DE1951201B2 - Einrichtung zum Umsetzen einer mechanischen Verschiebung bzw. Stellung in eine elektrische Spannung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Umsetzen einer mechanischen Verschiebung bzw. Stellung in eine elektrische Spannung mit einem ständig schwingenden Oszillator, dessen Schwingkreis durch einen sich im Einflußbereich seiner Schwingspule befindlichen beweglichen Metallkörper verschiebungs- bzw. stellungsabhängig bedämpft wird, wobei eine mechanische Verschiebungseinrichtung mit dem Metallkörper verbunden ist, dessen relative Stellung zur Schwingspule durch die Größe der gleichgerichteten Oszillatorspannung angegeben wird.

Einrichtungen zur Umsetzung einer mechanischen Verschiebung oder einer Stellung in eine elektrische Spannung bzw. allgemein Weg/Spannungsumsetzer, deren Ausgangsspannung eine Funktion der jeweiligen Stellung eines mechanisch bewegten Gliedes ist, sind bekannt, vgl. z.B. PfI ic r, »Elektrische Messung mechanischer Größen«, Springer-Verlag, Berlin 1940, insbesondere Abbildung 79 auf Seite 64, aus welcher die Änderung des Widerstandes einer eisenlosen Spule beim Durchwandern eines zylindrischen Eisenkerns hervorgeht. Die Widerstandsänderung der Spule kann dabei mit Hilfe einer Wechselstrombrücke gemessen werden. Weitere Einrichtungen zur Umsetzung eines Weges mit Hilfe einer elektrischen Anordnung sind weiter unten erwähnt.

Je nach Anwendungsgebiet funktionieren die bekannten Geräte nicht immer fehlerfrei, was beispielsweise darauf zurückzuführen ist, daß Kontakte verwendet werden, die der Abnutzung, der Korrosion oder einer Verschmutzung aufgrund der Umgebung, in welcher der Weg/Spannungsumsetzer arbeiten muß, unterworfen sind.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Einrichtung der im Oberbegriff genannten Art einer betriebssicheren langlebigen, genauen und linearen Anwendung im Kraftfahrzeugwesen zugänglieh zu machen, insbesondere im Zusammenhang mit einem Kraftfahrzeug-Geschwindigkeitsregelsystem.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe zeichnet sich eine Einrichtung der im Oberbegriff genannten Art erfindungsgemäß aus durch die Vereinigung folgender lü Merkmale

a) die Verschiebungseinrichtung des in einem von der Schwingspule umschlossenen Hohlraum befindlichen Metallkörpers ist mit einem Drosselklappenbetätigungsgestänge einer Drosselklappe in der

Ansaugleitung einer Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug verbunden, wobei die gleichgerichtete Oszillatorausgangsspannung als Maß für die Drosselklappenstellung dient;

b) der innerhalb des Hohlraums verschiebbare ferromagnetische Metallkörper weist eine über seine Länge sich ändernde Querschnittsfläche auf, wobei der mit der Spule gekoppelte Volumenanteil des Metallkörpers mit wachsender Drosselklappenstellung abnimmt.

Die Umsetzungseinrichtung verwendet einen Oszillator, der ein aktives Schaltungselement mit einem außerordentlich hohen Eingangswiderstand, beispielsweise einen Feldeffekttransistor, aufweisen kann. Außerdem besteht die Induktivität des Oszillatorschwingkreises aus einer Schwingspule, die in Ihrem Inneren eine Öffnung bzw. einen Hohlraum aufweist, also aus einer Zylinderspule. Diese Spule bildet zusammen mit einer Kapazität den Schwingkreis; dadurch ist es möglich, daß sich die Oszillatorausgangsspannung in Abhängigkeit von der Bewegung des aus ferromagnetische™ Material bestehenden Metallkörpers in dem Spulenhohlraum ändert. Durch das mehr oder weniger starke Einführen des Metallkörpers in den Spulenhohlraum und die dadurch bewirkte Kopplung ändern sich die Wirkverluste des Schwingkreises und damit seine Güte, d. h. bei stärkerem Einschieben des Metallkörper werden die Verluste größer und dadurch die Oszillatorausgangsspannung geringer. Durch die Verwendung eines aktiven Schaltelements mit extrem hohem Eingangswiderstand etwa in Form eines Feldeffekttransistors wird eine Aufladung der Induktivität verhindert, so daß eine sehr genaue Ausgangsspannung erzeugt wird, deren relative Spannungsänderungen im Hinblick auf einen Wechsel der Stellung des Metallkörpers wesentlich größer als in bekannten Einrichtungen sind.

Mit der erfindungsgemäßen Umsetzungseinrichtung läßt sich die Drosselklappeneinstellung in einer sicheren, berührungslosen wartungsfreien und im wesentlichen linearen Weise erfassen, wobei bereits relativ kleine mechanische Verschiebungen große Au&gangsspannungsänderungen hervorrufen. Eine solche Einrichtung kann als Stellungsfühler beispielsweise als Teil eines elektronischen Kraftfahrzeug-Geschwindigkeitsregelsystems verwendet werden; in diesem Geschwindigkeitsregelsystem ist die mechanische Verschiebungseinrichtung Teil eines Kraftgliedes, also beispielsweise die Membran eines Vakuum-Servomotors, der zur Betätigung der Drosselklappe einer Brennkraftmaschine in einem Automobil Verwendung findet. Die von der Umsetzungseinrichtung abgegebene Ausg.ingsspannung ist dabei eine Funktion der jcweili-

gen Stellung der Drosselklappe. Diese umgesetzte Spannung wird als Rückführungssignal mit einem Geschwindigkeitsabweichungssignal als Führungsgröße gemischt, und es wird ein Schaltsignal erzeugt, das in dem Vakuum-Servomotor bzw. Vakuum-Schallglied angebrachte Ventile betätigt. Auf diese Weise wird eine sehr gleichförmige Arbeitsweise des Systems ohne unzulässige Schwingungen bzw. Regelschwankungcn erreicht. In diesem Zusammenhang erweist sich die Verwendung der erfindungsgemäßen Einrichtung als besonders vorteilhaft, da sie keine beweglichen Kontakte aufweist und deshalb auch an einer hohen Temperaturen und Verschmutzungen ausgesetzten Stelle, wie dem Motorraum eines Automobils, zuverlässig arbeiten kann.

