DE102017212464B4

DE102017212464B4 - Method for detecting a marking gap in a sensor wheel

Info

Publication number: DE102017212464B4
Application number: DE102017212464.4A
Authority: DE
Inventors: Thomas Richardsen
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2017-07-20
Filing date: 2017-07-20
Publication date: 2023-10-05
Anticipated expiration: 2037-07-21
Also published as: DE102017212464A1; CN109283353A; CN109283353B

Abstract

Verfahren zum Erkennen einer Markierungslücke (12) eines Geberrads (10), das mehrere Markierungen (14) und die Markierungslücke (12) umfasst, wobei die Markierungen (14) derart ausgebildet sind, dass ein Markierungssensor (20) ausgehend von einem Vorbeibewegen der Markierungen (14) an dem Markierungssensor (20) ein Markierungssignal ausgibt, wobei ausgehend von dem Markierungssignal Inkrementzeiten (40, 41, 42, 43, 44) bestimmt werden, wobei eine Inkrementzeit (40, 41, 42, 43, 44) der Zeitspanne entspricht, die nach einer Erkennung einer Markierung (14) bis zur Erkennung einer unmittelbar benachbarten Markierung (14) vergeht, wobei die Markierungslücke (12) ausgehend von drei unmittelbar aufeinanderfolgenden Inkrementzeiten (40, 41, 42) erkannt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Markierungslücke (12) ausgehend von einem ersten Vergleich von drei unmittelbar aufeinanderfolgenden Inkrementzeiten (40, 41, 42) erkannt wird, wobei die Markierungslücke (12) einer dritten Inkrementzeit (42) zugeordnet wird, wenn eine Summe eines Verhältnisses einer zweiten Inkrementzeit (41) zu einer ersten Inkrementzeit (40) und eines Verhältnisses der zweiten Inkrementzeit (41) zu der dritten Inkrementzeit (42) kleiner als ein vorgebbarer Vergleichswert ist, wobei es sich bei der ersten Inkrementzeit (40), der zweiten Inkrementzeit (41) und der dritten Inkrementzeit (42) um die drei unmittelbar aufeinanderfolgenden Inkrementzeiten (40, 41, 42) handelt, wobei die erste Inkrementzeit (40) vor der zweiten Inkrementzeit (41) und der dritten Inkrementzeit (42) erfasst wird und wobei die zweite Inkrementzeit (41) vor der dritten Inkrementzeit (42) erfasst wird, wobei die zuletzt erfasste Inkrementzeit (42) von drei unmittelbar aufeinanderfolgenden Inkrementzeiten (40, 41, 42) nur dann der Markierungslücke (12) zugeordnet wird, wenn der erste Vergleich bereits mindestens zwei mal durchlaufen wurde, ohne dass bei den mindestens zwei Durchläufen das Vergleichskriterium erfüllt war.Method for detecting a marking gap (12) of a sensor wheel (10), which comprises a plurality of markings (14) and the marking gap (12), wherein the markings (14) are designed such that a marking sensor (20) starts from the markings moving past (14) outputs a marking signal at the marking sensor (20), increment times (40, 41, 42, 43, 44) being determined based on the marking signal, an increment time (40, 41, 42, 43, 44) corresponding to the period of time , which elapses after detection of a marking (14) until an immediately adjacent marking (14) is detected, the marking gap (12) being recognized starting from three immediately successive increment times (40, 41, 42), characterized in that the marking gap (12) is recognized based on a first comparison of three immediately successive increment times (40, 41, 42), the marking gap (12) being assigned to a third increment time (42) if a sum of a ratio of a second increment time (41). a first increment time (40) and a ratio of the second increment time (41) to the third increment time (42) is smaller than a predeterminable comparison value, the first increment time (40), the second increment time (41) and the third increment time (42) is the three immediately successive increment times (40, 41, 42), the first increment time (40) being detected before the second increment time (41) and the third increment time (42) and the second increment time (41) before the third increment time (42) is recorded, the last recorded increment time (42) of three immediately successive increment times (40, 41, 42) being assigned to the marking gap (12) only if the first comparison has already been carried out at least twice, without the comparison criterion being met in at least two runs.

Description

Stand der TechnikState of the art

Um die Drehposition von rotierenden Wellen zu erfassen, kommen Geberräder zum Einsatz, die derart beschaffen sind, dass ein Vorbeibewegen des Geberrades an einem hierfür eingerichteten Sensor ein Sensorsignal erzeugt, aus dem die Drehposition der rotierenden Welle abgelesen werden kann. Solche Geberräder finden beispielsweise Verwendung, um die Drehposition der Kurbel- oder der Nockenwelle einer Brennkraftmaschine zu erfassen. Geberräder sind nicht nur geeignet, die Drehposition einer Welle zu bestimmen, sondern können auch verwendet werden, die Drehzahl der Welle zu erfassen. Insbesondere Geberräder an Kurbelwellen sind daher mit einer Vielzahl von Markierungen versehen, so dass während einer vollen Umdrehung des Geberrads eine Vielzahl von Impulsen in dem zugehörigen Sensor erzeugt wird. Um die absolute Drehposition einer Kurbelwelle erfassen zu können, befindet sich üblicherweise in der Vielzahl von Markierungen eine Markierungslücke, die dadurch gebildet wird, dass beispielsweise zwei Markierungen fehlen. Der Sensor bzw. ein Softwaremodul, das das Sensorsignal auswertet, kann die Lücke der Markierungen auf dem Geberrad erkennen und somit eine Referenzdrehposition des Geberrades bestimmen.In order to detect the rotational position of rotating shafts, encoder wheels are used, which are designed in such a way that moving the encoder wheel past a sensor set up for this purpose generates a sensor signal from which the rotational position of the rotating shaft can be read. Such sensor wheels are used, for example, to detect the rotational position of the crankshaft or camshaft of an internal combustion engine. Encoder wheels are not only suitable for determining the rotational position of a shaft, but can also be used to record the speed of the shaft. In particular, sensor wheels on crankshafts are therefore provided with a large number of markings, so that a large number of pulses are generated in the associated sensor during a full revolution of the sensor wheel. In order to be able to detect the absolute rotational position of a crankshaft, there is usually a marking gap in the large number of markings, which is formed by the fact that, for example, two markings are missing. The sensor or a software module that evaluates the sensor signal can detect the gap between the markings on the encoder wheel and thus determine a reference rotational position of the encoder wheel.

