(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸線に対して半径方向に向いていて、該回転軸線に対して同心的に配置されたリムの形に設けられた多数の角度マーク（１２）のトラックが１つだけ設けられた、回転する部品のための角度センサ用マーク付き円板（１１）であって、リムの形に設けられた多数の前記角度マーク（１２）のうち少なくとも１つが面積を拡大するよう半径方向にのみ延長されて変調特性が異ならされることにより、少なくとも１つの基準マーク（１２ａ）が形成された前記角度センサ用マーク付き円板（１１）において、
前記基準マーク（１２ａ）における中央区間が前記角度マーク（１２）と同様の幅を有している一方、前記基準マーク（１２ａ）の半径方向延長部が当該角度センサ用マーク付き円板（１１）の周方向において前記角度マーク（１２）よりも狭い幅を有することを特徴とする角度センサ用マーク付き円板（１１）。
【請求項２】
前記基準マーク（１２ａ）の半径方向延長部は、半径方向内側及び外側において対称に形成されていることを特徴とする請求項１記載の角度センサ用マーク付き円板（１１）。
【請求項３】
各々の前記角度マーク（１２）が、半径方向に配置されかつ互いに離隔された少なくとも２つの角度マーク部分からなり、この角度マーク部分が当該角度センサ用マーク付き円板（１１）の周方向において同じ幅を有し、前記基準マーク（１２ａ）の半径方向延長部がこの両角度マーク部分を接続し、該半径方向延長部は、前記基準マーク（１２）よりも狭い幅を有することを特徴とする請求項１記載の角度センサ用マーク付き円板（１１）。
【請求項４】
前記角度マーク（１２）及び前記基準マーク（１２ａ）が当該角度センサ用マーク付き円板（１１）における光を通す範囲によって形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の角度センサ用マーク付き円板（１１）。
【請求項５】
前記角度マーク（１２）及び前記基準マーク（１２ａ）が当該角度センサ用マーク付き円板（１１）上の反射面によって形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の角度センサ用マーク付き円板（１１）。
【請求項６】
角度マーク（１２）のための固定された走査ユニットを有する、回転軸線に対して半径方向に向いていて、該回転軸線に対して同心的に配置されたリムの形に設けられた多数の前記角度マーク（１２）のトラックが１つだけ設けられた、回転する部品のための角度センサ用マーク付き円板（１１）であって、リムの形に設けられた多数の前記角度マーク（１２）のうち少なくとも１つが面積を拡大するよう半径方向にのみ延長されて変調特性が異ならされることにより、少なくとも１つの基準マーク（１２ａ）が形成された前記角度センサ用マーク付き円板（１１）と、
少なくとも１個の光トランスミッタと、
少なくとも１つの、前記角度センサ用マーク付き円板によって変調された光のためのレシーバと、
評価ユニットに対する接続手段と
を備えて成る、前記回転する部品のための角度センサにおいて、
前記基準マーク（１２ａ）における中央区間が前記角度マークと同様の幅を有している一方、前記基準マーク（１２ａ）の半径方向延長部が前記角度センサ用マーク付き円板（１１）の周方向において前記角度マーク（１２）よりも狭い幅を有し、前記角度マーク（１２）及び前記基準マーク（１２ａ）のトラックの方に向いたそれぞれ１個だけの送光ウインドウまたは受光ウインドウ（１４）が設けられていることを特徴とする角度センサ。
【請求項７】
前記送光ウインドウまたは前記受光ウインドウ（１４）が前記角度センサ用マーク付き円板（１１）の周方向において前記角度マーク（１２）よりも狭い幅を有することを特徴とする請求項６記載の角度センサ。
【請求項８】
前記角度センサ用マーク付き円板（１１）の光透過領域として形成された前記角度マーク（１２）及び前記基準マーク（１２ａ）の前記受光ウインドウ（１４）が、これらに対応する前記送光ウインドウと反対の側に設けられていることを特徴とする請求項６または７記載の角度センサ。
