DE2532627C2 - Schaltungsanordnung zur Impulsformung und Störsignalunterdrückung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Formung eines Nutzsignales und zur Unterdrückung von Störsignalen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei Drehzahl- und Schließwinkelmeßgeräten, welche bei der Kraftfahrzeugdiagnose verwendet werden, werden Triggersignale und Meßsignale, die im folgenden als Nutzsignal bezeichnet werden, aus einem Zündsignal gewonnen, welches beispielsweise direkt an den Verbindungspunkten des Unterbrecherschalters einer Zündanlage und der Zündspule abgenommen wird. Dieses Zündsignal weist eine Vielzahl von Spannungs- bzw. Stromeinbrüchen auf. Derartige Einbrüche werden im folgenden als Störsignal bezeichnet Die Störsignale erschweren die Messung bzw. rühren zu Fehlmessungen und sind deshalb unerwünscht Bekannte Schaltungsanordnungen zur Verminderung der genannten Störungen weisen Drosseln und/oder Widerstands-Kondensatornetzwerke auf, welche die Störungen unterdrücken sollen. Diese Maßnahmen sind vielfach jedoch nicht ausreichend, da der Drehzahlbereich, in dem die Schaltungsanordnung funktionieren soll, sehr weit ist und Drosseln und/oder Widerstands-Kondensatornetzwerke so dimensioniert werden müssen, daß sie über den gesamten Drehzahlbersich wirksam sind. Zum einen ist diese Frequenzabhängigkeit störend, zum anderen wird die Schaltungsanordnung dadurch teilweise so niederohmig, daß die Zündleistung der zu überprüfenden Zündanlage deutlich herabgesetzt wird.

Schaltungsanordnungen mit einem Widerstands-Kondensatornetzwerk sind beispielsweise in der US-PS 37 90 821 dargestellt Der relativ niedrige Eingangs- und Ausgangswiderstand des Integrierers wird hierbei durch Inverter behoben. Die gezeigte Anordnung hat den Nachteil, daß nur Störungen in der ansteigenden Flanke oder kurz danach kompensiert werden können. Als weiterer Nachteil ist anzusehen, daß durch die dort beschriebenen Maßnahmen die Startflanke des Impulses verschliffen wird, so daß ein genaues Schaltverhalten nicht mehr zu des weiteren erzielen ist. Weiterhin ist damit meist eine Verzögerung verbunden, so daß der Beginn der Impulsflanke verspätet auftritt

Aus der US-PS 33 05 801 ist des weiteren eine Schaltungsanordnung bekannt, die zur Unterdrückung des Rauschens der Impulse dient Dies wird durch eine Beschneidung der Impulsamplituden erreicht. Diese Schaltungsanordnung ist nicht dazu geeignet, Spannungseinbrüche bei Impulsen zu kompensieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zur Formung eines Nutzsignaies und zur Unterdrückung von Störsignalen zu entwickeln, welche mit sehr geringem Schaltungsaufwand den Unteransprüchen in der Lage ist, Spannungseinbrüche im gesamten Signalbereich zu regenerieren.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Nutzsignals vorteilhafte Ausgesta'tungen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich in Verbindung mit den Unteransprüchen aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und aus den Zeichnungen. Es zeigt

F i g. 1 eine schematisch angedeutete Zündanlage mit einer Schaltungsanordnung zur Formung eines Nutzsignales und zur Unterdrückung von Störsignalen,

F i g. 2 einen Impulsplan zur Erläuterung der Schaltungsanordnung nach F i g. 1 und

Fig.3 einen Impulszug zur Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltungsansordnung nach F i g. 1 bei der Schließwinkelmessung.

In F i g. 1 ist schematisch eine Zündanlage dargestellt, die eine Zündspule 10, einen Unterbrecherschalter 11 und einen Kondensator 12 aufweist. Über eine Klemme 13 ist das Signal, welches am Verbindungspunkt der Zündspule 10 und des Unterbrecherschalters 11 auftritt, an eine Schaltungsanordnung zur Formung des Nutzsignales und zur Unterdrückung von Störungen angelegt. Diese Schaltungsanordnung weist einen