Vom Markt her bekannte Geberräder umfassen gegebenenfalls mehrere Lücken, wobei üblicherweise alle Lücken die gleiche Breite haben, alle Markierungen die gleiche Breite haben und zwischen zwei Lücken immer mindestens zwei normale Markierungen liegen. Die Erkennung einer Markierung erfolgt üblicherweise derart, dass entweder der Beginn oder das Ende der Markierung von dem Sensor erfasst und beispielsweise als Spannungssprung bzw. Signalflanke in dem Signal des Sensors ausgegeben wird. Die Zeitspanne, die nach Erfassen beispielsweise eines Beginns einer Markierung bis zum Erfassen des Beginns der unmittelbar darauffolgenden Markierung vergeht, wird üblicherweise als Inkrementzeit bezeichnet.Sensor wheels known from the market may include several gaps, whereby all gaps usually have the same width, all markings have the same width and there are always at least two normal markings between two gaps. A marking is usually recognized in such a way that either the start or the end of the marking is detected by the sensor and output, for example, as a voltage jump or signal edge in the sensor's signal. The time period that elapses after detecting, for example, the start of a marking until detecting the start of the immediately following marking is usually referred to as the increment time.

Um eine erfasste Inkrementzeit als zu einer Markierungslücke gehörig erkennen zu können, wird die erfasste Inkrementzeit mit einer benachbarten Inkrementzeit verglichen. Ist hierbei eine deutliche Abweichung der erfassten Inkrementzeit von einer benachbarten Inkrementzeit festzustellen, wird bei aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren davon ausgegangen, dass es sich bei der erfassten Inkrementzeit um die zur Lücke gehörige Inkrementzeit handelt. Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass der Rechenaufwand zum Erkennen der Geberradlücke derart gering ist, dass jede erfasste Inkrementzeit instantan darauf überprüft werden kann, ob es sich hierbei um eine zu einer Lücke gehörige Inkrementzeit handelt. Bei dem aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren ist nachteilig, dass plötzliche Änderungen der Drehzahl des Geberrades dazu führen können, dass die Markierungslücke nicht sicher erkannt wird oder dass eine erfasste Inkrementzeit als zu einer Lücke gehörig erkannt wird, obwohl diese nicht zu einer Markierungslücke gehört.In order to be able to recognize a recorded increment time as belonging to a marking gap, the recorded increment time is compared with an adjacent increment time. If a clear deviation of the recorded increment time from an adjacent increment time is determined, it is assumed in methods known from the prior art that the recorded increment time is the increment time associated with the gap. This method has the advantage that the computing effort for detecting the encoder wheel gap is so low that each recorded increment time can be checked immediately to see whether it is an increment time belonging to a gap. The disadvantage of the method known from the prior art is that sudden changes in the speed of the encoder wheel can lead to the marking gap not being reliably recognized or to a detected increment time being recognized as belonging to a gap even though it does not belong to a marking gap .

Aus der Veröffentlichung EP 2 163 856 A1 einer europäischen Patentanmeldung ist ein Verfahren zum Erkennen einer Markierungslücke eines Geberrads bekannt. Das Geberrad weist mehrere Markierungen und die Markierungslücke auf. Die Markierungen sind derart ausgebildet sind, dass ein Markierungssensor ausgehend von einem Vorbeibewegen der Markierungen an dem Markierungssensor ein Markierungssignal ausgibt. Ausgehend von dem Markierungssignal werden Inkrementzeiten bestimmt. Eine Inkrementzeit entspricht der Zeitspanne, die nach einer Erkennung einer Markierung bis zur Erkennung einer unmittelbar benachbarten Markierung vergeht. Die Markierungslücke wird ausgehend von drei unmittelbar aufeinanderfolgenden Inkrementzeiten erkannt. Aus den Veröffentlichungen DE 10 2015 211 923 A1 und DE 103 22 689 A1 deutscher Patentanmeldungen ist ein solches Vorgehen ebenfalls bekannt.From the publication EP 2 163 856 A1 A European patent application discloses a method for detecting a marking gap in a sensor wheel. The sensor wheel has several markings and the marking gap. The markings are designed in such a way that a marking sensor outputs a marking signal based on the markings moving past the marking sensor. Increment times are determined based on the marking signal. An increment time corresponds to the time period that elapses after a marking is detected until an immediately adjacent marking is detected. The marking gap is recognized based on three consecutive increment times. From the publications DE 10 2015 211 923 A1 and DE 103 22 689 A1 Such an approach is also known from German patent applications.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren anzugeben, das mit einem geringen Rechenaufwand eine zuverlässige Erkennung einer Markierungslücke an einem Geberrad ermöglicht.It is the object of the invention to provide a method that enables reliable detection of a marking gap on a sensor wheel with little computational effort.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Erkennen einer Markierungslücke eines Geberrades, das mehrere Markierungen und die Markierungslücke umfasst, wobei die Markierungen derart ausgebildet sind, dass ein Markierungssensor ausgehend von einem Vorbeibewegen der Markierungen an dem Markierungssensor ein Markierungssignal ausgibt, wobei ausgehend von dem Markierungssignal Inkrementzeiten bestimmt werden, wobei eine Inkrementzeit der Zeitspanne entspricht, die nach einer Erkennung einer Markierung bis zur Erkennung einer unmittelbar benachbarten Markierung vergeht, hat den Vorteil, dass die Markierungslücke ausgehend von drei unmittelbar aufeinanderfolgenden Inkrementzeiten erkannt wird.The method according to the invention for detecting a marking gap of a sensor wheel, which comprises a plurality of markings and the marking gap, the markings being designed in such a way that a marking sensor outputs a marking signal based on the markings moving past the marking sensor, wherein increment times are determined based on the marking signal, wherein an increment time corresponds to the time period that elapses after a marking is detected until an immediately adjacent marking is detected, has the advantage that the marking gap is recognized starting from three immediately successive increment times.