【請求項９】
前記角度センサ用マーク付き円板（１１）の光反射領域として形成された前記角度マーク（１２）及び前記基準マーク（１２ａ）の前記受光ウインドウ（１４）が、これらに対応する前記送光ウインドウと同じ前記角度センサ用マーク付き円板（１１）の側に設けられていることを特徴とする請求項６または７記載の角度センサ。
【請求項１０】
前記送光ウインドウと前記受光ウインドウ（１４）が一致し、この共通のウインドウが、前記角度センサ用マーク付き円板（１１）の方に向いた光のための少なくとも１つの出射個所と、前記角度センサ用マーク付き円板（１１）によって反射する光のための少なくとも１つの入射個所を備えていることを特徴とする請求項９記載の角度センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転軸線に対して半径方向に向いていて、該回転軸線に対して同心的に配置されたリムの形に設けられた多数の角度マークのトラックが１つだけ設けられた、回転する部品のための角度センサ用マーク付き円板であって、リムの形に設けられた多数の前記角度マークのうち少なくとも１つが面積を拡大するよう半径方向にのみ延長されて変調特性が異ならされることにより、少なくとも１つの基準マークが形成された前記角度センサ用マーク付き円板と、更に、該角度センサ用マーク付き円板及び前記角度マークのための固定された走査ユニットと、回転する部品に連結可能な前記角度センサ用マーク付き円板と、少なくとも１個の光トランスミッタと、少なくとも１つの、前記角度センサ用マーク付き円板によって変調された光のためのレシーバと、評価ユニットに対する接続手段とを備えて成る、回転する部品のための角度センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
回転する部品の現在の角度位置をリアルタイムで、すなわち信号の小さな遅延を無視して決定および表示することは、技術の多くの分野で必要である。例えば内燃機関の研究開発および内燃機関の大量生産用途において、クランク軸またはカム軸の現在の回転位置のための角度センサが使用される。この場合、いろいろな測定原理が用いられている。
【０００３】
特に有利なシステムは回転部品に機械的に連結可能である角度マーク付き円板と、円板上に設けられた角度マークを走査するためのセンサ装置を使用する。この角度マークは回転軸線に対して半径方向に、そして好ましくはこの回転軸線に対して同心的に配置されている。この場合、２つの測定チャンネルが設けられている。この測定チャンネルによって、２列の角度マークが２個のセンサシステムによって互いに別々に走査される。すなわち、多数の等間隔の角度マーク、例えば１回転あたり７２０個の角度マークを有するインクリメンタルトラックと、例えば１回転あたり１つの基準マークを有する基準トラックが別々に走査される。円板、ひいては回転部品の回転角度位置は、インクリメンタルトラックの角度マーク信号からおよび基準マークを参照して決定可能である。この基準マークは例えばピストン機械のシリンダの上死点の位置を示すことができる。センサ装置は好ましくは、透過光または反射光によって角度マークを走査し、そして場合によってはデジタル化した後で表示装置及び評価装置のうち少なくともどちらかに供給する電子光学システムである。その際、角度マークの形状とセンサの感度特性は互いに調和され、好ましくはトランスミッタの放射線放出も調和される。この場合、一般的に細長いスリット状の送光ウインドウと受光ウインドウが破線状の角度マークに向けられ、両方共回転軸線に対して半径方向におよび互いにほぼ平行に向けられる。センサ信号を調製するために、時間のずれができるだけ小さなアナログ電子装置が設けられている。この場合、角度マークセンサの増幅アナログ信号から、高速コンパレータによって、デジタルトリガ信号が導き出される。このトリガ信号はそれぞれの回転角度位置に達する時点を示す。デジタル信号プロセッサは時間の計算とそれに伴う不可避の時間のずれに基づいて従来は有効であることが実証されなかった。一方、特に上記のシステムは、使用者にとって明確な方法で、回転する部品の絶対角度位置測定を、高い精度および角度分解能でおよび部品の所定の角度位置と関連する信号の出力との間の無視できるほど小さな時間のずれでもって保証する。
