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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Positionserfassung, beispielsweise zur Positionserfassung einer Nockenwelle in einem Kraftfahrzeug.
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Stand der Technik
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Beim Anlassen eines Verbrennungsmotors in einem Kraftfahrzeug ist es grundsätzlich wünschenswert, möglichst schnell die genaue Position der Kolben im Zylinder zu erkennen, sobald der Anlasser den Motor dreht.
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Insbesondere bei Start-Stopp-Systemen in Kraftfahrzeugen, bei denen ein Verbrennungsmotor bei Stillstand des Kraftfahrzeugs ausgeschaltet und erst beim erneuten Anfahren wieder angelassen wird, ist es wichtig, die Anfangsposition des Motors, d. h. die Position der Kolben im Zylinder beim Start, möglichst schnell und zuverlässig zu bestimmen, sobald der Anlasser den Motor dreht.
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Aus der Druckschrift
EP 1 882 839 A1 ist ein Verfahren zur Bestimmung einer Stellung eines Verbrennungsmotors. An der Nockenwelle und an der Kurbelwelle sind Positionsgeber vorgesehen, die jeweils ein Geberrad aufweisen. Die Positionsgeber erzeugen abhängig von den Positionen der Nockenwelle und der Kurbelwelle Positionssignale, die ausgewertet werden können. Aus dem Nockenwellenpositionssignal und dem Kurbelwellenpositionssignal, das zudem ein Synchronisationsmerkmal aufweist, wird eine Angabe über die Stellung des Verbrennungsmotors abhängig von einer Flanke des Nockenwellenpositionssignals, einer Flanke des Kurbelwellenpositionssignals und dem Synchronisationssignal abgeleitet.
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Offenbarung der Erfindung
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Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1, durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 12 und durch ein Computerprogrammprodukt gemäß Anspruch 13 gelöst.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Gemäß einem ersten Aspekt umfasst das Verfahren zur Bestimmung einer Anfangsposition einer zyklischen Bewegung folgende Schritte:
- – Aufzeichnen von aufeinander folgenden Gebersignalen, um eine Signalfolge zu erhalten;
- – Kontinuierliches oder regelmäßiges Vergleichen der aufgezeichneten Signalfolge mit einer Gruppe von möglichen Teilsignalfolgen einer bereitgestellten Referenzsignalfolge, wobei die Referenzsignalfolge eine Signalfolge aus Signalpositionen für mindestens einen vollständigen Bewegungszyklus umfasst, wobei den Teilsignalfolgen der Referenzsignalfolge jeweils eine oder mehrere mögliche Anfangspositionen der zyklischen Bewegung zugeordnet sind;
- – Eliminieren einer oder mehrerer Teilsignalfolgen aus der Gruppe der möglichen Teilsignalfolgen, die nicht mit der Signalfolge übereinstimmen oder deren Anfangsteile nicht mit der Signalfolge übereinstimmen; und
- – Bestimmen als Anfangsposition eine der Anfangspositionen, die den möglichen verbleibenden Teilsignalfolgen zugeordnet sind.
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Das obige Verfahren dient dazu, eine Anfangsposition einer zyklischen Bewegung in besonders schneller Weise zu ermitteln. Das Verfahren sieht dazu vor, aus einer Referenzsignalfolge, die Startpositionen für Teilsignalfolgen aufweist, denen jeweils eine Geberrad-Position zugeordnet ist, diejenigen Geberrad-Positionen als mögliche Anfangspositionen für die zyklische Bewegung zu eliminieren, bei denen die Teilsignalfolge nicht oder nicht mehr mit der bisher aufgezeichneten Signalfolge übereinstimmt. Die Teilsignalfolgen, die den eliminierten Geberrad-Positionen zugeordnet sind, werden dann bei dem nächsten Vergleichen der Signalfolge mit den Teilsignalfolgen nicht mehr berücksichtigt.