In diesem Zusammenhang ist noch darauf hinzuweisen, daß die erfindungsgemäße Einrichtung keinesfalls mit einer der unter dem Begriff »Näherungsschalter« bekannten Einrichtungen zu verwechseln ist, die ebenfalls einen Oszillator bzw. genauer gesagt einen als Oszillator geschalteten Verstärker benutzen, bei welchem die Annäherung eines Metallteils eine Kopplung zwischen einem Eingangs- und einem Ausgangskreis bewirkt und dadurch das System zu Schwingungen anregt, deren Größe unter Umständen auch ein Maß für die Annäherung des Metallteils ist. Solche Einrichtungen, v/ie sie beispielsweise aus der deutschen Auslegeschrift 12 86 096 bekannt sind, weisen eine andere Wirkungsweise auf und sind auch nicht in der Lage, ein von der Bewegung des Metallteils im wesentlichen linear abhängiges Ausgangssignal zu erzeugen. Zumeist weisen solche Einrichtungen, bei denen, wie schon erwähnt, ein die induktive Kopplung zwischen zwei Schwingkreisspulen bewirkendes Metallteil vorgesehen ist, auch eine ausgeprägte Hystereseerscheinung auf. Im Gegensatz zu diesen bekannten Anordnungen wird bei der vorliegenden Einrichtung die Abhängigkeit des Oszillatorausgangssignals auf Grund der Verluste erreicht, die der in den Schwingkreis eingefügte Metallkörper auf Grund der in ihm induzierten Wirbelströme verursacht.

Die genaue Linearitätsabhängigkeit von der Verschiebung des vorzugsweise mit der Membran eines Vakuum-Servomotors gekoppelten Metallkörpers wird einerseits durch dessen variablen Querschnitt und auch dadurch erreicht, daß die Eingangsimpedanz des als Oszillator geschalteten Feldeffekttransistors in der Größenordnung von 10⁷ Ohm liegt und deshalb auch bei veränderlicher Eingangsspannung keinen Einfluß auf die Güte des Schwingkreises hat. Dadurch sind die Güte des Schwingkreises bzw. die in diesem auftretenden Wirkverluste ausschließlich eine Funktion des in dem Spulenhohlraum bewegbaren Metallkörpers, und die Oszillator-Ausgangswechselspannung folgt dieser Bewegung unmittelbar. Zur weiteren Verwendung wird diese Spannung dann noch als Maß für die Drosselklappenstellung gleichgerichtet, wobei sie noch gefiltert und einer Anzeigevorrichtung, vorzugsweise nach vorheriger Verstärkung, zugeführt werden kann.

Vorzugsweise hat die Schwingspule zwei Anschlüsse und eine Mittelanzapfiing, wobei der als aktives Element des Oszillators verwendete Feldeffekttransistor einen aus Steuerelektrode (gate) sowie Quellenelektrode (source) bestehenden Eingangskreis und einen aus Quellenelektrode sowie Abflußelektrode (Drain) bestehenden Ausgangskreis aufweist. Die Quellenelektrode des Feldeffekttransistors ist dabei beiden Kreisen gemeinsam und mit der Mittelanzapfung der Spule verbunden. Der andere Spuleiwnschluß ist mit der Steuerelektrode, und der dritte Spulenanschluß ist über eine Spannungsquelle mit der Ausgangselektrode des Feldeffekttransistors verbunden. Zur genauen Tempe-

■-, raturkompensation kann weiterhin noch ein Thermistor vorgesehen sein.

Das die Verschiebung ausführende Element, beispielsweise die Membran eines Vakuum-Servomotors, bewegt sich zwischen zwei Extremstellnngen. Wenn sie

κι sich in der einen Ausgangsstellung befindet, befindet sich nur ein sehr kleiner Teil des mit der Membran verbundenen Metallkörpers in dem Spulenhohlraum, so daß auch nur ein kleiner Prozentsatz des Metallkörpers induktiv mit der Spule gekoppelt ist und als kleiner

π Lastwiderstand über der Induktivität auftritt. In dieser Stellung weist die Oszillatorspannung ihren Maximalwert auf. Je mehr sich jetzt die Membran ihrer anderen Extremstellung nähert, um so größer wird der Anteil des Metallköprers, der sich innerhalb des Spulenhohlraums befindet, und ein um so größerer Teil ist dann induktiv mit der Spule gekoppelt. Infolgedessen wird die Belastung, d. h. der Wirkwiderstand für die Schwingspule, immer größer, und die Oszillatorausgangsspannung verringert sich. Sie erreicht einen Minimalwert, wenn

2) sich die Membran in ihrer anderen Extremstellung und der Metallkörper völlig in der Spule befinden. Um die Ausgangsspannung des Oszillators gleichzurichten, ist an dem Verbindungspunkt der Spule mit der Steuerelektrode (gate) des Feldeffekttransistors eine Diode

w vorgesehen. Über weitere WC-Elemente kann dann noch in bekannter Weise eine Filterung der Ausgangsspannung erzielt werden. Über einen nachgeschalteten Stromverstärker, beispielsweise einen Transistor, kann das gewonnene Signal einem Anzeigeinstrument zuge-

)■■> führt werden, das direkt in Bezugsgrößen der mechanischen Verschiebung geeicht sein kann.

Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Einrichtung als Stellungsfühler bzw. Wegspannungsumsetzer in einem elektronischen Kraftfahrzeuggeschwindigkeits-

•40 regelsystem ist die Schwingspule so auf dem Servomotor montiert, daß der mit dessen Membran verbundene Metallkörper bei einer Membranbewegung in den Spulenhohlraum hineingleiten kann. Wenn sich das Stellglied oder die Drosselklappe in ihrer Ruhestellung

•4Ϊ befinden, ist der größte Teil des ferromagnetischen Materials des Metallkörpers innerhalb des Spulenhohlraums angeordnet, was auch den größten Lastwiderstand über der Spule ergibt und die kleinste Oszillatorausgangsspannung bewirkt. Wenn sich die Drosselklap-

">n pe in Richtung ihrer vollen Offenstellung bewegt, wird sich immer weniger ferromagnetisches Material innerhalb des Spulenhohlraums befinden. Dies bewirkt ein Ansteigen der Oszillatorausgangsspannung. Das gleichgerichtete und verstärkte Oszillatorausgangssignal wird

"ο dann mit einem Geschwindigkeitsabweichungssignal (Regelabweichungssignal), das aus einem anderen Teil des elektronischen Geschwindigkeitsregelsystems stammt, gemischt, um ein Schaltsignal zu erzeugen, das auf den Servomotor steuernde Ventile einwirkt. Um die

w) gewünschte Linearität zwischen dem Oszillatorausgangssignal und der Verschiebung bzw. Stellung zu erreichen, ist der ferromagnetische Metallkörper in der genannten Weise querschnittsmäßig profiliert, und zwar derart, daß sich in der Ruheposition ein maximaler