【０００４】
しかしながら、上記のようなシステムは、２個の光電子的測定チャンネルあるいは複数のトラックの場合複数の光電子的測定チャンネルが高価であり、スペースを必要とし、測定装置の重量或いは質量に対して少なからず寄与するという欠点を有する。大きさと質量は特に高回転数の小型エンジンの場合に妨害作用を生じる。この小型エンジンの場合、クランク軸の付加的な（フライホイール）マスがはっきりと感じられるようになる。大きさと質量は更に、エンジンを車両に既に組み込んだ場合に、狭くなったスペースまたはエンジンの実際の運転時に測定装置がさらされる大きな振動加速度に関連して妨害作用を生じる。
【０００５】
従って、簡単で安価な解決策が既に提案されている。この解決策は１つだけの測定チャンネルと、往々にして１つの誘導式センサを有する。このセンサの場合、基準位置は、そうでないときの角度マークの等間隔配置からの偏差によって与えられる。例えば、基準位置を示すための歯付き円板の場合歯が読み取られる。絶えず測定される回転角速度によってあるいは後続の回転角度インターバルの予想される時間から、評価ユニットは欠けている歯を認識し、基準位置の到達を示す。その都度先行する回転角度インターバルの時間から推定することにより、欠けている角度マーク信号が模擬的に再現される。これはしかし、先行する回転角度測定の精度が大幅に低下するという重要な欠点を有する。というのは、基準位置のコーディングのために必要な角度マーク間隙内に、現在の回転角度情報が欠けているために、基準位置も現在の回転角速度も近似的にしか示すことができないからである。更に、必要な計算は少なからず時間のずれを生じる。従って、このようなシステムは例えば内燃機関の研究開発、回転不均一性および回転振動の分析あるいはクランク角度に同期した精密な測定データ検出にとって、不正確であり、条件付きでしか使用できない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の課題は、経済的に製作可能であると共に、大きさと質量を最大限低減可能であり、それによって振動負荷下の安定性および最高許容回転数が大幅に改善されるように、冒頭に述べたシステムまたはその構成部品を改良することである。その際、角度分解能の精度が回転にわたって高くかつ不変であるにもかかわらず、少なくとも２つの角度情報チャンネルから情報を求める際に時間のずれが無視できるほど小さくなるようにすべきである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この課題は本発明に従い、角度マークのトラックが１つだけ設けられ、１個の基準マークまたは各々の基準マークが変調特性の異なる角度マークによって形成されていることを特徴とするマーク付き円板によって解決される。これは、角度マークの構造に多値の論理を付与することを意味する。この角度マークはセンサによる走査と後続の信号評価に適合し、２個以上の角度情報チャンネルからの情報を１個だけの走査式センサ装置から入手可能にする。それによって更に、使用者とって明確でリアルタイムで可能である測定原理に関する要求が満たされる。追加情報（例えば基準位置に関する情報）は、一次情報（例えば先行する角度位置）に依存せずにかつ一次情報内に間隙を必要とするかまたは発生することなく、一次情報と同じチャンネル内に含まれる。
【０００８】
他方では、複数の測定チャンネルを有する角度センサ配置構造の場合のために、１つのチャンネルが本発明に従って多値の論理を有するだけでなく、２つ以上のチャンネルも多値の論理を有する。それによって、個々のチャンネルのために最少コストで（多値の論理の個々の値の間の大きな間隔、ひいてはこの値の容易な区別）、多数の情報を決定することができる。
【０００９】
