EP0225528A1 - Angular pulses identifying arrangement - Google Patents

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EP0225528A1
EP0225528A1 EP86116175A EP86116175A EP0225528A1 EP 0225528 A1 EP0225528 A1 EP 0225528A1 EP 86116175 A EP86116175 A EP 86116175A EP 86116175 A EP86116175 A EP 86116175A EP 0225528 A1 EP0225528 A1 EP 0225528A1
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EP
European Patent Office
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code
elements
marks
absolute
angle
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EP86116175A
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EP0225528B1 (en
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Hans Schreiber
Marek Molin
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to AT86116175T priority Critical patent/ATE38413T1/en
Publication of EP0225528A1 publication Critical patent/EP0225528A1/en
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/009—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents using means for generating position or synchronisation signals
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P7/00—Arrangements of distributors, circuit-makers or -breakers, e.g. of distributor and circuit-breaker combinations or pick-up devices
    • F02P7/06—Arrangements of distributors, circuit-makers or -breakers, e.g. of distributor and circuit-breaker combinations or pick-up devices of circuit-makers or -breakers, or pick-up devices adapted to sense particular points of the timing cycle
    • F02P7/067—Electromagnetic pick-up devices, e.g. providing induced current in a coil
    • F02P7/0675—Electromagnetic pick-up devices, e.g. providing induced current in a coil with variable reluctance, e.g. depending on the shape of a tooth

Definitions

  • the invention relates to an arrangement according to the preamble of claim 1.
  • angle pulse In order to assign the angle mark that caused this angle pulse to a single angle pulse, it is necessary to assign at least one of the angle pulses (absolute pulse) a defined position of the shaft with respect to a fixed point by means of an additional identity identifier.
  • a code element is arranged in front of each angle mark, the identity identifier of which is the number of code marks contained in it.
  • the code marks are also scanned by the pulse generator and generate a code pulse. Each angular pulse is therefore determined by the number of preceding code pulses.
  • the largest number of code marks per code element and thus the length of the largest code element is determined by the number of angle marks to be distinguished: It has been shown that it is not possible to distinguish enough angle marks on an encoder disk with a given small diameter and with the usual size of the teeth.
  • the invention is therefore based on the object of finding an arrangement according to the preamble of claim 1 in which, with a given size and number of code marks, significantly more angle marks than absolute marks can be identified.
  • a code section of two or more code elements - number of elements E - is assigned to each angle mark to be identified, the code angles of which are equal to the sector angles of those E sector elements that precede the absolute mark in the direction of rotation, whereby also the Code angles of the code elements are arranged in the same order as the sector angles of the E sector elements.
  • a required total number of marks M of absolute marks includes a basic set T of different code elements which is equal to the logarithm of the total number of marks M plus 1, the base of the logarithm being equal to the number of elements E belonging to each code section.
  • a more favorable use of the space on the encoder disk can be achieved according to a development of the invention with the same total number of brands M, if one starts from a total quantity A of basic sizes that is larger than the previously calculated basic quantity T. In this case, one can then to form the Select code sections from the total number of different possible combinations of code elements as short as possible combinations.
  • the scope for designing the distribution of the angle marks over the circumference of the encoder disk increases considerably. Furthermore, the size of the blind spot per code section decreases with the number of angle marks.
  • the individual code marks can be arranged as desired in the code elements.
  • all code marks - code mark number Z - form a code track in which the code marks include the same basic angle ⁇ between them.
  • the individual sector angles of the sector elements and the total angles of the code sections are also so large that they can be divided without remainder by this basic angle.
  • the main track with the angular and absolute marks and the code track with the code marks and the associated sensors can be arranged such that the angular pulses separating the code pulses of adjacent code elements lie between two code pulses. In a particularly simple embodiment of the invention, however, the arrangement is selected such that each angular pulse overlaps with a code pulse.
  • the code track can lie on a separate code disk which is coupled to the encoder disk, preferably rotates synchronously with the encoder disk.
  • the code track can also be arranged on the encoder disc itself next to the main track.
  • a code sensor for the code track can also be accommodated in the same housing with the sensor for the main track.
  • the sensors can work in a known manner optically, magnetically or inductively in connection with corresponding brands. Teeth on the circumference of a metallic disc, which are scanned with an inductive sensor, have proven particularly useful as code and / or angle marks.
  • a particularly advantageous embodiment of the invention results in connection with the Hartig pulse generator known from US Pat. No. 4,121,112:
  • Those teeth that are supposed to serve as an absolute brand - brand teeth - have much lower eddy current losses.
  • they have a slot transverse to the direction of rotation, which is filled with a material of higher permeability.
  • the associated sensor evaluates the ratio of the magnetic conductivity (permeability ⁇ ) to the electrical conductivity of each individual tooth. This ratio is significantly different for slotted and unslit teeth.
  • the sensor delivers one pulse per tooth, but the angular pulse caused by a slotted tooth has a significantly larger amplitude; this function is independent of the speed.
  • such an encoder disk is preferably arranged on the camshaft rotating at half the speed of the crankshaft.
  • the code pulses can be used to determine the respective speed.
  • the main track with the angle marks and absolute marks can also be arranged on an encoder disk connected to the camshaft and the code track with the code marks can be arranged on a code disk connected to the crankshaft.
  • FIG. 1, 1 denotes a sensor arrangement with a circular sensor disk 11 made of ordinary iron, which is rotatable about an axis 10 and which is coupled to the camshaft of an internal combustion engine.
  • 54 teeth 12/13 are arranged equidistantly on the circumference of the encoder disk 11, of which individual teeth 12 have transverse slots 120 which are filled with a material of higher magnetic conductivity: these teeth also have the function of an absolute mark 121 and are referred to as mark teeth 12.
  • the distance between adjacent teeth - from center to center - is determined by a basic angle ⁇ , which is 6 ° 40 'for 54 teeth.
  • Each sector angle ß, code angle and total angle ⁇ is divisible by the base angle ⁇ without a remainder.
  • the distribution of the code sections over the circumference of the encoder disk 11 depends on the respective application and is schematically explained with reference to FIG 2 for a six-cylinder engine: there are in the second line the numbers of all 54 teeth are listed.
  • a 1 denotes a tooth with an absolute mark 121 - marker tooth 12 - and a 0 denotes a simple tooth code tooth 13 serving as a code mark.
  • the number of the assigned one is above the marker teeth 12 Absolute pulse (P1 to P15) specified.
  • the encoder disk 11 is assigned a pulse generator 14, which contains a sensor 141 and a discriminator 142.
  • the sensor 141 scans the teeth of the encoder disk 11 and evaluates the different ratio of electrical to magnetic conductivity of the teeth 12, 13, as is described in more detail in US Pat. No. 4,121,112.
  • the sensor delivers a sensor signal S - cf. the pulse diagram in FIG 4 - in the form of a pulse per tooth, but the angular pulse caused by a marker tooth 12 has a significantly larger amplitude than the code pulses caused by code teeth 13.
  • the discriminator 142 distinguishes these amplitudes and delivers as code signal H a code pulse C at a first output per code tooth and an angular pulse W at a second output per marker tooth.
  • the encoder signal H is fed to a decoder 2, which consists of an element decoder 21 and a section decoder 22 and which supplies the absolute pulses at different decoder outputs P1 to P15 assigned to the individual absolute marks.
  • FIG. 3 An embodiment of the decoder 2 with easily integrable components is shown in detail in FIG. 3, the discriminator 142 of the pulse generator 14 from FIG. 1 being shown again to facilitate the overview.
  • the element decoder 21 which essentially consists of a decoding counter 210 with five data outputs (corresponding to the maximum number of code teeth per code element).
  • the counter is replaced by the nagative flanks one over the entrance supplied counting signals 210 forwarded and supplies an element signal at the data outputs, which represents the number of code marks per code element and which consists of an H signal at one of the data outputs and the rest of L signals.
  • the counter receives an erase signal R210 via input R.
  • the code pulses C and the angle pulses W are processed with the aid of two RS flip-flops 211, 212, the set and reset inputs of which are each connected upstream of an AND gate.
  • Each flip-flop is implemented in a known manner with the help of two NOR gates.
  • each code section consists of two code elements
  • the section decoder 22 has as many latch elements 221, 222, which are connected in series and connected to the counter 210 of the element decoder 21: With the positive edge of a clock signal Q211 present at a clock input L, this is done element signal applied to the data inputs and passed on to the outputs by the negative edge of the clock signal.
  • the outputs of the two latch elements are connected to one another in a matrix-like manner via AND gates G1 to G15, in such a way that at the end of each clock signal another AND gate supplies an absolute pulse which is thus uniquely assigned to an absolute mark 121.
  • the inputs and outputs of the flip-flops 211, 212 of the element decoder 21 are directly linked to one another and via the OR-elements 214, 215 and a NOR-element 216 to the counter 210 in the manner shown.
  • the purpose of this combination is essentially to generate the clock signal Q211 with the occurrence of each angular pulse W and then an erase signal R210 for the counter 210.
  • This signal remains until the flip-flop 213 is reset by the first angular pulse W, so that the code pulses fed to the counter 210 via the OR gate 214 are not taken into account.
  • the counter 210 therefore only counts the negative edges of the code pulses C after the first angle pulse W.
  • the tank signal Q211 is then set, by means of which each latch element 221, 222 accepts the respective element signal at its input .
  • the counter 210 With the end of the angular pulse W at time t2, the counter 210 is reset by the erase signal R210, which the NOR gate 216 supplies if neither the angular pulse W nor the signal 210 is present.
  • the negative edge of the code pulse C coinciding with the angle pulse W must not be counted in this exemplary embodiment: This is achieved in that the clock signal Q 211 - via OR gate 214 at the counting input - is only deleted with the positive edge of the following code pulse C - time t4.
  • the latch element 221 therefore always indicates at its output the number of code pulses of the first code element and the latch element 222 the number of code pulses of the second code element of each code section.
  • the combination of these two numbers changes after each code element and is therefore an identity identifier for each code section and the absolute mark assigned to it; it is therefore evaluated via AND gates G1 to G15 to generate 15 different absolute pulses.

