WO2001048488A2 - Verfahren und vorrichtung zur erkennung einer verpolung bei einem signalgeber - Google Patents

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Joern Beckmann
Ralf Klewin
Armin Sayer
Athanasios Hailas
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Robert Bosch Gmbh
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Definitions

  • the invention is based on a method and a device for detecting polarity reversal in a signal transmitter, in particular in an inductive transmitter according to the type of the main claim
  • inductive signal transmitters are used for speed or angular position detection on rotating shafts.
  • Signal transmitters are used, in particular, to determine the angular position of the crankshaft or another shaft in a motor vehicle, in which a fixed transducer scans the rotating shaft or an encoder disk connected to the rotating shaft.
  • the encoder disc has a large number of angular marks on its surface
  • an AC voltage is induced with positive and negative half-vibrations.
  • This AC voltage reflects the surface of the encoder disc.
  • the voltage is usually converted into a square-wave voltage changed.
  • it is compared in an evaluation circuit with predeterminable threshold values, and each time a threshold value is reached, the level of the rectangular output signal changes.
  • the evaluation of this signal for example, in one
  • Engine control unit or a microprocessor is essential, whether the high level is caused by a rising or falling edge of an angle mark, must be monitored whether the encoder is reverse polarity or not. This is necessary because an inductive sensor usually has two connection options.
  • a method and a device for detecting the correct or incorrect polarity of signal transmitters is known from DE-OS 197 23 866.
  • the encoder disk to be scanned has a plurality of similar angle marks, the configuration of the angle marks being such that the signal generated in the sensor after conversion into a square wave signal is one of the
  • Signal transmitter with the features of claim 1 has the advantage that it works very reliably and that it can be used with any encoder disks with a number of similar angle marks and a reference mark, the shape of the angle marks or the length of the Angle marks are not subject to any special requirements in relation to the distances between the angle marks.
  • the method according to the invention and the device according to the invention can be used particularly advantageously in connection with an encoder disk, as is common today in internal combustion engines.
  • Such an encoder disk has 60-2 regularly distributed angular marks over its surface, the reference mark is formed by the two missing angular marks.
  • Such an incremental disk is used to determine the angular position of the crankshaft of the internal combustion engine. The evaluation of the angle determination runs from the control unit of the internal combustion engine.
  • the polarity reversal of the encoder can be recognized according to the invention.
  • this polarity reversal detection runs independently of the rest of the signal evaluation.
  • the conditions under which the polarity reversal detection should be carried out can be applied in an advantageous manner.
  • One of these conditions can be a predefinable one, for example
  • Speed range or the polarity reversal detection is only carried out in overrun mode of the internal combustion engine or only at constant speeds or only if the speed fluctuations remain within predefined limits.
  • time measurements are carried out between predeterminable angle marks for polarity reversal detection, for example certain time windows being set within which the expected signal edge must appear if there is no polarity reversal.
  • FIG. 1 shows the components of a system for controlling an internal combustion engine that are essential for understanding the invention, in which the device according to the invention or the method according to the invention can preferably be used.
  • FIG. 2 shows various signal curves which are obtained with a sensor that is not reverse polarity or with reverse polarity.
  • the associated angular marks of the encoder disc are plotted.
  • FIG. 1 shows the components of a system for controlling an internal combustion engine that are essential for understanding the present invention, for which the invention can preferably be used.
  • 10 denotes an encoder disk which is rigidly connected to the crankshaft 11 of the internal combustion engine and has a multiplicity of similar angular marks 12 on its circumference, each of which has the same distance from one another.
  • similar angle marks 12 is one
  • Reference mark 13 is provided, which is formed, for example, by two missing angle marks, which creates a larger distance between the two adjacent identical angle marks.
  • the encoder disk 10 is scanned by the pickup 20, which delivers an output signal with positive and negative half-oscillations as the angular marks pass, which are each generated by the flanks of the angular marks.
  • the encoder disk 10, which is also known as a Incremental disk is designated and the sensor 20 assigned to it together form the encoder 20 A, the output signal U 20 of which is to be evaluated. Since the output signal U 20 is to be converted into a square-wave signal before further processing, it becomes one
  • Analog / digital converter 21 is supplied, which ultimately feeds the digitized signal to the processor 23, which carries out the signal evaluation.
  • the processor 23 is, for example, part of the control unit of a motor vehicle.