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Es können mehrere oder auch nur eine Teilsignalfolge verbleiben. Dabei heißt verbleiben, dass eine Teilsignalfolge nicht aufgrund mangelnder Übereinstimmung eliminiert wurde. Damit können auch mehrere oder auch nur eine Anfangsposition verbleiben, also z. B. nur eine Anfangsposition der oder den verbleibenden Teilsignalfolgen zugeordnet sein. Sollte nur eine Anfangsposition verbleiben, wird diese als Anfangsposition bestimmt.
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Die Aufzeichnung der Signalfolge wird während der Durchführung des Verfahrens fortgesetzt, und so die möglichen Geberrad-Positionen als mögliche Anfangspositionen nach und nach eliminiert. Dadurch kann die Gesamtzeit des Verfahrens bis zum Bestimmen der Anfangsposition reduziert werden, da bei jedem neu aufgezeichneten Gebersignal nur noch die neu hinzugekommenen Daten für die bis dahin noch möglichen Anfangspositionen geprüft werden müssen.
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Bei den bekannten Algorithmen zur Mustererkennung wird dagegen bei jedem Aufruf die aktuell bereitgestellte Signalfolge mit der Referenzsignalfolge für jede Anfangsposition verglichen. Diese Vorgehensweise ist aufwendiger und erhöht die Zeit bis zum Feststellen der Anfangsposition der Drehung der Nockenwelle.
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Es kann vorgesehen sein, dass das Aufzeichnen der Signalfolge nach Feststellen eines Starts der Bewegung begonnen wird. Somit kann beispielsweise bei einem Start-Stopp-System die Anfangsposition der Nockenwelle bestimmt werden, sobald eine Drehung des Motors festgestellt wird, z. B. sobald festgestellt wird, dass ein Anlasser begonnen hat, den Motor zu drehen.
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Das Verfahren kann ferner vorsehen, dass das Aufzeichnen von Gebersignalen, das Vergleichen der aufgezeichneten Signalfolge mit der Gruppe von möglichen Teilsignalfolgen der Referenzsignalfolge und das Eliminieren einer oder mehrerer Teilsignalfolgen aus der Gruppe der möglichen Teilsignalfolgen, die nicht mit der Signalfolge übereinstimmen oder deren Anfangsteile nicht mit der Signalfolge übereinstimmen, zyklisch wiederholt werden. Hierdurch können mit jedem hinzukommenden neuen Gebersignal Teilsignalfolgen eliminiert werden, welche nicht mehr passen können, so dass nach einer möglichst geringen Anzahl von aufgezeichneten Gebersignalen eine eindeutige Anfangsposition für die Bewegung bestimmt werden kann.
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Die Anzahl von Gebersignalen der aufgezeichneten Signalfolge, welche mit einer möglichen Teilsignalfolge der Referenzsignalfolge übereinstimmen, kann als ein Markierungswert für die dieser Teilsignalfolge zugeordnete Anfangsposition gespeichert werden. Dann kann das zuletzt aufgezeichnete Gebersignal der aufgezeichneten Signalfolge mit der Stelle jeder möglichen Teilsignalfolge verglichen werden, welche auf den Markierungswert der zugeordneten Anfangsposition folgt. Hierdurch kann mit wenig Rechenaufwand die Stelle der zugeordneten Teilsignalfolge für jede noch passende Anfangsposition markiert werden, bis zu welcher Übereinstimmung mit der aufgezeichneten Signalfolge festgestellt worden ist. Jedes neu aufgezeichnete Gebersignal kann daher direkt mit der entsprechenden Stelle der Teilsignalfolge für jede noch passende Anfangsposition verglichen werden.
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Wenn keine mögliche Teilsignalfolge und somit keine Anfangsposition bestimmt werden kann, kann eine Rückwärtssuche durchgeführt werden. Die Rückwärtssuche kann das Vergleichen der aufgezeichneten Signalfolge mit möglichen Rückwärts-Teilsignalfolgen umfassen, welche durch Auslesen der Referenzsignalfolge in umgekehrter Richtung gebildet sind. Dies ermöglicht es, eine Rückwärtssuche einfach in das vorhandene Verfahren zur Positionsbestimmung zu integrieren, da gegenüber der Vorwärtssuche lediglich die Ausleserichtung der Referenzsignalfolge geändert werden muss.
