DE3017971A1

DE3017971A1 - Winkelgeber, insbesondere zur steuerung von zuendung und kraftstoffeinspritzung in brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE3017971A1
Application number: DE3017971A
Authority: DE
Inventors: Georg 8431 Berg Haubner; Werner 8540 Rednitzhembach Meier; Hans 8501 Oberasbach Schrumpf; Jürgen Dipl.-Ing. 8500 Nürnberg Wesemeyer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1980-05-10
Filing date: 1980-05-10
Publication date: 1981-11-19
Also published as: DE3017971C2

Description

R. ©29 7

28.4.1980 Ve/Hm

ROBERT BOSCH GMBH, 7000 STUTTGART 1

Winkelgeber, insbesondere zur Steuerung von Zündung und Kraftstoffeinspritzung in Brennkraftmaschinen

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Winkelgeber nach der Gattung des Hauptanspruchs. Solche induktiven Winkelgeber sind insbesondere in Kraftfahrzeugen zur Steuerung von Zündanlagen oder Kraftstoffeinspritzanlagen heute in vielfältiger Weise im Einsatz. Dabei besteht oftmals das Problem, daß zur Steuerung mehrerer Endstufen verschiedene Winkelinformationen benötigt werden. Um diese verschiedenen Informationen untereinander zu unterscheiden, wurde z.B. in der DE-OS 2 736 576 vorgeschlagen, magnetisierte Marken unterschiedlicher Polarität zu verwenden und deren unterschiedliche Signale zur Steuerung zweier Endstufen zu verwenden. Diese Methode hat den Nachteil, daß die Zahl der zu steuernden Endstufen oder Vorgänge auf zwei begrenzt ist. Will man diese Zahl erhöhen, so können z.B. gemäß der DE-OS 2 723 832 mehrere Sensoren verwendet werden, was eine Anlage jedoch aufwendig und teuer macht.

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Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Winkelgeber mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß mit nur einem einzigen Sensor praktisch eine beliebige Anzahl von •Endstufen gesteuert werden kann, die jeweils bei einer anderen Winkelstellung des rotierenden Geberteils ein Steuersignal benötigen. Der Winkelgeber ist daher einfach und kostengünstig zu realisieren. Der vergrößerte Aufwand der Auswerteschaltung ist bei der heutigen Mikroelektronik praktisch ohne Bedeutung. Im Falle einer Zündanlage kann kostengünstig eine ruhende Hochspannungsverteilung erreicht werden.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Winkelgebers möglieh.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine schaltungsmäßige Ausgestaltung des Ausführungsbeispiels, Fig. 2 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Funktionen in einem Mikrorechner, der durch die in Fig. 1 dargestellte Schaltung gesteuert wird und Fig. 3 ein Signaldiagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise.

Beschreibung des Ausführungsbeispieles

Ein mit der Nockenwelle oder Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine verbundenes, als Scheibe ausgebildetes Geberteil 10 weist zwei, z.B. als Blechstreifen ausgebildete Winkelmarken 11, 12 auf, die von einem induktiven Sensor 13 ab-

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getastet wevaen. Der induktive Sensor 13 kann auch vorteilhaft als Wiegand-Sensor, z.B. gemäß der DE-OS 28 26 60S ausgebildet sein. Das Winkelverhältnis der beiden Marken 11, 12 ist dabei so zu wählen, daß auch bei größtmöglicher Beschleunigung· bzw. Verzögerung die benötige Zeitdauer der kleineren Marke 1Γ zum Passieren des Sensors 13 immer kleiner bleibt-als die zum Passieren der größeren Marke 12 benötigte Zeitdauer. Natürlich kann anstelle der Abtastung durch einen induktiven Sensor diese auch durch andere Sensoren wahrgenommen werden, wie z.B. optische Sensoren oder Sensoren nach dem Hall-Prinzip.

Der einseitig an Masse liegende Sensor 13 ist mit seinem zweiten Anschluß über zwei Signalformerstufen 14, 15 mit einem Mikrorechner 16 verbunden, der z.B. ein Zündungsrechner für eine Brennkraftmaschine sein kann, was durch die zwei daran angeschlossenen Zündungsendstufen 17, 18 dokumentiert ist. Genausogut kann natürlich ein Rechner, für die Kraftstoffeinspritz-Steuerung oder eine sonstige Auswerteschaltung gesteuert werden, die Steuersignale bei verschiedenen Winkelstellungen der Kurbelwelle benötigt.

Die Signalformerstufe 1*1 besteht aus einem, über die Reihenschaltung einer Diode 19 mit einem Kondensator 20 gesteuerten Transistor 21, dessen Emitter mit Masse und dessen Kollektor mit dem Mikrorechner 16 verbunden ist. Die Basis des Transistors 21 ist über eine Diode 22 mit Masse verbunden. Ebenfalls liegt der Verknüpfungspunkt zwischen der Diode 19 und dem Kondensator 20 über einen Widerstand 23 an Masse. Die entsprechenden Bauteile der Signalformerstufe 15 weisen jeweils ein um die Zahl 5 erhöhtes Bezugszeichen auf und sind entsprechend geschaltet mit der Ausnahme, daß die Dioden 19, 24 jeweils invers gepolt sind.

