DE2248917A1

DE2248917A1 - DEVICE FOR MEASURING THE ENGINE SPEED

Info

Publication number: DE2248917A1
Application number: DE19722248917
Authority: DE
Inventors: Eric Harold Ford
Original assignee: Lumenition Ltd
Current assignee: Lumenition Ltd
Priority date: 1971-10-06
Filing date: 1972-10-05
Publication date: 1973-04-12
Also published as: ES407677A1; CA990381A; FR2156067B1; FR2156067A1; BR7206983D0; AU4744572A; GB1351049A; IT966209B; JPS4846371A; SE378458B; AU460869B2

Description

PATENTANWÄLTE Dipl.-Ing. WERNER COHAUSZ- Dipl.-Ing. WILHELM FLORACK. Dipl.-Ing. RUDOLF KNAUFPATENT LAWYERS Dipl.-Ing. WERNER COHAUSZ- Dipl.-Ing. WILHELM FLORACK. Dipl.-Ing. RUDOLF KNAUF

4 Düsseldorf, Sdiumannstraße 97 <£ £■ ^ O " I /4 Düsseldorf, Sdiumannstrasse 97 <£ £ ■ ^ O "I /

Lumenition LimitedLumenition Limited

GB-London S.E.1GB-London S.E.1

77-85 Newington Causeway 2. Oktober 197277-85 Newington Causeway October 2, 1972

Device for measuring the engine speed

Die Erfindung betrifft eine Torrichtung zur Messung der Motorendrehzahl. The invention relates to a door device for measuring the engine speed.

Die herkömmliche Art zur Messung der Motorendreahzahl besteht darin» ein Kabel mittels Zahnräder zwischen die Antriebswelle vom Motor und einen Drehzahlmesser in herkömmlicher Ausführung zu schalten. Diese herkömmliche !Technik hat den Nachteil, daß es sich dabei um eine mechanische Verbindung handelt, die damit Verschleiß und schließlich einem Ausfall ausgesetzt ist. Als Folge der Trägheit des Messers folgt der Zeiger außerdem nicht genau plötzlichen Änderungen in der Drehzahl, da bei dessen Überdämpfung seine Ansprechung träge ist und bei dessen Unterdämpfung seine Ansprechung zu einem Überschießen und zu einem Schwingen des Zeigers führt.The conventional way of measuring the engine end speed is » to connect a cable by means of gears between the drive shaft of the engine and a tachometer in conventional design. This conventional technique has the disadvantage that it involves a mechanical connection, which leads to wear and tear and ultimately is subject to failure. Also, as a result of the inertia of the knife, the pointer does not accurately follow sudden changes in the Speed, because when it is overdamped, its response is sluggish and when it is underdamped, its response to overshoot and leads to oscillation of the pointer.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile ganz oder teilweise zu beseitigen.The invention is therefore based on the object of completely or partially eliminating these disadvantages.

Erfindungsgemäß ist eine Vorrichtung zum Messen der Motorendrehzahl vorgesehen, die gekennzeichnet ist durch Mittel zur Erzeugung einer Spannung in Rechteckwellenform mit zwei Spannungszuständen in Synchronisation zu den Motorumdrehungen, wobei das Impulstastverhältnis bei jeder Motorendrehzahl eine Konstante ist, Torschaltmittel zur Ermöglichung eines Durchgangs von Impulsen nur während einer bestimmten Zeit, einen Ringzähler zur Zählung der Impulse, die durch die Torschaltmittel gehen, und Mittel zur Anzeige der Zählung des Ringzähler s der Lieferung einer Sichtanzeige der Motorendrehzahl.According to the invention is a device for measuring the engine speed provided, which is characterized by means for generating a voltage in square wave form with two voltage states in synchronization to the motor revolutions, the pulse duty factor being a constant at each motor speed, gate switching means for Allowing a passage of impulses only during a certain time, a ring counter to count the impulses caused by the Gate switching means go, and means for displaying the count of the ring counter s the supply of a visual indication of the engine speed.