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Abstract

A timing arrangement incorporates a timing disk having absolute marks arranged about a circle and serving for the identification of the angular position of the shaft of an internal combustion engine. The marks include a code track havig code marks and absolute marks, each absolute marks being preceded by a code element comprising a number of code marks. Each absolute mark is identified by a code section preceding and consisting of two or more code elements.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung gemäß Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to an arrangement according to the preamble of claim 1.

Eine solche Anordnung ist aus der US-Patentschrift 4 284 052 bekannt. Dort ist ein elektronisches Steuerge­rät beschrieben, das - insbesondere in Verbindung mit ei­nem Mikroprozessor - den Beginn der Kraftstoffeinsprit­zung und /oder der Zündung bestimmt. Dieses Steuergerät braucht als Grundlage der Berechnung eine Information über den aktuellen Stand der mit den einzelnen Zylindern gekuppelten Kurbelwelle. Diese ist daher mit einer Geber­anordnung in Form einer Geberscheibe gekuppelt, die auf ihrem Umfang Winkelmarken aufweist, die von einem Impuls­geber abgetastet werden, der je Winkelmarke einen Winkel­impuls liefert.Such an arrangement is known from US Pat. No. 4,284,052. An electronic control unit is described there, which - in particular in connection with a microprocessor - determines the start of fuel injection and / or ignition. As a basis for the calculation, this control unit needs information about the current status of the crankshaft coupled to the individual cylinders. This is therefore coupled to an encoder arrangement in the form of an encoder disk, which has angular marks on its circumference, which are scanned by a pulse generator that delivers an angular pulse for each angular mark.

Um nun einem einzelnen Winkelimpuls die Winkelmarke zuzu­ordnen, die diesen Winkelimpuls hervorgerufen hat, ist es notwendig, mindestens einem der Winkelimpulse (Absolutim­puls) durch eine zusätzliche Identitätskennung eine defi­nierte Position der Welle gegenüber einem Festpunkt zuzu­ordnen. In dem bekannten Fall ist dazu vor jeder Winkel­marke ein Codeelement angeordnet, dessen Identitätsken­nung die Zahl der in ihm enthaltenen Codemarken ist. Die Codemarken werden ebenfalls vom Impulsgeber abgetastet und erzeugen einen Codeimpuls. Jeder Winkelimpuls ist also durch die Zahl der vorausgehenden Codeimpulse be­stimmt.In order to assign the angle mark that caused this angle pulse to a single angle pulse, it is necessary to assign at least one of the angle pulses (absolute pulse) a defined position of the shaft with respect to a fixed point by means of an additional identity identifier. In the known case, a code element is arranged in front of each angle mark, the identity identifier of which is the number of code marks contained in it. The code marks are also scanned by the pulse generator and generate a code pulse. Each angular pulse is therefore determined by the number of preceding code pulses.

Die größte Zahl der Codemarken je Codeelement und damit die Länge des größten Codeelementes ist durch die Zahl der zu unterscheidenden Winkelmarken bestimmt: Es hat sich gezeigt, daß sich auf einer Geberscheibe mit gege­benem kleinen Durchmesser und mit üblicher Größe der Zähne nicht genügend Winkelmarken unterscheiden lassen.The largest number of code marks per code element and thus the length of the largest code element is determined by the number of angle marks to be distinguished: It has been shown that it is not possible to distinguish enough angle marks on an encoder disk with a given small diameter and with the usual size of the teeth.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine An­ordnung gemäß Oberbegriff von Anspruch 1 zu finden, bei der mit einer gegebenen Größe und Zahl von Codemarken wesentlich mehr Winkelmarken als Absolutmarken zu iden­tifizieren sind.The invention is therefore based on the object of finding an arrangement according to the preamble of claim 1 in which, with a given size and number of code marks, significantly more angle marks than absolute marks can be identified.

