DE3614047A1

DE3614047A1 - Positionserfassungsorgan fuer ein bewegbares teil in einem kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE3614047A1
Application number: DE19863614047
Authority: DE
Inventors: Herbert Dipl Ing Arnold; Michael Dipl Ing Horbelt
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1986-04-25
Filing date: 1986-04-25
Publication date: 1987-11-05
Also published as: EP0265452A1; WO1987006689A1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Positionserfassungsorgan für ein bewegbares Teil in einem Kraftfahrzeug nach der Gattung des Hauptan spruchs. Bei einem derartigen bekannten Organ sind mehrere verschie den lange Potentiometerbahnen auf einem Substrat aufgebracht. Da durch können mit Schleifern über den Gesamtmeßbereich hinweg Ab schnitte verschiedener Bahnen mit unterschiedlicher Auflöserate, d. h. unterschiedlicher Steigung, abgegriffen werden. Dadurch ist der Gesamtmeßbereich in einzelne voneinander isolierte Teilbereiche aufgeteilt, die mit jeweils einem eigenen Schleifer abgegriffen wer den. Es ergeben sich dadurch jeweils Bereiche mit unterschiedlicher Auflösung. Das Organ hat aber den Nachteil, daß mehrere parallele Bahnen notwendig sind und es dadurch groß baut.

Ferner ist es bekannt, bei einer Kraftstoffeinspritzanlage mit einer Einspritzsignalerzeugung die Drosselklappenstellung mittels eines Potentiometers zu erfassen. Im Hinblick auf eine optimale Kraft stoffzumessung ist es erforderlich, im Bereich relativ kleiner Dros selklappenöffnungswinkel, d. h. im unteren Lastbereich, die Drossel klappenposition sehr exakt zu erfassen. Dies erfordert eine im Ver gleich zu höheren Lastbereichen erhöhte Auflösung im unteren Last bereich.

Es hat sich nun gezeigt, daß in einigen Fällen die Erfassung einer Potentiometerspannung mit üblichen 8-Bit-A/D-Wandlern in bezug auf die relative Auflösung nicht ausreicht. Insbesondere bei kleinen Öffnungswinkeln bewirkt die Quantisierung einen hohen Sprung je In krement.

Bekannt ist auch, die unterschiedliche Auflösung über Potentiometer mit nichtlinearen Kennlinien (z. B. einer logarithmischen Kennlinie) zu erreichen. Im Hinblick auf die Massenfertigung ist jedoch die Herstellung derartiger Potentiometer nicht unproblematisch bezüglich ihrer exakten Reproduzierbarkeit.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Positionserfassungsorgan mit den kennzeichnen den Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß mit Hilfe eines linearen Potentiometers der Gesamtbereich in Ab schnitte mit verschieden hoher Auflöserate unterteilt werden kann. Es ist dabei nur eine einzige Potentiometerbahn notwendig, so daß das Positionserfassungsorgan relativ einfach und klein baut. Eine entsprechende Auflösung in den einzelnen Lastbereichen ist relativ problemlos erreichbar.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor teilhafte Weiterbildungen des im Hauptanspruch angegebenen Posi tionserfassungsorgan möglich.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine Übersichtsdarstellung einer elektronisch ge steuerten Einspritzanlage, bei der als wichtigste Betriebskenngröße die Drosselklappenposition und die Drehzahl verarbeitet werden, Fig. 2 ein vereinfacht dargestelltes Positionserfassungsorgan, Fig. 3 ein Diagramm des Verlaufs der Ausgangsspannung U _P über der Länge l des Positionserfassungsorgans und Fig. 4 eine Abwandlung obigen Ausführungsbeispiels.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In Fig. 1 ist die Grundstruktur einer elektrisch gesteuerten und vorzugsweise intermittierend arbeitenden Kraftstoffeinspritzanlage, ausgehend von Signalen der Drehzahl und des Drosselklappenstellungs winkels dargestellt. Eine Brennkraftmaschine 10 erhält Ansaugluft über ein Ansaugrohr 11 mit einer Drosselklappe 12 und besitzt eine Abgasleitung 13. Ein Drehzahlsensor 14 erfaßt die Augenblicksdreh zahl der Kurbelwelle und bestimmt zusammen mit dem Winkel a der Drosselklappe 12 ein Einspritzsignal t für ein dem Ansaugrohr 11 zugeordnetes Einspritzventil 15. In das Steuergerät 16 für die elek tronische Einspritzung werden in der Regel neben Drehzahl und Dros selklappenposition noch weitere Betriebskenngrößen, wie z. B. die Temperatur ϑ und Lambda λ eingespeist. Dies ist mit weiteren Ein gängen j, λ des Steuergeräts 16 angedeutet.

