专利名称：用于检测旋转角的方法
技术领域：
本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分的用于检测旋转角的方法。
背景技术：
由自由的网络百科全书维基百科(WIKIPEDIA)已知一种旋转编码器，其可以与发动机的轴连接。编码器提供了确定划分为多个部分的旋转角的可能性。在这种情况下可以规定，由多个传感器同时扫描圆形编码盘的扇形的同心地设置的部分区域。旋转编码器的缺点特别是，一方面，强制需要多个传感器，而另一方面，布置编码盘和所属的传感器需要较高的结构的费用，特别是在遵守取决于要求的最大容许的编码器系统旋转角测量偏差的制造公差方面。由飞思卡尔半导体公司的G.Emerson和E.Kilbride的专利文献“Application-Note, Using the engine position (crank and cam) eTPU functions，，的第2页和第3页第三段已知，为了检测机器的驱动轴的旋转角而使用带有35个轮齿的齿轮。该齿轮在给定的位置上具有齿槽，其中，齿槽可以用作齿轮和驱动轴旋转的起点或终点的标志。为了扫描轮齿和齿槽可以使用传感器。这种技术方案特别是具有以下缺点:一方面，根据齿槽的位置，在非常不利的情况下，初始化与提供关于驱动轴旋转角的信息之间持续的时间相对较长，也就是当例如在初始化过程之后——例如在机器启动时——需要轴旋转几乎完整的一周，以将齿槽输送到传感器。

发明内容
在这种背景下，本发明的任务在于提供一种改进现有技术的方法。该任务通过具有权利要求1的特征的方法实现。本发明有利的结构形式是从属权利要求的对象。按照本发明的对象，提供一种用于检测发动机第一轴的第一旋转角的方法，其中-设置带有传感器可读的标记的第一标记载体，其中，所述标记构成第一标记样本，-第一标记样本具有标记段，所述标记段至少包括第一标记段和第二标记段，-第一标记载体由第一轴置于旋转运动中，-并且在第一轴的旋转角和第一标记载体的旋转角之间存在比例关系，借助第一传感器扫描第一标记载体，并且在扫描期间由第一传感器产生第一传感器信号，其中，借助第一标记载体上的标记对第一传感器信号进行调制，并且其中设置运算器，包括-存储单元，所述存储单元包括具有存储标记段的存储区，这些存储标记段至少具有第一存储标记段和第二存储标记段，-传感器信号输入端，-具有时间信号的计时器，
其中，借助运算器实施第一传感器信号的时间曲线与所述时间信号之间的对应，并且其中借助运算器执行以下方法步骤:a)从第一传感器信号中重新得到第一标记段，接着b)由重新得到的第一标记段确定用于排除第一存储标记段的第一排除标准，接着c)借助第一排除标准至少排除第一存储标记段，接着d)检查存储标记段的总数减去排除的存储标记段的数量的差是否等于1，并且，假如差等于1，则转到方法步骤g)，假如差大于1，则转到方法步骤e)，e)从第一传感器信号重新得到另一个标记段，确定另一个排除标准，借助所述另一个排除标准排除另一个存储标记段，接着f)再次执行方法步骤d)g)由未排除的存储标记段推导出第一旋转角。详细地，存在多种可能性来构成和改进按照本发明的方法。为此，一方面参阅权利要求I的从属权利要求，另一方面参阅以下与附图
相结合的描述。应该注意的是，连续地实施借助第一传感器对第一标记载体的扫描，并且在扫描第一标记载体的标记段期间优选将时间信号的时间信息借助运算器对应于第一传感器的传感器信号。由于在优选的实施形式中，至少`对于旋转的一部分来说，第一轴的角速度是已知的或能够估计的并且近似视为恒定的，由用于所述至少近似恒定的角速度ω的计算规则得出，其作为旋转角变化量Δφ除以时间变`化量At的商计算:
权利要求
1.一种用于检测发动机第一轴(10)的第一旋转角的方法，其中 -设置带有传感器可读的标记(133，134，135，136，137)的第一标记载体(110)，其中，所述标记(133,134,135,136,137)构成第一标记样本， -第一标记样本具有标记段，所述标记段至少包括第一标记段和第二标记段， -由第一轴(10)将第一标记载体(I 10)置于旋转运动中， -并且在第一轴(10)的旋转角和第一标记载体(110)的旋转角之间存在比例关系， 借助第一传感器(141)扫描第一标记载体(110),并且在扫描期间由第一传感器(141)产生第一传感器信号(151),其中，借助第一标记载体(110)上的标记(133,134,135,136,137)对第一传感器信号(151)进行调制，并且其中设置运算器(30)，包括 -存储单元(310)，所述存储 单元包括具有存储标记段的存储区(311)，所述存储标记段至少具有第一存储标记段和第二存储标记段， -传感器信号输入端(320), -具有时间信号的计时器(330)， 其中，借助运算器(30)实施第一传感器信号(151)的时间曲线与所述时间信号之间的对应，并且其中 借助运算器(30)执行以下方法步骤: a)从第一传感器信号(151)中重新得到第一标记段，接着 b)由重新得到的第一标记段确定用于排除第一存储标记段的第一排除标准，接着 c)借助第一排除标准排除第一存储标记段，接着 d)检查存储标记段的总数减去排除的存储标记段的数量的差是否等于1，并且，假如差等于1，则转到方法步骤g)，假如差大于1，则转到方法步骤e)， e)从第一传感器信号(151)重新得到另一个标记段，确定另一个排除标准，借助所述另一个排除标准排除另一个存储标记段，接着 f )再次执行方法步骤d) g)由未排除的存储标记段推导出第一旋转角。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，在借助运算器(30)执行将所述第一旋转角对应于所述未排除的存储标记段之后，所排除的存储标记段的数量由运算器(30)归零，然后再次执行按照权利要求1的方法步骤。
3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，在借助运算器(30)执行将所述第一旋转角对应于所述未排除的存储标记段之后，借助运算器(30)数出沿第一标记载体(110)的旋转方向上由第一传感器(141)扫描的标记段(130，131，132)，接着借助运算器(30)将数出的已扫描的标记段(130，131，132)与所述第一旋转角进行另一对应，并且按照所述另一对应更新所述第一旋转角。