  • the analog / digitally converted output signal U 20 of the encoder 20 A is also referred to as an increment signal INK.
  • a second encoder disk 14 is connected to the camshaft 15 of the internal combustion engine and has on its circumference a number of angular marks, so-called segments, the number of which corresponds, for example, to the number of cylinders of the internal combustion engine.
  • One of these angle marks is designed as a double mark and is used to assign the crankshaft angle to the cylinder 1.
  • This angle mark which comprises the individual marks 19a, 19b, is designated by 19, the other angle marks are designated by 16, 17 and 18.
  • the distances between the back flanks of the angle marks are the same.
  • the encoder disk 14 is scanned with the aid of a pickup 21, which supplies an output signal U 21 which has positive and negative half-oscillations, which are each generated when the angle marks pass.
  • square-wave signals are produced, which are also referred to as segment signals SEG. They are also fed to the processor 23.
  • the segment disk 14 and the transducer 21 are also referred to as segment sensors 21 A.
  • the microprocessor processes the increment and segment signals to generate control pulses 25, for example for the injection of fuel. These pulses are labeled 25.
  • further information 26 is required, which is fed to the processor 23 via further inputs E. None is to be said here regarding the acquisition of this information, for example by means of suitable sensors.
  • Processor 23 from. If the processor 23 is a component of the control unit of an internal combustion engine, the method according to the invention runs in addition to the control method previously used, for example for injection. If the processor is only used to evaluate the output signals of an encoder, the processor can only be used for signal evaluation and polarity reversal detection.
  • FIG. 2A shows the surface of the encoder disk 10 with the angle marks 12 and the reference mark 13, which is formed by two missing angle marks.
  • the output signal U 20 of the encoder 20 A is plotted in FIG. 2 B, provided that the encoder has not been connected with the wrong polarity and that the encoder disc 10 rotates at a constant speed. In this case, signal maxima occur at the transition from the angle mark to the gap and signal minima at the transition from the gap to the angle mark. If the signal U 20 2B converted into a digital signal or into a square-wave signal in an analog / digital converter, the signal shown in FIG.
  • FIG. 3 shows further signal profiles, by means of which a second evaluation method is explained.
  • 3A again shows the signal curve with the sensor not reversed in polarity.
  • the time between two zero crossings is t if it is a regular angle mark and 3 t if it is a reference mark.
  • So-called dynamic plausibility windows are formed in order to detect whether the encoder is polarized correctly, in which the zero crossing of the signal is expected. If the encoder is poled incorrectly, it delivers an output signal as shown in FIG. 2B. It should be taken into account that the signal curve in the case of an incorrectly polarized encoder is shifted by half an angular mark spacing compared to the illustration according to FIG. If the signal according to FIG. 3 A or 3 B is converted into a square-wave signal (FIG.
  • a plausibility window P can be specified in a so-called gate array and it can be monitored whether a zero crossing occurs within a plausibility window P. If this is not the case, there is a signal curve according to FIG. 3C and a zero crossing lies outside the plausibility window P, while no zero crossing is detected within the plausibility window. The wrong polarity can be identified by checking this.
  • the conversion into a square-wave signal takes place, for example, in such a way that changes in level of the square-wave signal occur each time the analog signal crosses zero (switching threshold SO) and when a switching threshold S1 (FIG. 2) or S2 (FIG. 3) is reached.
  • the signal tests are carried out at high speed, the signal curves are system-dependent to be evaluated particularly precisely. Very narrow plausibility windows can then be set, within which a zero crossing is to be expected.
  • the reverse polarity detection can in principle be carried out in a simple system in which only the signal evaluation of a speed sensor is carried out. If the invention is used in connection with the signal evaluation in a vehicle control unit, the polarity reversal detection can run in addition to the usual signal evaluation and take advantage of the already existing hardware configuration. For example, the dynamic plausibility of a gate array in the area of the reference mark gap can be used for polarity reversal detection.
  • the polarity reversal detection described above for an incremental disk can also be carried out for a segment disk in which, as shown in FIG. 1, a segment mark is formed, for example, by a double mark. In this case, too, there is a significantly different signal curve in the area of the double mark with polarity reversal compared to the signal curve with correct encoder connection.
  • a polarity reversal detection can be carried out, with the help of which both sensors can be examined for polarity reversal. The check should not run at the same time, but one after the other in a predefinable manner.