Dabei wird die Markierungslücke - ausgehend von einem ersten Vergleich von drei unmittelbar aufeinanderfolgenden Inkrementzeiten - erkannt, wobei die Markierungslücke einer dritten Inkrementzeit zugeordnet wird, wenn eine Summe eines Verhältnisses einer zweiten Inkrementzeit zu einer ersten Inkrementzeit und eines Verhältnisses der zweiten Inkrementzeit zu der dritten Inkrementzeit kleiner als ein vorgebbarer Vergleichswert ist, wobei es sich bei der ersten Inkrementzeit, der zweiten Inkrementzeit und der dritten Inkrementzeit um die drei unmittelbar aufeinanderfolgenden Inkrementzeiten handelt, wobei die erste Inkrementzeit vor der zweiten Inkrementzeit und der dritten Inkrementzeit erfasst wird und wobei die zweite Inkrementzeit vor der dritten Inkrementzeit erfasst wird. Die dritte Inkrementzeit der drei unmittelbar aufeinanderfolgenden Inkrementzeiten wird nur dann der Markierungslücke zugeordnet, wenn der erste Vergleich bereits mindestens zwei mal durchlaufen wurde, ohne dass bei den mindestens zwei Durchläufen das Vergleichskriterium erfüllt war. Vorteilhafter Weise kann so eine fortlaufende Suche der Markierungslücke realisiert werden, wenn für alle bereits zuvor untersuchten Inkrementzeiten das Vorliegen einer Markierungslücke ausgeschlossen wurde.The marking gap is recognized - based on a first comparison of three immediately successive increment times - whereby the marking gap is assigned to a third increment time if a sum of a ratio of a second increment time to a first increment time and a ratio of the second increment time to the third increment time is smaller than a predeterminable comparison value, the first increment time, the second increment time and the third increment time being the three immediately successive increment times, the first increment time being detected before the second increment time and the third increment time and wherein the second increment time is detected before the third increment time. The third increment time of the three immediately successive increment times is only assigned to the marking gap if the first comparison has already been run at least twice without the comparison criterion being met in the at least two runs. Advantageously, a continuous search for the marking gap can be realized if the presence of a marking gap has been ruled out for all previously examined increment times.

Hierdurch kann die Robustheit gegenüber dem aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren deutlich gesteigert werden.As a result, the robustness can be significantly increased compared to the method known from the prior art.

Ein alternatives erfindungsgemäßes Verfahren zum Erkennen einer Markierungslücke eines Geberrades, das mehrere Markierungen und die Markierungslücke umfasst, wobei die Markierungen derart ausgebildet sind, dass ein Markierungssensor ausgehend von einem Vorbeibewegen der Markierungen an dem Markierungssensor ein Markierungssignal ausgibt, sieht vor, dass ausgehend von dem Markierungssignal Inkrementzeiten bestimmt werden, wobei eine Inkrementzeit der Zeitspanne entspricht, die nach einer Erkennung einer Markierung bis zur Erkennung einer unmittelbar benachbarten Markierung vergeht. Es ist dabei vorteilhafterweise vorgesehen, dass die Markierungslücke ausgehend von drei unmittelbar aufeinanderfolgenden Inkrementzeiten erkannt wird, wobei die Markierungslücke ausgehend von einem ersten Vergleich von drei unmittelbar aufeinanderfolgenden Inkrementzeiten und ausgehend von einem zweiten Vergleich von drei unmittelbar aufeinanderfolgenden Inkrementzeiten erkannt wird. Es wird dabei eine Markierungslückenhypothese aufgestellt, wenn der erste Vergleich von drei unmittelbar aufeinanderfolgenden Inkrementzeiten ein Vergleichskriterium erfüllt und die Markierungslücke erkannt wird, wenn der zweite Vergleich von zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden Inkrementzeiten das Vergleichskriterium erfüllt. Dabei entspricht eine der dem zweiten Vergleich zugrundeliegenden drei unmittelbar aufeinanderfolgenden Inkrementzeiten einer der dem ersten Vergleich zugrundeliegenden drei unmittelbar aufeinanderfolgenden Inkrementzeiten. Es ist dabei ein Vergleichskriterium erfüllt, wenn eine Summe eines Verhältnisses einer zweiten Inkrementzeit zu einer ersten Inkrementzeit und eines Verhältnisses der zweiten Inkrementzeit zu einer dritten Inkrementzeit kleiner als ein vorgebbarer Vergleichswert ist, wobei es sich bei der ersten Inkrementzeit, der zweiten Inkrementzeit und der dritten Inkrementzeit um die drei unmittelbar aufeinanderfolgenden Inkrementzeiten handelt, wobei die erste Inkrementzeit vor der zweiten Inkrementzeit und der dritten Inkrementzeit erfasst wird und wobei die zweite Inkrementzeit vor der dritten Inkrementzeit erfasst wird. Das Vergleichskriterium sieht also vor, jeweils das Verhältnis einer mittleren Inkrementzeit zu den beiden unmittelbar benachbarten Inkrementzeiten zu bilden, diese beiden Verhältnisse aufzusummieren und das Ergebnis der Summation mit einem vorgebbaren Schwellwert zu vergleichen. Der Begriff mittlere Inkrementzeit bezieht sich dabei auf die Lage der mittleren Inkrementzeit relativ zu den beiden unmittelbar benachbarten Inkrementzeiten. Unter einer mittleren Inkrementzeit ist im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere keine durchschnittliche Inkrementzeit gemeint.An alternative method according to the invention for detecting a marking gap of a sensor wheel, which comprises a plurality of markings and the marking gap, the markings being designed such that a marking sensor outputs a marking signal based on the markings moving past the marking sensor, provides that starting from the marking signal Increment times are determined, an increment time corresponding to the time period that elapses after a marking is detected until an immediately adjacent marking is detected. It is advantageously provided that the marking gap is recognized based on three immediately successive increment times, the marking gap being recognized based on a first comparison of three immediately successive increment times and based on a second comparison of three immediately successive increment times. A marking gap hypothesis is established when the first comparison of three immediately successive increment times fulfills a comparison criterion and the marking gap is recognized when the second comparison of two immediately successive increment times fulfills the comparison criterion. One of the three immediately successive increment times on which the second comparison is based corresponds to one of the three immediately successive increment times on which the first comparison is based. A comparison criterion is met if a sum of a ratio of a second increment time to a first increment time and a ratio of the second increment time to a third increment time is smaller than a predeterminable comparison value, which is the first increment time, the second increment time and the third Increment time is the three immediately consecutive increment times, with the first increment time being recorded before the second increment time and the third increment time and with the second increment time being recorded before the third increment time. The comparison criterion therefore provides for the ratio of an average increment time to be formed to the two immediately adjacent increment times, to add up these two ratios and to compare the result of the summation with a predeterminable threshold value. The term mean increment time refers to the position of the mean increment time relative to the two immediately adjacent increment times. For the purposes of the present invention, an average increment time does not in particular mean an average increment time.