ι "· Volumenaiiteil des ferromagnetischen Metallkörpers innerhalb der Spule befindet, der mit wachsender Drosselklappensiellung abnimmt.
Die Verlustleistung der Schwingspule bzw. die

Verringerung der Schwingkreisgüte wird bei Einführen des ferromagnetischen Metallkörpers dadurch bewirk), daß in diesem durch die Kopplung mit der Schwingspule Wirbelströme induziert werden, die zu Spulenwirkverlusten führen, Dadurch ändert sich der effektive Lastwiderstand über der Spule mit der Verschiebung des ferromagnetischen Metallkörpers. Weiterhin kommt der Effekt hoher Ausgangsspannungsänderungen in Abhängigkeit von einer Bewegung der Membran des Vakuum-Servomotors unter Verwendung eines mit sehr hoher Eingangsimpedanz ausgestatteten aktiven Elements, wie eines Feldeffekttransistors, dadurch zustande, daß sich die innere Impedanz des Feldeffekttransistors nur sehr wenig mit Änderungen des effektiven Lastwiderstandwertes, welche auf ein unterschiedliches Volumen des mit der Spule gekoppelten ferromagnetischen Körpers zurückzuführen sind, ändert.

Im folgenden wird anhand der Zeichnung Aufbau und Wirkungsweise eines Ausführungsbeispiels der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigt

F i g. 1 schematisch einen Teil eines Geschwindigkeitsregelsystems für ein Automobil, welches von der vorliegenden Erfindung Gebrauch macht, mit Schnitt durch einen Vakuum-Servomotor,

F i g. 2 ist die Ansicht von oben auf den Servomotor.
F i g. 3 ist ein Teilquerschnitt durch den Servomotor entlang dem Schnitt 3- J der Fig. 1.

Fig.4 zeigt denselben Querschnitt, jedoch bei einer anderen Membranstellung des Servomotors,

F i g. 5 ist ein .Schaltbeispiel des Stellungsfühlers bzw. Weg/Spannungsumsetzers entsprechend der Erfindung. Fig. 6 zeigt das Blockdiagramm eines Teils eines Geschwindigkeitsrcgelsystems, das einen Stellungsfühler entsprechend F i g. 5 verwendet,

F i g. 7 ist ein ausführlicheres Schallbeispiel des Blockschaltbildes der F i g. 6 eines Geschwindigkeitsregelsystems und umfaßt gleichzeitig noch den Stellungsfühler entsprechend F i g. 5.

F i g-8 ist die grafische Darstellung der Ausgangswechselspannung des Steilungsfühicrs nach der Erfindung, aufgetragen über dem eingekoppelten Leitwert des Oszillatorschwingkreises.

F i g. 9 zeigt die grafische Darstellung einiger Verschiebungskurven der Vakuum-Motormembran oder eines anderen bew eglichen Teils, aufgetragen über der Ausgangsspannung des Stellungsfühlers nach der Erfindung.

In sämtlichen Zeichnungen sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. F ι g. 1 zeigt einen Teil eines Geschwindigkeitsregelsystems für Automobile, das von der vorliegenden Erfindung vorteilhaft Gebrauch macht. Die Verbrennungskraftmaschine 10 weist einen Luftansaugkanal 12 auf, der Teil eines auf der Brennkraftmaschine montierten Vergasers sein kann. Der Vergaser weist ein bewegliches Stellglied 14 auf. das der in Vergasern verwendeten Drosselklappe entspricht. Die Drosselklappe ist um den Drehpunkt 16 schwenkbar gelagert. Die Drosselklappe 14 kann einmal wie üblich mit einem Gaspedal 18 über ein normales 1 lebelsystein 20 mit dem I lebcliirm 22 und den weiteren VerbindungMcilen 24, 25, 26 und 28 verbunden sein. Das Gaspedal ist am Drehpunkt 30 der Bodenfläche 32 des <\ut<>mobils cbenfalK schwenkbar gelagert.

1 Iber eine leder 34, die mit ihrem einen Finde an dem I lebeliirm 24 befestigt ist, wird die Drosselklappe in ihrer i'cschlosscncn Sii-Ilung unter Federkraft gehalten. Wi¹IHi das Gaspedal 18 niedergedrückt wird, dreht sich.

wie in F i g. 1 angedeutet, die Drosselklappe 14 über das Gestänge 20 im Gegenuhrzeigersinn bis zu ihrer voll geöffneten Stellung, so daß der Brennkraftmaschine mehr Luft und mehr Treibstoff zugeführt wird, was die Geschwindigkeit erhöht. Die Leistung der Brennkraftmaschine 10 wird über eine Kardanwelle 36 und über weitere übliche Antriebsmittel, wie Differential auf die Antriebsräder übertragen.

Außerdem ist das Verbindungsstück 24 des Gasgestänges und infolgedessen auch die Drosselklappe 14 noch mit der Membran 38 eines Vakuum-Motors bzw. Kraftschaltgliedes 40 verbunden, beispielsweise über eine Kette 42. Dieser Vakuum-Servomotor 40 besteht aus einem Gehäuse 44, das aus zwei tassenförmigen Teilen 46 und 48 zusammengesetzt ist. Dabei weisen die tassenförmigen Teile 46 und 48 radiale Flansche 50 und 52 auf, über die sie mit Hilfe einer Anzahl von Nieten oder Schrauben verbunden sind. Die Membran 38 ist aus einem flexiblen elastischen Material hergestellt und v/eist einen äußeren, mit 56 bezeichneten Teil auf, der zwischen die beiden Flanschstücke 50 und 52 geklemmt und passend befestigt ist.

Der Hauptteil 58 der Membran 38 ist zwischen einer äußeren Metallplatte 60 und einer inneren eher tassenförmigen Metallplatte 62 mit Hilfe einer Anzahl von Nieten 64 fixiert. Diese Nieten 64 dienen gleichzeitig dazu, auf dem Hauptteil 58 der Membran ein hakenförmiges Verbindungsglied 66 zu befestigen, das mit dem anderen Ende der Kette 42 verbunden ist. Da es sich um eine an sich bekannte Ausführung einer Membrananordnung handelt, kann von einer weiteren Erläuterung in dieser Hinsicht abgesehen werden.

Der tassenförmige Teil 46 des Gehäuses 44, der aus irgendeinem passenden Material gefertigt sein kann, weist eine Teilwand 68 auf, die mit einer zentralen Öffnung 70 versehen ist, so daß von dieser Seite aus der äußere Luftdruck auf die Membran bzw. auf den mit der Membran befestigten Metallkörper 60 einwirken kann.

