DE2257331A1

DE2257331A1 - Geschwindigkeitsfuehler

Info

Publication number: DE2257331A1
Application number: DE2257331A
Authority: DE
Inventors: Kosaku Baba; Kiyoshi Wazawa
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1971-12-06
Filing date: 1972-11-22
Publication date: 1973-10-11
Also published as: FR2162366A1; FR2162366B1; GB1406287A; US3811056A

Description

PATENTANWALTS BÜRO ThOMSEN - TlEDTKE - BüHLING

TEL. (0611) 53 0211 53 0212	TELEX: £,-24 SO., iopat	N W Ä L T E
	PATENTA	Frankfurt/M.: Dipl.-Ing. W. Weinkauff
2257331	München: Dipl.-Chem.Dr.D.Thomsen	(Fuchshohl 71)
	Dipl.-Ing. H. Tiedtke
	Dipl.-Chem. G. Bühling
	Dipl.-Ing. R. Kinne
	Dipl.-Chem. Dr. U. Eggers

8000 München 2

Kaiser-Ludwig-Platz6 21. Nov. 1972

Nissan Motor Company, Limited Yokohama City, Japan

Geschwindigkeitsfühler

Die Erfindung bezieht sich auf Geschwindigkeitsfühler und insbesondere auf einen Geschwindigkeitsfühler, der ein elektrisches Signal erzeugen kann, das die Drehzahl eines Drehelements anzeigt.

Der im folgenden beschriebene Geschwindigkeitsfühler kann in verschiedener Weise in der Industrie Verwendung finden; er eignet sich besonders vorteilhaft zur Messung der Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs und erzeugt ein elektrisches Signal, das der Fahrzeuggeschwindigkeit bzw. der Drehzahl der Radachse des Fahrzeugs proportional ist. Der erfindungsgemäße Geschwindigkeitsfühler wird nachstehend in Verbindung mit

3 Π 9 ft L 1 / 0 7 £ 1

einem Kraftfahrzeug beschrieben, wobei er in letzteres eingebaut ist. Dies ist jedoch lediglich ein Beispiel; der hier beschriebene Geschwindigkeitsfühler ist auch bei anderen Einrichtungen, bei denen Drehbewegungen auftreten, anwendbar.

Forschung und Entwicklung sind zur Vergrößerung der Sicherheit und Zuverlässigkeit und zur Vereinfachung des Fahrens von Kraftfahrzeugen auf Suche nach verschiedenen elektrischen Steuereinrichtungen zur Verwendung beispielsweise bei Antischleudersystemen, elektrisch gesteuerten Kraftübertragungssystemen, Kraftstoffeinspritzsystemen und automatischen Drehzahlsteuersystemen. All diese Systeme operieren aufgrund von Signalen, welche die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs darstellen, und damit die Systeme mit ausreichender Genauigkeit gesteuert werden, ist es von großer Wichtigkeit, daß die Signale über den gesamten Geschwindigkeitsbereich genau auf die Fahrzeuggeschwindigkeit ansprechen. Die bekannten Geschwindigkeitsfühler sind normalerweise Wirbelstrom-Dynamometer oder magnetische Induktions-Tachometergeneratoren, bei denen die Nachteile auftreten, daß sich die Energie des Ausgangssignals in kritischer Weise verringert, wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit dem Nullwert nähert, und infolgedessen die zugeordneten Arbeitssysteme nicht mehr mit der erforderlichen Genauigkeit gesteuert werden. Um diese Schwierigkeiten zu überwinden, verwenden verbesserte Tachometergeneratoren zur Erhöhung des Energiepegels der erzeugten Signale eine erhöhte Anzahl von Polstücken, die jedoch bei Kraftfahrzeuggeschwindigkeiten nahe Null dennoch keine ausreichende Signalpegel liefern. Eine prä-

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zise Geschwindigkeitsmessung in der Umgebung von Null kann durch Verwendung von stroboskopischen Geschwindigkeitsmessern erreicht werden, die bisher bei. verschiedenen Meßinstrumenten verwendet wurden. Meßeinrichtungen dieser Art sind jedoch wegen ihres mit den begrenzten Arbeitsräumen bei Kraftfahrzeugen unzuvereinbarenden beträchtlich großen Aufbaus nicht als selbsttätige Geschwindigkeitsfühler akzeptierbar, und wegen des Fehlerrisikos, das durch einen Teil der Einrichtungen darstellende Lampen auftritt.