基準マークが角度マークと異なる面積を有すると、反射光の場合にも透過光の場合にも、送信信号の変調が簡単に達成可能である。その際、異なる面積と、それによって生じる走査信号の値は、多値の論理の異なる値を示す。この場合、多数の同じ値は先行する角度マークを示し、偏差を有する少なくとも１つの他の値は基準マークとしての働きをする。本発明による原理の一般的な用途では、３値的な論理に制限されず、４値またはそれ以上の値の論理によって、多くの情報を１つのチャンネルに収容することができる。この面積コーディングは明度コーディングを生じる（例えば暗い−明るい−２倍明るい）光学式測定方法だけでなく、例えば容量性方法の場合にも適用可能である。原理的には多値の角度マークトラックをすべての種類の走査原理、すなわち容量性、誘導式、光学式、音響式または他の測定方法のために実現することができる。
【００１０】
基準マークが角度マークよりも大きな面積を有すると、評価がきわめて簡単である。その際、角度マークからの基準マークの偏差を認識するための閾値はきわめて簡単に実現および決定可能である。
【００１１】
面積コーディングが角度分解能を低下させない形で行われると有利である。この場合、本発明の他の特徴に従って、基準マークが角度マークに対して半径方向及び周方向のうち少なくともどちらかに延長している。それによって、角度分解能を決定する周方向の破線（マーク）幅は同じであり、基準信号のトリガリングは従来の角度マークの間隔と同じ間隔で正確に行われる。
【００１２】
その際、基準マークの半径方向延長部が、円板の周方向において角度マークよりも短い幅を有すると有利である。基準マークのこの形状によって、受光ウインドウによって走査を開始する際に、他のすべての角度マークと同じエッジ峻度が得られるので、すべてのマークの信号延長形状は重要なトリガリングの時点で同じ延長形状を有する。“慣用の”角度マークの場合始端エッジが新しい安定した信号値に達した後で初めて、基準マークが特別に特徴づけられる場合に、付加的な信号増大が偏差を有する極値に使用されるべきである。これは、上記の段階的な破線長さ変化によって達成される。
【００１３】
これに類似して、本発明の他の実施形に従い、各々の角度マークが半径方向に配置されかつ互いに離隔されたそれぞれ少なくとも２つの角度マーク部分からなり、この角度マーク部分が円板の周方向においてほぼ同じ幅を有し、基準マークの半径方向延長部がこの両角度マーク部分を接続する区間からなっていると、上記の効果が達成可能である。
【００１４】
例えば機械的な擾乱因子または調整不足に基づいて、センサの受光ウインドウが角度マークに正確に平行に向いていないかあるいは正確に平行に向いている場合には、その結果生じる誤差は、角度マーク及び基準マークのうち少なくともどちらかが半径方向において対称に形成されていることにより、最小限に抑えられる。角度マーク及び基準マークのうち少なくともどちらかを回転方向に関して対称に、すなわち破線厚さ中心に関して対称に形成すると、マーク付き円板は両回転方向において、受光ウインドウの方向づけエラーに関して比較的に鈍感な同じ信号を供給する。
【００１５】
本発明の他の実施形では、角度マーク及び基準マークのうち少なくともどちらかがマーク付き円板の放射線を通す範囲によって形成されている。これは、マークが光を透過しない円板の切欠きによって形成されている透過光システムにとって特に有利である。
【００１６】
本発明の他の実施形では、角度マークおよび基準マークがマーク付き円板上の反射面によって形成されている。これは反射光での測定の変形であると考えられる。
【００１７】
この種の測定方法のために、面積コーティングの代わりに、基準マークが角度マークと異なり反射コーディング、特に角度マークと異なる反射係数を有するようにすることができる。その際、面積コーディングの形状付与にとって適切な考察は、反射コーディングにも適用可能である。すなわち、反射マークは反射の強い角度マークによって、例えば反射の強い領域を一体化した角度マークによって形成される。それによって、角度マークと基準マークとの面積偏差によって発生するすべての誤差を完全に回避することができる。
