DE2919152C2

DE2919152C2 - Schaltungsanordnung zur Messung der Drehzahl einer Maschine

Info

Publication number: DE2919152C2
Application number: DE2919152A
Authority: DE
Inventors: Rupin Jayant Elk Grove Village Ill. Javeri
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 1978-05-12
Filing date: 1979-05-11
Publication date: 1984-08-30
Also published as: MX149519A; GB2020822B; FR2425559A1; FR2425559B1; AU513299B2; IT7922567A0; US4204157A; ES480482A1; IT1115213B; SE7904105L; BR7902784A; ZA791807B; AU4641379A; JPS54151733A; GB2020822A; CA1108720A; JPS5925116B2; DE2919152A1

Description

stors 21 ist an Masse gelegt, und sein Kollektor ist direkt mit der Basis und dem Kollektor eines npn-Transistors 23 verbunden, dessen Emitter direkt an Masse gelegt ist. Der Kollektor des Transistors 23 ist mit der Spannungsversorgungsklemme 16 über einen Widerstand 24 und mit der Basis eines npn-Transistors 25 direkt verbunden, dessen Emitter direkt an Masse gelegt is* und dessen Kollektor direkt mit der Ausgangsklemme D verbunden ist. Ein Integrierkondensator 26 ist zwischen der Klemme D und der Masse angeordnet, und ein pnp- Transistor 27 hat seinen Kollektor direkt mit der Klemme D und seinen Emitter direkt mit der Klemme 16 verbunden. Die Basis des Transistors 27 ist über einen Widerstand 28 an Masse gelegt und direkt mit der Basis und dem Kollektor ?ines pnp-Transistors 29 verbunden, dessen Emitter direkt mit der Klemme 16 verbunden ist. Die Bauelemente 20 bis 29 bilden den Doppelrahmen-Integrator 13 gemäß F ig. 1.

Nachfolgend wird die Arbeitsweise des Meßgerätes 10 gemäß F i g. 1 unter Bezugnahme auf die Signalweilerformen beschrieben, welche in den F i g. 3A bis 3E dargestellt sind. Diese Wellenformen entsprechen den jeweils an den Klemmen A bis £in der F i g. 1 erzeugten Signalen. Die Wellenformen in den F i g. 3A bis E stellen jeweils Spannungswellenformen dar, während die vertikale Achse die Amplitude und die horizontale Achse die Zeit darstellt. Am Punkt 30 ist in der Zeitachse bei diesen Wellenformen eine Unterbrechung dargestellt, und die Wellenformell auf der rechten Seite dieses Unterbrechungspunktes stellen derartige Signale dar, weiche bei einer Kurbelwellendrehzanl erzeugt werden, die etwa der doppelten Kurbelwellendrehzahl entspricht, welche zur Erzeugung der Wellenformen auf der linken Seite des Unterbrechungspunktes führt. In allen Figuren der Zeichnung werden identische Bezugszahlen und -buchstaben dazu verwendet, identische Bauelemente oder Bauteile, Signale, Klemmen und Bezugsspannungspegel zu bezeichnen.

Gemäß den obigen Ausführungen erzeugt der Kurbelwellenpositionsfühler 11 ein Signal, welches mit dem Bezugszeichen 31 versehen ist und in der F i g. 3A dargestellt ist. Dieses Signal 31 weist eine Mehrzahl von veränderlichen Periodeneingangssignalimpulsen 32 auf, wobei jeder Impuis in einer vorgegebenen Rotationsposition der Kurbelwelle auftritt jeder Impuls hat eine Vorderflanke 33 und ein«· rückwärtige Flanke 34. Die F i g. 3A veranschaulicht, daß die auf der linken Seite des Unterbrechungspunktes 30 dargestellten Impulse in einer Periode Tauf!r?»en, wobei diese Periode veränderlich und umgekehrt proportional zu der Drehzahl der Kurbeiwelle -st Auf der rechten Seite des Unterbrechungspunktes 30 ist das Signal 31 veranschaulicht, welches gemäß der Darstellung eine Periode T aufweist die einer höheren Kurbelwellen-Drehzahl entspricht, weiche etwa doppelt so hoch ist wie diejenige Drehzahl, bei welcher das Signal 31 auf der linken Seite des Unterbrechungspunktes 30 erzeugt wird. Während die F i g. 3A bis E Signale darstellen, die rechts und links vom Unterbrechungspunkt 30 jeweils konstante Perioden haben, ist zu bemerken, daß die Eingangssignalperiode auf die Kurbelwellendrehzahl bezogen ist und deshalb als veränderlich anzusehen ist. In den F i g. 3A bis E sind nur zwei verschiedene konstante Perioden dargestellt, um die Erläuterung der Arbeitsweise des Erfindungsgegenstandes zu vereinfachen.