Darüberhinaus werden Geschwindigkeitsfühler für Kraftfahrzeuge normalerweise in Verbindung mit Ausladungen des Getriebes angeordnet, die im Betrieb einem Temperaturwechsel ausgesetzt sind. Die Temperaturen in der Umgebung der Getriebeausladungen variieren von .-30⁰C bls->-100°C, und damit werden die durch die Geschwindigkeitsfühler gelieferten Signale mehr , oder weniger durch die Temperaturänderungen beeinflußt. Um die Zuverlässigkeit und die Arbeitsgüte der Geschwindigkeitsfühler aufrecht zu erhalten, ist es daher höchst wünschenswert, daß die sich aus den Temperaturänderungen ergebenden Fehler kompensiert werden, bevor die Signale von den Fühlern abgegeben werden.

Mit der Erfindung wird daher ein verbesserter Geschwindigkeitsfühler geschaffen, der genau auf die Drehzahl eines Drehelements anspricht.

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Mit der Erfindung wird ferner ein Geschwindigkeitsfühler geschaffen, der ein Signal liefern kann, das die Drehzahl des Drehelements genau repräsentiert, selbst wenn die Drehgeschwindigkeit in der Umgebung von Null liegt.

Mit der Erfindung wird weiterhin ein Geschwindigkeitsfühler geschaffen, der einen kompakten und klein bemessenen Aufbau hat, der leicht in einen begrenzten Arbeitsraum eingebaut werden kann und außerdem wirtschaftlich herzustellen ist.

Weiterhin wird mit der Erfindung ein Geschwindigkeitsfühler geschaffen, der größere Zuverlässigkeit und eine verlängerte Lebensdauer besitzt und unter schweren Betriebsbedingungen angewendet werden kann.

Weiterhin wird mit der Erfindung ein Geschwindigkeitsfühler geschaffen, der eeschwindigkeitsangebende Signale erzeugen kann, die unabhängig von Änderungen der Umgebungstemperatur ausreichend genau sinct.

Weiterhin wird mit der Erfindung ein Geschwindigkeitsfühler zur Verwendung bei verschiedenen Steuersystemen von Kraftfahrzeugen geschaffen.

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Der erfindungsgemäße Geschwindigkeitsfühler besitzt eine Lichtquelle, eine im Abstand von der Lichtquelle befindliche lichtempfindliche Einrichtung zur Erzeugung- eines elektrischen Signals in Abhängigkeit von einer Beleuchtung durch von der Lichtquelle auffallendes Licht₉ eine Laufscheibe, die eine Vielzahl von an ihrem Umfang angeordnete Löcher aufweist und zwischen der Lichtquelle und der lichtempfindlichen Einrichtung angeordnet ist und mit einer Drehzahl angetrieben wird, die der zu messenden Drehzahl im wesentlichen proportional ist, womit die ermittelte Drehzahl repräsentierende elektrische Impulse geliefert werden, und eine Kompensiereinrichtung zum Kompensieren von Fehlern, die in den Impulsen durch Änderung der Fühlerumgebungstemperatur auftreten.

3 0 S 811 fO'7

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Geschwindigkeitsfühlers;

Fig. 2 eine Draufsicht einer mit Öffnungen versehenen Laufplatte, welche einen Teil des Geschwindigkeitsfühlers gemäß Fig. 1 darstellt;

Fig. 3 eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung von Kurven des Ansprechens auf Dunkelheit und Licht eines im Geschwindigkeitsfühler gemäß Fig. 1 verwendeten Photoelements; und

Fig. h eine bevorzugte Schaltungsanordnung, die einen Teil des Geschwindigkeitsfühlers bildet.

