DE2151171A1 - Elektrischer signalgeber - Google Patents

Description

R. 576
8.10.1971 Ka/Wu

Anlage zur
Patentanmeldung

ROBERT BOSCH GMBH, Stuttgart

Elektrischer Signalgeber

Dir.- Kr findung betrifft eine Einrichtung zur Bi Ldung elektrischer Signale, die die Drehzahl und/Oder Winke λ 3 te 1. Lung der Kurbelwelle von Brennkraftmaschinen kennzfil.jhnen, wobei in der Nähe der Kurf>elwel!f -enigstens ein Sensor angeordnet ist, der r-c i Yorb'3ibewegung von mit der Kurbelwelle umlaufenden Teilen el fktri ■: -he SignaLe abgibt*

IWj 1 bekannte., (inl.e rn, Ή- iu Zündanlagen von Brennkrc f t.mao vfjrwen-'ifit wcrd'.-n, wl'-'i -_t.t w^c;cl< ■ -jin rot. L ?,· rand es LM Λ.ζ ^a Λ: nr. «ine»- rvi\.slvli^fitKh-i\ cipiile ν ν he ibt? weg t odf.r· eine rotierende Spui«? an il

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Stuttgart ^R· ⁵⁷° ^Ka/Wu

nem feststehenden Leitstück vorbeigedreht. Je nachdem, mit welcher Geschwindigkeit das Leitstück an der Spule vorbeibewegt wird, wird in der Spule eine Spannung induziert,-die abhängig von der Geschwindigkeit, d. h. von der Drehzahl des rotierenden Teils ist. Das Ausgangssignal ist dabei analog zur Drehzahl dieses rotierenden Teiles. Dieses analoge Ausgangssignal 1st jedoch im Kraftfahrzeug einer Vielzahl von Störungen ausgesetzt, die zur Verfälschung des Signales führen können. So _k treten häufig Störimpulse auf oder durch Temperaturschwankungen, Ψ die gerade im Kraftfahrzeug eine besondere Rolle spielen, erfolgt eine Beeinflußung des Ausgangssignals.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zu schaffen, die ein digitales Ausgangssignal liefert, das charakteristisch für die Drehzahl und/oder die Stellung der Kurbelwelle ist, wobei diese Signale insbesondere bei elektronischen Zündverstellsystemen Verwendung finden sollen, bei denen eine große Genauigkeit und Störsicherheit erforderlich ist.

Diese Aufgabe kann gemäß der Erfindung in zweckmäßiger Weise dadurch gelöst werden, daß pro Umdrehung der Kurbelwelle eine Viel-) zahl von Impulsen gebildet wird, aus denen eine digitale Drehz-ahlinformation und/oder digitale Information über die Winkelstellung der Kurbelwelle ableitbar 1st.

WeLtere zweckmäßige Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen tier Erfindung -arge be η sich in Verbindung mit den Unteransprüchen aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbelnpielen und aus den zugehörigen Zeichnungen.

Es zeigen

Fig. 1 die Anordnung eines Sensors in rJs'hs eines Anlesserzahnkranzes,

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Fig. 2 in schematischer Darstellung die Anordnung eines Anlasserzahnkranzes mit verschiedenen Einzelempfängern, die in Umfangsrichtung des Anlasserzahnkranzes versetzt angeordnet sind,

Fig, 3 die Anordnung von Sensoren, die in axialer Richtung des Zahnkranzes yersetzt angeordnet sind,

Fig. 4 ein Impulsbild, bei dem die Impulse eine Drehzahl information und eine Information über die Zuordnung der Impulse auf die einzelnen Zylinder aufv.eisen und

Fig. 5 ein anderes Impulsbild, das die gleichen Informationen wie das Impulsbild nach Fig. 4 beinhaltet.

In Fig. 1 ist ein Anlasserzahnkranz 10 gezeigt, der üblicherweise zwischen 90 und I50 Zähne 11 an seinem Umfang aufweist. Diesen Zähnen 11 gegenüber ist ein Sensor 12 angeordnet, der beispielsweise nach trägerfrequentem Prinzip arbeiten kann, d. h. die an einer weiter nicht dargestellten Spule im Sensor 12 vorbeibewegten Zähne 11 bedampfen einen Schwingkreis mehr oder weniger, so daß die daraus resultierenden elektrischen Werte des Schwingkreises zur Ermittlung der Drehzahl- bzw. der Winkelstellung der Kurbelwelle herangezogen werden können. Bei der Vielzahl der Zähne 11 des Anlasserzahnkranzes 10 ist es dabei möglich, auch zwischen den einzelnen Zündungen stets eine aktuelle Drehzahlinformation zu erhalten, selbst dann, wenn sich zwischen den einzelnen Zündvorgängen in den verschiedenen Zylindern einer Brennkraftmaschine die Drehzahl ändern sollte.