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Gemäß einer Ausführungsform wird das voranstehend beschriebene Verfahren zur Positionsbestimmung einer Nockenwelle eines Verbrennungsmotors verwendet. Dabei können die Gebersignale umfassen: das Vorhandensein oder die Abwesenheit einer Lücke in einem Kurbelwellen-Geberrad, und/oder die Anwesenheit und/oder ein Winkel einer Flanke eines Nockenwellen-Geberrads, und/oder eine Länge und/oder ein Pegel eines Segments des Nockenwellen-Geberrads.
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Das Aufzeichnen der Gebersignale kann zunächst mit einer höheren Anzahl von Gebersignalen pro Bewegungszyklus durchgeführt werden, und im weiteren Verlauf des Verfahrens kann dann eine geringere Anzahl von Gebersignalen pro Bewegungszyklus aufgezeichnet werden. Hierdurch kann die Anfangsposition nach dem Start der Bewegung schnell mit hoher Genauigkeit bestimmt werden. Im weiteren Verlauf der Bewegung kann die Position der Nockenwelle dann mit wenig Rechenaufwand überwacht werden.
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Das Aufzeichnen der Gebersignale kann beispielsweise mindestens 8mal und höchstens 30mal pro Bewegungszyklus durchgeführt werden.
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Weiter stellt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auch eine Vorrichtung bereit, umfassend einen Verbrennungsmotor und ein Steuergerät, wobei das Steuergerät derart ausgebildet ist, dass es das voranstehend beschriebene Verfahren zur Bestimmung der Anfangsposition der Bewegung des Verbrennungsmotors durchführt.
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Schließlich stellt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Computerprogrammprodukt bereit, das einen Programmcode enthält, der, wenn er auf einem Datenverarbeitungsgerät ausgeführt wird, das voranstehend beschriebene Verfahren durchführt.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung detailliert anhand der beigefügten Figuren beschrieben. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines Motors, bei dem das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung der Anfangsposition angewendet werden kann;
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2 ein Flussdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Positionsbestimmung; und
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3 ein Beispiel für die Bestimmung einer Anfangsposition mit dem erfindungsgemäßen Verfahren.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines V-Motors 10 mit vier Nockenwellen 12. Auf einer Nockenwelle 12 ist ein Nockenwellen-Geberrad 14 montiert, das ein charakteristisches und eindeutiges, in der Regel nicht-regelmäßiges Muster aufweist. Das Muster kann durch Erhebungen in radialer Richtung mit unterschiedlichen tangentialen Breiten, durch Markierungen auf dem Nockenwellen-Geberrad 14 oder in sonstiger Weise ausgebildet sein.
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Ebenso ist an der Kurbelwelle 16 des Motors 10 ein Kurbelwellen-Geberrad 18 zum Detektieren einer relativen Lageänderung angeordnet, das an einer Umfangsposition eine Markierung zur Kennzeichnung einer vollständigen Umdrehung aufweist. Beispielsweise kann das Kurbelwellen-Geberrad 18 regelmäßig beabstandete Markierungen oder Strukturen aufweisen, wobei an einer Position eine charakteristische Lücke 20 vorgesehen ist. Das Kurbelwellen-Geberrad 18 kann beispielsweise als ein Zahnrad mit einer bestimmten Anzahl von Zähnen, wie z. B. 60 oder einer anderen Anzahl, ausgebildet sein, wobei ein oder mehrere einander benachbarte Zähne fehlen, um die Markierung an der Umfangsposition auszubilden.
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Durch optische, magnetische oder elektrische Sensoren 22, 24 können bei einer Bewegung der Nockenwelle 12 aufeinander folgende Gebersignale abhängig von der Positionsänderung des Nockenwellen-Geberrads 14 und/oder bei einer Bewegung der Kurbelwelle 16 aufeinander folgende Gebersignale abhängig von der Positionsänderung des Kurbelwellen-Geberrads 18 aufgezeichnet und einem Steuergerät 26 bereitgestellt werden. Um die Anfangsposition des Motors möglichst schnell zu erkennen, kann beispielsweise das Nockenwellen-Geberrad 14 pro Umdrehung der Nockenwelle zwischen 8 und 30 Gebersignale generieren.