In der Fig. 3A ist jeder Fühlerimpuls 32 in der Weise dargestellt, daß er zu einer Zeit ίο auftritt, wobei die Zeit von to bis zum nächsten Impuls die Periode Tdes Signals 31 darstellt, welches gemäß den obigen Ausführungen mit einem Fühler ermittelt werden kann der als Hall-Sonde arbeitet. Die Impulse 32 werden an der Setzklemme 5'des bistabilen Elementes, nämlich des Flip-Flops 12 empfangen. Die F i g. 3B und iC veranschaulichen die Ausgangssignale des Flip-Flops 12 an den Ausgangsklemmen Q bzw. ~Q, und zwar ebenso wie diejenigen Signale, welche an den Klemmen B bzw. Cerzeugt werden. Das an der Klemme B erzeugte Signal ist mit dem

ίο Bezugszeichen 35 bezeichnet, während das an der Klemme C erzeugte Signal mit dem Bezugszeichen 36 versehen ist. Jedes Signal hat einen ersten und einen zweiten logischen Zustand, und die logischen Zustände des Signals 35 sind entgegengesetzt zu den logischen Zuständen des Signals 36.

In Reaktion auf jeden Fühlerimpuls 32, der an der Setzklcmme 5'empfangen wird, erzeugt das Flip-Flop 12 einen tiefen logischen Signalpegel 37 an der Klemme C. Anschließend wird das Signal 36, nachdem genau ein Drittel der Periode Γ verstrichen ist, auf einen zweiten positiven logischen Pegel 38 geschaltet, und das Signal 36 bleibt in '^;esem zweiten logischen Zustand, bis der nächste Eingangsfühlerimpuls 32 auftritt. Die Art und Weise, in welcher das Signal 36 dazu gebracht wird, logische Zustände umzuschalten, nachdem genau ein Drittel der Periode T verstrichen ist, wird nachfolgend diskutiert.

Die F i g. 3D veranschaulicht ein (Sägezahn-) Doppelrampen-Signai 40, welches die Spannung an der K.lemme D darstellt, die an einer Klemme des Kondensators 26 vorhanden ist. Es sei angenommen, daß zunächst zur Zeit fo die Spannung 40 einen Anfangswert V, aufweist. In Reaktion auf den logischen Zustand 37, der an der Klemme C erzeugt wird, wobei der tiefe logische Zu- · stand dem Massepotential entspricht, wird der Transistor 21 abgeschaltet, und dies führt zum Einschalten des Transistors 23, wobei der Transistor 25 den Kondensator 26 mit einer konstanten vorgegebenen Geschwindigkeit entlädt. D/ese konstante Entladegeschwindigkeit ist in der F ι g. 3D durch den linearen Abschnitt k\ veranschaulicht, und diese Entladegeschwindigkeit wird durch den Strom festgelegt, welcher durch den Widerstand 24 fließt, minus einem Ladestrom, welcher durch den Transistor 27 geliefert wird. Dies kommt dadurch zustande, daß der Transistor 23 im wesentlichen als Diode geschaltet ist und der Strom durch den Widerstand 24 die Spannung festlegt, weiche durch den als Diode geschalteten Transistor 23 erzeugt wird. Da die Basis-Emitter-Strecke des Transistors 25 durch die Spannung bei ufschlagt ist, welche durch di . als Diode geschalteten Transistor 23 erzeugt wird, führt der Transistor 25 auch gena denselben Strom, welcher durch den Widerstand 24 fließt. Somit stellt die Kombination aus den Bauteilen 23 bis 25 eine Konstantstromquelle dar, welehe dazu führt, daß der Kondensator 26 mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit k\ entladen wird, was dazu führt, daß die Spannung an dem Kondensator abnimmt, und zwar entsprechend dem Signal 40 mit derselben Geschwindigkeit.

