DE2531517A1

DE2531517A1 - Einrichtung zum erfassen einer markierung auf einem rotierenden koerper

Info

Publication number: DE2531517A1
Application number: DE19752531517
Authority: DE
Inventors: Hartmut Dipl Ing Schweizer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1975-07-15
Filing date: 1975-07-15
Publication date: 1977-02-03
Also published as: US4039931A; FR2318404B1; FR2318404A1

Description

R. 27 49

16.6.1975 Mü/Ht

Anlage zur
Patentanmeldung

ROBERT BOSCH GMBH, 7 Stuttgart 1

Einrichtung zum Erfassen einer Markierung auf einem rotierenden Körper

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Erfassen einer !Markierung auf einem rotierenden Körper, insbesondere einer mit der Kurbelv/elle einer Brennkraftmaschine verbundenen Scheibe.

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Bei Brennkraftmaschinen für Kraftfahrzeuge gilt es im Hinblick auf die Festlegung des Zündzeitpunktes oder der Einspritzperioden die Kurbelwellenstellung genau zu erfassen. Was speziell die Zündung anbelangt, so muß neben der Drehzahl für die Verstellkennlinie auch eine Auslösemarke erfaßt werden. Dies im Hinblick auf einen möglichst optimalen und exakten Zündzeitpunkt über das gesamte Spektrum der möglichen Drehzahlen hinweg. Erfaßt man die Drehzahlen induktiv, so ergibt sich ein in der Amplitude stark drehzahlabhängiges Ausgangssignal des Impulsgebers. Mit den unterschiedlichen Amplituden bei unterschiedlichen Drehzahlen ist auch die Steigung im jeweiligen Null-Durchgang der Signalspannung verschieden, und wird diese Signalspannung mit einem Schwellwertschalter abgefragt, erhält man eine von der Drehzahl abhängige Impulsdauer des gewünschten Signales.

Bestehen die technischen Möglichkeiten, einen Zündzeitpunkt exakter und optimal zu bestimmen, so ist es auch erforderlich, entsprechend exakte Geberimpulse zu erhalten.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Einrichtung zur Lageerkennung von wenigstens einer Markierung auf einem routierenden Körper zu schaffen, die bei allen gewünschten Drehzahlen ein genaues und gleiches Ausgangssignal liefert.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß die Markierung aus dauermagnetischem Material besteht und einem auf die Markierung ansprechenden Impulsgeber eine Amplitudenregelstufe nachgeschaltet ist.

Die Amplitudenregelung des Ausgangssignales des Impulsgebers hat den Vorteil, daß die Einrichtung über den gesamten Drehzahlbereich ein nahezu gleiches Ausgangssignal liefert. Wird dieses Signal daher einem Schwellwertschalter zugeführt, so weist sein Ausgangssignal auch ein konstantes Tastverhältnis auf. Somit kann auch die genaue Lage der Markierung leichter ermittelt werden als dies mit einer Mittelung des Schwellwert-Ausgangssignales der Fall wäre, wenn ein normales Induktionssignal verwendet werden würde.

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Werden mehrere Markierungen benötigt, empfiehlt es sich, die Markierungen auf der Geberseite mit unterschiedlicher magnetischer Polung zu versehen. Auf diese Weise kann Anfang und Ende eines Winkelinterväüs leicht markiert werden. Auch in diesem Pail erweist sich die Amplitudenregelstufe als vorteilhaft, da durch die unterschiedliche magnetische Polung Nutz- und Störfelder auftreten. Wenn nun auch das Verhältnis von Nutzfeld zu Störfeld sehr groß ist, so .kann bei hohen Drehzahlen doch die Amplitude des durch das Störfeld ausgelösten Signales in die Größenordnung des Nutzsignales bei kleinen Drehzahlen kommen. Damit würde sich wieder eine Unsicherheit bezüglich der exakten Winkelstellung ergeben.