Bei der erfindungsgemäßen, in Anspruch 1 gekennzeichneten Lösung dieser Aufgabe, wird jeder zu identifizierenden Winkelmarke ein Codeabschnitt aus zwei oder mehr Codeele­menten - Elementezahl E - zugeordnet, deren Codewinkel gleich sind den Sektorwinkeln derjenigen E Sektorelemen­te, die der Absolutmarke in Drehrichtung vorangehen, wo­bei auch die Codewinkel der Codeelemente in derselben Reihenfolge angeordnet sind, wie die Sektorwinkel der E Sektorelemente. Damit ist es möglich, mit Hilfe der Win­kel- und Absolutimpulse die Zahl der Codeimpulse aus den einzelnen Codeelementen zu unterscheiden. Mit einer Grund­menge T von verschiedenen Codeelementen lassen sich dann TE (E Elementezahl) minus 1 Absolutmarken unterscheiden. Umgekehrt gehört zu einer geforderten Markengesamtzahl M von Absolutmarken eine Grundmenge T von unterschiedlichen Codeelementen, die gleich ist dem Logarithmus der Marken­gesamtzahl M plus 1, wobei die Basis des Logarithmus gleich ist der zu jedem Codeabschnitt gehörenden Elemen­tezahl E.In the solution to this problem according to the invention, characterized in claim 1, a code section of two or more code elements - number of elements E - is assigned to each angle mark to be identified, the code angles of which are equal to the sector angles of those E sector elements that precede the absolute mark in the direction of rotation, whereby also the Code angles of the code elements are arranged in the same order as the sector angles of the E sector elements. This makes it possible to use the angular and absolute pulses to differentiate the number of code pulses from the individual code elements. With a basic set T of different code elements, T E (E number of elements) minus 1 absolute marks can then be distinguished. Conversely, a required total number of marks M of absolute marks includes a basic set T of different code elements which is equal to the logarithm of the total number of marks M plus 1, the base of the logarithm being equal to the number of elements E belonging to each code section.

Wählt man beispielsweise zwei Codeelemente (E gleich 2) je Codeabschnitt, dann benötigt man für eine Markengesamt­zahl M = 15 eine Grundmenge T von vier unterschiedlichen Codeelementen. Hierbei kann es sich um Codeelemente mit 0, 1, 2, 3 oder mit 1, 2, 3, 4 etc. Codemarken handeln.For example, if you choose two code elements (E = 2) per code section, you need a basic set T of four different code elements for a total number of marks M = 15. These can be code elements with 0, 1, 2, 3 or with 1, 2, 3, 4 etc. code marks.

In diesen Fällen müssen jedoch alle Permutationen der vier unterschiedlichen Codeelemente ausgenutzt werden, also auch die Kombination der zwei längsten Codeelemente. Geht man im einfachsten Fall davon aus, daß alle Codemar­ken zwischen sich denselben Grundwinkel α einschließen - ­äquidistante Anordnung - dann ergibt sich daher als Ge­samtlänge des größten Codeabschnittes gleich 2 × 5 α .In these cases, however, all permutations of the four different code elements must be used, including the combination of the two longest code elements. If one assumes in the simplest case that all code marks enclose the same basic angle α between them - equidistant arrangement - then the total length of the largest code section is equal to 2 × 5 α.

Eine günstigere Ausnutzung des Raumes auf der Geberschei­be läßt sich gemäß einer Weiterbildung der Erfindung bei gleicher Markengesamtzahl M erreichen, wenn man von einer Gesamtmenge A von Grundgrößen ausgeht, die größer ist als die zuvor berechnete Grundmenge T. In diesem Fall kann man dann zur Bildung der Codeabschnitte aus der Gesamt­zahl von unterschiedlichen Kombinationsmöglichkeiten von Codeelementen möglichst kurze Kombinationen auswählen. Außerdem steigt auf diese Weise der Gestaltungsspielraum für die Verteilung der Winkelmarken über den Umfang der Geberscheibe erheblich. Ferner sinkt mit der Zahl der Winkelmarken die Größe des Todwinkels je Codeabschnitt.A more favorable use of the space on the encoder disk can be achieved according to a development of the invention with the same total number of brands M, if one starts from a total quantity A of basic sizes that is larger than the previously calculated basic quantity T. In this case, one can then to form the Select code sections from the total number of different possible combinations of code elements as short as possible combinations. In addition, the scope for designing the distribution of the angle marks over the circumference of the encoder disk increases considerably. Furthermore, the size of the blind spot per code section decreases with the number of angle marks.

Grundsätzlich können die einzelnen Codemarken in den Co­deelementen beliebig angeordnet sein. Vorzugsweise bilden jedoch alle Codemarken - Codemarkenzahl Z - eine Codespur, in der die Codemarken zwischen sich denselben Grundwinkel α einschließen. In diesem Fall sind dann auch die einzel­nen Sektorwinkel der Sektorelemente und die Gesamtwinkel der Codeabschnitte so groß, daß sie durch diesen Grundwin­kel ohne Rest teilbar sind.In principle, the individual code marks can be arranged as desired in the code elements. However, preferably all code marks - code mark number Z - form a code track in which the code marks include the same basic angle α between them. In this case, the individual sector angles of the sector elements and the total angles of the code sections are also so large that they can be divided without remainder by this basic angle.

Die Hauptspur mit den Winkel- und Absolutmarken und die Codespur mit den Codemarken sowie die zugeordneten Senso­ren können so angeordnet sein, daß die die Codeimpulse benachbarter Codeelemente trennenden Winkelimpulse zwi­schen zwei Codeimpulsen liegen. Bei einer besonders ein­fachen Ausführungsform der Erfindung ist die Anordnung jedoch so gewählt, daß sich jeder Winkelimpuls mit einem Codeimpuls überdeckt.The main track with the angular and absolute marks and the code track with the code marks and the associated sensors can be arranged such that the angular pulses separating the code pulses of adjacent code elements lie between two code pulses. In a particularly simple embodiment of the invention, however, the arrangement is selected such that each angular pulse overlaps with a code pulse.

Die Codespur kann wie beim Stand der Technik auf einer getrennten Codescheibe liegen, die mit der Geberscheibe gekuppelt ist, vorzugsweise sich synchron mit der Geber­scheibe dreht. Die Codespur kann jedoch auch auf der Ge­berscheibe selbst neben der Hauptspur angeordnet sein. Entsprechend kann auch ein Codesensor für die Codespur mit dem Sensor für die Hauptspur in demselben Gehäuse untergebracht sein.As in the prior art, the code track can lie on a separate code disk which is coupled to the encoder disk, preferably rotates synchronously with the encoder disk. However, the code track can also be arranged on the encoder disc itself next to the main track. Correspondingly, a code sensor for the code track can also be accommodated in the same housing with the sensor for the main track.

