DE10210740A1 - Pole reversal detection method for use with a motor vehicle angular position encoder whereby a square wave signal is generated, the time behavior of which is monitored and compared with stored values - Google Patents

Pole reversal detection method for use with a motor vehicle angular position encoder whereby a square wave signal is generated, the time behavior of which is monitored and compared with stored values

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DE10210740A1
DE10210740A1 DE10210740A DE10210740A DE10210740A1 DE 10210740 A1 DE10210740 A1 DE 10210740A1 DE 10210740 A DE10210740 A DE 10210740A DE 10210740 A DE10210740 A DE 10210740A DE 10210740 A1 DE10210740 A1 DE 10210740A1
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Athanasios Hailas
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Abstract

Method for detection of a pole reversal in a signal encoder (12) that generates positive and negative half oscillations per sampling event has the following steps: determination of first and second threshold values for evaluation of positive and negative half oscillations of the generated signal; generation of a square wave analysis signal; determination of the time duration between reaching of the two threshold values; comparison of the measured value with a stored value; and determination of whether there has been a pole reversal. The invention also relates to a corresponding device and computer program for implementation of the method.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erkennen einer Verpolung eines Signalgebers, insbesonere eines induktiven Phasenradsensors. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Computerprogrammm zur Durchführung des Verfahrens. Die untersuchten Signalgeber erzeugen pro Tastereignis ein aus einer positiven und einer negativen Halbschwingung bestehendes Impulssignal. The invention relates to a method and a device to detect polarity reversal of a signal generator, especially an inductive phase wheel sensor. Farther The invention relates to a computer program for Execution of the procedure. The signaling devices examined generate one from one positive and one for each button event negative half-vibration existing pulse signal.

Stand der TechnikState of the art

Induktive Phasenradsensoren werden verwendet, um Signale eines Zahnrades auf der Nockenwelle eines Motors zu erfassen und weiterzugeben. Dabei ist der induktive Phasenradsensor Teil eines sekundären Drehzahlerfassungssystems, das im Zusammenwirken mit einem primären Drehzahlerfassungssystem für eine schnelle Synchronisation sorgt und als redundantes System bei Ausfall der primären Erfassung zur Verfügung steht. Das primäre Drehzahlerfassungssystem umfaßt üblicherweise einen Inkrementradsensor auf der Kurbelwelle des Motors, der ebenfalls induktiv die Drehzahl erfaßt und ein die Drehzahl kennzeichnendes Signal ausgibt. Inductive phase wheel sensors are used to detect signals a gear on the camshaft of an engine record and pass on. The inductive one Phase wheel sensor part of a secondary Speed detection system that works in conjunction with a primary speed detection system for fast Synchronization ensures and as a redundant system Failure of primary capture is available. The primary speed detection system typically includes one Increment wheel sensor on the crankshaft of the engine also inductively detects the speed and the speed outputs characteristic signal.

Problematisch bei herkömmlichen Drehzahlerfassungssystemen ist, daß eine Verpolung des Phasenradsensors nicht erkannt wird, da die durch eine Verpolung der elektrischen Anschlüsse bedingte Verschiebung des Ausgangssignals durch die herkömmlichen Plausibilisierungssysteme nicht erkannt werden kann. Die herkömmliche Signalplausibilisierung versagt in der Regel bei einer geringfügigen Verschiebung des Signals. Eine solche Verschiebung hat jedoch weitreichende Folgen, wie bspw. erhöhte Abgase durch eine verschobenen Einspritzung, einen höheren Materialverschleiß oder gar die Zerstörung des Motors. Problematic with conventional speed detection systems is that a polarity reversal of the phase wheel sensor is not recognized is because of a polarity reversal of the electrical Connections caused by the output signal to shift the conventional plausibility checks were not recognized can be. The conventional signal plausibility check usually fails with a slight shift of the signal. However, such a shift has far-reaching consequences, such as increased exhaust gases from a shifted injection, a higher material wear or even the destruction of the engine.

Bislang sind keinerlei Anzeigeeinrichtungen für den Fahrer oder für eine Servicestation vorgesehen. Selbst wenn der Fahrer die höheren Abgase erkennt, kann die Verpolung als Ursache der erhöhten Abgase nicht ohne Weiteres erkannt werden, da erhöhte Abgase auch andere Ursachen haben können. So far, there are no display devices for the driver or intended for a service station. Even if the If the driver detects the higher emissions, the polarity reversal can be considered The cause of the increased exhaust gases was not readily recognized because increased emissions also have other causes can.