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Die Phasenwinkel des Nockenwellen-Geberrads 14 und des Kurbelwellen-Geberrads 18 haben eine definierte Relation zueinander, da sich das Nockenwellen-Geberrad 14 und das Kurbelwellen-Geberrad 18 synchron zueinander bewegen, wobei das Kurbelwellen-Geberrad 18 jedoch gegenüber dem Nockenwellen-Geberrad 14 die doppelte Umdrehungsgeschwindigkeit aufweist.
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Somit können die regelmäßig aufeinander folgenden Flanken des am Kurbelwellen-Geberrad 18 aufgezeichneten Gebersignals als ein Taktgeber für das Übernehmen der Pegel der Gebersignale von dem Sensor 24 dienen, um das Gebersignal des Nockenwellen-Geberrads 14 aufzuzeichnen. Beispielsweise kann jeweils nach einer vorbestimmten Anzahl von Flanken, z. B. nach jeder, jeder zweiten oder jeder n-ten Flanke des mit dem Kurbelwellen-Geberrad 18 aufgezeichneten Gebersignals ein Pegel des Nockenwellen-Geberrads 14 bestimmt werden. Alternativ kann bei jeder oder bei einer vorbestimmten Anzahl von Flanken des am Kurbelwellen-Geberrad 18 aufgezeichneten Gebersignals das Vorhandensein oder die Abwesenheit einer Flanke des Gebersignals des Nockenwellen-Geberrads 14 erfasst werden und somit die Länge des aktuellen Segments des Nockenwellen-Geberrads 14 bestimmt werden. Dadurch kann sichergestellt werden, dass auch bei einer sich ändernden Drehzahl des Motors 10 stets eine definierte Anzahl von Gebersignalen des Nockenwellen-Geberrads 14 pro Bewegungszyklus aufgezeichnet werden kann. Weiterhin kann die Anzahl der Flanken des von dem Sensor 22 des Kurbelwellen-Geberrades 18 erfassten Gebersignals oder eine entsprechende Angabe hierzu zwischen jeweils zwei Flanken des von dem Sensor 24 des Nockenwellen-Geberrads 14 erfassten Gebersignals gezählt werden und als eine Signalfolge eine Folge der entsprechend gezählten Anzahlen von Flanken aufgezeichnet werden.
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Bei einer konstanten Drehzahl des Motors 10 kann der Sensor 24 auch in regelmäßigen Zeitintervallen angesteuert werden, ohne dass die Flanken des Gebersignals des Kurbelwellen-Geberrads 18 als Taktgeber für das Auslesen des Sensors 24 verwendet werden.
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Das Nockenwellen-Geberrad 14 kann beispielsweise mehrere Segmente jeweils unterschiedlicher Hohe und/oder Länge umfassen, und/oder es können Flanken unterschiedlicher Formen und Winkel vorgesehen sein. Weiterhin ist ein Nockenwellen-Geberrad 14 mit hervorstehenden Segmenten denkbar, welches an einem Teil seines Umfangs, z. B. 180°, einen größeren Radius, und an dem übrigen Teil seines Umfangs, z. B. 180°, einen niedrigeren Radius aufweist. Als Gebersignal für das Nockenwellen-Geberrad 14 kann dabei ein Signal entsprechend des Vorhandenseins und/oder eines Winkels von Flanken und/oder der Länge und/oder der Höhe des aktuellen Segments aufgezeichnet werden.
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Bei dem Kurbelwellen-Geberrad 18 kann ein Gebersignal weiterhin das Vorhandensein oder die Abwesenheit der Lücke 20 im beobachteten Segment anzeigen.