  • the polarity reversal detected can be displayed and / or electronically compensated.
  • Speed sensors were specifically mentioned as an exemplary embodiment of the invention.
  • the invention can also be carried out in other signal analyzes in which a singularity is dependent on the direction of movement Signal curve occurs or in which a signal curve dependent on the direction of rotation is generally recognizable.

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Abstract

Es wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erkennung einer Verpolung bei einem Signalgeber angegeben, bei dem das Ausgangssignal des Signalgebers, das wenigstens eine Singularität aufweist, in ein Rechtecksignal gewandelt wird. Im Bereich der Singularität werden Zeitabstände zwischen vorgebbaren Pegelwechseln ermittelt oder es werden Plausibilitätsfenster gesetzt, innerhalb derer vorgebbare Ereignisse auftreten müssen. Falls die Zeitabstände nicht den erwarteten Zeitabständen entsprechen oder falls vorgebbare Ereignisse nicht innerhalb der vorgebbaren Zeitfenster bzw. Plausibilitätsfenster auftreten, wird auf Verpolung erkannt. Das Verfahren zur Erkennung der Verpolung wird beispielsweise bei einem Signalgeber mit einer Vielzahl regulärer Winkelmarken und einer Bezugsmarke eingesetzt, ist aber nicht auf solche Gebern eingeschränkt.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung einer Verpolung bei einem Signalgeber
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren und einer Vorrichtung zur Erkennung einer Verpolung bei einem Signalgeber, insbesonders bei einem induktiven Geber nach der Gattung des Hauptanspruchs
Stand der Technik
Signalgeber, insbesonders solche, die nach dem induktiven Prinzip arbeiten, werden heute für verschiedenste Anwendungen eingesetzt. Beispielsweise werden induktive Signalgeber zur Drehzahl- oder zur Winkellageerfassung bei rotierenden Wellen eingesetzt. Besonders zur Ermittlung der Winkellage der Kurbelwelle oder einer anderen Welle in einem Kraftfahrzeug werden Signalgeber eingesetzt, bei denen ein feststehender Aufnehmer die rotierende Welle beziehungsweise eine mit der rotierenden Welle in Verbindung stehende Geberscheibe abtastet. Die Geberscheibe weist dabei an ihrer Oberfläche eine Vielzahl von Winkelmarken auf, bei deren
Vorbeilaufen am Aufnehmer im Aufnehmer eine WechselSpannung induziert wird mit positiven und negativen Halbschwingungen. Diese Wechselspannung spiegelt die Oberfläche der Geberscheibe wieder. Zur besseren Weiterverarbeitung wird die Spannung üblicherweise in eine Rechteckspannung gewandelt. Dazu wird sie in einer Auswerteschaltung mit vorgebbaren Schwellwerten verglichen und jeweils bei Erreichen eines solchen Schwellwertes erfolgt ein Pegelwechsel des rechteckförmigen Ausgangssignales. Da für die Auswertung dieses Signales beispielsweise in einem
Motorsteuergerät bzw. einem Mikroprozessor wesentlich ist, ob der hohe Pegel von einer steigenden oder von einer fallenden Flanke einer Winkelmarke verursacht wird, muß überwacht werden, ob der Geber verpolt ist oder nicht. Dies ist erforderlich, da ein Induktivgeber üblicherweise zwei Anschlußmöglichkeiten hat.
Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erkennung der korrekten oder inkorrekten Polung von Signalgebern ist aus der DE-OS 197 23 866 bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren bzw. der bekannten Vorrichtung wird davon ausgegangen, daß die abzutastende Geberscheibe eine Vielzahl gleichartiger Winkelmarken aufweist, wobei die Ausgestaltung der Winkelmarken so ist, daß das im Aufnehmer erzeugte Signal nach einer Umwandlung in ein Rechtecksignal einen von der
Bewegungsrichtung abhängigen Verlauf aufweist. Bei der Umwandlung des Ausgangssignales des Aufnehmers in das Rechtecksignal werden dabei zwei Schwellwerte berücksichtigt, bei deren Erreichen jeweils eine Pegelumschaltung ausgelöst wird.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erkennung einer Verpolung bei einem
Signalgeber mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß es sehr zuverlässig arbeitet und daß es bei beliebigen Geberscheiben mit einer Anzahl gleichartiger Winkelmarken und einer Bezugsmarke eingesetzt werden kann, wobei an die Form der Winkelmarken oder an die Länge der Winkelmarken bezogen auf die Abstände zwischen den Winkelmarken keine besonderen Anforderungen gestellt werden. Besonders vorteilhaft läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung in Verbindung mit einer Geberscheibe einsetzen, wie sie heute in Brennkraftmaschinen üblich ist. Eine solche Geberscheibe weist 60-2 über ihre Oberfläche regulär verteilte Winkelmarken auf, die Referenzmarke wird durch die beiden fehlenden Winkelmarken gebildet. Eine solche sogenannte Inkrementscheibe dient zur Ermittlung der Winkelstellung der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine. Die Auswertung der Winkelbestimmung läuft dem Steuergerät der Brennkraftmaschine ab. Zusätzlich zu diesem Auswerteverfahren kann erfindungsgemäß die Verpolung des Gebers erkannt werden. In besonders vorteilhafter Weise läuft diese Verpolungserkennung unabhängig von der übrigen Signalauswertung. Unter welchen Bedingungen die Verpolungserkennung durchgeführt werden soll, kann in vorteilhafter Weise appliziert werden. Eine dieser Bedingungen kann beispielsweise ein vorgebbarer
Drehzahlbereich sein oder die Verpolungserkennung wird nur im Schubbetrieb der Brennkraftmaschine durchgeführt oder nur bei konstanten Drehzahlen oder nur sofern die DrehzahlSchwankungen innerhalb vorgebbarer Grenzen bleiben.
In weiterer besonders vorteilhafter Weise werden Zeitmessungen zwischen vorgebbaren Winkelmarken zur Verpolungserkennung durchgeführt, wobei beispielsweise bestimmte Zeitfenster gesetzt werden, innerhalb derer die erwartete Signalflanke auftauchen muß, sofern keine Verpolung vorliegt.
Weitere Vorteile der Erfindung werden durch die in den Unteransprüchen angegebenen Maßnahmen erzielt. Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Figuren der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert . Im einzelnen zeigt Figur 1 die für das Verständnis der Erfindung wesentliche Bestandteile eines Systems zur Steuerung einer Brennkraftmaschine, bei dem die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das erfindungsgemäße Verfahren bevorzugt eingesetzt werden kann. Figur 2 zeigt verschiedene Signalverläufe, die bei nichtverpoltem oder bei verpoltem Geber erhalten werden, zusätzlich sind die zugehörigen Winkelmarken der Geberscheibe aufgetragen.
Beschreibung
In Figur 1 sind die für das Verständnis der vorliegenden Erfindung wesentlichen Komponenten eines Systems zur Steuerung einer Brennkraftmaschine angegeben, für das die Erfindung bevorzugt eingesetzt werden kann. Im einzelnen ist dabei mit 10 eine Geberscheibe bezeichnet, die starr mit der Kurbelwelle 11 der Brennkraftmaschine verbunden ist und an ihrem Umfang eine Vielzahl gleichartiger Winkelmarken 12 aufweist, die voneinander jeweils denselben Abstand haben. Neben diesen gleichartigen Winkelmarken 12 ist eine
Referenzmarke 13 vorgesehen, die beispielsweise durch zwei fehlende Winkelmarken gebildet wird, wodurch ein größerer Abstand zwischen den beiden benachbarten gleichartigen Winkelmarken entsteht.
Die Geberscheibe 10 wird vom Aufnehmer 20 abgetastet, der beim Vorbeilaufen der Winkelmarken ein Ausgangssignal mit positiven und negativen Halbschwingungen liefert, die jeweils durch die Flanken der Winkelmarken erzeugt werden. Die Geberscheibe 10, die auch als sogenannte Inkrementscheibe bezeichnet wird und der ihr zugeordnete Aufnehmer 20 bilden zusammen den Geber 20 A, dessen Ausgangssignal U 20 ausgewertet werden soll. Da das Ausgangssignal U 20 vor der Weiterverarbeitung in ein Rechtecksignal gewandelt werden soll, wird es einem
Analog/Digital -Wandler 21 zugeführt, der das digitalisierte Signal letztendlich dem Prozessor 23, der die Signalauswertung durchführt, zuführt. Der Prozessor 23 ist beispielsweise Bestandteil des Steuergeräts eines Kraftfahrzeugs. Das analog/digital -gewandelte Ausgangssignal U 20 des Gebers 20 A wird auch als Inkrement -Signal INK bezeichnet .
