DE2714266A1

DE2714266A1 - Eingangssensorschaltung fuer eine digitale motorsteuerung

Info

Publication number: DE2714266A1
Application number: DE19772714266
Authority: DE
Inventors: John P Lappington; Leroy Shafer
Original assignee: Chrysler Corp
Current assignee: Old Carco LLC
Priority date: 1976-05-20
Filing date: 1977-03-31
Publication date: 1977-12-01
Also published as: US4060714A

Description

HAM BUICG-MÜNCHKM _ ZUSTELI.iniOS.VNSCnHIFT: 20OO UAMBUJIG 3« · NEUKR WALL· 41

E-Ii-EASJLJUiLIiJL-IIlL τβι,εκον (O4O) 307128 und 301113

TKlI(IR. NIt(IKDlPiIIINI ITAM)IUI(O

Chrysler Corporation sooo München a · mozartstr. 23

12000 Lynn l'ownsend Drive

TKLKOH. NBBBDiFiIKNI MU](CI[BN

Highland Park, Michigan

U.S.A. HAMUURG. 30. Mära 1977

Eingangs sensor schaltung für eine digitale Motorsteuerung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Maschinenstouersysteme und insbesondere auf eine Ein&ang.ysensorschaltung, die besonderes nützlich in elektronischen Motorsteuersystemen digitaler Art ist.

Die Verwendung elektronlscher Steuerungen für MotorSteuersysteme bewirkte wesentliche Verbesserangen der Motorleistung. Mit der Verwendung von Elektronik kann eine Vielzahl von Eingangsgrößen erfaßt werden, und die daraus bezogene Information verwendet werden, um eine genaue Steuerung ausgewählter Ereignisse vorzusehen, die zum Betrieb des Motors gehören. Ein Beispiel ist dia Chrysler Electronic Lean Burn Engine, die Über Eingangssensoren verschiedene Motorbetriebsbedingungen überwacht, um den Zeitpunkt des Zündfvmkens genau zu steuern. Durch diesen, bemerkenswerten Motor wird olno verminderte Abgaseiuission und eine vei'besserte Brermstoffausnutzung ohne dio Verwendung weiterer Vorrichtungen (wie zum Beispiel katalytische Konverter, Afogaß-Rezirkul.ioning) erreicht,

709848/0734

—2—

'■"?'f

u.i.c jetzt bei \Z«vbif<inn\λ^SjS. mas^·» men erforderlich r-iud, im die staatlichen AbgasiCorderungen zu erfüllen und darüberhinaus auch die Brennntoffausnutzung verbesserten. Die Chrysler Electronic Lean Burn Engine, wie sie gegenwärtig durch die Chrysler Corporation hergestellt und verkauft wird, verwendet: verschiedene Jinalogsensoren und Anaiogschaltungen, um die ßencor.-inforiiiatien in analoge elektrische Signale zu konvertieren, die in Funkenzeitpunktsteuerungen verwendet werden.

Daß es erv.iinschensvcrt ist, digitale Mikroprozessoren in elektronischen Maschinensteuersyntemen zu verwenden, wurde bereits erkannt. Während Maschinensteuersysteme, die digitale Mikroprozessoren verv/enden, bereits zum Stand der Technik gehören, bedeutet es eine emcte Beeinträchtigung für die k')r.rroerzLc!.lle Durchführbarkeit, daß geeignete Eingangssensoren nicht erhältlich sind. Obwohl in einigen Fällen bereits durch-Γ·=:· digitale Sensoren existieren, die digitale Eingangssignale an einen Mikroprozessor abgeben können, sind diese digitalen Sensoren allgemein sehr teuer. Weniger teure Digitalsensoren besitzen nicht die erforderliche Genauigkeit und Robustheit, die zur Verwendung in einem Motor-Steuersystem notwendig sind. Analoge Sensoren können in einigen Fällen verwendet werden, jedoch erfordern diese komplizierte Analogdigitalkonverter. Somit hat, während die Technologie der digitalen Mikroprozessoren sich bis zu einem Punkt γ/eiterentwickelt hat, an dem die Mikroprozessoren geeignet sind für Motor-Steuerungsanwendungen, die Technologie der Eingangssensoren für diese

709848/0734 -3-

— /5 —

hikroj/rozes-or^ nicht Schritt gehalten. ο τ ι / ι e e

2 / I H400

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Eingangssensorschaltungen ίΛ'χχ· einen digitalen Mikroprozessor, die keine Ldgitaüsensoren erfordern, sondern vielmehr die existierenden /:nalog,^:.:entjureii verwenden können. Jedoch wird die Eingangsinfornation in digitaler Form geliefert, die direkt auf den ];ikropro^essov· [regelten werden kann. Mit der vorliegenden Erfindung werden die Eingangssensorparameter, die repräsentativ für aus,-"cv,;ihlte Eingänge sind, in binäre Wörter konvertiert. /¹Is }'>^r:ispicl sei genannt, daß konventionelle Wid.err.tvWid;-·.·-,Ka;;::.'./..'.t'^;ts-_fIn'v:iktivitäts- oder Spannungssensoren verwendet v: or den können, und ihre Parameter in die entsprechenden L'inMrcn V/ürter konvertiert wero.cn, die direkt durch den Mikroprozessor in dessen Berechnungen verwendet werden können fur die spezielle Motorsttuerfunktion, die durchgeführt werden soll. ,.eiterhin ?<enn die Erfindung Jcouipakt aufgebaut vorcleb und. ist leicht y.v. kalibrieren, damit sie mit Coin .spezicü len V.'crteboroich der Eingangssensorpare.meter ;;or:.,a;;il el ibt. In aex· Tat kann die Erfindung in einem wesentliche-??. Ausmaß in einer integrierten Schaltung untergebracht werde?!, wodurch sich Zuverlässigkeit erhöhen und Kosten reduzieren. Die Verarbeitungsgeschwindigkeit der Information ist so schnell, daß eino Vielzahl von Sensoren überwacht •,,'erden kann nit. Hilfe einer Multiplex-Technik, so daß der erforderliche Schaltaufwand minimal bleibt. Mit der vorliegenden Er£inching wird fin schwerwiegendes Hindernis für die

709848/0734

Anv.'enc'.ung digitaler Mikroprozessoren für Kotorsteueranv/endvingen beseitigt.

Die oben erwähnten Merkmale und Vorteile der Erfindung, sowie noch weitere, können der folgenden Beschreibung und den Ansprüchen entnommen werden, die in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen zu betrachten sind, die eine bevorzugte Ausführung der Erfindung darstellen gemäß der im Moment für die beste gehaltene Ausführung der Erfindung.

FIG. 1 stellt eine schematische Schalterstellung dar, zum Teil im Blockdiagramm, die ein Beispiel einer Motorsteuerung gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung darstellt;

FIG. 2 ist ein detaillierteres elektronisches Schema einss Abschnittes von Fig. 1, das die vorliegende Erfindung darstellt;

FIG. 3 ist ein Diagramm, das verschiedene elektrische Impulsfolgen darstellt, die zur Erklärung der Betriebsweise der in Fig. 2 gezeigten Schaltungnützlich sind.

FIGUREN 4, 4A und 4ß sollten zusammen betrachtet werden und zeigen verschiedene Arten der Erfindung. Die Figuren 4C und 4D stellen Impulsfolgen dar, die nützlich zum Erklären des Betriebs der in den Figuren 4, 4A und 4B dargestellten Arten sind?⁰ 9848 /07 3 4

FIG. 5 ist eine BCheniotische Darstellung, die eine weitere Ausführung der Erfindung zeigt.