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Wa/Ti _ 2 -Wa / Ti _ 2 -

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Vorzugsweise handelt es sich bei den Mitteln zur Anzeige der Zählung des Ringzählers um eine Serie von Galliumphosphidlampen, die in einer Folge von dem Hingzähler eingeschaltet werden und jeweils wieder ausgeschaltet werden, sobald die nächste Lampe in der Folge eingeschaltet worden ist.The means for displaying the count are preferably involved of the ring counter by a series of gallium phosphide lamps that are switched on in a sequence by the hanging counter and are switched off again as soon as the next lamp in the sequence has been switched on.

Die Erfindung wirdnachstehend an Hand der Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen sind:The invention is explained in more detail below with reference to the drawings. In the drawings are:

Fig. 1 eineschematische Sarstellung in der Form eines Blockschaltschemas, die eine bevorzugte Ausführung für eine Vorrichtung zur Messung der Motorendrehzahl zeigt,1 is a schematic representation in the form of a block diagram showing a preferred embodiment for a device for measuring the engine speed shows

Fig. 2 ein Schnitt in Querrichtung durch eine bevorzugte Ausführung2 shows a section in the transverse direction through a preferred embodiment

einer Vorrichtung zur Lieferung von Spannungsimpulsen synchron zu den Motorenumdrehungen,a device for supplying voltage pulses synchronously with the motor revolutions,

Fig. 3 eine Vorderansicht der Zerhackerscheibe, mit der in der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung gearbeitet wird,Fig. 3 is a front view of the chopper disk, with which in Fig. 2 is being worked,

Fig. 4 ein Schaltschema eines bevorzugten Ausführungsbeispiels eines Schnellumkehr-Schalttriggers,Fig. 4 is a circuit diagram of a preferred embodiment of a Quick reverse switching trigger,

Fig. 5 ein Schaltschema mit Einzelheiten, das einen der VerstärkerFigure 5 is a detailed circuit diagram showing one of the amplifiers

zeigt, die an einen Ausgang des in Fig. 1 gezeigten Ringzählers angeschlossen sind, undshows which are sent to an output of the ring counter shown in FIG are connected, and

Fig. 6 eine graphische Barstellung zweier Kurven, die die Funktionsbeschreibung der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung erleichtern.6 shows a graphic representation of two curves which facilitate the functional description of the device shown in FIG.

Gemäß Fig. 1 weist die Vorrichtung eine Quelle elektromagnetischer Strahlung 2 auf, die vorzugsweise eine Galliumarsenidlampe ist, die Strahlung im Infrarotbereich des elektromagnetischen Spektrums aussendet, ferner eine Strahlungszerkhackerscheibe 4» die auf einer Welle 6 sitzt, welche synchron zum Motor mit der Drehzahl der Nockenwelle angetrieben wird, einen elektromagnetischen Strahlungsdetektor 8, bei dem es sich vorzugsweise um einen Photogransistor oder um ein Photo-Darlingtonpaar handelt, einen Schnellumkehr-Schaltverstärker 10, eine Isolierstufe 11, eine iirbetatigte Torsdmltung 12, einen Ringzähler 14, Verstärker 16(1) bis (I6(mn), die mit jedem der n-AuegängeAccording to Fig. 1, the device has a source of electromagnetic Radiation 2, which is preferably a gallium arsenide lamp, the Emits radiation in the infrared range of the electromagnetic spectrum, furthermore a radiation chopper disk 4 »which sits on a shaft 6, which is driven synchronously with the engine at the speed of the camshaft, an electromagnetic radiation detector 8, which is preferably a photogransistor or a Photo-Darlington pair, a fast reversing switching amplifier 10, an isolation stage 11, an iirbetatigte gate circuit 12, a ring counter 14, amplifiers 16 (1) to (I6 (mn), which are connected to each of the n outputs

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verbunden sind, die von dem Ringzähler Η kommen, und eine Serie von sichtbaren Moden 18(1) bis 18(n), vorzugsweise Galliumphosphidlampen, die mit den betreffenden Verstärkern 16(1) bis I6(n) verbunden sind.coming from the ring counter Η and a series of visible modes 18 (1) to 18 (n), preferably gallium phosphide lamps, which are connected to the respective amplifiers 16 (1) to I6 (n) are.