Eine besonders wirkungsvolle Regelung ergibt sich, wenn die Amplitudenregelstufe wenigstens eine Dioden-Widerstands-Kombination, eine Verstärkerstufe sowie eine Gleichrichteranordnung enthält. Die nicht lineare Widerstandkennlinie der Diode läßt sich dann als Regelkennlinie für die Amplitude verwenden. Dies kommt besonders dann zum Tragen, wenn den Eingang der Amplitudenregelstufe die Dioden-Widerstands-Kombination bildet.

In diesem Fall stellt der Widerstand einen Vorwiderstand dar und an der in Durchlaßrichtung geschalteten Diode ISßt sich dann das Signal abnehmen.

Zur optimalen Ausnutzung der nicht-linearen Widerstandskennlinie der Diode empfiehlt es sich, der Diode einen Strom vrählbarer Größe zuzuführen. Die Steuerung der Amplitude läßt sich auf diese Weise sehr einfach ausführen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden beschrieben und näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine mit Markierungen versehene Scheibe,

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Fig. 2 eine Darstellung von Nutz- und Störfeld, Fig. 3 das Ausgangssignal des Impulsgebers,

Fig. H ein Prinzipschaltbild der Amplitudenregelstufe und

Fig. 5 ein Beispiel einer Amplitudenregelstufe.

In Fig. 1 ist mit IO die mit der Kurbelwelle in Verbindung stehende Scheibe bezeichnet, die je zwei Markierungen 11 und 12 sowie 13 und lH trägt. Diese Markierungen sind Oaarweise im'gleichen Winkel cL· angeordnet und tragen an ihren Außenseiten unterschiedliche magnetische Polungen. Einem Impulsgeber 15 ist schließlich noch eine Amplitudenregelstufe 16 nachgeschaltet, an deren Ausgang 17 dann das gewünschte Signal unabhängig von der Drehzahl abgenommen werden kann.

Fig. 2 zeigt den magnetischen Fluß an der Markierung 1*1. Eei der gezeichneten magnetischen Polarität strebt das Nutzfeld von innen nach außen und da die benachbarten Markierungen 11 und 13 eine magnetisch umgekehrte Polung aufweisen, ergibt sich ein Störfeld in der umgekehrten Richtung. Diese Feldverteilung führt zu einem Ausgangssignal des Impulsgebers nach Fig.' 3· Auf beiden Seiten des Nutzsignales schließen sich zwei in der Amplitude kleinere Störsignale an. Die Amplitudenregelstufe 16 hat nun die Aufgabe, das gesamte Ausgangssignal des Impulsgebers auf einen gleichen Wert festzulegen, damit nicht bei hohen Drehzahlen die Amplitude des Störsignales der Amplitude des Nutzsignales bei kleinen Drehzahlen nahekommt.

In Fig. Ij ist ein Blockschaltbild der Einrichtung mit Amplitudenregelstufe dargestellt. Dem Impulsgeber 15 ist dabei die Dioden-Widerstands-Kombination 20, 21 parallel geschaltet. Von der Verbindungsstelle Diode. 20 und Widerstand 21 zum Ausgang 17 der Amplitudenregelstufe 16 führt eine Verstärkerstufe 22, die eine Rückkopplung über eine Gleichrichteranordnung 23 besitzt. Neben dieser Gleichrichteranordnung 23 ist noch eine Stromquelle 24 gezeichnet, um der Diode

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einen wählbaren Strom zuzuführen. Der Widerstand 21 besitzt eine Schutzfunktion für die in Durchlaßrichtung gepolte Diode 20, um 'den durch die Eingangsspannung bestimmten Strom zu begrenzen.

Maximal 0,7 Volt beträgt in der Regel der Spannungsabfall an der Diode 20. Durch den wählbaren Strom aus der Stromquelle 20 läßt sich nun eine Arbeitspunkt der Diode festlegen und damit eine Regelung des an der Diode 20 anliegenden Signales erreichen.

