DE3134630C2

DE3134630C2 - Elektrische Schaltungsanordnung zur Umwandlung von rechteckförmigen Impulssignalen in analoge Ausgangssignale für die Steuerung von Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE3134630C2
Application number: DE19813134630
Authority: DE
Inventors: Werner 7257 Ditzingen Fischer; Ulrich 7145 Markgröningen Flaig; Johannes 7000 Stuttgart Locher
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1981-09-02
Filing date: 1981-09-02
Publication date: 1987-01-15
Also published as: JPS5847326A; JPH035685B2; DE3134630A1

Abstract

Es wird eine elektronische Schaltungsanordnung in Verbindung mit einer Steuereinrichtung für Brennkraftmaschinen zur Umwandlung von frequenzmodulierten Eingangssignalen in ein analoges Ausgangssignal vorgeschlagen, die aus einer Reihenschaltung von Tiefpaß und Spitzenwertgleichrichter besteht. Die Schaltungsanordnung ermöglicht mit einem sehr geringen Bauelementenaufwand eine für viele Zwecke hinreichend genaue Signalwandlung.

Description

Stand der Technik

Der Signalaufbereitung von Sensorsignalen bei Kraftfahrzeugen kommt in der Regel eine sehr große Bedeutung zu. Dies deshalb, weil elektrische Systeme sehr exakt zu arbeiten vermögen und man diese Genauigkeit nicht durch fehlerhafte Eingangssignale beeinträchtigen möchte. Bei analog arbeitenden Steuergeräten, z. B. für eine Kraftstoffzumeßanlage, sind auch analoge Drehzahlsignale erforderlich, die unter Umständen von digital arbeitenden Drehzahlsensoren stammen. In diesem Fall sind Drehzahl-Spannungs-Wandler oder allgemein Digital-Analog-Wandler zur Signalaufbereitung erforderlich.
Die DE-AS 14 64 056 offenbart eine "Funkenzündschaltung für Brennkraftmaschinen", bei der impulsförmige Drehsignale an eine Integrationsschaltung gelegt werden, wobei an einem Kondensator eine Spannung erzeugt wird, die von der Drehzahl der Brennkraftmaschine abhängig ist. Dabei werden jedoch umfangreiche Vorkehrungen in Verbindung mit der Signalaufbereitung getroffen. Diese Einrichtung mag zwar mit guten Ergebnissen arbeiten, jedoch erscheint sie aufgrund des sehr hohen Bauelementeaufwandes für die Großserienfertigung aus Kostengründen nicht optimal.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine elektrische Schaltungsanordnung zur Umwandlung von rechteckförmigen Impulssignalen in analoge Ausgangssignale für die Steuerung von Brennkraftmaschinen zu schaffen, die leistungsfähig ist, gute Ergebnisse bringt und sich dabei noch durch einen geringen Bauteileaufwand auszeichnet.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die beanspruchten Merkmalskombinationen.