Der andere Teil 48 des Gehäuses 44 besteht dagegen aus isolierendem Material, beispielsweise aus Plastik; er weist ebenfalls eine Teilwand 72 auf, die sich im wesentlichen parallel zu der anderen Wand 68 des Teils 46 erstreckt. In der Wand 72 befinden sich im Abstand voneinander zwei mit Gewinde versehene Bohrunger 74 und 76, in welchen sich einmal ein normalerweise geschlossenes, einem mehr oder weniger starker Vakuum ausgesetztes Ventil 78 und ein normalerweise offenes, mit dem äußeren Luftdruck verbundenes Venti 80 befindet. Die beiden Ventile entsprechen deir üblichen Stand der Technik und werden im folgender nur insoweit beschrieben, als es sich für das Verständni: der Erfindung notwendig erweist. Jedes der beider Ventile weist einen beweglichen ferromagnetischcr Stift bzw. ein Vcntilglied 82 auf, das sich von einer e: umgebenden Spule 84 in seiner Stellung beeinflusset läßt.

Der Ventilstift 82 des mit einem Vakuum verbünde nen Ventils 78 ist mittels einer Feder 86 so vorgespannt daß er die öffnung einer Leitung 88 verdeckt. Dabei is der Ventilstift 82 so ausgeformt, daß ein Fluß durch da Ventil 82 entstehen kann, wenn die Spulenwindttng 8' unter Strom gesetzt wird, so daß sich der Ventilstift 8! nach links bewegt und die Leitung 88 freigibt. Dii Leitung 88 ist mit einem Vakiiunidruckspeieher 91 verbunden, der zweckmäßigerweise über eine weilen Leitung 42 und ein Rückschlagventil 94 mit de Ansatigsammelleitiing der Brennkraftmaschine 10 vcr bunclen ist.

Andererseits ist das dem atmosphärischen Druck ausgesetzte Ventil 80 normalerweise offen, so daß auf Grund des Atmosphärendrucks Luft durch das Filter 96 in den Raum 98 des Servomotorgehäuses 44 an der anderen Seite der Membran 38 gelangen kann. Das -, Filter 96 entfernt Staub, Öldämpfe und andere Verschmutzungen, die normalerweise im Motorraum eines Automobils anzutreffen sind und hält diese von dem Servomotor fern. Aus der Zeichnung ist zu entnehmen, daß das Ventil 80 bei Nichtbetätigung die innere Kammer 98 des Servomotors dem äußeren Luftdruck aussetzt. Nut wenn die Windung 84 dieses Ventils 80 unter Strom gesetzt wird, bewegt sich der Ventilstift 82 nach links und begrenzt dadurch den Luftdurchfluß in den Raum 98 bzw. kann, wenn er sich r, ganz in der linken Stellung befindet, die Verbindung dieser Kammer mit dem äußeren Luftdruck unterbrechen.

In der Kammerwand 72 des Servomotors befindet sich weiterhin ein Vorsprung 100, der mit dem Innenraum 98 des Servomotors verbunden ist. Dieser Vorsprung 100 hat eine sich axial erstreckende Öffnung 102 und ist gegenüber dem Luftdruck mit einer Begrenzungsfläche 104 abgeschlossen. Die axial sich erstreckende Innenöffnung 102 ist im wesentlichen 2> senkrecht zu der Kammerwand 72 angeordnet. In diese Öffnung 102 erstreckt sich ein vorzugsweise aus ferromagnetischem Material bestehender metallischer Körper 106.

Der längliche Metallkörper 106 weist eine vergrößer- jo te Fromtflache 108 auf und einen zentralen sich verjüngenden Teil 110, der mit einem radial sich erstreckenden Flansch 112 gegenüber dem Teil 108 abschließt. Zwischen der Kammerwand 72 und dem radial sich erstreckenden Flansch 112 des Metallkörpers y, 106 ist eine spiralig aufgedrehte Druckfeder 114 angeordnet, und zwar so, daß der radial sich erstreckende Flansch 112 gegen den inneren, mit der Membran 38 verbundenen tassenförmigen Teil 62 gepreßt wird, wodurch die äußere Platte 60 an der der Kammerwand 72 gegenüberliegenden Kammerwand 68 anliegt. Im Ruhezustand des Geschwindigkeitsregelsystems befinden sich infolgedessen die Membran 38 und der Metallkörper 106 in dem in Fig. 1 dargestellten Zustand.

Um den Vorsprung 100 und an der Kammerwand 72 anliegend ist eine Induktivität in Form einer Zylinderspule 116 angeordnet, wodurch sich in der in Fig. 1 gezeichneten Ruhestellung des Systems, wobei sich die Platte 60 an der Kammerwand 68 befindet, das vergrößerte Endstück 108 des Metallkörpers 106 innerhalb der zentralen Öffnung der Spule 116 befindet.

Die Spule 84 des Ventils 78 weist, wie auch F i g. 2 entnommen werden kann, zwei Anschlüsse 120 und 122 und die Spule 84 des Ventils 80 zwei Anschlüsse 124 und μ 126 auf. Die Spule 116 weist zusätzlich zu den Anschlüssen 128 und 130 noch eine Mittelanzapfung 132 auf. Weiterhin ist es möglich, das Gehäuse des Servomotors 44, beispielsweise den Teil 48 mit einem sich nach außen erstreckenden weiteren Flansch zu m> versehen, der es ermöglicht, den Vakuum-Servomotor 40 an passender Stelle im Molorraum des Automobils unterzubringen.

Der tassenförmige Teil 48 des Scrvomolorgehäuses 44 ist deshalb aus isolierendem Plastikmaterial gemacht, μ damit eine magnetische und elektrische Isolation des Metallkörpers 106 und der Spule 116 von dem Gehäuse 44 erreicht wird.

Wie schon erwähnt, ist die Stellung der Servomotormembran 38 wie auch der Drosselklappe der Ruhestellung, d. h. beispielsweise dem Leerlauf des Motors entsprechend gezeichnet. Die gestrichelt ausgeführten Stellungen des Gaspedals, der Drosselklappe und der Membran entsprechend der voll geöffneten Drosselklappenstellung und somit der Höchstleistung des Motors. Entsprechend ist auch die Stellung des ferromagnetischen Teils 106 in der Öffnung 102 gestrichelt ganz rechts außen angedeutet. Selbstverständlich können sämtliche Teile jede nur mögliche Zwischenposition zwischen diesen beiden Extrem- bzw. Grenzstellungen einnehmen. In diesem Zusammenhang zeigt Fig.3 einen Querschnitt durch den Vorsprung 100, wobei sich das vergrößerte Vorderteil 108 des Metallkörpers 106 innerhalb der Spulenöffnung befindet. Fig.4 zeigt denselben Querschnitt innerhalb der Spulenöffnung, aber in einer Stellung, die der gestrichelt angedeuteten Vollaststellung der Drossel- bzw. der Membran 38 entspricht.

