DE102010064201A1

DE102010064201A1 - Method for determining error in evaluation signal of magnetic field sensor, involves determining error in sensor signal if sensor signal in single cycle exceeds threshold value and falls below threshold value in following cycle

Info

Publication number: DE102010064201A1
Application number: DE201010064201
Authority: DE
Inventors: Eduard Rolew; Verena Schmidt; Bernhard Opitz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2010-12-27
Filing date: 2010-12-27
Publication date: 2012-06-28

Abstract

The method involves determining error (140) in sensor signal based on recognition of passing of element at the sensor if the sensor signal in single cycle exceeds first threshold value and sensor signal in following cycle falls below first threshold value, without exceeding second threshold value which is larger than first threshold value. The second threshold value is changed (130) such that the sensor signal exceeds and again falls below second threshold value. Independent claims are included for the following: (1) device for determining error in evaluation signal of sensor; and (2) device for determining error in evaluation signal of magnetic field sensor.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Ermittlung eines Fehlers bei der Auswertung eines Sensorsignals, eine Vorrichtung zur Ermittlung eines Fehlers bei der Auswertung eines Sensorsignals, sowie ein Computerprogrammprodukt gemäß den Hauptansprüchen.The present invention relates to a method for determining an error in the evaluation of a sensor signal, a device for detecting an error in the evaluation of a sensor signal, and a computer program product according to the main claims.

Bisherige Sensoren starten nach einem Power-On mit dem einprogrammierten B@TPO-Wert als Schwellwert und müssen sich dann erst an die optimale Schaltschwelle „heran lernen”. Bei einer herkömmlichen Erfassung von mechanischen Positionsgebern durch einen Sensor, beispielsweise einen Magnetfeldsensor, erfolgt eine Registrierung eines Inkrements auf dem Geber nur bis zu einer vorgegebenen Schaltschwelle, beispielsweise 70% der Signalamplitude. Übersteigt eine sprungartige Amplitudenverkleinerung, beispielsweise durch eine Luftspaltänderung zwischen Sensor und Geber die vorgegebenen 30%-Toleranz, so kommt es zu einer fehlerhaften Erfassung bzw. Nichterfassung mehrerer Zähne. Im schlimmsten Fall kommt es zu einem dauerhaften Low- bzw. High-Pegel.Previous sensors start after a power-on with the programmed B @ TPO value as a threshold value and then have to "learn" the optimum switching threshold. In a conventional detection of mechanical position sensors by a sensor, for example a magnetic field sensor, registration of an increment on the encoder takes place only up to a predetermined switching threshold, for example 70% of the signal amplitude. If a sudden amplitude reduction, for example due to an air gap change between sensor and sensor, exceeds the predetermined 30% tolerance, incorrect detection or non-detection of several teeth occurs. In the worst case, it comes to a permanent low or high level.

Die DE 36 38 622 C2 beschreibt einen Phasengeber der Änderungen des Magnetfelds registriert. Dabei ändert sich das Magnetfeld entsprechend einer Entfernung eines beispielsweise ferromagnetischen Objekts vom Phasengeber.The DE 36 38 622 C2 describes a phaser that registers changes in the magnetic field. In this case, the magnetic field changes according to a distance of an example ferromagnetic object from the phase encoder.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vor diesem Hintergrund wird mit der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Ermittlung eines Fehlers, welcher auf eine sprungartige Reduktion des Magnetfeldes zurückzuführen ist, bei der Auswertung eines Sensorsignals, weiterhin eine Vorrichtung zur Ermittlung eines Fehlers bei der Auswertung eines Sensorsignals, die dieses Verfahren verwendet sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogrammprodukt gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.Against this background, with the present invention, a method for determining an error, which is due to a sudden reduction of the magnetic field, in the evaluation of a sensor signal, further a device for detecting an error in the evaluation of a sensor signal using this method and finally a corresponding computer program product according to the main claims presented. Advantageous embodiments emerge from the respective subclaims and the following description.

Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zur Ermittlung eines Fehlers bei der Auswertung eines Sensorsignals, das einen Abstand eines Elementes zum Sensors repräsentiert, wobei das Verfahren den Schritt des Ermittelns des Fehlers bei einer Erkennung eines Passierens des Elementes am Sensor aufweist, wenn das Sensorsignal in einem Signalzyklus einen ersten Schwellwert überschreitet und nachfolgend den ersten Schwellwert unterschreitet, ohne nach dem Überschreiten des ersten Schwellwertes und vor dem Unterscheiten des ersten Schwellwertes einen zweiten Schwellwert überschritten zu haben, wobei der zweite Schwellwert größer als der erste Schwellwert ist.The present invention provides a method for determining an error in the evaluation of a sensor signal representing a distance of an element to the sensor, the method comprising the step of determining the error in a detection of a passing of the element at the sensor when the sensor signal in a Signal cycle exceeds a first threshold and below the first threshold below, without having exceeded a second threshold after exceeding the first threshold and before the undershooting of the first threshold, the second threshold is greater than the first threshold.

Weiterhin umfasst die Erfindung auch eine Vorrichtung zur Ermittlung eines Fehlers bei der Auswertung eines Sensorsignals, wobei das Sensorsignal einen Abstand eines Elementes zum Sensor repräsentiert, wobei die Vorrichtung folgendes Merkmal aufweist:
eine Einheit zum Ermitteln des Fehlers bei einer Erkennung eines Passierens des Elementes am Sensor, wenn das Sensorsignal in einem Signalzyklus einen ersten Schwellwert überschreitet und nachfolgend den ersten Schwellwert unterschreitet, ohne nach dem Überschreiten des ersten Schwellwertes und vor dem Unterscheiten des ersten Schwellwertes einen zweiten Schwellwert überschritten zu haben, wobei der zweite Schwellwert größer als der erste Schwellwert ist.Furthermore, the invention also includes a device for determining an error in the evaluation of a sensor signal, wherein the sensor signal represents a distance of an element to the sensor, the device having the following feature:
a unit for determining the error in a detection of a passing of the element at the sensor when the sensor signal in a signal cycle exceeds a first threshold and below the first threshold below, after exceeding the first threshold and before the first threshold is undershot a second threshold exceeded, wherein the second threshold is greater than the first threshold.

Die vorliegende Erfindung schafft somit eine Vorrichtung, die ausgebildet ist, um die Schritte oder den Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen bzw. umzusetzen. Insbesondere kann die Vorrichtung eine Einrichtung oder Einrichtungen aufweisen, die ausgebildet sind, um je einen Schritt des Verfahrens auszuführen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form einer Vorrichtung kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.The present invention thus provides a device which is designed to carry out or implement the steps or the step of the method according to the invention. In particular, the apparatus may comprise means or means adapted to carry out each step of the method. Also by this embodiment of the invention in the form of a device, the object underlying the invention can be solved quickly and efficiently.

Unter einer Vorrichtung kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuersignale ausgibt. Die Vorrichtung kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Vorrichtung beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.In the present case, a device can be understood as meaning an electrical device which processes sensor signals and outputs control signals in dependence thereon. The device may have an interface, which may be formed in hardware and / or software. In the case of a hardware-based embodiment, the interfaces can be part of a so-called system ASIC, for example, which contains a wide variety of functions of the device. However, it is also possible that the interfaces are their own integrated circuits or at least partially consist of discrete components. In a software training, the interfaces may be software modules that are present, for example, on a microcontroller in addition to other software modules.

Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der beispielsweise auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert ist und zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, wenn das Programm auf einem Steuergerät ausgeführt wird.Also of advantage is a computer program product with program code, which is stored for example on a machine-readable carrier such as a semiconductor memory, a hard disk memory or an optical memory and is used to carry out the method according to one of the embodiments described above, when the program is executed on a control unit.

Unter einem Sensorsignal kann ein elektrisches Signal eines Sensors verstanden werden. Das Signal kann beispielsweise in der Form eines digitalen Werts eine Messgröße des Sensors repräsentieren. Die Messgröße kann beispielsweise ein Abstand des Sensors von einem zu detektierenden Element sein. Eine Bewegung des Elements vor dem Sensor kann eine Änderung des Sensorsignals bewirken. Beispielsweise kann eine Annäherung des Elements an den Sensor oder eine Entfernung des Elements vom Sensor weg eine Änderung des Sensorsignals bewirken. Das Sensorsignal kann mit einem vorbestimmten Wert aus einem Wertebereich des Sensors verglichen werden und in einer Auswertung des Sensorsignals ansprechend auf ein Überschreiten des vorbestimmten Werts ein Ausgangssignal auf einen ausgegebenen Wert ändern. Der vorbestimmte Wert kann ein Schwellwert sein. Der vorbestimmte Wert kann in einem Speicher abgelegt sein. A sensor signal can be understood as meaning an electrical signal of a sensor. The signal may represent, for example in the form of a digital value, a measured variable of the sensor. The measured variable may be, for example, a distance of the sensor from an element to be detected. Movement of the element in front of the sensor may cause a change in the sensor signal. For example, approaching the element to the sensor or removing the element away from the sensor may cause a change in the sensor signal. The sensor signal can be compared with a predetermined value from a range of values of the sensor and, in an evaluation of the sensor signal in response to an exceeding of the predetermined value, change an output signal to an output value. The predetermined value may be a threshold. The predetermined value may be stored in a memory.

Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass für eine bestimmungsgemäße Verwendung eines Sensorsignals eine im Sensorsignal enthaltene Information möglichst verlustlos in eine digitale Information übertragen werden soll. Dafür kann es erforderlich sein, einen Fehler in der Übertragung zu erkennen. Durch Erkennen eines Fehlers kann auf den Fehler reagiert werden. Verändert sich beispielsweise in einem Sensorsignal, das im Wesentlichen zwei Extremwerte kennt zumindest einem der Extremwerte schnell oder sprungartig, so kann eine vor der Änderung verwendete optimale Signalschwelle zur Erkennung des Vorliegens eines Zahns oder allgemeiner eines Objektes vor dem Sensors nicht mehr erreicht werden und die Information über das Vorliegen des Objektes vor dem Sensor geht im Sensorsignal verloren. Damit die sprungartige Veränderung erkannt werden kann, ist eine Fehlererkennungsroutine erforderlich. Dazu kann eine niedrigere Schaltschwelle verwendet werden, die sicher einen Durchgang des Signalverlaufs von einem der Extremwerte zum anderen Extremwert erkennbar macht. Wird nun über die niedrigere Schaltschwelle ein Durchgang erkannt wird auch für die optimale (d. h. hohe) Schaltschwelle ein Durchgang erwartet. Darauf wird ein umgekehrter Durchgang über die optimale Schaltschwelle erwartet und anschließend ein umgekehrter Durchgang des Sensorsignals durch die niedrige Schaltschwelle. Erfolgt nun auf einen Überschreiten des Sensorsignals über die niedrige Schaltschwelle anschließend ein Unterschreiten des Sensorsignals unter die niedrige Schaltschwelle, so wird ein Fehler erkannt, denn die optimale (d. h. hohe) Schaltschwelle wurde nicht überschritten. Dabei kann nach einem ermittelten Fehler der Sensor oder die entsprechende Vorrichtung handeln, indem sie einen schnellen Lernvorgang startet sowie gegebenenfalls einen Fehlimpuls ausgibt.The invention is based on the finding that, for the intended use of a sensor signal, information contained in the sensor signal should be transmitted as lossless as possible into digital information. For this it may be necessary to detect an error in the transmission. By detecting an error, it is possible to react to the error. If, for example, at least one of the extreme values changes rapidly or abruptly in a sensor signal that has essentially two extreme values, then an optimal signal threshold used to detect the presence of a tooth or, more generally, of an object in front of the sensor can no longer be achieved and the information the presence of the object in front of the sensor is lost in the sensor signal. To detect the abrupt change, an error detection routine is required. For this purpose, a lower switching threshold can be used, which makes sure a passage of the signal waveform from one of the extreme values to the other extreme value recognizable. If a passage is now detected via the lower switching threshold, a passage is also expected for the optimum (that is to say high) switching threshold. Then a reverse pass over the optimum switching threshold is expected and then a reverse passage of the sensor signal through the low switching threshold. If the sensor signal is then exceeded below the low switching threshold when the sensor signal is exceeded below the low switching threshold, an error is detected because the optimum (that is to say high) switching threshold was not exceeded. In this case, according to a detected error, the sensor or the corresponding device can act by starting a rapid learning process and optionally outputting a false pulse.

Phasengeber bzw. die Auswerteeinrichtungen von solchen Phasengebern können durch ein solches Verhalten bei der Signalauswertung robuster gegenüber Luftspaltsprüngen beim Betrieb der Phasengeber bzw. der daraus folgenden Änderungen der magnetischen Signalamplitude sein. Dies ist beispielsweise für eine variable Nockenwellenverstellung wichtig. Luftspaltsprünge, die zu einer Signalreduzierung von beispielsweise mehr als 30% führen, bei einer Schaltschwelle von beispielsweise 70%, können damit auch vom Sensor erkannt und behandelt werden. Die vorgestellte Lösung verhindert auch sogenannte Flatlines, bei dem der Sensor oder eine Auswerteeinheit des Sensors nicht mehr schaltet und dauerhaft einen high oder low-Pegel ausgibt. Durch die neue Auslegung des Sensors oder der zugehörigen Auswerteeinheit kann zudem eine erhöhte Robustheit bei gleichzeitiger Verkürzung des Lernvorgangs beim Einschalten erreicht werden.Phase encoders or the evaluation devices of such phase encoders can be more robust with respect to air gap jumps during operation of the phase encoders or the consequent changes in the magnetic signal amplitude due to such behavior during signal evaluation. This is important, for example, for a variable camshaft adjustment. Air gap jumps, which lead to a signal reduction of, for example, more than 30%, at a switching threshold of, for example, 70%, can thus also be detected and treated by the sensor. The presented solution also prevents so-called flatlines, in which the sensor or an evaluation unit of the sensor no longer switches and permanently outputs a high or low level. Due to the new design of the sensor or the associated evaluation unit also increased robustness can be achieved while shortening the learning process when switching.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann auch, nachdem im Schritt des Ermittelns ein Fehler ermittelt wurde, ein Passierens des Elementes am Sensor dann erkannt werden, wenn das Sensorsignal in einem auf den Signalzyklus folgenden zweiten Signalzyklus den ersten Schwellwert oder einen Hilfsschwellwert überschreitet. Eine derartige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, dass bei der Ermittlung der Zähne möglichst wenige Zähne nicht erkannt werden können, da durch die Ermittlung der Zähne auf der Basis des ersten Schwellwertes oder des Hilfsschwellwertes zwar eine Präzision bei der Erkennung der Zähne reduziert ist, die Zähne jedoch robust und zuverlässig erkannt werden.According to an embodiment of the present invention, even after an error has been detected in the step of determining, a passing of the element at the sensor can be detected when the sensor signal exceeds the first threshold value or an auxiliary threshold value in a second signal cycle following the signal cycle. Such an embodiment of the present invention offers the advantage that as few teeth as possible can not be detected when determining the teeth, since the determination of the teeth on the basis of the first threshold value or the auxiliary threshold value reduces precision in the recognition of the teeth, However, the teeth are robust and reliably recognized.