Eingangswiderstand 14, eine Zenerdiode 15, einen Widerstand 16 und einen Integrierer 17, der im einfachsten Fall ein Kondensator ist, Störsignal Wirkungsweise der bis hierher beschriebenen Schaltungsanordnung ist folgende: Das an der Klemme 13 auftretende Signal, welches in Fig.2a dargestellt ist, wird durch die Zenerdiode 15 gleichgerichtet und vorgeformt, d. h. es entsteht eine Rechteckimpulsfolge. Dieses Signal, das in Fig.2b dargestellt ist, wird mit Hilfe des Kondensators 17 integriert, wobei der Spannungsverlauf an dem Kondensator 17 in Fig.2c aufgetragen ist Wie aus Fig.2c ersichtlich, ist dem Spannungsverlauf an dem Kondensator 17 ein Störsignal überlagert, das beispielsweise bei 18 Spannungseinbrüche an dem Kondensator 17 hervorruft Diese starken Spannungseinbrüche sind unerwünscht, da sie beispielsweise bei der Drehzahlmessung das Meßergebnis, welches aus dem Signal an einer Ausgangsklemme 19 gewonnen werden kann, verfälschen.

Zur Unterdrückung dieser bei 18 angedeuteten Störsignale wird ein Kompensationssignal erzeugt das gerade dann, wenn der Spannungseinbruch an dem Kondensator 17 erfolgt, diesem Kondensator 17 zugeführt wird, so daß an der Klemme 19 das in F i g. 2e dargestellte Signal abgenommen werden kann. Zur Bereitstellung des Kompensationssignales ist eine Umkehrstufe 20 vorgesehen, welche über eine Diode 21, die ein ODER-Gatter darstellt mit der Ausgangsklemme 19 bzw. dem Kondensator 17 verbunden ist. Der Eingang der Umkehrstufe 20 ist mit einem Differenzierglied 22, 23 verbunden, das aus der Reihenschaltung eines Widerstandes 22 und eines Kondensators 23 besteht. Der Widerstand 22 ist einseitig mit einem Kondensator 24 verbunden, der wiederum über eine Diode 25 mit der Zenerdiode 15 und dem Eingangswiderstand 14, welche die Eingangsschaltung bilden, verbunden ist.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Schaltungsanordnung ist folgende: Das in Fig.2b dargestellte Signal liegt an der Anode der Diode 25 an, so daß der Kondensator 24 auf eine Spannung aufgeladen wird, die um den Spannungsabfall an der Diode 25 kleiner ist als die an der Zenerdiode 15 anliegende Spannung. Im Ruhezustand lädt sich auch der Kondensator 23 auf, so daß an seiner oberen Elektrode ein positives Signal anliegt, und dadurch das Ausgangssignal der Umkehrstufe 20 ein Null-Signal ist. Bricht die Spannung an Punkt b der Schaltungsanordnung nach F i g. 1 zusammen, dann ist an der unteren Elektrode des Kondensators 23 Nullpotential und das Potential an der oberen Elektrode des Kondensators 23 wird ebenfalls auf Null gezogen. Dieses Null-Signal bewirkt am Ausgang der Umkehrstufe 20 ein L-Signal, das nunmehr dem Integrierkondensator 17 zugeführt wird. Nunmehr lädt sich der Kondensator 23 über den Widerstand 22 infolge der durch den Kondensator 24 bereitgestellten positiven Spannung wieder auf, und bei einem ausreichend positiven Signal an der oberen Elektrode des Kondensators 23 erscheint am Ausgang der Umkehrstufe 20 wieder ein Null-Signal. Damit ist das Kompensationssignal wieder Null. Die Breite des Kompensalionsimpulses ist dabei durch die Dimensionierung des Widerstandes 22 und des Kondensators 23 bestimmt Wenn nach Abklingen des Kompensationssignales wieder ein L-Signal an Punkt b an der Schaltungsanordnung nach F i g. 1 auftritt, springt zwar das Potential an der oberen Schaltungsanordnung des Kondensators 23 noch höher, am Ausgang der Umkehrstufe 20, das in Fig.2d dargestellt ist ergibt sich jedoch keine Änderung des

ίο Ausgangssignales.