Gemäß Fig. 2 und 3 weist die Vorrichtung zur Lieferung von Spannungsimpulsen synchron zu den Motorumdrehungen ein Gehäuse 1 in der Form eines zylindrischen Bechers auf, der ein Mittelloch hat, in der ein Gehäuselager 5 sitzt. !Die Zerhackerscheibe 4t die die Form eines Malteserkreuzes hat, sitzt auf einer Welle 6, die von der Nockenwelle des Motors angetrieben wird und vom Lager 5 gelagert wird.. Am Gehäuse 1 sitzt eine U-föimige Halterung 7, die an den Saden des TTs die Galliumars enidlaape 2 und den Phototransistor 8 lagert, wobei diese beiden Elemente so angeordnet sind, daß sie aufeinander zu über einen Spalt hinweg gerichtet sind, in dem sich der äußere Band der Zerhackerscheibe 4 bewegt.According to FIGS. 2 and 3, the device for supplying voltage pulses in synchronism with the motor revolutions has a housing 1 in the form of a cylindrical cup that has a central hole in which a Housing bearing 5 is seated. ! The chopper disk 4t has the shape of a Maltese cross has, sits on a shaft 6, which is driven by the camshaft of the engine and is supported by the bearing 5. On the housing 1 sits a U-shaped bracket 7, the Galliumars on the Saden of the TTs enidlaape 2 and the phototransistor 8 superimposed, these two Elements are arranged so that they are directed towards each other across a gap in which the outer band of the chopper disc 4 moves.

Sie Zerhaekerscheibe $4» die gemäß der Sarstellung die Form eines Malteserkreuzes hat, ist *o ausgelegt, daß sie eine ⁿEIN"-Periode von 60° und eine "AUS"-Periode von 30° der Nockenwellendrehung liefert. Es versteht sich, daß das Impulstastverhältnis eines solchen Ausgangs 2:1 ist und konstant bleibt, unabhängig von den Umdrehungen des Motors pro Minute.The according to the Sarstellung has the shape of a Maltese cross Zerhaekerscheibe $ 4 "is * o designed such that it provides an ⁿ ON" period of 60 ° and an "off" period of 30 degrees of cam shaft rotation, it is understood that the. The pulse duty factor of such an output is 2: 1 and remains constant, regardless of the number of revolutions per minute of the motor.

Siein Fig. 2 und 3 gezeigte Vorrichtung ist für einen 4-Zylindermotor ausgelegt und wird auch verwendet, um einen getrennten Ausgang für das Zündsystem des Motors zu erzeugen, der aus der britischen Patentschrift 1 219 ·33 bekannt ist. Ss versteht sich, daß für einen n-Zylindermotor n-Sohlitze in der Zeerhacekerscheibe 4 vorgesehen werden.The device shown in Figures 2 and 3 is for a 4-cylinder engine and is also used to produce a separate output for the engine's ignition system, which is disclosed in UK Patent Specification 1 219 x 33 is known. It goes without saying that for an n-cylinder engine n-base seats are provided in the Zeerhacekerscheibe 4.

Sie Isolierstufe 11, die zwischen dem Schnellumkehr-Schaltverstärker 10 und der uhrbetätigten forschaltung 12 angeordnet ist, besteht aus einem Transistor 20 und Steuerelektroden- und Kollektorwiderständen 22 bzw. 24. 'You isolation level 11, which is between the fast reversing switching amplifier 10 and the clock-operated advance circuit 12 is arranged, consists of a transistor 20 and control electrode and collector resistors 22 and 24, respectively. '

In Fig. 4 weist der Sohnellumkehr-Sehalttrigger eine Eeihe von Trans-In Fig. 4, the sonic reversal hold trigger has a series of trans-