In einer weiteren Ausführungsform kann im Schritt des Ermittelns als erster Schwellwert ein fester vorgegebener Wert verwendet werden, wobei als zweiter Schwellwert ein variierbarer Wert verwendet wird. Dadurch kann der zweite Schwellwert unterschiedlichen Anforderungen der Auswertung entsprechen, während als erster Schwellwert ein Wert verwendet wird, der zuverlässig die Erkennung einer Änderung eines Abstandes eines Elementes vom Sensor ermöglicht.In a further embodiment, a fixed predefined value can be used as the first threshold value in the step of determining, wherein a variable value is used as the second threshold value. As a result, the second threshold value can correspond to different requirements of the evaluation, while the first threshold value used is a value which reliably makes it possible to detect a change in a distance of an element from the sensor.

Entsprechend einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Verfahren ferner einen Schritt des Veränderns des zweiten Schwellwertes aufweisen, in welchem der zweite Schwellwert derart verändert wird, dass das Sensorsignal nach einem Überschreiten des ersten Schwellwertes und vor einem Unterschreiten des ersten Schwellwertes den zweiten Schwellwert überschreitet und wieder unterschreitet, wobei im Schritt des Veränderns der zweite Schwellwert ausgehend von einem Hilfsschwellwert verändert werden, wobei der Hilfsschwellwert einen Wert aufweist, der größer als der erste Schwellwert ist und kleiner als zweiten Schwellwert ist. Dadurch kann erstens bei einer langsamen Veränderung der Extremwerte der zweite Schwellenwert angepasst werden und weiterhin ein optimaler Schaltpunkt oder Schwellwert zur sicheren Erkennung der korrekten, d. h. fehlerfreien Funktion des Auswertung erhalten werden. Zweitens kann auf diese Weise eine kürzere Einlernzeit erreicht werden, da der Hilfsschwellwert näher am einzulernenden (beispielsweise dem zweiten) Schwellwert liegt als der erste Schwellwert.According to a further embodiment of the present invention, the method may further comprise a step of changing the second threshold value in which the second threshold value is changed such that the sensor signal exceeds the second threshold value after exceeding the first threshold value and before falling below the first threshold value again falls below, wherein in the step of changing the second threshold value are changed starting from an auxiliary threshold, wherein the auxiliary threshold value has a value which is greater than the first threshold and less than second Threshold is. As a result, first, with a slow change of the extreme values, the second threshold value can be adjusted and, furthermore, an optimal switching point or threshold value can be obtained for reliable recognition of the correct, ie error-free, function of the evaluation. Secondly, a shorter training time can be achieved in this way since the auxiliary threshold value is closer to the threshold to be taught (for example the second) than the first threshold value.

Um eine möglichst schnelle Einlernzeit für den zweiten Schwellwert zu erreichen, kann im Schritt des Veränderns eine Veränderung des zweiten Schwellwertes in Abhängigkeit von einer Differenz zwischen dem Hilfsschwellwert und dem zweiten Schwellwert erfolgt. Auf diese Weise kann beispielsweise mit variablen Schrittweiten bei der Änderung des zweiten Schwellwertes vorgegangen werden, so dass hierdurch eine sehr kurze Einlernzeit, insbesondere bei großen Differenzen zwischen dem Hilfsschwellwert und dem zweiten Schwellwert ermöglicht wird.In order to achieve the fastest possible learning time for the second threshold value, a change in the second threshold value in dependence upon a difference between the auxiliary threshold value and the second threshold value can take place in the step of changing. In this way, it is possible, for example, to proceed with variable step sizes when changing the second threshold value, so that a very short learning time, in particular for large differences between the auxiliary threshold value and the second threshold value, is made possible as a result.

Günstig ist es ferner, wenn im Schritt des Veränderns ferner ein Ändern und ein Abspeichern des Hilfsschwellwertes derart erfolgt, so dass nachdem im Schritt der Ermittelns ein Fehler ermittelt wurde, das Sensorsignal in einem auf den Signalzyklus folgenden zweiten Signalzyklus den Hilfsschwellwert überschreitet. Eine derartige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, dass über die Einsatzdauer oder Lebenszeit des Sensors hinweg ein optimaler Hilfsschwellwert hinterlegt werden kann. Beispielsweise kann bei Alterungsvorgängen oder Abnutzung des Geberrades eine Verschiebung des Signalpegels resultieren, derart, dass das Signal bei einem nicht-Überschreiten des zweiten Schwellwertes auch den Hilfsschwellwert unterschreitet. In diesem Fall müsste dann für den Einlernvorgang des zweiten Schwellwertes wieder beim ersten Schwellwert begonnen werden, was sich als sehr zeitintensiv gestaltet.It is also advantageous if, in the step of changing, the auxiliary threshold value is further changed and stored, so that after an error has been determined in the step of determining, the sensor signal exceeds the auxiliary threshold value in a second signal cycle following the signal cycle. Such an embodiment of the present invention offers the advantage that over the period of use or lifetime of the sensor an optimal auxiliary threshold value can be deposited. For example, in the case of aging processes or wear of the transmitter wheel, a shift in the signal level may result, such that the signal also falls below the auxiliary threshold value if the second threshold value is not exceeded. In this case, then for the learning process of the second threshold value would have to be started again at the first threshold, which is very time-consuming.

In einer zusätzlichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Verfahren ferner einen Schritt des fehlerfreien Erkennens eines Passierens des Elementes am Sensor aufweisen, wenn das Sensorsignal in einem anderen Signalzyklus den ersten Schwellwert überschreitet, nachfolgend den zweiten Schwellwert überschreitet, hierauf folgend den zweiten Schwellwert wieder unterschreitet und hierauf folgend den ersten Schwellwert unterschreitet, wobei im Schritt des fehlerfreien Erkennens ein Signal ausgegeben wird, das eine erste Signallänge aufweist und wobei das Signal mit einer eine von der ersten Signallänge unterschiedliche zweite Signallänge ausgegeben wird, wenn im Schritt des Ermittelns ein Fehler ermittelt wurde. Auf diese Weise kann mittels eines Signals, das zur Signalisierung eines Passierens eines Zahns vor dem Sensor verwendet wird auch ein aufgetretener Fehler übermittelt werden. Eine solche Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, dass eine bereits vorhandene Signalisierungsinfrastruktur für die Übertragung einer weiteren Information genutzt werden kann.In an additional embodiment of the present invention, the method may further comprise a step of accurately detecting a passing of the element at the sensor when the sensor signal exceeds the first threshold in another signal cycle, subsequently exceeds the second threshold, then falls below the second threshold again and Following this, the first threshold value is undershot, a signal having a first signal length being output in the step of error-free detection, and the signal having a second signal length different from the first signal length being output, if an error was determined in the step of determining. In this way, by means of a signal which is used to signal a passage of a tooth in front of the sensor also an error occurred can be transmitted. Such an embodiment of the present invention offers the advantage that an already existing signaling infrastructure can be used for the transmission of further information.

Günstig ist es ferner, wenn im Schritt des Ermittelns ein Signal mit einer dritten Signallänge ausgegeben wird, wenn ein Fehler ermittelt wird, der sich von einem zuvor ermittelten Fehler unterscheidet. Auf diese Weise kann vorteilhaft eine weitere Information über die betreffende Signalleitung gesendet werden, wobei die Unterscheidung der gesendeten Signale durch die Auswertung der Signallängen der Signale auf der Signalleitung erfolgt. Der weitere Fehler kann beispielsweise ein Unterschreiten des Signals unter den Hilfsschwellwert repräsentieren, so dass eine Auswertungseinheit nicht nur Kenntnis davon erhält, dass ein Wert des Signals den zweiten Schwellwert nicht erreicht hat, sondern dass der Wert des Signalpegels auch den Hilfssschwellwert nicht erreicht hat und folglich ein schnelles Einlernverfahren, beispielsweise ausgehend vom ersten Schwellwert erforderlich ist.It is also favorable if, in the step of determining, a signal having a third signal length is output, if an error is detected which differs from a previously determined error. In this way, advantageously, a further information about the signal line in question can be sent, wherein the distinction of the transmitted signals is carried out by the evaluation of the signal lengths of the signals on the signal line. The further error may, for example, represent an undershooting of the signal below the auxiliary threshold, so that an evaluation unit not only receives knowledge that a value of the signal has not reached the second threshold, but that the value of the signal level has not reached the Hilfssschwellwert and consequently a fast learning procedure, for example, starting from the first threshold is required.

Ferner kann auch als Sensorsignal ein Signal eines Sensors verwendet werden, der ein Passieren eines Zahns eines Positionsgebers, insbesondere eines Geberrades oder einer Geberstange erfasst, wobei das Sensorsignal insbesondere eine sich ändernde magnetische Größe repräsentiert. Dadurch kann eine relative Position von Ausprägungen auf einem Geber zu dem Sensor besonders gut überwacht werden.Furthermore, as a sensor signal, a signal of a sensor can be used which detects a passing of a tooth of a position sensor, in particular a transmitter wheel or a transmitter rod, wherein the sensor signal in particular represents a changing magnetic quantity. As a result, a relative position of characteristics on a sensor to the sensor can be monitored particularly well.

Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:The invention will be described by way of example with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Ermittlung eines Fehlers bei der Auswertung eines Sensorsignals gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 1 a flowchart of a method for determining an error in the evaluation of a sensor signal according to an embodiment of the present invention;

2 ein Blockschaltbild eines schematisch dargestellten Fahrzeugs mit einer Vorrichtung zur Ermittlung eines Fehlers bei der Auswertung eines Sensorsignals gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 2 a block diagram of a schematically illustrated vehicle with a device for detecting an error in the evaluation of a sensor signal according to an embodiment of the present invention;

3 ein Diagramm eines Signalverlaufs eines Gebers und eines entsprechenden Signalverlaufs eines Ausgangssignals einer Auswerteeinheit bei Überschreiten einer Schaltschwelle; 3 a diagram of a signal waveform of a transmitter and a corresponding waveform of an output signal of an evaluation unit when a switching threshold is exceeded;

4 ein Diagramm, in dem mehrere Signalverläufe eines Signals von einem Positionsgeber bei unterschiedlich großem Luftspalt und einem einzigen Schwellenwert abgebildet sind; 4 a diagram in which a plurality of signal waveforms of a signal from a position sensor are mapped at different sized air gap and a single threshold value;

5 ein Diagramm, in dem ein Signalverlauf mit einer sprunghaften Amplitudenänderung und ein Verlauf eines entsprechenden Ausgangssignals des Sensors oder einer Auswerteeinheit abgebildet ist; 5 a diagram in which a waveform is represented with a sudden amplitude change and a course of a corresponding output signal of the sensor or an evaluation unit;

6 ein Diagramm, in dem ein Signalverlauf eines Sensorsignals und zweier Verläufe von Arbeitssignalen einer Auswerteeinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung abgebildet ist; 6 a diagram in which a signal waveform of a sensor signal and two waveforms of operating signals of an evaluation unit according to an embodiment of the present invention is shown;

7 ein Diagramm, in dem ein Signalverlauf eines Eingangssignals mit einer sprunghaften Amplitudenänderung und dreier Verläufe von Ausgangssignalen einer Auswerteeinheit und einem Verlauf eines Arbeitssignals der Auswerteeinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung abgebildet ist; 7 a diagram in which a signal waveform of an input signal with a sudden amplitude change and three waveforms of output signals of an evaluation and a course of a working signal of the evaluation unit according to an embodiment of the present invention is shown;

8 ein Diagramm, in dem ein Signalverlauf mit drei Schwellenwerten gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung abgebildet ist; 8th a diagram in which a signal waveform with three thresholds according to an embodiment of the present invention is mapped;

9 ein Diagramm, in dem ein Signalverlauf eines Eingangssignals und zweier Verläufe von Arbeitssignalen einer Auswerteeinheit und einem Verlauf eines Ausgangssignals der Auswerteeinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung abgebildet ist; 9 a diagram in which a signal waveform of an input signal and two waveforms of operating signals of an evaluation and a course of an output signal of the evaluation unit according to an embodiment of the present invention is shown;

10 ein Diagramm, in dem ein weiterer Signalverlauf eines Eingangssignals und zweier Verläufe von Arbeitssignalen einer Auswerteeinheit und einem Verlauf eines Ausgangssignals der Auswerteeinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung abgebildet ist; und 10 a diagram in which a further signal waveform of an input signal and two waveforms of operating signals of an evaluation and a course of an output signal of the evaluation unit according to an embodiment of the present invention is shown; and

11 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Ermittlung eines Fehlers bei der Auswertung eines Sensorsignals gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 11 a flowchart of a method for determining an error in the evaluation of a sensor signal according to an embodiment of the present invention.