Gemäß Fig. 1 weist der erfindungsgemäße Geschwindigkeitsfühler ein Gehäuse 10 auf, an dem durch Lager I^ und 16 eine Drehwelle 12 gelagert ist. Das Gehäuse 10 besteht normalerweise aus Aluminiumguß und ist gegenüber einer Einrichtung mit einem (nicht dargestellten) Rotationselement stationär ange ordnet, dessen Drehzahl gemessen wird. Die Drehwelle 12 ist

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somit über eine,Zwischenwelle 18 mit dem Rotationselement verbunden und wird von diesem angetrieben. Wenn der Geschwindigkeitsfühler speziell bei einem Kraftfahrzeug - wie bereits erwähnt - verwendet wird, ist das Gehäuse 10 normalerweise durch eine überwurfmutter 20 an dem Aufbau für den Auslaß eines Getriebedrehzahlmesserkabels angeordnet. Hierbei ist die Zwischenwelle 18 an eine (nicht gezeigte) Antriebswelle des Getriebedrehzahlmesserkabels angeschlossen.

Die Drehwelle 12 trägt eine Laufscheibe 22, die mit der Welle 12 innerhalb des Gehäuses 10 drehbar ist* Wie besser aus Fig. 2 ersichtlich ist, besitzt diese Laufscheibe 22 (Drehscheibe) an ihrem Umfang eine Anzahl in regelmäßigem Abstand stehenden öffnungen 24. Für die Messung der Fahrzeuggeschwindigkeit ist es vorteilhaft, daß 60 oder 120 öffnungen mit 0,2 mm x 1,2 mm in der Laufscheibe mit 0,2 mm Stärke durch ein Photoätzverfahren gebildet werden. Auf dem Gehäuse 10 werden eine geeignete Lichtquelle 26 und eine geeignete lichtempfindliche Einrichtung 28 getragen und auf beiden Seiten der Drehscheibe 22 und in Fluchtung mit den öffnungen 24 in der Scheibe 22 angeordnet, wie dies aus Fig. 1 ersichtlich ist. Die lichtempfindliche Einrichtung 28 kann ein elektrisches Signal erzeugen, wenn sie von der Lichtquelle 26 durch die" öffnungen 24 in der Laufscheibe 22 bestrahlt wird. Die lichtempfindliche Einrichtung kann somit ein Phototransistor oder ein geeigneter photoelektrischer Halbleiter, beispielsweise ein Solarzelle, sein. Die Lichtquelle 26 kann andererseits eine übliche Wolframfadenlampe oder eine geeignete Leuchtdiode

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Damit das Licht von der Quelle 26 in Form paralleler Strahlen auf die öffnungen 2h gerichtet wird, wird vorzugsweise eine Lichtsammellinse (Kondensorlinse) 30 zwischen einer Fläche der Laufscheibe 22 und der Lichtquelle 26 und in Fluchtung mit den öffnungen 2¹J und der lichtempfindlichen Einrichtung 28 angeordnet. Damit ein scharfer Lichtstrahl auf die lichtempfindliche Einrichtung 28 fällt, kann eine Blende 32 zwischen der gegenüberliegenden Fläche der Laufscheibe 22 und der lichtempfindlichen Einrichtung 28 angeordnet sein, um die wirksame Querschnittsfläche des von der Kondensorlinse 30 über die öffnungen 24 in der Scheibe 22 hindurchgeführten Lichtflusses zu begrenzen. Die Lichtquelle 26, die Kondensorlinse 30, die optische Blende 32 und die lichtempfindliche Einrichtung 28 sind somit im wesentlichen in einer Linie miteinander angeordnet, und somit werden die öffnungen 2¹J in der Laufscheibe 22 nacheinander damit in Fluchtung gebracht, wenn die Laufscheibe 22 zum Drehen angetrieben wird.

Mit den Bezugsziffern 34 und 36 ist in Fig. 1 eine öldichtung bzw. ein O-Ring bezeichnet, die zwischen dem Gehäuse 10 und der Drehwelle 12 sitzen und das Eintreten von öl bei Feuchtigkeit in die Kammer des Gehäuses 10 verhindern. Gemäß Darstellung ist die Drehwelle 12 zwar einstückig mit der Laufscheibe 22; jedoch kann die Laufscheibe als unabhängiges Organ gebaut werden, das auf der Welle 12 durch Verwendung geeigneter Befestigungseinrichtungen angeordnet wird.