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istören 40, 42, 44 und 46 auf, die kaskadenfSrmig geschaltet sind, um im umgekehrten Verhältnis ineinander eu schalten. Der Ausgang τοη dem Kellektor des Phetotransistors · ist mit der Steuerelektrode des ersten Transistors 40 verbunden. Jede Stufe des Triggers ist so angeordnet, daß der Ausgang rom Kollektor direkt an die Steuerelektrode des nächsten Transistors angelegt wird. Alle Bsissionselektroden sind an Masse angelegt, und die Kollektoren des Photοtransistors S und der Betreffenden Transistoren 40 bis 46 sind mit dem Pluspol einer Batterie 5· über betreffende Widerstände 4«, 50, 52, 54 und 56 verbunden. Der Ausgang rom Kellektor 46 ist mit dem Widerstand 22 in der Isolierstufe 11 verbunden.istoren 40, 42, 44 and 46, which are connected in a cascade to switch into each other in the opposite proportion. The output τοη the Kellektor of the Phetotransistor · is with the control electrode of the first transistor 40 connected. Each stage of the trigger is arranged so that the output from the collector is applied directly to the control electrode of the next transistor. All bias electrodes are connected to ground, and the collectors of the photo transistor S and the relevant transistors 40 to 46 are one with the positive pole Battery 5 · connected via respective resistors 4 ″, 50, 52, 54 and 56. The output rom Kellektor 46 is connected to the resistor 22 in the insulating stage 11.

Jeder Verstärker 16(1) bis I6(n) besteht aus svei Transistoren 26 und 28, deren Esissioneelektroden an Masse angelegt sind und deren Kollektoren mit einer positiven Spannung über Widerstände JO biw. 32 verbunden sind. Die beiden Transistoren 26 und 2· sind so angeordnet, daß sie umgekehrt zueinander schalten. Ein Widerstand 34 verbandet die Steuerelektrode des ersten Transistors 26 mit einem der Ausgänge 13(1) bis 15(n) des Einzahlers I4. Ein Widerstand 36 ist in Reihe mit einer Sichtdiode 16 zwischen die Plusfspannung und Masse geechaltet. Sie Ausgangsspannung, die an der Kollektorelektrode des Transistors 2· erscheint, ist an die Anode der Diode 18 angelegt.Each amplifier 16 (1) through I6 (n) consists of transistors 26 and 26 28, whose emission electrodes are connected to ground and whose collectors are connected to a positive voltage via resistors JO biw. 32 are connected. The two transistors 26 and 2 are arranged so that they switch inversely to each other. A resistor 34 connected the control electrode of the first transistor 26 with one of the outputs 13 (1) to 15 (n) of the depositor I4. A resistor 36 is in series with a view diode 16 geechetzt between the plus voltage and ground. You output voltage appearing at the collector electrode of the transistor 2 · appears is applied to the anode of the diode 18.

Wenn kein Spannungsimpuls an einem Ausgang 15 des Ringzählerβ 14 vorhanden ist, ist der Transistor 26 nicht leitend, und der Transistor 28 ist im eingeschalteten Zustand voll gesättigt. Bas bedeutet, daß keine Spannung an der Diode 18 vorhanden ist, so daß sie nicht eingeschaltet wird. Wenn ein Spannungsimpuls an dem Ausgang 15 erscheint, schalten beide Transistoren auf die jeweils entgegengesetzte Funktion, und die Diode 18 wird dann mit Strom über den Widerstand 36 versorgt und bleibt eingeschaltet, solange die Spannungimpulee am Ausgang 15 vorhanden sind.If there is no voltage pulse at an output 15 of the ring counter 14, the transistor 26 is not conductive, and the transistor 28 is fully saturated when switched on. Bas means that there is no voltage across diode 18 so that it is not turned on. If a voltage pulse appears at output 15, switch both transistors to the opposite function, and the diode 18 is then supplied with current via the resistor 36 and remains switched on as long as the voltage pulse at output 15 available.