Der zu diesem, in den F i g. 1 bis 4 gezeigten Teilgeschwindigkeitsregelsystem gehörende elektronische Teil, nämlich die Schaltung des Stellungsfühlers bzw. Weg/Spannungsumsetzers ist in F i g. 5 dargestellt. Der Stellungsfühler besteht im wesentlichen aus einem Oszillator 154, der ein elektronisches Halbleiterelement 156 und einen Schwingkreis 158 aufweist. Das Halbleiterelement 156 weist einen sehr hohen Eingangswiderstand auf und besteht deshalb vorzugsweise aus einem Feldeffekttransistor. Eine Ausgangselektrode (drain) des Feldeffekttransistors ist über den Widerstand 162 mit dem positiven Anschluß einer Gleichspannungsquelle 140 verbunden. Die andere Ausgangselektrode 164 (source) des Feldeffekttransistors ist über die Reihenschaltung zweier Widerstände 166 und 168 mh der Mittelanzapfung einer Induktivität 116 des Schwingkreises 158 verbunden. Bei dieser Induktivität handelt es sich um die schon in bezug auf die F i g. 1 beschriebene Zylinderspule, deren Induktivität bzw. deren gedachter Lastwiderstand durch das mehr oder weniger starke Einschieben eines Metallkörpers 106 geändert werden kann. Der Widerstand 168 ist einstellbar ausgeführt außerdem ist dem Widerstand 166 noch ein temperaturkompensierendes Element, nämlich ein Thermistor 17C parallelgeschaltet. Die Steuerelektrode 172 des Halbleiterelements, d. h. die Gate-Elektrode des Feldeffekttransistors ist mit dem Anschluß 128 der Spule 116 verbunden, während der noch freie Anschluß 130 dei Spule 116 über eine Leitung 152 mit dem negativen Po^! der Spannungsquelle 140 verbunden ist, d. h. an Masse liegt. Parallel zu den Endanschlüssen der Spule 116 isl ein Kondensator 176 geschaltet, so daß diese beider Elemente, der Kondensator 176 und die Spule 116 der Schwingkreis 158 des Oszillators 174 bilden. Es isi offensichtlich, daß die Ausgangsgröße des Oszillator; 154 an dem Anschluß 128 bzw. der Leitung 174 al; Wechselspannung abgenommen wird.

Es erfolgt dann eine Gleichrichtung der Wechselspannung mittels einer Diode 178 und eine Filterung übei einen gegen Masse geschalteten Kondensator 180, den' noch ein Widerstand 182 parallel geschaltet ist. Die se entstandene, gleichgerichtete und gefilterte Gleichspannung entspricht in ihrer Amplitude der Oszillatorwech selspannung und wird der Basis 184 eines Halbleiter gleichstromverstärkers, nämlich dem Transistor 186 zugeführt. Der Transistor 186 arbeitet als Emitterfolger d. h. sein Kollektor 188 ist direkt mit dem positiven Po der Gleichspannungsqucllc 140 und sein Emitter übci

einen Widerstand 192 mit Masse verbunden. Die Ausgangsspannung wird an seinem Emitteranschluß 194 abgenommen und kann an einem parallel zu dem Emitterwiderstand 192 geschalteten Meßinstrument 196 abgelesen werden.

Der machenisch bewegbare Teil 198 in F i g. 5 kann zwischen zwei Grenzstellungen entsprechend den eingezeichneten Pfeilrichtungen bewegt werden. Mit dem bewegbaren Teil 198 ist der metallische bzw. ferromagnetische Körper 106, der sich innerhalb der Spule 116 befindet, verbunden. Wie schon aus Fig. 1 hervorgeht, kann die Verbindung dieser Teile so sein, daß beispielsweise der bewegliche Teil 198 die Membran 38 darstellt, die mit dem radial sich erstreckenden Flansch 112 des ferromagnetischen Teils 106 verbunden ist.

Wie schon erwähnt, kann der in F i g. 5 dargestellte Stellungsfühler bzw. Weg/Spannungsumformer Teil eines Geschwindigkeitsregelsystems sein, von welchem wiederum ein Teil in dem Blockdiagramm der F i g. 6 dargestellt ist. In diesem Blockdiagramm stellt der Stellungsfühler entsprechend der Erfindung eine Einrichtung zur Umsetzung einer Drosselklappenstellung in eine Spannung Ve dar und ist mit 201 bezeichnet. Die Spannung Ve ist eine Funktion der Winkelstellung des Stellgliedes bzw. der Drosselklappe 14 und eine Funktion der linearen Verschiebung der Membran 38 des Vakuummotors 40, der in dem Blockdiagramm mit 202 (Servomotor) bezeichnet ist. Je mehr sich die Drosselklappenstellung von der in F i g. 1 dargestellten durchgezogenen Stellung in die gestrichelt angedeutete Stellung bewegt, umso größer wird der Winkel Θ werden und um so stärker wird auch die Spannung Ve anwachsen, die in diesem Falle eine Rückführspannung düe das Geschwindigkeitsregelsystem darstellt Im folgenden wird die Gesamtfunktion noch näher erläutert.

In dem Blockdiagramm der Fig. 6 wird ein Geschwindigkeitsabweichungssignal E_s (Regelabweichungssignal) dem Verstärker 205 zugeführt und gelangt nach Verstärkung auf eine Summierstelle 211, die zweckmäßigerweise als Differentialverstärker ausgeführt ist. Das verstärkte Geschwindigkeitsabweichungssignal wird mit der rückgeführten Spannung Ve verglichen und ergibt ein Abweichungsschaltsignal E„. Dieses Abweichungsschaltsignal wird nochmals über einen Verstärker 207 verstärkt, was ein verstärktes Regelabweichungsschaltsignal V₃ ergibt. Dieses verstärkte Schaltsignal wird, wie weiter unten in Verbindung mit F i g. 7 noch genauer ausgeführt wird, den Windungen 84 des Vakuum-Ventils 78 und des Normalluftdruckventils 80 zugeführt, so daß diese in Abhängigkeit von dem Schaltsignal V„ betätigt werden, wodurch sich wiederum die Stellung der Membran 38 des in dem Blockdiagramm als Servomotor 203 bezeichneten Vakuummotors 40 in Abhängigkeit von diesen Ventilstellungen ändert. Dieses System ist in seiner Arbeitsweise sehr stabil und im wesentlichen frei von Regelschwingungen und Schwankungen.