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Das Gehäuse 10 enthält ferner eine elektrische Schaltungsanordnung 38, die mit der Lichtquelle 26 und der lichtempfindlichen Einrichtung 28 über Leitungen 40 bzw. verbunden ist. Diese elektrische Schaltungsanordnung kann die von der lichtempfindlichen Einrichtung 28 gelieferten Impulse formen und verstärken und die Fehler kompensieren, die durch die Änderung der Umgebungstemperatur des Geschwindigkeitsfühlers in den von ihren gelieferten Signalen enthalten sein können, wie dies zuvor bemerkt wurde. Die Schaltungsanordnung 38 hat vorzugsweise die Form einer integrierten Schaltung oder einer gedruckten Schaltkreiseinheit, die in

das Gehäuse 10 eingebaut werden kann. Der Ausgang dieser Schaltungsanordnung 38 ist über die Leitungen 44 mit dem, oder den Systemen verbunden, die in Übereinstimmung mit der durch den Geschwindigkeitsfühler ermittelten und gemessenen Drehzahl gesteuert werden.' Obwohl dies in Fig« I nicht dargestellt ist, wird von den Leitungen 44 angenommen, daß sie Leitungen enthalten, über die die Lichtquelle 26 und die elektrische Schaltungsanordnung 38 mit Energie versorgt werden.

Werden die Drehwelle 12 und demgemäß die Laufscheibe 22 über die Zwischenwelle 18 von der Antriebsquelle, beispielsweise das 'Getriebedrehzahlmesserkabel des Kraftfahrzeuges angetrieben, laufen die öffnungen 24 in der Scheibe 22 nacheinander durch den von der Lichtquelle 26 durch die Sammellinse 30 in Form paralleler Strahlen ausgehenden Lichtfluß. Das auf die lichtempfindliche Einrichtung 28_s beispielsweise die Solarzelle, auffallende Licht wird demzufolge unterbrochen

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oder blitzt intermittierend auf, wenn die Laufscheibe 22 mit der Welle 12 umläuft. Die Unterbrechungsfrequenz des auf die lichtempfindliche Einrichtung 28 auffallenden Lichts ist im wesentlichen proportional der Drehzahl der Laufscheibe 22 und demgemäß der Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeuges (wenn der Geschwindigkeitsfühler bei dem Kraftfahrzeug verwendet wird). Die lichtempfindliche Einrichtung 28 erzeugt somit einen Impulszug mit einer Frequenz, die der Drehzahl der Laufscheibe 22 zugeordnet ist. Die Verwendung 'der Blende 32 trägt ihrerseits zur Bildung von steil ansteigenden und abfallenden Impulsen und demzufolge zur Verbesserung des Ansprechens der Ausgangssignale auf das Eingangssignal bei.

Die die Drehzahl der Laufscheibe 22 somit repräsentierenden Impulse liegen dann an der elektrischen Schaltungsanordnung 38 an. Es wird nun ein vorzugsweise gewähltes Ausführungsbeispiel dieser Schaltungsanordnung 38 beschrieben, bei der die mit der Schaltungsanordnung verbundene lichtempfindliche Einrichtung 28 beispielsweise eine bekannte Solarzelle ist. Beim NichtVorhandensein einer Strahlung auf die Solarzelle zeigt diese die durch die Kurve a in Fig. 3 angegebene Spannungs· Stromcharakteristik. Bei Bestrahlung mit Licht gibt die Solarzelle nun Spannungs-Stromcharakteristiken wieder, die durch eine Kurve b veranschaulicht sind, so daß der Arbeitspunkt der Zelle von dem Punkt A zum Punkt B (in Fig. 3) verschoben wird. Demzufolge wird eine Spannung V zwischen den Elektroden der Zelle aufgebaut, so daß ein Strom I durch die Zelle fließt. Wird das auf die Solarzelle fallende Licht durch die Lauf-

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scheibe 22 (Pig. 1) unterbrochen, dann wird der Arbeitspunkt vom Punkt B zum Punkt A zurückgesetzt und demgemäß verschwinden die Spannung V_r und der Strom I₁,.