Eine zweite Geberscheibe 14 ist mit der Nockenwelle 15 der Brennkraftmaschine verbunden und weist auf ihrem Umfang eine Anzahl von Winkelmarken, sogenannten Segmenten auf, deren Anzahl beispielsweise der Anzahl der Zylinder der Brennkraftmaschine entspricht. Eine dieser Winkelmarken ist dabei als Doppelmarke ausgebildet und dient der Zuordnung des Kurbelwellenwinkels zum Zylinder 1. Diese Winkelmarke, die die Einzelmarken 19a, 19b umfaßt, ist mit 19 bezeichnet, die übrigen Winkelmarken sind mit 16, 17 und 18 bezeichnet. Die Abstände zwischen den Rückflanken der Winkelmarken sind gleich groß. Die Geberscheibe 14 wird mit Hilfe eines Aufnehmers 21 abgetastet, der ein Ausgangssignal U 21 liefert, das positive und negative Halbschwingungen aufweist, die jeweils beim Vorbeilaufen der Winkelmarken erzeugt werden. Nach einer analog/digital Wandlung im Analog/Digital-Wandler 24 entstehen Rechtecksignale, die auch als Segmentsignale SEG bezeichnet werden. Sie werden ebenfalls dem Prozessor 23 zugeführt. Die Segmentscheibe 14 und der Aufnehmer 21 werden auch als Segmentgeber 21 A bezeichne . Der Mikroprozessor verarbeitet die Inkrement- und die Segmentsignale zur Erzeugung von AnSteuerimpulsen 25, beispielsweise für die Einspritzung von Kraftstoff. Diese Impulse sind mit 25 bezeichnet. Dazu werden weitere Informationen 26 benötigt, die dem Prozessor 23 über weitere Eingänge E zugeführt werden. Über die Gewinnung dieser Informationen, beispielsweise mittels geeigneter Sensoren, soll hier nichts weiter ausgeführt werden.
Wird einer der beiden Geber 20 A, 21 A falsch gepolt betrieben, ändert sich sein Ausgangsssignal U 20 bzw. U 21 in der in Figur 2 dargestellten Weise. Damit eine korrekte Polung bzw. eine Verpolung zuverlässig erkannt werden kann, läuft das im folgenden noch näher beschriebene Verfahren zur Erkennung der Verpolung ab. Dieses Verfahren läuft im
Prozessor 23 ab. Falls der Prozessor 23 Bestandteil des Steuergeräts einer Brennkraftmaschine ist, läuft das erfindungsgemäße Verfahren zusätzlich zur bisher üblichen Steuer- bzw. Regelverfahren, beispielsweise für die Einspritzung. Falls der Prozessor lediglich zur Auswertung der Ausgangssingale eines Gebers dient, kann der Prozessor ausschließlich zur Signalauswertung und zur Verpolungserkennung eingesetzt werden.
In Figur 2 sind Signalverläufe über dem Kurbelwellenwinkel für verschiedene Bedingungen aufgetragen. Im einzelnen zeigt Figur 2 A die Oberfläche der Geberscheibe 10 mit den Winkelmarken 12 sowie der Referenzmarke 13 , die durch zwei fehlende Winkelmarken gebildet wird. In Figur 2 B ist das Ausgangssignal U 20 des Gebers 20 A aufgetragen unter der Voraussetzung, daß der Geber nicht verpolt angeschlossen wurde und daß sich die Geberscheibe 10 mit konstanter Drehzahl dreht. In diesem Fall treten Signalmaxima auf beim Übergang von Winkelmarke zur Lücke und Signalminima beim Übergang von Lücke zur Winkelmarke. Wird das Signal U 20 nach Figur 2 B in einem Analog/Digital-Wandler in ein Digitalsignal bzw. in ein Rechtecksignal gewandelt, ergibt sich das in Figur 2 C dargestellte Signal unter der Voraussetzung, daß der Übergang von low zu high bzw. von 0 zu 1 beim Nulldurchgang erfolgt und der Übergang von high zu low bzw. 1 zu 0 bei Erreichen einer Schaltschwelle S 1. Die Analyse des Signalverlaufs nach Figur 2 C zeigt, daß die Low-Phasen des Rechtecksignales bei konstanter Drehzahl immer gleich lang sind während die High-Phase im Bereich der Referenzmarken wesentlich länger ist als im Bereich der übrigen Winkelmarken.