Vorteile der Erfindung

Die elektrischen Schaltungsanordnungen entsprechend den Merkmalskombinationen der Ansprüche werden der genannten Aufgabe voll gerecht. Mit den guten Ergebnissen bei minimalem Aufwand vermögen sie dem Fachmann eine wertvolle Lösung seiner Aufgabe in Verbindung mit einem Großserieneinsatz anhand zu geben.
Weitere Vorteile der Erfindung sowie zweckmäßige Ausgestaltungen ergeben sich auch in Verbindung mit der Zeichnung und der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 ein erstes Beispiel der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung. In
Fig. 2 und 3 sind Impulsbilder der Schaltungsanordnung von Fig. 1 dargestellt, und die
Fig. 4 bis 8 zeigen verschiedene weitere Realisierungsmöglichkeiten des Signalwandlers.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Die Ausführungsbeispiele betreffen Periodendauer-Gleichspannungswandler für Brennkraftmaschinen-Steuereinrichtungen.
In Fig. 1 ist mit 10 eine Eingangsklemme bezeichnet, mit 11 ein Plusspannungsanschluß, mit 12 eine Masseleitung und mit 13 ein Ausgangsanschluß. Der Eingangsklemme folgt nach einer Diode 15 ein Tiefpaß aus einem Kondensator 16 mit parallel geschaltetem Widerstand 17. Zwischen den Betriebsspannungsanschlüssen 11 und 12 liegt eine Reihenschaltung von Widerstand 18 und Kondensator 19, und der Verbindungspunkt dieser beiden Bauelemente 18 und 19 steht über eine Diode 20 mit der Kathode der Diode 15 und über eine Leitung 21 unmittelbar mit der Ausgangsklemme 13 in Verbindung.
Die in Fig. 1 dargestellte Schaltungsanordnung besteht somit aus einem Tiefpaß mit nachgeschaltetem Spitzenwertgleichrichter. Ihr Signalverhalten geht aus Fig. 2 hervor. Dort ist in Fig. 2a das Signal an der Eingangsklemme 10 aufgetragen, Fig. 2b zeigt das Signal an der Verbindungsstelle der beiden Dioden 15 und 20, und schließlich ist in Fig. 2c der Signalverlauf an der Ausgangsklemme 13 dargestellt.
Erkennbar ist aus Fig. 2b, daß zu Beginn des positiven Signalanteils beim Eingangssignal der Kondensator 16 sehr schnell auf seinen Höchstwert aufgeladen wird und der Spannungspegel während der Impulsdauer mit einer bestimmten Zeitkonstanten absinkt und zwar auf den Endwert, der zum Zeitpunkt der nächstfolgenden Anstiegsflanke im Eingangssignal herrscht. Mittels des nachfolgenden Spitzenwertgleichrichters mit den Bauelementen 18, 19 und 20 ergibt sich dann an der Ausgangsklemme 13 der Signalverlauf nach Fig. 2c. Erkennbar ist ein fortlaufender sägezahnspannungsförmiger Spannungsverlauf, wobei die Anstiegsflanke jeweils solange gegeben ist, als die Spannung über den Kondensator 16 höher ist als die über dem Kondensator 19.
Während Fig. 2 die Signalverhältnisse für ein relativ niederfrequentes Eingangssignal angibt, zeigt Fig. 3 die Situation bei höherfrequenten Eingangssignalen. Erkennbar ist in Fig. 3b der gegenüber der Darstellung in Fig. 2b wesentlich höherliegende Endwert der Entladung des Kondensators 16 und damit auch ein höherliegender gemittelter Wert über dem Kondensator 19. Dies bei gleicher Entladezeitkonstante des Tiefpasses, gebildet aus den Werten des Kondensators 16 und des Widerstandes 17.
Die Periode des Signals nach Fig. 2a ist aufgeteilt in eine Impulsdauer T 1 und eine Impulspause T 2. Die in Fig. 1 dargestellte Schaltungsanordnung dient der Signalwandlung der Impulspause T 2 in ein Analogsignal. Fig. 4 zeigt ein Beispiel zur Umwandlung der Impulsdauer des Signals von Fig. 2a in ein analoges Ausgangssignal. Dort folgt der Eingangsklemme 10 eine Diode 25, die mit dem anderen Anschluß am Verbindungspunkt einer Reihenschaltung von Widerstand 26 und Kondensator 27 zwischen den Betriebsspannungsanschlüssen 11 und 12 angeschlossen ist. Dieser Verbindungspunkt führt über eine Diode 28 zur Ausgangsklemme 13, von der aus eine Parallelschaltung von Widerstand 29 und Kondensator 30 gegen Masse liegt. Aufgrund des andersartigen, wenn auch entsprechenden Signalverhaltens ist mit dieser in Fig. 4 dargestellten Schaltungsanordnung die Umwandlung der Impulsdauer des Signals nach Fig. 2a in einen analogen Ausgangssignalwert möglich.
Für den Fall, daß für bestimmte Anwendungsfälle der Schaltungsanordnungen von Fig. 1 und 4 die dort verwendeten Dioden 15, 20, 25 und 28 hinsichtlich ihres Temperaturverhaltens Probleme bieten, oder das auszuwertende Signal nur schwach belastbar ist, empfiehlt es sich, die Dioden durch Transistoren zu ersetzen. Als Ergebnis ergeben sich die in Fig. 5 und 6 dargestellten Schaltungsanordnungen, wobei weitgehend die gleichen Bezugszeichen wie in den Fig. 1 und 4 verwendet sind.
Beim Gegenstand von Fig. 5 folgt der Eingangsklemme 10 über einen Widerstand 35 die Basis eines Transistors 36, der emitterseitig an der Plusleitung 11 angeschlossen ist und kollektorseitig über Widerstand 17 und Kondensator 16 mit der Masseleitung 12 in Verbindung steht. Zwischen den beiden Kondensatoren 16 und 19 liegt die Kollektor-Emitter- Strecke eines Transistors 37, dessen Basis über einen Widerstand 38 zur Plusleitung 11 geführt ist.
In entsprechender Weise liegt beim Gegenstand von Fig. 6 dem Kondensator 27 ein Transistor 40 parallel, der seine Ansteuerung über einen Widerstand 41 von der Eingangsklemme 10 erhält. Die Diode 28 der in Fig. 4 dargestellten Schaltungsanordnung ist hier bei der Anordnung von Fig. 6 durch einen Transistor 43 ersetzt, dessen Basis über einen Widerstand 42 an der Masseleitung 12 liegt.
Bezüglich ihres Signalverhaltens unterscheiden sich die Schaltungsanordnungen von Fig. 5 und 6 nicht von denjenigen der Fig. 1 und 4. Ihr Vorteil liegt jedoch darin, daß sie die Eingangssignalquelle weniger belasten und außerdem im Signalverhalten temperaturstabiler sind.
Schließlich zeigen die Fig. 7 und 8 noch Mischformen der Schaltungsanordnungen von Fig. 1 und 4 bis 6. Erkennbar ist aufgrund der entsprechenden Bezugszeichen, daß die Schaltungsanordnung von Fig. 7 eine Mischform der in Fig. 5 und 1 dargestellten Schaltungsanordnungen ist, wobei Fig. 1 den Ausgangsteil liefert und Fig. 5 den Eingangsteil. Entsprechend verhält es sich mit dem Gegenstand von Fig. 8. Dort entspricht der Eingangsteil dem Eingangskreis von Fig. 6 und der Ausgangsteil demjenigen von Fig. 4. Auch hier sind wiederum die Impulsbilder von Fig. 2 und 3 gültig.
Welche der vorstehenden Schaltungsanordnungen zum Tragen kommt, ist eine Frage des jeweiligen Einzelfalls und ein Kompromiß zwischen Aufwand und Erfordernis. Allen Schaltungsanordnungen ist jedoch gemeinsam, daß sie mit einem einfachen bzw. bescheidenen Bauelementeaufwand recht gute Signalergebnisse zu liefern im Stande sind.