Ein praktisches Beispiel der elektrischen Schaltungsanordnung, die mit der Solarzelle mit diesen Eigenschaften verwendbar ist, ist in Pig» 4 veranschaulicht. Gemäß Darstellung in Fig. 4 besitzt die Schaltungsanordnung eine positive Sammelleitung 46, die mit einer (nicht dargestellten) Spannungsquelle verbunden ist, und eine negative Sammelleitung 48, die an Masse liegt. Die Lichtquelle 2,6 ist zwischen die Sammelleitungen 46 und 48 über einen Widerstand 50 für ihren Schutz geschaltet. Ein Widerstand 52 und eine Diode 54 sind zwischen die Sammelleitungen 46 und 48 in Serie geschaltet; der Kathodenanschluß der Diode 54 ist mit der negativen Sammelleitung 48 verbunden. Der Widerstand 52 und der Anodenanschluß der Diode 54 sind mit einer Elektrode der Solarzelle 28 verbunden, die in Form einer Aquiyalenzschaltung dargestellt ist. Die andere Elektrode der Solarzelle 28 ist mit der Basiselektrode eines Transistors 56 verbunden, dessen Kollektorelektrode mit der positiven Sammelleitung 46 über einen Widerstand 58 verbunden ist und dessen- Emitterelektrode mit der negativen Sammelleitung 48 verbunden ist. Ein Anschluß eines Thermistors 60 ist mit dem Schaltungsknoten zwischen der Solarseile 28 und der Basiselektrode des Transistors 56 verbunden und sein anderer Anschluß ist mit der negativen Sammelleitung 48 verbunden. Die Kollektarelektrode des Transistors 45 ist ferner mit der Basiselektrode eines anderen Transistors 62 verbunden.

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Die Kollektorelektrode dieses zweiten Transistors 62 ist mit der positiven Sammelleitung 46 verbunden und seine Emitterelektrode ist über einen Widerstand 64 mit der negativen Sammelleitung 48 verbunden, wodurch eine Emitter-Folgerschaltung gebildetwird. Die Emitterelektrode des Transistors 62 ist ebenfalls mit einer Leitung 66 zur Lieferung eines Ausgangssignals verbunden. Der Widerstand 64 sollte derart gewählt werden, daß eine Impedanz zur Anpassung der Eingangsimpedanz des durch den Geschwindigkeitsfühler gesteuerten Systems gebildet wird. Weiterhin sollte die Diode 54 derart gewählt werden, daß das Potential an der Basiselektrode des Transistors 56 zur Sperrspannung des Transistors vorgespannt wird, d.h. in der Größenordnung von 0,6 Volt, wodurch der Strom von der Solarzelle wirksam genutzt werden kann.

Wird nun die Solarzelle 28 mit dem Licht von der Lichtquelle 26 bestrahlt, und fließt aus dieser der Strom I , wie dies zuvor erläutert wurde, dann wird der Transistor 56 beim Vorhandensein des Vorspannungsstroms einfach in den Sättigungszustand gesetzt, wodurch ein Massepotential eines Werts logisch 0 an der Kollektorelektrode des Transistors erscheint. Wird das auf die Solarzelle 28 fallende Licht durch die Laufscheibe 22 (Fig. 1) unterbrochen, wie dies zuvor bemerkt wurde, beendet die Solarzelle 28 die Zuführung von Strom, so daß der Transistor 56 gesperrt wird und demgemäß das Potential an der Kollektorelektrode des Transistors zu einem höheren Pegel mit dem Wert logisch 1 aufgestuft wird. Die Ausgangsspannung an der Kollektorelektrode des Transistors

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56 wird dann in ein Ausgangssignal mit niedriger Impedanz durch die Emitter-Polgerschaltung aus dem Transistor 62 und dem Widerstand 6h umgewandelt. Das Ausgangssignal mit niedriger Impedanz wird der Leitung 66 in Form eines Impulszuges mit einer vorbestimmten Amplitude zugeführt, wenn die Laufscheibe 22 (Fig. 1) synchron mit der zu messenden Umdrehung des Drehelements umläuft.