Aus der Druckschrift DE 199 63 007 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erkennung einer Verpolung eines Signalgebers beschrieben. Das Ausgangssignal des Signalgebers weist dabei mindestens eine Singularität auf und wird in ein Rechtecksignal gewandelt. Der Signalgeber tastet eine Geberscheibe mit einer vorgebbaren Anzahl gleichartiger Winkelmarken, die voneinander den gleichen Abstand aufweisen, ab und liefert ein Ausgangssignal mit positiven und negativen Halbschwingungen. Diese werden jeweils durch die Flanken der Winkelmarken erzeugt und durch Auswertemittel in ein rechteckförmiges Signal gewandelt. Dabei erfolgt jeweils beim Erreichen einer ersten Schaltschwelle ein erster Pegelwechsel und beim Erreichen der zweiten vorgebbaren Schaltschwelle ein zweiter Pegelwechsel. Die zeitlichen Abstände zwischen den Pegelwechseln werden ausgewertet. Die Geberscheibe weist eine Referenzmarke auf, die sich durch einen kleineren Abstand zwischen zwei benachbarten Winkelmarken auszeichnet. Eine Verpolung wird erkannt, wenn die zeitlichen Abstände eines vorgebbaren Pegelwechsels im Bereich der Referenzmarke nicht den erwarteten zeitlichen Abständen entsprechen. A method is known from the publication DE 199 63 007 A1 and a device for detecting a polarity reversal Signal generator described. The output signal of the The signal generator has at least one singularity and is converted into a square wave. The signal generator probes an encoder disk with a predeterminable number similar angle marks that are the same from each other Have distance, from and provides an output signal positive and negative vibrations. These will each generated by the flanks of the angle marks and by evaluation means in a rectangular signal changed. It takes place each time you reach one first switching threshold a first level change and at Reaching the second predefinable switching threshold second level change. The time intervals between the Level changes are evaluated. The encoder disc points a reference mark, which is distinguished by a smaller one Distance between two neighboring angle marks distinguished. Reverse polarity is detected when the time intervals of a predetermined level change in the Area of the reference mark does not meet the expected temporal Distances correspond.

Aus der Druckschrift DE 197 23 866 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erkennung der korrekten oder inkorrekten Polung von Signalgebern bekannt. Das beschriebene Verfahren und die Vorrichtung sollen ermöglichen, daß ein falsch gepolter induktiver Signalgeber bereits bei der ersten Funktionsprüfung zweifelsfrei erkannt werden kann. Bei dem beschriebenen Verfahren zur Erkennung der korrekten oder inkorrekten Polung elektrischer Signalgeber, die pro Tastereignis ein aus einer positiven und einer negativen Halbschwingung bestehendes Impulssignal erzeugen, wird zunächst ein auf einen Nullpegel des Impulssignals bezogener Schwellwert zur Auswertung der positiven oder negativen Halbschwingung des Impulssignales erzeugt. Anschließend wird ein rechteckförmiges Auswertesignal aus einer jeweiligen Halbschwingung des Impulssignals zwischen dem Zeitpunkt, bei dem diese Halbschwingung des Impulssignals den Schwellwert unter- oder überschreitet und bei dem diese unmittelbar danach den Nullpegel erreicht oder schneidet, erzeugt. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß ein Tastverhältnisermittlungsschritt, der das Tastverhältnis des Auswertesignales ermittelt, vorgesehen ist und ein Entscheidungsschritt vorgenommen wird, der anhand des Ergebnisses des Tastverhältnisermittlungsschrittes entscheidet, ob die Polung des Signalgebers korrekt ist. From the document DE 197 23 866 A1 a method and a device for detecting the correct or incorrect polarity of signaling devices known. The described method and the device are intended allow an incorrectly polarized inductive signal generator unequivocally during the first functional test can be recognized. In the described method for Detection of correct or incorrect polarity electrical signaling device that per on button event on off a positive and a negative half-vibration generate existing pulse signal, is first on a zero level of the pulse signal related threshold Evaluation of the positive or negative half-vibration of the Pulse signals generated. Then a rectangular evaluation signal from a respective Half-wave of the pulse signal between the time in which this half-oscillation of the pulse signal Threshold falls below or exceeds and at which this immediately reaches or crosses the zero level, generated. The process is characterized in that a Duty cycle determination step, the duty cycle of the evaluation signal is determined, provided and a Decision step is made, which is based on the Result of the duty cycle determination step decides whether the polarity of the signal generator is correct.

Dies ist der Fall, wenn das vom Tastverhältnisermittlungsschritt ermittelte Tastverhältnis dauernd gleich oder kleiner als ein vorbestimmter fester Wert ist. This is the case if that of Duty cycle determination step determined duty cycle permanently equal to or less than a predetermined fixed one Is worth.