Fig. 7 zeigt ein teilweises Schaltschema entsprcchend der Teilblockschaltbildanordnung nach Fig.6 und bezieht sich auf ein elektronisches Geschwindigkeitsregelsystem. In dem Schaltbild der Fig.7 ist der Stcllungsfühler der Fig.5 inbegriffen. In beiden Abbildungen verwendete Schaltelemente tragen deshalb gleiche Bezugszeichen. Die Energiequelle 140 der F i g. 5 ist in F i g. 7 mit B' bezeichnet, welche über die Leitung 202 mit der Leitung 146 verbunden ist. In der F i g. 7 ist ein Differentialverstärker 204 vorgesehen, der dem Summierglied 211 in F i g. 6 entspricht und weitere nachfolgende, in Darlington-Schaltung arbeitende Verslärker 206 und 208, die dem Leistungsverstärker 207 in ■-, F i g. 6 entsprechen.

Der Ausgang des Differentialverstärkers 204 ist mit den Eingängen der beiden Darlington-Verstärker 206 und 208 verbunden, deren jeweilige Ausgänge in Reihe mit den Spulenwindungen 84 des Ventils 80 und des

κι Ventils 78 liegen. Wie weiter vorne schon erwähnt, erzeugt der Oszillator 154 eine Ausgangsspannung, die von der Diode 178 gleichgerichtet und dann gefiltert wird. Diese Spannung wird dem Transistor 186 zugeführt und von diesem verstärkt. Die Ausgangsspannung Ve des Verstärkers 186 gelangt über Leitungen 194 und 216 auf die Basis des Transistors 218, der einen Teil des Differentialverstärkers 204 bildet. Das von dem Verstärker 205 vorverstärkte Geschwindigkeitsabweichungssignal wird der Basis des Transistors 220 zugeführt, der den anderen Teil des Differentialverstärkers 204 bildet Die von dem Transistor 186 auf die Basis des Transistors 218 gelangende Spannung Ve ist der Verschiebung des Hauptteils 58 der Membran 38 proportional, entspricht also dem Abstand zwischen der Seitenwand 68 des Servomotors und dem Membrankörper. Das geschieht, wie auch schon früher darauf hingewiesen wurde, dadurch, daß der Metallkörper 106, der sich innerhalb der Zylinderspule 166 befindet, die gleiche Bewegung wie der Membrankörper mitmacht

jo und dadurch, da er vorzugsweise aus ferromagnetischem Material besteht, als effektiver Lastwiderstand über der Spule 116 deren Induktivität ändert, und zwar proportional zu der Verschiebung der Membran von der Endwand 68 des Servomotors entgegen der Federspannung.

Die Arbeitsweise der Anordnung ist dann folgende:
Falls sich aus dem Geschwindigkeitsabweichungssignal, das dem Transistor 220 zugeführt ist und aus dem Signal, das von dem Oszillator 154 auf den Transistor 218 des Differentialverstärkers gelangt, ergibt, daß die Geschwindigkeit des Fahrzeuges geringer als eine vorgewählte gewünschte Geschwindigkeit ist, wird durch ein entsprechend noch verstärktes Signal einmal der Windung 84 des mit einem Vakuum verbundenen

4^r) Ventils 78 ein Strom zugeführt, in dem Sinne, daß sich das Vakuum-Ventil stärker öffnet und der Spule 84 des den Servo-Vakuummotor mit dem äußeren Luftdruck verbindenden Ventils 80 ein entsprechender Strom, zufließt, sich wodurch sich jedoch dieses Ventil stärker

μ schließt. Im Ergebnis führt das zu einem Anwachsen des Vakuums in dem Raum 98 des Servomotors, so daß es dem äußeren Luftdruck, der durch die öffnung 70 in der Seitenwand 68 des Servomotors auf den Hauptteil 58 der Membran 38 einwirkt, gelingt, die Membran ebenso

Ή wie den Metallkörper 106 nach rechts gegen den Druck der Feder 114 zu verschieben. Dadurch wird einmal der Metallkörper 106 stärker in die öffnung 102 des Vorsprungs 100 hineingeschoben, außerdem erfährt jedoch der Hebel 24 des Gasgestänges 20 eine stärkere

du Kraft in dem Sinne, daß sich die Drosselklappe des Vergasers weiter im Gegenuhrzeigersinnc dreht und eine größere öffnung freigibt. Dadurch erhöht sich die Drehzahl der Brennkraftmaschine und entsprechend die Geschwindigkeit des Fahrzeuges bis ein neuer Gleichen gcwichtszustand erreicht ist. Dabei wird nämlich gleichzeitig mit der Bewegung des Mctallkörpcrs 106 im Hinblick auf die Spule 116, die Teil des Oszillators ist, eine Änderung der Induktivität in der Spule 116 und

somit auch eine Änderung der gesamten Schwingkreisgüte erreicht. Je weiter sich das bewegliche Glied 106 nach rechts bewegt und je weiter es in die Öffnung 102 des Vorsprungs 100 gleitet, um so größer wird die Ausgangsspannung des Oszillators 154. Diese anwachsende Spannung des Oszillators 154 wirkt über den Transistorverstärker 186 ständig auf den Transistor 218 des Differentialverstärkers 204 ein und bewirkt ein Ausgangssignal an den in Darlingtonschaltung arbeitenden Verstärkern 206 und 208, so daß das System bei einer Störung schnell wieder zur Ruhe kommt und nicht überschwingen kann, d. h. daß die Drosselklappe nicht in einem Maß geöffnet wird, die der tatsächlichen Gescliwindigkeitsdifferenz zwischen Soll- und Istwert nicht entspricht, was, wie leicht einzusehen ist, zu einem ständigen Schwingen innerhalb der Regelung des gesamten Geschwindigkeitsregelsystems führen kann.

Wächst die Geschwindigkeit des Fahrzeugs über eine bestimmte vorgegebene gewünschte Geschwindigkeit an, so ergibt sich die umgekehrte Situation und es erfolgt eine entgegengesetzte Regelung, d. h. das den äußeren Luftdruck dem Servomotor zuführende Ventil 80 bewegt sich in Richtung einer weiteren Öffnung und das Vakuum-Ventil 78 beginnt sich stärker zu schließen. Das führt zu einem verstärkten Druck in dem Raum 98, wodurch sich die Platte 58 der Membran 38 nach links bewegt und dadurch der Feder 34, die mit dem Hebel 24 des Gasgestänges verbunden ist, erlaubt, die Drosselklappe 14 in Richtung auf ihre geschlossene Stellung zu bewegen. Dadurch verringert sich die Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine 10 und die Geschwindigkeit des Fahrzeuges. Gleichzeitig wird sich entsprechend dieser Bewegung der Metallkörper 106 nach links aus der Öffnung 102 herausbewegen, wodurch sich auch die Ausgangsspannung des Oszillators 154 verringert und dem Transistor 218 eine geringere Spannung zugeführt wird. Folglich wird diese Spannung, kombiniert mit der sich unter Umständen ändernden, dem Transistor 220 zugeführten Spannung über den Differentialverstärker und die beiden Verstärker 206 und 208 das Regelsystem schnell wieder ins Gleichgewicht bringen, so daß dann das Automobil mit der gewünschten Geschwindigkeit fährt.