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Während jeder Bewegung der Nockenwelle 12 wird somit, wie oben beschrieben, eine Signalfolge von aufeinander folgenden Gebersignalen ausgelesen, wobei bei der Drehung der Nockenwelle 12 die Werte für die Gebersignale gemäß einer Referenzsignalfolge zyklisch durchlaufen werden. Diese Referenzsignalfolge kann im Allgemeinen mehrere Einträge mit gleichen Werten umfassen. Für das Kurbelwellen-Geberrad 18 enthält die Referenzsignalfolge beispielsweise einen Eintrag mit dem Wert „Lücke vorhanden”, während alle restlichen Einträge den Wert „keine Lücke vorhanden” haben. Daher kann im Allgemeinen aus einem einzigen Gebersignal, welches mit den Sensoren 22 und/oder 24 aufgezeichnet worden ist, keine eindeutige Position der Nockenwelle 12 und/oder der Kurbelwelle 16 bestimmt werden.
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Es wird daher eine Signalfolge entsprechend mehreren aufeinander folgenden Gebersignalen des Sensors 24 des Nockenwellen-Geberrads 14 erfasst und diese auf eine Teilsignalfolge der Referenzsignalfolge abgebildet. Dann kann die Anfangsposition der Bewegung eindeutig bestimmt werden, da jeder Teilsignalfolge der Referenzsignalfolge eine Anfangsposition zugeordnet ist. Sobald eine Anfangsposition bestimmt ist, können der Phasenwinkel und damit die Position der Nockenwelle berechnet werden.
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2 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. Nach dem Start wird in Schritt S1 zunächst ein erstes Gebersignal für das Nockenwellen-Geberrad 14 und/oder das Kurbelwellen-Geberrad 18 erfasst, indem die Sensoren 22, 24 ausgelesen werden.
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Als ein Gebersignal, das im Folgenden für das in 2 gezeigte Verfahren verwendet wird, kann ein direkt von den Sensoren 22, 24 bereitgestellter Signalwert verwendet werden, wie beispielsweise ein Wert, der das Vorhandensein einer Flanke in dem Abschnitt des Nockenwellen-Geberrads 14 angibt, der dem Sensor 24 gegenüber liegt. Weiterhin kann als Gebersignal in diesem Kontext auch eine Angabe verwendet werden, welche aus einem oder mehreren vom Sensor 24 bestimmten Signalwerten ermittelt wurde. Ein Beispiel für eine derartige Angabe ist ein Wert für die Segmentlänge des dem Sensor 24 gegenüber liegenden Segment des Nockenwellen-Geberrads 14, wenn dieses, wie in 1 gezeigt, in Umfangsrichtung in Segmente mit unterschiedlichen Radien unterteilt ist.
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Anschließend wird in Schritt S2 für jede Anfangsposition das in Schritt S1 bestimmte Gebersignal mit dem ersten Wert der zugeordneten Teilsignalfolge der Referenzsignalfolge verglichen. Wenn das in Schritt S1 bestimmte erste Gebersignal gleich dem ersten Wert der Teilsignalfolge für eine zugeordnete Anfangsposition ist („ja” in Schritt S3), wird diese Anfangsposition in Schritt S4 als passend mit dem Markierungswert „1” markiert, da bisher ein Gebersignal zu der Anfangsposition passt.
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Wenn das in Schritt S1 bestimmte Gebersignal nicht gleich dem ersten Wert der Teilsignalfolge für eine zugeordnete Anfangsposition ist („nein” in Schritt S3), wird diese Anfangsposition in Schritt S5 als unpassend mit dem Markierungswert „–1” markiert.
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Nachdem für jede Anfangsposition der Vergleich mit dem ersten Gebersignal erfolgt ist und somit jede Anfangsposition entweder als unpassend mit dem Markierungswert „–1” oder als zum ersten Gebersignal passend mit dem Markierungswert „1” markiert worden ist, wird in Schritt S6 die Gruppe aller Anfangspositionen untersucht, um zu ermitteln, wie viele Anfangspositionen noch als passend markiert und daher noch in der Gruppe der möglichen Anfangspositionen enthalten sind.