Fig. 1 offenbart als Beispiel eine bevorzugte Ausführung eines Mo torsteuer systems 10 gemäß den Grundzügen der vorliegenden Erfindung. Das offenbarte Steuersystem ist ein Funkonzeitpunktsteuersystem, bei dem der Zeitpunkt und die Zeitdauer eines Zündfunkens in der. Zylindern des Motors gemäß ausgewählten Eingangs Signalen gesteuert v:ird, die repräsentativ für ausgewählte Betriebsparameter sind. Kurz gesagt, ist eine konventionelle Aufnähmespule 12 betriebsmäßig mit der Kurbelwelle des Motors verbunden, um Trigger-Impulse bei vorbestimmten Wir.kelstellungen cor Kubelwelle zu liefern. Die Trigger-Impulse v/erden nacheinander durch eine Filter schal tung 14 und einen Schv/ellwertbegrenzer 16 an eine integrierte Eingangs/A\Jsgangr,-f>chaltung 18 geliefert. Die integrierte Eingangs/Ausgangs-Schalturig i^ ist eine Mikroschaltung mit einer Vielzahl von Einzelschaltungen, die ein Interface oder Puffer zwischen einem integrierten Mikroprozessor 20 und einem integrierten Programmspeicher 22 auf der einen Seite und eine Vielzahl von diskreten Schaltungen auf der anderen Seite darstellen. Zu diesen diskreten Schaltungen gehört die oben beschriebene Aufnahmeschaitung, eine Vielzahl von Eingangs.schaltungen, die Signale liefern, die repräsentativ für ausgewählte Betriebsbedingungen sind und eine Zündschaltung, über die

709848/0734 -6-

13 27U266

<Ji.e Zündui'ij iu ύοη Zylindern dos Motors erreicht v.'ird .· Die Zündschaltung wcir.t eine Vortreiberstu.fe Zk auf., die von einer Ausgangsstufe 26 gefolgt wird, die betriebsmäßig mit einer üblichen Zündspule 20 mit Primär- und SeJtundrir-AJicklungen verbunden ict. Die Sekundärwicklung ist über einen üblichen Verteiler 30 mit den Zündkerzen y? des Hotorr» verbunden. Die Primärwicklung ist mit der Ausrjiuigsstui'e 26 verbunden. Der Gesamtbetrieb des Systems i&t derart, daß in Ancprache auf ö^edcn Trigger-Impuls '.■cn der Aufrahme ripul ο 12 eine ausgewählte Zün dicer ze ge- ν.Χ\·.";.'>·Χ \.'iro.. Der Zeitpunkt der Zündung wird durch dexi l'iik:'Uprosenr.or 20 gesteuert, der von den ausgcv.^rö.hlten Ein- ;·...'·'λίγ_ογ-;Signalen die genaue Dauer einer Zeitverzögerung ber ν oVriet und dc.vxn ein Zündsignal an die Vortreiber.stufe 24 abgibt, das ovg Gilb er deiⁿ Aufnehmertrigger signal um den Betrag uer berechnet er: Ver^ü-gerung zeitlich versetzt ist. Die l'.eruclmungoii zur.' Erzeugung des Zeitpunkts der Zündung v/erden duro! den iiikroprozessor· 20 und den integrierten Programmr.ji'jicher P.2 geliefert, die im Handel erhältliche Bauteile sind (beispielsweise RCA-Corporation CDP 1802D Micropiocessor, und CDP 1832D Read Only Memory), die gernäß der libl.idicn Art programmiert sind, um die Zündzeitpunktsberechnungen durchzuführen. Die elektrische Energie für das System wird von. einer üblichen Kraftfahrzeugbatterie 3^ bezogen. Um eine geregelte Spannung von +V Volt für die i'liikroprozessorelektronik zu liefern, wird eine übliche Si lannungrversorgungsßchaltung 36 betriebsmäßig wie dargestellt über den KFZ-Zündschalter 28 angeschlossen, um von der

709848/0734 _₇_

ORJGJNAL tNSPECTEO

- st -*D 27U266

Batterie '$h versorgt zu v;ei'dc;n. wenn die Zündung de.=; Wagens eingeschaltet wird. Zusätzlich, zu der regulierten Spannung von -i-V Volts liefei't die Spannungsversorgung '$6 auch ein CLEAR-Signal, das zur Bereitstellung des Mikroprozessors 20 verwendet wird, wenn der Zündschalter das erste Hai eingesbellt wird, um den Motor zu betreiben.

Die vorliegende Erfindung liefert eine einzigartige und wirkungsvolle Vorrichtung zur Konvertierung der von verschiedenen Sensoren gelieferten Information in eine digitale Form, die von dem Mikroprozessor 20 zur Durchführung der ZiindzoitV'UiilctrbercCiinunfren verwendet wird. Insbesondere werden. JSenr-iorparoMctercIatTn, die repräsentativ fi'Ar ausgc·- v;ählte i-Iotorbetriobsclaten sind, dj ο überwacht v'erden, in binäre V/örter konvertiert, die von der integrierten Hiliroprozessorschalti-ru; 20 direkt für Berechnungen verwendet v/erden. Ir« Fig. 1 gehört zu den ausgewählten l-iotorbetriebsparcKietern, die durch die verschiedenen Sensoren überwacht werden, die Stellung der¹ Uotordrosselung, die über einen .Sensor in der Forr eines variablen Indulctivitäts-Drosselstellungsv.bertrr.gers AG e.u.sgcführt. ist, der V;ort des Unter druck.s in der- J-iotoreinlaßleJ tung, der durch einen variablen Tndul·: l.xvit^tb-U'itcrdrucksübertragcrs 42 überwacht v/ird, se wie die 1 i.aur.:t er::;;; era tür der Luft, die in den He tor zur Verbrennung eintritt, die durch einen Lufttemperatnrthermistor V; cbcr^./ach"!· v/ird. Andere Parameter oder Bed.ir.gunge.". können ül)er\.^Tochv \ ■ er den, -;i_c ^.,B. der Iiotorleerlauf zustand durch ein--;n bei L-^c.■.·!."■!.:.Z betätigte:'. Sclialter Λ(5 und ein

709848/0734 -g~

- er -

3i 27U266

Hotorübcrhitzungszustand durch einen thermischen Schalter hV>. Um die erforderliche Konvertierung der Censorriarameter in die vorbestimmten numerischen Zahlen vorzusehen, sind die Eingangscensoren betriebsmäßig mit einer integrierten Eingang/Ausgangsschaltung 18 über ein Widerstandsnetzwerk 50 verbunden, das eine Anzahl von V/i der stands schaltungen auf v/ei st, von denen jede zu einem entsprechenden Eingangssensor gehört. Das Netzwerk kann außerdem, falls erv.lmscnt, Trimmer besitzen. Eine genauere schematische Schaltungsdarstellung ist in Fig. ? bezüglich des Drosselstellungsübertragers hO und Lufttemperaturthermistors hh gezeigt.

