DE2614947A1

DE2614947A1 - Schaltungsanordnung zur lage-erkennung eines rotierenden teiles

Info

Publication number: DE2614947A1
Application number: DE19762614947
Authority: DE
Inventors: Winfried Dipl Ing Kloetzner; Karl Ing Grad Ott
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1976-04-07
Filing date: 1976-04-07
Publication date: 1977-10-20
Also published as: IT1080347B; FR2347537B3; DE2614947C2; SE7704040L; FR2347537A1; JPS637859Y2; JPS52123673A; JPS6189112U; SE410645B; GB1558209A

Description

λ R. 3173

6. k. 1976 Lr/Do

/614347

Anlage zur
Patentanmeldung

Robert Bosch GmbH, 7OOO Stuttgart 1

Schaltungsanordnung zur Lage-Erkennung eines rotierenden Teiles

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Erkennung der Lage eines rotierenden, mit einer oder mehreren Bezugsmarken versehenen Teiles, insbesondere des Schwungrades einer Brennkraftmaschine, dem ein induktiver Geber gegenübersteht, in welchem bei jedem Umlauf des Teiles eine Wechselspannung induziert wird, mit einem Schwellwertschalter mit von der Eingangsspannung abhängiger Schwelle.

Aus der DTPS 2 235 O56 ist eine Schaltungsanordnung dieser Art bekannt geworden, bei welcher die Wechselspannung an den Eingang eines Spltzenwertgleichrichters angelegt ist, der aus dem Spitzenwert der Wechselspannung eine proportionale Gleichspannung bildet, welche der Schwellwertschaltung zugeführt wird und deren Einschaltpegel so ändert, daß dor Spitzenwert der Wechselspannung gerade noch die Schwellwertschaltung sum Kippen bringen kann. Dort ist ein Schmitt-Trigger mit einem

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Differenzverstärker vorgesehen bei dem zur Einstellung des Trigger-Pegels das Ausgangssignal über ein Rückkopplungsnetzwerk dem nichtinvertierenden Eingang zugeführt wird, wobei die vom Spitzenwertgleichrichter gebildete Gleichspannung über einen ohmschen Spannungsteiler an den nichtinvertierenden Eingang und die umzuformende Wechselspannung an den anderen, invertierenden Eingang des Differenzverstärkers gelegt ist. Diese bekannte Schaltungsanordnung ist verhältnismäßig aufwendig, weil sie zwei Operationsverstärker benötigt. Außerdem ist sie anfällig gegen Störimpulse, die vor allem beim Betrieb in Kraftfahrzeugen nicht vollständig unterdrückt werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfachere und gegenüber Störimpulsen weniger empfindliche Schaltungsanordnung zu schaffen. Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Wechselspannung nach ihrer Gleichrichtung auf einen Integrierkondensator gegeben wird, der am invertierenden Eingang eines Komparators liegt, und daß die Wechselspannung außerdem über einen Vorwiderstand an eine Zenerdiode angelegt ist, die an den nicht invertierenden Eingang des Komparators angeschlossen ist.

Die erfindungsgemäße Integration bringt den Vorteil mit sich, daß bei einfallenden Störimpulsen diese ebenfalls im Verhältnis ihrer Spannungszeitfläche zu einer Erhöhung der Schwellenspannung beitragen. Dies ergibt eine bessere Störunterdrückung. Über die beträchtliche Einsparung an Bauelementen hinaus ergibt sich der Vorteil, daß die Wicklung des induktiven Gebers galvanisch an die Schaltungsanordnung angeschlosserjwerden kann. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann mit einer zur Gleichrichtung dienenden Diode in Reihe ein Widerstand in der Zuleitung zum invertierenden Eingang des Komparators angeordnet sein. Zweckmäßig kann parallel zum Integrierkondensator ein zusätzlicher Widerstand'vorgesehen werden. Bevorzugt kann

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in einem Rückkopplungs zweig, der vom Ausgang des Komparators zu dessen nichtinvertierendem Eingang führt, ein Widerstand, vorzugsweise eine Reihenschaltung aus einem Widerstand und einem Kondensator angeordnet sein.