Im folgenden soll nochmals darauf eingegangen werden, wieso sich die Oszillator-Ausgangsspannung so linear mit der Veränderung des Metallteiles innerhalb der Spulenöffnung verändern kann. Wie schon erwähnt, befindet sich der Metallteil 106 in seiner in F i g. 1 ausgezogen gezeichneten Stellung, wenn sich auch der Membrankörper und die übrigen Teile des Servomotors 40 und die Drosselklappe 14 in ihrer ausgezogen gezeichneten Stellung befinden In dieser Stellung befindet sich das verbreiterte Ende 108 des Metallkörpers 106 inmitten der Spulenöffnung 116 innerhalb des Vorsprungs 100 des Servomotors. Das entspricht der gezeichneten Stellung des beweglichen Teils 198 in Fig.5. Wenn sich der Hauptteil 58 der Membran 38 in F i g. 1 nach rechts bewegt, und dabei die Drosselklappe 14 durch Vergrößerung des Winkels Θ wie eingezeichnet öffnet, bewegt sich ebenfalls das Metallteil 106 nach rechts, wie in Fi g. 1 gezeigt, so daß weniger und weniger des vorzugsweise fcrromagnctischen Materials mit dem magnetischen Feld, das von der Spule 116 erzeugt wird, verkoppelt ist. Dadurch vergrößert sich die Wechselspannungsamplitiidc des Oszillators 154. Das entspricht in Fig. 5 etwa dem Umstund, wenn sich das bewegliche Teil 198 zusammen mit dem Teil 106 weiter nach unten bewegt, so daß ebenfalls immer weniger des ferromagnetischen Materials mit der Spule 116 verkoppelt ist, wodurch die Ausgangsspannung des Oszillators 154 ansteigt.

Dieses Phänomen ist hauptsächlich durch zwei ι Effekte begründet: 1. Veränderungen in der Induktivität und der Gegeninduktivität in den zwei Hälften der Wicklung 116 und 2. eine Änderung in dem effektiven, dem Schwingkreis zugeordneten Lastwiderstand, der durch die in dem, vorzugsweise ferromagnetischen Material des Metallteils 106 induzierten Wirbelströme bewirkt ist. Je größer der Volumenanteil des ferromagnetischen Materials ist, das mit der Spule 116 magnetisch verkoppelt ist, um so größer wird dieser effektive Lastwiderstand, der als ein dem Schwingkreis

ι ■> zugeordneter Wirkwiderstand bezeichnet werden kann.

Die in Fig. 8 gezeigte Kurve zeigte die Amplitude

der Oszillatorwechselspannung aufgetragen gegen einen Term, der als eingekoppelter Leitwert Ci bezeichnet werden soll. Dieser eingekoppelte Leitwert Crkann durch folgende Gleichung beschrieben werden:

2) In dieser Gleichung bedeuten

L = L\ + L₂ + 2M.

L\ = Induktivität einer ersten Windungshälfte der Spule 116.

Lj= induktivität einer zweiten Windungshälfte der ^iü Spule 116.

/■, = Widerstand der ersten Windungshälfte der Spule

116.
Γ2 = Widerstand der zweiten Windungshälfte der

Spule 116.
^Jj M = Gegeninduktivität der beiden Windungshälften

der Spule 116.
r = der gesamte Lastwiderstand (in Ohm), der mit dem Schwingkreis verbunden ist.

In der F i g. 8 ist weiterhin eingetragen eine Kurve g„„ die den Übertragungsleitwert des Feldeffekttransistors 156 darstellt. Die jeweiligen Schnittpunkte des eingekoppelten Leitwerts Gi mit dem Übertragungsleitwert g_m der FET ergeben die Ausgangsspannung des

•Γ) Oszillators. Wenn sich die Teile und insbesondere der Metallkörper 106 in Fig. 1 in der ausgezogenen Stellung befinden, ergibt sich ein eingekoppelter Leitwert Cf entsprechend der oberen horizontalen Linie parallel zur Abszisse. In diesem Fall entspricht der

'M Schnittpnkt A mit der Kurve g,„ der kleinstmöglichen Amplitude der Oszillatorspannung. Entsprechend der Stellung der Teile bzw. des Metallkörpers 106 in der Spulenöffnung ist also der eingekoppelte Leitwert Cf veränderlich. Dabei stellt der Term rden gesamten, dem

Vi Schwingkreis zugeordneten Lastwiderstand dar, und schließt auch den Lastwiderstand ein, der auf Grund det Wirbelströme, die in dem Metallkörper 106 induziert werden, entsteht. Jc mehr ferromagnetisches Material mit dem magnetischen Feld der Spule 116 verbunden ist,

wi um so größer wird dieser effektive Lastwiderstand und um so größer wird auch der Leitwert Gi werden.

Weiterhin ist festzustellen, daß die Frequenz der Schwingungen des Oszillators 154 sich nur innerhilb eines sehr kleinen Frequenzbereiches ändert, wenn sich

h^ri der Metallkörper 106 innerhalb der Spule verschiebt. Die Hnuptwirkiing, die die Verschiebung des Mctallkörpers 106 innerhalb der Spule hat, ist deshalb die Änderung des dem Schwingkreis zugeordneten Wider-

Standes r auf Grund der in dem Metallkörper induzierten Wirbelstromverluste, jber auch auf Grund der in diesem Materialerzeugten Hystereseverluste. Je großer also das Voluinc/i des magnetischen mit der Spule 116 verkoppelten Materials ist, um so kleiner wird die Schwingungsamplitude sein. Je mehr sich also das Volumen des mit der Spule 116 verkoppelten ferromagnetischen Materials verringert, entsprechend einer Bewegung der Membran 38 und des Metallkörpers 106 nach rechts, wie es den Fig. 1, 3 und 4 entnommen werden kann bzw. entsprechend einer Bewegung des beweglichen Teils 198 in F i g. 5 nach unten, um so größer wird die Schwingungsamplitude des Oszillators sein, da der eingekoppelte Leitwert Gi sich entsprechend der obigen Gleichung verringern wird.