Gleiche oder ähnliche Elemente können in den Figuren durch gleiche oder ähnliche Bezugszeichen versehen sein, wobei auf eine wiederholte Beschreibung verzichtet wird. Ferner enthalten die Figuren der Zeichnungen, deren Beschreibung sowie die Ansprüche zahlreiche Merkmale in Kombination. Einem Fachmann ist dabei klar, dass diese Merkmale auch einzeln betrachtet werden oder sie zu weiteren, hier nicht explizit beschriebenen Kombinationen zusammengefasst werden können. Weiterhin ist die Erfindung in der nachfolgenden Beschreibung eventuell unter Verwendung von unterschiedlichen Maßen und Dimensionen erläutert, wobei die Erfindung nicht auf diese Maße und Dimensionen eingeschränkt zu verstehen ist. Ferner können erfindungsgemäße Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden. Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder”-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal/Schritt und einem zweiten Merkmal/Schritt, so kann dies so gelesen werden, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal/den ersten Schritt als auch das zweite Merkmal/den zweiten Schritt und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal/Schritt oder nur das zweite Merkmal/Schritt aufweist.The same or similar elements may be indicated in the figures by the same or similar reference numerals, wherein a repeated description is omitted. Furthermore, the figures of the drawings, the description and the claims contain numerous features in combination. It is clear to a person skilled in the art that these features are also considered individually or that they can be combined to form further combinations not explicitly described here. Furthermore, the invention in the following description may be explained using different dimensions and dimensions, wherein the invention is not limited to these dimensions and dimensions to understand. Furthermore, method steps according to the invention can be repeated as well as carried out in a sequence other than that described. If an embodiment includes a "and / or" link between a first feature / step and a second feature / step, this may be read such that the embodiment according to one embodiment includes both the first feature / the first feature and the second feature / the second step and according to another embodiment, either only the first feature / step or only the second feature / step.

1 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 100 zur Ermittlung eines Fehlers bei der Auswertung eines Sensorsignals gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren 100 weist einen Schritt 110 des Ermittelns, einen Schritt 120 des Ausgebens, einen Schritt 130 des Veränderns, und einen Schritt 140 des Erkennens auf. Das Sensorsignal repräsentiert einen Abstand eines Elementes zum Sensor. Im Schritt 110 des Ermittelns wird der Fehler ermittelt, wenn das Sensorsignal in einem Signalzyklus einen ersten Grenzwert überschreitet und nachfolgend den ersten Schwellwert unterschreitet, ohne nach dem Überschreiten des ersten Schwellwertes und vor dem Unterscheiten des ersten Schwellwertes einen zweiten Schwellwert überschritten zu haben. Dabei ist der zweite Schwellenwert größer als der erste Schwellenwert. 1 shows a flowchart of a method 100 for determining an error in the evaluation of a sensor signal according to an embodiment of the present invention. The procedure 100 has a step 110 determining, a step 120 of spending, one step 130 of changing, and one step 140 of cognition. The sensor signal represents a distance of an element to the sensor. In step 110 the error is determined when the sensor signal exceeds a first limit value in a signal cycle and subsequently falls below the first threshold value, without exceeding a second threshold value after exceeding the first threshold value and before the first threshold value is undershot. The second threshold is greater than the first threshold.

Der Fehler wird erkannt, wenn das Signal den B@TPO überschreitet und anschließend unterschreitet, ohne dass im gleichen Zyklus die zweite höhere Schaltschwelle über- und unterschritten wird.The error is detected if the signal exceeds the B @ TPO and then falls below it without the second higher switching threshold being exceeded or undershot in the same cycle.

Im Schritt 120 des Ausgebens wird ein Fehlersignal ausgegeben, wenn das Sensorsignal in einem zweiten Signalzyklus unmittelbar nach dem ersten Signalzyklus den ersten Schwellwert wieder überschreitet und hiernach den ersten Schwellwert wieder unterschreitet, ohne in dem zweiten Signalzyklus nach dem Überschreiten des ersten Schwellwertes und vor dem Unterscheiten des ersten Schwellwertes einen zweiten Schwellwert überschritten zu haben. Im Schritt 130 des Veränderns wird der zweite Schwellenwert so verändert, dass das Sensorsignal nach einem Überschreiten des ersten Schwellwertes und vor einem Unterschreiten des ersten Schwellwertes den zweiten Schwellwert überschreitet und wieder unterschreitet. Im Schritt 140 des Erkennens wird ein Passieren des Elementes am Sensor als fehlerfrei erkannt, wenn das Sensorsignal in einem anderen Signalzyklus den ersten Schwellwert überschreitet, nachfolgend den zweiten Schwellwert überschreitet, hierauf folgend den zweiten Schwellwert wieder unterschreitet und hierauf folgend den ersten Schwellwert unterschreitet. Die Abfolge des vorstehend genannten Über- oder Unterschreitens ist hier als unmittelbar nachfolgendes Über- oder Unterschreiten zu verstehen, ohne dass zwischen dem genannten Über- oder Unterschreiten weitere Schwellwerte über- oder unterschritten werden.In step 120 outputting an error signal is output when the sensor signal in a second signal cycle immediately after the first signal cycle exceeds the first threshold and thereafter falls below the first threshold again, without in the second signal cycle after exceeding the first threshold and before the undershooting of the first threshold to have exceeded a second threshold. In step 130 the second threshold value is changed such that the sensor signal exceeds and falls below the second threshold value once the first threshold value has been exceeded and before it falls below the first threshold value. In step 140 If the sensor signal in another signal cycle exceeds the first threshold value, subsequently exceeds the second threshold value, then falls below the second threshold value again and subsequently falls below the first threshold value. The sequence of the above-mentioned overrun or undershoot is here to be understood as an immediately following overrun or undershoot, without that between above or below further thresholds are exceeded or fallen below.

2 zeigt ein Blockschaltbild eines schematisch dargestellten Fahrzeugs mit einer Vorrichtung 210 zur Ermittlung eines Fehlers bei der Auswertung eines Sensorsignals gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtung 210 weist eine Einrichtung 220 zum Ermitteln auf. Das Fahrzeug weist einen Motor 230 samt einer Motorwelle mit einem angeflanschten Geberrad, einen Magnetfeldsensor 240, sowie eine Motorsteuerung 250 auf. Das Geberrad am Motor 230 bzw. der Motorwelle dreht sich mit einer Drehbewegung einer Achse des Motors 230. Dabei verändern Elemente wie beispielsweise Zähne und zugehörige Zahnlücken auf dem Geberrad ein Magnetfeld des Magnetfeldsensors 240 oder um den Magnetfeldsensor. Der Magnetfeldsensor 240 erzeugt ein Signal, das diese Veränderung des Magnetfelds wiedergibt. Auch eine Änderung eines Abstandes zwischen Geberrad und Sensor 240 ergibt eine Änderung des Signals. Diese Änderung betrifft jedoch mehrere Elemente gemeinsam. Die Einrichtung 220 zum Ermitteln ermittelt den Fehler bei einer Erkennung eines Passierens des Elementes am Sensor 240, wenn das Sensorsignal in einem Signalzyklus einen ersten Schwellwert überschreitet und unmittelbar nachfolgend den ersten Schwellwert unterschreitet, ohne nach dem Überschreiten des ersten Schwellwertes und vor dem Unterscheiten des ersten Schwellwertes einen zweiten Schwellwert überschritten zu haben. Dabei ist der zweite Schwellwert größer als der erste Schwellwert. Eine solche Änderung im Signal kann durch die Änderung des Abstands zwischen dem Geberrad oder Elementen des Positionsgebers wie beispielsweise Zähnen und/oder Zahnlücken und dem Sensor 240 hervorgerufen werden, beispielsweise durch Vibration oder einen Versatz der Drehachse des Geberrades. Ein Erkennungsfehler, der beispielsweise auftreten kann, wenn der Positionsgeber altert oder einen Run-Out erleidet, d. h. einen Versatz oder ein Unrundlaufen auftritt, beeinträchtigt die Erkennung einer Winkelposition der Elemente auf dem Positionsgeber, wobei, als Positionsgeber in der vorliegenden Beschreibung ein Geberrad ohne Beschränkung der Allgemeinheit verwendet wird. Alternativ kann beispielsweise auch eine Zahnstange als Positionsgeber verwendet werden. Die aktuelle Winkelposition des Positionsgebers wie hier dem Geberrad an der Motorwelle wird von der Motorsteuerung 270 benötigt, um den Motor 250 korrekt anzusteuern, beispielsweise für die zeitrichtige Ansteuerung der Zündung eines Kraftstoffgemisches in den einzelnen Zylindern. 2 shows a block diagram of a schematically illustrated vehicle with a device 210 for determining an error in the evaluation of a sensor signal according to an embodiment of the present invention. The device 210 has a facility 220 for ascertaining. The vehicle has an engine 230 including a motor shaft with a flanged encoder wheel, a magnetic field sensor 240 , as well as a motor control 250 on. The sender wheel on the engine 230 or the motor shaft rotates with a rotational movement of an axis of the motor 230 , In this case, elements such as teeth and associated tooth gaps on the encoder wheel change a magnetic field of the magnetic field sensor 240 or the magnetic field sensor. The magnetic field sensor 240 generates a signal that reflects this change in the magnetic field. Also a change of a distance between sender wheel and sensor 240 gives a change of the signal. However, this change affects several elements together. The device 220 to determine detects the error in a detection of a passing of the element on the sensor 240 when the sensor signal in a signal cycle exceeds a first threshold and immediately below the first threshold below, without having exceeded a second threshold after exceeding the first threshold and before the undershooting of the first threshold. In this case, the second threshold value is greater than the first threshold value. Such a change in the signal may be due to the change in the distance between the encoder wheel or elements of the position sensor such as teeth and / or gaps and the sensor 240 be caused, for example by vibration or an offset of the axis of rotation of the encoder wheel. A detection error that may occur, for example, when the locator is aging or experiencing a run-out, ie, skewing or out-of-round, interferes with the detection of an angular position of the elements on the locator, and as a locator in the present specification, a donor wheel without limitation the general public is used. Alternatively, for example, a rack can be used as a position sensor. The current angular position of the position sensor as here the encoder wheel on the motor shaft is controlled by the motor control 270 needed to the engine 250 to drive correctly, for example, for the timely control of the ignition of a fuel mixture in the individual cylinders.

Der vorstehend beschriebene Sensor 240 besitzt bereits eine digitale Auswerte- oder Wandlereinheit. Dabei kann in die Vorrichtung 210, die in der 2 als separate Einheit dargestellt ist, auch in den Sensor integriert sein; die getrennte Darstellung der beiden Komponenten in der 2 ist jedoch aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit gewählt worden. Welche Teile einer solchen Auswerteeinheit oder Vorrichtung 210 beispielsweise in einem ASIC analog bzw. digital verarbeitet werden hängt vom Hersteller und Alter des Modells ab. Zunächst erfasst eine Hall-Platte das zu messende Magnetfeld. An geeigneter Stelle erfolgen eine AD-Wandlung und eine digitale Auswertung. Im Allgemeinen findet die nachfolgend beschriebene Auswertung des Sensorsignals im Digitalteil statt. Diese Auswertung führt den Vergleich des Signals mit einer Schaltschwelle aus und erkennt gegebenenfalls einen Fehler und handeln entsprechend (Start eines schnelles Lernvorgangs, Ausgabe eines Fehlimpulses an eine Signalauswerteeinheit bzw. ein Steuergerät). Die Messgröße, die analog aufgezeichnet oder erfasst wird, kann dabei über Schnittstellen an die Vorrichtung 210 übertragen werden, die beispielsweise als Spannungs- oder Stromschnittstellen ausgebildet sind.The sensor described above 240 already has a digital evaluation or conversion unit. It can be in the device 210 in the 2 is shown as a separate unit, also be integrated into the sensor; the separate representation of the two components in the 2 has been chosen for reasons of clarity. Which parts of such an evaluation unit or device 210 For example, processing in an ASIC analog or digital depends on the manufacturer and age of the model. First, a Hall plate detects the magnetic field to be measured. An AD conversion and a digital evaluation take place at a suitable location. In general, the evaluation of the sensor signal described below takes place in the digital part. This evaluation performs the comparison of the signal with a switching threshold and, if necessary, detects an error and act accordingly (start of a fast learning process, output of a false pulse to a signal evaluation unit or a control unit). The measured variable, which is recorded or recorded analogously, can be sent to the device via interfaces 210 be transmitted, which are designed for example as voltage or current interfaces.

3 zeigt ein Diagramm eines Signalverlaufs 302 einer magnetischen Flussdichte B über einen Drehwinkel. Auf der Abszisse ist der Drehwinkel in Grad (°CMA) angetragen, auf der Ordinate die dimensionslose magnetische Flussdichte B. Zusätzlich verkörpert die Ordinate einen Signalpegel eines Ausgangssignals 304 einer Auswerteschaltung für das Sensorsignal 302. Der Signalverlauf 302 der Flussdichte gibt eine Abfolge von Zähnen und Lücken eines Geberrads über den Drehwinkel des Geberrads wieder, wie er von einem Magnetfeldsensor aufgenommen wird. Dabei beeinflusst ein Abstand der Zähne bzw. Lücken vom Sensor die magnetische Flussdichte am Sensor und eine Erfassung der Geberradgeometrie durch einen Phasengeber. Wenn die Flussdichte eine vorgegebene Schaltschwelle übersteigt, beispielsweise 70% eines Maximalwerts, so ändert das Ausgangssignal 304 einer Auswerteschaltung seinen Pegel. Damit gibt das Ausgangssignal 304 das aktuelle Vorliegen von Zähnen und Lücken auf dem Geberrad direkt vor dem Sensor über den Drehwinkel [°CAM] in binärer Form wieder. Das in 3 dargestellte Beispiel arbeitet mit umgekehrter Logik, d. h. ein Zahn wird als eine logische „0” ausgegeben und eine Lücke als logische „1”. 3 shows a diagram of a waveform 302 a magnetic flux density B over a rotation angle. On the abscissa, the angle of rotation is plotted in degrees (° CMA), on the ordinate the dimensionless magnetic flux density B. In addition, the ordinate represents a signal level of an output signal 304 an evaluation circuit for the sensor signal 302 , The waveform 302 the flux density represents a sequence of teeth and gaps of a sensor wheel over the rotation angle of the encoder wheel, as it is recorded by a magnetic field sensor. In this case, a distance of the teeth or gaps from the sensor influences the magnetic flux density at the sensor and a detection of the encoder wheel geometry by means of a phase transmitter. If the flux density exceeds a predetermined switching threshold, for example 70% of a maximum value, the output signal changes 304 an evaluation circuit its level. This gives the output signal 304 the current presence of teeth and gaps on the sensor wheel directly in front of the sensor over the rotation angle [° CAM] in binary form again. This in 3 Example shown works with reverse logic, ie a tooth is output as a logical "0" and a gap as a logical "1".

Phasengeber erfassen die Geometrie eines Geberrades. Hierfür schaltet der Sensor bei einem vorher definierten Anteil der magnetischen Signalamplitude. Da die Signalamplitude und somit der Schaltpegel über Temperatur, Luftspalt oder Alterung ändert, sollte die Schaltschwelle ständig während des Betriebs nachgeregelt werden.Phase encoders detect the geometry of a sender wheel. For this purpose, the sensor switches at a previously defined proportion of the magnetic signal amplitude. Since the signal amplitude and thus the switching level changes via temperature, air gap or aging, the switching threshold should be continuously readjusted during operation.