Unter Verwendung des vorteilhaften Vergleichskriteriums kann der erste Vergleich feststellen, ob eines der beiden Inkremente, die unmittelbar an das mittlere Inkrement angrenzen, ein Inkrement sein könnte, das die Markierungslücke des Geberrades bezeichnet. Der zweite Vergleich, der vorteilhafter Weise auf Basis der letzten Inkrementzeit, die Eingang in den ersten Vergleich gefunden hat, und den beiden unmittelbar darauf erfassten Inkrementzeiten beruht, kann ebenfalls zum Ergebnis haben, dass es sich bei einer der unmittelbar an die mittlere Inkrementzeit des zweiten Vergleichs angrenzenden Inkrementzeiten um die Inkrementzeit handelt, die der Markierungslücke des Geberrades zuzuordnen ist. Aus dem Ergebnis des ersten Vergleiches und dem Ergebnis des zweiten Vergleiches kann dann kombiniert werden, dass es sich bei der zuletzt erfassten Inkrementzeit, die Eingang in den ersten Vergleich findet, bei der es sich auch um die zuerst erfasste Inkrementzeit, die Eingang in den zweiten Vergleich findet, handelt, um die zur Markierungslücke des Geberrades gehörige Inkrementzeit handelt, wenn sowohl im ersten Vergleich als auch im zweiten Vergleich das Vergleichskriterium erfüllt ist. Ist das Vergleichskriterium im ersten Vergleich erfüllt, im zweiten Vergleich aber nicht erfüllt, ergibt sich daraus, dass es sich bei der zuerst erfassten Inkrementzeit, die Eingang in den ersten Vergleich findet, um die Inkrementzeit handelt, die die Markierungslücke des Geberrades repräsentiert.Using the advantageous comparison criterion, the first comparison can determine whether one of the two increments immediately adjacent to the middle increment could be an increment that denotes the marking gap of the encoder wheel. The second comparison, which is advantageously based on the last increment time that was included in the first comparison and the two increment times recorded immediately afterwards, can also have the result that one of the average increment times of the second one is the same Comparison of adjacent increment times is the increment time that can be assigned to the marking gap of the encoder wheel. The result of the first comparison and the result of the second comparison can then be combined so that the last recorded increment time that is included in the first comparison is also the first recorded increment time that is included in the second Comparison finds, is the increment time associated with the marking gap of the encoder wheel if the comparison criterion is met in both the first comparison and the second comparison. If the comparison criterion is met in the first comparison but not met in the second comparison, it follows that the first recorded increment time, which is included in the first comparison, is the increment time that represents the marking gap of the encoder wheel.

Vorteilhaft ist außerdem eine Vorrichtung, die eingerichtet ist, jeden Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen.A device that is set up to carry out each step of the method according to the invention is also advantageous.

Vorteilhaft ist ein Computerprogrammprodukt, das eingerichtet ist oder durch Kompilieren dazu eingerichtet wird, jeden Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen, wenn es auf einer Recheneinheit abläuft.It is advantageous to have a computer program product that is set up or is set up by compilation to carry out every step of the invention according to the procedure if it runs on a computing unit.

Vorteilhaft ist ein Speichermedium, auf dem das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt gespeichert ist sowie eine Recheneinheit, die das erfindungsgemäße Speichermedium umfasst.What is advantageous is a storage medium on which the computer program product according to the invention is stored and a computing unit which includes the storage medium according to the invention.

Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:An embodiment of the method according to the invention is explained in more detail with reference to the accompanying drawings. Show:

Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing

1 a schematic representation of a sensor wheel that is scanned with a marking sensor;
2 a schematic representation of the sequence of the exemplary embodiment of the method according to the invention;
3 a schematic representation of the sequence of recorded increment times.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Geberrades (10), das drehfest mit einer rotierenden Welle verbunden ist. Bei dem Geberrad (10) kann es sich insbesondere um das Geberrad einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine handeln. Das Geberrad (10) umfasst entlang seines Umfangs eine Vielzahl von Markierungen (14), die derart ausgestaltet sind, dass durch sie eine physikalische Eigenschaft des Geberrades (10) erfasst wird, wenn die Markierungen (14) in Folge einer Rotation des Geberrades (10) an dem Markierungssensor (20) vorbeibewegt werden. Bei den Markierungen (14) kann es sich insbesondere um Erhöhungen in Form von Zähnen handeln. Bei dem Markierungssensor (20) kann es sich insbesondere um einen Hall-Sensor handeln, der ein durch die Vorbeibewegung der Markierungen (14) verändertes Magnetfeld erfasst. Die Markierungen (14) sind derart entlang des Umfangs des Geberrades (10) angeordnet, dass der in Rotationsrichtung des Geberrades (10) gesehene Beginn der Markierungen (14) oder das in Rotationsrichtung des Geberrades (10) gesehene Ende der Markierungen (14) äquidistant angeordnet sind. Das Geberrad (10) umfasst außerdem eine Markierungslücke (12), die beispielsweise dadurch gebildet werden kann, dass mindestens zwei benachbarte Markierungen entlang des Umfangs des Geberrades (10) entfernt werden. 1 shows a schematic representation of a sensor wheel (10), which is non-rotatably connected to a rotating shaft. The sensor wheel (10) can in particular be the sensor wheel of a crankshaft of an internal combustion engine. The sensor wheel (10) comprises a plurality of markings (14) along its circumference, which are designed in such a way that they detect a physical property of the sensor wheel (10) when the markings (14) are as a result of a rotation of the sensor wheel (10 ) can be moved past the marking sensor (20). The markings (14) can in particular be elevations in the form of teeth. The marking sensor (20) can in particular be a Hall sensor which detects a magnetic field that changes as the markings (14) move past. The markings (14) are arranged along the circumference of the sensor wheel (10) in such a way that the beginning of the markings (14) seen in the direction of rotation of the sensor wheel (10) or the end of the markings (14) seen in the direction of rotation of the sensor wheel (10) are equidistant are arranged. The sensor wheel (10) also includes a marking gap (12), which can be formed, for example, by removing at least two adjacent markings along the circumference of the sensor wheel (10).