Mit dem beschriebenen Verfahren ist es jedoch nicht möglich, ein auf der Nockenwelle befindliches Phasenrad bzgl. einer Verpolung zu überprüfen. Beim Kurbenwellergebersignal ist durch die größere Anzahl der Zähne (um Faktor acht bis zwanzig mal größer als beim Phasengeberrad) ein Jittern außerhalb der Referenzmarke nicht möglich. Grund hierfür ist das Remanenzverhalten des Induktivgebers bei dermaßen eng aneinanderliegenden Zähnen. Ein Jittern tritt dabei nur im Bereich der Lücke auf. Beim Phasengebersignal ist das Jittern jedoch aufgrund der relativ großen Abstände zwischen den Phasenzähnen überall möglich. An der Referenzmarke - also dem Synchronisationszahn - ist dies Verhalten etwas geringer in Abhängigkeit von der Anzahl der Zähne. Dies wirkt sich auf die jeweiligen Auswerteverfahren aus. Während beim Kurbelwellengeber der Schwellwert für die Änderung des Tastverhältnisses von der Referenzmarke bzw. der Referenzlücke selber bestimmt wird, bestimmen beim Nockenwellengeber (Phasengeber) die Marken außerhalb der Referenz den Schwellwert. However, it is not with the described method possible, a phase wheel located on the camshaft to check for polarity reversal. At the Kurbenwellergebersignal is due to the larger number of Teeth (eight to twenty times larger than in Phase encoder wheel) a jitter outside the reference mark not possible. The reason for this is the retentive behavior of the Inductive encoder with such closely spaced teeth. Jitter only occurs in the area of the gap. At the However, the jitter is due to the phase encoder signal relatively large distances between the phase teeth everywhere possible. At the reference mark - that is Synchronization tooth - this behavior is somewhat lower in Depends on the number of teeth. This affects the respective evaluation methods. While at Crankshaft encoder the threshold for changing the Duty cycle from the reference mark or the The reference gap itself is determined by the Camshaft sensors (phase sensors) the brands outside of Reference the threshold.

Außerdem ist zu berücksichtigen, daß durch die höhere Anzahl der Zähne beim Kurbelwellengeber ein Verfahren angesetzt werden muß, das die Erfassung des digitalen Signals nur im Bereich der Lücke ansetzt. Das bewirkt eine Rechenzeitersparnis, da überflüssige Werte nicht erfaßt zu werden brauchen. Beim Nockenwellengeber ist solch ein Verfahren aufgrund der niederen Zähneanzahl nicht nötig. Des weiteren ist der gesamte Algorithmus für den Kurbelwellengeber ausgefeilter, da die primäre Erfassung der Drehzahl auf eben jenem basiert, währenddessen der Nockenwellengeber "nur" als Synchronisationshilfe und bei Nutzfahrzeugen und Personenkraftwagen als sekundäre bzw. redundante Erfassung dient. Es liegt folglich ein nicht zu vernachlässigender Unterschied in der Auswertepriorität vor. It should also be borne in mind that the higher Number of teeth in the crankshaft encoder one procedure must be applied that the detection of the digital Signals only in the area of the gap. That does one Computation time savings because unnecessary values are not recorded will need. Such is the case with the camshaft encoder Procedure not necessary due to the low number of teeth. Furthermore, the entire algorithm for the Crankshaft encoder more sophisticated because of the primary detection the speed is based on that, while the Camshaft encoder "only" as a synchronization aid and Commercial vehicles and passenger cars as secondary or redundant acquisition serves. It is therefore not due negligible difference in the evaluation priority in front.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Erkennen einer Verpolung eines Signalgebers, der pro Tastereignis ein aus einer positiven und negativen Halbschwingung bestehendes Signal erzeugt. Bei dem Verfahren wird ein erster Schwellwert und ein zweiter Schwellwert zur Auswertung der positiven und negativen Halbschwingungen des erzeugten Signals festgelegt. Mittels dieser Schwellwerte wir ein rechteckförmiges Auswertesignal erzeugt, indem jeweils beim Erreichen des ersten Schwellwertes ein erster Pegelwechsel und beim Erreichen des zweiten Schwellwertes ein zweiter Pegelwechsel erfolgt. Es wird die Zeitdauer zwischen einem ersten Zeitpunkt, an dem das vom Signalgeber abgegebene Signal den ersten Schwellwert erreicht, und einem zweiten Zeitpunkt, an dem das Signal den zweiten Schwellwert erreicht und der zweite Pegelwechsel erfolgt, ermittelt. Der ermittelte Wert wird mit dem entsprechenden zuvor ermittelten Wert verglichen. Anhand des Vergleichs wird bestimmt, ob eine Verpolung des Signalgebers vorliegt. The method according to the invention serves to identify a Reverse polarity of a signal generator that switches on for each button event a positive and negative half-vibration Signal generated. In the process, a first Threshold and a second threshold for evaluating the positive and negative half vibrations of the generated Signal set. We use these threshold values rectangular evaluation signal generated by the A first level change is reached when the first threshold value is reached and a second one when the second threshold value is reached Level change takes place. It will be the time between one first time at which the signal emitted by the signal generator Signal reaches the first threshold, and a second Time at which the signal reaches the second threshold reached and the second level change occurs. The determined value is compared with the corresponding one determined value compared. Based on the comparison determines whether the signaling device is reversed.

