DE2514606A1 - Annaeherungsdetektor, insbesondere fuer eine zuendanlage eines kraftfahrzeug- verbrennungsmotors - Google Patents

Description

ATENTANWÄLTE Dipl.-Ing. F. Weickmann, ^.o i

Dipl.-Ing. H. Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A."Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

XI

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Annäherungsdetektor, insbesondere für eine Zündanlage eines Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotors

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Annäherungsdetektor, bei dem die Verwendung eines Hochfrequenzinduktors die Vorbeibewegung eines Leiterelementes festzustellen und auf diese Weise die Zündung eines Verbrennungsmotors, insbesondere für Kraftfahrzeuge, zu steuern gestattet.

Bei derartigen bekannten Annäherungsdetektoren ist die Ermittelung des Zündpunktes nicht sehr genau; der betreffende Zündpunkt ist dabei von der Temperatur abhängig, welche selbst abhängig ist von der Anordnung, des Zündverteilers nahe des Motors.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Weg zu zeigen, wie unter Vermeidung der vorstehend aufgezeigten •Nachteile mit relativ geringem schaltungstechnischen Aufwand ein Annäherungsdetektor aufzubauen ist.

Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe erfindungsgemäß durch einen Annäherungsdetektor, der eine sehr genaue Ortung vorzunehmen gestattet, der ferner gegenüber Temperaturschwankungen unempfindlich ist und der ein Signal mit zwei sehr verschiedenen Pegeln abgibt, wobei der Übergang von dem einen Pegel zu dem anderen Pegel sehr schnell bewirkt wird. Dieser Annäherungsdetektor, der insbesondere für eine Zündanlage eines Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotors dient, ist dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen vorgesehen sind, die die Schwingungeines Resonanzkreises derart aufrechterhalten und steuern, daß ein Oszillator gebildet ist, und daß durch die genannten Einrichtungen ein Verstärker derart gesteuert wird, daß dieser Verstärker in Abhängigkeit vom Vorbeilaufen eines Leiterelements vor dem Resonanzkreis ein Signal mit scharfen Signalflanken abgibt.

An Hand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend beispielsweise näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Schaltplan eines Annäherungsdetektors gemäß der Erfindung.

Fig. 2 und 3 zeigen Schaltpläne von Ausführungsvarianten der Erfindung.

In den drei dargestellten Lösungen erfolgt die Speisung des Detektors in an sich bekannter Weise mittels einer ZENER-Diode 1, die in gleicher V/eise dem Schutz vor

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Überspannungen zwischen den Anschlüssen dient, an welchen sämtliche Elemente des Annäherungsdetektors angeschlossen sind. Der die "betreffende ZENER-Diode 1 durchfließende Strom ist durch einen V/i der stand 2 begrenzt, der in Reihe zu der ZENER-Diode liegt und der zwischen dem Annäherungsdetektor und dem Speisepluspol des betreffenden Annäherungsdetektors liegt.

Gemäß der Erfindung ist ein Transistor 3 vom npn-Leitfähigkeitstyp vorgesehen, der mit seinem Kollektor über einen Widerstand 4 am Pluspol der ZENER-Diode 1 angeschlossen ist. Der Emitter des betreffenden Transistors liegt über eine Widerstandsbrücke bzw. Widerstandsstrecke, umfassend die Widerstände 5 und 6, an Masse. Die Basis des betreffenden Transistors 3 ist über einen Widerstand 7 und zwei Dioden 8 und 9 sowie über einen Teil einer Wicklung 10 eines Oszillators vorgespannt. Der betreffende Oszillator besteht aus der Wicklung bzw. Spule 10 und einem Kondensator 11, der der betreffenden Wicklung bzw. Spule parallelgeschaltet ist. Ein Kondensator· 12 stellt eine Verbindung zwischen dem Kollektor des Tran^i,.»- und dem Ende A des Oszillators her.

Diese Anordnung, die den in den drei Figuren dargestellten Schaltungen gemeinsam ist, hält die Schwingungen des Oszillators 10-11 aufrecht, wenn dieser durch das Vorbeibewegen irgendeines Leiterelements nicht belastet ist. Gemäß Fig. 1 besteht ein Verstärker aus einem Transistor 13, der vom npn-Leitfähigkeitstyp ist. Die Basis dieses Transistors ist an einem Schaltungspunkt C angeschlossen,

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der zwischen den Widerständen 5 und 6 liegt. Der Emitter des Transistors 13 liegt an Masse, und der Kollektor des Transistors 13 gibt über einen Strombegrenzungswiderstand ein Ausgangssignal ab. Ein derartiges Ausgangssignal tritt dabei nur dann auf, wenn der Ausgangs strom am Ausgang 17 sehr . wichtig ist. Der Ausgang 17 ist zum anderen in bekannter ; Weise mittels zweier Dioden 15 und 16 geschützt.

Wenn in der Anordnung der Oszillator schwingt, ist die Basis des Transistors 3 gesättigt. Die Aufrechterhaltung der Schwingungen ist durch den Verbindungskondensator 12 gewährleistet. An dem Schaltungspunkt C weisen die die Basis des Transistors 13 steuernden Signale eine Schwingungsform auf; der Transistor 13 ist daher lediglich während der positiven Halbwellen des Signals am Schaltungspunkt C leitend. Das am Ausgang 17 erhaltene Signal ist damit ein Hochfrequenz-Schwingungssignal, welches einen (nicht dargestellten) Leistungsverstärker derart steuert, daß die Primärwicklung der Zündspule (nicht dargestellt) gespeist wird, und zwar bis ein Leiterelement 18 vor der Spule 10 des Oszillators vorbeiläuft, der dadurch aufhört zu schwingen. Die Basis des Transistors 3 wird dann lediglich durch den Speisegleichstrom der Anordnung gespeist. Der PotentiäL am Sbhaltungspunkt C reicht damit nicht aus, um den Transistor 13 leitend zu halten. Der Transistor 13 gelangt daher bleibend in den Sperrzustand. Das damit am Ausgang 17 erhältliche Signal ist sehr verschieden von dem Schwingungssignal; es steuert mittels des Leistungsverstärkers die Erzeugung eines Zündfunkens an den (nicht dargestellten) Zündkerzen.