Gemäß den Grundzügen der vorliegenden Erfindung ist ,'jeder eier Eingangssensoren betriebsmäßig mit einem zusätzlichen Schaltungsaufbau verbunden, um eine Schaltung zu bilden, die in Ansprache auf ein Schritt-Funktionneingangcsignal, das angelegt wird, ein Ausgangssignal in der Form eines exporentiellen Übergangs abgibt, dessen Zeitkonstante repräsentativ ist für die resistiven und reaktiven Komponenten in der Schaltung. In anderen Worten, jede dieser Schaltungen ist durch eine Differentialgleichung erster Ordnung charakterisiert. Demgemäß ist in der Darstellung in Fig. 2 die Indukti\'it"i"t£sp\ile des Übertragers 40 rait drei Vieler .ständen 52, 5h und 56 verbunden, die einen äquivalenten Y/ider stand svert 58 MD dem, der in Reihe mit der Spule geschaltet ist. Diece Reihenschaltung ist .durch eine Differentialgleichung erster Ordnung charakterisiert, die eine Zeit-konstante aufweist, die gleich der Induktivität der Spule geteilt durch

709848/0734

-9-

27U266

den "Wert do:, äquivalenten odor Ersateviderstandcs 58 ist. Gleichermaf3on ist der Thermistor 44 in Reihe mit einem Kondensator 60 geschaltet, um eine Reihenschaltung zu bilden, die durch eine Differentialgleichung erster Ordmmg charakterisiert ist, die eine Zeitkonstante aufv/eist, die gleich dom Y/i der stand des Thermistors 44 multipliziat mit der Kapazität des Kondensaters 60 ist. Die Widerstände 52, 54 und 56 können für Uaterbringungszwecke, v/ie dargestellt, in dem Widerstandsnetzwerk 50 angeordnet v/erden. Der Kondensator 60 kann in der· Nähe des Thermistors 44 angeordnet v/erden, der zur Messung der Lufttemperatur ausgelegt ist, die durch das übliche Luftansaugsystcn des Motors l.'.iuit.

In der offenbarten Ausführung ist auch eine Refereinschaltung für jede Eingangsschaltung vorgesehen. In Falle der Reihenschaltung, die durch den Ersatzwiderr.tand 58 und die Übertrager spule 40 dargestellt v/ird, besitzt die Ref erenzschaltun.r ein Paar in Reihe verbundene 1/iderstänäo 62 und 64; im Falle der Keihonocheltung durch den Thermistor 44 und den Kondensator 60 v/eist die Ref erenzschal bung ein Paar in Reihe verbundene V.-'iderstünde GG und 68 auf. Die AnorcLmng dieser Viderstande kann beliebig sein. Die voider stände 65 und LA' sine, dargestellt als Teile des iderstemasnetzv/erko t>0, ν-^ΓΊ>ΐΓί;Γ.ά die 'Jiderstüiice ό2 und 64 zu Schaltung 18 grJiört-n,

Die übrigen, in Fig. ?. scheiiiatisch dargestellten Sclir-.ltuü;/^"» sJ.nd in öcr .ir^!:\"i-.ierte:a ^ingen^s/AiUigaugnschaiiunf; M: ent·-· .hrlteo.. Kw:::. rcc-i <~'l i :.->t for ,"ledο Exjigan^ssenyo ⁱ;;chaJ YUu₁'; i/i

709848/0734

-10-

ORlGlNAL INSPECTED

der integrierten Schaltung T. eine entsprechend? Abtastoder Saiviple-Schaltung vorgesehen.

Die Scunple-Schaltimgen v/erder, zu ausgewählten Abtastzeitpunkten in Obereinstimmung mit den Steuersignalen vom Mikroprozessor 20 abgetastet, wodurch die Daten der entsprechenden Censoren, die repräsentativ für ihre momentanen Vierte sind, in binäre Form übergeführt werden und an den Mikroprozessor 20 zur Verwendung in der Zündzoitpunktsberechnung weitergegeben v/erden. Beispielsweise können die Sensor;schaltungen aufeinanderfolgend in einer gegebenen Ordnung abgetastet werden, so daß die Daten effektiv durch Multiplexverfahren erzeugt v/erden.

Die üample~Schaltung, die zum Drosselstellungst5bertrager 40 gehört, v/eist einen npn-Transistor 70 auf, ein Flip-Flop 72, einen Komparator 74, einen Inverter 76, ein AliD-Gatter 78 und einen Feldeffekttransistor (FET) 80, die miteinander wie in dsr Zeichnung dargestellt verbunden sind. Eine fast identische Sanrple-Schaltung für den Thermistor k4 v/eist einen npn-Transistor 82, ein Flip-Flop 84, einen Komparator o6, einen Inverter 88, ein AND-Gatter 90 und einen FET 92 auf. Die /.usgänge von allen Saiaple-Schaltungen sind mit den entcp3"echendcn Eingängen eines OR-Gatters 9'' verbunden, dessen Ausgang an eine 8-Bit Zählschaltung 96 angeschlossen ist. Ein Satz von 8 AMD-G fitter η 98 ist betrieb smri3ic nit der Zählechaltung 96 verbunden, wodurch jeder der C Ausgangs·- Wits dor Schaltung 96 mit einen Eingang einer entsprechenden

709848/0734

-11-

-VI-

ik 27Ί4266

Al-ID-Gattcrs verbunden ist. Die ancicen Eingänge der AtlÜ-Gatter sind miteinander verbunden, um ein Steuersignal zu empfangen, das "READ SENSOR DATA» genennt wird und vom Mikroprozessor 20 geliefert wird. Die 8 Ausgänge des Satzes von AHD-Gattern bilden eine D_atenleitung, die ein 8--Bitwort an den Mikroprozessor 2.0 liefert. Dieses Wort repräsentiert die binäre Darstellung eines Sensorparameters.

Eine Mehrzahl von Steuersignalen wird an die Eingangs/ Ausgangsschaltung 18 vom Mikroprozessor 20 geliefert. Zu diesen Steuersignalen gehören zusätzlich zu den READ-SKNSOR DATA-Sigr.8.1 ein Abtast- oder SAIiFLE-Signal, ein Takt- oder CLOCK-Signül, ein ¹TSAD THROTTLE"-Signal zur Erfassung der Drosselung und ein "READ AIRTSI'IP"-Signal zur Abfrage der Lufttereperatur.

Die Sompb-Schaltung, die zu dem Drosselstellungsübertrager hO gehört, wird unter Bezug auf die Figuren 2 und 3 im folgenden beschrieben. Der Transistor 70 und das Flip-Flop 72 sind so angeordnet, daß sie eine Stufenspannung über den Ersatzwi der stand 'jS und die Spule des Übertragers hO anlegt. Dies wird teilweise dadurch erreicht, daß der Set-AuGgangsanschluß 72a des Flip-Flops 72 mit der Basis des Transistors 70 verbunden wird, der Kollektor des Transistors 70 mit der ηV-Spannungsversorgung und der Emitter des Transistors 70 rnit dem Ersatzwiderstand 58, wie es in der Zeichnung dargestellt ist. Vor dem Auftreten des SAMPLE-Signals ist das an Anschluß 72a auftretende Signal im wef·entliehen 0 Volt, d.h. logisch Null. Wenn jedoch, die