Die Sensoren können in bekannter Weise optisch, magne­tisch oder induktiv in Verbindung mit entsprechenden Mar­ken zusammenarbeiten. Als Code- und/oder Winkelmarken ha­ben sich besonders Zähne am Umfang einer metallischen Scheibe bewährt, die mit einem induktiv arbeitenden Sen­sor abgetastet werden.The sensors can work in a known manner optically, magnetically or inductively in connection with corresponding brands. Teeth on the circumference of a metallic disc, which are scanned with an inductive sensor, have proven particularly useful as code and / or angle marks.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich in Verbindung mit dem aus der US-PS 4 121 112 bekannten Hartig-Impulsgeber: Dieser arbeitet mit einer Geberscheibe, die an ihrem Umfang Z äquidistant angeord­nete Zähne aus gewöhnlichem Eisen mit relativ hohen Wir­belstromverlusten aufweist. Diejenigen Zähne, die als Ab­solutmarke dienen sollen - Markenzähne -, haben wesent­lich niedrigere Wirbelstromverluste. Insbesondere weisen sie einen Schlitz quer zur Drehrichtung auf, der mit ei­nem Material höherer Permeabilität ausgefüllt ist. Der zugehörige Sensor wertet das Verhältnis der magnetischen Leitfähigkeit (Permeabilität µ) zu der elektrischen Leit­fähigkeit jedes einzelnen Zahnes aus. Dieses Verhältnis ist bei geschlitzten und ungeschlitzten Zähnen signifi­kant unterschiedlich. Im Ergebnis liefert der Sensor je Zahn einen Impuls, wobei jedoch der von einem geschlitz­ten Zahn verursachte Winkelimpuls eine signifikant größe­re Amplitude hat; diese Funktion ist unabhängig von der Drehzahl.A particularly advantageous embodiment of the invention results in connection with the Hartig pulse generator known from US Pat. No. 4,121,112: This works with a sensor disk which has teeth Z of equidistantly arranged on its circumference made of ordinary iron with relatively high eddy current losses. Those teeth that are supposed to serve as an absolute brand - brand teeth - have much lower eddy current losses. In particular, they have a slot transverse to the direction of rotation, which is filled with a material of higher permeability. The The associated sensor evaluates the ratio of the magnetic conductivity (permeability µ) to the electrical conductivity of each individual tooth. This ratio is significantly different for slotted and unslit teeth. As a result, the sensor delivers one pulse per tooth, but the angular pulse caused by a slotted tooth has a significantly larger amplitude; this function is independent of the speed.

Bei einem Viertaktmotor ist eine solche Geberscheibe vor­zugsweise auf der mit halber Drehzahl der Kurbelwelle um­laufenden Nockenwelle angeordnet. Es ist jedoch auch in dem Fall möglich, die Geberscheibe direkt mit der Kurbel­welle zu verbinden und zusätzlich einen Zusatzsignalgeber auf der Nockenwelle zu verwenden. Letzterer braucht le­diglich jeweils während einer ersten Umdrehung ein H-Si­gnal und während der folgenden ein L-Signal zu liefern. Mit diesen Signalen ist dann eine eindeutige Verteilung der Impulse der Geberscheibe auf die einzelnen Zylinder möglich. Zusätzlich können die Codeimpulse zur Ermittlung der jeweiligen Drehzahl verwendet werden.In a four-stroke engine, such an encoder disk is preferably arranged on the camshaft rotating at half the speed of the crankshaft. However, it is also possible in this case to connect the encoder disc directly to the crankshaft and also to use an additional signal generator on the camshaft. The latter only needs to deliver an H signal during a first revolution and an L signal during the following one. With these signals, a clear distribution of the pulses from the encoder disk to the individual cylinders is then possible. In addition, the code pulses can be used to determine the respective speed.

Gemäß einer weiteren Variante der Erfindung kann die Hauptspur mit den Winkelmarken und Absolutmarken auch auf einer mit der Nockenwelle verbundenen Geberscheibe und die Codespur mit den Codemarken auf einer mit der Kurbel­welle verbundenen Codescheibe angeordnet sein.According to a further variant of the invention, the main track with the angle marks and absolute marks can also be arranged on an encoder disk connected to the camshaft and the code track with the code marks can be arranged on a code disk connected to the crankshaft.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert, wobei

  • FIG 1 den grundsätzlichen Aufbau des Signalgebers,
  • FIG 2 die Verteilung der Winkel- und Codemarken auf die Zähne,
  • FIG 3 ein detailliertes Ausführungsbeispiel für den Decoder und
  • FIG 4 ein zugehöriges Impulsdiagramm
zeigen.The invention is explained in more detail using an exemplary embodiment, wherein
  • 1 shows the basic structure of the signal transmitter,
  • 2 shows the distribution of the angle and code marks on the teeth,
  • 3 shows a detailed embodiment for the decoder and
  • 4 shows an associated pulse diagram
demonstrate.

In FIG 1 ist mit 1 eine Geberanordnung mit einer kreis­runden Geberscheibe 11 aus gewöhnlichem Eisen bezeichnet, die um eine Achse 10 drehbar und die mit der Nockenwelle eines Verbrennungsmotors gekuppelt ist. Am Umfang der Ge­berscheibe 11 sind 54 Zähne 12/13 äquidistant angeordnet, von denen einzelne Zähne 12 Querschlitze 120 haben, die mit einem Material höherer magnetischer Leitfähigkeit ge­füllt sind: Diese Zähne haben zusätzlich die Funktion ei­ner Absolutmarke 121 und werden als Markenzähne 12 be­zeichnet. Der Abstand zwischen benachbarten Zähnen - von Mitte zu Mitte - ist durch einen Grundwinkel α bestimmt, der bei 54 Zähnen 6° 40′ beträgt.In FIG. 1, 1 denotes a sensor arrangement with a circular sensor disk 11 made of ordinary iron, which is rotatable about an axis 10 and which is coupled to the camshaft of an internal combustion engine. 54 teeth 12/13 are arranged equidistantly on the circumference of the encoder disk 11, of which individual teeth 12 have transverse slots 120 which are filled with a material of higher magnetic conductivity: these teeth also have the function of an absolute mark 121 and are referred to as mark teeth 12. The distance between adjacent teeth - from center to center - is determined by a basic angle α, which is 6 ° 40 'for 54 teeth.

Je zwei aufeinanderfolgende Absolutmarken 121 begrenzen ein Sektorelement 122, 123 mit dem Sektorwinkel ß1 bzw. ß2. Jedes Sektorelement deckt sich hier mit einem Code­element gleicher Größe (Codewinkel = Sektorwinkel). Zwei aufeinanderfolgende Codeelemente (Elementezahl E = 2) bilden jeweils einen Codeabschnitt mit einem Gesamtwinkel γ 1 bzw. γ 2: Zu jeder Absolutmarke 121 gehört also ein Codeabschnitt mit den beiden vorangehenden Absolutmarken und Codeelementen. Jeder Sektorwinkel ß, Codewinkel und Gesamtwinkel γ ist durch den Grundwinkel α ohne Rest teilbar.Two successive absolute marks 121 delimit a sector element 122, 123 with the sector angle β1 or β2. Each sector element coincides with a code element of the same size (code angle = sector angle). Two successive code elements (number of elements E = 2) each form a code section with a total angle γ 1 or γ 2: each absolute mark 121 therefore has a code section with the two preceding absolute marks and code elements. Each sector angle ß, code angle and total angle γ is divisible by the base angle α without a remainder.