Wird der Geschwindigkeitsfühler 'mit dem zuvor beschriebenen Aufbau in ein Kraftfahrzeug eingebaut, wird die Fühlereinheit auf der Ausladung des Getriebes des Kraftfahrzeuges angeordnet, wie dies zuvor erwähnt wurde. Die Umgebungstemperatur der Getriebeausladung ist Änderungen in einem relativ weiten Bereich, beispielsweise von -30⁰C bis 100°C unterworfen, und demzufolge xfürden sich die Leistungseigenschaften der Solarzelle 28 und des Transistors 56 mehr oder , weniger ändern, so daß die resultierenden Signale Fehler enthielten, wenn nicht eine geeignete Einrichtung zur Kompensierung solcher Fehler vorgesehen ist.

Die Spannungs-Stromcharakteristiken der Solarzelle ändern sich mit der Umgebungstemperatur, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist, nämlich von der Kurve B₁ zur Kurve Bp₉ wenn die Umgebungstemperatur ansteigt. Wird die Solarzelle einer relativ hohen Temperatur ausgesetzt, fällt somit die Leerlaufspannung steil ab, jedoch nur der Kurzschlußstrom steigt merklich an» In der in Fig_s ¹J gezeigten Schaltungsanordnung ist die Durchlaßspannung an der Diode 5¹J und die Durchlaßspan-

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nung an dem Basis-Emitterübergang des Transistors 56 im wesentlichen auf einem gleichen Pegel, so daß die Belastung der Solarzelle 28 sich einem Nullpegel annähert, wie dies mit dem Punkt B gezeigt ist. Somit fließt ein dem Kurzschlußstrom angenäherter Laststrom durch die Solarzelle 28, so daß die Änderung des Arbeitspunktes der Solarzelle ausreichend erzwungen werden kann. Fällt kein Licht auf die Solarzelle, kommt nun der Innenwiderstand FL (Fig. 1) ins Spiel. Der Innenwiderstand R der Solarzelle 28 nimmt bei ansteigender Umgebungstemperatur exponentiell ab, wodurch sich der Arbeitspunkt der Solarzelle 28 ändert, die von der Beleuchtung durch die Lichtquelle 26 isoliert ist. Diese Änderung des Arbeitspunktes der Solarzelle 28 wird durch die V/irkung des Thermistors 60 kompensiert, der in die Schaltungsanordnung gemäß Darstellung in Fig. 4 eingebaut ist.

Der Arbeitspunkt des Transistors 56 verändert sich ebenfalls durch Änderung der Umgebungstemperatur. Solche Änderung des Arbeitspunktes wird durch die Wirkung der Diode 54 kompensiert, deren Anoden- und Kathodenanschlüsse jeweils mit den Basis- und Emitterelektroden des Transistors 56 verbunden sind.

Aus den vorhergehenden Ausführungen ergibt sich, daß der hier vorgeschlagene Geschwindigkeitsfühler zahlreiche hervorragende Vorteile gegenüber den bekannten Geschwindig keitsfühlern hat und somit bei verschiedenen komplizierten elektrischen Steuersystemen, wie automatischen Steuersystemen,

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verwendbar ist.