Die Spannung an der Klemme D wird durch den Komparator 14 überwacht, welcher diese Spannung mit einer vorgegebenen ersten Bezugsspannung vergleicht, welche durch das Widerstands-Teilernetzwerk festgelegt wird, welches die Widerstände 15 und 17 aufweist.

Diese erste Bezugspegelspannung entspricht der Spannung an der Verbindung zwischen den Widerständen 15 und 17 und ist in der Fig.3D durch die unterbrochene Bezugslinie 41 veranschaulicht. Bis das Signal 40 an der

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Klemme D ausreichend stark abgenommen hat, so daß seine Amplitude der Bezugspegelspannung 41 entspi.'cht, bleibt das Ausgangssignal des Komparators 14 an der Klemme E konstant, und zwar auf einem tiefen Pegel. Wenn das Spannungssignal 40 am Kondensator so stark abgenommen hat, daß es gleich dem Bezugspegel 41 geworden ist, erzeugt der Komparator 14 einen Rücksteilimpuls 42, der in der Fig.4E dargestellt ist. Dies erfolgt zur Zeit t\ nach der Zeit t₀. Der Rückstellimpuls 42 wird der Rücksteüklemme R' des FIip-F!ops 12 über eine in der Fig. 1 dargestellte Leitung 43 zugeführt.

Dieser Rückstellimpuls schaltet den logischen Zustand des Signals 36 der KIe.. me Cin den zweiten logischen Zustand 38. Wenn das Signal 36 eine Größe erreicht hat welche dem zweiten logischen Zustand 38 entspricht, der seinerseits einer hohen logischen Spannung zugeordnet ist, so führt dies zum Einschalten des Transistors 21. Wenn der Transistor 21 eingeschaltet ist, werden der Transistor 23 und der Transistor 25 abgeschaltet, so daß dadurch die Entladung des Kondensators 26 durch den Strom verhindert wird, weicher durch den Transistor 25 gezogen wird.

Sobald der Transistor 25 den Kondensator 26 nicht entlädt laden die Transistoren 27 und 29 den Kondensator mit einer konstanten Geschwindigkeit ki auf (kleiner als Αι), welche durch die Größe des Widerstandes 28 festgelegt ist. Die Bauelemente 27 bis 29 bilden eine Konstantstromquelle, welche genauso arbeitet wie die Konstantstromquelle, welche durch die Bauelemente 23 bis 25 gebildet ist. Somit wird das Signal 40, welches der Spannung an der Kondensatorklemme D entspricht, mit einer konstanten vorgegebenen Geschv/indigkeit erhöht, welche durch die Größe des Widerstandes 28 festgelegt ist. Diese konstante Geschv/indigkeit der Zunah me des Signals 40 ist in der F i g. 3D durch einen geraden Linienabschnitt dargestellt, der eine positive Neigung fa aufweist während die Neigung k\ negativ war. Da die Amplitude der Spannung an der Klemme Cnun mit der Geschwindigkeit £2 zunimmt, führt dies dazu, daß der Impuls 42 beendet wird, der durch den Komparator 14 erzeugt wird, während das Signal 40 weiterhin zunimmt, bis der Kurbelwellenpositionsimpuls 32 wieder an der Setzklemme 5'des Flip-Flops 12 empfangen wird, was dazu ^öhrt dsß der "esarnte oben beschrieb"**** ^"^*Iljs "^ wiederholt wird. Somit wird im wesentlichen eine bistabile Schaltung, nämlich das Flip-Flop 12, dazu verwendet die Signale 37 und 39 mit einem ersten bzw. einem zweiten logischen Zustand zu erzeugen, um einen Doppelrampen-Integrator 13 zu steuern, welcher einen Kondensator 26 auflädt und entlädt, um ein mit der Zeit veränderliches Signal 40 zu erzeugen, dessen Amplitude sich mit einer ersten vorgegebenen Geschwindigkeit Ar, ändert und zwar mit einer negativen Polarität, und dann mit einer zweiten vorgegebenen Geschwindigkeit £2, mit einer positiven Polarität. Ein Komparator 14 wird dazu verwendet, die. Amplitude des Signals 40 zu überwachen und den Rückstellimpuls 42 zu erzeugen, wenn diese Größe gleich dem Spannungsbezugspegel 41 ist Diese Rückstellimpulse 42 werden der Rückstellklemme Ä'des Flip-Flops 12 zugeführt und führen zur Rückstellung dieses Flip-Flops. Das Flip-Flop bleibt im rückgestellten Zustand, bis ein nachfolgender Eingangsimpuls 32 an der Setzklemme S" des Flip-Flops empfangen wird.