Die Verteilung der Codeabschnitte über den Umfang der Ge­berscheibe 11 richtet sich nach dem jeweiligen Anwendungs­fall und wird anhand der FIG 2 für einen Sechszylindermo­tor schematisch erläutert: Dort sind in der zweiten Zeile die Nummern aller 54 Zähne aufgeführt. In der dritten Zeile unter jeder Zahnnummer bezeichnet eine 1 einen Zahn mit einer Absolutmarke 121 - Markenzahn 12 - und eine 0 einen einfachen, als Codemarke dienenden Zahn - Codezahn 13. In der mit P markierten ersten Zeile ist über den Markenzähnen 12 die Nummer des zugeordneten Absolutimpul­ses (P1 bis P15) angegeben.The distribution of the code sections over the circumference of the encoder disk 11 depends on the respective application and is schematically explained with reference to FIG 2 for a six-cylinder engine: there are in the second line the numbers of all 54 teeth are listed. In the third line below each tooth number, a 1 denotes a tooth with an absolute mark 121 - marker tooth 12 - and a 0 denotes a simple tooth code tooth 13 serving as a code mark. In the first line marked with P, the number of the assigned one is above the marker teeth 12 Absolute pulse (P1 to P15) specified.

In der vierten und fünften Zeile von FIG 2 sind vier Co­deabschnitte mit je zwei aufeinanderfolgenden Codeelemen­ten mit zugehörigem Gesamtwinkel γ 1 bis γ 4 angegeben. Es ist eine Gesamtmenge A von fünf verschiedenen Codeele­menten zu 1, 2, 3, 4 oder 5 Codezähnen (0; 00; 000; 0000; 00000) vorgesehen.In the fourth and fifth lines of FIG. 2, four code sections with two successive code elements each with an associated total angle γ 1 to γ 4 are given. A total set A of five different code elements of 1, 2, 3, 4 or 5 code teeth (0; 00; 000; 0000; 00000) is provided.

Der Geberscheibe 11 ist ein Impulsgeber 14 zugeordnet, der einen Sensor 141 und einen Diskriminator 142 enthält. Der Sensor 141 tastet die Zähne der Geberscheibe 11 ab und wertet dabei das unterschiedliche Verhältnis von elektrischer zu magnetischer Leitfähigkeit der Zähne 12, 13 aus, wie dies in der US-PS 4 121 112 näher beschrieben ist. Der Sensor liefert ein Sensorsignal S - vgl. das Im­pulsdiagramm in FIG 4 - in Form eines Impulses je Zahn, wobei jedoch der von einem Markenzahn 12 hervorgerufene Winkelimpuls eine signifikant größere Amplitude hat als die von Codezähnen 13 hervorgerufenen Codeimpulse. Der Diskriminator 142 unterscheidet diese Amplituden und lie­fert als Gebersignal H an einem ersten Ausgang je Code­zahn einen Codeimpuls C und an einem zweiten Ausgang je Markenzahn einen Winkelimpuls W.The encoder disk 11 is assigned a pulse generator 14, which contains a sensor 141 and a discriminator 142. The sensor 141 scans the teeth of the encoder disk 11 and evaluates the different ratio of electrical to magnetic conductivity of the teeth 12, 13, as is described in more detail in US Pat. No. 4,121,112. The sensor delivers a sensor signal S - cf. the pulse diagram in FIG 4 - in the form of a pulse per tooth, but the angular pulse caused by a marker tooth 12 has a significantly larger amplitude than the code pulses caused by code teeth 13. The discriminator 142 distinguishes these amplitudes and delivers as code signal H a code pulse C at a first output per code tooth and an angular pulse W at a second output per marker tooth.

Das Gebersignal H wird einem Decoder 2 zugeführt, der aus einem Elementdecoder 21 und einem Abschnittsdecoder 22 besteht und der die Absolutimpulse an unterschiedlichen, den einzelnen Absolutmarken zugeordneten Decoderausgängen P1 bis P15 liefert.The encoder signal H is fed to a decoder 2, which consists of an element decoder 21 and a section decoder 22 and which supplies the absolute pulses at different decoder outputs P1 to P15 assigned to the individual absolute marks.

Die grundsätzliche Funktion wird anhand des ungünstigsten Falles erläutert: Dieser ist gegeben, wenn bei Beginn der Drehbewegung der Geberschiebe 11 die Lücke zwischen dem Markenzahn mit der Nummer 12 in FIG 2 und dem folgenden Codezahn mit der Nummer 13, also der Beginn des längsten Codeelementes (6 α ) unter dem Sensor 141 steht. Sobald Zahn Nummer 18 mit der folgenden Absolutmarke am Sensor 141 vorbeiläuft, startet der dadurch ausgelöste Winkelim­puls einen Zähler in dem Decoder 2 und ermittelt die Zahl der Codeimpulse zwischen dieser Absolutmarke und der fol­genden, die dem Zahn 21 zugeordnet ist. Durch den folgen­den Winkelimpuls wird dieser Wert (2 = 3 α ) abgespeichert. Beim weiteren Drehen der Geberscheibe werden die folgen­den Codeimpulse von den Codezähnen 22 bis 25 gezählt und der Wert (4 = 5 α ) durch den Winkelimpuls vom Zahn 26 ebenfalls abgespeichert. Aus diesen beiden Speicherwerten bildet dann der Decoder einen Absolutimpuls an einem al­lein dem Markenzahn 26 zugeordneten Decoderausgang P. Da­mit muß sich also in diesem ungünstigsten Fall die Ach­se 10 um einen Totwinkel von 93° und 20′ (= 14 α ) drehen, bevor der erste Absolutimpuls vorliegt. Mit diesem ist dann eine eindeutige Zuordnung des ersten Einspritz- und/­oder Zündimpulses zu dem richtigen Zylinder des Verbren­nungsmotors möglich. Vor allem läßt sich eine sequentiel­le Einspritzung - ohne Einspritzung in den Auspufftakt eines Zylinders - realisieren.The basic function is explained on the basis of the worst case: This occurs when, at the start of the rotary movement of the encoder slide 11, the gap between the marker tooth with the number 12 in FIG. 2 and the following code tooth with the number 13, i.e. the start of the longest code element ( 6 α) under sensor 141. As soon as tooth number 18 with the following absolute mark passes sensor 141, the angle pulse thereby triggered starts a counter in decoder 2 and determines the number of code pulses between this absolute mark and the following one, which is assigned to tooth 21. This value (2 = 3 α) is saved by the following angular pulse. When the encoder disk is rotated further, the following code pulses from the code teeth 22 to 25 are counted and the value (4 = 5 α) is also stored by the angle pulse from the tooth 26. From these two stored values, the decoder then forms an absolute pulse at a decoder output P assigned solely to the marker tooth 26. Thus, in the worst case, the axis 10 must rotate through a blind spot of 93 ° and 20 '(= 14 α) before the first Absolute pulse is present. With this, a clear assignment of the first injection and / or ignition pulse to the correct cylinder of the internal combustion engine is then possible. Above all, sequential injection - without injection into the exhaust stroke of a cylinder - can be realized.