709848/0734

25 27U266

Sainple-Schaltung durch das SAHPLE-Signal aktiviert wird, wird das Flip-Flop gesetzt und das Signal am Anschluß 72a springtauf eine positive Spannung von etwa +V Volt, d.h. auf logisch 1, v/o durch die +V-Versorgungsspannung abzüglich des Kollektor-Emitter-Spannungsabfalls über dem Transistor 70 über die Reihenanordnung des Srsatzwiderstands 58 und der Spule des Übertragers 40 angelegt wird. Man kann sehen, daß die Widerstände 62 und 64 von dem Emitter des Transistors 70 so mit der Erde verbunden sind, daß das Schritt-Spannungssignal über diesen beiden Widerständen zugleich mit dem über den Ersatzwiderstand 58 und die Spule des Übertragers 40 angelegt wird. Für ausgewählte feste 'ierte der Widerstände 62 und 64 wird ein Referenzspeimungssignal an dem Verbindungspunkt erzeugt und an den nicht-invertier enden Eingang des !Comparators 74 gegeben. Das Spannungssignal, das an den Verbinclungspunkten der Widerstände 56 und 54 auftritt, wird an den invertierenden Eingang des Komparators 74 weitergegeben. Da die Schaltung, die durch den Ersatzwiderstand 58 und die Induktivität der Spule des Übertragers 40 gebildet viro"., durch eine Differentialgleichung erster Ordnung charakterisiert ist, wie obon erklärt wurde, liegt das Spannungssignal, das an den invertierenden Eingang· des Kor.rparat.ors 74 angelegt wird, in der Form einer exponentiell abfallenden Spannung vor, wie es z.B. in Fig. 4C dargestellt ist. Der Komparator 74 vergleicht die Referenzspannung mit dieser exponentiell abfallenden Spannung, und wenn letztere auf einen bestimmten M'Jrt bezüglich der Referenzspannung abgefallen ist, resettot der Kowyorator 74 das Flip-Flop72.

709840/0734 "¹³"

-Vi-

a(> 27 Ί 4266

Das Resetten des Flip-Flops 72 macht den Transistor 70 nichtleitend und entfernt somit den Übertraßun^Gfunktionseingang, der an die Sensor schaltung und die Reforenzschaltung angelegt wurde. Da die Induktivität des Übertragers 40 eine Funktion der Drossele teilung ist, ist die Zeitkonstante der zugehörigen Sensorschaltung ebenfalls eine Funktion der Drosselstellung. Demgemäß ist einleuchtend, daß die Dauer, für die das Flip-Flop 72 im Set-Zustand bleibt, eine Funktion der Drosselstellung ist.

Das Ausgangssignal vom Ausgangsanschluß 72b des Flip-Flops

72 vird über don Inverter 76 auf den Eingang des AND-Gatters

73 gegeben. Dieses Signal an diesem Eingang des AliD-Gatters 78 wird THRÜTTLE-Sighal genannt. Das THROTTLE-Signal repräsentiert die Dauer, für die das Flip-Flop 72 im Set-Zustand war. Die anderen Eingänge des AND-Gatters 78 empfangen entsprechend das CLOCK-Signal und das ILEAD THROTTLE-Signal. Dar- CLOCK-Signal ist ein hochfrequentes Impulssignal, z.B. ein MHz, das durch eine Schaltung erzeugt wird, die iui Mikroprozessor 20 enthalten ist. Das READ THROiTLS-Signal ist ein Steuersignal, das ebenfalls von dem Mikroprozessor 20 erhalten wird, um die Drosselstellungsdaten vorn Übertrager 40 in die Zählschaltung 96 einzugeben. Wenn sovrohl TK!tO'.i'TLS-als auch READ THROTTLE-Signal anliegen, d.h. wenn beide logisch 1 sind, werden die hochfrequenten Impulse des CLOCK-Signals über die Gatter 7B und 94 zum Zähler 96 geleitet. Der Zähler zählt diese Takt- oder Clock-Impulre, bis das THROTTLE-Signal abschaltet.

-14-709848/0734

27 27U266

Da das 'X'h'ROTTDi-^irnal die Dauer repräsentiert, für d:.e das Flip-FD.op 72 Iw. Set-Zustand vorlac, ist der "viert der binären Zählrate, die im Zähler 96 enthalten ist, wenn das THROTTLE-Signal abschaltet, repräsentativ für die

Drosselstellung. Es sollte dazu angemerkt v/erden, daf3 die Dauer des READ THuOTTLE-Signals so ausgewählt ist, daß es langer als die maximal mögliche Dauer des THROTTLE-Signals ist, urn die Möglichkeit dec- Verlustes von Zähleinheiteri au ε zu s c hli eBen.

Das £AkPIi?.-Signal ist ein Steuersignal, das von der Mikroprozes-ßorschaltung 20 abgegeben wird, dessen vordere Flanke verwendet wird, um das Flip-Flop 72 zu sotten und den Zähler 96 zu nullen. \iie aus einer Betrachtung der Impulsfolgen in Fig. 5 gesellen werden kann, sind die vorderen Flanken des SAHPLK und des RPJAD THROTTLE-Signals im wesentlichen gleichzeitig. Das oAHPI.Ii-Gignal hat eine Dauer, die gerade lang genug ist, w.i c^s Flip-Flop 72 zu setten und den Zähler 95 zu Beginn der Aktivierung der SAI-IPLE--Schaltung zu nullen.

Nachdem ti ms RSAO THROTTLE- Signal beendet ist. erzeugt der Mikroprozessor 20 das RiSAD SSHSOR DATA-Signal, tan die im Zähler 9'ό enthaltenen Daten, auf die Datenleitung zur Übertragung an die Schaltung 20 zur Verwendung in der Zündzeitpunkt sbcrochnung zu geben. u^rie in Fig. 3 dargestellt ist, verd.cn während dieser Zeit die Drosseldaten zum Mikroprozessor .übertragen.

709848/0734 „_lc_

27U266

Nachdem die Drocseldaten an den Mikroprozessor selieicrt wurden, werden die Daten vom Thermistor 44, dj.e der Temperatur der Umgebungsluft, die in den Hotoi· eindringt, entspricht, erhalten. Dieses wird auf analoge IJeise v\ie oben bei den Drosseldaten erreicht. Dementsprechend setzt das nächste Auftreten des SAMPLE-SignaIs das Flip-Flop 04, das seinerseits veranlaßt, dai3 das AIRTÜMP-Signal am Aus£anρ des Inverters 88 erscheint, und dai3 der Transistor 92 in den leitenden Zustand schaltet. Ebenfalls wird der Zähler 96 durch das SAMPLE-Signal genullt. Das READ AIRTEMP-Signal v/ird auch durch Schaltung 20 abgegeben und dadurch v/erden die Impulse des CLOCK-Signals über die Gatter 90 und 94 auf den Eingang des Zählers 96 zur Zählung geschaltet.

Wenn der Transistor 82 in den leitenden Zustand in Ansprache auf das Setzen des Flip-Flops 84 schaltet, v/ird eine Spannungsstufe sowohl über den in Reihe geschalteten Thermistor 44 und Kondensator 60 als auch über die in Reihe geschalteten Widerstände 66 und 78 angelegt. Der Kondensator 60 lädt sich über den Thermistor 44 und den Transistor 82 auf, und ein Referenzsignal erscheint an der Verbindungsstelle der beiden Widerstände. Es ist zu sehen, daß der Verbindungspunkt des Thermistors 44 und des Kondensators 60 mit dem nicht invertierenden Eingang des Komparators 86 verbunden ist, während das Referenzsignal am invertierenden Eingang des Komparators 86 liegt.. Der Grund dafür, diese Verbindungen gegenüber der Drosselschaltung umzukehren, ist, daß die Ubergangs-Exponential-Wellenform am Kondensator-Thermistor-Verbindungspunkt eine positiv anwachsende Spannung ist, die

709848/0734

-16-

°fi'G/NAL INSPECTED

AB 27U266

entlang einer negativen Exponentialkurve (ζ. B. die Kurve in Fig. 4D) anwächst.