【００１８】
冒頭に述べた課題は更に、角度センサによっても解決される。この角度センサは本発明に従い、マーク付き円板が１つだけのトラックの角度マークを備え、１個の基準マークまたは各々の基準マークが変調特性の異なる角度マークによって形成され、角度マークのトラックの方に向いたそれぞれ１個だけの送光ウインドウまたは受光ウインドウが設けられていることを特徴とする。これは、角度マークの構造で多値論理を実現することを意味する。この論理はセンサ走査と後続の信号評価を適当に適合させることによって、２つ以上の角度情報チャンネルから１つの走査センサ装置によって情報を入手することを可能にする。それによって、走査チャンネルの数を低減し、最も良好な場合には１個の走査センサ装置に減らすことができる。他方では、複数の測定チャンネルを有する角度センサ構造体の場合には、１つのチャンネルが本発明に従って多値論理を有するだけでなく、２つ以上のチャンネルも多値論理を有することができる。従って、個々のチャンネルの少ないコストで（多値論理の個々の値の間の大きな間隔、それに伴うこの値の容易な区別）多数の情報を検出することができる。
【００１９】
トリガリングを正確にかつすべてのマークにとって均一に可能にするために、送光ウインドウまたは受光ウインドウはマーク付き円板の周方向において角度マークよりも狭い幅を有する。
【００２０】
第１の実施形では、各々の受光ウインドウがマーク付き円板の、これらに対応する送光ウインドウと反対の側に設けられている。それによって、透光原理の走査センサ装置を使用することができる。
【００２１】
本発明の他の実施形では、各々の受光ウインドウが、これに対応する送光ウインドウと同じマーク付き円板の側に設けられている。これにより、角度センサ装置の構造が更に簡単になるという利点がある。従って、トランスミッタとレシ−バに至る導体を、同じ保護シートで敷設可能であり、導体の分割またはトランスミッタとレシ−バのための組み込みスペースの増大が回避されるかまたは最小限に抑えられる。
【００２２】
この利点は、本発明の他の特徴に従って、送光ウインドウと受光ウインドウが一致し、この共通のウインドウが、マーク付き円板の方に向いた放射線のための少なくとも１つの出射個所と、マーク付き円板によって反射する放射線のための少なくとも入射個所を備えていると、最大限に利用可能である。送光ウインドウと受光ウインドウのこの組み合わせは例えば、送光面積と受光面積を、多数の小さな点に、好ましくは、個々の光ファイバの入射点または出射点に分割することによって達成可能である。
【００２６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明によるクランク角度センサシステムの好ましい実施の形態を示す添付の図を参照して本発明を詳しく説明する。しかし、本発明はこの実施の形態に決して限定されない。
【００２７】
次に、本発明による角度センサの好ましい用途として、指示技術の基礎として用いられるようなエンジン用クランク角度センサを詳しく説明する。内燃機関を指示するために、燃焼室内の圧力が測定される。連続的な圧力曲線を得るために、圧力値をその都度のクランク軸位置に正確に割り当てなければならない。クランク軸の角速度は周期的な不規則性に基づいて均一ではない。従って、時間に基づく各々のデータ記録は、クランク角度に対する正しい割り当てではない。クランク角度センサは回転数に依存しないで、現在のクランク角度に対する正しい割り当てを可能にする。更に、上死点を正しく示すことが必要である。いろいろなタスクに依存して、異なる角度分解能が必要である（例えば１〜0.1 °) 。物理的な限界のため、円板の制限された外周における３６００個のマーク（0.1 °の分解能) の取付けが不可能であるので、通常は電子的なパルス乗算器（パルス逓倍器）が必要である。0.1 〜0.2°の高い分解能は例えば噴射時点に関する試験またはエンジンノッキングの詳細試験のために必要である。単なる燃焼室圧力測定またはIMEP計算のためには、1 °の分解能で充分である。通常は、エンジンにクランク角センサを取付けるために２つの位置が論議される。クランク軸の自由端部またはエンジンに直結したドライブトレーンである。カム軸または他の可撓性軸上の取付け位置は、燃焼圧力測定のためには回避すべきである。というのは、このような間接的な測定の場合、遊び（ねじれ）に基づいて、クランク軸と測定位置との間に大きな誤差が生じ得るからである。普通の測定精度はクランク角度で±0.1 °である。