4 zeigt ein Diagramm, in dem mehrere Signalverläufe 402 magnetischer Flussdichte oder Magnetfeldkennlinien über einen Drehwinkel abgebildet sind. Auf der Abszisse ist der Drehwinkel in Grad aufgetragen, auf der Ordinate die magnetische Flussdichte. 4 shows a diagram in which several waveforms 402 magnetic flux density or magnetic field characteristics are represented over a rotation angle. On the abscissa is the angle of rotation in degrees plotted on the ordinate the magnetic flux density.

Die Signalverläufe 402 weisen ähnliche charakteristische Merkmale in Bezug auf Abschnitte mit hohen und niedrigen Pegeln auf. Veränderungen der Flussdichte treten bei gleichen Winkelpositionen auf, sind aber unterschiedlich stark ausgeprägt. Die Signalverläufe 402 repräsentieren je ein unterschiedliches Maß eines Luftspalts zwischen magnetfeldverändernden Zähnen und Zwischenräumen eines Geberrads und einem Magnetfeldsensor. In dem Diagramm ist ein Schwellwert B@TPO eingetragen.The waveforms 402 have similar characteristics with respect to high and low level sections. Changes in the flux density occur at the same angular positions, but are pronounced differently. The waveforms 402 each represent a different degree of air gap between magnetic field changing teeth and spaces of a sensor wheel and a magnetic field sensor. A threshold B @ TPO is entered in the diagram.

Sensoren verwenden bisher beim Einschalten eine vorher einprogrammierte Schaltschwelle (B@TPO), die über alle Betriebszustände hinweg sicher stellt, dass der Sensor einen einzelnen Zahn und eine Lücke beim Einschalten sicher erkennt. Dies erlaubt die sogenannte True-Power-On-Funktion (TPO), bei der der Sensor beim Einschalten erkennt, ob er von einem Zahn oder Lücke steht. Anschließend erlernt der Sensor zur optimalen Schaltschwelle (T), in Abhängigkeit von der aktuell vorhandenen magnetischen Signalamplitude.Up to now, sensors have used a previously programmed switching threshold (B @ TPO) when switching on, ensuring across all operating states that the sensor reliably detects a single tooth and a gap when switching on. This allows the so-called true power-on function (TPO), in which the sensor detects when turning on whether it is of a tooth or gap. Then the sensor learns to the optimal switching threshold (T), depending on the currently available magnetic signal amplitude.

Damit kann über einen Vergleich der Verläufe 402 mit diesem Schwellwert eine sichere Erkennung der Lücken zwischen den Zähnen auf dem Geberrad erfolgen.This can be done by comparing the gradients 402 with this threshold, a reliable detection of the gaps between the teeth on the encoder wheel done.

5 zeigt eine Darstellung eines zeitlichen Verlaufs eines annähernd sinusförmigen Signals mit einer sprunghaften Veränderung 502 einer Amplitude des Signals. Desweiteren zeigt 5 einen zeitlichen Verlauf eines Ausgangssignals einer Auswerteeinheit in digitaler Form, das unter dem, abschnittsweise annähernd sinusförmigen Signal dargestellt ist. Das Ausgangssignal weist zwei Zustände auf. Dabei nimmt das Ausgangssignal einen ersten Zustand ein, wenn das näherungsweise sinusförmige Signal unterhalb einer vordefinierten Schwelle T verbleibt. Das Ausgangssignal nimmt einen zweiten Zustand ein, wenn das Signal die vordefinierte Schwelle T übersteigt. In der Darstellung des Signalverlaufs ist ein weiterer Schwellwert B@TPO eingetragen. Dieser weist einen kleineren Wert auf, als die vordefinierte Schwelle T. 5 shows a representation of a time course of an approximately sinusoidal signal with a sudden change 502 an amplitude of the signal. Furthermore shows 5 a time course of an output signal of an evaluation in digital form, which is shown under the sectionally approximately sinusoidal signal. The output signal has two states. The output signal assumes a first state when the approximately sinusoidal signal remains below a predefined threshold T. The output signal assumes a second state when the signal exceeds the predefined threshold T. In the representation of the signal curve, another threshold B @ TPO is entered. This has a smaller value than the predefined threshold T.

Die Schwelle T und B@TPO (gilt auch für B@TPO_dyn, welche hier nicht abgebildete wird) können eine Hysterese aufweisen, die in 6 gestrichelt dargestellt ist.The threshold T and B @ TPO (also applies to B @ TPO_dyn, which is not shown here) may have a hysteresis, which in 6 is shown in dashed lines.

Schwelle T und Schwellwert B@TPO weisen einen Hysteresebereich auf, der in der Darstellung aus 5 gestrichelt um die jeweilige Schwelle eingetragen ist. Nach der sprunghaften Veränderung 502 des Signalverlaufs übersteigt der Pegel des Signals die vordefinierte Schwelle nicht mehr und auf die Veränderung 502 folgende Schwingungen 504 des Signals bewirken folglich keine Änderung im Zustand des Ausgangssignals mehr.Threshold T and threshold value B @ TPO have a hysteresis range, which is shown in the illustration 5 dashed to the respective threshold is entered. After the sudden change 502 In the waveform, the level of the signal no longer exceeds the predefined threshold and on the change 502 following vibrations 504 of the signal thus cause no change in the state of the output signal more.

5 zeigt somit ein Fehlerbild bei sprungartigen Änderungen des Luftspaltes. Kommt es auf Grund beispielsweise eines Geberrad-Run-Outs, Vibrationen oder ähnlichem zu sprungartigen Luftspaltänderungen, so können die am Markt befindlichen Algorithmen nur bis zu einer Variation des Magnetfeldes, welches knapp über der Schaltschwelle liegt schalten, d. h. diese Änderung erkennen und verarbeiten. Sollte z. B. ein Sprung zu einer Verringerung des Signals um mehr als 30% der Signalamplitude bei einer Schaltschwelle von 70% der Differenz zwischen einem Maximalpegel und einem Minimalpegel des Sensorsignals auftreten, so werden ein oder mehrere Zähne aufgrund des Fehlens des Überschreitens des Signalpegels über die Schwelle T nicht mehr erfasst. 5 thus shows an error in sudden changes in the air gap. If, for example, a donor wheel run-out, vibrations or the like to jump-like air gap changes, the algorithms available on the market can switch only up to a variation of the magnetic field, which is just above the switching threshold, ie recognize and process this change. Should z. For example, if a jump occurs to a decrease in the signal by more than 30% of the signal amplitude at a switching threshold of 70% of the difference between a maximum level and a minimum level of the sensor signal, one or more teeth will cross the threshold due to lack of signal level crossing T no longer recorded.

Bisherige Sensoren starten nach einem Power-On mit dem einprogrammierten B@TPO-Wert als Schwellwert und müssen sich dann erst an die optimale Schaltschwelle „heranlernen”.Previous sensors start after a power-on with the programmed B @ TPO value as a threshold value and then have to "learn in" to the optimum switching threshold.

6 zeigt eine Darstellung eines Signals, das einen Verlauf einer magnetischen Feldstärke B über die Zeit repräsentiert. Auf der Abszisse ist die Zeit aufgetragen, auf der Ordinate die magnetische Feldstärke B. Die magnetische Feldstärke weist einen annähernd sinusförmigen Verlauf auf. In den Verlauf sind zwei Schwellenwerte T und B@TPO eingetragen, die beide einen Hysteresebereich aufweisen, der in der 6 gestrichelt dargestellt ist. Der Schwellenwert T kennzeichnet eine größere magnetische Feldstärke als der Schwellenwert B@TPO. Unterhalb des Verlaufs der magnetischen Feldstärke sind zwei Verläufe von Arbeitssignalen 602, 604 einer Auswerteeinheit aufgetragen, die jeweils zwei Signalzustände einnehmen können. Dabei repräsentiert ein erstes Arbeitssignal 602 ein Ausgangssignal eines B@TPO-Komparators, der ein Überschreiten des Verlaufs der magnetischen Feldstärke über den Schwellenwert B@TPO registriert und bei einem erkannten Überschreiten das zugeordnete Ausgangssignal auf einen hohen Signalpegel setzt. Das zweite Arbeitssignal 604 repräsentiert das Ausgangssignal eines T-Komparators, der ein Überschreiten des Verlaufs der magnetischen Feldstärke über den Schwellenwerts T registriert und bei einem erkannten Überschreiten das zugeordnete Ausgangssignal auf einen hohen Signalpegel setzt. Der Verlauf der magnetischen Feldstärke weist eine endliche Flankensteilheit auf. Damit erreicht das erste Arbeitssignal 602 des B@TPO-Komparators den zweiten Signalzustand vor dem zweiten Arbeitssignal 604 des T-Komparators und verlässt diesen später. 6 shows a representation of a signal representing a course of a magnetic field strength B over time. The time is plotted on the abscissa and the magnetic field strength on the ordinate. The magnetic field strength has an approximately sinusoidal course. Two threshold values T and B @ TPO are entered in the course, both of which have a hysteresis range which is shown in the 6 is shown in dashed lines. The threshold T indicates a larger magnetic field strength than the threshold B @ TPO. Below the course of the magnetic field strength are two curves of working signals 602 . 604 an evaluation unit applied, each of which can assume two signal states. This represents a first working signal 602 an output signal of a B @ TPO comparator, which registers an excess of the course of the magnetic field strength above the threshold B @ TPO and sets the assigned output signal to a high signal level when it is detected exceeded. The second working signal 604 represents the output signal of a T-comparator, which registers an exceeding of the course of the magnetic field strength over the threshold value T and sets the assigned output signal to a high signal level at a detected exceeding. The course of the magnetic field strength has a finite edge steepness. This achieves the first working signal 602 of the B @ TPO comparator the second signal state before the second working signal 604 of the T comparator and leaves it later.

7 zeigt eine Darstellung eines Signalverlaufs einer magnetischen Feldstärke B über die Zeit sowie mehrere Ausgangssignale einer Auswertungseinheit, wie sie durch eine Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erhalten werden können. Auf der Abszisse ist die Zeit t aufgetragen, auf der Ordinate die magnetische Feldstärke B. Die magnetische Feldstärke weist einen annähernd sinusförmigen Verlauf mit einer sprunghaften Veränderung 502 einer Amplitude auf. In den Verlauf sind zwei Schwellenwerte B@TPO und T eingetragen. Der Schwellwert B@TPO liegt nahe an einem unteren Extremwert der Feldstärke, so dass der Verlauf der Feldstärke in jeder Schwingung den Schwellwert B@TPO einmal unter und nachfolgend wieder überschreitet. Der Schwellwert T ist im oberen Drittel der Feldstärke B angeordnet. Im normalen Zustand (d. h. im linken Signalverlauf) durchquert der Verlauf der Feldstärke den Schwellwert T in jeder Schwingung zweimal (d. h. er überschreitet diesen Schwellwert einmal und unterschreitet diesen Schwellwert unmittelbar nachfolgend wieder). Beide Schwellenwerte B@TPO und T weisen einen Hysteresebereich auf, die in der 7 wiederum gestrichelt dargestellt sind. Unterhalb des Signalverlaufs sind drei unterschiedliche Ausgangssignale, sowie ein Arbeitssignal 602 angetragen. Das obere Ausgangssignal weist einen Verlauf einer herkömmlichen Auswerteschaltung auf, das mittlere und das untere Ausgangssignal weisen Verläufe von Ausgangssignalen auf, wie sie durch Vorrichtungen gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bereitgestellt werden können. Das Arbeitssignal 602 kann zwei Zustände annehmen und weist einen hohen Pegel auf, wenn das Signal den Schwellenwert B@TPO überschreitet. Wenn das Signal den Schwellenwert B@TPO nicht überschreitet weist das Arbeitssignal 602 einen niedrigen Wert auf. Da das Signal auch nach der sprunghaften Veränderung 502 der Amplitude den Schwellenwert B@TPO regelmäßig, quert (d. h. über- oder unterschreitet), weist das Arbeitssignal 602 einen fortlaufend Verlauf mit regelmäßigen Wechseln zwischen dem hohen und dem niedrigen Wert auf. Das obere Ausgangssignal repräsentiert ein herkömmliches Ausgangssignal. Ein Pegel des Ausgangssignals, das zwei Zustände annehmen kann, weist den hohen Wert auf, wenn der Verlauf des Signals den Schwellenwert T überschreitet. Nach der sprunghaften Veränderung 502 quert das Signal den Schwellenwert T nicht mehr, deshalb verweilt das obere Ausgangssignal auf dem niedrigen Wert. Das mittlere Ausgangssignal, das zwei Signalzustände annehmen kann, weist ebenso wie das erste Ausgangssignal den hohen Wert auf, wenn das Signal den Schwellenwert T überschreitet. Nach der sprunghaften Veränderung 502 der Amplitude des Signals verweilt das mittlere Ausgangssignal ebenfalls auf dem niedrigen Wert, bis das Arbeitssignal 602 einmal vom niedrigen Pegel auf den hohen Pegel und zurück gewechselt hat. Da innerhalb dieser Zeit das Signal den Schwellenwert T nicht überschritten hat, wird gemäß dem hier vorgestellten Ansatz ein Fehler erkannt. Daraufhin wird der verwendete Schwellenwert beispielsweise von T auf B@TPO gesetzt, und das mittlere Ausgangssignal wird auf den hohen Pegel gesetzt, wenn das Signal den Schwellenwert B@TPO überschreitet. Damit büßt das mittlere Ausgangssignal zwar an Genauigkeit ein, jedoch werden die Schwingungen des Signals weiterhin erkannt. Lediglich eine Schwingung, die beispielsweise einen Zahn eines Positionsgebers repräsentieren kann, wird nicht angezeigt. Das untere Ausgangssignal entspricht dem mittleren Ausgangssignal und zeigt eine weitere Verbesserung gemäß einem Ausführungsbeispiel der hier vorgestellten Erfindung Nach der sprunghaften Veränderung 502 des Magnetfelds quert das Signal nur noch den Schwellenwert B@TPO und nicht mehr den Schwellenwert T. Wenn das Arbeitssignal 602 ohne eine dazwischen erfolgte Überschreitung oder Querung des Schwellenwerts T wieder auf den niedrigen Pegel fällt, so wird im unteren Ausgangssignal ein zusätzlicher kurzer Impuls 702 auf den hohen Wert und zurück eingefügt. Dadurch bleibt die Anzahl der Impulse im Ausgangssignal identisch mit der Anzahl der Schwingungen oder Zähne im Magnetfeldsignal. 7 shows a representation of a waveform of a magnetic field strength B over time and a plurality of output signals of an evaluation unit, as can be obtained by a device according to an embodiment of the present invention. On the abscissa the time t is plotted, on the ordinate the magnetic field strength B. The magnetic field strength shows a nearly sinusoidal course with a sudden change 502 an amplitude. Two threshold values B @ TPO and T are entered in the history. The threshold B @ TPO is close to a lower extreme value of the field strength, so that the course of the field strength in each oscillation exceeds the threshold value B @ TPO once again below and below. The threshold value T is arranged in the upper third of the field strength B. In the normal state (ie in the left signal curve), the course of the field strength traverses the threshold value T twice in each oscillation (ie it exceeds this threshold once and below this threshold immediately afterwards). Both threshold values B @ TPO and T have a hysteresis range which is set in the 7 again shown in dashed lines. Below the waveform are three different output signals, as well as a working signal 602 plotted. The upper output signal has a profile of a conventional evaluation circuit, the middle and the lower output signal have waveforms of output signals, as can be provided by devices according to an embodiment of the present invention. The working signal 602 can assume two states and has a high level if the signal exceeds the threshold B @ TPO. If the signal does not exceed the threshold B @ TPO indicates the working signal 602 a low value. Because the signal even after the sudden change 502 The amplitude of the threshold B @ TPO regularly, crosses (ie, exceeds or falls below), indicates the working signal 602 a continuous course with regular changes between the high and the low value. The upper output signal represents a conventional output signal. A level of the output signal that can assume two states has the high value when the waveform of the signal exceeds the threshold T. After the sudden change 502 If the signal no longer crosses the threshold value T, the upper output signal remains at the low value. The average output signal, which can assume two signal states, as well as the first output signal, has the high value when the signal exceeds the threshold value T. After the sudden change 502 the amplitude of the signal also stays at the low level until the working signal 602 once from low level to high level and back. Since within this time the signal has not exceeded the threshold value T, an error is detected according to the approach presented here. Thereafter, the threshold used is set from T to B @ TPO, for example, and the average output is set high when the signal exceeds the threshold B @ TPO. Although the average output signal loses accuracy, the oscillations of the signal are still detected. Only one vibration, which may represent a tooth of a position sensor, for example, is not displayed. The lower output signal corresponds to the average output signal and shows a further improvement according to an embodiment of the invention presented here after the abrupt change 502 of the magnetic field, the signal only crosses the threshold B @ TPO and no longer the threshold T. When the working signal 602 without an intervening exceeding or crossing the threshold T falls back to the low level, so in the lower output an additional short pulse 702 inserted on the high value and back. As a result, the number of pulses in the output signal remains identical to the number of oscillations or teeth in the magnetic field signal.