Das Diagramm der Fig. 9 zeigt die Ausgangsspannung Ve des Stellungsfühlers nach der Erfindung in Abhängigkeit von der Membran oder Drosselklappenstellung bzw. von dem Winkel Θ. den die Drosselklappe einnimmt. Die verschiedenen Kurven A bis Cin Fig. 9 sind auf eine unterschiedliche Formgebung des innerhalb der Spule angeordneten Metallkörpers 106 zurückzuführen. Die Spannung Vy ist also eine Funktion des Membranhubs bzw. des Verdrehwinkels Θ der Drosselklappe. Die Funktion kann als eine Kurve beschrieben werden, deren sämtliche Punkte einen positiven Anstieg aufweisen und die so verläuft, daß sie sich irgendwo zwischen den Linien A und C bewegt. Darüber hinaus kann es in einem Geschwindigkeitsregelsystem erwünscht sein, daß der Kurvenanstieg zwischen den beiden Endpunkten, d. h. zwischen Leerlaufstellung der Drosselklappe und Vollast nicht geringer als der Anstieg der Kurve A und nicht größer als die Steigung der Kurve B sein soll.

Es kann wünschenswert sein, eine Ausgangsspannung Ve des Stellungsfühlers zu erzielen, die der Verschiebung oder der Bewegung des Metallkörpers 106 proportional ist. so daß sich die Ausgangsspannung V_n linear mit der Verschiebung des beweglichen Metallteils 106 ändert. Es ist jedoch auch möglich, durch unterschiedliche Profilgebung des Metallteils 106 verschiedene Kurvenverläufe zu erzeugen, die die weiter oben im Zusammenhang mit Fig. 9 beschriebenen Eigenschaften aufweisen.

Natürlich ist es für jeden Fachmann sofort erkennbar, daß der vorzugsweise aus ferromagnetischem Material bestehende Metallteil 106 auch so profiliert werden kann, daß die größte Schwingungsamplitude des Oszillators dann vorliegt, wenn sich das bewegliche Element 198 in Fig. 5 in der dort eingezeichneten Stellung bzw. die Membran 38 der F i g. 1 in der ausgezogen gezeichneten Stellung befindet. Durch eine weitere entsprechende Formgebung des Metallteils 106 ist es dann möglich, Schwingungen mit sich verringernder Amplitude zu erzeugen, wenn sich der Teil 198 in F i g. 5 nach unten bzw. die Membran 38 in F i g. 1 nach rechts bewegt. Zur Erz'Mung eines solchen Kurvenverlaufs ist es lediglich nötig, in den gezeichneten Stellungen nur ein geringes, mit der Spule magnetisch verkoppeltes Materialvolumen vorzusehen. Beispielsweise würde in diesem Fall dann die Fig.4 einen Querschnitt durch das Metallteil 106 bedeuten, wenn sich diese in der Spulenmitte, d. h. wenn sich die Membran 38 in der in Fig. 1 gezeichneten Stellung befindet. Das verdickte bzw. vergrößerte Endteil 108 würde sich dann zwischen den beiden Enden so im Verlauf des länglichen Metallteils 106 befinden, daß der größte Volumenanteil des ferromagnetischen Materials dann mit der Spule 116 magnetisch verkoppelt wäre wenn sich die Membran 38 in der gestricheil angedeuteten Siebung befinden würde. Entsprechend wäre dann die Darstellung der Fig. 3 für die gestrichelte Lage der Membran 38 zuständig.

Auch bei einer solchen Änderung in der äußeren Gestaltung des Met '!!teils 106 könnte die Schaltung der Fig. 5 wie dargestellt verbleiben mit der Ausnahme daß das Meßinstrument 196 umgekehrt geeicht werden müßte, um die Polaritätsumkehr des Ausgangssignals des Verstärkers 186 zu kompensieren. Im Hinblick aul das Schaltungsbeispiel der Fig. 7 brauchte lediglich ein die Polarität drehender einstufiger Verstärker mit der Verstärkung 1 zwischen die Ausgangsklemme 194 des Transistors 186 und der Basiselektrode des Transistors 218 geschaltet werden. Entsprechend würde sich danr mit Verschiebung der Membran 38 des Servomotors 4C nach rechts in Richtung auf die gestrichelt angedeutete Stellung bzw. mit Anwachsen des Winkels θ dei Drosselklappe das Eingangssignal des Transistors 21f erhöhen.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, einen sehi betriebssicheren, dauerhaften und genauen Stellungs fühler bzw. Spannungs/Wegumsetzer zu schaffen, dei hohe Ausgangsspannungsdifferenzen pro Verschie bungseinheit bzw. pro Bewegungsänderung eine; Körpers, dessen Stellung abgetastet werden soll ermöglicht. Darüber hinaus stellt die Erfindung einer genauen, billigen und betriebssicheren Stellungsfühler ir Verbindung mit weiteren bestimmten Anordnungen ir einem Kraftfahrzeug zur Verfügung, wodurch eir Rückführsignal für ein elektronisches Geschwindig keitsregelsystem für das Fahrzeug erzeugt wird.

Hierzu 2 Blatt Zeicliininncn

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Einrichtung zum Umsetzen einer mechanischen Verschiebung bzw. Stellung in eine elektrische Spannung mit einem ständig schwingenden Oszillator, dessen Schwingkreis durch einen sich im Einflußbereich seiner Schwingspule befindlichen beweglichen Metallkörper verschiebungs- bzw. stellungsabhängig bedämpft wird, wobei eine mechanische Verschiebungseinrichtung mit dem Metallkörper verbunden ist, dessen relative Stellung zur Schwingspule durch die Größe der gleichgerichteten Oszillatorspannung angegeben wird, gekennzeichnet durch die Vereinigung folgender Merkmale

   a) die Verschiebungseinrichtung (38) des in einem von der Schwingspule umschlossenen Hohlraum (102) befindlichen Metallkörpers (106) ist mit einem Drosselklappenbetätigungsgestänge (20) einer Drosselklappe (14) in der Ansaugleitung einer Brennkraftmaschine (10) in einem Kraftfahrzeug verbunden, wobei die gleichgerichtete Oszillatorausgangsspannung als Maß für die Drosselklappenstellung dient;

   b) der innerhalb des Hohlraums (102) verschiebbare ferromagnetische Metallkörper (106) weist eine über seine Länge sich ändernde Querschnittsfläche auf, wobei der mit der Spule (116) gekoppelte Volumenanteil des Metallkörpers (106) mit wachsender Drosselklappenstellung abnimmt.