【００２８】
軸の自由端に角度マークを取付け、そして最も近いシリンダに圧力センサを取付けると、最も良好な結果が得られので好ましい。この位置ではクランク軸ねじれが最小となる。従って、図１には、クランク軸の自由端に固定された本発明によるクランク角度センサシステムが示してある。このセンサシステムはフランジ継手１と、閉鎖されたケーシング２とケーシング２に固定された支持アーム３を備えている。このケーシング内でマーク付き円板が回転し、この円板はその表面に取付けられた７２０個のクランク角度マークと、その間に設けられた少なくとも１個の基準マークを備えている。支持アームはエンジンブロックＭに取付けるためのクランプ装置４を備えている。その際、支持アーム３とクランプ装置４は、支持アームがクランク軸線に対して垂直な方向に運動の自由度を有し、クランク軸に対して軸方向と半径方向においてクランプ装置によってエンジンブロックＭに支持されるように形成されている。代表的な角度センサは深溝玉軸受に支承された２個のチタン軸ユニットを含み、ケーシング２は好ましくは高力アルミニウム合金からなっている。支持アーム３はケーシング２の近くで、薄くて平らな金属板５、すなわち板ばねの形をした金属板として形成されている。従って、支持アーム３は金属板５の平面から弾性的に変形可能であるがしかし、金属板５の平面内では剛性を有する。それによって、ケーシング２は、実際に発生する、クランク軸自由端の擂粉木運動を可能にする。
【００２９】
ケーシング２から、約２ｍの長さの光ファイバーケーブル６がセンサ電子装置７まで案内されている。このケーブルは好ましくは２つの分離されたガラス繊維束からなり、好ましくは金属チューブによって損傷しないように保護されている。センサ電子装置７は光信号をアナログ信号に（光／電圧変換）および更にデジタル信号に変換するためのすべての構成要素を備えている。センサ電子装置７の信号伝送は好ましくは、きわめて妨害されにくくケーブルを長くすることができるＬＶＤＳ技術（低電圧差信号化）によって行われる。光ファイバ式導体６は好ましくはセンサ電子装置７から切離し可能であり、プラグコネクタを介して回路基板に案内される。更に、センサ電子装置７から接続ケーブル８がパルス変成器９に案内されている。この場合、ケーブルは好ましくは特に約５ｍの長さの差込み形であり、直列接続可能である。受信信号を同期化し、ＴＴＬ信号に変換するパルス変成器９は分解能を高めるためのパルス乗算器を備えることができる。パルス変成器は他の接続ケーブル１０を介して指示装置に直接接続可能である。必要であれば、独立したエネルギー供給ユニットを設けることができる。電気的な構成要素はエンジンに直接接触しておらず、従って機械的な作用（振動）にさらされないようにかつ熱応力や電気的な妨害に対して有利に保護されるように取付けられている。
【００３０】
図２は、マーク付き円板１１とセンサヘッド１３が互いに分離して取付けられている状況を示している。例えば締付け板を介して軸に固定された、クランク軸センサシステムのマーク付き円板１１には、図示のように角度マークが付けられている。この角度マーク１２は好ましくは、回転軸線に対して半径方向に向いていてマーク付き円板１１の回転軸線に対して同心的に配置されたリムの形をした多数のマークとして形成されている。この場合勿論、トリガリング（起動）のために、少なくとも１個の基準マークを設けなければならない。本発明に従って、マーク付き円板１１は１つのトラックの角度マーク１２を備え、基準マークは後述するように、その変調特性が異なる角度マークによって形成されている。このトラックの角度マーク１２に向き合わせてセンサヘッド１３が設けられている。このセンサヘッドは好ましくは薄い金属板５に固定されている。センサヘッド１３は好ましくは少なくとも１つのウインドウ穴１４を備えている。このウインドウ穴自体はセンサヘッド１３を方向づけることによって、角度マーク１２に対して平行になるように方向づけられる。各々のウインドウ穴内に、少なくとも各々１個の送光ウインドウおよび受光ウインドウを形成する１本または２本のライトガイドが達していてもよい。