Das erfindungsgemäße Verfahren gewährleistet, daß der Motor und die Umwelt vor den vorgenannten Auswirkungen einer Verpolung geschützt werden. Dabei kann das Verfahren nach dem Anschließen des Signalgebers einmalig oder nach jedem Motorstart erneut erfolgen. Durch die Erfindung werden unnötige Kosten gespart, insbesondere Zeit und Kosten bei der Fehlersuche, bis hin zu einem kompletten Ersatz eines Motors und Schadensersatzforderungen oder gar Schäden an Personen. The inventive method ensures that the engine and the environment from the aforementioned effects of a Reverse polarity are protected. The procedure can be followed connecting the signal generator once or after each Engine start again. Through the invention saved unnecessary costs, especially time and costs troubleshooting, up to a complete replacement of a Motors and claims for damages or even damage People.

Die Gebersignale von Kurbelwelle und Nockenwelle dienen demselben Prinzip, nämlich der Drehzahl- und Positionsinformation des Motors, werden aber üblicherweise nicht als sich ergänzende Systeme betrachtet. Die beiden Systeme agieren unabhängig voneinander und können zu Zwecken der Synchronisation von einem Computerprogramm verknüpft werden. The encoder signals from the crankshaft and camshaft are used the same principle, namely the speed and Position information of the motor, but are usually not considered as complementary systems. The two Systems act independently of each other and can For the purpose of synchronization from a computer program be linked.

Eine getrennte Erkennung des Polzustandes ermöglicht, im Fehlerfall einen detaillierten und eindeutigen Fehlerspeichereintrag zur Diagnostizierung zu tätigen. Weiterhin kann mit einer Diagnoselampe am Armaturenbrett dem Fahrer bspw. durch Blinkcode der Fehler angezeigt werden. A separate detection of the pole state enables, in Failure a detailed and clear Make an error memory entry for diagnosis. You can also use a diagnostic lamp on the dashboard the driver is shown the error, for example, by a blink code become.

In Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens bewirkt das Erreichen des ersten Schwellwertes durch das Signal einen Sprung des Rechtecksignals von einem hohen Pegel auf einen niederen Pegel und ein Erreichen des zweiten Schwellwertes einen Sprung des Rechtecksignals von dem niederen Pegel auf den hohen Pegel. In an embodiment of the method according to the invention reaching the first threshold by the signal a jump of the square wave signal from a high level a low level and reaching the second Threshold a jump of the square wave signal from the low level to high level.

Als vorteilhaft hat sich erwiesen, wenn bei dem Schritt des Bestimmens, ob eine Verpolung vorliegt, folgende Gleichung angewandt wird:


It has proven to be advantageous if the following equation is used in the step of determining whether polarity reversal is present:


Tneu gibt dabei die zuletzt erfaßte Zeitdauer wieder. Talt entspricht der bei der entsprechenden zuvor durchgeführten Messung ermittelten Zeitdauer und x stellt einen Parameter dar. Je höher x gesetzt ist, desto empfindlicher ist die Bestimmung, da die Schwelle geringer wird. Das heißt, je höher x gesetzt ist, desto geringer ist die noch akzeptierte Abweichung. T new shows the last recorded time period. T alt corresponds to the time period determined in the corresponding measurement carried out previously and x represents a parameter. The higher x is set, the more sensitive the determination is, since the threshold becomes lower. That is, the higher x is set, the smaller the deviation that is still accepted.

Wird eine zu große Abweichung erkannt, kann dies bspw. zum Setzen eines Zählers führen. Erreicht der Zählerstand einen gewissen Wert, wird angezeigt, daß eine Verpolung vorliegt. Eine Verpolung kann bspw. durch Eintrag in einen Fehlerspeicher oder durch Aktivierung einer Diagnostizierleuchte angezeigt werden, die für den Fahrer und/oder das Service-Personal zu erkennen ist. If an excessively large deviation is detected, this can be done, for example Set a counter. When the counter reaches one certain value, it is indicated that there is a polarity reversal. Reverse polarity can, for example, be entered in a Fault memory or by activating one Diagnostic light will be shown to the driver and / or the service personnel can be recognized.

Es ist aber auch durchaus möglich, daß das Erkennen einer einzigen Abweichung zum Anzeigen einer Verpolung führt. But it is also quite possible that the recognition of a single deviation leads to the display of reverse polarity.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erkennen einer Verpolung eines Signalgebers dient insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Vorrichtung umfaßt eine Ermittlungseinheit zum Ermitteln der Dauer eines konstanten Pegelwertes, eine Vergleichseinheit zum Vergleichen ermittelter Zeitdauern und eine Bestimmungseinheit zum Bestimmen anhand des Vergleiches, ob eine Verpolung vorliegt. The inventive device for recognizing a Reverse polarity of a signal transmitter is used in particular for Implementation of the method according to the invention. The Device comprises a determining unit for determining the duration of a constant level value, one Comparison unit for comparing determined time periods and a determination unit for determining based on the Compare whether there is polarity reversal.