In Figur 2 D ist das Ausgangssignal U 20 des Gebers für den Fall aufgetragen, daß ein verpolter Anschluß vorgenommen wurde. Das Ausgangssignal U 20 ist dann jeweils maximal wenn der Übergang von Lücke zur Winkelmarke den Geber passiert und low wenn der Übergang von Winkelmarke zur Lücke auftritt. Wird das Signal nach Figur 2 A in derselben Weise analog/digital gewandelt wie das Signal nach Figur 2 A, ergibt sich der in Figur 2 E dargestellte
Rechtecksignalverlauf. Bei diesem Signalverlauf wird deutlich, daß die Low-Phasen unterschiedlich lang sind, wobei im Bereich der Bezugsmarke eine Low-Phase auftritt, die deutlich länger ist, als die Low-Phasen im Bereich der regulären Winkelmarken. Die verschieden langen Signalpausen ergeben sich, da die Abnahme der Spannung im Bereich der Lücke aufgrund des Remanenzverhaltens des Gebers sehr groß ist. Durch Auswertung der Signalpausen läßt sich erkennen, ob der Geber nicht verpolt oder verpolt angeschlossen wurde. Dazu werden die üblicherweise vom Prozessor durchgeführten Zeitmessungen zwischen vorgebbaren Winkelmarken dahingehend untersucht, daß eine zusätzliche Abfrage vorgenommen wird, ob unterschiedlich lange Low-Phasen auftreten. In Figur 3 sind weitere Signalverläufe dargestellt, anhand derer ein zweites Auswerteverfahren erläutert wird. Figur 3 A zeigt dabei wieder den Signalverlauf bei nichtverpoltem Geber. Die Zeit zwischen zwei Nulldurchgängen beträgt dabei t sofern es sich um reguläre Winkelmarken handelt und 3 t sofern es sich um die Referenzmarke handelt. Zur Erkennung, ob der Geber richtig gepolt ist werden sogenannte dynamische Plausibilitätsfesnster gebildet, in denen der Nulldurchgang des Signales erwartet wird. Ist der Geber falsch gepolt liefert er ein Ausgangssignal wie es in Figur 2 B dargestellt ist. Dabei ist zu berücksichtigen, daß der Signalverlauf bei falsch gepoltem Geber gegenüber der Darstellung nach Figur 3 A um einen halben Winkelmarkenabstand verschoben ist, so daß bei den regulären Winkelmarken jeweils die Maxima und die Minima untereinander liegen. Wird das Signal nach Figur 3 A oder 3 B in ein Rechtecksignal (Fig 3 C) gewandelt, kann in einem sogenannten Gate-Array ein Plausibilitätsfenster P vorgegeben werden und es kann überwacht werden, ob ein Nulldurchgang innerhalb eines Plausibilitätsfensters P auftritt. Ist dies nicht der Fall ergibt sich ein Signalverlauf nach Figur 3 C und ein Nulldurchgang liegt außerhalb des Plausibilitätsfensters P während innerhalb des Plausibilitätsfensters kein Nulldurchgang erkannt wird. Durch Überprüfen dieses Sachverhalts läßt sich die falsche Polung erkennen.
Die Wandlung in ein Rechtecksignal erfolgt beispielsweise so, daß Pegeländerungen des Rechtecksignales jeweis beim Nulldurchgang des Analogsignales (Schaltschwelle SO) und beim Erreichen einer Schaltschwelle Sl (Figur 2) oder S2 (Figur 3) erfolgen.
Werden die Signaluntersuchungen bei hoher Drehzahl durchgeführt, sind die Signalverläufe systembedingt besonders genau auszuwerten. Es lassen sich dann sehr enge Plausibilitätsfenster setzen, innerhalb derer ein Nulldurchgang zu erwarten ist . Die Verpolungserkennung kann grundsätzlich in einem einfachen System erfolgen, bei dem ausschließlich die Signalauswertung eines Drehzahlgebers durchgeführt wird. Wir die Erfindung in Verbindung mit der Signalauswertung in einem Fahrzeugsteuergerät eingesetzt, kann die Verpolungserkennung zusätzlich zu der üblichen Signalauswertung ablaufen und die ohnehin vorhandene Hardwarekonfiguration ausnützen. So kann beispielsweise die dynamische Plausibilität eines Gate-Array im Bereich der Bezugsmarkenlücke zur Verpolungserkennung herangezogen werden .