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert und anhand der Zeichnungen beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Zeitschaubild für die Signalverläufe am Eingang und am Ausgang der Schaltungsanordnung,

Fig. 2 einen induktiven Geber und ein diesem gegenüber umlaufendes Schwungrad einer nicht dargestellten Brennkraftmas chine,

Fig. 3 ein Blockschaltbild der Schaltungsanordnung,

Fig. 4 den Verlauf der maximalen Wechselspannung, der Schwellspannung und der Storspannungen über der Drehzahl η des Schwungrades nach Fig. 2,

Fig. 5 einen Schaltplan für eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung dient zur Erkennung der Lage einer Marke auf dem Schwungrad 1 einer im übrigen nicht dargestellten Brennkraftmaschine, deren Zündvorgänge auf elektronischem Wege dann ausgelöst werden sollen, wenn die beim dargestellten Ausführungsbeispiel durch eine Radialbohrung 2 erzeugte Marke einen vorgegebenen Drehwinkel gegenüber einem in Fig. 2 bei 3 angedeuteten magnetischen Geber erreicht. Statt der Radialbohrung 2 kann die Markierung auch als Stift, als Zahn oder als Dauermagnetstift ausgebildet sein. Die Anbringung der Markierung kann radial oder axial.erfolgen. Der Geber enthält eine im einzelnen nicht dargestellte Wicklung, zwischen deren Wicklungsenden 4 und 5 ein Wechselspannungs Signal mit je einer positiven und einer negativen Halbwelle

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immer dann auftritt, wenn die Bonrung 2 unter den Geber 3 durch läuft. Aus der ersten Halbwelle des Signals S, die im Zeitschau bild nach Fig. 1 als positiv angenommen ist, soll ein Rechtecksignal gewonnen werden, welches in Fig. 1 bei R angedeutet ist. Abhängig vom Luftspalt zwischen dem magnetischen Geber 3 und der rotierenden Markierung 2, der geometrischen Form der Markierung, der Drehzahl η ergibt sich eine veränderliche

Amplitude U des Ausgangssignals S des Gebers 3· Es ist desmax

halb notwendig, mit einer veränderlichen Schwellenspannung dafür zu sorgen, daß aus dem in Fig. 1 dargestellten Signalverlauf das gewünschte rechteckförmige Ausgangssignal R entsteht. Hierzu ist es notwendig, die in Fig. 1 mit Ug bezeichnete Schwellenspannung mit steigender Drehzahl η anwachsen zu lassen, weil in der Regel der Signalspannung Störspannungen Ud überlagert sind, welche ebenfalls mit der Drehzahl η ansteigen. Um diese Störspannungen zu unterdrücken, ist gemäß dem in Fig. 3 dargestellten Schaltungsprinzip vorgesehen, daß das von dem Geber 3 gelieferte Wechselspannungs-Signal S einerseits dem nicht invertierenden Eingang eines Komparators 6 unmittelbar zugeführt wird und gleichzeitig dazu benützt wird, durch Gleichrichtung und Integration in einer Stufe 7 die in Fig. 1 bei Ug angedeutete Schwellenspannung zu erzeugen. Der prinzipielle Verlauf der Amplitude U des Eingangs-Wechselspannungssignals, der Schwellenspannung Ug und der auftretenden Störspannungen U, ist in Fig. H dargestellt. Im gesamten interessierenden Drehzahlbereich muß gelten:

^Umax > ^ÜS > ^üd.