Ein Ausführungsbeispiel des Decoders 2 mit leicht inte­grierbaren Bausteinen ist im Detail in FIG 3 gezeigt, wo­bei der Diskriminator 142 des Impulsgebers 14 von FIG 1 zur Erleichterung der Übersicht nochmals dargestellt ist. An diesen schließt sich der Elementdecoder 21 an, der im wesentlichen aus einem decodierenden Zähler 210 mit fünf Datenausgängen (entsprechend der maximalen Zahl von Code­zähnen je Codeelement) besteht. Der Zähler wird durch die nagativen Flanken eines über den Eingang

Figure imgb0001
zugeführten Zählsignales
Figure imgb0002
210 weitergeschaltet und liefert an den Da­tenausgängen ein Elementsignal, das die Zahl der Codemar­ken je Codeelement darstellt und das aus einem H-Signal an einem der Datenausgänge und im übrigen aus L-Signalen besteht. Ein Löschsignal R210 erhält der Zähler über den Eingang R. Zur Bildung des Zählsignales
Figure imgb0003
210 werden die Codeimpulse C und die Winkelimpulse W mit Hilfe von zwei RS-Kippgliedern 211, 212 aufbereitet, deren Setz- und Rücksetzeingang jeweils ein UND-Glied vorgeschaltet ist. Jedes Kippglied ist in bekannter Weise mit Hilfe von zwei NOR-Gliedern realisiert.An embodiment of the decoder 2 with easily integrable components is shown in detail in FIG. 3, the discriminator 142 of the pulse generator 14 from FIG. 1 being shown again to facilitate the overview. This is followed by the element decoder 21, which essentially consists of a decoding counter 210 with five data outputs (corresponding to the maximum number of code teeth per code element). The counter is replaced by the nagative flanks one over the entrance
Figure imgb0001
supplied counting signals
Figure imgb0002
210 forwarded and supplies an element signal at the data outputs, which represents the number of code marks per code element and which consists of an H signal at one of the data outputs and the rest of L signals. The counter receives an erase signal R210 via input R. To form the count signal
Figure imgb0003
210, the code pulses C and the angle pulses W are processed with the aid of two RS flip-flops 211, 212, the set and reset inputs of which are each connected upstream of an AND gate. Each flip-flop is implemented in a known manner with the help of two NOR gates.

Da im vorliegenden Ausführungsbeispiel jeder Codeab­schnitt aus zwei Codeelementen besteht, hat der Ab­schnittsdecoder 22 ebensoviele Latchelemente 221, 222, die hintereinander geschaltet und an den Zähler 210 des Elementdecoders 21 angeschlossen sind: Mit der positiven Flanke eines an einem Takteingang L anliegenden Taktsi­gnales Q211 wird das an den Dateneingängen anliegende Elementsignal eingespeichert und durch die negative Flan­ke des Taktsignales auf die Ausgänge weitergegeben.Since in the present exemplary embodiment each code section consists of two code elements, the section decoder 22 has as many latch elements 221, 222, which are connected in series and connected to the counter 210 of the element decoder 21: With the positive edge of a clock signal Q211 present at a clock input L, this is done element signal applied to the data inputs and passed on to the outputs by the negative edge of the clock signal.

Die Ausgänge der beiden Latchelemente sind über UND-Glie­der G1 bis G15 matrixartig miteinander verbunden, derart, daß am Ende jedes Taktsignales ein anderes UND-Glied ei­nen Absolutimpuls liefert, der damit einer Absolutmarke 121 eindeutig zugeordnet ist.The outputs of the two latch elements are connected to one another in a matrix-like manner via AND gates G1 to G15, in such a way that at the end of each clock signal another AND gate supplies an absolute pulse which is thus uniquely assigned to an absolute mark 121.

Die Ein- und Ausgänge der Kippglieder 211, 212 des Ele­mentdecoders 21 sind untereinander direkt und über ODER-­Glieder 214, 215 und ein NOR-Glied 216 mit dem Zähler 210 in der dargestellten Weise verknüpft. Der Zweck dieser Verknüpfung besteht im wesentlichen darin, mit dem Auf­treten jedes Winkelimpulses W das Taktsignal Q211 und da­nach ein Löschsignal R210 für den Zähler 210 zu erzeugen.The inputs and outputs of the flip-flops 211, 212 of the element decoder 21 are directly linked to one another and via the OR-elements 214, 215 and a NOR-element 216 to the counter 210 in the manner shown. The purpose of this combination is essentially to generate the clock signal Q211 with the occurrence of each angular pulse W and then an erase signal R210 for the counter 210.

Beim Anlauf muß ferner dafür gesorgt sein, daß nur voll­ständige Codeelemente ausgewertet werden: Hierzu dient das RS-Kippglied 213, das an seinem Ausgang Q mit dem An­legen der Betriebsspannung UB das Löschsignal R210 lie­fert, das über das ODER-Glied 215 an dem Rücksetzeingang R des Zählers 210 liegt. Dieses Signal bleibt bis zum Rücksetzen des Kippgliedes 213 durch den ersten Winkelim­puls W bestehen, so daß die bis dahin über das ODER-Glied 214 dem Zähler 210 zugeführten Codeimpulse nicht berück­sichtigt werden. Der Zähler 210 zählt daher erst die ne­gativen Flanken der Codeimpulse C nach dem ersten Winkel­impuls W. Mit dem darauffolgenden Winkelimpuls - Zeit­punkt t1 in FIG 4 - wird dann das Tanktsignal Q211 ge­setzt, durch das jedes Latchelement 221, 222 das jewei­lige Elementsignal an seinem Eingang übernimmt.When starting up, care must also be taken to ensure that only complete code elements are evaluated: For this purpose, the RS flip-flop 213, which supplies the delete signal R210 at its output Q when the operating voltage U B is applied, which is sent via the OR gate 215 to the reset input R of counter 210 lies. This signal remains until the flip-flop 213 is reset by the first angular pulse W, so that the code pulses fed to the counter 210 via the OR gate 214 are not taken into account. The counter 210 therefore only counts the negative edges of the code pulses C after the first angle pulse W. With the subsequent angle pulse - time t1 in FIG. 4 - the tank signal Q211 is then set, by means of which each latch element 221, 222 accepts the respective element signal at its input .

Mit dem Ende des Winkelimpulses W im Zeitpunkt t2 wird der Zähler 210 durch das Löschsignal R210 zurückgesetzt, das das NOR-Glied 216 liefert, wenn weder der Winkelim­puls W noch das Signal

Figure imgb0004
210 vorhanden ist.With the end of the angular pulse W at time t2, the counter 210 is reset by the erase signal R210, which the NOR gate 216 supplies if neither the angular pulse W nor the signal
Figure imgb0004
210 is present.

Die negative Flanke des mit dem Winkelimpuls W zusammen­fallenden Codeimpulses C darf bei diesem Ausführungsbei­spiel nicht mitgezählt werden: Das wird dadurch erreicht, daß das Taktsignal Q 211 - über ODER-Glied 214 am Zählein­gang

Figure imgb0005
- erst mit der positiven Flankes des folgenden Co­deimpulses C - Zeitpunkt t4 - gelöscht wird.The negative edge of the code pulse C coinciding with the angle pulse W must not be counted in this exemplary embodiment: This is achieved in that the clock signal Q 211 - via OR gate 214 at the counting input
Figure imgb0005
- is only deleted with the positive edge of the following code pulse C - time t4.