Der Markierungssensor (20) ist derart eingerichtet, dass er ein Markierungssignal an eine Recheneinheit (22) übermittelt, wobei das Markierungssignal jeden Zeitpunkt einer Registrierung einer Markierung (14) beispielsweise durch einen Impuls bzw. eine Signalflanke wiedergibt. Ausgehend von den Impulsen oder Signalflanken des Markierungssignals kann die Recheneinheit (22) die Zeitabstände zwischen den Impulsen oder Signalflanken des Markierungssignals und somit die Inkrementzeiten bestimmen. Die Recheneinheit (22) umfasst ein Speichermedium (24).The marking sensor (20) is set up in such a way that it transmits a marking signal to a computing unit (22), the marking signal reflecting each time a marking (14) is registered, for example by means of a pulse or a signal edge. Based on the pulses or signal edges of the marking signal, the computing unit (22) can determine the time intervals between the pulses or signal edges of the marking signal and thus the increment times. The computing unit (22) comprises a storage medium (24).

Das Geberrad (10), der Markierungssensor (20) sowie die Recheneinheit (22) sind vorteilhafter Weise Bestandteil einer Vorrichtung zum Steuern einer Brennkraftmaschine.The sensor wheel (10), the marking sensor (20) and the computing unit (22) are advantageously part of a device for controlling an internal combustion engine.

2 zeigt einen schematischen Ablauf eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens. Das Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens findet Anwendung, wenn das Geberrad (10) rotiert, so dass sich die Markierungen (14) am Markierungssensor (20) vorbei bewegen und dieser ein Markierungssignal erzeugt. 2 shows a schematic sequence of an exemplary embodiment of the method according to the invention. The exemplary embodiment of the method according to the invention is used when the sensor wheel (10) rotates so that the markings (14) move past the marking sensor (20) and this generates a marking signal.

Das Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens startet in Schritt 100. In Schritt 100 wird ausgehend von einem zuletzt erfassten Impuls oder einer zuletzt erfassten Signalflanke des Markierungssignals des Markierungssensors (20) eine neue Inkrementzeit erfasst und gespeichert. Anschließend wird überprüft, ob bereits drei unmittelbar aufeinanderfolgende Inkrementzeiten (40, 41, 42) gespeichert sind. Sind noch nicht drei unmittelbar aufeinanderfolgende Inkrementzeiten (40, 41, 42) gespeichert, wird erneut eine Inkrementzeit erfasst und gespeichert. Sind drei unmittelbar aufeinanderfolgende Inkrementzeiten (40, 41, 42) gespeichert, wird anschließend Schritt 110 durchgeführt. Der Verfahrensschritt 100 umfasst somit eine interne Schleife.The exemplary embodiment of the method according to the invention starts in step 100. In step 100, a new increment time is recorded and stored based on a last detected pulse or a last detected signal edge of the marking signal of the marking sensor (20). It is then checked whether three immediately consecutive increment times (40, 41, 42) have already been saved. If three consecutive increment times (40, 41, 42) have not yet been saved, another increment time is recorded and saved. If three consecutive increment times (40, 41, 42) are stored, step 110 is then carried out. The method step 100 thus includes an internal loop.

In Schritt 110 wird überprüft, ob die drei gespeicherten unmittelbar aufeinanderfolgenden Inkrementzeiten (40, 41, 42) ein Vergleichskriterium erfüllen. Hierfür wird je das Verhältnis der mittleren (41) der drei unmittelbar aufeinanderfolgenden Inkrementzeiten mit den beiden unmittelbar benachbarten Inkrementzeiten (40, 42) gebildet. Die beiden Verhältnisse von Inkrementzeiten werden anschließend aufaddiert und das Ergebnis der Addition mit einem vorgebbaren Schwellwert verglichen. Ist die Summe der Verhältnisse der Inkrementzeiten kleiner als der vorgebbare Schwellwert, wird im Anschluss an Schritt 100 Schritt 130 durchgeführt. Ist die Summe der Verhältnisse größer als der vorgebbare Schwellwert, wird im Anschluss an Schritt 110 Schritt 120 durchgeführt. Erfüllt der in Schritt 110 durchgeführte erste Vergleich das Vergleichskriterium, kann es sich bei einer der beiden äußeren Inkrementzeiten (40, 42), die dem ersten Vergleich zugeführt wurden, um die Inkrementzeit handeln, die der Markierungslücke (12) des Geberrads (10) entspricht. Im Rahmen von Schritt 110 wird somit eine Markierungslückenhypothese aufgestellt, falls die drei gespeicherten unmittelbar aufeinanderfolgenden Inkrementzeiten (40, 41, 42) das Vergleichskriterium erfüllen.In step 110 it is checked whether the three stored immediately successive increment times (40, 41, 42) meet a comparison criterion. For this purpose, the ratio of the middle (41) of the three immediately successive increment times to the two immediately adjacent increment times (40, 42) is formed. The two ratios of increment times are then added up and the result of the addition is compared with a predeterminable threshold value. If the sum of the ratios of the increment times is smaller than the predeterminable threshold value, step 130 is carried out following step 100. If the sum of the ratios is greater than the predeterminable threshold value, step 120 is carried out following step 110. If the first comparison carried out in step 110 meets the comparison criterion, one of the two outer increment times (40, 42) that were supplied to the first comparison can be the increment time that corresponds to the marking gap (12) of the sensor wheel (10). . As part of step 110, a marking gap hypothesis is therefore established if the three stored unmit consecutive increment times (40, 41, 42) meet the comparison criterion.