Es hat sich gezeigt, daß die oben beschriebene und in der Fig. I dargestellte Schaltung dazu in der Lage ist, die Eingangsperiode T des Fühlersignals 31 exakt in einen beliebigen gewünschten Bruchteil zu unterteilen, indem gewährleistet ist, daß die Größe fe einen absoluten Wert aufweist, der kleiner ist als bei k\. Mit anderen Worten; sobald £2 einer geringeren Geschwindigkeit als k\ entspricht, teilt die Schaltung gemäß Fi g. 1 das Eingangssignal exakt hinsichtlich seiner Periode T und erzeugt eine Wellenform, welche für den exakten Bruchteil repräsentativ ist. Im folgenden werden die Signalbeziehungen analysiert, welche durch die folgenden vier Gleichungen beschrieben werden.

Positive Spitzenwerte der Wellenform 40 ergeben sich zur Zeit /0 aus den Kurbelwellen-Positionsfühlerimpulsen 32. Die Größe dieser positiven Spitzen kann durch die folgende Gleichung dargestellt werden

Vf-

Wobei Vr den positiven Spitzenwert darstellt, T die Periode des Signals 31 ist, k\ und £2 die Steigungsmaße oder Änderungsraten des Signals 40 darstellen, V_rcrden Bezugspegel 41 und V>_ 1 den Spitzenwert des Signals 40 beim vorhergehenden Auftreten eines Kurbelwellen-Positionsimpulses 32 bezeichnen.

Um eine stabile, genaue Teilung der Periode T zu gewährleisten, muß der Spitzenwert Vf des Signals 40 rasch auf einen endgültigen Wert konvergieren. Es läßt sich zeigen, daß immer dann, wenn das Steigungsmaß oder die Änderungsrate bzw. Änderungsgeschwindigkeit des Signals 40 die Gleichung 2 erfüllt, nämlich

der Spitzenwert des Signals 40 rasch auf einen konstanten Wert konvergiert, unter der Annahme, daß die Periode des Kurbelwellen-Positionsimpulses sich nicht ändert. Unter dieser Bedingung läßt sich zeigen, daß die Dauer des logischen Zustandes 37 des Signals 36 gleich dem exakten Bruchteil der Eingangssignalperiode Tist. Diese Beziehung wird in der folgenden Gleichung veranschaulicht:

Ic₁

Wobei die Größe fo— tu geteilt durch T, effektiv das Tastenverhältnis der Wellenform 36 darstellt. Diese Größe muß kleiner sein als eine Hälfte, und zwar auf Grund der Beschränkungen, welche durch die Gleichung 2 festgelegt sind. Aus der Gleichung 3 ist ersichtlich, daß dadurch, daß k\ und k₂ auf konstanten Werten gehalten werden, das Signal 36 erzeugt wird, wobei die Dauer des logischen Zustandes 37 ein genauer konstanter Bruchteil der Gesamtperiode Γ ist Da das Tastverhältnis des Signals 36 konstant ist, kann diese Wellenform nunmehr dazu verwendet werden, daß die elektronische Anordnung den Schließwinkel und den Zündzeitpunkt einer Brennkraftmaschine bzw. deren Zündsystem exakt festlegt

Vorzugsweise ist die Rate bzw. Geschwindigkeit (Steigung bzw. Neigung) A₂ gleich einer Hälfte der entsprechenden Größe von k\. Dies führt dazu, daß der logische Zustand 37 eine Dauer hat, die gleich einem Drittel der Periode Γ ist, während der logische Zustand 38 über zwei Drittel dieser Zeit vorhanden ist. Die WeI-lenformen in den Fig. 3A bis E sind für eine derartige Beziehung maßstäblich dargestellt und veranschauli-

chen, daß nach einem Zyklus (dem Abstand zwischen zwei aufeinander folgenden Fühlerimpulsen 32) das Signal 40 einen Spitzenwert erreicht hat, welcher im wesentlichen gleich dem endgültigen Spitzenwert Vr ist, und daß die Dauer des logischen Zustandes 37 im wesentlichen gleich einem Drittel der Periode Tist.