Der Algorithmus ermöglicht somit das Vergleichen des gemessenen magnetischen Signals mit zwei Schaltschwellen, der Schaltschwelle B@TPO, welche über alle Betriebsbedingungen Schaltvorgänge mit geringerer Genauigkeit gewährleistet, und der optimalen Schaltschwelle T, die einen höheren Schwellenwert bildet und damit das Erkennen des Vorliegens eines Zahns vor dem Sensor zuverlässiger und positionsgenauer ermöglicht. Der Sensor kann durch Vergleich beider Signale feststellen, ob eine sprungartige Änderung des Magnetfeldes aufgetreten ist. Im Fehlerfall kann er dann wahlweise einen kurzen Zusatzpuls stellvertretend für den nicht erkannten Zahn ausgegeben.The algorithm thus makes it possible to compare the measured magnetic signal with two switching thresholds, the switching threshold B @ TPO, which ensures switching operations with lower accuracy over all operating conditions, and the optimum switching threshold T, which forms a higher threshold value and thus the detection of the presence of a tooth allows the sensor more reliable and position accurate. The sensor can determine whether a sudden change in the magnetic field has occurred by comparing both signals. In case of error, he can then optionally issued a short additional pulse representative of the unrecognized tooth.

Dieser Zusatzpuls gibt dem Steuergerät Informationen über den Fehlerfall und hat eine besondere Pulslänge, so dass der Fehlpuls eindeutig von Zahn-/Lückensignalen zu unterscheiden ist.This additional pulse gives the control unit information about the fault and has a special pulse length, so that the false pulse is clearly distinguishable from tooth / gap signals.

In einem günstigen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung nutzt der Sensor bzw. eine Auswerteeinheit für ein Signal dieses Sensors nach einem Fehler die B@TPO-Schaltschwelle für weitere Vergleiche, bei Möglichkeit die dynamische Startschaltschwelle B@TPO_dyn, und erkennt somit den nächsten Zahn sicher. Es handelt sich prinzipiell um eine Startschaltschwelle zur Erkennung der TPO-Funktion (True Power On, Sensor steht vor Zahn/Lücke). Diese Schaltschwelle B@TPO_dyn kann jedoch während der Lebensdauer auch verändert werden und liegt zwischen B@TPO und T.In a favorable exemplary embodiment of the present invention, the sensor or an evaluation unit for a signal of this sensor uses the B @ TPO switching threshold for further comparisons after an error, if possible the dynamic start switching threshold B @ TPO_dyn, and thus reliably recognizes the next tooth. In principle, this is a start threshold for detecting the TPO function (True Power On, sensor is facing tooth / gap). However, this switching threshold B @ TPO_dyn can also be changed during the service life and lies between B @ TPO and T.

Ein Algorithmus, der beispielsweise in einem ASIC einprogrammiert ist, startet gleichzeitig einen schnellen Lernvorgang, um innerhalb kürzester Zeit die optimale Genauigkeit zu erreichen. Der Algorithmus verliert damit maximal die Erkennung eines Zahns. Die B@TPO-Schaltschwelle ist so ausgelegt, dass über alle Betriebszustände und Toleranzen hinweg immer gewährleistet ist, dass der Sensor bzw. eine Auswerteeinheit für das Signal des Sensors schaltet, so dass der Sensor bzw. die entsprechende Auswerteeinheit auch bei Luftspaltsprüngen etc. sicher schaltet. Unter einem Schalten des Sensors oder einer Auswerteeinheit ist in der vorliegenden Beschreibung dabei ein Pegelwechsel eines Signals gemeint, wenn ein Signal eine bestimmte Schwelle über- oder unterschreitet. Der Sensor bzw. die entsprechende Auswerteeinheit vergleicht das magnetische Eingangssignal stets mit beiden Schaltwerten und generiert daraus die Ausgangssignale des B@TPO Komparators und des T-Komparators. Im Normalmodus, wenn beide Signale bestimmte Schaltschwellen queren, schalten Komparatoren und das Ausgangssignal des T-Komparators weist einen Signalwechsel auf. Dieser Schwellwert entspricht der optimalen Schaltschwelle, bei der eine zuverlässige und positionsgenaue Erkennung eines Überganges zwischen einem Zahn oder einer Lücke oder einer Lücke und einem Zahn sichergestellt wenden kann. An algorithm programmed in an ASIC, for example, simultaneously starts a fast learning process to achieve the optimum accuracy within a very short time. The algorithm thus loses as much as possible the recognition of a tooth. The B @ TPO switching threshold is designed so that it is always ensured across all operating states and tolerances that the sensor or an evaluation unit switches the signal of the sensor so that the sensor or the corresponding evaluation unit is safe even in the event of air gap jumps on. A switching of the sensor or an evaluation unit in the present description means a level change of a signal when a signal exceeds or falls below a certain threshold. The sensor or the corresponding evaluation unit always compares the magnetic input signal with both switching values and generates therefrom the output signals of the B @ TPO comparator and of the T comparator. In normal mode, when both signals cross certain switching thresholds, comparators will switch and the output of the T comparator will have a signal change. This threshold corresponds to the optimum switching threshold at which a reliable and positionally accurate detection of a transition between a tooth or a gap or a gap and a tooth can be ensured.

Kommt es zu einem zu großem Luftspaltsprung, so schaltet der Sensor bzw. die Auswerteeinheit des Sensors zu früh. Anschließend findet er/sie die Schaltschwelle nicht mehr, da das Magnetfeld zu klein ist. Zusätzlich wird das Magnetsignal mit dem B@TPO-Schwellwert verglichen und es wird das in der 7 dargestellte Ausgangssignal des B@TPO-Komparators generiert. Sind Schaltvorgänge am Ausgangssignal des B@TPO-Komparators zu erkennen (d. h. liegt ein Wechsel des logischen Pegels dieses Signals vor), schaltet jedoch das Ausgangssignal des T-Komparators nicht (d. h. liegt kein Wechsel des Pegels dieses Signals vor), so ist dies ein Indiz, dass eine zu große Änderung des Magnetfeldes aufgetreten ist (z. B. Luftspaltsprung), die bei der Auswertung zu einem Fehler bei der Erkennung eines Zahns, insbesondere zu keiner Erkennung eines Zahns vor dem Sensor führt. Aus kausalen Gründen kann der Sensor oder die zugehörige Auswerteeinheit erst nachdem der erste Zahn „verloren” wurde erkennen, dass ein Problem vorliegt. Nach Erkennen des Fehlers gibt es zwei Möglichkeiten zur Fehlerbehandlung, welche optional in einer Auswerteschaltung (die beispielsweise in einem ASIC angeordnet ist) ausgewählt werden können. Zum Einen kann der Sensor oder die zugeordnete Auswerteeinheit ein Zahn-Lücken-Paar nicht erkennen, also „verlieren”, und dann den Lernvorgang erneut in der Startphase starten. Zum Anderen kann der Sensor, wenn der B@TPO-Komparator durch die Auswertung des Sensorsignals mit der B@TPO-Schwelle einen Zahn erkannt hat, am Ende des erkannten Zahns ein kurzes Signal im Ausgangssignal mit der gleichen Polarität wie bei Erkennung des Zahnes ausgeben. Das Steuer- oder Auswertegerät erkennt durch die (beispielsweise sehr kurze) Pulsdauer, dass eine starke Magnetfeldänderung stattgefunden hat und weiß auch, dass der „kurze Zahn”, also der kurze Puls im Ausgangssignal, der den „verlorenen” Zahn repräsentiert, phasenverschoben ist und nicht die richtige Breite hat. Anschließend geht der Sensor bzw. die zugeordnete Auswerteeinheit in die Startphase und lernt schnell zur richtigen Schaltschwelle wieder hin. Der Algorithmus fällt im Fehlerfall von der optimalen Schaltschwelle auf eine vorher einprogrammierte Schaltschwelle zurück (d. h. er verwendet für die Startphase wieder eine vordefinierte Schaltschwelle) und erkennt somit maximal einen Zahn nicht und verhindert, dass der Sensor oder die zugehörige Auswerteeinheit nicht mehr schaltet, d. h. keinen Pegelwechsel mehr ausführt, wenn ein Zahn vor dem Sensor anliegt. Das zusätzliche Abspeichern einer optimierten Start-Schaltschwelle ermöglicht einen schnelleren Einlernvorgang bis zum Erreichen der endgültigen Schaltschwelle.If there is an air gap jump too large, the sensor or the evaluation unit of the sensor switches too early. Then he / she no longer finds the switching threshold because the magnetic field is too small. In addition, the magnetic signal is compared with the B @ TPO threshold and it will be in the 7 generated output signal of the B @ TPO comparator generated. If switching operations on the output signal of the B @ TPO comparator can be detected (ie there is a change in the logic level of this signal), but the output signal of the T comparator does not switch (ie if there is no change in the level of this signal), then this is on Indication that an excessive change of the magnetic field has occurred (eg air gap jump), which leads to an error in the detection of a tooth, in particular to no detection of a tooth in front of the sensor in the evaluation. For causal reasons, the sensor or the associated evaluation unit can only recognize that a problem exists after the first tooth has been "lost". After detecting the error, there are two options for error handling, which can optionally be selected in an evaluation circuit (which is arranged, for example, in an ASIC). On the one hand, the sensor or the associated evaluation unit can not recognize a tooth-gap pair, ie "lose", and then start the learning process again in the start phase. On the other hand, if the B @ TPO comparator has detected a tooth by evaluating the sensor signal with the B @ TPO threshold, the sensor can output a short signal in the output signal with the same polarity as when the tooth was detected at the end of the detected tooth , The control or evaluation recognizes by the (for example, very short) pulse duration that a strong magnetic field change has taken place and also knows that the "short tooth", ie the short pulse in the output signal representing the "lost" tooth, is out of phase and not the right width. Subsequently, the sensor or the assigned evaluation unit goes into the starting phase and quickly learns again to the correct switching threshold. In the event of a fault, the algorithm falls back from the optimum switching threshold to a previously programmed switching threshold (ie it uses a predefined switching threshold again for the starting phase) and thus does not recognize a tooth at most and prevents the sensor or the associated evaluation unit from switching any more, ie, none Level change more when a tooth is in front of the sensor. The additional saving of an optimized start threshold allows a faster learning process until reaching the final switching threshold.