Da beispielsweise die Abmessungen der einzelnen optischen und mechanischen Teile und Elemente nach Bedarf wesentlich reduziert werden können und die elektrische Schaltungsanordnung in die gesamte Einheit eingepaßt werden kann, kann der Geschwindigkeitsfühler in seiner Gesamtheit derart einfach und kompakt aufgebaut werden, daß die genauen Raumerfordernisse vernünftig erfüllt werden, die der Geschwindigkeitsfühler erfüllen muß, wie im Fall solcher in Kraftfahrzeugen einzubauenden Geschwindigkeitsfühler. Da ferner die Laufscheibe mit einer beliebigen Anzahl von öffnungen durch das Photoätzverfahren versehen werden kann und ein hochempfindliches photoelektrisches Element als lichtempfindliche Einrichtung verwendet werden kann, kann der erfindungsgemäße .Geschwindigkeitsfühler eine ausreichend große Anzahl Impulse in einer Zeiteinheit oder für eine einzige Umdrehung der Laufscheibe liefern. Somit kann nicht nur die extrem langsame Drehzahl mit genügender Genauigkeit gemessen werden, sondern das mit dem Geschwindigkeitsfühler verbundene Steuersystem kann auf die Regelbetriebsvariablen ausreichend genau ansprechen. Da somit die Ausgangssignale von dem Geschwindigkeitsfühler in der Form der Dichte von Impulsen zugeführt werden, können die Beziehungen zwischen der zu ermittelnden Drehzahl und der Anzahl der erzeugten Impulse in Abhängigkeit von den Arten und Anwendungen der Steuersysteme standardisiert werden, bei denen der erfindungsgemäße Geschwindigkeitsfühler ver wendet wird. Die von der lichtempfindlichen Einrichtung zu-

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Vf

geführten Impulse werden innerhalb der Fühlereinheit geformt und verstärkt und als Ausgangssignale mit niedriger Impedanz geliefert, nämlich mit hohem Rauachabstand, so daß nur eine Einheit des Geschwindigkeitsfühlers zur ständigen Regelung einer Anzahl Steuersysteme ausreicht.

Die Fehler, die infolge der Änderung der Umgebungstemperatur der Fühlereinheit in den Leistungscharakteristiken der lichtempfindlichen Einrichtung und des' Transistors auftreten können, die einen Teil der Emitterverstärkerschaltung (Emitter an Masse) der Schaltungsanordnung bilden, werden durch die Verwendung einer Diode und eines Thermistors kompensiert, so daß der Geschwindigkeitsfühler zuverlässig arbeiten kann, selbst wenn er μ einer Stelle installiert wird, wo die Umgebungstemperatur einer Änderung in einem großen Bereich ausgesetzt ist, wie in der Nähe der Ausladung des Getriebes eines Kraftfahrzeuges (Getriebeanschluß).

Wird der Geschwindigkeitsfühler ferner bei einem Gerät verwendet, das Stößen und Vibrationen ausgesetzt wird, beispielsweise in einem Kraftfahrzeug, sollte die einen Teil des Fühlers bildende Lichtquelle derart gewählt werden, daß sie solchen Stößen und Vibrationen ausreichend widersteht. Wird somit eine Wolframfadenlampe als Lichtquelle verwendet, sollte ein relativ kurzer und dicker Faden für hohe Spannung und großen Strom bei einer gegenüber seiner Nennspannung niedrigeren Spannung verwendet werden.

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Da die die Laufscheibe tragende Welle an ihren gegenüberliegenden Enden an dem Gehäuse gelagert ist, kann ' der Geschwindigkeitsfühler einfach auf das vorhandene Getriebedrehzahlmesserkabel aufgesetzt werden, wenn der Fühler speziell in ein Kraftfahrzeug eingebaut werden soll. Werden die Drehzahlen der Drehzahlmesserkabel durch örtliche industrielle Standardgrößen vorgeschrieben, ist der erfindungsgemäße Geschwindigkeitsfühler bei beliebigen Arten und Modellen von Kraftfahrzeugen verwendbar, vorausgesetzt, daß er auf dem Getriebedrehzahlmesserkabel zur Ermittlung der Fahrzeuggeschwindigkeit angeordnet wird.