Wenn der Übergang einai vorbestimmten Wert bezüglich des Referenzsignals erreicht, recetti-t der Komparator 06 das Flip-Flop 84. Der Reset des Flip-Flops 84 beendet so v/o hl das AIRTEMP-Signal als auch das Stufenspannungssignal, das an der Sensor schaltung liegt. Demgemäß hört das v/eitere Zählen der Impulse dec CLOCK-Signals durch den Zähler 96 auf, Avobei der Zählerinhalt'ein Maß für den Widerstand des Thermistors darstellt und somit ein Maß für die Temperatur der Umgebungsluft, die in den Motor eintritt. Danach wird das READ SEiISOR DATA-Signal von dem Mikroprozessor 20 abgegeben, um eine; Übertragung der Lufttemperaturdaten zu dem Mikroprozessor über die Datenleitung zu veranlassen.

Aus den Betrachtungen der Figuren 2 und 3 kann ersehen wer den, daß sowohl das TrIIlOTTLE-Sign al als auch das AIRTPJMP-Signc¹.! in Ansprache auf jedes eintretendes SAMPLE-Signal abgegeben v/erden. Mit der dargestellten Multiplexschaltan-Ordnung ist -jedoch nur· ein Zähler 96 ex'forderlich. Obwohl es möglich v/äre, individuelle Zählerschaltungen für jede Sensorschaltung vorzusehen, ist die Betriebügeschv/'iridigkeit der Schaltaufbaus im Verhältnis zu den Änderungszeiträumen der verschiedenen Kotorbetriebsparaineter derart, daß eine genaue Information für jeden gemessenen Eingangsparameter erreicht werden kann, wenn nur eine einzige Zähler schaltung 96 in Schaltung 18 im Multiplexbetrieb verwendet wird. Dies ist vorteilhaft sowohl für die- Verringerimg einer Komplexität

709848/0734

-17»

-Vi-

2)0 27U266

und auch von Kosten für die Mikroschaltung. Es dürfte einleuchten, daß zusätzliche Sensorschaltungen und zugehörige Sampleschaltungen und im Multiplexbetrieb mit der Drosseleteilung- und Umgebungstemperaturschaltung, die in Fig. 2 gezeigt sind, betrieben v/erden können.

Die Aufgabe des FET 92 ist es, den Kondensator 60 nach dem Reset des Flip-Flop 84 zu entleeren. Aufgabe des FET ist es, ein Umschalten des Koiaparators 74 aufgrund von Rauschen zu vermeiden, wenn kein Eingang erfolgt. Drei Widerstände 52, 54 und 56 werden anstatt eines einzigen Widerstandes vorgesehen, damit der Widerstand 56 zwischen die Spule des Übertrages 40 und den Eingang des Komparator ε 74 geschaltet werden kann, wodurch letzterer gegen induktive Spannungcspitzen von der Spule geschützt ist. Bei einer Anordnung der drei Widerstände jedoch wird sichergestellt, daß der übergang durch eine Zeitkonstante charakterisiert ist, die gleich der Spuleninduktivität dividiert durch den Er satxwicler stand ist, deshalb vird der Wi der stand 56 auch klein im Vergleich zum Widerstand 54 gehalten. Ein Vorteil vird erreicht dadurch, daß die beiden Eingangsschaltungen zu jedem Komparator von einer gemeinsam eingeschalteten Sparmung.squelle versorgt werden. Beispielsweise ist es im Falle o.or Drosselschaltung, da eine Eingangsstufe über den Widerstand 58 und die Spule des Übertragers 40 angelegt werden muß, eine wirkungsvolle Technik, daß +V-Potential über den Transistor 70 einzuschalten. Dadurch, daß auch die Widerstände.· 62 und 64 mit dem Emitter des Transistors 70 verbunden v/erden, hoben Schultfaktoren wie Schwankungen der Versorgungsr-pr.nnung und der BasisemLtterSpannungsabfall keinen

34 27U266

Einfluß auf die Genauigkeit der Schaltung.

Die Figuren 4, 4A und 4B r.ollten zusammen betrachtet werden und illustrieren verschiedene Ausführungen der Erfindung. Die Fig. 4 stellt in Blockdiagrammforrn einen Teil eines Beispiels einer Sampleschaltung dar, die ein Abtast- oder Sample-Flip-Flop 100, einen Komparator 102 und ein Paar in Reihe verbundene passive Komponenten Z₁ und Z₂ aufweist. Fig. 4A stellt sechs verschiedene Beispiele, die mit den römischen Zahlen I bis VI bezeichnet sind, als mögliche Kombination für Z., und Z₉ unter der Verwendung einer induktiven und einer Widcrstandskomponente dar. Eine konstante positive Referenzspannung ^vn_ef -i wird, an den nicht invertierenden Eingang des Komparators 102 gelegt. V/enn das Flip-Flop 100 in den Set-Zustand geschaltet ist, v/ird die Referenzspannung V„ « ~ über der Reihen-Kombination über die Schaltkomponenton Z. und Zp angelegt. Sin exponentiales Obergangssignal \'_v v/ird an den invertierenden Eingang des Komparators 102 gelegt. Der Betrieb der Eampleschaltung gleicht dem beschriebenen insofern, als zu dem Zeitpunkt, wenn ein vorbestimmtes Verhältnis zwischen Vg und V_Ref1 vorliegt, daß Flip-Flop in den Resetzustand übergeht, wodurch der Übergang beendet wird. Der Zeitraum ,finden das Flip-Flop 100 im Setzustand vorlag, ist eine Anzeige für die den beiden Eingangsschaltkomponenten Z_-. und Z₂ zugehörige L/R-Zeitkonstante. Die Beispiele I, IV und V zeigen in Ansprache auf den Eingangsanotieg V,, ~ ρ °^ⁿ^ positiv abnehmende, negative expon ei ie.Il verlaufende Spannung V-_q.,,. , wie sie durch die beiden

709848/0734 __ig_

- Vt-

33 27U266

Kurven 104 und 106 in Fig. 4C dargestellt sind. Die Zeitkonstante für jede der Kurven 104, 106 ist gleich dem Wert der Induktivität geteilt durch den Widerstandswert. Die Kurve 106 zeigt eine größere Zeitkonstante als die Kurve 104. Die Beispiele II, III und VI weisen eine positiv ansteigende, negative exponentiell Abhängigkeit wie durch die Kurven und 110 in Fig. 4D dargestellt, auf. Die Zeitkonstante der Kurve 110 ist größer als die der Kurve 108. In den Beispielen II, III und Vl wird es notwendig, den Verbindungspunkt der Komponenten Z,. und Zr. mit dem nicht invertierenden Eingang des Komparators 102 zu verbinden und die V„ ~ .. an den invertierenden Eingang zu legen.

Fig. 4b zeigt sechs Beispiele, die durch die römischen Zahlen VII bis XII gekennzeichnet v/erden, wobei Z₁ und Z₀ kapazitive und Widerstands-Komponenten aufweisen. Die Ergebnisse der Beispiele VIII, IX und XII ähneln den in Fig. 4C dargestellten Kurven, während die Ergebnisse der Beispiele VII, X und Xl den in Fig. 4D dargestellten Kurven entsprechen. Für die Beispiele VIl, IX und XII wird, die Verbindung der Komponenten Z₁ und Zp an den invertierenden Eingang des Komparators 102 und die Spannung V_Ref ^ an den nicht invertierenden Eingang gelegt. Diese Komparatoranschlüsse werden für die Beispiele VII, X und XI ausgetauscht.