Wie bereits angedeutet ergibt sich also bei jedem Spannungseinbruch ein positives Signal am Ausgang der Umkehrstufe 20, das jedoch sofort in ein Null-Signal wechselt wenn innerhalb der durch die Dimensionierung des Widerstandes 22 und des Kondensators 23 festgelegten Breite des Kompensationssignales ein L-Sfgnal an Punkt b der Schaltungsanordnung nach F i g. t aufweist Dadurch werden Spannungseinbrüche an dem Kondensator 17 weitgehend eliminiert und das Ausgangssignal 19 kann beispielsweise für eine genaue Drehzahlermittlung herangezogen werden. Bei besonders extremen Anforderungen an die Schaltungsanordnung kann die positive Flanke des in Fig.2e aufgetragenen Impulses dadurch steiler gemacht werden, daß dem Widerstand 16 eine Diode 26 parallelgeschaltet ist

Bei der Schließwinkelmessung, bei der das in F i g. 2e aufgetragene Signal verwendet werden soll, stört der in F i g. 2d bei 26 angedeutete letzte Kompensationsimpuls, da dieser das Ausgangssignal an Klemme 19 der Schaltungsanordnung verlängert und dadurch den Schließwinkel, der in Fig. 2e durch 5 gekennzeichnet ist um die Zeit ν verfälscht Um diese Verfälschung zu beseitigen, kann beispielsweise eine monostabile Kippstufe vorgesehen sein, deren Kippzeit so bemessen ist, daß sie genau der Zeitdauer des Kompensationsimpulses bei 26 entspricht. Diese Zeit kann dann beispielsweise an dem nachfolgenden Impuls wie in Fig.2e mit unterbrochenen Linien angedeutet ist, wieder abgezogen werden, so daß das angemessene Schließwinkelsignal S) exakt dem zu ermittelnden Schließwinkel entspricht.

Eine andere Möglichkeit, den Fehler, welcher durch den Kompensationsimpuls bei der Schließwinkelmessung hervorgerufen wird, zu eliminieren, ist in F i g. 3 dargestellt. Dort ist das Ausgangssignal an der Klemme der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 aufgetragen. Der Spannungseinbruch ist wieder bei 18 angedeutet.

Wird beispielsweise mit Hilfe eines Schalters 27 ein Widerstand 28 dem Widerstand 22 parallelgeschaltet, kann die Breite des Kompensationsimpulses 26 so verringert werden, daß sie nur noch etwa halb so groß ist, wie die maximale Breite des Spannungseinbruches 18. Derartige Kompensationsimpulse sind bei 29 in Fig. 3 dargestellt. Die Spannungs-Zeit-Fläche des Kompensationsimpulses bei 29 ist dann etwa gleich der noch verbleibenden Spannungs-Zeit-Fläche 30 des Spannungseinbruches. Dadurch kann beispielsweise durch Auswertung der schraffierten Spannungs-Zeit-Fläche ein exaktes Schließwinkelsignal gebildet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Formung eines Nutzsignales und zur Unterdrückung von Störsignalen, mit einer Eingangsschaltung zur Gleichrichtung und Verformung eines Eingangssignales und einem nachgeschalteten Integrierer, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (22, 23) vorgesehen sind, die bei einem Spannungseinbruch des Eingangssignals einen Impuls abgeben, der kurzzeitig _]0 während des Spannungseinbruchs auftritt, und daß den Mitteln (22, 23) eine Umkehrstufe (20) nachgeschaltet ist, die ein das Störsignal kompensierendes Signal dem Integrierer (17) liefert

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal der Umkehrstufe (20) über ein ODER-Glied (21) dem Integrierer (17) zugeführt ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Umkehrstufe (20) ein Differenzierglied (22, 23) zur Ermittlung des Störsignales zugeordnet ist

4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Differenzierglied (22, 23) mit einem Kondensator (24) verbunden ist, der — insbesondere über eine Diode (25) — der Eingangsschaltung (14, 15) parallelgeschaltet ist

5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Differenzierglied (22, 23) zwischen die Eingangsschaltung (14, 15) und eine Elektrode des Kondensators (24) geschaltet ist, wobei das Differenzierglied (22,23) die Reihenschaltung eines Widerstandes (22) und eines Kondensators (23) aufweist und wobei an den Verbindungspunkt des Widerstandes (22) und des Kondensators (23) die Umkehrstufe (20) angeschlossen ist.

6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zur Verwendung bei der Schließwinkelmessung in Zündanlagen von Kraftfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß das Differenzierglied (22,23,28) so dimensioniert ist, daß die Impulsbreite des Kompensationsimpulses etwa halb so groß ist, wie die übliche Breite des größten Störsignales.

7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zur Verwendung bei der Schließwinkelmessung in Zündanlagen von Brennkraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß ein, beispielsweise mit einer monostabilen Kippstufe erzeugtes Signal vom Ausgangssignal der Schaltungsanordnung abziehbar ist, wobei dieses Signal die Verfälschung des Schließwinkelsignales durch den letzten Kompensationsimpuls eliminiert.

55