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Die Wirkungsweise des in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels soll in folgendem anhand des in Fig. 3 dargestellten Signaldiagramms erläutert werden. Die Impulsformerstufen 14, 15 dienen zur Umwandlung der im Sensor 13 erzeugten Halbweilen in kurze'Rechtecksignale. Dabei erzeugt die Impulsformerstufe l4 ein Rechtecksignal A bei Auftreten einer ersten, positiven Halbwelle bei der Anstiegsflanke eines Winke!segments 11 bzw. 12 und die Impulsformerstufe 15 entsprechend ein Signal B bei der mit der Winkelsegmentrückflanke erzeugten negativen Halbwelle. Die positive Halbwelle gelangt dabei über die Diode 19 und das RC-Glied 20, 23 zur Basis des Transistors 21 und steuert diesen Transistor stromleitend. Dabei lädt sich der Kondensator 20. Nimmt die Eingangsspannung wieder ab, so entlädt sich der Kondensator 20 über die Diode 22 and den Widerstand 23. Der stromleitende Zustand des Transistors 21 bewirkt das O-Signal A. Bei der negativen Halbwelle lädt sich der Kondensator 25 über die Dioden 2k, 27 entgegengesetzt auf. Steigt die Geberspannung wieder an, so entlädt sich der Kondensator 25 über die Basis-Emitterstrecke des Transistors 26 und steuert diesen in den stromleitenden Zustand, wodurch das O-Signal B erzeugt wird.

Durch Bestimmen des Abstands der beiden Signale A und B erkennt der Mikrorechner 16 welche der beiden Winkelmarken 11, 12 gemeint ist und steuert entsprechend die Endstufe 17, bzw. die Endstufe 18 an. Fig. 2 zeigt die Vorgänge im Mikrorechner 16. Zunächst wird in einer Programmschleife 30 gewartet, bis ein Signal A erscheint. Tritt es auf, so wird ein interner Zeitzähler rückgesetzt und gestartet. Heutige Mikroprozessoren bzw. Mikrorechner enthalten üblicherweise wenigstens einen Zähler. Anschließend wird in einer weiteren Programmschleife 31 gewartet, bis ein Signal B erscheint. Dieses Signal B stoppt -ien Zählvorgang im Zeit-

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zähler. Der Inhalt dieses Zeitzählers wird nun mit einem in einem Speicher gespeicherten Zahlenwert verglichen. Dieser Speicher kann z.B." der in einem Mikrorechner vorhandene Arbeitsspeicher (RAM) sein. Ist der Zahlenstand des Zeitzählers größer als der Inhalt des Speichers, so wird ein Steuersignal für die Endstufe 17 erzeugt, im anderen Falle für die Endstufe 18. Die Steuersignale steuern natürlich nicht die Endstufen 17 bzw. 18 direkt, sondern werden vorteilhaft nach bekannten Verfahren im Mikrorechner 16 durch eine nicht näher dargestellte, parameterabhängige Zündzeitpunkt-Verstelleinrichtung und Schließwinkelsteuerung bzw. -regelung modifiziert. Anschließend wird der Inhalt des Zeitzählers in den Speicher übernommen und dient für den nächsten Zyklus als Vergleichs zahlenwert.

Die beschriebenen Punktionen im Mikrorechner 16 können natürlich ebensogut durch eine Schaltung mit diskreten Bauelementen, insbesondere Zählern und Zwischenspeichern realisiert werden.

Natürlich ist die Erfindung nicht auf die Abtastung zweier Winkelmarken 11, 12 beschränkt, sondern es können weitere Winkelmarken vorgesehen sein. Wichtig ist dabei, daß sie zu ihrer Unterscheidung unterschiedliche Winkelbereiche umfassen. Dabei kann die Schaltung 14, 15 gleich bleiben, lediglich die Auswertung im Mikrorechner 16 muß noch dahingehend erweitert werden, daß weitere Differenzen zwischen den Signalen A und B erfaßt, bzw. zwischengespeichert werden müssen.

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Claims

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Ansprüche

ί IJ Winkelgeber, insbesondere zur Steuerung von Zündung und Kraftstoffeinspritzung in Brennkraftmaschinen, mit durch einen Sensor abtastbaren Winkelmarken auf einem rotierenden Geberteil, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Geberteil wenigstens zwei Winkelmarken (11, 12) unterschiedlicher Breite angeordnet sind, daß die unterschiedlichen Breiten in einer Auswerteeinrichtung (16) festgestellt werden und in Abhängigkeit davon unterschiedliche Steuervorgänge auslösbar sind.
2. Winkelgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Signalformerstufen (14, 15) für zu Beginn und am Ende einer Winkelmarke (11 bzw. 12) erzeugte Signale vorgesehen sind, daß die Signalformerstufen (14, 15) gleichartige Signale erzeugen und daß die Differenz der Signale der beiden Signalformerstufen zur Peststellung der Breite der Winkelmarken ausgewertet wird.

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3. Induktiver Winkelgeber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalformerstufen (l4, 15) jeweils aus einem über einen Kondensator (20 bzw. 25) steuerbaren Transistor (21 bzw. 26) bestehen, wobei der Sensor (13) über zwei unterschiedlich gepolte Dioden (19, 24) mit den Kondensatoren (20, 25) verbunden ist und daß zwischen die jeweils zweiten Anschlüsse der Kondensatoren (20, 25) und Masse eine weitere Diode (22 bzw. 27) geschaltet ist.
4. Winkelgeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der unterschiedlichen Breiten aufeinanderfolgender Winkelmarke (11, 12) so gewählt ist, daß auch bei maximal möglicher Beschleunigung bzw. Verzögerung die Zeitdauer des Passierens der breiteren Marke (12) am Sensor (13) größer ist als die Zeitdauer des Passierens der anderen Marke (11).
5. Winkelgeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Ausbildung als Wiegand-Geber.

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