Das erfindungsgemäße Computerprogramm weist Programmcodemittel auf, um alle Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit, insbesondere einer Recheneinheit in einem Motorsteuergerät, durchgeführt wird. Das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt weist eben diese Programmcodemittel auf und ist auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert. The computer program according to the invention has Program code means to complete all steps of a perform the inventive method if that Computer program on a computer or one corresponding computing unit, in particular one Computing unit in an engine control unit. The computer program product according to the invention just points this program code means on and is on one computer-readable data storage.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung. Further advantages and refinements of the invention result itself from the description and the accompanying drawing.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. It is understood that the above and the Features to be explained below not only in the combination given in each case, but also in others Combinations or alone can be used without to leave the scope of the present invention.

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. The invention is based on exemplary embodiments in the Drawing shown and is below Reference to the drawing explained in more detail.

Fig. 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in schematischer Darstellung. Fig. 1 shows a preferred embodiment of the device according to the invention in a schematic representation.

Fig. 2 zeigt einen Verlauf des Ausgangssignals eines Signalgebers bei korrekter Polung mit dazugehörigem Rechtecksignal. Fig. 2 shows a course of the output signal of a signal generator with correct polarity with the associated square wave signal.

Fig. 3 zeigt einen Verlauf des Ausgangssignals eines Signalgebers mit in korrekter Polung mit dazugehörigem Rechtecksignal. Fig. 3 shows a course of the output signal of a signal generator with in correct polarity with the associated square wave signal.

In Fig. 1 ist in schematischer Darstellung eine Vorrichtung zum Erkennen einer Verpolung, insgesamt mit 10 bezeichnet, ein Signalgeber 12, eine Nockenwelle 14 und ein mit der Nockenwelle 14 verbundenes Zahnrad 16 dargestellt. In Fig. 1 a schematic representation of an apparatus for detecting a reverse polarity, generally designated 10, a signal generator 12, a camshaft 14 and a cam shaft 14 connected to the gear 16 is illustrated.

Weiterhin sind eine Motorsteuergerät 18, ein Schwellwertgeber 20 und ein Komparator 22 zum Erzeugen eines Rechtecksignals gezeigt. Furthermore, an engine control unit 18 , a threshold value transmitter 20 and a comparator 22 for generating a square-wave signal are shown.

In dem Motorsteuergerät 18 befindet sich eine Speichereinheit 24, eine Recheneinheit 26, ein Zähler 28 und ein Fehlerspeicher 30. A memory unit 24 , a computing unit 26 , a counter 28 and a fault memory 30 are located in the engine control unit 18 .

Die Recheneinheit 26 des Motorsteuergeräts 18 umfaßt eine Ermittlungseinheit 32 zum Ermitteln der Dauer eines konstanten Pegelwertes, eine Vergleichseinheit 34 zum Vergleichen ermittelter Zeitdauern und eine Bestimmungseinheit 36 zum Bestimmen, ob eine Verpolung vorliegt. The arithmetic unit 26 of the engine control unit 18 comprises a determination unit 32 for determining the duration of a constant level value, a comparison unit 34 for comparing determined time periods and a determination unit 36 for determining whether polarity reversal is present.

Das Zahnrad 16 auf der Nockenwelle 14 trägt vier sogenannten Winkelmarken 38 und eine Synchronisationsmarke 40. The gearwheel 16 on the camshaft 14 bears four so-called angle marks 38 and a synchronization mark 40 .

Die einzelnen Komponenten sind über Datenleitungen 42 miteinander verbunden. The individual components are connected to one another via data lines 42 .

Im Betrieb dreht sich die Nockenwelle 14 und der Signalgeber 12 erfaßt induktiv die Winkelmarken 38 und die Synchronisationsmarke 40 auf dem mit der Nockenwelle 14 verbundenen Zahnrad 16. Pro Tastereignis wird dabei ein aus einer positiven und einer negativen Halbschwingung bestehendes Signal erzeugt. In dem Schwellwertgeber 20 sind ein erster Schwellwert und ein zweiter Schwellwert festgelegt. Mittels dieser Schwellwerte wird in dem Komparator 22 das von dem Signalgeber 12 erzeugte Signal in ein Rechtecksignal gewandelt. Dieses rechteckförmige Auswertesignal wird erzeugt, indem jeweils beim Erreichen des ersten Schwellwertes ein erster Pegelwechsel und beim Erreichen des zweiten Schwellwertes ein zweiter Pegelwechsel erfolgt. In operation, the camshaft 14 rotates and the signal transmitter 12 inductively detects the angle marks 38 and the synchronization mark 40 on the gearwheel 16 connected to the camshaft 14 . A signal consisting of a positive and a negative half oscillation is generated for each key event. A first threshold value and a second threshold value are defined in the threshold value transmitter 20 . By means of these threshold values, the signal generated by the signal generator 12 is converted into a square-wave signal in the comparator 22 . This rectangular evaluation signal is generated in that a first level change occurs when the first threshold value is reached and a second level change occurs when the second threshold value is reached.

Das Rechtecksignal kann somit einen hohen Pegel "high" oder einen niederen Pegel "low" annehmen. The square wave signal can thus be high or "high" assume a low level "low".