Ein ausführliches Schaltbild der Amplitudenregelstufe 16 zeigt Fig. 5. Der Impulsgeber 15 ist hier über einen Kondensator 30 mit der Dioden-Widerstands-Kombination 20, 21 verbunden. Vom Verbindungspunkt Diode 20 und Widerstand 21 ist ein Kondensator 31 zvm nicht invertierenden Eingang der. Verstärkerstufe 22 geführt. Der Ausgang der Verstärkerstufe 22 ist mit dem Ausgang der Amplitudenregelstufe 17 identisch und von ihm führt ein Kondensator 35 zu einer Gleichrichteranordnung bestehend aus den Dioden 36 und 37 sowie dem Kondensator 38. Die Kathode der Diode 36 sowie eine Platte des Kondensators 38 sind mit der Plusleitung verbunden. Ein Transistor ¹IO, der mit seinem Emitter über einen Widerstand 39 an der Plusleitung liegt, erholt seine Ansteuerung vom Verbinclungspunkt der Diode 37 und dem Kondensator 38. Dem Kondensator 38 liegt noch ein Widerstand 42 parallel. Vom Kollektor des Transistors 40 führt noch ein Kondensator 45 an Masse und verbunden ist der Kollektor über eine in Durchlaßrichtung gepolte Diode 46 mit dem Verbindungspunkt von Diode 20 und Widerstand 21. Für die Verstärkerstufe 22 ist auch eine Gegenkopplung über den Widerstand 48 vorgesehen, der zum invertierenden Eingang der Verstärkerstufe. 22 führt und von dem aus ein Widerstand 49 zu einem Spannungsteiler aus den Widerständen 33 und 34 zwischen der Plusleitung und Masse gelegt ist. Dieser Spannungsteiler ist auch noch über einen Widerstand 50 mit dem nicht invertierenden Eingang der Verstärkerstufe 22 verbunden.

7n der Wirkungsweise entspricht die Schaltung von Fig. 5 der Schaltungsanordnung von Fig. 4. Zu beachten ist lediglich die

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wechselspännungsmSßige Entkopplung der Dioden-Widerstands-Kombination 20 und 21.

Da bei der Amplitudenregelstufe eine nicht-lineare Widerstanskennlinie erforderlich ist, läßt sich anstelle der Diode ein beliebiges elektronisches oder elektrisches Bauelement verwenden, welches die gewünschte Widerstandskennlinie aufweist.

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Claims

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Ansprüche

('/^~\ wenigstens

l.JEinrichtung zum Erfassen/einer Markierung auf einem rotierenden Körper, insbesondere einer mit der Kurbelwelle einer Brenn kraftmaschine verbundenen Scheibe, dadurch gekennzeichnet, daß die Markierung (11, 12, 13, 1*0 aus dauermagnetischem Material besteht und einem auf die Markierung ansprechenden Impulsgeber (15) eine Amplitudenregelstufe (16) nachgeschaltet ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle mehrerer Markierungen diese eine wechselnde magnetische Polarität an der dem Impulsgeber zugewandten Seite aufweisen
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitudenregelstufe (16) wenigstens eine Dioden-Widerstands-Kombination (20, 21), eine Verstärkerstufe (22) sowie eine Gleichrichteranordnung (23) enthält.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Eingang der Amplitudenregelstufe (16) die Dioden-Widerstands-Kombination (20, 21) parallel geschaltet ist.
5. Einrichtung nach Anspruch J>> dadurch gekennzeichnet, daß der Diode (20) ein Strom wählbarer Größe zuführbar ist.

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6. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dioden-Widerstands-Kombination (20, 21) mit der Gleichrichteranordnung (23) der Amplitudenregelstufe (16) in Verbindung steht.
7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß deir Eingang der Amplitudenregelstufe ein elektrisch nicht-lineares Bauelement parallel liegt.

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