In einer bevorzugten Form hat der Singzähler 14 dreißig Ausgänge 15· Die uhrbetätigte Torschaltung 12 ist mit ihrer Zeitgabe so einge-In a preferred form, the sing counter 14 has thirty outputs 15 · The clock-operated gate circuit 12 is set with its timing so

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richtet, daß bei höchster Motorendrehzahl die Torschaltung 12 lange genug offen bleibt, um einen Durchgang von dreißig Impulsen zum Ringzähler 14 zu ermöglichen* Bei Motorendrehzahlen unter dem Maximum kommt eine geringere Zahl von Impulsen am Ringzähler 14 au» ehe die Torschaltung schließt. Gemäß Fig. 6 zeigt die Kurve (a) die Zeit, während der die Torschaltung 12 offen ist. Wenn die uhrbetätigte Tor-s schaltung bereit zum Öffnen ist, d.h. nach einer bestimmten Zeit, nachdem sie zum letzten Male geschlossen war, triggert der vordere* Rand der ersten einlaufenden Rechteckwelle zum Durchgang durch die Isolierstufe 11 die Torschaltung 12 in ihre offene Stellung. Sie bleibt dann eine bestimmte Zeit lang geöffnet. Gemäß der Darstellung in der Kurve (b) in Fig. 6 werden sechs Hechteckwellenimpulse durch die Torschal-, tung 12 gelassen, wobei die siebte Welle in der Folge abgeschnitten wird. Der Ringzähler 14 arbeitet so, daß Spannungsimpulse in einer Folge angelegt werden, beginnend am ersten Ausgang 13(1)» wobei der zweite Impuls, der durch die Torschaltung gegangen ist, an den zweiten Ausgang 15(2) angelegt wird usw. Diese sechs Impulse, die durch die Torschaltung gehen, während sie offen ist; Herden dann in den betreffenden Verstärkern 16(1) bis 16(6} verstärkt, und die Sichtdioden 18(1) bis 18(6) werden in einer Folge eingeschaltet. Wenn diese Dioden 18(i) bis 18(n) eein einer geraden Linie oder in einem Kreis angeordnet sind, führt die wiederholte Felgefunktion der Dioden zu einer beständigen Linie oder einem beständigen Bogen, die bzw. der direkt die Umdrehungen des Motors anzeigt.directs that at the highest engine speed the gate circuit 12 remains open long enough to allow a passage of thirty pulses to the ring counter 14 According to FIG. 6, curve (a) shows the time during which the gate circuit 12 is open. When the clock-operated gate circuit is ready to open, ie after a certain time after it was closed for the last time, the front * edge of the first incoming square wave triggers the gate circuit 12 into its open position for passage through the insulating stage 11. It then remains open for a certain period of time. As shown in curve (b) in FIG. 6, six pike wave pulses are passed through gate circuit 12, the seventh wave being cut off in the sequence. The ring counter 14 works so that voltage pulses are applied in a sequence, starting at the first output 13 (1) »with the second pulse that has passed through the gate circuit being applied to the second output 15 (2), and so on. These six pulses going through the gate while it is open; Herds are then amplified in the respective amplifiers 16 (1) to 16 (6} , and the view diodes 18 (1) to 18 (6) are switched on in sequence Line or circle, the repeated rim function of the diodes results in a steady line or arc that directly indicates the revolutions of the motor.

Vorzugsweise stellt für einheimische Fahrzeuge jede Diode eine Drehzahlstufe von 250 UpM dar, so daß bei dreißig Dioden eine maximale Drehzahl von 7500 angezeigt werden kann. Wenn jedoch eine genauere Anzeige erforderlich ist, können doppelt so viele Lampen verwednet werden. Außerdem kann der Bereich ausgedehnt werden, um UpM über 75OO hinaus für Sport- und/oder Rennwagen anzuzeigen.Preferably, each diode represents a speed level for domestic vehicles of 250 rpm, so that with thirty diodes a maximum Speed of 7500 can be displayed. However, if a more precise Display is required, twice as many lamps can be used will. In addition, the range can be expanded to show RPM beyond 7500 for sports and / or racing cars.