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Falls genau eine Anfangsposition als passend markiert ist, und alle anderen Anfangspositionen als unpassend markiert worden sind (Ergebnis „1” in Schritt S6), wird die als passend markierte Anfangsposition in Schritt S7 als Anfangsposition ausgegeben und das Verfahren wird beendet.
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Falls keine Anfangsposition als passend markiert ist (Ergebnis „0” in Schritt S6) wird angenommen, dass der Motor 10 vielleicht rückwärts laufen könnte und es wird in Schritt S8 mit der bisher aufgezeichneten Signalfolge von Gebersignalen eine Rückwärtssuche gestartet, welche weiter unten detailliert beschrieben wird. (Dieses Ergebnis kann zwar erst nach wenigstens zwei ermittelten positionsabhängigen Angaben auftreten, ist hier allerdings der Vollständigkeit halber schon beim ersten Aufruf von Schritt S6 erwähnt).
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Falls mehr als eine Anfangsposition als passend markiert ist (Ergebnis „> 1” in Schritt S6) wird in Schritt S9 ein weiteres Gebersignal aufgezeichnet, indem wenigstens einer der Sensoren 22, 24 erneut ausgelesen wird.
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Anschließend wird in Schritt S10 für jede Anfangsposition, die in Schritt S4 als passend (also mit dem Markierungswert 1), markiert worden ist, das in Schritt S9 ermittelte Gebersignal mit dem nächsten Wert der zugeordneten Teilsignalfolge verglichen.
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Welche Stelle der Teilsignalfolge mit dem zuletzt aufgezeichneten Gebersignal zu vergleichen ist, ergibt sich dabei aus dem Markierungswert für die zugeordnete Anfangsposition: bei einem Markierungswert von 1 wurde vorher ein Gebersignal als passend ermittelt und das in Schritt S9 aufgezeichnete Gebersignal ist somit mit der zweiten Stelle der Teilsignalfolge zu vergleichen. Allgemein ist, bei einem Markierungswert von n, die (n + 1)-te Stelle der Teilsignalfolge mit dem zuletzt aufgezeichneten Gebersignal zu vergleichen.
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Wenn das in Schritt S9 aufgezeichnete Gebersignal gleich der zweiten Stelle der Teilsignalfolge ist („ja” in Schritt S11), dann wird in Schritt S12 die zugeordnete Anfangsposition als passend für die beiden bisher aufgezeichneten Gebersignale mit dem Markierungswert „2” markiert. Allgemein wird der Markierungswert der Anfangsposition um 1 erhöht, wenn nach Vergleich mit einem weiteren Gebersignal die Anfangsposition als weiterhin passend markiert wird.
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Wenn das in Schritt S9 aufgezeichnete Gebersignal nicht gleich der zweiten Stelle der Teilsignalfolge ist („nein” in Schritt S11), wird die jeweilige Anfangsposition in Schritt S13 als unpassend mit dem Markierungswert „–1” markiert.
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Nach Abarbeitung aller möglichen, d. h. noch als passend markierten, Anfangspositionen mit dem zweiten Gebersignal gemäß der Schritte S10 bis S13, geht das Verfahren wieder zurück zu Schritt S6 und es wird erneut überprüft, ob inzwischen eine Anfangsposition eindeutig bestimmt worden ist. Sollte immer noch mehr als eine Anfangsposition möglich sein, wird in Schritt S9 ein weiteres Gebersignal aufgezeichnet, welches in Schritt S10 für jede noch mögliche Anfangsposition mit der entsprechenden Stelle der Teilsignalfolge verglichen wird.
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Die Schritte S6 und S9 bis S13 werden so oft wiederholt, bis entweder eine Anfangsposition identifiziert wird, die dann in Schritt S7 ausgegeben wird, oder bis keine Anfangsposition mehr möglich ist, so dass in Schritt S8 eine Rückwärtssuche gestartet wird.
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Die Rückwärtssuche wird ähnlich durchgeführt wie das voranstehend beschriebene Verfahren für die Vorwärtssuche. Verglichen mit der Vorwärtssuche werden bei der Rückwärtssuche jedoch die Werte der Teilsignalfolge für die jeweilige Anfangsposition, die mit der Signalfolge der aufgezeichneten Gebersignale verglichen werden, in umgekehrter Richtung aus der sich zyklisch wiederholenden Referenzsignalfolge ausgelesen.
