DE2357061C2 - Einrichtung zur Abgabe von gleichmäßigen Impulsen bei bestimmten Winkelstellungen einer drehbaren Welle und zur Bildung von wenigstens einem Bezugssignal - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Abgabe von gleichmäßigen Impulsen bei bestimmten Winkelstellungen einer drehbaren Welle und zur Bildung von wenigstens einem Bezugssignal, mit einer auf der drehbaren Welle angeordneten Geberspur, die aus einzelnen Geberelementen besteht, wobei eines der Geberelemente zur Ableitung des Bezugssignals dreigeteilt ist, sowie mit wenigstens einem in der Nähe der Geberspur angeordneten Aufnahmeelement (DE-AS 12 35 048).

Es ist bekannt, im Kraftfahrzeug Impulsgeber zu verwenden, die bei bestimmten Winkelstellungen der Kurbelwelle ein Signal abgeben. Diese Signale sind gleichmäßig über eine Umdrehung der Kurbelwelle verteilt. Je mehr Zähne auf der Welle angeordnet sind, d.h. je mehr Signale in einem Aufnahmeelemcnt, üblicherweise in einer Spule induziert werden, desto genauer kann die Stellung der Kurbelwelle ermittelt werden. Häufig dienen derartige Impulsgeber auch zur Erfassung der Drehzahl der Kurbelwelle. Im Kraftfahrzeug ist es weiterhin erforderlich, ein bestimmtes Bezugssignal zu erhalten, d. h. die Nullstellung der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine zu ermitteln. Man spricht hierbei üblicherweise von der oberen Totpunktlage eines Kolbens der Brennkraftmaschine. In dieser oberen Toipunktlage soll ebenfalls ein besonders gekennzeichnetes Bezugssignal gegeben werden, damit mit Hilfe dieses Signals beispielsweise der Zündvorgang in der Brennkraftmaschine ausgelöst werden kann. Zur Erzeugung der Bezugsmarke ist üblicherweise neben der mit vielen Zähnen versehenen Zahnscheibe eine weitere Scheibe angeordnet, die nur einen Zahn aufweist Wenn dieser eine Zahn an einem Aufnahmeelemcnt vorbeibewegt wird, wird das Bezugssignal ausgelöst. Derartige Anordnungen mit zwei Zahnscheiben sind jedoch sehr aufwendig und teuer in der Herstellung. Außerdem müssen die beiden Scheiben in einem bestimmten Verhältnis zueinander angebracht seit:, so daß Justierarbeiten erforderlich sind.
Weiter ist aus der DE-AS 12 35 048 ein Impulsgeber für einen Schnelldrucker bekannt mit dessen Hilfe die an einem Taktgeberrad vorgesehenen signalerzeugenden Elemente durch einen einzigen Abtastkopf abtastbar sind Die signalcrzeugenden Elemente sind dabei zweckmäßigerweise durch Einschnitte oder Zähne an dem Taktgeberrad gebildet, wobei ein zusätzlicher Einschnitt oder Zahn vorgesehen ist, der zum Erzeugen eines Start- oder Rücksetzimpulses dient. Für die Erzeugung eines Ausgangssignals in Abhängigkeit von den signalcrzeugenden Elementen des Taktgeberrads ist in der genannten Schrift eine Schaltungsanordnung vorgeschlagen, die ausgehend vom Abtastkopf zwei Sperreinrichtungen und eine Verzögerungseinrichtung umfaßt. Aufgrund der gattungsgemäßen Anwendung dieser Schaltung im Zusammenhang mit einem Sehnelldrukker, ist vor allem die genannte Verzögerungsschaltung nur bei einem sich kontinuierlich drehenden Taktgeberrad, also bei konstanter Drehzahl, einsetzbar. Für variable Drehzahlen, wie sie bei einer Brennkraftmaschine auftreten, ist der vorgeschlagene Impulsgeber unbrauchbar.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art derart weiterzuentwickeln, daß sie nicht auf gleichbleibende Drehzahlen beschränkt ist.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nachfolgend wird anhand der Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Impulsgeber in schematischer Darstellung und die sich an den Impulsgeber anschließende Schalteinrichtung in Blockdarstellung und

F i g. 2 einen Impulsplan zur Erläuterung der Einrichtung nach Fig. 1.

In Fig. 1 ist eine Zahnscheibe 10 dargestellt, die auf einer sich drehenden Welle 11 angeordnet ist. Die Zahnscheibe 10 trägt Zähne 12, deren Breite der Breite der Zahnlücken 13 entspricht. Die Zähne 12 werden an einer induktiven Aufnehmerspule 14 vorbewegt, und induzieren in dieser ein elektrisches Signal. Das Ausgangssignal der Spule 14 ist an einen Pulsformer IS angelegt, der Rcchlcckimpiilsc erzeug!. Das TiiMverlialinis ' dirsi-r

M Rechteck-Impulsfolge ist 1:1. Beispielsweise mil ilem Beginn jedes Impulses kann eine bestimmte Winkehtcl lung der Welle ί 1 gekennzeichnet werden.