Dieser Zustand der Kippglieder bleibt dann bis t5, dem Zeitpunkt des nächsten Winkelimpulses W, bestehen. In der Zwischenzeit ist der Zähler 210 freigegeben und zählt die negativen Flanken - zwei - des Zählsignals

Figure imgb0006
210. Im Zeit­punkt t5 hat dann (nur) derjenige Ausgang des Zählers H-Signal, dessen Nummer mit der Zahl der Codeimpulse im vorangehenden Codeelement übereinstimmt. Mit der Vorder­ flanke des Winkelimpulses wird wieder ein Taktsignal Q211 erzeugt und dadurch der Zählerstand des Zählers 210 vom ersten Latchelementes 221 und der Zählerstand am Ausgang des ersten Latchelementes 221 von dem zweiten Latchele­ment 222 übernommen. Mit der Rückflanke des Winkelimpul­ses wird danach der Zähler 210 wieder gelöscht und erfaßt die Zahl der Codeimpulse des folgenden Codeelementes.This state of the flip-flops then remains until t5, the time of the next angular pulse W. In the meantime, counter 210 is enabled and counts the negative edges - two - of the count signal
Figure imgb0006
210. At time t5, that output of the counter then has an H signal whose number corresponds to the number of code pulses in the preceding code element. With the front On the flank of the angular pulse, a clock signal Q211 is generated again and the count of counter 210 from first latch element 221 and the count at the output of first latch element 221 from second latch element 222 are thereby adopted. With the trailing edge of the angle pulse, the counter 210 is then cleared again and detects the number of code pulses of the following code element.

Das Latchelement 221 gibt also an seinem Ausgang immer die Anzahl der Codeimpulse des ersten Codeelementes und das Latchelement 222 die Zahl der Codeimpulse des zweiten Codeelementes jedes Codeabschnittes an. Die Kombination dieser beiden Zahlen ändert sich nach jedem Codeelement und ist daher eine Identitätskennung für jeden Codeab­schnitt und die ihm zugeordnete Absolumarke; sie wird daher über UND-Glieder G1 bis G15 zur Erzeugung von 15 verschiedenen Absolutimpulsen ausgewertet.The latch element 221 therefore always indicates at its output the number of code pulses of the first code element and the latch element 222 the number of code pulses of the second code element of each code section. The combination of these two numbers changes after each code element and is therefore an identity identifier for each code section and the absolute mark assigned to it; it is therefore evaluated via AND gates G1 to G15 to generate 15 different absolute pulses.

BegriffslisteList of terms

  • 1        Geberanordnung1 encoder arrangement
  • 10       Achse10 axis
  • 11       Geberscheibe11 encoder disc
  • 12       Markenzahn12 brand tooth
  • 120      Querschlitz120 cross slot
  • 121      Absolutmarke121 absolute mark
  • 122, 123 Sektorelement122, 123 sector element
  • 13       Codezahn/Codemarke13 code tooth / code mark
  • 14       Impulsgeber14 pulse generator
  • 141      Sensor141 sensor
  • 142      Diskriminator142 discriminator
  • 2        Decoder2 decoders
  • 21       Elementdecoder21 element decoder
  • 210      Zähler210 counters
  • 211      RS-Kippglied211 RS flip-flop
  • 212      RS-Kipplglied212 RS flip-flop
  • 213      RS-Kipplglied213 RS flip-flop
  • 214      ODER-Glied214 OR gate
  • 215      ODER-Glied215 OR gate
  • 216      NOR-Glied216 NOR gate
  • 22       Abschnittdecoder22 section decoder
  • 221      Latchelement221 latch element
  • 222      Latchelement222 latch element
  • G1 - G15 UND-GliedG1 - G15 AND gate
  •          AbsolutimpulsAbsolute impulse
  •          AbsolutmarkeAbsolute brand
  •          CodeabschnittSection of code
  •          CodeelementCode element
  • C        CodeimpulsC code pulse
  • Z        CodemarkenzahlZ code mark number
  •          CodesensorCode sensor
  •          CodespurCode track
  •          CodewinkelCode angle
  •          DateneingangData input
  • P        DecoderausgangP decoder output
  • E        ElementezahlE number of elements
  •          ElementsignalElement signal
  • H        GebersignalH encoder signal
  • A        GesamtmengeA total
  • γ        Gesamtwinkelγ total angle
  • T        GrundmengeT basic quantity
  • α        Grundwinkelα basic angle
  •          HauptsensorMain sensor
  •          HauptspurMain track
  •          IdentitätskennungIdentity identifier
  • R210     LöschsignalR210 delete signal
  • M        MarkengesamtzahlM total number of brands
  • ß        Sektorwinkelß sector angle
  • S        SensorsignalS sensor signal
  • L        TakteingangL clock input
  • Q211     TaktsignalQ211 clock signal
  • W        WinkelimpulsW angular momentum
  • 210     Zählsignal 210 count signal

Claims (6)