Die Gewinnung der Schwellenspannung Ug erfolgt im einzelnen in der Schaltungsanordnung nach Fig. 5. Die in der Wicklung 8 des Gebers 3 induzierten Wechselspannungs-Signale werden über eine Entstördrossel Ll einer Diode D2 zugeführt und über diese auf einen Integrierkondensator C2 gegeben. Zwischen der zur Gleichrichtung dienenden Diode D2 und dem invertierenden Eingang des Komparators 6, an welchen der Integrierkondensator C2 angeschlossen ist, liegt ein Widerstand R2. An den nichtinvertierenden Eingang (Plus-Eingang) ist eine in Sperr-

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richtung betriebene Zenerdiode Dl mit ihrer Kathode angeschlossen. Damit wird die Amplitude des Wechselspannungssignals auf einen Wert begrenzt, der im Aussteuerbereich des Komparators liegt. Zwischen der Zenerdiode und der Anode der Diode D2 liegt ein Widerstand Rl. Parallel zu der Reihenschaltung aus diesem Widerstand Rl und der Zenerdiode Dl ist ein Entstörkondensator Cl angeordnet. Parallel zum Integrierkondensator C2 liegt ein Widerstand R4, welcher zusammen mit dem Widerstand R3 einen Spannungsteiler bildet. Mit Hilfe dieses Spannungsteilers kann die Schwellenspannung Ug bei Drehzahl NuIl₅ d.h. im Stillstand, eingestellt werden. Die Schwellenspannung stellt einen analogen Spannungswert für die Drehzahl η dar, der jedoch stark vom Luftspalt und der Geometrie am Geber 3 und der Markierung 2 abhängt.

Sobald im Zeitpunkt ti nach Fig. l das Wechselspannungssignal S den Wert der dann vorherrschenden Schwellenspannung tL· erreicht, entsteht am Ausgang des Komparators 6 die Anstiegsflanke des Rechtecksignals R. Gleichzeitig beginnt die Schwellenspannung Ug am Integrierkondensator C2 anzusteigen, bis das Wechselspannungssignal den dann herrschenden Wert der Schwellenspannung U„ unterschreitet. In diesem in Pig. I bei t2 angedeuteten Zeitpunkt ist das Rechtecksignal R beendet.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ist eine stabilisierte Betriebsspannung U_ß vorgesehen, welche an den Verbindungspunkt der beiden Widerstände R2 und R4 sowie des Integrierkondensators C2 über einen Widerstand R3 geführt ist. Mit dieser Betriebsspannung ist außerdem der Ausgang des Komparators 6 über einen Widerstand R6 verbunden. Von dort führt zur gemeinsamen Minusleitung 9 die Reihenschaltung aus zvrei Widerständen R7 und R8. Vom Verbindungspunkt der beiden Widerstände R7 und R8 zum Plus-Eingang des Komparators 6 führt ein Rückkopplungs zweig, in welchem ein Widerstand R5 in Reihe mit einem Kondensator C3 liegt. Schließlich ist noch zwischen den beiden Eingängen des Komparators ein Schutzkondensator C4 vorgesehen.

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Leerseite

Claims

Ansprüche

LQ 14 ei 4

( 1.) Schaltungsanordnung zur Erkennung der Lage eines rotierenden Teiles, insbesondere des Schwungrades einer Brennkraftmaschine, der ein induktiver Geber gegenübersteht, in welchem bei jedem Umlauf des Teiles eine oder mehrere Wechselspannungen induziert werden, mit einem Schwellwertschalter mit von der Eingangsspannung abhängiger Schwelle, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselspannung (S) gleichgerichtet und auf einen Integrierkondensator (C2) gegeben wird, der am invertierenden Eingang eines Komparators (6) liegt und daß die Wechselspannung außerdem über einen Vorwiderstand (Rl) an eine Zenerdiode (Dl) gelegt ist, die an den nichtinvertiarenden Eingang des Komparators angeschlossen ist.
2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß mit einer zur Gleichrichtung dienenden Diode (D2) in Reihe ein Widerstand (R2) in der Zuleitung zum invertierenden Eingang des Komparators (6) angeordnet ist und daß parallel zum Integrierkondensator (C2) ein zusätzlicher Widerstand (R4) vorgesehen ist.

3· Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Rückkopplungszweig, der vom Ausgang des Komparators (6) in dessen nichtinvertierendem Eingang führt, ein Netzwerk (R5)s das aus einem Widerstand oder einer Reihenschaltung aus einem Widerstand und einem Kondensator (C3) bestehen kann, angeordnet

^ist· 7 π 0342/0191

ORIGINAL INSPECTED