Um ein Bezugssignal für eine Null-Stellung der Welle

11 zu erhalten, ist ein Zahn 16 dreigeteilt ausgeführt Eine Abwicklung der Zahnscheibe 10 ist in F i g. 2a dargestellt Die Länge der Zähne ist dabei mit L bezeichnet und die Länge der einzelnen Zahnabschnitte des Zahnes 16 ist L-Drittel. Die von der Zahnscheibe Ii) ausgelöste Impulsfolge, die am Ausgang des Pulsformers 15 auftritt, ist in F i g. 2b dargestellt. Der Pulr.former 15 ist mit einem Zähler 17 verbunden, der die Impulse eines Impulsgenerators 18 zählt Die Frequenz der Impulse des Impulsgenerators 18 ist dabei wesentlich höher als die Frequenz der Impulsfolge am Ausgang des Pulsformers 15. Mit der positiven Flanke des Impulsformers wird der Zähler 17 auf Null gesetzt und beginnt danach in Vorwärtsrichtung die Impulse des Impulsgenerators 18 zu zählen. Mit der negativen Flanke eines Impulses des Pulsformers 15 wird die Zählrichtung des Zählers 17 umgekehrt und die Impulse des Impulsgenerators 18 werden, in negativer Richtung gezählt, so daß nach Ablauf einer Impulsperiode der Zähler 17 wieder auf Null steht. Die positive Flanke der Ausgangsimpulse des Pulsformers 15 gibt ein Signal für bestimmte Winkelstellungen der Welle 11 ab, dieses Signal kann an einer Klemme 19 abgenommen werden. Der Zählerstand des Zählers 17 ist in F i g. 2c aufgetragen. Aus F i g. 2c ist zu erkennen, daß der Zählerstand am Ende eines jeden Impulses ein Maximum erreicht und am Ende jeder Impulslücke Null ist. Durch entsprechende Wahl der Frequenz des Impulsgenerators 18 kann erreicht werden, daß auch bei einer Beschleunigung oder Verzögerung der Welle 11 der Zählerstand wenigstens annähernd Null ist.

Läuft der erste Hocker 20 des Zahnes 16 an der Aufnehmerspule 14 vorbei, dann zählt der Zähler 17 wieder in Vorwiirtsrichtung und bei der Zahnlücke 21 wird durch entsprechende Umkehr der Zählrichtung des Zählers 17 wieder auf Null zurückgezählt. Läuft der Hocker 22 an der Aufnehmerspule 14 vorbei, dann wird wieder in Vorwärtsrichtung gezählt wobei ein geringerer Zählerstand erreicht wird als nach Ablauf eines Zählvorganges beim Vorbeilaufen eines der vollen Zähne 12. In der nun folgenden Impulslücke 13' wird wieder in negativer Richtung gezählt, wobei am Ende der Impulslücke 1.3' ein deutlich von Null unterschiedlicher negativer Zählerstand erreicht wird, der einen negativen Schwellwert s, der in Fig. 2c angedeutet ist, unterschreitet. Dieser negative Schwellwert wird durch einen Schwellwertgeber 23 vorgegeben. Unterschreitet der Zählerstand dej Zählers 17 den negativen Schwellwert s, dann gibt der Vergleicher 24 ein Signal ab, das als Erkennungssignal an die nachgeschaltete bistabile Kippstufe 25 geführt wird. Durch diesen Erkennungsimpuls, der in F i g. 2d dargestellt ist wird die bistabile Kippstufe 25 in ihren zweiten Schaltzustand umgeschaltet, so daß an einem Eingang einer Torschaltung 26 ein Signal anliegt. Tritt nun der nächste Impuls, der durch den Zahn 12' ausgelöst wird, auf, dann liegt auch an einem zweiten Eingang der Torschaltung 26 ein Signal an, so daß die Torschaltung leitend wird und an ihrer Ausgangsklemme 27 ein Bezugssignal auftritt, welches in Fig.2e dargestellt ist. Dieses Bezugssignal kennzeichnet die Null-Stellung der Welle 11. Derartige Bezugssignale können natürlich auch in beliebigen anderen Stellungen der Welle 11 erzeug! werden.

Mit der Auslösung des Bezugssignals werden die bistabile Kippstufe 25 und der Zähler 17 wieder in ihre Null-Stellung zurückgestellt und die beschriebenen Vorgänge laufen erneut ab.

Her hier beschriebene Impulsgeber arbeitet nach dem induktiven Prinzip, es ist ohne größere Schwierigkeiten möglich, den Geber als optischen Geber, trägerfrequenten Geber oder in ähnlicher bekannter Weise aufzubauen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Abgabe von gleichmäßigen Impulsen bei bestimmten Winkeistellungen einer drehbaren Welle und zur Bildung von wenigstens einem Bezugssignal, mit einer auf der drehbaren Welle angeordneten Geberspur, die aus einzelnen Geberelementen besteht, wobei eines der Geberelemente zur Ableitung des Bezugssignals dreigeteilt ist, sowie mit wenigstens einem in der Nähe der Geberspur angeordneten Aufnahmelement dadurch gekennzeichnet, daß die die Impulsflanken bestimmenden Stellen der Geberspur mit Ausnahme der des dreigeteilten Geberelements gleichen Abstand voneinander haben, und daß mit dem Aufnahmeelement ein Zähkr in Wirkverbindung steht, Jer dw Durchiaufzeiten der Geberelementt auszählt, der bei jeder Impulsflanke seine Zählrichtung ändert, und der bei jeder zweiten Impulsflanke auf den Zählwert Null gesetzt wird, wodurch nach dem Durchlauf des geänderten Geberelements ein von Null unterschiedlicher Zählerstand entsteht, der das Bezugssignal auslöst.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler und das Aufnahmeelemcnt mit einer Torschaltung in Wirkverbindung stehen, die bei einem von Null verschiedenen Zählerstand und bei Eintreffen der nächsten Impulsflanke das Bezugssignal abgibt.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Zählers über eine Vergleicherschaltung, die mit einem Schwellwertgeber verbunden ist, an eine bistabile Kippstufe angelegt ist, deren Ausgang mi t der Torschaltung verbunden ist, an die der Ausgang des Aufnahmeelements gelegt ist.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen das Aufnahmeelement und den Zahler ein Impulsformer geschaltet ist.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Zähler ein Impulsgenerator verbunden ist.