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Claims

Patentansprüche

Γ 1.lGeschwindigkeitsfühler zum Messen der Drehzahl eines·Drehelements, gekennzeichnet durch eine Lichtquelle (26), eine im Abstand von der Lichtquelle und mit dieser in Fluchtung befindliche lichtempfindliche Einrichtung (28) zur Erzeugung eines elektrischen Ausgangssignales bei Beleuchtung durch von der Lichtquelle auffallendes Licht, eine Laufscheibe (22) mit einer Vielzahl von an ihrem Umfang in im wesentlichen gleichem Abstand voneinander angeordneten Löchern (2*0, welche zwischen der Lichtquelle und der lichtempfindlichen Einrichtung drehbar angeordnet ist und mit einer Geschwindigkeit angetrieben wird, die der Drehgeschwindigkeit des Drehelements im wesentlichen proportional ist, wobei die Löcher in der Laufscheibe nacheinander mit der Lichtquelle und der lichtempfindlichen Einrichtung durch Drehung der Laufscheibe fluchten und die lichtempfindliche Einrichtung elektrische Impulse mit einer Frequenz erzeugen lassen, die durch die Unterbrechungsfrequenz des auf die lichtempfindliche Einrichtung auffallenden Lichtes bestimmt wird, und eine elektrische Schaltungsanordnung (38) zur Impulsformung und Impulsverstärkung der Ausgangsimpulse der lichtempfindlichen Einrichtung.
2. Geschwindigkeitsfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Schaltungsanordnung (38) eine Einrichtung (28, 60) zur Fehlerkompensation von in den Impulsen aufgrund" von Änderungen der Umgebungstemperatur

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13 , .,

enthaltenen Fehlern aufweist.
3. Geschwindigkeitsfühler nach Anspruch I₃ dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Schaltungsanordnung (38) eine emitterseitig geerdete Verstärkerschaltung, welche an · den Ausgang der lichtempfindlichen Einrichtung (28) angeschlossen ist, und einer Emitterfolgerschaltung (62, 6*0 zur Steuerung einer Ausgangsimpedanz der Schaltungsanordnung aufweist.
^i. Geschwindigkeitsfühler nach Anspruch 3_S dadurch gekennzeichnet, daß die emitterseitig geerdete Verstärkerschaltung einen Transistor (56) aufweist, dessen Basis mit
dem Ausgang der lichtempfindlichen Einrichtung (28) verbunden und dessen Emitter geerdet ist, wobei der Kollektor des
Transistors (56) über einen Widerstand (58) und die Emitterfolgerschaltung (62, 6*0 mit einer Spannungsquelle verbunden ist.
5. Geschwindigkeitsfühler nach Anspruch ¹J, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Schaltungsanordnung (38) einen Heißleiter (60) aufweist, dessen einer Anschluß zwischen den Ausgang der lichtempfindlichen Einrichtung (28) und die
Basis des Transistors (56) geschaltet ist und dessen anderer Anschluß geerdet ist.
6. Geschwindigkeitsfühler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Schaltungsanordnung (38) eine Diode (5*0 aufweist, deren Anode über einen Eingangswider-

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ZO

stand (52) der lichtempfindlichen Einrichtung (28) mit der Spannungsquelle verbunden ist und deren Kathode geerdet ist.
7. Geschwindigkeitsfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kondensorlinse (30) zwischen der Lichtquelle (26) und der Laufscheibe (22) in Ausrichtung auf die lichtempfindliche Einrichtung (28) angeordnet ist.
8. Geschwindigkeitsfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Blende (32) zwischen der lichtempfindlichen Einrichtung (28) und der Laufscheibe (22) in Ausrichtung auf die Lichtquelle (26) vorgesehen ist.
9. Geschwindigkeitsfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (26) eine lichtemittierende Diode aufweist.
10. Geschwindigkeitsfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (26) eine Wolframlampe aufweist.
11. Geschwindigkeitsfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtempfindliche Einrichtung (28) ein photoelektrisches Halbleiterelement aufweist.
12. Geschwindigkeitsfühler nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das photoelektrische Halbleiterelement eine Solarzelle ist.

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13. Geschwindigkeitsfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein stationäres Gehäuse (10) ^unc* eine die Laufscheibe (22) tragende Welle (12) vorgesehen sind, wobei

die Welle am Gehäuse drehbar gelagert ist und von dem Drehelement zur Drehung mit der Laufscheibe angetrieben wird,
14. Geschwindigkeitsfühler nach Anspruch 13_s dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur betrieblichen Verbindung der Welle (12) mit dem Drehelement vorgesehen ist.
15. Geschwindigkeitsfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede öffnung (24) in der Laufscheibe (22) die Maße von 0,2 mm mal 1,2 mm besitzt.
16. Geschwindigkeitsfühler nach Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, daß die öffnungen (24) durch Photoätzen
gebildet sind.

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