Das Rechtecksignal wird an die Ermittlungseinheit 32 weitergegeben, in der die Zeitdauer zwischen einem ersten Zeitpunkt, an dem das vom Signalgeber 12 abgegebene Signal den ersten Schwellwert erreicht, und einem zweiten Zeitpunkt, an dem das Signal den zweiten Schwellwert erreicht und der zweite Pegelwechsel erfolgt, ermittelt wird. Dieser Wert wird an die Vergleichseinheit 34 weitergeleitet, die über den zuvor ermittelten Wert verfügt, zum Beispiel durch Abrufen des Wertes aus dem Speicher 24. Das Ergebnis des Vergleiches wird an die Bestimmungseinheit 36 weitergegeben, die bestimmt, ob der ermittelte Vergleichswert innerhalb einer gewissen Toleranzgrenze liegt. Ist dies nicht der Fall, kann dies unmittelbar mittels einer Diagnostizierlampe 44 angezeigt werden. Ein Abweichen kann auch dazu führen, daß ein Zähler 28 gesetzt wird, der bei Erreichen eines gewissen Zählstandes einen Eintrag in den Fehlerspeicher 30 vornimmt und/oder die Diagnostizierlampe 44 aktiviert. The square-wave signal is passed on to the determination unit 32 , in which the time period between a first point in time at which the signal emitted by the signal generator 12 reaches the first threshold value and a second point in time at which the signal reaches the second threshold value and the second level change takes place, is determined. This value is forwarded to the comparison unit 34 , which has the previously determined value, for example by retrieving the value from the memory 24 . The result of the comparison is passed on to the determination unit 36 , which determines whether the determined comparison value lies within a certain tolerance limit. If this is not the case, this can be indicated directly by means of a diagnostic lamp 44 . A deviation can also result in a counter 28 being set which, when a certain count is reached, makes an entry in the error memory 30 and / or activates the diagnostic lamp 44 .

In Fig. 2 ist ein Verlauf 50 des vom Signalgeber abgebenden Signals und der dazugehörige Verlauf 52 des rechteckförmigen Auswertesignals bei korrekter Polung wiedergegeben. Durch die gestrichelte Linie 54 ist der erste Schwellwert 54 und durch die gestrichelte Linie 56 der zweite Schwellwert 56 angezeigt. Zu erkennen ist, daß bei Erreichen des ersten Schwellwertes 54 bspw. zum Zeitpunkt 58 das Rechtecksignal 52 von dem hohen Pegel zum niederen Pegel wechselt. Bei Erreichen des zweiten Schwellwertes 56 bspw. zum Zeitpunkt 60 wechselt der Pegel des Rechtecksignals 52 von dem niederen Wert zu dem hohen Wert bzw. von "low" nach "high". In FIG. 2 a curve 50 is shown in the issuing by the signal transmitter signal and the associated course 52 of the rectangular evaluation signal with the correct polarity. By the dashed line 54 the first threshold value 54 and by the dashed line 56 the second threshold value 56 is displayed. It can be seen that when the first threshold value 54 is reached, for example at time 58, the square-wave signal 52 changes from the high level to the low level. When the second threshold value 56 is reached, for example at time 60 , the level of the square-wave signal 52 changes from the low value to the high value or from "low" to "high".

Die Darstellung zeigt, daß die Zeitdauern der niederen Perioden, d. h. die Zeitdauer, in der der Pegel des Rechtecksignals 52 "low" ist, konstant sind. Dies ändert sich jedoch, wenn der Signalgeber 12 verpolt ist, wie dies in Fig. 3 verdeutlicht ist. The illustration shows that the time periods of the lower periods, ie the time period in which the level of the square-wave signal 52 is "low", are constant. However, this changes if the signal transmitter 12 is reversed, as is illustrated in FIG. 3.

Die auf dem Zahnrad 16 befindlichen Winkelmarken 38 sind äquidistant und typischerweise in gleicher Anzahl, wie die Anzahl der Zylinder des Motors, angeordnet. Die zusätzliche Synchronisationsmarke 40 dient als Referenzpunkt. Diese hat einen bestimmten Abstand zu der vorangehenden Winkelmarke, der sich vom Abstand zwischen den Winkelmarken unterscheidet. Das Remanenzverhalten der Winkelmarke 38, die der Synchronisationsmarke 40 vorangeht, unterscheidet sich von dem der anderen. Bedingt durch die folgende Synchronisationsmarke 40 wechselt das Signal 50 schneller von positiv nach negativ. Dies bewirkt bei einer Verpolung, daß die niedere Periode der Winkelmarke 38, die der Synchronisationsmarke 40 vorangeht, kürzer ist. Die übrigen Winkelmarken 38 haben eine geringe Anstiegsrate von etwa 0. Ein sogenanntes Jittern kann dabei aufgrund von Rauschen und anderen Störungen in gewissen Bereichen auftauchen. Diese Bereiche sind in der Fig. 3 mit 58 gekennzeichnet. The angular marks 38 located on the gearwheel 16 are arranged equidistantly and typically in the same number as the number of cylinders of the engine. The additional synchronization mark 40 serves as a reference point. This has a certain distance from the preceding angle mark, which differs from the distance between the angle marks. The retentive behavior of the angle mark 38 which precedes the synchronization mark 40 differs from that of the others. Due to the following synchronization mark 40 , the signal 50 changes more quickly from positive to negative. In the case of reverse polarity, this causes the lower period of the angle mark 38 , which precedes the synchronization mark 40 , to be shorter. The other angle marks 38 have a low rate of increase of approximately 0. A so-called jitter can appear in certain areas due to noise and other disturbances. These areas are identified by 58 in FIG. 3.