In Schritt 120 wird eine neue Inkrementzeit erfasst, bei der es sich um die Inkrementzeit handelt, die unmittelbar an die zuletzt im Rahmen von Schritt 100 erfasste Inkrementzeit (42) anschließt. Die neue erfasste Inkrementzeit wird gespeichert und die älteste der zuvor gespeicherten drei Inkrementzeiten gelöscht. Anschließend wird Schritt 110 wiederholt.In step 120, a new increment time is recorded, which is the increment time that immediately follows the last increment time (42) recorded in step 100. The new recorded increment time is saved and the oldest of the previously saved three increment times is deleted. Step 110 is then repeated.

In Schritt 130 werden zwei weitere Inkrementzeiten (43, 44) erfasst, wobei die zwei weiteren erfassten Inkrementzeiten (43, 44) diejenigen Inkrementzeiten sind, die unmittelbar auf die zuletzt im Rahmen von Schritt 100 erfasste Inkrementzeit (42) angrenzen. Im Anschluss an Schritt 130 wird Schritt 140 durchgeführt. Da in Schritt 130 keine gespeicherten Inkrementzeiten gelöscht werden, liegen im Anschluss an Schritt 130 mindestens fünf erfasste Inkrementzeiten (40, 41, 42, 43, 44) vor.In step 130, two further increment times (43, 44) are recorded, the two further recorded increment times (43, 44) being those increment times that directly adjoin the last increment time (42) recorded in step 100. Following step 130, step 140 is carried out. Since no stored increment times are deleted in step 130, there are at least five recorded increment times (40, 41, 42, 43, 44) following step 130.

In Schritt 140 wird je das Verhältnis der mittleren (43) von den drei zuletzt erfassten Inkrementzeiten (42, 43, 44) zu den beiden benachbarten zuletzt erfassten Inkrementzeiten (42, 44) gebildet. Anschließend werden die Verhältnisse der mittleren Inkrementzeit (43) zu den beiden benachbarten Inkrementzeiten (42, 44) aufsummiert und das Ergebnis der Summation mit dem vorgebbaren Schwellwert verglichen. Ergibt der Vergleich, dass die Summe der Verhältnisse der Inkrementzeiten kleiner als der vorgebbare Schwellwert ist, wird im Anschluss an Schritt 140 Schritt 160 durchgeführt. Ergibt der Vergleich, dass diese Summe der Verhältnisse der Inkrementzeiten größer als der vorgebbare Schwellwert ist, wird im Anschluss an Schritt 140 Schritt 150 durchgeführt.In step 140, the ratio of the average (43) of the three last recorded increment times (42, 43, 44) to the two neighboring last recorded increment times (42, 44) is formed. The ratios of the average increment time (43) to the two adjacent increment times (42, 44) are then summed up and the result of the summation is compared with the predeterminable threshold value. If the comparison shows that the sum of the ratios of the increment times is smaller than the predeterminable threshold value, step 160 is carried out following step 140. If the comparison shows that this sum of the ratios of the increment times is greater than the predeterminable threshold value, step 150 is carried out following step 140.

In Schritt 150 wird die Markierungslücke (12) des Geberrades (10) der ersten Inkrementzeit (40), die dem in Schritt 110 durchgeführten Vergleich zu Grunde lag, zugeordnet. Im Anschluss an Schritt 150 wird Schritt 100 durchgeführt.In step 150, the marking gap (12) of the sensor wheel (10) is assigned to the first increment time (40), which was the basis for the comparison carried out in step 110. Following step 150, step 100 is carried out.

In Schritt 160 wird die Markierungslücke (12) des Geberrades (10) der Inkrementzeit (42) zugeordnet, die sowohl Eingang in den in Schritt 110 als auch Eingang in den in Schritt 140 durchgeführten Vergleich gefunden hat. Hierbei handelt es sich um die mittlere der zum Zeitpunkt der Durchführung von Schritt 140 insgesamt fünf gespeicherten Inkrementzeiten (40, 41, 42, 43, 44).In step 160, the marking gap (12) of the encoder wheel (10) is assigned to the increment time (42), which was included in both the comparison carried out in step 110 and in the comparison carried out in step 140. This is the average of the five increment times (40, 41, 42, 43, 44) stored at the time step 140 was carried out.

Im Rahmen des vorgestellten Ausführungsbeispiels wird durch den ersten in Schritt 110 durchgeführten Vergleich eine Markierungslückenhypothese aufgestellt. Da der in Schritt 110 durchgeführte Vergleich lediglich ergibt, dass es sich bei einer der in Schritt 110 verglichenen Inkrementzeiten um die zur Markierungslücke (12) des Geberrades (10) gehörige Inkrementzeit handelt. Diese Markierungslückenhypothese wird durch den zweiten Vergleich in Schritt 140 dahingehend überprüft, dass im Anschluss an Schritt 140 sicher festgestellt werden kann, welche der in Schritt 110 verglichenen Inkrementzeiten der Markierungslücke (12) des Geberrades (10) zuzuordnen ist.In the context of the presented exemplary embodiment, a marking gap hypothesis is established by the first comparison carried out in step 110. Since the comparison carried out in step 110 only shows that one of the increment times compared in step 110 is the increment time associated with the marking gap (12) of the sensor wheel (10). This marking gap hypothesis is checked by the second comparison in step 140 to the effect that, following step 140, it can be reliably determined which of the increment times compared in step 110 is to be assigned to the marking gap (12) of the sensor wheel (10).