Die Wellenformen in den F i g. 3A bis E auf der rechten Seite des Unterbrechungspunktes 30 zeigen diejenigen Signale, weiche an jeder der Klemmen A bis E erzeugt wurden, nachdem einige Zyklen einer Eingangsfühler-Impulsperiode T'verstrichen sind. Für diese Wellenformen sind die Spitzenwerte des Signals 40 nunmehr auf einen Pegel Vf konvergiert, welcher tiefer liegt als Vf, wie es auf der linken Seite des Unterbrechungspunktes 30 dargestellt ist. Allgemein kann der Spitzenwert der Wellenform 40 durch die folgende Gleichung beschrieben werden:

Aus der Gleichung (4) und der F i g. 3D ist ersichtlich, daß die positiven Spitzenwerte des Signals 40 dann auftreten, wenn auch die Eingangssignal-Fühlerimpulse 32 (zu den Zeiten ίο) auftreten, und daß die Spitzenwerte des Signals 40 der Periode der Kurbelwellenpositions-Fühlcrimpulse 32 direkt proportional sind und deshalb der Drehzahl der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine umgekehrt proportional sind. Die Tatsache, daß die Spitzenwerte des Signals 40 beim Auftreten der Kurbelwellen-PositionsfühlerimpuIse 32 erscheinen und daß die Größe dieser Spitzenwerte in einer Beziehung zu der Maschinengeschwindigkeit steht, ermöglicht die Anwendung der Weilenform 40 für eine genaue Überwachung der Maschinengeschwindigkeit.

In der F i g. 1 bestimmt der Widerstand 28 die Menge des Ladestroms, welcher durch die Konstantstromquelle beigesteuert wird, welche Elemente 27 bis 29 aufweist, während der Widerstand 24 den Entladestrom bestimmt, der durch die Konstantstromquelle erzeugt wird, welche die Elemente 23 bis 25 aufweist. Tatsächlich ist bei der in der F i g. 1 dargestellten Ausführungsform der Doppelrampen-Integrator 13 der Entladestrom für den Kondensator 26 derjenige Strom, welcher durch den Widerstand 24 bestinüni wird, minus dswsnigen Strom, welcher durch den Widerstand 28 festgelegt ist, während der Ladestrom für den Kondensator gerade der Strom ist, welcher durch den Widerstand 28 bestimmt wird. Der Ladestrom bestimmt die Geschwindigkeit k₂, während der Entladestrom die Geschwindigkeit ki festlegt Bei der in der F i g. 1 dargestellten Ausführungsform des Doppeirampenintegrators 13 hat sich gezeigt, daß dann, wenn der Widerstand 28 eine Größe von 150 k Ohm aufweist und der Widerstand 24 eine Größe von 50 k Ohm hat, die Lade- und Entladeströme in einer solchen Beziehung stehen, daß die Eingangssignalperiode im Verhältnis 1 zu 3 geteilt wird.

Die F i g. 2 veranschaulicht eine Meßschaltung 90 für die Maschinendrehzahl, welche diejenigen Signale verwendet, die durch das in der F i g. 1 dargestellte Meßgerät 10 erzeugt werden, am ein Ausgangssignal an einer Klemme G hervorzurufen, welches für die Drehzahl der Kurbelwelle der Maschine repräsentativ ist, wobei die Information an der Klemme G in Reaktion auf jeden Kurbelwellen-Positionsimpuls 32 auf den neusten Stand gebracht wird und wobei die für die Maschinendrehzahl repräsentative Information an der Klemme G ansteht, bis diese Information jeweils durch eine neue und aktuellere Information ersetzt wird.