In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem die. Ausgangsimpulszahl des Sensors 12 noch erhöht werden kann. Dadurch kann die Drehzahlinformation noch genauer gemacht werden, d. h. DrehzahlSchwankungen können noch genauer und noch schneller erfaßt werden. Der Sensor 12 weist zu diesem Zweck beispielsweise vier Einzelempfänger I5, 14, 15 und 16 auf, die in Umfangsrichtung des schematisch angedeuteten Anlasserzahnkranzen 10 versetzt anger.rdnet sind. Während in der Zeichnung der

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empfänger 15 einem Zahn 11 genau gegenübersteht, ist zu diesem Zeitpunkt der Einzelempfänger 14 gegenüber einem Zahn 11' geringfügig versetzt. Der Einzelempfänger 15 ist gegenüber'dem Zahn 11" noch etwas mehr versetzt. Dadurch wird erreicht, daß kurzzeitig hintereinander in den Einzelempfängern Signale ausgelöst werden, die insgesamt gesehen eine Impulsfolge ergeben, die kurz aufeinanderfolgende Impulse aufweist und die Aufschluß über die Drehzahl der Brennkraftmaschine, d. h. der Kurbelwelle und damit des Anlasserzahnkranzes der Brennkraftmaschine geben.

Eine weitere Möglichkeit, die Impulszahl zu erhöhen, ist in Fig. 3 dargestellt. Bei diesem Ausführungsbei.spiel sind Einzelempfänger 17j 18,19 und 20 nicht in Umfangsrichtung des Anlasserzahnkranzes 10/sondern in axialer Richtung des AnlasserZahnkränzeπ 10 versetzt angeordnet. Die Einzelempfänger liegen dabei nebeneinander, wobei der Einzelempfänger 17 einem Zahn 11 des Anlasserzahnkranzes genau gegenübersteht, während die Einzelempfänger 18, 19 und 20 jeweils ein Stück in Umfangsrichtung des Anlasserzahnkranzes 10 versetzt sind. Die Versetzung der Einzelempfänger ist dabei insgesamt geringer als der Abstand der Zähne 11 und 11' am Kopfkreis des Zahnrades. Zudem ist bei dieser Anordnung der Einzelempfänger ein weiterer Einzelempfänger 21 vorgesehen, der eine Information über die Zuordnung der Zündimpulse auf die einzelnen Zylinder der Brennkraftmaschine liefert.

Fig. 4 zeigt ein Impulsbild, das zwei Impulszüge aufweist. Diese Impulsfolgen enthalten Informationen über die Drehzahl der Brennkraftmaschine, die hier ein 8-Zylinder-Kotor ist und über die Winkelstellung der Kurbelwelle. Das Impulsbild bei 22 enthält einen Kurvenzug 23, dem ein Kurvenzug PA überlagert ist. Der Kurvenzug 23 gibt dabei Aufschluß über die Winkelstellung der Kurbelwelle, während die kleinere überlagerte Impulsfolge Aufschluß über die Drehzahl der Brennkraftmaschine liefert. Auch der bei 25 angedeutete Kurvenzuß gibt Aufschluß über die Winkeletellung der Kurbelwelle. Die eingezeichneten Gradzahlen geben dabei Auf-

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Schluß, wie die Stellung der Kurbelwelle ist, wenn die eingezeichneten elektrischen Signale auftreten. Kit einer logischen Schaltung, die beispielsweise ,aus UND- und ODER-Gliedern besteht, kann dann bei dem in Fig. 4- gezeigten Beispiel eines Achtzylindermotors festgestellt werden, welchen Zylindern die Impulse einer Doppelzündanlage zugeleitet werden. Dabei würde beispielsweise bedeuten, daß im Bereich a Zylinder 1 und 4, im Bereich b Zylinder 6 und 7» i^m Bereich c Zylinder 2 und 3 und im Bereich d Zylinder 5 und 8 zündet. Die Informationen über die Drehzahl werden dabei wie beschrieben mit Hilfe von Einzelempfängern nach den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 2 und 3 gewonnen, wobei diese Drehzahlinformation dem ersten Kurvenzug der Information über die Winkelstellung der Kurbelwelle überlagert wird. Diese Informationen über die Winkelstellung der Kurbelwelle werden von Gebereleiiu.-nteii erfaßt, die zusätzliche umlaufende Teile auf der Kurbelwelle erforderlich machen. Die Abtastung kann dabei ebenso wie die Abtastung des Anlasserzahnkranzes .erfolgen. Dabei ist jedoch auch denkbar, daß die Abtastung auf andere Weise, also beispielsweise auf optische Weise erfolgen kann, indem änderungen des Reflexionsfaktors orfaßt werden, wenn ein Zahn oder eine Zahnlücke en einem optischen Gender-Empfänger-System vorbeibewegt werden.