In alternativer Ausgestaltung wird im Rahmen von Schritt 110 keine Markierungslückenhypothese aufgestellt, sondern die Markierungslücke (12) der zuletzt erfassten Inkrementzeit (42) der drei unmittelbar aufeinanderfolgenden Inkrementzeiten (40, 41, 42) zugeordnet, wenn das Vergleichskriterium erfüllt ist. In dieser alternativen Ausgestaltung wird vorteilhafterweise ausgenutzt, dass es sich lediglich bei einer der beiden äußeren Inkrementzeiten (40, 42) mit hoher Wahrscheinlichkeit um die zur Markierungslücke (12) gehörige Inkrementzeit handeln kann. Würde es sich bei der zuerst erfassten Inkrementzeit (40) der drei unmittelbar aufeinanderfolgenden Inkrementzeiten (40, 41, 42) um die zur Markierungslücke (12) gehörige Inkrementzeit handeln, so wäre das Vergleichskriterium bereits zu einem früheren Durchlauf des Schrittes 110, der derart kurzfristig zurückliegt, dass der frühere Durchlauf nicht einer vollen Umdrehung des Geberrads (10) entsprechen kann, erfüllt gewesen. Die zuletzt erfasste Inkrementzeit (42) der drei unmittelbar aufeinanderfolgenden Inkrementzeiten (40, 41, 42) wird daher nur dann der Markierungslücke (12) zugeordnet, wenn Schritt 110 bereits mindestens zwei mal durchlaufen wurde, ohne dass bei den mindestens zwei Durchläufen das Vergleichskriterium erfüllt war. Die alternative Ausgestaltung sieht nicht vor, dass im Anschluss an Schritt 110 Schritt 130 durchgeführt wird. Vielmehr endet die alternative Ausgestaltung mit Schritt 110, falls das Vergleichskriterium erfüllt ist. Ist das Vergleichskriterium nicht erfüllt, folgt im Rahmen der alternativen Ausgestaltung Schritt 120 auf Schritt 110.In an alternative embodiment, no marking gap hypothesis is established in step 110, but rather the marking gap (12) is assigned to the last recorded increment time (42) of the three immediately successive increment times (40, 41, 42) if the comparison criterion is met. This alternative embodiment advantageously takes advantage of the fact that only one of the two outer increment times (40, 42) can most likely be the increment time associated with the marking gap (12). If the first recorded increment time (40) of the three immediately successive increment times (40, 41, 42) were the increment time associated with the marking gap (12), the comparison criterion would already be for an earlier run of step 110, which was so short-term that the previous run cannot correspond to a full revolution of the sensor wheel (10) has been fulfilled. The last recorded increment time (42) of the three immediately successive increment times (40, 41, 42) is therefore only assigned to the marking gap (12) if step 110 has already been run through at least twice without the comparison criterion being met in the at least two runs was. The alternative embodiment does not provide for step 130 to be carried out following step 110. Rather, the alternative embodiment ends with step 110 if the comparison criterion is met. If the comparison criterion is not met, step 120 follows step 110 in the alternative embodiment.

3 zeigt eine schematische Darstellung des zeitlichen Ablaufs eines durch den Markierungssensor (20) bereitgestellten Markierungssignals. Zu einem ersten Zeitpunkt (30) umfasst das Markierungssignal mindestens vier Impulse, so dass aus den zeitlichen Abständen von jeweils zwei benachbarten Impulsen drei unmittelbar benachbarte Inkrementzeiten (40, 41, 42) gebildet werden können. Nachdem zum Zeitpunkt 31 durch den Markierungssensor (20) ein weiterer Impuls ausgegeben wurde, kann eine vierte Inkrementzeit (43) bestimmt werden. Nachdem zu einem Zeitpunkt 32 ein weiterer Impuls durch den Markierungssensor (20) bereitgestellt wurde, kann eine fünfte Inkrementzeit (44) berechnet werden. Die Inkrementzeiten 40, 41 und 42 werden dem im Rahmen von Schritt 110 durchgeführten ersten Vergleich zugeführt. Hierfür wird das Verhältnis von Inkrementzeit 41 zu Inkrementzeit 40 und das Verhältnis von Inkrementzeit 41 zu Inkrementzeit 42 gebildet. Diese beiden Verhältnisse werden anschließend aufsummiert und mit dem vorgebbaren Schwellwert verglichen. Im Rahmen des Verfahrensschrittes 130 werden die Inkrementzeiten 43 und 44 erfasst. Dem zweiten Vergleich, der im Rahmen des Schrittes 140 durchgeführt wird, liegen nunmehr die Inkrementzeiten 42, 43 und 44 zu Grunde. Hierfür wird das Verhältnis der Inkrementzeit 43 zur Inkrementzeit 42 sowie das Verhältnis der Inkrementzeit 43 zur Inkrementzeit 44 gebildet. Diese beiden Verhältnisse werden aufsummiert und anschließend mit dem vorgebbaren Schwellwert verglichen. Ergibt sowohl der erste in Schritt 110 durchgeführte Vergleich als auch der zweite in Schritt 140 durchgeführte Vergleich, dass die Summe der gebildeten Verhältnisse kleiner als der vorgebbare Schwellwert ist, ist somit ermittelt, dass eine der Inkrementzeiten, die sowohl Eingang in den im Rahmen von Schritt 110 durchgeführten Vergleich als auch Eingang in den im Rahmen von Schritt 140 durchgeführten Vergleich gefunden haben, die Markierungslücke (12) des Geberrades (10) repräsentiert. Hierbei kann es sich aus logischen Gründen nur um die Inkrementzeit 42 handeln. 3 shows a schematic representation of the timing of a marking signal provided by the marking sensor (20). At a first time (30), the marking signal comprises at least four pulses, so that three immediately adjacent increment times (40, 41, 42) can be formed from the time intervals between two adjacent pulses. After another pulse has been output by the marking sensor (20) at time 31, a fourth increment time (43) can be determined. After a further pulse has been provided by the marking sensor (20) at a time 32, a fifth increment time (44) can be calculated. The increment times 40, 41 and 42 are fed to the first comparison carried out in step 110. This is what the ratio is for of increment time 41 to increment time 40 and the ratio of increment time 41 to increment time 42 is formed. These two ratios are then added up and compared with the predeterminable threshold value. As part of method step 130, the increment times 43 and 44 are recorded. The second comparison, which is carried out as part of step 140, is now based on the increment times 42, 43 and 44. For this purpose, the ratio of the increment time 43 to the increment time 42 and the ratio of the increment time 43 to the increment time 44 are formed. These two ratios are added up and then compared with the predeterminable threshold value. If both the first comparison carried out in step 110 and the second comparison carried out in step 140 show that the sum of the ratios formed is smaller than the predeterminable threshold value, it is thus determined that one of the increment times, which are both input into the step 110 and have found their way into the comparison carried out in step 140, which represents the marking gap (12) of the sensor wheel (10). For logical reasons, this can only be the increment time 42.