In der Schaltung 90 für die Maschinendrehzahl ist die Klemme D direkt mit der positiven Eingangsklemme eines Komparators 91 verbunden, der eine negative Eingangsklemme aufweist, welche über einen Widerstand 92 mit der Masse verbunden ist und über einen Widerstand 93 mit der positiven Versorgungsspannungsklemme 16 verbunden ist Das Ausgangssignal des Komparators 91 wird an einer Klemme F geliefert, welche über einen Kondensator 94 an Masse gelegt ist, welcher über einen Widerstand 95 mit der Klemme 16 und mit einer Datenklemme £>"eines als logisches Verknüpfungsglied dienenden £>-Flip-Flops 96 verbunden ist. Die Klemme A, an welcher die Kurbelwellen-Positionsimpulse 32 erzeugt werden, ist direkt mit einer Taktklemme C" des Flip-Flops % verbunden, und die Rückstellklemme R" sowie die Setzklemme S' des Flip-Flops sind beide an Masse gelegt, während eine Ausgangsklemme Q direkt mit der Klemme G verbunden ist. In alternativer Weise könnte die Klemme B mit der Klemme C" verbunden sein, weil das Signal an der Klemme B auch Übergänge aufweist, die mit dem Auftreten der Kurbelwellen-Positionsimpulse 32 zusammenfallen.
Der Kurbelweilenpositionsfühler 11 erzeugt im wesentlichen das Signal 31, welches aus den Positionsimpulsen 32 besteht, die eine veränderbare Periode T haben, welche zu der Drehzahl der Maschinenkurbelwelle in einer bestimmten Beziehung steht. Das Flip-Flop 12, der Doppelrampen-Integrator 13 und der Komparator 14 in der F i g. 1 empfangen das Signal 31, welches durch den Kurbelwellenfühler 11 erzeugt wird, und erzeugen ihrerseits in Reaktion darauf das periodische Signal 40, wobei dieses Signal 40 eine mit der Zeit veränderbare Amplitude hat, die sich mit den Geschwindigkeiten k\ und ki verändert, und einen Spitzenwert Vf aufweist, der zu der Periode der Kurbelwellen-Positionsimpulse 32 in einem bestimmten Verhältnis steht. Wie oben bereits ausgeführt wurde, tritt der Spitzenwert V/des veränder-, baren Signals 40 zu der Zeit ίο auf, welche mit der Ei zeugung der Eingangssignalimpulse 32 zusammenfällt.

Die Schaltung 90 enthält im wesentlichen eine Abtastschaltung, in welcher der Kurbelwellenfühlersigna! 3i der Taktklemme des Flip-Flops 96 zugeführt wird und das veränderbare Signal 40 als ein Eingangssignal dem Komparator 91 zugeleitet wird. Die Schaltung 90 erzeugt schließlich ein Ausgangssignal 97 an der Klemme G, und die Wellenform des Signals 97 ist in der F i g. 3G dargestellt. Dieses Ausgangssignal hat eine Größe, welche zu dem Spitzenwert V₁ des Signals 40 mit veränderbarer Amplitude in einer bestimmten Beziehung steht, und die Schaltung verwendet effektiv die Signalimpulse 32 dazu, daß gewährleistet ist, daß die Amplitude des veränderbaren Signals 40 nur während des Auftretens der Sigrialimpulse 32 die Möglichkeit hat, die Amplitude des Ausgangssignals 97 zu bestimmen. Dies geschieht auf folgende Weise:

Der Komparator 91 arbeitet im wesentlichen als ein Fühler für die Maschinendrehzahl, indem er die Amplitude des Signals 40 mit einem vorgegebenen Bezugspegel 98 vergleicht, welcher der Spannung an dem Verbindungspunkt zwischen den Widerständen 92 und 93 entspricht (auch mit dem Bezugszeichen 98 bezeichnet). Der Bezugspegel 98 ist in der Fig.3D in der Weise dargestellt, daß er einem konstanten Spannungspegel entspricht Das Ausgangssignal des Komparators 91 wird an der Klemme Ferzeugt und stellt ein Signal 99 dar, welches aus hohen logischen Zuständen 100 besteht, welche dann vorhanden sind, wenn die Amplitude

des Signals 40 den Bezugspegel 98 übersteigt, während tiefe logische Zustände 101 der umgekehrten Bedingung zugeordnet sind. Das Signal 99 wird der Datenklemme D"des Flip-Flops 96 zugeführt, und in Reaktion auf einen Kurbelwellenpositionsimpuls 32 an der Taktklemme C" wird das an der Klemme G erzeugte Signal 97 auf den neuesten Stand gebracht, so daß es eine Anzeige für die Maschinendrehzahl liefert. Wenn nämlich ein positiver Übergang des Signals 31 zu den Zeiten ίο auftritt, dann wird der logische Zustand an der Ausgangsklemme Q des Flip-Flops 96 in Abhängigkeit von dem an der Klemme D" vorhandenen logischen Zustand gesetzt.