In B¹Ig. 5 ist dargestellt, wie ein Impulsbild, das eine Drehsahl- und Wiiikelinformation für einen Achtzylinder-Motor enthält, aussehen kann. Hierbei iat die Drehzahlinformaticn bei 26 ein selbständiger Kurvenzug, v.ährf.-nJ die Informationen über die Winkelßtellungfin der Kurbelwelle ebenfalls selbständige Kurvpnzüge 2? und ?B rand. Auch hier »τ fr!%l dio beeinfluDung der Geb^r grundcätziieh wie bei den Aunfiuirungsneii-ipielen nach Fig. 1 bi.. 3, wobtii di" lirehz'ih I inform,! Ii on '/,weckmäßigerweise vom Anlanserzahnkranz -augeriommen wird an 1 t'äe -.ILe Winkel Informationen zux'aKzlivAie Gehf*rß,.h ;i.tan uuf -.'.nr Kurbelwelle aufgebracht sind. Eg können »jedoch tu ;li für die Drehzahl informationen zusatz liehe Gebers-rieibf.n auf der Kurbelwelle aufgebr ii-.ht nein.

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Die Abtastung kann wie schon angedeutet auf verschiedene Weise erfolgen, z. B. also mit einem trägerfrequenten System, einem System, bei dem ein Dauermagnet an Induktionsspulen vorbeibewegt wird. An einem System bei dem Feldplatten als Sensoren verwendet werden oder bei einem System, bei dem optische Sender und Empfänger verwendet werden.

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Claims (9)

1. Robert Bosch GmbH _Ώ j-r,,- v^Au-,

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   Ansprüche

   (λ. J Einrichtung zur Bildung elektrischer Signale, die die Drehzahl und/oder Winkelstellung der Kurbelwelle von Brennkraftmaschinen kennzeichnen, wobei in der Nähe der Kurbelwelle wenigstens ein Sensor angeordnet ist, der bei Vorleibevegung von mit der Kurbelwelle umlaufenden Teilen elektrische Signale abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß pro Umdrehung der Kurbelwelle eine Vielzahl von Impulsen gebildet wird, aus denen eine digitale Drehzahlinforination und/oder digitale Information über die Winkelstellung der Kurbelv.elle ableitbar ist.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als umlaufendes Teil zur Beeinflußung des in der Nähr der Kurbelwelle angebrachten Sensors ein axif der Kurbelwelle dor Brennkraftmaschine angebrachter Anlasserzahnkrarz (10) Verwendung findet.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Nähe der Kurbelwelle angebrachte Sensor (12) von den an ihm vorbeibewegten Zähnen (11) des AnlasserZahnkranzes (10) beeinflußbar ist.

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4. 4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 "bis 3> dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (12) mehrere Einzelempfänger (13 "bis 16) aufweist, die in Umfangsrichtung des Anlasserzahnkranzes

   (10) versetzt angeordnet sind, wobei die Abstände der Zähne

   (11) am Kopfkreis und die Abstände der Einzelempfänger (13 bis 16) voneinander verschieden sind.
5. 5· Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, daß in Achsrichtung des Zahnrades (10) versetzt mehrere Einzel empfänger (13 bis 16) angebracht sind, deren Abstand in Umffuigsrichtung kleiner als der Abstand zweier Zähne (11) am Kopfkreis des Zahnrades (10) ist.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur

   Beeinfl\ißunp des ßensors (12) bzw. der Einzelempfänger (1J fc bis 16) wenigstem? ein zusätzlich zum Anlasserzahnkranz (-10) mit der Kurbelwelle umlaufendes !feil vorgesehen ist.
7. 7« Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Gewinnung einer digitalen Information über die Winkelstellung der Kurbelwelle wenigstens ein weiteres umlaufendes Teil auf der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine angebracht ist, das wenigstens einen Einzelempfänger in bestimmten Winkelbereichen der Kurbelwolle in unterschiedlicher Weise beeinflußt.

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8. 8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Geber als optische Geber ausgebildet sind.
9. 9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadiirch gekennzeichnet, daß die Geber als trägerfrequente Geber ausgebildet sind.

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