【００３１】
角度センサの原理的な機能は、図５のａとｂに概略的に示すように、センサ電子装置７内に配置された光源、特に赤外線源に基づいている。この光源は一方の光ファイバ１５を経て一定の強さの光をマーク付き円板１１に供給する。反射した光は他方の光ファイバ１６を経てフォトセルに案内される。このフォトセルは同様にセンサ電子装置７内に設けられている。図５のａの実施の形態の場合、角度マーク１２は反射形であり、円板の残りは光を吸収するように形成されている。図５のｂに示した他の実施の形態の場合、例えば穴あき鋼円板１１ａが使用される。この穴あき鋼円板１１ａはセンサと反射鏡の間に挿入される。光は穴を通過し、円板１１の残りの部分によって通過を阻止される。マーク付き円板１１または１１ａが回転すると、図７のｂに示すように、正弦に似た光信号Ｓがセンサ電子装置７内のフォトセルおよび所属の電子機器によって発生する。次に、このアナログ光信号Ｓは、図７のｃに示すように、センサ電子装置７によってデジタル電気信号Ｄに変換される。そのために、受信した信号Ｓの振幅が切換え閾値Ｓ′によって切断される。両信号Ｓ，Ｓ′の交点は、デジタル信号Ｄの遷移点である。このデジタル信号は方形であり、パルス変成器９に案内される。
【００３２】
典型的なパルス変成器９は７２０個のクランク角度パルスと１つのトリガパルスを供給する。その際、クランク角度信号を評価するために、好ましくは信号の負（立下がり）のエッジが使用される。必要な分解能に依存しておよび後続配置の指示システムに依存して、パルス乗算器（デジタル式ＰＬＬタイプ）がパルス変成器ケース９内に設けられている。分解能はパルス変成器９のスイッチによって選定可能である。万一の場合には、必要な乗算回路をパルス変成器９の回路にも統合することができる。センサユニット１〜７がパルス変成器９から容易に分離できると有利である。テストセルでは、時間節約のために、試験エンジンがまだ回転し、次に試験すべきエンジンがセルの外側で他のセンサユニットの組立てによって既に準備されていると合目的である。
【００３３】
例えば図５のａによる反射法のために使用されるマーク付き円板１１は、光を吸収する層と反射する角度マーク１２を有するポリカーボンからなっている。図６のａとｂに関連して説明するように、技術水準（図６のａ）のマーク付きディスクの場合角度マーク１２から分離されたトラック内に設けられている必要な基準マーク１２ａは本発明では、角度マーク１２のトラックに統合可能である。基準マーク１２ａは本発明に従い、変調する特性が異なる角度マーク１２によって形成されている。そのために、基準マーク１２ａは好ましくは角度マーク１２と異なる面積、特に大きな面積を有する。そのために、基準マーク１２ａは図７のａに示すように、角度マーク１２と比べて半径方向に延長し、必要な場合にはあるいはその代わりに、周方向に延長している。半径方向の延長は、基準マーク１２ａのところの周方向の分解能、すなわち角度分解能が、従来の角度マーク１２の分解能と変わらないという利点がある。マーク付き円板１１の他の実施の形態では、マーク付き円板がレーザ切断された高力鋼製のマーク付き円板として製作されている。すべての場合、外径は必要な最高回転数と発生する振動に依存する。
【００３４】