8 zeigt einen zeitlichen Verlauf eines Signals, das ein Magnetfeld repräsentiert. Auf der Abszisse ist die Zeit aufgetragen, auf der Ordinate ist die Stärke des Magnetfelds aufgetragen. Der Verlauf zeigt ein Signal, das mehrere ähnliche sinusförmige Schwingungen aufweist. In den Schwingungen überschreitet die Stärke des Magnetfelds nacheinander drei Schwellenwerte gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Ein niedrigster Schwellenwert B@TPO liegt nahe den unteren Extremwerten der Schwingungen. Ein mittlerer Schwellenwert 802 B@TPO_dyn liegt zwischen der optimalen Schaltschwelle T im Betrieb und der festen Startschaltschwelle B@TPO. Ein höchster Schwellenwert T liegt in diesem Beispiel bei etwa 70% der Amplitude der Schwingung. Damit bietet der mittlere Schwellenwert 802 (B@TPO_dyn) eine weitere Möglichkeit zur Messung eines Zeitpunkts des Überschreitens des Schwellenwerts durch die Schwingung. Wenn die Schwingung eine andere Amplitude aufweist, oder eine Verschiebung der Amplitude erfährt, so erhöht der mittlere Schwellenwert 802 die Chance beträchtlich, dass auch nach der Veränderung eine Erfassung des Überschreitens an dem mittleren Schwellenwert 802 möglich ist. Dieser mittlere Schwellenwert bietet damit auch eine sehr gute Möglichkeit für die Wahl des Startschwellwertes beim erneuten Einlernen des Schwellwertes nach dem Erkennen, dass ein Fehler aufgetreten ist. In diesem Fall kann beispielsweise der mittlere Schwellwert 802 verwendet werden, um die Erkennung des Zahns zu ermöglichen. Über- und untersteigt nämlich das Sensorsignal sowohl die untere Schwelle B@TPO als auch diese mittlere Schwelle 802 jedoch nicht die obere Schaltschwelle T, dann kann davon ausgegangen werden, dass tatsächlich eine Verschiebung der Amplitude des Sensorsignals erfolgt ist und, dass das Signal zwischen B@TPO und B@TPO_dyn liegt In diesem Fall kann dann die mittlere Schwelle 802 als Startschwelle verwendet werden, die die für ein weiteres Einlernen erhöht wird. Diese neue Schwelle T wird dann wieder so eingelernt, so dass sie beispielsweise wieder bei 70% der Amplitudendifferenz liegt, die vom minimalen Magnetfeld bzw. den dieses Magnetfeld repräsentierenden Sensorsignals aus gemessen wird. Wird dagegen auch der mittlere Schwellwert durch das Sensorsignal nicht überschritten, ist davon auszugehen, dass auch der mittlere Schwellwert (B@TPO_dyn) noch zu hoch liegt. In diesem Fall wird eine weitere Reduktion des Schwellwertes zur korrekten und zuverlässigen Bestimmung des Zahns vor dem Sensor erforderlich. Somit bietet die Wahl des unteren Schwellwertes B@TPO einen sehr guten Startpunkt zum Einlernen des weiter zu verwendenden Schwellwertes zur Erkennung des Vorliegens eines Zahns vor dem Sensor. 8th shows a time course of a signal representing a magnetic field. The time is plotted on the abscissa and the strength of the magnetic field is plotted on the ordinate. The trace shows a signal that has several similar sinusoidal oscillations. In the oscillations, the strength of the magnetic field successively exceeds three thresholds according to another embodiment of the present invention. A lowest threshold B @ TPO is close to the lower extremes of the oscillations. A medium threshold 802 B @ TPO_dyn lies between the optimum switching threshold T during operation and the fixed starting threshold B @ TPO. A highest threshold T in this example is about 70% of the amplitude of the oscillation. This provides the middle threshold 802 (B @ TPO_dyn) Another way to measure a time of exceeding the threshold by the vibration. If the oscillation has a different amplitude, or experiences a shift in amplitude, the average threshold increases 802 the chance considerably, that even after the change, a detection of the crossing at the middle threshold 802 is possible. This middle threshold thus also offers a very good possibility for the selection of the start threshold when re-teaching the threshold value after the recognition that an error has occurred. In this case, for example, the average threshold 802 used to allow the detection of the tooth. Namely, the sensor signal exceeds and undercomes both the lower threshold B @ TPO and this middle threshold 802 However, not the upper threshold T, then it can it can be assumed that the amplitude of the sensor signal has actually shifted and that the signal lies between B @ TPO and B @ TPO_dyn. In this case, the average threshold can then be determined 802 be used as start threshold, which is increased for further training. This new threshold T is then taught again so that, for example, it again lies at 70% of the amplitude difference which is measured from the minimum magnetic field or the sensor signal representing this magnetic field. If, on the other hand, the mean threshold value is not exceeded by the sensor signal, it can be assumed that the mean threshold value (B @ TPO_dyn) is still too high. In this case, a further reduction of the threshold value for the correct and reliable determination of the tooth in front of the sensor is required. Thus, the selection of the lower threshold value B @ TPO provides a very good starting point for teaching in the further threshold to be used for detecting the presence of a tooth in front of the sensor.

Der Sensor hat somit neben der Startschaltschwelle B@TPO, welche unter jeden Betriebsbedingungen die Geberradgeometrie abbildet, noch eine zweite optimierte Startschaltschwelle B@TPO_dyn als dynamische Schaltschwelle abgespeichert. Diese Startschaltschwelle liegt zwischen B@TPO und der optimalen Schwelle T und wird beispielsweise in einem wieder beschreibbaren Speicher abgelegt. Die Schaltschwelle B@TPO_dyn wird nach Bedarf angepasst, so dass beispielsweise Änderungen über die Lebenszeit des Sensors berücksichtigt werden können. Beispielsweise kann bei Alterung eine verschleißbedingte Verringerung der Zähne zu erwarten sein, so dass die Schaltschwelle 802 B@TPO_dyn mit zunehmendem Alter des Positionsgebers niedriger wird.The sensor has thus stored next to the start threshold B @ TPO, which maps the Geberradgeometrie under each operating conditions, nor a second optimized start threshold B @ TPO_dyn as a dynamic switching threshold. This start switching threshold lies between B @ TPO and the optimum threshold T and is stored, for example, in a rewritable memory. The switching threshold B @ TPO_dyn is adjusted as required so that, for example, changes over the lifetime of the sensor can be taken into account. For example, a wear-related reduction of the teeth can be expected in aging, so that the switching threshold 802 B @ TPO_dyn gets lower as the positioner ages.

Um die Robustheit zu erhöhen und gleichzeitig den Lernvorgang zu beschleunigen, wird somit in einen wieder beschreibbaren Speicher, beispielsweise in einem ASIC, ein Zwischenwert B@TPO_dyn abgespeichert, welcher zwischen der optimalen Schaltschwelle T und dem B@TPO-Wert (d. h. dem initialen Startwert) liegt und somit einen schnellen Einlernvorgang erlaubt.To increase the robustness and at the same time to accelerate the learning process, an intermediate value B @ TPO_dyn is thus stored in a rewritable memory, for example in an ASIC, which is between the optimum switching threshold T and the B @ TPO value (ie the initial start value ) and thus allows a quick learning process.

9 zeigt ein Diagramm von Signalverläufen, die bei einem Startvorgang einer Signalerfassung, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung auftreten können, wenn eine dynamische Schaltschwelle innerhalb des Magnetfeldes liegt. Unterhalb eines Signals eines Magnetfeldverlaufs wie in 8 sind zwei Arbeitssignale 602, 604 und ein Ausgangssignal einer Auswerteeinheit zur Erkennung eines Zahns vor dem Sensor gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung abgebildet. Das erste Arbeitssignal 602 weist einen hohen Pegel auf, wenn das Signal den ersten Schwellenwert B@TPO überschreitet. Das zweite Arbeitssignal 604 weist einen hohen Pegel auf, wenn das Signal den zweiten Schwellenwert 802 überschreitet. Beide Arbeitssignale 602, 604 weisen je einen niedrigen Pegel auf, wenn das Signal den jeweils zugehörigen Schwellenwert unterschreitet. Das Ausgangssignal springt während des Startvorgangs auf einen hohen Pegel, wenn das erste Arbeitssignal 602 auf den hohen Pegel wechselt. Nachfolgend überschreitet das Signal auch den zweiten Schwellenwert 802, und das zweite Arbeitssignal 604 springt auf den hohen Pegel. Wenn das zweite Arbeitssignal 604 ansprechend auf das Unterschreiten des zweiten Schwellenwerts 802 erneut den niedrigen Pegel einnimmt, springt das Ausgangssignal der Auswerteeinheit zur Erkennung eines Zahns vor dem Sensor auch auf den niedrigen Pegel. Dadurch repräsentiert das Ausgangssignal der Auswerteeinheit zur Erkennung eines Zahns vor dem Sensor mit seinem Impuls die Schwingung des Signals genauer. Aufgrund einer Annahme einer gleichmäßigen Signalstärke springt das Ausgangssignal anschließend erst auf den hohen Pegel, wenn das Signal den zweiten Schwellenwert 802 überschreitet. Neben der höheren Genauigkeit wird durch den Einlernvorgang beginnend von der dynamischen Startschaltschwelle B@TPO_dyn der optimale Schwellwert T schneller erreicht. 9 FIG. 12 is a diagram of waveforms that may occur in a signal acquisition start operation according to an embodiment of the present invention when a dynamic threshold is within the magnetic field. FIG. Below a signal of a magnetic field profile as in 8th are two working signals 602 . 604 and an output signal of an evaluation unit for detecting a tooth in front of the sensor according to an embodiment of the present invention. The first working signal 602 is high when the signal exceeds the first threshold B @ TPO. The second working signal 604 is high when the signal is at the second threshold 802 exceeds. Both working signals 602 . 604 each have a low level when the signal falls below the respective associated threshold. The output jumps to a high level during startup when the first working signal 602 changes to the high level. Subsequently, the signal also exceeds the second threshold 802 , and the second working signal 604 jumps to the high level. If the second working signal 604 in response to falling below the second threshold 802 again assumes the low level, the output signal of the evaluation unit for detecting a tooth in front of the sensor also jumps to the low level. As a result, the output signal of the evaluation unit for detecting a tooth in front of the sensor with its pulse represents the oscillation of the signal more accurately. Due to an assumption of a uniform signal strength, the output signal then only jumps to the high level when the signal reaches the second threshold value 802 exceeds. In addition to the higher accuracy, the optimum threshold value T is reached faster by the teach-in process starting from the dynamic start switching threshold B @ TPO_dyn.

10 zeigt ein Diagramm von Signalverläufen, die bei einem Startvorgang des Verfahrens entsprechend 9 zu erwarten sind, wenn die dynamische Startschaltschwelle B@TPO_dyn außerhalb des Magnetfeldes liegt. Das (Sensor-)Signal überschreitet den zweiten Schwellenwert 802 im Gegensatz zur Darstellung aus 9 nicht. Damit weist das zweite Arbeitssignal 604 durchgehend den niedrigen Pegel auf. Das Ausgangssignal der Auswerteeinheit zur Erkennung eines Zahns vor dem Sensor folgt dem ersten Arbeitssignal 602 und weist den hohen Pegel auf, wenn das Signal den ersten Schwellenwert überschreitet. Unterschreitet das Signal den ersten Schwellenwert, dann springt das Ausgangssignal der Auswerteeinheit zur Erkennung eines Zahns vor dem Sensor entsprechend dem ersten Arbeitssignal 602 auf den niedrigen Pegel. Dadurch ist eine Grundfunktionalität der Erkennung eines Zahns vor dem Sensor zwar gewährleistet, auch wenn das (Sensor-)Signal eine starke Abweichung gegenüber einer Normalamplitude aufweist. Der Lernvorgang beginnt somit von der Startschaltschwelle B@TPO. Anschließend lernt der Sensor auf die entsprechende Schaltschwelle die beispielsweise bei 70% liegen kann. 10 shows a diagram of waveforms corresponding to a starting process of the method accordingly 9 are to be expected when the dynamic start threshold B @ TPO_dyn is outside the magnetic field. The (sensor) signal exceeds the second threshold 802 in contrast to the presentation 9 Not. This indicates the second working signal 604 consistently the low level. The output signal of the evaluation unit for detecting a tooth in front of the sensor follows the first working signal 602 and has the high level when the signal exceeds the first threshold. If the signal falls below the first threshold value, then the output signal of the evaluation unit for detecting a tooth in front of the sensor jumps in accordance with the first operating signal 602 to the low level. This ensures a basic functionality of detecting a tooth in front of the sensor, even if the (sensor) signal has a large deviation from a normal amplitude. The learning process thus starts from the start switching threshold B @ TPO. Subsequently, the sensor learns on the appropriate threshold which can be, for example, 70%.

Nach dem Start-Up, in einer Startphase Lädt der Sensor die gespeicherten Schaltschwellen B@TPO und B@TPO_dyn. Das Signal B@TPO_dyn bildet in diesem Fall die Komparatorschwelle für das Ausgangssignal des TPO-Komparators und B@TPO die Schwelle für das Ausgangssignal des B@TPO-Komparators. Die erste Flanke am Ausgang wird durch das Ausgangssignal des B@TPO-Komparators definiert. Stellt der Sensor oder die Auswerteeinheit dann fest, dass auch ein Schaltvorgang, also ein Pegelwechsel im Signalpfad des T-Komparators anliegt, so verwendet er dieses Signal für die weiteren Flanken (vgl. auch die Darstellung in 9). Ist die Schaltschwelle B@TPO_dyn für den Startfall noch zu hoch, z. B. auf Grund einer Magnetfeldänderung über Lebensdauer, so garantiert die Schaltschwelle B@TPO, dass in jedem Fall TPO-Funktion (TPO = True-Power-On) gegeben ist. Wenn der Sensor erkannt hat, dass die dynamische Schaltschwelle innerhalb der Signalamplitude liegt, verwendet er B@TPO_dyn für die weiteren, schnellen Lernvorgang zur optimalen Schaltschwelle. Liegt B@TPO_dyn außerhalb, so basiert der Lernvorgang auf der Schwelle B@TPO. In beiden Fällen wird der jeweilige Wert ins Register T übernommen. Alternativ kann auch prinzipiell im Fehlerfall nur die Schaltschwelle B@TPO verwendet werden, so dass der erste Zahn stets der Abbildung des Signals durch den B@TPO-Komparator entspricht.After the start-up, in a starting phase, the sensor loads the stored switching thresholds B @ TPO and B @ TPO_dyn. The signal B @ TPO_dyn in this case forms the comparator threshold for the output signal of the TPO comparator and B @ TPO the threshold for the output signal of the B @ TPO comparator. The first edge at the exit becomes defined by the output signal of the B @ TPO comparator. If the sensor or the evaluation unit then determines that a switching operation, ie a level change, is also present in the signal path of the T comparator, then it uses this signal for the further edges (compare also the illustration in FIG 9 ). If the switching threshold B @ TPO_dyn is still too high for the start case, eg. B. due to a change in magnetic field over life, so guarantees the switching threshold B @ TPO that in each case TPO function (TPO = true power-on) is given. If the sensor has detected that the dynamic switching threshold is within the signal amplitude, it uses B @ TPO_dyn for further rapid learning to the optimum switching threshold. If B @ TPO_dyn is outside, then the learning process is based on threshold B @ TPO. In both cases, the respective value is transferred to register T. Alternatively, in principle, only the switching threshold B @ TPO can be used in the event of a fault, so that the first tooth always corresponds to the image of the signal by the B @ TPO comparator.