Werte für die speziellen Schaltbausteine können durch die üblichen Berechnungen ermittelt werden, um die erwünschte Zoitcbarakter.i.st.ik h er zustellen. Durch eine entsprechende Aucv.v.hl UGV Worte der· einzelnen Bauteile kann der Binärwortui-.^op.f.: aus dem ZäblU-i ^ι")Γϊ einen Binärwert haben, der gleich

709848/0734

-20-ORIGINAL INSPECT«) '''03W^SVH j/*l! C^

deiii zu msasendcii Parameter int, beispielsweise im FiJ.Ic des Drosselßlcü'Lun^Kii.üorti^aßcrii AO den ileßv-ort der Übertragerspuleninduktivität in Millihenry . Dies .wird in der in Fig. 2 dargestellten Zeichnung dsdurch erreicht, daß die Widerstand tr.ver to für die Widerstände 62 und 6A derart, ausgebildet v.¹ er den, daß das an den nicht invertierenden Eingang gelieferte Referenzsignal des Komparator^ 74 gleich dem Spannungsanstieg am Emitter des Transistors 70 dividiert durch e ist, wobei e --2,718PO. Da der Komparator Tk das Fljp-Flop 72 in den tte^et-Zustaud. schaltet, wenn der exponent it.ile Vorlauf durch den Y/ert dos i;o.rcren?si£:,iii:l ε vc.vlfiuft. int d±e Da-Jer des 'ihrottle-Gignals (.lcicii der h/K ZeitkoMirtante eier F.:i.ngar.ß.soncorschaltung. Da die CLOCK·· Impulse eine Frequenz von 1 Megahertz bnsitzen, ist die Anzahl der CLOCK-Iuipulsc, die wahrend der Periode einer Zeitkonstariten gezählt wird.» gleich der 3p!.f!erinduktivität geteilt durch den Uert des F.raatzv/iderstände ε ^G. V/cnn der Kr:<yt?.\:\ireitsXima 'J>B ei non v7^:.rt von 1 Kiloobin crbMJ.t, int die Anzahl der gezählten Impulse durch öen Zähler gleich der Spulen.i.nduV;tivitUL in Millihenry. Deshalb v/ird das Binärwort, das von Zähler 96 geliefert wird, übliche: v.'ei.r.e so gezählt und gericht, daß es für die direkte Verwendung durch den Ilikroprozonsor 20 c;eei[.;^r'ot ist, ::;o daß let?, u:.;rer keine V/O.1 teren Uiiireohnungivü vornehrneii nuß. l-üt dicr.ein Vorfahren wird eine exakte Körnung dc-r Induktivität in Hillihoni'y über (k-n gecaratoji Induktivitütübrroich, der Λοη Bereich der· niög·· '] ichf-n Dro::ir.elr/t:ellun(',en rejvi.'äsent.iert, erreicht. Gleicherihiißcii ict es lab'g.licli, Mcsßc-V!;'-;··'··) der anreren Paramo Lor derart

709848/0734 .21-

ORIGINAL INSPECTED

27Ί4266

zu erhalten, daß der Binärv/orlnusgang dos Zählers 96 exakt dem Viert der Parameter in den gewünschten Einheiten ist.

Fig. 5 stellt eine weitere Ausführung der Erfindung dar, die ähnlich der Ausführung in den Figuren 4, 4Λ und. 4B ist. In der Ausführung nach Fig. 5 sind die Komponenten Z^ und Zp Konntante und nicht Variable, v/ie es in den Figuren 4, 4A und 4D der Fall ist. Somit definieren sie eine feste Zeitkonstante. Die Spannung V_R ~ -» die über den in Reihe verbundenen Kompcxenten Z, und Z_? einfällt, ist ebenfalls konstant. Deshalb besitzt dor KurveiwftrlLauf Vg , der an dem einen Eingang dos Komparator?, angelegt wird, eine konstante Verlaufscljcrakteristik. In dem Beispiel von Fig. 5 liefert ein Eingangssensor eine variable Spannung V_R ~ ., an den anderen Kornparatoreingcng. Da die Größe des Eingangssignal V_Rei ^ sich ändert, ändert sich euch der Zeitpunkt, an dem der exponentielle Vorlauf V^..,,.^ durch die Kurve verläuft, die durch das Signal V_Kef ^ dargestellt vird. Somit ist der Zeitraum, für den das Flip-Flop 100 im Set-Zustand ist, eine Funktion des Signals V_D *· t urd somit dos zu mer.sendor:. EirigangEpaic-'itor?-. Obwohl in d.i.οsera speziollen Beispiel das durch den Zahler gelieferte binäre Viort repräsentativ für das Kingangr.r.itial ist, ist die Korrelation zwischen dci.i Wort u?i> Sorif.orparah'cterc nicht linear, es fiel denn, daß das Signal ^n_o^_t ^ xnvers ^u dem festen exponentien.lcn Verlauf o.uv Z^ - Z,_}-iiohcltunr; kalibriert ir.t.

709848/0734

ORIGINAL

27U266

Aus der vorangegangenen Beschreibung kann ersehen werden, daß die Erfindung Eingangsschaltungen für einen digitalen Motorsteuerung-Mikroprozessor vorsieht, die existierende analoge Sensoren verwenden, jedoch Ausgänge in Forin von Binärwörtern liefern, die direkt durch den Mikroprozessor verwendet werden können. Darüber hinaus erfordert die offenbarte Schaltung in Verbindung mit den Sensoren eine relativ geringe Anzahl von Schaltbauteilen. Die dargestellte Ausführung eines getrennten Widerstandsnetzwerks und einer integrierten Eingangs-Ausgangsschaltung für den Schaltaufbau ist insbesondere vorteilhaft, da es Flexibilität im Anpassen der Sensoreingongsparametcr an die Elektronik ermöglicht, außerdem kann sie ökonomisch in großer Zahl hergestellt v/erden. Obv/ohl eine bevorzugte Ausführung und verschiedene Abarten derErfindung geoffenbart wurden, ist darin lediglich ein Beispiel und keine Begrenzung zu sehen.

7Q98AR/073A

Claims

27U266

1.) Motor mit einem elektronischen Steuersystem zur Steuerung eines Ereignisses, das mit dein Betrieb des Motors in Zusammenhang steht, gekennzeichnet, durch:

eine erste Schaltgruppe, die in Ansprache auf ein Anstiegßfunktionssignal, das darin angelegt wird, ein erstes Signal in der Form eines exponentioilen Verlaufa liefertj

eine zweite Schaltgruppe, die ein zweites Signal liefert}

eine Komparatorschaltgruppe mit zwei Eingängen und einem Ausgang;

Mittel zur Anlegung des ersten Signales an den einen Eingang der Komparatorscholtgruppe;

Mittel zur Anlegung des zweiten Signals an den anderen Eingang der Komparatorschaltßruppe;

Mittel zur Variierung eines ausgewählten Schaltparameters einer der ersten oder der zweiten Schaltgruppe in Übereinstimmung mit einer Eingangsgröße, die nützlich in der Steuerung des Ereignisses ist;
709848/0734

-Zk-

/NSPECTED

eine digitale Zählerschaltgruppe, die digital Impulse

··.-, , 27H266

zahlen kann;

Mittel zur Lieferung von Impulsen;

Mittel zur Anbringung einer AnstiegsftmTr/tJ.anp.^e»:i.gna!!.3 an die erste Schaltgruppe und zum Ingangsetzen der digitalen Zählerschaltgruppe, um mit dem Zählen der Impulse zu beginnen;

Mittel, die den Ausgang der Konparatorschaltgruppe mit der digitalen Zählerschaltgruppe derart verbinden, daß die Komparatorschaltgruppe das Zählen der Iiipulco durch die ditigale Zühlerschaltgruppe unterbricht, vrenn ein vorbostiramtes Verhältnis zwischen dem ersten und dein Ev/ojiten Signal eri'eicht wird, und

Mittel zur Verv/endung der erhaltenen Zählrate, die in der digitalen Zählerschaltgruppe enthalten ist, zur Steuerung des Ereignisses.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Verhinderung eines ausgewählten Schsltungüpara-· meters in Übereinstimmung mit einer Eingangsgröße, die zur Steuerung des Ereignisses verwendet v/erden kann, in der ersten oder zweiten Schaltgruppe Mittel zur Abänderung eines ausgewählten Schaltungsparameters der ersten Schaltgruppe aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltungspararceter eine Induktivität und/oder eine Kapazität und/oder ein Widerstand ist.