1. Anordnung zur Identifizierung von Winkelimpulsen
- mit einer Geberanordnung (1), die eine Geberscheibe (11) und mindestens ein Codeelement aufweist,
-- wobei die Geberscheibe (11)
--- um eine Achse (10) drehbar ist und mit der Welle ei­nes Verbrennungsmotors gekuppelt ist,
--- eine Markengesamtzahl (M) von Winkelmarken (121) trägt, die auf einem Kreis um die Achse (10) ver­teilt sind, eine Hauptspur bilden und zwischen sich Sektorelemente (122, 123) mit jeweils einem Sektor­winkel (ß) einschließen,
-- wobei jedes Codeelement,
--- in einer kreisförmigen Codespur um eine Achse ange­ordnet ist, die mit der Achse (10) der Geberscheibe (11) gekuppelt ist,
--- einer zu identifizierenden Winkelmarke (121), Abso­lutmarke gennant, starr zugeordnet ist,
--- sich maximal über einen Codewinkel erstreckt, der gleich ist dem Sektorwinkel (ß) des dieser Absolut­marke (121) in Drehrichtung vorangehenden Sektor­elementes,
--- eine digitale Identitätskennung in Form keiner, oder mindestens einer Codemarke (13) enthält,
- mit einem Impulsgeber (14),
-- der gegenüber der Geberanordnung (1) fest angeordnet ist und diese abtastet,
-- der ein Gebersignal (H) mit einem Winkelimpuls (W) je Winkelmarke (121) und einme Codeimpuls (C) je Code­marke (13) liefert,
- und mit einem Decoder (2), der einen Zähler (210) für die Codeimpulse (C) zwischen je zwei Winkelimpulsen (W) enthält, und der am Ende jedes Codeelements einen Absolutimpulse liefert, der die Absolutmarke (121) am Ende des Codeelementes identifiziert,
dadurch gekennzeichnet,
- und daß jeder Absolutmarke (121) ein Codeabschnitt zu­geordnet ist, der aus E Codeelementen - Elementezahl E größer 1 - besteht, und daß die Codewinkel der Code­elemente jedes Codeabschnittes nach Größe und Reihen­folge übereinstimmen mit der Größe und Reihenfolge der Sektorwinkel derjenigen E Sektorelemente, die der Absolutmarke in Drehrichtung vorangehen.1. Arrangement for the identification of angular pulses
- With an encoder arrangement (1) which has an encoder disc (11) and at least one code element,
- The encoder disc (11)
--- can be rotated about an axis (10) and is coupled to the shaft of an internal combustion engine,
--- carries a total number of marks (M) of angular marks (121) which are distributed in a circle around the axis (10), form a main track and enclose sector elements (122, 123) with a sector angle (β) between them,
- where each code element,
--- is arranged in a circular code track around an axis which is coupled to the axis (10) of the encoder disc (11),
--- is rigidly assigned to an angle mark (121) to be identified, named absolute mark,
--- extends at most over a code angle which is equal to the sector angle (β) of the sector element preceding this absolute mark (121) in the direction of rotation,
--- contains a digital identity identifier in the form of none or at least one code mark (13),
- With a pulse generator (14),
- which is arranged in relation to the encoder arrangement (1) and scans it,
- which delivers an encoder signal (H) with an angle pulse (W) per angle mark (121) and a code pulse (C) per code mark (13),
- And with a decoder (2), which contains a counter (210) for the code pulses (C) between two angular pulses (W), and which delivers an absolute pulse at the end of each code element, which has the absolute mark (121) at the end of the code element identified,
characterized by
- And that each absolute mark (121) is assigned a code section that consists of E code elements - number of elements E greater than 1 -, and that the code angle of the code elements of each code section in size and order correspond to the size and order of the sector angle of those E sector elements that precede the absolute mark in the direction of rotation. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch ge­kennzeichnet, daß alle Winkelmarken Absolut­marken (121) mit eigenem Codeabschnitt sind, und daß alle Codeabschnitte dieselbe Elementezahl (E) an Codeelementen haben und ihre Codeelemente unterschiedliche Kombinatio­nen von Identitätskennungen enthalten.2. Arrangement according to claim 1, characterized in that all angle marks are absolute marks (121) with their own code section, and that all code sections have the same number of elements (E) of code elements and their code elements contain different combinations of identifiers. 3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch ge­kennzeichnet, daß eine Gesamtmenge (A) von unterschiedlichen Codeelementen vorgesehen ist, die gleich oder größer ist als eine Grundmenge (T), die be­stimmt ist durch den Logarithmus der Markengesamtzahl M von Absolutmarken plus 1 zu einer Basis, die gleich ist der Elementezahl (E) der zu jedem Codeabschnitt gehören­den Codeelemente.3. Arrangement according to claim 2, characterized in that a total amount (A) of different code elements is provided, the is equal to or greater than a basic set (T) which is determined by the logarithm of the total number of marks M of absolute marks plus 1 to a base which is equal to the number of elements (E) of the code elements belonging to each code section. 4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch ge­kennzeichnet, daß der Impulsgeber
- einen eigenen Codesensor für die Codemarken der Code­spur und
- einen Hauptsensor für die Winkelmarken auf der Haupt­spur hat.4. Arrangement according to claim 3, characterized in that the pulse generator
- A separate code sensor for the code marks of the code track and
- has a main sensor for the angle marks on the main track. 5. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch ge­kennzeichnet,
- daß die Geberscheibe (11) der Geberanordnung (1) auf ihrem Umfang als Codemarken äquidistant voneinander angeordnete gleich breite Zähne (12; 13) aus ferro­magnetischem Material hat,
- daß einzelne dieser Zähne - Markenzähne (12) - als Absolutmarken (121) dienen und dazu niedrigere Wirbel­stromverluste als die übrigen Zähne haben und
- daß der Signalgeber (14)
-- einen einzigen Sensor (141) enthält, der das Verhält­nis von magnetischer zu elektrischer Leitfähigkeit jedes Zahnes (12; 13) auswertet und als Sensorsignal (S) je Zahn einen Impuls liefert, wobei die von Mar­ kenzähnen (12) hervorgerufenen Impulse eine signifi­kant größere Amplitude haben, als die von den anderen Zähnen (12) ausgelösten Impulse,
-- einen Diskriminator (142) enthält, der das Sensorsi­gnal (S) in Winkelimpulse (W) und Codeimpulse (Z) trennt.5. Arrangement according to claim 3, characterized in
- That the encoder disc (11) of the encoder arrangement (1) has circumferentially equidistantly arranged teeth (12; 13) made of ferromagnetic material on their circumference as code marks.
- That some of these teeth - brand teeth (12) - serve as absolute marks (121) and have lower eddy current losses than the other teeth and
- That the signal generator (14)
- Contains a single sensor (141), which evaluates the ratio of magnetic to electrical conductivity of each tooth (12; 13) and delivers a pulse as a sensor signal (S) per tooth, the Mar impulses (12) produced have a significantly larger amplitude than the impulses triggered by the other teeth (12),
- Contains a discriminator (142) which separates the sensor signal (S) into angular pulses (W) and code pulses (Z). 6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch ge­kennzeichnet,
- daß der Decoder (2) einen Elementdecoder (21) und ei­nen Abschnittsdecoder (22) enthält,
- daß der Elementdecoder (21) einen Zähler (210) für die Codeimpulse (C) zwischen je zwei aufeinanderfolgenden Winkelimpulsen (W) hat,
- daß der Abschnittsdecoder (22) Latchelemente (221, 222) enthält, deren Anzahl gleich der Elementezahl (E) der Codeabschnitte ist,
- daß der Zähler (210) des Elementdecoders (21) und die Latchelemente (221, 222) des Abschnittdecoders derart hintereinander geschaltet sind, daß jeder Winkelimpuls (W) die Weitergabe
--- des Zählerstandes des Zählers (210) des Elementdeco­ders (21) an das erste Latchelement (221) und
-- des Zählerstandes jedes Latchelementes (221) des Ab­schnittsdecoders (32) an das jeweils folgende Latch­element (222) auslöst, und
- daß die Ausgänge aller Latchelemente (221, 222) nach Art einer Matrix über UND-Glieder (G1 bis G15) zur Er­zeugung eines jeder Absolutmarke (121) zugeordneten Absolutimpulses verknüpft sind.6. Arrangement according to claim 5, characterized in
- That the decoder (2) contains an element decoder (21) and a section decoder (22),
- That the element decoder (21) has a counter (210) for the code pulses (C) between two successive angular pulses (W),
- that the section decoder (22) contains latch elements (221, 222), the number of which is equal to the number of elements (E) of the code sections,
- That the counter (210) of the element decoder (21) and the latch elements (221, 222) of the section decoder are connected in series such that each angular pulse (W) the transfer
--- the counter reading of the counter (210) of the element decoder (21) to the first latch element (221) and
- The count of each latch element (221) of the section decoder (32) triggers on the following latch element (222), and
- That the outputs of all latch elements (221, 222) are linked in the manner of a matrix via AND gates (G1 to G15) to generate an absolute pulse assigned to each absolute mark (121).
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