Die F i g. 3D veranschaulicht, daß bei einer verhältnis- -.'mäßig geringen Maschinendrehzahl mit einer Periode T /der Spitzenwert Vr den Bezugspegel 98 zu der Zeit ίο ^überschreitet, und dies führt zur Erzeugung der hohen logischen Zustände 100 im Signal 99. Da die Kurbelwellenimpulse zu den Zeiten ίο erzeugt werden, spiegelt der logische Zustand des Ausgangssignals 97 den logischen /Zustand des Signals 99 an der Klemme F zu den Zeiten ίο wieder. Für eine hohe Maschinendrehzahl, welche der Periode Tentspricht, veranschaulicht die Fig.3D, daß der Spitzenwert der Wellenform 40 den Bezugspegel 98 nicht überschreitet. Somit werden keine hohen logieschen Zustände 100 im Signal 99 erzeugt, und die Klemme G wird auf einem tief en logischen Zustand gehalten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

1 2 Dung besteht darin, daß ein Signal erzeugt wird, welches Patentansprüche: eine Funktion der Maschinendrehzahl ist, wobei die Amplitude des Signals bei jeder Kurbelwellendrehung

1. Schaltungsanordnung zur Messung der Dreh- auf den neusten Stand gebracht wird und die Amplitude zahl einer Maschine, mit einem Geber zur Erzeu- s des vorhergehenden Signals solange aufrechterhalten gung von kurzzeitigen Impulsen mit einer drehzahl- wird, bis das neue Signal erscheint,
proportionalen Frequenz, die in ein Doppelrampen- In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestal-Signal umgewandelt werden, dessen Spitzenwerte tungen de^r Erfindung beschrieben.

zur Drehzahl jeweils proportional sind, und mit einer Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeich-

Schaltung, welche aus dem Doppelrampen-Signal ei- io nung im einzelnen beschrieben. Es zeigt

ne zu dessen Spitzenwerten proportionale Aus- F i g. 1 ein Schaltschema eines Meßgerätes, das zur

gangsspannung ableitet, dadurch gekenn- Verwendung in einem Zündsystem geeignet ist, in wel-

z e^; c h η e t, daß die Schaltung (91 bis 96) ein steu- ehern periodische Ausgangsimpulse erzeugt werden, de-

erbares logisches Verknüpfungsglied (96) aufweist, ren Dauer jeweils ein exakter Prozentsatz der Periode

welches nur während der Dauer der kurzzeitigen 15 eines Eingangssignals ist;

Impulse (32) durchgeschaltet wird, so daß die Aus- F i g. 2 ein Schaltschema einer Meßschaltung für die

gangsspannung (97) nur während der Dauer der Maschinendrehzahl, welche die durch die in der Fig. 1

kurzzeitigen Impulse (32) veränderbar ist und in der veranschaulichte Schaltung erzeugten Wellenformen

Zeit dazwischen auf einem konstanten Wert bleibt. verwendet, und

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, da- 20 F i g. 3A bis G graphische Darstellungen, welche die durch gekennzeichnet, daß das Verknüpfungsglied Amplitude verschiedener Signale darstellen, welche (96) ein Flip-Flop aufweist und daß eine Steuerklem- «Jdurch die Schaltungen nach den F i g. I und 2 erzeugt me (C") des Verknüpfungsgiiedes (96) einer Takt- werden.

klemme des Flip-Flops entspricht. In der F i g. 1 ist ein Meßgerät 10 dargestellt, das ein

3. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprü- ?5 periodisches Eingangssignal aufnimmt und periodische ehe 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schal- Ausgangsirnpuke abgibt, deren Dauer jeweils gleich eitung (91 bis 96) eine Komparatorschaltung (91 bis nem exakten Prozentsatz der Eingangssignalperiode ist. 95) aufweist, an deren einem Eingang (D) das Dop- Das Meßgerät 10 weist einen Eingangsfühler 11, ein pelrampen-Signa! anliegt und an derem anderen D-Flip-Flop 12, welches als S-Ä-Flip-Flop geschaltet ist, Eingang (98) ein vorgegebener Bezugspegel anliegt, 30 eine Doppelrampen-Integrierstufe 13 (gestrichelt dar- und daß das Ausgangssignal einer Komparator- gestellt) und einen Spannungskomparator 14 auf.
schaltung an einer Eingangsklemme (D") des Flip- Das Meßgerät 10 dient zur Verwendung im Zündsy-Flops anliegt. stern einer Brennkraftmaschine, und der Fühler 11 ermittelt die Position der Kurbelwelle, um periodische