基準マーク１２ａの半径方向延長部は、その他の角度マーク１２、ひいては基準マーク１２ａの中央区間と比べて、円板１１の周方向の幅が狭くなっている。従って、図７のｂに示すように、基準マーク１２ａにおけるアナログ光信号Ｓのエッジ延長形状の始端と終端が、他の角度マークと変わらない。すなわち、マーク付き円板上の各々のマーク１２または１２ａについて、アナログ光信号Ｓの下側範囲には、同じエッジ峻度が生じる。これは、すべてのマーク１２，１２ａについてデジタル信号Ｄ（図７のｃ参照）の同じ信号形状、ひいてはマーク付き円板１１の全周にわたって一定の角度分解能を保証する。すべての角度マーク１２，１２ａにとって同一の最も下側のエッジ延長形状に従って、基準マーク１２ａに関するアナログ光信号Ｓの信号レベルは図７のｂに示すように増大し、最終的に評価閾値Ｂを超える。この場合、信号Ｓと評価閾値Ｂの交点によって、デジタル基準信号Ｒ（図７のｄ）の始端と終端が決定される。
【００３５】
図８には、角度マーク１２と基準マーク１２ａの代替的な実施の形態が例示的に示してある。各々の角度マーク１２′は半径方向に配置され互いに離隔された少なくとも２つの角度マーク部分からなり、この角度マーク部分は円板の周方向においてほぼ同じ幅を有する。基準マークの半径方向延長部はこの両マーク部分を接続する区間からなっている。
【００３６】
図示していない他の実施の形態に従って、１個または各々の基準マーク１２ａと角度マーク１２の間の差は、上述の面積コーディングの代わりに、反射コーディングによって生じることができる。特に、角度マーク１２と異なる、好ましくは角度マーク１２よりも大きな反射マーク１２ａの反射係数によって生じることができる。
【００３７】
図９に関連して、例えば基準信号の評価閾値Ｂを決定するためのきわめて有利な方法を説明する。多数の角度マーク１２と、変調の質が角度マーク１２と異なる少なくとも１個の基準マーク１２ａによって得られるアナログ信号Ｓから、信号ドリフトによるこの決定、マーク付き円板１１の局部的な汚れ等を低減せずに、この基準マーク１２ａは確実に決定可能であるべきである。そのために、各角度マーク１２または基準マーク１２ａのためのシステムの計算ユニットでは、先行する角度マーク１２または基準マーク１２ａのアナログ極値から、この極値の傾向を継続する極値が決定され、所定の値だけ変更されて、変調が異なる基準値を示す閾値Ｂとして使用される。従って、評価閾値Ｂはアナログ信号Ｓの振幅の極値の傾向に従う。この場合好ましくは、評価閾値Ｂと信号Ｓの極値の包絡曲線との間の間隔が、極値の大きさに比例して、特に正比例して変化可能である。この方法は、信号Ｓの強さのアナログ極値の高い処理速度のためおよびこの信号によって有利に評価される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  エンジンに取付けられた角度センサシステムの一部を概略的に示す図である。
【図２】  マーク付き円板とセンサが互いに分離して取付けられているシステムの概略的な側面図である。
【図３】  図１のシステムの平面図と部分側面図である。
【図４】  図１のシステムの分解図である。
【図５】  ａは角度センサの実施の形態、ｂは角度センサの代替的な実施の形態を概略的に示す図である。
【図６】  ａは技術水準によるマーク付き円板を、ｂは本発明によるマーク付き円板を示す図である。
【図７】  ａは本発明の実施の形態による１つの基準マークと共に若干の角度マークを示す図である。ｂは光信号に対応するアナログ信号を示す図である。ｃとｄはアナログ信号から導き出されたデジタル化された電気的角度信号とトリガー信号の形状を示す図である。
【図８】  角度マークと所属の基準マークの代替的な形状を示す図である。
【図９】  角度マークの信号に依存して基準マークの基準閾値を導き出す原理を示す図である。
【符号の説明】
１１                マーク付き円板
１２，１２′        角度マーク
１２ａ，１２′ａ    基準マーク
１４                受光ウインドウ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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