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Es kann von Interesse sein, das Ausgangssignal am Ausgang 17 zu filtern, indem ein Kondensator zwischen dem Ausgang 17 und Masse angeschlossen wird. Auf diese Weise wird ein Signal mit zwei sehr verschiedenen Pegeln erhalten, einem unteren Pegel in dem Fall, daß der Transistor leitend ist, und einem oberen Pegel, wenn der Transistor gesperrt ist.

Bei der Anordnung nach Fig. 2 ist die Verstärkungsstufe durch einen Transistor 13A gebildet, dessen Basis an dem mittleren Schaltungspunkt C der Widerstandsbrücke bzw. Widerstandsstrecke, bestehend aus den Widerständen 5 und 6, angeschlossen ist. Der Emitter des Transistors 13A liegt an Masse, und dessen Kollektor liegt über einem Widerstand 14A am Pluspol der ZENER-Diode 1. Der Widerstand 14 ist zum einen ein Strombegrenzungswiderstand, und zum anderen bestimmt er den minimalen Wert der Detektorimpedanz.

Das Signal wird daher unter Bildung einer Spannung am gemeinsamen Schaltungspunkt B des Detektors und des Strombegrenzungswiderstandes 2 abgenommen.

Die Anordnung weist den Vorteil auf, daß sie nur zwei Pole bzw. Anschlüsse besitzt. Die betreffende Anordnung ist überdies lediglich über Masse und den Schaltungspunkt B mit dem übrigen Teil der Schaltung verbunden.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Anordnung ist die Verstärkungsstufe durch zwei Transistoren 13B und 19 gebildet, und zwar in Anpassung an de» Widerstand 2.

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Wenn gemäß dem Schaltbild nach Fig. 2 der Widerstand 2 niedrig ist, ist der Widerstand 14A von derselben Größenordnung; dies kann im Effekt dazu führen, daß der Basisstrom des Transistors 13A die schwingende Anordnung stören kann.

Es sei noch bemerkt, daß gemäß dem in Fig. 3 dargestellten Schaltplan eine Stufe den Transistor 19 und die Widerstände 20 und 21 umfaßt, wobei der Widerstand 14B, ... der am Kollektor des Transistors 13 in der gleichen Welse angeschlossen ist wie der Widerstand 14A in der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 2,einen höheren Wert besitzt als dieser Widerstand 14A. Auf diese Weise ist der Basisstrom des Transistors 13B stark vermindert, und ferner ist insbesondere die Anwendung einer schwachen Ausgangsbelastung für den Detektor ermöglicht.

Die Spannungsdifferenzen des Signals sind daher sehr deutlich, wobei stets nur zwei Pole für den Annäherungsdetektor vorhanden sind.

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Claims (3)

25U606 Patentansprüche

1. Annäherungsdetektor, insbesondere für eine Zündanlage eines Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotors, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (10, 11, 3, 12) vorgesehen sind, die die Schwingung eines Resonanzkreises (10, 11) unter Bildung eines Oszillators aufrechterhalten und steuern, und daß durch die Einrichtungen ein Verstärker (13; 13A;13B, 19) derart steuerbar ist, daß dieser

in Abhängigkeit vom Vorbeilaufen eines Leiterelements (18) vor dem Resonanzkreis (10, 11) ein Signal mit steilen • Signalflanken abzugeben vermag.

2. Annäherungsdetektor nach Anspruch 1, dadurch gekenn-

die
zeichnet, daß die/Schwingung aufrechterhaltenden und steuernden Einrichtungen, die mittels einer ZENER-Diode (1) geregelt sind, welche über einen Detektor-Strombegrenzungswiderstand (7) zwischen dem Pluspol (+) der Speisespannung und Masse liegt, einen Transistor (3) enthalten, dessen Basis an einem Ende eines Resonanzkreises (10, 11) angeschlossen ist, der aus einer Spule (10) und einem dieser parallel geschalteten Kondensator (11) besteht, daß die Basis des Transistors (3) über einen Teil der Spule (10) zum einen über einen Widerstand (7), der zwischen dem Pluspol der ZENER-Diode (1) und einem Anschlußpunkt der Spule (10) liegt, und zum anderen über zwei in'Reihe geschaltete Dioden (8, 9) vorgespannt ist, die zwischen dem genannten Anschlußpunkt der Spule (10) und Masse liegen, daß der genannte Transistor (3) mit seinem Kollektor an dem anderen Ende (A) des Resonanzkreises (10, 11) über einen Kondensator (12) und über einen Widerstand (4) mit dem Pluspol der Speisespannung verbunden

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ist, und daß der Emitter des betreffenden Transistors (3) über eine Widerstandsstrecke (5, 6) an Masse liegt, wobei von dem Mittelpunkt (C) der betreffenden Widerstandsstrecke (5, 6) der genannte Verstärker (13"; 13A; 13B, 19) gespeist ist.

3. Annäherungsdetektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker einen Transistor (13; 13A; 13B) enthält, dessen Basis von dem Mittelpunkt (C) der genannten Widerstandsstrecke (5, 6) vorgespannt ist, dessen Emitter an Masse liegt und dessen Kollektor das die scharfen Signalflanken aufweisende Signal gegebenenfalls über einen Strombegrenzungsv/iderstand (14; 14Aj 14B) abgibt.

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