11 zeigt ein Flussdiagramm eines Startvorgangs eines Verfahrens zur Ermittlung eines Fehlers bei der Auswertung eines Sensorsignals gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In einem Schritt 1102 werden zwei Schwellenwerte aus einem Speicher 1104 für den ersten Schwellenwert B@TPO, der fest vorgegeben ist, und den zweiten Schwellenwert T oder B@TPO_dyn, ausgelesen. 11 shows a flowchart of a startup process of a method for detecting an error in the evaluation of a sensor signal according to an embodiment of the present invention. In one step 1102 Two thresholds will be out of memory 1104 for the first threshold B @ TPO, which is fixed, and the second threshold T or B @ TPO_dyn, read out.

Dabei kann der zweite Schwellwert T kontinuierlich im Betrieb nachgeregelt werden wobei der Hilfsschwellwert B@TPO_dyn z. B. einmalig beim ersten Motorstart abgespeichert werden kann und damit einen Teil der Toleranzen des Gesamtsystems berücksichtigt. Der Hilfsschwellwert B@TPO kann jedoch auch während der Lebensdauer aktualisiert werden.In this case, the second threshold value T can be readjusted continuously during operation, wherein the auxiliary threshold B @ TPO_dyn z. B. can be stored once at the first engine start and thus taken into account a part of the tolerances of the entire system. However, the auxiliary threshold B @ TPO can also be updated during the lifetime.

In einer Abfrage 1106 wird geprüft ob ein empfangenes (Sensor-)Signal den zweiten Schwellenwert überschreitet und damit der T-Komparator schaltet. Wenn das Signal den Schwellenwert überschreitet wird in einem Schritt 1108 ein Lernvorgang initiiert, der auf dem zweiten Schwellenwert B@TPO_dyn als Startwert basiert. Wenn das Signal den zweiten Schwellenwert nicht überschreitet, dann wird in einem Schritt 1110 ein Lernvorgang initiiert, der auf dem ersten Schwellenwert B@TPO als Startwert basiert.In a query 1106 it is checked whether a received (sensor) signal exceeds the second threshold and thus the T comparator switches. If the signal exceeds the threshold, it will be in one step 1108 initiates a learning based on the second threshold B @ TPO_dyn as a seed. If the signal does not exceed the second threshold, then in one step 1110 initiates a learning based on the first threshold B @ TPO as the seed.

Bei einem ersten Fall werden nur zwei Komparatoren verwendet, die je einen Vergleich des Signalpegels mit dem ersten Schwellwert B@TPO oder dem zweiten Schwellwert T durchgeführt. Überschreitet der Signalpegel des Sensorsignals den zweiten Schwellwert nicht, wird ein Lernvorgang gestartet, der ausgehend von dem ersten Schwellwert B@TPO beginnt. In einem zweiten Fall werden drei Komparatoren betrachtet, wobei jeder der drei Komparatoren einen Vergleich mit dem Signalpegel mit dem ersten Schwellwert B@TPO, dem Hilfsschwellwert B@TPO_dyn oder dem zweiten Schwellwert T durchgeführt. In diesem Fall wird ein Lernvorgang der zweiten Schwellwertes, ausgehend von dem Hilfsschwellwert B@TPO_dyn, gestartet, der, wenn ein Fehler ermittelt wurde, dass der Signalpegel den zweiten Schwellwert T nicht mehr über- und unterschreitet, jedoch noch Hilfsschwellwert B@TPO_dyn überschreitet. Wird auch vom Signalpegel der Hilfsschwellwert B@TPO_dyn auch nicht mehr über- und unterschritten, so wird der Einlernvorgang für den zweiten Schwellwert ausgehend vom ersten Schwellwert B@TPO als Startwert gestartet.In a first case, only two comparators are used, each of which performs a comparison of the signal level with the first threshold B @ TPO or the second threshold T. If the signal level of the sensor signal does not exceed the second threshold value, a learning operation is started which starts from the first threshold value B @ TPO. In a second case, three comparators are considered, with each of the three comparators making a comparison with the signal level having the first threshold B @ TPO, the auxiliary threshold B @ TPO_dyn, or the second threshold T. In this case, a learning process of the second threshold, starting from the auxiliary threshold B @ TPO_dyn, is started, which, when an error has been determined, that the signal level no longer exceeds and falls short of the second threshold T, but still exceeds the auxiliary threshold B @ TPO_dyn. If the signal level of the auxiliary threshold value B @ TPO_dyn is also no longer exceeded or undershot, then the learning process for the second threshold value is started starting from the first threshold value B @ TPO as the starting value.

Der Lernvorgang wird in zwei Unterschritte 1112 und 1114 unterteilt und legt ein Ergebnis des Lernens in Form der Schwellwerte in einem eigenen Speicher ab. Anschließend an die Unterschritte erfolgt jeweils eine Auswertung 1116, ob ein Schaltfehler, d. h. ein Fehler in der Erkennung eines Zahns vor dem Sensor entdeckt worden ist. Wird ein Schaltfehler entdeckt, beginnt der Startvorgang erneut mit dem Schritt 1102. Der erste Unterschritt 1112 verwendet einen „aggressiven”, d. h. schnellen Lernalgorithmus, der den Eingangsschwellenwert innerhalb einer oder weniger Zyklen im empfangenen Signal auf einen dynamischen Schwellenwert T, der während des Betriebs nachgeregelt wird, anhebt. Der dynamische Schwellenwert wird in dem eigenen Speicher T abgelegt. Der dynamische Schwellenwert repräsentiert eine optimierte Schaltschwelle, die auf die jeweilige momentane Amplitude im (Sensor-)Signal angepasst ist. Dabei kann die dynamische Schwelle während des Betriebs nachgeregelt werden. Auf den ersten Unterschritt 1112 folgt ein zweiter Unterschritt 1114, der einen konservativen Lernalgorithmus verwendet, der über eine größere Anzahl von Zyklen im empfangenen Signal den dynamischen Schwellenwert T an die Signalamplitude anpasst. Während des Abspeicherns wird der dynamische Schwellenwert im Speicher überschrieben.The learning process is divided into two substeps 1112 and 1114 subdivides and stores a result of learning in the form of thresholds in its own memory. Subsequent to the sub-steps, an evaluation is carried out in each case 1116 whether a switching error, ie an error in the detection of a tooth in front of the sensor has been discovered. If a switching error is detected, the startup process starts again with the step 1102 , The first sub-step 1112 uses an "aggressive," ie, fast, learning algorithm that raises the input threshold within one or fewer cycles in the received signal to a dynamic threshold T readjusted during operation. The dynamic threshold value is stored in the own memory T. The dynamic threshold value represents an optimized switching threshold, which is adapted to the respective instantaneous amplitude in the (sensor) signal. The dynamic threshold can be readjusted during operation. At the first sub-step 1112 follows a second sub-step 1114 , which uses a conservative learning algorithm that adapts the dynamic threshold T to the signal amplitude over a larger number of cycles in the received signal. During saving, the dynamic threshold in memory is overwritten.

Mit anderen Worten zeigt 11 ein Flussdiagramm eines Lernalgorithmus für Phasengebersensoren bei Reduktion des Magnetfeldes. Zum Startzeitpunkt soll der Sensor im Learning Mode schnell zur optimalen Schaltschwelle hinlernen. Hierfür wird, ein aggressiver Lernalgorithmus verwendet, der die Lernschwelle schnell anpasst. Nach einer bestimmten Anzahl von bestimmten Lernschritten ist der Sensor eingelernt und geht in den Running Mode über. In diesem Modus wird langsam die Schaltschwelle angepasst. Sollte ein Schaltfehler entdeckt werden, d. h. schaltet das Ausgangssignal des T-Komparators nicht, während das Ausgangssignal des B@TPO-Komparators bzw. B@TPO_dyn schaltet, springt der Algorithmus in die Startphase zurück.In other words shows 11 a flow chart of a learning algorithm for phaser sensors in reduction of the magnetic field. At the start time, the sensor should quickly learn the optimum switching threshold in learning mode. To do this, an aggressive learning algorithm is used that quickly adjusts the learning threshold. After a certain number of specific learning steps, the sensor is taught-in and enters the running mode. In this mode, the switching threshold is adjusted slowly. If a switching error is detected, ie the output of the T comparator does not switch while the output of the B @ TPO comparator or B @ TPO_dyn switches, the algorithm jumps back to the start phase.

Dies Nachregelung der Schwellwerte stellt dabei eine Gegenmaßnahme dar, die eine Vorrichtung zur Ermittlung eines Fehlers bei der Auswertung eines Sensorsignals, beispielsweise in einem ASIC durchführt. Im Reperaturfall bei der Nachregelung der Schwellwerte wäre es jedoch hilfreich, wenn der ein Eintrag in der Vorrichtung einen Hinweis auf den konkreten Fehler gibt, also beispielsweise nicht nur durch die Verwendung eines speziellen Signals mitteilt, „es gab einen Problem mit dem Phasengeber”, sondern „es gab sprungartige Magnetfeldänderungen”. Durch einen geeignet dimensionierten Fehlimpuls kann das Steuer- oder die Signalauswerteeinheit diese Zusatzinformation abspeichern.This readjustment of the thresholds represents a countermeasure that performs a device for determining an error in the evaluation of a sensor signal, for example in an ASIC. In the case of repairing the threshold values, however, it would be helpful if an entry in the device gives an indication of the specific error, that is to say not only by the use of a special signal, "there was a problem with the phase encoder", but rather "There were sudden magnetic field changes". By means of a suitably dimensioned erroneous pulse, the control or signal evaluation unit can store this additional information.

Zusammenfassend kann angemerkt werden, dass der Algorithmus zur Erfassung einer sprungartigen Änderung des Magnetfeldes dient. Diese sprungartige Änderung kann zu einem Fehler führen, wenn eine zweite obere Schaltschwelle nicht mehr über- bzw. unterschritten wird, sondern nur noch eine erste Schaltschwelle über- bzw. unterschritten wird. Als Folge werden Zähne des Geberrades nicht mehr detektiert. Dieser Fehler wird vom ASIC als Vorrichtung zur Ermittlung eines Fehlers bei der Auswertung eines Sensorsignals erkannt und startet gegebenenfalls einen schnellen Lernalgorithmus, der die zweite Schaltschwelle wieder anpasst. Der ASIC kann zusätzlich ein Fehlersignal ausgeben, welches einem Steuergerät eine sprungartige Änderung des Magnetfeldes signalisiert. Die Codierung des Fehlers gegenüber dem Steuergerät erfolgt durch einen Impuls, welcher im Normalbetrieb nicht durch ein Zahn- bzw. Lückenabbildung entstehen kann. Durch Verwendung unterschiedlicher Impulsweiten können verschiedene Fehlerfälle dem Steuergerät mitgeteilt werden. Auf diese Weise kann im Fehlerfall eine zielgerichtete Reparatur des Fahrzeugs erfolgen.In summary, it can be said that the algorithm serves to detect a sudden change in the magnetic field. This sudden change can lead to an error if a second upper switching threshold is no longer exceeded or undershot, but only a first switching threshold is exceeded or fallen below. As a result, teeth of the sender wheel are no longer detected. This error is detected by the ASIC as a device for determining an error in the evaluation of a sensor signal and optionally starts a fast learning algorithm that adapts the second switching threshold again. The ASIC can additionally output an error signal, which signals a controller to a sudden change of the magnetic field. The coding of the error relative to the control unit is effected by a pulse, which can not arise in normal operation by a tooth or gap mapping. By using different pulse widths different error cases can be communicated to the control unit. In this way, a targeted repair of the vehicle can be carried out in the event of a fault.

Speziell kann nach einem Erkennen des Fehlers ein aggressiver Lernalgorithmus gestartet werden, um die dynamische Schaltschwelle T wieder schnell nachzuregeln. Auch kann eine zweite Startschaltschwelle B@TPO_dyn zur Auswertung des Sensorsignals verwendet werden, welche während der Lebenszeit aktualisiert werden kann und zwischen dem ersten Schwellwert B@TPO und dem zweiten Schwellwert T liegt. Es kann auch eine Verwendung dieser Startschaltschwelle auch für den normalen, fehlerfreien Start erfolgen. Ferner ist es auch denkbar, dass ein Fehlerfall durch einen speziellen Impuls an das Steuergerät übermittelt wird, wobei eine Codierung von Fehlerfällen durch verschiedene Pulsbreiten erfolgen kann, die im Normalbetrieb mit Zahn/Lücken-Signale verwechselt werden können.Specifically, after detection of the error, an aggressive learning algorithm can be started in order to quickly readjust the dynamic switching threshold T again. A second start switching threshold B @ TPO_dyn can also be used for evaluating the sensor signal, which can be updated during the lifetime and lies between the first threshold value B @ TPO and the second threshold value T. It can also be a use of this start threshold also for the normal, error-free start. Furthermore, it is also conceivable that an error is transmitted by a special pulse to the control unit, with an encoding of errors can be done by different pulse widths that can be confused with tooth / gap signals in normal operation.

Das Erkennen einer sprungartigen Änderung des Magnetfeldes erfolgt im Wesentlichen durch einen Vergleich mit zwei Schaltschwellen (Schwellwerten), wobei die erste Schaltschwelle B@TPO so gewählt ist, dass sie bei allen Umgebungsbedingungen stets über- und unterschritten wird, wenn ein Zahn/Lücke vor dem Sensor „vorbeikommt”. Sobald ein Fehlerfall erkannt wird, d. h. die zweite Schaltschwelle nicht mehr über- und unterschritten wird, verwendet der Sensor die erste Schaltschwelle B@TPO zur Erkennung eines vor dem Sensor passierenden Zahns, damit keine weiteren Zähne/Lücken „verloren” gehen. Nach erkennen des Fehlerfalls kann der ASIC in einen aggressiven Lernmodus, z. B. den Precalibration Modus, gehen um schnellstmöglichst die zweite Schaltschwelle T an den korrekten Wert anzupassen, der wieder eine fehlerfreie Erkennung des Zahns bei Berücksichtigung von zwei Schwellwerten ermöglicht, die beide nacheinander überschritten werden und dann nacheinander wieder unterschritten werden. Dadurch erreicht der Sensor schnellstmöglich nach dem Fehlerfall seine ursprüngliche Genauigkeit.The detection of a sudden change in the magnetic field is essentially by a comparison with two switching thresholds (thresholds), wherein the first switching threshold B @ TPO is selected so that it is always exceeded and undershot under all environmental conditions when a tooth / gap before Sensor "comes over". As soon as an error is detected, d. H. the second switching threshold is no longer exceeded and undershot, the sensor uses the first switching threshold B @ TPO to detect a passing in front of the sensor tooth, so that no more teeth / gaps "lost" go. Upon detection of the error, the ASIC may enter an aggressive learning mode, e.g. As the Precalibration mode go to the second threshold T to the correct value to adapt as soon as possible, which again allows error-free detection of the tooth considering two thresholds, which are both exceeded in succession and then again fall below again. As a result, the sensor reaches its original accuracy as soon as possible after the error has occurred.