Claims

1. Elektrische Schaltungsanordnung zur Umwandlung von rechteckförmigen Eingangssignalen in analoge Ausgangssignale für die Steuerung von Brennkraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einer Eingangsklemme (10) und einer Ausgangsklemme (13) eine Reihenschaltung zweier gegensinnig gepolter Dioden (15, 20) vorgesehen ist, von der Verbindungsstelle der beiden Dioden eine Parallelschaltung von Kondensator (16) und Widerstand (17) an Masse liegt und die Ausgangsklemme (13) über einen Widerstand (18) mit einer Plusleitung (11) und über einen Kondensator (19) mit einer Masseleitung (12) in Verbindung steht.

2. Elektrische Schaltungsanordnung zur Umwandlung von rechteckförmigen Eingangssignalen in analoge Ausgangssignale für die Steuerung von Brennkraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Eingangsklemme (10) mit der Basis eines Transistors ( 36) gekoppelt ist, dessen Kollektor über einen Widerstand (17) und einen Kondensator (16) mit einer Masseleitung (12) in Verbindung steht und ferner über eine Diode (20) auf eine Ausgangsklemme (13) geschaltet ist, die über einen Widerstand (18) mit einer Plusleitung und über einen Kondensator (19) mit einer Masseleitung gekoppelt ist.

3. Elektrische Schaltungsanordnung zur Umwandlung von rechteckförmigen Eingangssignalen in analoge Ausgangssignale für die Steuerung von Brennkraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Eingangsklemme (10) mit der Basis eines Transistors (36) gekoppelt ist, dessen Kollektor über eine Parallelschaltung von Widerstand (17) und Kondensator (16) mit einer Masseleitung (12) in Verbindung steht, und zwischen dem Kollektor dieses Transistors (36) und einer Ausgangsklemme (13) die Kollektor-Emitter-Strecke eines Transistors (37) angeordnet ist, dessen Basis über einen Widerstand (38) mit einer Plusleitung (11) in Verbindung steht, und die Ausgangsklemme (13) über einen Widerstand (18) mit der Plusleitung (11) und über einen Kondensator (19) mit der Masseleitung (12) in Verbindung steht.

4. Elektrische Schaltungsanordnung zur Umwandlung von rechteckförmigen Eingangssignalen in analoge Ausgangssignale für die Steuerung von Brennkraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einer Eingangsklemme (10) und einer Ausgangsklemme (11) zwei gegensinnig gepolte Dioden (25, 28) vorgesehen sind, die Verbindungsstelle der beiden Dioden über einen Widerstand (26) mit der Plusleitung (11) und über einen Kondensator (27) mit der Masseleitung (12) gekoppelt ist und vom Ausgang (13) eine Parallelschaltung von Widerstand (29) und Kondensator (30) an der Masseleitung (12) liegt.

5. Elektrische Schaltungsanordnung zur Umwandlung von rechteckfömigen Eingangssignalen in analoge Ausgangssignale für die Steuerung von Brennkraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Eingangsklemme (10) mit der Basis eines Transistors (40) gekoppelt ist, dessen Kollektor über einen Widerstand (26) an einer Plusleitung und über einen Kondensator (27) an einer Masseleitung liegt und ferner über eine Diode (28) mit einer Ausgangsklemme (13) in Verbindung steht, von der aus eine Parallelschaltung von Widerstand (29) und Kondendator (30) zur Masse führt.

6. Elektrische Schaltungsanordnung zur Umwandlung von rechteckförmigen Eingangssignalen in analoge Ausgangssignale für die Steuerung von Brennkraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einer Plusleitung (11) und einer Masseleitung (12) eine Reihenschaltung von Widerstand (26) und Kondensator (27) vorgesehen ist, parallel zum Kondensator (27) die Kollektor-Emitter-Strecke eines Transistors (40) angeordnet ist, der seine Ansteuerung von einer Eingangsklemme (10) bezieht, und die Verbindungsstelle von Widerstand (26) und Kondensator (27) über einen basisseitig an Masse liegenden Transistor (43) mit einer Ausgangsklemme ( 13) gekoppelt ist, die zusätzlich über eine Parallelschaltung von Widerstand (26) und Kondensator (30) mit der Masseleitung (12) gekoppelt ist.