Bei jedem Übergang des Signals 50 über die erste Schwelle 54 wird die Dauer der niederen Periode des Rechtecksignals 52 gemessen und mit dem zuvor ermittelten Wert verglichen. Weichen die verglichenen Dauern zu sehr voneinander ab, deutet dies auf eine Verpolung hin. Beim Vergleich der Werte wird vorteilhafterweise folgende Gleichung verwendet.

With each transition of the signal 50 over the first threshold 54 , the duration of the lower period of the square-wave signal 52 is measured and compared with the previously determined value. If the compared durations differ too much, this indicates a polarity reversal. The following equation is advantageously used when comparing the values.

Tneu gibt dabei die zuletzt erfaßte Zeitdauer und Talt die bei der entsprechenden zuvor durchgeführten Messung ermittelte Zeitdauer wieder. x stellt einen Parameter dar. T new represents the time period last recorded and T old the time period determined in the corresponding previously carried out measurement. x represents a parameter.

Je höher x wird, desto empfindlicher ist die Bestimmung, da die Schwelle geringer wird. Die folgende Tabelle gibt einige Werte für x wieder.

The higher x becomes, the more sensitive the determination is because the threshold becomes lower. The following table shows some values for x.

Liegt keine Verpolung vor, ist die Beziehung Tneu zu Talt jeweils 1 bzw. nahe 1. Der Parameter x wird den jeweiligen äußeren Bedingungen angepaßt. Eine zu berücksichtigende Rahmenbedingung ist bspw. die eingesetzte Maschine. Außerdem ist zu berücksichtigen, daß unterschiedliche Signalgeber ein unterschiedliches Verhalten und insbesondere ein unterschiedliches Remanenzverhalten haben. Des weiteren kann der Abstand zwischen dem Signalgeber 12 und der Nockenwelle 14 differieren. If there is no polarity reversal, the relationship T new to T old is 1 or close to 1. The parameter x is adapted to the respective external conditions. A basic condition to be taken into account is, for example, the machine used. It should also be borne in mind that different signal transmitters have a different behavior and in particular a different remanence behavior. Furthermore, the distance between the signal generator 12 and the camshaft 14 can differ.

Eine zu starke Abweichung kann zum Setzen des Zählers 28 führen. Sobald dieser einen gewissen Wert erreicht, wird eine Verpolung angezeigt. Es kann aber auch vorgesehen sein, daß eine bestimmte Anzahl von Abweichungen pro Zeiteinheit vorliegen müssen, damit eine Verpolung angezeigt wird. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, daß fäschlicherweise erkannte Abweichungen nicht zur Anzeige einer Verpolung führen. Die Überprüfung kann bei jedem Start des Motors durchgeführt werden, da der Sensor in der Zwischenzeit bspw. in einer Werkstatt hätte verpolt werden können. An excessive deviation can lead to the setting of the counter 28 . As soon as it reaches a certain value, polarity reversal is displayed. However, it can also be provided that a certain number of deviations per time unit must be present so that a polarity reversal is indicated. In this way it can be ensured that deviations detected by mistake do not lead to the display of a polarity reversal. The check can be carried out each time the engine is started, since the sensor could have been reversed in the meantime, for example in a workshop.

Claims (13)