Die Geschwindigkeit des Einlernvorgangs wird durch den Abstand der Schaltschwelle zu Beginn des Lernvorgangs und des Endwertes der Schaltschwelle bestimmt. Normalerweise wird für den Start die erste Schaltschwelle B@TPO verwendet. Um die Lerndauer zu verkürzen, kann eine zusätzliche Schaltschwelle (Hilfsschwellwert B@TPO_dyn) eingeführt werden, welche zwischen der ersten Schaltschwelle B@TPO und der zweiten Schaltschwelle T liegt. Die zusätzliche Schaltschwelle B@TPO_dyn (Hilfsschwellwert) kann z. B. nach dem Einbau des Gesamtsystems im Fahrzeugs programmiert werden und gegebenenfalls während des Betriebs korrigiert werden, wobei hier kein kontinuierlicher Lernvorgang auftritt, wie das für die zweite Schaltschwelle T durchführt wird. die erste Schaltschwelle B@TPO ist z. B. in einem EEPROM einprogrammiert und kann gegebenenfalls während der Lebensdauer aktualisiert werden. Damit der Lernvorgang im Fehlerfall ebenfalls beschleunigt werden kann, wird zusätzlich ein Vergleich des Sensorsignals mit der zweiten Schaltschwelle BTPO_dyn vorgenommen. Wird im Fehlerfall die zweite Schaltschwelle T nicht mehr über- und unterschritten, jedoch noch der Hilfsschwellwert B@TPO_dyn, so kann der Startvorgang nach Erkennen des Fehlers ausgehend von dem Hilfsschwellwert BTPO_dyn aus den zweiten Schwellwert einlernen. Sollte der Hilfsschwellwert BTPO_dyn durch den Signalpegel nicht mehr über- und unterschritten werden, so erfolgt der Lernvorgang bei der ersten Schaltschwelle B@TPO.The speed of the learning process is determined by the distance of the switching threshold at the beginning of the learning process and the end value of the switching threshold. Normally the first switching threshold B @ TPO is used for the start. To shorten the learning time, an additional switching threshold (auxiliary threshold B @ TPO_dyn) can be introduced, which lies between the first switching threshold B @ TPO and the second switching threshold T. The additional switching threshold B @ TPO_dyn (auxiliary threshold) can be z. B. be programmed after installation of the entire system in the vehicle and optionally corrected during operation, in which case no continuous learning occurs, as is performed for the second switching threshold T. the first switching threshold B @ TPO is z. B. programmed in an EEPROM and can optionally be updated during the lifetime. So that the learning process can also be accelerated in the event of an error, a comparison of the sensor signal with the second switching threshold BTPO_dyn is additionally performed. If, in the event of an error, the second switching threshold T is no longer exceeded or undershot, but still the auxiliary threshold value B @ TPO_dyn, then the starting process can be learned from the auxiliary threshold value BTPO_dyn from the second threshold value once the error has been detected. If the auxiliary threshold value BTPO_dyn is no longer exceeded by the signal level, the learning process takes place at the first switching threshold B @ TPO.

Als ein weiteres Merkmal kann der Sensor die Möglichkeit aufweisen, im Fehlerfall einen Fehlimpuls auszugeben, welcher das Steuergerät über das vorliegende Problem bei der Auswertung des Signals informiert. Die Länge des Fehlimpulses ist eindeutig von Pulsformen, die durch die fehlerfreie Erfassung der Zähne/Lücken entstehen, unterscheidbar. Insbesondere ist es möglich, durch unterschiedliche Dauer des Fehlerimpulses verschiedene Fehlerfälle zu codieren und damit eine verbesserte Fehleranalyse zu ermöglichen.As a further feature, the sensor may have the option of outputting a false pulse in the event of a fault, which the control unit via the present problem in the evaluation of the signal informed. The length of the false pulse is clearly distinguishable from pulse shapes resulting from the error-free detection of the teeth / gaps. In particular, it is possible to code different error cases by means of different duration of the error pulse and thus to enable an improved error analysis.

Bei normalem Sensorstart (d. h. wenn kein vorstehend beschriebener Fehler auftritt) lädt der ASIC in den ersten Komparator die erste Schaltschwelle B@TPO und in den zweite Komparator die Schaltschwelle B@TPO_dyn. Erkennt der Sensor durch Über- und Unterschreiten der Schaltschwelle B@TPO_dyn, dass das Magnetfeld größer als dieser Wert ist, so wird für den Einlernvorgang ab diesem Zeitpunkt der Wert B@TPO_dyn verwendet und der Einlernvorgang beschleunigt.At normal sensor startup (i.e., when no error described above occurs), the ASIC loads the first switching threshold B @ TPO into the first comparator and the switching threshold B @ TPO_dyn into the second comparator. If the sensor detects that the magnetic field is greater than this value by exceeding and falling below the switching threshold B @ TPO_dyn, the value B @ TPO_dyn is used for the teach-in process from this point in time and the teach-in process is accelerated.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 3638622 C2 [0003] DE 3638622 C2 [0003]

Claims

Verfahren (100) zur Ermittlung eines Fehlers bei der Auswertung eines Sensorsignals, das einen Abstand eines Elementes zum Sensor (240) repräsentiert, wobei das Verfahren den folgenden Schritt aufweist: Ermitteln (110) des Fehlers bei einer Erkennung eines Passierens des Elementes am Sensor, wenn das Sensorsignal in einem Signalzyklus einen ersten Schwellwert (B@TPO) überschreitet und nachfolgend den ersten Schwellwert (B@TPO) unterschreitet, ohne nach dem Überschreiten des ersten Schwellwertes (B@TPO) und vor dem Unterscheiten des ersten Schwellwertes (B@TPO) einen zweiten Schwellwert (T, 802) überschritten zu haben, wobei der zweite Schwellwert (T, 802) größer als der erste Schwellwert (B@TPO) ist.Procedure ( 100 ) for determining an error in the evaluation of a sensor signal, which is a distance of an element to the sensor ( 240 ), the method comprising the step of: determining ( 110 ) of the error in a detection of a passing of the element at the sensor, when the sensor signal in a signal cycle exceeds a first threshold (B @ TPO) and below the first threshold (B @ TPO), without exceeding the first threshold (B @ TPO) and before the first threshold value is undershot (B @ TPO) a second threshold value (T, 802 ), the second threshold (T, 802 ) is greater than the first threshold (B @ TPO).

Verfahren (100) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nachdem im Schritt der Ermittelns (110) ein Fehler ermittelt wurde, ein Passierens des Elementes am Sensor dann erkannt wird, wenn das Sensorsignal in einem auf den Signalzyklus folgenden zweiten Signalzyklus den ersten Schwellwert (B@TPO) oder einen Hilfsschwellwert (802 802) überschreitet.Procedure ( 100 ) according to claim 1, characterized in that after in the step of determining ( 110 ) an error has been detected, a passing of the element at the sensor is detected when the sensor signal in a signal cycle following the second signal cycle the first threshold (B @ TPO) or an auxiliary threshold ( 802 802 ) exceeds.

Verfahren (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt (110) des Ermittelns als erster Schwellwert (B@TPO) ein fester vorgegebener Wert verwendet wird, wobei als zweiter Schwellwert (T) ein variierbarer Wert verwendet wird.Procedure ( 100 ) according to one of the preceding claims, characterized in that in step ( 110 ) of determining is used as the first threshold value (B @ TPO) a fixed predetermined value, wherein as the second threshold value (T) a variable value is used.

Verfahren (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner einen Schritt (130) des Veränderns des zweiten Schwellwertes (T) aufweist, in welchem der zweite Schwellwert derart verändert wird, dass das Sensorsignal nach einem Überschreiten des ersten Schwellwertes (B@TPO) und vor einem Unterschreiten des ersten Schwellwertes (B@TPO) den zweiten Schwellwert (T) überschreitet und wieder unterschreitet, wobei im Schritt (130) des Veränderns der zweite Schwellwert (T) ausgehend von einem Hilfsschwellwert (802) verändert wird, wobei der Hilfsschwellwert (802) einen Wert aufweist, der größer als der erste Schwellwert (B@TPO) ist und kleiner als zweiten Schwellwert (T) ist.Procedure ( 100 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the method further comprises a step ( 130 ) of changing the second threshold value (T), in which the second threshold value is changed in such a way that the sensor signal exceeds the second threshold value (B @ TPO) after exceeding the first threshold value (B @ TPO) and falling below the first threshold value (B @ TPO). T) and again falls below, wherein in step ( 130 ) of changing the second threshold (T) from an auxiliary threshold ( 802 ), the auxiliary threshold ( 802 ) has a value greater than the first threshold (B @ TPO) and less than the second threshold (T).

Verfahren (100) gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt (130) des Veränderns eine Veränderung des zweiten Schwellwertes (T) in Abhängigkeit von einer Differenz zwischen dem Hilfsschwellwert (802) und dem zweiten Schwellwert (T) erfolgt.Procedure ( 100 ) according to claim 4, characterized in that in step ( 130 ) of changing a second threshold (T) in dependence on a difference between the auxiliary threshold ( 802 ) and the second threshold (T).

Verfahren (100) gemäß Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Veränderns (130) ferner ein Ändern und ein Abspeichern des Hilfsschwellwertes (802) derart erfolgt, so dass nachdem im Schritt der Ermittelns (110) ein Fehler ermittelt wurde, das Sensorsignal in einem auf den Signalzyklus folgenden zweiten Signalzyklus den Hilfsschwellwert (802) überschreitet.Procedure ( 100 ) according to claim 4 or 5, characterized in that in the step of changing ( 130 ) further changing and storing the auxiliary threshold ( 802 ) so that after in the step of determining ( 110 ) an error has been detected, the sensor signal in a subsequent to the signal cycle second signal cycle the auxiliary threshold ( 802 ) exceeds.

Verfahren (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner einen Schritt (140) des fehlerfreien Erkennens eines Passierens des Elementes am Sensor (240) aufweist, wenn das Sensorsignal in einem anderen Signalzyklus den ersten Schwellwert (B@TPO) überschreitet, nachfolgend den zweiten Schwellwert (T) überschreitet, hierauf folgend den zweiten Schwellwert (T) wieder unterschreitet und hierauf folgend den ersten Schwellwert (B@TPO) unterschreitet, wobei im Schritt (140) des fehlerfreien Erkennens ein Signal ausgegeben wird, das eine erste Signallänge aufweist und wobei das Signal mit einer eine von der ersten Signallänge unterschiedliche zweite Signallänge ausgegeben wird, wenn im Schritt des Ermittelns (110) ein Fehler ermittelt wurde.Procedure ( 100 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the method further comprises a step ( 140 ) of the error-free recognition of a passing of the element on the sensor ( 240 ), if the sensor signal in another signal cycle exceeds the first threshold value (B @ TPO), subsequently exceeds the second threshold value (T), then falls below the second threshold value (T) again and then the first threshold value (B @ TPO) below, whereby in step ( 140 ) of the error-free detection, a signal is output which has a first signal length and wherein the signal is output with a signal length which differs from the first signal length if, in the step of determining ( 110 ) an error has been detected.

Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Ermittelns (110) ein Signal mit einer dritten Signallänge ausgegeben wird, wenn ein Fehler ermittelt wird, der sich von einem zuvor ermittelten Fehler unterscheidet.Method according to claim 7, characterized in that in the step of determining ( 110 ) a signal having a third signal length is output if an error is detected which differs from a previously determined error.

Verfahren (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Sensorsignal ein Signal eines Sensors (240) verwendet wird, der ein Passieren eines Zahns eines Geberrades oder einer Geberstange erfasst, wobei das Sensorsignal insbesondere eine sich ändernde magnetische Größe (B) repräsentiert.Procedure ( 100 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a signal of a sensor ( 240 ), which detects a passing of a tooth of a sensor wheel or a transmitter rod, wherein the sensor signal in particular represents a changing magnetic quantity (B).

Vorrichtung (210) zur Ermittlung eines Fehlers bei der Auswertung eines Sensorsignals, das einen Abstand eines Elementes zum Sensors (240) repräsentiert, wobei die Vorrichtung folgendes Merkmal aufweist: eine Einheit (220) zum Ermitteln des Fehlers bei einer Erkennung eines Passierens des Elementes am Sensor, wenn das Sensorsignal in einem Signalzyklus einen ersten Schwellwert (B@TPO) überschreitet und nachfolgend den ersten Schwellwert (B@TPO) unterschreitet, ohne nach dem Überschreiten des ersten Schwellwertes (B@TPO) und vor dem Unterscheiten des ersten Schwellwertes (B@TPO) einen zweiten Schwellwert (T, 802) überschritten zu haben, wobei der zweite Schwellwert (T, 802) größer als der erste Schwellwert (B@TPO) ist.Contraption ( 210 ) for determining an error in the evaluation of a sensor signal, the distance of an element to the sensor ( 240 ), the device comprising: a unit ( 220 ) for determining the error in a detection of a passing of the element at the sensor, when the sensor signal in a signal cycle exceeds a first threshold (B @ TPO) and below the first threshold (B @ TPO), without exceeding the first threshold ( B @ TPO) and before the first threshold value (B @ TPO) is undershifted, a second threshold value (T, 802 ), the second threshold (T, 802 ) is greater than the first threshold (B @ TPO).

Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der insbesondere auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wenn das Programm auf einem Steuergerät oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.Computer program product with program code, which is stored in particular on a machine-readable carrier, for carrying out the method according to one of claims 1 to 9, when the Program is executed on a controller or device.