709848/0734 ₂₅

3 27U268

k. Vorrichtung nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Abänderung eines ausgewählten Schaltungspar ame ters in Übereinstimmung mit einer Eingangsgröße, die zur Steuerung des Ereignisses verwendet werden kann, in der ersten oder zweiten Schaltgrupr-c einer- Vorrichtung 2.ur Variierung eines Schaltungsparssiotcsrs in uor zweiten Schaltgruppe aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch Gekennzeichnet, der Schaltungsparameter eine Spannung ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

die Vorrichtung zur Abänderung eine,·:, ausgewählten Schaltungspareneters in Übereinstimmung mit einer Eingangsgröße, die zur Steuerung des Ereignisses verwendet werden kann, in der ersten und der zweiten Schaltgruppe einen Sensor aufweist, der mit dt?r ersten Schaltgruppe verbunden ist und betriebsmäßig an den Eingang angeschlossen ist, derart, daß ein Parameter des Sensors in Übereinstimmung mit dem Eingang sich ändert und die zweite Schaltgruppe Mittel aufweist, die das zweite Signal als festes Referenzsignal liefern.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schaltgruppe eine Schaltgruppe aufweist, die eine vorbestimmte Kalibrierung zwischen den Parametern des Sensors und dem ersten Signal vorsieht.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Lieferung von Impulsen Mittel aufweisen, um die Impulse mit einer konstanten Frequenz zu liefern.

709848/0734 „.

fc 27U268

9. Elektronisches Steuersystem für einen Motor zur Steuerung eines Ereignisses, das mit dem Betrieb des Motors im Zusammenhang steht, gekennzeichnet durch:

einen Sensor zur Lieferung eines Schaltungspararaeters, der repräsentativ filr eine Eingangsgröße ist, die zur Kontrolle des Ereigni&fi&s verwendet v/erden kann;

eine Schaltgruppe, die mit dem Sensor verbunden ist und mit ihm zusammenwirkt, um in Ansprache auf ein Anstiegsfunktionseingangssignal, das an die Schaltgruppe gelegt wird, ein Ausgangsnignal in der Form eines exponentiellen Verlaufs zu liefern, dessen Zeitkonstante repräsentativ für den Sche.ltungsparanieter ist und somit für die Eingangsgröße;

Mittel, um ein Anstiegsfunktionseingangssignol an die Schaltgruppe anzulegen;

eine digitale Zähl schaltung, die zur digitalen Zählung von Impulsen geeignet ist;

eine Impulsquelle;

_o Mittel, um die digitale Zählschaltung zur Zählung der !into

co pulse in einem zeitlichen Verhältnis zu dem Anlegen des

^ Anstiegsfunktionseingangssignals an die Schaltgruppe zu ver-

^] anlassen;

Mittel zum Vergleich des Ausgangssignals der Schaltgruppe gegenüber einem Referenzsignal und zur Abschaltung der digitalen Zählerschaltung, wenn ein vorbeatimmtes Verhältnis

⁵ 27U266

zwischen dem Referenzsignal und dem. Ausgangssignal erreicht wird; und

Mittel zur Verwendung<fer erhaltenen Zählrate, die in der Zählerschaltung enthalten ist, zur Steuerung des Ereignisses.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel, die die Digitalzählschaltung zum Beginn der. Ziihlens der Impulse in zeitlichem Verhältnis auf die Anlegung des Anstiegsfunktionssignals an die Schaltgruppe veranlassen, Mittel enthalten, um die Digitalzählschaltung dazu zu veranlassen, mit dem Zählen der Impulse im wesentlichen gleichzeitig mit der Anbringung des Anstiegsfunktionseingangssignals an die Schaltgruppe anzufangen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor ein Schaltungsparameter ist, der aus einem Widerstand und/oder einer Kapazität und/oder einer Induktivität besteht.

^a 12. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß

die Schaltgruppe ein Schaltelement aufweist, Mittel, die

ο, das Schaltelemente und den Sensor in Reihe miteinander

ο verbinden und Mittel, die die Anlegung des Anstiegsfunk-

£J tionseiiigangssignals über der Reihenschaltung vorsehen.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor und das Schaltelement eine gemeinsame Verbindung in der Reihenschaltung haben, und daß da3 Ausgangssignal au dom gemeinsamen Verbindungspunkt anfällt. -20-

_β 27Η266

Vorrichtung zur Konvertierung eines Eingangssen:,or~ parameters in ein binäres Wort zur Verwendung in einem digitalen Mikroprozessor in einem MotorSteuersystem, gekennzeichnet durch:

einen Eingangssensor, der einen variablen Schaltun^sparameter liefert, dessen Werte repräsentativ für den erfaßten Zustand ist, der zur Steuerung des Motors verwendet werden kann;

Mittel, um mit dem Sensor zusammenzuwirken, um c?ino Sensorschaltung zu bilden, die charakterisiert ist. durch eine Differenzialgleichung erster Ordnung, dia eine Zeitkonstante aufweist, die repräsentativ für den Parameterwert ist;

Mittel zur Energieversorgung der Sensorschaltung, um diese zur Lieferung eines Ausgangssignals zu veranlassen, das repräsentativ für die Zeitkonstante ist;

eine digitale Zähler schaltung, die in der Lage ist, Impulse digital zu zählen und ein binäres Wort am Ausgang zu liefern, das repräsentativ für die Anzahl der gezählten Impulse ist;

eine Impulsquellej

Mittel, um die digitale Zählerschaltung mit dem Zählen

der Impulse von der Impulsquelle in einem zeitlichen 709848/0734

} 27U266

Verhältnis zu dem Beginn des Ausgangssignales zählen zu lassen;

Mittel zum Vergleich des Ausgangssignal« gegenüber einem Refex-enzsignal, und um den digitalen Zähler zu veranlassen, mit dem Zählen der Impulse aufzuhören, wenn ein vorbestimmtes Verhältnis zv/ischen dem Rdferenz- und dem Ausgangssignal erreicht wird; und

Mittel, über die die erhaltene Zählrate in dem Digitalzähler an einen digitalen Mikroprozessor weitergegeben werden kann.

15· Vorrichtung nach Anspruch 14, dadxirch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Versorgung der Sensorschaltung, iua diese zur Lieferung eines Ausgangssignals zu veranlassen, das repräsentativ für die Zeitkonatante ist, Mittel aufweist, um ein, Anstiegsfunktionsversorgungssignal en die Sensorschaltung anzulegen, so daß das Ausgangssignal in der Form eines abfallenden, exponentiellen Verlaufs vorliegt.