Alternativ kann die vorstehend für eine Inkrementscheibe beschriebene Verpolungserkennung auch für eine Segmentscheibe durchgeführt werden, bei der wie in Figur 1 dargestellt eine Segmentmarke beispielsweise durch eine Doppelmarke gebildet wird. Auch in diesem Fall ergibt sich im Bereich der Doppelmarke bei Verpolung ein signifikant unterschiedlicher Signalverlauf gegenüber dem Signalverlauf bei korrektem Geberanschluß. Bei dem bereits erwähnten Auswertesystem bei einer Brennkraftmaschine, bei dem sowohl der Kurbelwellengeber als auch der Nockenwellengeber ausgewertet wird läßt sich eine Verpolungserkennung durchführen, mit deren Hilfe beide Geber auf Verpolung untersucht werden können. Dabei sollte die Überprüfung nicht gleichzeitig ablaufen, sondern in vorgebbarer Weise nacheinander. Die erkannte Verpolung kann angezeigt und/oder elektronisch kompensiert werden.
Als Ausführungsbeispiel für die Erfindung wurden speziell Drehzahlgeber erwähnt. Grundsätzlich läßt sich die Erfindung auch bei anderen Signalanalysen durchführen, bei denen an einer Singularität ein von der Bewegungsrichtung abhängiger Signalverlauf auftritt oder bei denen generell ein von der Drehrichtung abhängiger Signalverlauf erkennbar ist.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung einer Verpolung bei einem Signalgeber, insbesonders einem induktiven Geber, der eine Geberscheibe mit einer vorgebbaren Anzahl gleichartiger Winkelmarken, die voneinander den gleichen Abstand aufweisen, abtastet und ein Ausgangssignal mit positiven und negativen Halbschwingungen liefert, die jeweils durch die Flanken der Winkelmarken erzeugt werden und in Auswertemitteln in ein rechteckförmiges Signal gewandelt werden, wobei jeweils beim Erreichen einer ersten Schaltschwelle ein erster Pegelwechsel erfolgt und beim Erreichen der zweiten vorgebbaren Schaltschwelle ein zweiter Pegelwechsel erfolgt und die zeitlichen Abstände zwischen den Pegelwechseln zur Erkennung der Verpolung ausgewertet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Geberscheibe eine Referenzmarke aufweist, die sich durch einen größeren Abstand zwischen zwei benachbarten Winkelmarken auszeichnet und daß die Verpolung erkannt wird, wenn die zeitlichen Abstände eines vorgebbaren Pegelwechsels im Bereich der Referenzmarke nicht den erwarteten zeitlichen Abständen entsprechen.
2. Verfahren zur Erkennung einer Verpolung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erkennung der Verpolung nur durchgeführt wird, wenn die Drehzahl der Geberscheibe eine vorgebbare Bedingung erfüllt und insbesonders höher ist als eine vorgebbare Drehzahl .
3. Verfahren zur Erkennung einer Verpolung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schaltschwelle einem Nulldurchgang entspricht.
4. Verfahren zur Erkennung einer Verpolung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste
Schaltschwelle eine vorgebbare positive Spannung ist, die in den Auswertemitteln erzeugt und ggf. in Abhängigkeit von vorhergehenden Signalen angepaßt wird.
5. Verfahren zur Erkennung einer Verpolung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Erkennung einer Verpolung erfolgt, sofern der zeitliche Abstand eines Pegelwechsels des Rechtecksignales von low zu high kürzer ist als die Zeit des Low-Pegels zwischen zwei regulären Winkelmarken.
6. Verfahren zur Erkennung einer Verpolung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Zeitfenster gesetzt werden, die in Abhängigkeit von zuvor ermittelten Zeiten gebildet werden, daß überprüft wird, ob eine erwartete Signalflanke innerhalb des Zeitfensters auftritt und daß sofern dies nicht der Fall ist auf Verpolung erkannt wird.
7. Vorrichtung zur Durchführung eines der Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertemittel einen Mikroprozessor umfassen, der die erforderlichen Zeitmessungen durchführt.
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