4.按照权利要求3所述的方法，其特征在于，由第一传感器(141)扫描的标记段的计数被运算器(30)中断，接着再次执行按照权利要求1的方法步骤。
5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，运算器(30)具有移位寄存器，其中，所述移位寄存器具有移位寄存器存储元件的串联，其中所述移位寄存器借助所述移位寄存器存储元件存储所述存储标记段的代表，并且其中，在借助运算器(30)执行将所述第一旋转角对应于所述未排除的存储标记段之后，在每个沿第一标记载体(110)的旋转方向由第一传感器(141)扫描的标记段(130，131，132)的情况下借助运算器(30)在所述移位寄存器上执行一个移位步骤，其中，所述移位步骤包括所述存储标记段的代表从一个移位寄存器存储元件向所述串联中紧接着的移位寄存器存储元件前进。
6.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，设置与传感器信号输入端(320)连接的第二传感器(241)，其中，借助所述第二传感器(241)扫描发动机周期性改变的特性或者由发动机影响的参数。
7.按照权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，带有第二标记样本的第二标记载体(210)设置在第二轴(20)上，其中，第二轴(20)和第二标记载体(210)被第一轴(10)置于旋转运动中，并且其中，设置与传感器信号输入端(320)连接的第二传感器(241)，其中，借助扫描第二标记载体(210)的第二传感器(241)产生第二传感器信号(245)，其中，当用第二传感器(241)扫描第二标记载体(210)的预定义的位置变化时，借助第二传感器(241)对第二传感器信号(245)进行调制。
8.按照权利要求5所述的方法，其特征在于，第二传感器信号(245)由运算器(30)分析，并且第二传感器信号(245)具有信息，用于区分从第一轴(10)的第一旋转角的预定义的零点开始的、第一轴(10)偶数周或奇数周的旋转。
9.按照权利要求5所述的方法，其特征在于，第二传感器信号(245)由运算器(30)分析，并且第二传感器信号(245)具有用于区分汽油机或者柴油机的冲程的信息。
10.按照权利要求5至7之一所述的方法，其特征在于，第一传感器信号(151)与第二传感器信号(245)结合为组合传感器信号，所述组合传感器信号包括第一传感器信号和第二传感器信号的信息。
11.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在存储单元(310)中存储的标记段以压缩的形式存储 。
12.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，从第一传感器信号(151)重新得到的标记段和存储标记段在确定第一排除标准和/或另一个排除标准时以压缩的形式由运算器(30)使用。
13.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，给予存储标记段不一样高的优先等级，并且在确定排除标准时，存储标记段以通过优先等级的高低决定的顺序由运算器(30)使用。
14.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，第一标记载体(110)的标记段(130)的顺序按照第一标记载体(110)的标记段在轴旋转时靠近第一传感器(141)的顺序存储在运算器(30)中，并且借助运算器(30)如此执行可信度测试，使得由运算器比较第一标记载体(110)的标记段的存储的顺序与第一标记载体(110)的标记段的通过第一传感器(141)扫描确定的顺序，并且其中，在确定第一标记载体(110)的标记段的存储的顺序与第一标记载体(110)的标记段的通过扫描确定的顺序存在偏差时，由运算器(30)用信号报告错误状态。
15.按照前述权利要求1至14之一所述的方法，其特征在于，借助第一传感器(141)扫描第一标记载体(110)的电容、电感、光学和/或机械特性的改变。
16.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在预定义的时间间隔中或者在由第一传感器(141)扫描了预定义数量的标记段的时间点，第一旋转角分别更新地由运算器(30)传送到发动机的控制装置。
17.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，至少一个存储标记段具备公差范围，其中，将该存储标记段的值域扩大所述公差范围。
18.按照权利要求17所述的方法，其特征在于，所述公差范围具有可变化的范围界限，其中，所述范围界限为第一轴的转速的函数或者为第一轴的角加速度的函数或者为对应于第一轴的旋转角的函数，所述旋转角在计算所述范围界限之前由运算器确定。
19.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，第一轴(10)为内燃机的曲柄轴。
20.按照上述权利要求之 一所述的方法，其特征在于，第二轴(20)为内燃机的凸轮轴。
全文摘要
本发明涉一种用于检测发动机第一轴的第一旋转角的方法，其中设置带有标记的第一标记载体，标记构成第一标记样本，借助第一传感器扫描第一标记载体，并且在扫描期间由第一传感器产生第一传感器信号，第一传感器信号借助第一标记载体上的标记进行调制，并且设置运算器，包括存储单元，存储单元包括具有存储标记段的存储区，存储标记段至少具有第一存储标记段和第二存储标记段、传感器信号输入端、具有时间信号的计时器，借助运算器实施第一传感器信号的时间曲线与时间信号之间的对应，从第一传感器信号中重新得到第一标记段，由重新得到的第一标记段确定用于排除第一存储标记段的第一排除标准，接着借助第一排除标准排除第一存储标记段。
文档编号G01B21/22GK103090837SQ20121040480
公开日2013年5月8日 申请日期2012年10月23日 优先权日2011年10月28日
发明者W·霍泽尔 申请人:帝斯贝思数字信号处理和控制工程有限公司