35 Eingangsimpulse zu erzeugen, die jeweils eine Vorderflanke und eine rückwärtige Flanke haben und an der Ausgangsklemme A erscheinen, wobei die Periode die-Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur ser Eingangsimpulse veränderlich ist und (umgekehrt Messung der Drehzahl einer Maschine gemäß dem proportional) mit der Drehzahl der Kurbelwelle der Oberbegriff des Patentanspruches J. 40 Brennkraftmaschine in Beziehung gesetzt ist, wobei d2s "', Eine solche Schaltungsanordnung ist aus der DE-AS Auftreten dieser Impulse durch die Drehposition der 55 839 bekannt. Dort wird das Ausgangssignal fort- (nicht dargestellten) Kurbelwelle festgelegt ist. Der .κwährend bei der Messung geändert. Aufgrund dieser Fühler 11 kann ein magnetischer Fühler sein oder kann fortlaufenden Veränderung des Ausgangssignales un- derart ausgebildet sein, daß er den Halleffekt ausnutzt,
terliegt die bekannte Schaltung insbesondere durch 45 Die Klemme A des Fühlers 11 ist direkt mit einer Rauschen bedingten Störungen. Setz-Klemme S' des Flip-Flops 12 verbunden. Daten-In der DE-OS 28 20 327 ist beschrieben, wie ein Spei- und Takt-Klemmen D'bzw. C'des Flip-Flops sind beide eher periodisch aufgeladen und entladen wird, dem ein direkt auf Massepotential gelegt. Ein Ausgang Q des Spitzenwertmesser nachgeschaltet ist, um den Maximal- Flip-Flops ist direkt mit einer Ausgangsklemme B verwert des Speichers als Kriterium für die Frequenz und 50 bunden, während eine weitere Ausgangsklemme 7) des damit die Drehzahl einer Maschine zur Anzeige zu brin- Flip-Flops direkt mit einer Klemme C verbunden ist, gen. welche als Eingangsklemme des Doppelrampen-Inte-Aus der DE-OS 23 46 333 ist eine digitale Schaltungs- grators 13 dient. Eine Ausgangsklemme D des Doppelanordnung zur Auslösung des Zündvorganges einer rampen-Integrators 13 ist direkt mit einem Eingang des 'Brennkraftmaschine bekannt, bei der nicht nur die 55 Komparators 14 verbunden. Eine positive Eingangs-Drehzahl der Maschine gemessen wird, sondern gleich- klemme des Komparators 14 ist über einen Widerstand zeitig auch das Vakuum in der Maschine. 15 an Masse gelegt und ist über einen Widerstand 17 mit Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu- einer positiven Versorgungsspannungskiemme 16 vergrunde, eine Schaltungsanordnung der eingangs ge- bunden. Eine Klemme E bildet den Ausgang des Komnannten Art ~u schaffen, mit welcher die Maschinen- 60 parators 14 und ist über einen Widerstand 18 mit der drehzahl mit hoher Genauigkeit meßbar ist und welche positiven Spannungsversorgungsklemme 16 sowie dischnell auf Änderungen in der Meßgröße reagiert. Da- rekt mit einer Rückstellklemme R' des Flip-Flops 12 bei sollen insbesondere durch Rauschen bedingte Stö- verbunden.

rungen vermindert werden. Der Doppelrampen-Integrator 13 weist gemäß der

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe mit den im 65 Darstellung in der F i g. 1 einen Widerstand 20 auf, der

kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angege- zwischen der Klemme B und der Basis eines npn-Transi-

benen Merkmalen gelöst. stors 21 angeordnet ist, welche auch über einen Wider-

Der grundlegende Vorteil dieser Schaltungsanord- stand 22 an Masse gelegt ist Der Emitter des Transi-