Ergibt der in Schritt 110 durchgeführte Vergleich, dass die Summe der Verhältnisse der Inkrementzeiten kleiner als der vorgebbare Schwellwert ist, und ergibt anschließend der in Schritt 140 durchgeführte Vergleich, dass die Summe der dort gebildeten Verhältnisse der Inkrementzeiten größer als der vorgebbare Schwellwert ist, kann daraus geschlossen werden, dass die die Markierungslücke (12) des Geberrades (10) repräsentierende Inkrementzeit Eingang in den ersten, aber nicht Eingang in den zweiten Vergleich gefunden hat. Hieraus folgt, dass es sich bei der die Markierungslücke (12) des Geberrades (10) repräsentierenden Inkrementzeit um die Inkrementzeit 40 handeln muss.If the comparison carried out in step 110 shows that the sum of the ratios of the increment times is smaller than the predeterminable threshold value, and then the comparison carried out in step 140 shows that the sum of the ratios of the increment times formed there is greater than the predefinable threshold value, this can be done It can be concluded that the increment time representing the marking gap (12) of the sensor wheel (10) was included in the first comparison, but not in the second comparison. It follows from this that the increment time representing the marking gap (12) of the sensor wheel (10) must be the increment time 40.

Das vorgestellte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ermöglicht eine Erkennung einer Markierungslücke (12) eines Geberrades (10), die auch bei sich stark verändernden Drehzahlen des Geberrades (10) zuverlässig funktioniert und lediglich eine derart geringe Rechenleistung der Recheneinheit (22) benötigt, dass eine Durchführung des Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer Zeitspanne möglich ist, die kürzer ist als eine typische Inkrementzeit des Geberrades (10).The presented exemplary embodiment of the method according to the invention enables detection of a marking gap (12) of a sensor wheel (10), which works reliably even when the speed of the sensor wheel (10) changes significantly and only requires such a low computing power of the computing unit (22) that an implementation of the exemplary embodiment of the method according to the invention is possible in a period of time that is shorter than a typical increment time of the sensor wheel (10).

Claims

Method for detecting a marking gap (12) of a sensor wheel (10), which comprises a plurality of markings (14) and the marking gap (12), wherein the markings (14) are designed such that a marking sensor (20) starts from the markings moving past (14) outputs a marking signal at the marking sensor (20), increment times (40, 41, 42, 43, 44) being determined based on the marking signal, an increment time (40, 41, 42, 43, 44) corresponding to the period of time , which elapses after detection of a marking (14) until an immediately adjacent marking (14) is detected, the marking gap (12) being recognized starting from three immediately successive increment times (40, 41, 42), characterized in that the marking gap (12) is recognized based on a first comparison of three immediately successive increment times (40, 41, 42), the marking gap (12) being assigned to a third increment time (42) if a sum of a ratio of a second increment time (41). a first increment time (40) and a ratio of the second increment time (41) to the third increment time (42) is smaller than a predeterminable comparison value, the first increment time (40), the second increment time (41) and the third increment time (42) is the three immediately successive increment times (40, 41, 42), the first increment time (40) being detected before the second increment time (41) and the third increment time (42) and the second increment time (41) before the third increment time (42) is recorded, the last recorded increment time (42) of three immediately successive increment times (40, 41, 42) being assigned to the marking gap (12) only if the first comparison has already been carried out at least twice, without the comparison criterion being met in at least two runs.

Method for detecting a marking gap (12) of a sensor wheel (10), which comprises a plurality of markings (14) and the marking gap (12), wherein the markings (14) are designed such that a marking sensor (20) starts from the markings moving past (14) outputs a marking signal at the marking sensor (20), increment times (40, 41, 42, 43, 44) being determined based on the marking signal, an increment time (40, 41, 42, 43, 44) corresponding to the period of time , which elapses after detection of a marking (14) until an immediately adjacent marking (14) is detected, the marking gap (12) being recognized starting from three immediately successive increment times (40, 41, 42), the marking gap (12) is recognized based on a first comparison of three immediately successive increment times (40, 41, 42) and based on a second comparison of three immediately successive increment times (42, 43, 44), and a marking lie ck hypothesis is established when the first comparison of three immediately successive increment times (40, 41, 42) meets a comparison criterion and the marking gap (12) is recognized when the second comparison of three immediately successive increment times (42, 43, 44) meets the comparison criterion fulfilled, wherein one of the three immediately successive increment times (42, 43, 44) on which the second comparison is based corresponds to one of the three immediately successive increment times (40, 41, 42) on which the first comparison is based, and wherein a comparison criterion is met if a sum of one Ratio of a second increment time (41, 43) to a first increment time (40, 42) and a ratio of the second increment time (41, 43) to a third increment time (42, 44) is smaller than a predeterminable comparison value, which is the the first increment time (40, 42), the second increment time (41, 43) and the third increment time (42, 44) are the three immediately successive increment times (40, 41, 42, 43, 44), the first increment time (40 , 42) is detected before the second increment time (41, 43) and the third increment time (42, 44) and wherein the second increment time (41, 43) is detected before the third increment time (42, 44).

Device, set up each step of the method according to one of the Claims 1 or 2 to carry out.

Computer program product that is designed or will be designed by compilation to perform each step of the method according to one of the Claims 1 or 2 to be carried out if it runs on a computing unit (22).

Storage medium (24) on which the computer program product is stored Claim 4 is stored.

Computing unit (22), which uses the storage medium (24). Claim 5 includes.