16. Elektronisches Steuersystem in einem Motor, das eine Vielzahl von Eingangsgrößen überwacht und seinerseits ein Ereignis steuert, das mit dem Betrieb des Motors zusammenhängt, gekennzeichnet durch:

eine Vielzahl von Sensorschaltungen, von denen jede durch eine eigene Differentialgleichung erster Ordnung charakte-

709848/0734

-30-

risiert ist und eine eigene Zeitkonstante aufweist,
die repräsentativ für eine entsprechende Eingangsgröße ist, die zur Steuerung des Ereignisses verwendet werden kann;

Mittel zur Abfrage der Zeitkonstante Jeder der Sensorschal tungcn mit Hilfe eines Multiplexbetriebes;

eine digitale Zählerschaltung;

Mittel, um die digitale Zählerschaltung zu veranlassen, ein Binärwortausgang zu liefern, der repräsentativ für die Zeitkonstante Jeder Sensorschaltung, sowie sie abgefragt wurde, ist; und

Verwendungsinittel, um den Binärwortausgang zur Steuerung des Ereignisses zu verwenden.

17. Schaltung zur Konvertierung eines Eingangssensorparameters in ein binäres Wort, gekennzeichnet durch:

einen Eingangssensor, der einen variablen Schaltungsparameter liefert, dessen Wert repräsentativ für einen erfaßten Zustand ist;

Mittel zum Zusammenwirken mit dem Sensor, um eine
Sensorschaltung zu bilden, die charakterisiert ist durch eine Differentialgleichung erster Ordnung, die eine Zeitkonstante aufweist, die repräsentativ für den Wert des Parameters _lstJ098*8/0734

9 27U266

MIttel zur Versorgung der Sensorschaltung mit einem Anstiegsfunktionseingangssignal, um selbige zur Lieferung eines Ausgangssignals in der Form eines abfallenden exponentiellen Verlaufs zu veranlassen;

eine Digitalzählerschaltung, die in der Lage ist. Impulse digital zu zählen und ein binäres Wort am Ausgang zu liefern, das repräsentativ für die Anzahl der gezählten Impulse ist;

eine Impulsquelle;

Mittel, ua die digitale Zählerschaltung mit dem Zählen der Impulse von der Quölle in einem zeitlichen Verhältnis mit dem Beginn des Ausgangssignals zu veranlassen;

Mittel zum Vergleichen des Ausgangssignal gegenüber einem Referenzsignal und um die digitale Zählerschaltung zu veranlassen, mit dem Zählen dor Impulse aufzuhören, wenn ein vorbestimmtes Verhältnis zwischen dem Referenz- und dem Ausgangssignal erreicht wird; und

Mittel, über die die erhaltene Zählrate in der digitalen Zählschaltung an eine Weiterverarbeitungsschaltung geliefert werden kann.

18. Schaltung nach Anspruch 17» dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsquelle Mittel aufweist, um die Impulse mit konstanter Frequenz zu liefern.

709848/0734

10 27U266

19. »Schaltung nach Anspruch 17» dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel, die das Zählen der Digitalzählerschaltung der Impulse von der Quelle in zeitlich abgestimmten Verhältnis mit dem Beginn des Ausgangssignales veranlassen, Mittel aufweisen, um die Digitalzählerschaltung mit dem Zählen der Impulse von der Quelle im wesentlichem gleichzeitig mit dem Anfang des Ausgangssignals zählen zu lassen.

20. Schaltung, ura einen Sensor-parameter in ein Binärwort zu konvertieren, gekennzeichnet durch:

eine Sensorschaltang, die einen Sensor aufweist, ein Parameter, der repräsentativ für eine zu erfassende Eingangsgröße- ist, und ein Schaltelemente, das damit verbunden ist, um der Sensorschaltung eine Zeitkonstante aufzuprägen, die repräsentativ für den Parameter ist, wodurch die Sensorschaltun^ geeignet ist, in Anspracheauf ein Anstiegsfunktionscingangssignal, das angelegt v/ird, an dem Ausgang ein exponentiell verlaufendes Signal zu erzeugen;

eine Referenzschaltung, die an ihrem Ausgang ein Referenzsignal liefert;

eine Komparatorschaltung, die zwei Eingänge und einen Ausgang aufweist;

Mittel, die den Ausgang der Sensorschaltung mit einem

orschall
/0734

-33-

Eingang der Komparatorschaltung verbinden; 709848

.. 27U266

η'

Mittel, die den Ausgang der Referenzschaltun«; dem anderen Eingang der Komparatorschaltung verbinden?

ein Hip-Flop;

Mittel, die das Flip-Flop mit dem Komparator und der Sensorschaltung verbinden, um zu veranlassen, daß ein Ansteigsfunktionseingangssignal nn die Sensorschaltung gelegt wird, wenn das Flip-Flop in dem einen seiner zwei Zustände ist, wodurch das exponentiell verlaufende Signal durch die F.ingangssensorschaltung erzeugt wird, und um zu veranlassen, daß das Flip-Flop durch die Komparatorschaltung in den anderen Zustand geschaltet wird, wenn ein vorbestimmtes Verhältnis zviischem dem exponentiell verlaufenden Signal und dew Referenzsignal erreicht wird; und

Schaltmittel, die mit dem Flip-Flop verbunden sind, um ein binäres Ausgangssignal zu liefern, das die Zeitdauer darstellt, für die das Flip-Flop in den einen Zustand geschaltet ist.

21. Schaltung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzechaltung über das Anstiegsfunktionseingangssignal eingeschaltet wird, uro das Referenzsignal zu erzeugen*

709848/0734

27U266

22. Schaltung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Anstiegsfunktionseingangssignal über einen Transistor abgegeben wird, dessen Leit- oder Sperrzustand durch das Flip-Flop gesteuert wird.

23· Schaltung zur Konvertierung eines Sensorparameterc in ein Binärwort, gekennzeichnet durch:

eine erste Schaltgruppe, die in Ansprache auf ein Anstiegsfunktionssignal, das daran angelegt v/ird, ein erstes Signal in der Form eines exponentiellen Verlaufs abgibt;

eine zweite Schaltgruppe, die ein zweites Signal abgibt;

eine Komparator schaltung mit zwei Eingängen und einem Ausgang;

Mittel zur Anlegung des ersten Signales and den einen Eingang der Komparatorschaltung;

Mittel zur Anlegung des zweiten Signals an. den anderen Ausgang der Komparatorschaltung;

einen Sensor, der zugleich mit der ersten und der zweiten Schaltgruppe verbunden ist, um einen Sensorparameter zu liefern, der repräsentativ für eine zu erfassende Eingangsgröße ist;

709848/0734

-35-

einen Dig.i-talzähler, der digital Impulse zahlen kann und eine Binärwortausgangsgröße liefert, die repräsentativ für die Zählrate ist;

Mittel zur Anlegung von Impulsen;

Mittel, um ein Anstiegsfunktionssignal an die erste Schaltung anlegen zu lassen und den Digitalzähler mit dem Zählen der Impulse beginnen zu lassen;

Mittel zur Verbindung des Ausgangs der Komparatorschaltung mit dem Digitalzähler derart, daß die Komparatorschaltung das Zählen der Impulse durch den Digitalzähler beendet, wenn ein vorbestimmtes Verhältnis zwischen dem ersten und dem zweiten Signal erreicht wird, und

Mittel zur Lieferung der Binärv/ortausgangsgröße an eine Verarbeitungsschaltung.

709848/0734