1. Verfahren zum Erkennen einer Verpolung eines Signalgebers (12), der pro Tastereignis ein aus einer positiven und negativen Halbschwingung bestehendes Signal (50) erzeugt, mit folgenden Schritten: - Festlegen eines ersten Schwellwertes (54) und eines zweiten Schwellwertes (56) zur Auswertung der positiven und negativen Halbschwingungen des erzeugten Signals, - Erzeugen eines rechteckförmigen Auswertesignals (52), indem jeweils beim Erreichen des ersten Schwellwertes (54) ein erster Pegelwechsel und beim Erreichen des zweiten Schwellwertes (56) ein zweiter Pegelwechsel erfolgt, - Ermitteln der Zeitdauer zwischen einem ersten Zeitpunkt, an dem das vom Signalgeber abgegebene Signal (50) den ersten Schwellwert (54) erreicht, und einem zweiten Zeitpunkt, an dem das Signal (50) den zweiten Schwellwert (56) erreicht und der zweite Pegelwechsel erfolgt, - Vergleichen des ermittelten Wertes der Zeitdauer mit dem entsprechenden zuvor ermittelten Wert, - Bestimmen anhand des Vergleichs, ob eine Verpolung vorliegt. 1. A method for detecting a polarity reversal of a signal generator ( 12 ) which generates a signal ( 50 ) consisting of a positive and negative half-vibration for each key event, with the following steps: - establishing a first threshold value ( 54 ) and a second threshold value ( 56 ) for evaluating the positive and negative half oscillations of the generated signal, Generating a rectangular evaluation signal ( 52 ) by a first level change when the first threshold value ( 54 ) is reached and a second level change when the second threshold value ( 56 ) is reached, - Determining the time period between a first point in time at which the signal ( 50 ) emitted by the signal generator reaches the first threshold value ( 54 ) and a second point in time at which the signal ( 50 ) reaches the second threshold value ( 56 ) and the second level change he follows, Comparing the determined value of the time period with the corresponding previously determined value, - Use the comparison to determine whether polarity reversal is present. 2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Erreichen des ersten Schwellwertes (54) einen Sprung des Rechtecksignals (52) von einem hohen Pegel auf einen niederen Pegel und ein Erreichen des zweiten Schwellwertes (56) einen Sprung des Rechtecksignals (52) von dem niederen Pegel auf den hohen Pegel bewirkt. 2. The method according to claim 1, wherein reaching the first threshold value ( 54 ) jumps the square wave signal ( 52 ) from a high level to a low level and reaching the second threshold value ( 56 ) jumps the square wave signal ( 52 ) from low level to the high level. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Schritt des Bestimmens, ob eine Verpolung vorliegt, mittels folgender Gleichung durchgeführt wird:


wobei Tneu die zuletzt erfaßte Zeitdauer wiedergibt, Talt die bei der entsprechenden zuvor durchgeführten Messung ermittelte Zeitdauer wiedergibt und x einen Parameter darstellt. 3. The method according to claim 1 or 2, wherein the step of determining whether a polarity reversal is present is carried out using the following equation:


where T new represents the last recorded period of time, T alt represents the period of time determined in the corresponding previously carried out measurement and x represents a parameter. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem beim Erkennen einer Verpolung ein Zähler (28) gesetzt wird. 4. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein a counter ( 28 ) is set when polarity reversal is detected. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das Erkennen einer Verpolung einen Eintrag in einen Fehlerspeicher (30) bewirkt. 5. The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the detection of reverse polarity causes an entry in an error memory ( 30 ). 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem das Erkennen einer Verpolung die Aktivierung einer Diagnostizierleuchte (44) bewirkt. 6. The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the detection of polarity reversal causes the activation of a diagnostic light ( 44 ). 7. Vorrichtung zum Erkennen einer Verpolung eines Signalgebers (12), insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit einer Ermittlungseinheit (32) zum Ermitteln der Dauer eines konstanten Pegelwertes, einer Vergleichseinheit (34) zum Vergleichen ermittelter Zeitdauern und einer Bestimmungseinheit (36) zum Bestimmen anhand des Vergleiches, ob eine Verpolung vorliegt. 7. Device for detecting a polarity reversal of a signal generator ( 12 ), in particular for carrying out a method according to one of claims 1 to 6, with a determination unit ( 32 ) for determining the duration of a constant level value, a comparison unit ( 34 ) for comparing determined time periods and a determination unit ( 36 ) for determining on the basis of the comparison whether polarity reversal is present. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, die eine Diagnostizierlampe (44) aufweist. 8. The device according to claim 7, which has a diagnostic lamp ( 44 ). 9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, die einen Fehlerspeicher (30) umfaßt. 9. Apparatus according to claim 7 or 8, which comprises a fault memory ( 30 ). 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei der die Ermittlungseinheit (32), die Vergleichseinheit (34) und die Bestimmungseinheit (36) in einer Recheneinheit (26) integriert sind. 10. The device according to one of claims 7 to 9, in which the determination unit ( 32 ), the comparison unit ( 34 ) and the determination unit ( 36 ) are integrated in a computing unit ( 26 ). 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, bei der als Recheneinheit (26) ein Mikroprozessor eines Motorsteuergeräts (18) dient. 11. The device according to claim 10, in which a microprocessor of an engine control unit ( 18 ) is used as the computing unit ( 26 ). 12. Computerprogramm mit Programmcodemitteln um alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit, insbesondere einer Recheneinheit (26) in einem Motorsteuergerät (18), durchgeführt wird. 12. Computer program with program code means to carry out all steps of a method according to one of claims 1 to 6 if the computer program is carried out on a computer or a corresponding computing unit, in particular a computing unit ( 26 ) in an engine control unit ( 18 ). 13. Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind, um ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit, insbesondere einer Recheneinheit (26) in einem Motorsteuergerät (18) ausgeführt wird. 13. Computer program product with program code means which are stored on a computer-readable data carrier in order to carry out a method according to one of claims 1 to 6 when the computer program is executed on a computer or a corresponding computing unit, in particular a computing unit ( 26 ) in an engine control unit ( 18 ) becomes.
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