Da die vorstehend beschriebene Vorrichtung zur Messen der Motorendrehzahl ganz elektronisch ist, unterliegt sie keinem mechanischen Ausfall, und die Ansprechnung erfolgt sofort, unabhängig von der Beschleunigung oder Verzögerung des Motors.As the above-described device for measuring the engine speed is completely electronic, it is not subject to mechanical failure, and the response is immediate, regardless of the acceleration or deceleration of the motor.

Patentansprüche 309815/0900Claims 309815/0900

Claims

Pat ent anaprttchePat ent anaprtche

Vorrichtung zum Messen der Metorendrehzahl, gekennzeichnet durch Mittel zur Erzeugung einer Spannung in Rechteekwellenfora ait zwei Spannungszuständen synchron zu den Metorumdreheungen, wobei das Iapulsahstastverhältnis für jede Motorendrehzahl konstant ist, Torschal taittel, die einen Durchgang der Iapulse nur für eine »estiaate Zeit ermöglichen, einen Ringzähler zum Zählen der Iapulse, die durch die Torschaltung gegangen sind, und Mittel zur Anzeige der Zählung des Ringzählers zur Sichtanzeige der Motorendrehzahl.Device for measuring the speed of rotation of the meter, characterized by Means for generating a voltage in square wave form ait two Tension states synchronous with the rotation of the metor, whereby the pulse duty factor is constant for each engine speed, gate scales which allow the pulse to pass through only for one time Time allow a ring counter to count the Iapulse that goes through the gate has gone, and means for displaying the count of the ring counter for visual display of the engine speed.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Anzeige der Zählung des Ringzählers eine Folge von Sichtdioden sind, die in einer Folge voa Ringzähler eingeschaltet werden und jeweils wieder ausgeschaltet werden, sobald die nächste Laape in der Folge eingeschaltet worden ist.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the means for displaying the count of the ring counter are a sequence of viewing diodes which are switched on in a sequence and voa ring counter be switched off again as soon as the next laape in the sequence has been switched on.

3. Vorrichtung nach Ansprrti 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Erzeugung einer Spannung in Rechteckwellenfora eine Quelle elektromagnetischer Strahlung, einen strahlungseapfindlichen Detektor, und ein Element aufweisen, das für die elektromagnetische Strahlung undurchlässig ist und mindestens ein Loch aufweist, derart, daß die am Detektor ankommende elektromagnetische Strahlung unterbrochen wird, wobei das Element synchron zum Motor angetrieben ist, derart, daß der Detektor einen Rechtekcwellenausgang erzeugt.3. Device according to Ansprrti 1, characterized in that the means a source of electromagnetic radiation, a radiation-sensitive detector, to generate a voltage in square wave format, and an element which is opaque to the electromagnetic radiation and has at least one hole such that the electromagnetic radiation arriving at the detector is interrupted, the element being driven synchronously with the motor, such that the Detector produces a square wave output.

4· Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schnell« umkehr-Schalttrigger zwischen dem Ausgang des Detektors und dem Torschal tmitteln vorgesehen ist.4. Device according to claim 3, characterized in that a rapid « Reverse switching trigger is provided between the output of the detector and the gate switching means.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß eine Tranaistorisolierstufe zwischen dem Ausgang des Schnell-umsohalt-Triggers und den Torschaltmitteln vorgesehen ist.5. Apparatus according to claim 4 »characterized in that a Tranaistorisolierstufe between the output of the Schnell-umsohalt trigger and the gate switching means is provided.

6. Vorrichtng nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß so viele getrennte identische Verstärkerstufen wie Siohtdioden vorhanden sind, die jeweils zwischen einen Ausgang des Ringzählers und eine betreffen-6. Vorrichtng according to claim 2, characterized in that as many separate identical amplifier stages such as Siohtdioden are available, each between an output of the ring counter and a relevant

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de Sichtdiode angeordnet sind.de sight diode are arranged.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sichtdioden Galliumphosphidelampen sind.7. Apparatus according to claim 6, characterized in that the Viewing diodes are gallium phosphide lamps.

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