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3 zeigt ein Beispiel für eine Referenzsignalfolge 100 der Gebersignale für die Anfangspositionen 102. In dem gezeigten Beispiel werden pro Umdrehung der Nockenwelle 12 neun Gebersignale des Nockenwellen-Geberrads 14 aufgezeichnet. Die aufgezeichneten Gebersignale entsprechen dabei den Längen des jeweils gegenüber dem Sensor 24 liegenden Segments des Nockenwellen-Geberrads 14.
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Im gezeigten Beispiel wurden vom Sensor 24 die Gebersignal-Werte „1, 3, 1” für die Segmentlänge aufgezeichnet. Wie voranstehend beschrieben, ist die Angabe einer Segmentlänge eine von mehreren Möglichkeiten für ein Gebersignal. Bei der Angabe der Segmentlänge als Gebersignal ist es nicht möglich, die Anzahl von Gebersignalen pro Bewegungszyklus zu erhöhen. Stattdessen ist die Anzahl von Gebersignalen pro Bewegungszyklus durch die Anzahl der Segmente auf dem Umfang des Nockenwellen-Geberrads 14 fest vorgegeben. Es kann jedoch die Auflösung bzw. die Abtastrate erhöht werden, sodass schneller entschieden werden kann, ob bestimmte Segmente des Geberrades gesehen wurden, z. B. kurze Segmente oder eindeutige lange Segmente.
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Beim ersten Aufruf des Verfahrens werden alle Anfangspositionen 102 zunächst mit dem ersten Gebersignal „1” verglichen. Anfangsposition 0 enthält in der zugeordneten Teilsignalfolge der Referenzsignalfolge 100 eine Segmentlänge von „2” als erstem Wert, wird also als unpassend markiert, indem in die Trefferliste 104 für Anfangsposition 0 der Markierungswert „–1” eingetragen wird. Die Teilsignalfolge der Referenzsignalfolge 100 für Anfangsposition 1 enthält eine Segmentlänge von „1” als ersten Wert. Diese Anfangsposition ist also noch möglich und wird in der Trefferliste 104 daher zunächst mit dem Markierungswert „1” markiert.
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Nachdem die gesamte Signalfolge der aufgezeichneten Gebersignale mit den Teilsignalfolgen der Referenzsignalfolge 100 verglichen worden ist, enthält die Trefferliste 104 zwei Einträge, die möglichen Anfangspositionen entsprechen. Die Anfangspositionen 1 und 3 sind jeweils mit dem Markierungswert „3” in der Trefferliste 104 markiert, da die entsprechenden Teilsignalfolgen für diese Anfangspositionen mit drei aufgezeichneten Gebersignalen übereinstimmen. Alle anderen Anfangspositionen sind mit einem Markierungswert von „–1” als unpassend markiert.
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Beim nächsten Aufruf des Algorithmus wird nur noch zu den möglichen Anfangspositionen gesprungen, welche noch als passend markiert sind. Über die Einträge in der Trefferliste 104 kann sofort zu den neu hinzugekommenen Daten gesprungen werden, da der Markierungswert in der Trefferliste 104 direkt angibt, wie viele Werte der entsprechenden Teilsignalfolge der Referenzsignalfolge 100 bereits mit den aufgezeichneten Gebersignalen abgeglichen worden sind.
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Wenn nach einer gewissen Zeit keine eindeutige Übereinstimmung erkannt wird, wird zur Erkennung eines rückwärts drehenden Motors die Referenzsignalfolge 100 für jede Anfangsposition in umgekehrter Reihenfolge mit der aufgezeichneten Signalfolge verglichen.
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Mit dem voranstehend beschriebenen Verfahren ist somit eine sehr effiziente Umsetzung der Mustererkennung möglich. Ebenfalls lässt sich damit sehr einfach eine Vorwärts- und Rückwärtssuche realisieren.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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