Je nach Lastbereich der Brennkraftmaschine besitzt die Drosselklappe 12 einen unterschiedlichen Öffnungswinkel. Dabei ist die Reaktion der Brennkraftmaschine im Bereich kleiner Öffnungswinkel der Dros selklappe feinfühliger als bei großen Öffnungswinkeln, so daß es er forderlich ist, die Auflösung des Öffnungswinkels im unteren Last bereich höher zu wählen als im oberen.

In Fig. 2 ist ein Positionserfassungsorgan für die Drosselklappe 12 dargestellt. Auf einem Substrat 20 befindet sich eine Widerstands bahn 21 mit einer zugeordneten Schleiferbahn 22 und einem Schleifer 23. Die Länge der Widerstandsbahn 21 ist mit l bezeichnet; sie bil det ein Potentiometer, dessen Ausgangssignal über die Schleiferbahn 22 und eine Leitung 24 abnehmbar ist. Die Widerstandsbahn 21 ist über eine Leitung 25 an eine Ausgangsspannung V _cc angeschlossen. Die Leitung 25 der Widerstandsbahn 21 kann als für beide Anschlüsse gemeinsame Verbindung, wie in der Fig. 2 dargestellt, oder auch einzeln für jeden Anschluß am Steuergerät angeschlossen sein. We sentlich ist nun, daß sich auf der Widerstandsbahn 21 ein zusätz licher Kontaktierungspunkt 28 befindet. Dieser ist auf ein festes Bezugspotential, z. B. Masse, gelegt.

Aus Fig. 3 ist der Abfall der Spannung U _P über die Länge l der Widerstandsbahn 21 dargestellt. Mit 29 ist die Gerade bezeichnet, die sich bei einer Widerstandsbahn mit linearem Widerstandsverhalten ohne zusätzlichen Kontaktierungspunkt 28 ergeben würde. Im Ausfüh rungsbeispiel nach Fig. 2 fällt die Spannung U _P zwischen den je weiligen Enden der Widerstandsbahn 21 und dem zusätzlichen Kontak tierungspunkt 28 ab. Es ergeben sich die mit 30 und 31 bezeichneten Geraden. Befindet sich der Kontaktierungspunkt 28 nicht in der Mitte der Widerstandsbahn 21, so haben die beiden Geraden 30, 31 betrags mäßig gesehen eine unterschiedliche Steigung. Je steiler die Geraden 30, 31 sind, desto besser ist die Auflösung des Spannungswertes U _P. Wie oben bereits ausgeführt, sollen besonders kleine Öffnungs winkel der Drosselklappe 12 feinfühlig erfaßt werden. Dazu muß der Kontaktierungspunkt 28 sich näher am Anfang der Widerstandsbahn 21 befinden, so daß die Strecke vom Anfang der Widerstandsbahn bis zum Kontaktierungspunkt 28 kleiner ist als die Strecke vom Ende der Wi derstandsbahn bis zum Kontaktierungspunkt 28.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich, kann jeder Spannungswert U _P beiden Geraden 30 oder 31 zugeordnet werden. Um eindeutige Spannungswerte U _P zu erhalten, ist der jeweilige Spannungswert noch mit zusätz lichen Parametern zu verknüpfen. Diese zusätzlichen Parameter oder eine Kombination solcher Parameter können dann in einer Auswerte schaltung, z. B. im Steuergerät 16, analysiert werden. Der Span nungswert U _P wird dann softwaremäßig dem jeweiligen Bereich der Widerstandsbahn 21 zugeordnet, der gerade abgegriffen wird. In Ver bindung mit der Drosselklappe 12 kann z. B. bei geschlossenem Leer laufschalter der Spannungswert U _P dem Anfangsbereich der Wider standsbahn 21 zugeordnet werden. Über den zeitlichen Verlauf der Spannung U _P und einer Zuordnung von z. B. der Drehzahländerung kann der Übergang in den zweiten Bereich erkannt und ausgewertet werden.

Auch ist - wie in Fig. 4 dargestellt - eine Aufteilung der Schlei ferbahn 22 in zwei dem jeweiligen Bereichen zugeordnete Schleifer bahnen 33, 34 mit je einem eigenen Ausgang möglich. Mit einer ge meinsamen Widerstandsbahn 21 und einem gemeinsamen Schleifer 23, aber mit zwei getrennten Schleiferbahnen 33, 34, wird dann das Si gnal U _P abgegriffen und eindeutig zugeordnet. Entsprechend der Länge der beiden Schleiferbahnen 33, 34 kann dann das Signal U _P unterschiedlich aufgelöst und gespreizt abgegriffen werden.

Das Anwendungsgebiet des erfindungsgemäßen Positionserfassungsorgans ist nicht auf das Erfassen der Drosselklappenposition beschränkt, es läßt sich überall dort einsetzen, wo eine Positionsmessung über den gesamten Wertebereich mit unterschiedlicher Auflösung gemessen wer den soll und nur auf ein einziges im wesentlichen linear wirkendes Einzelpotentiometer zurückgegriffen werden soll.

Claims

1. Positionserfassungsorgan für ein bewegbares Teil in einem Kraft fahrzeug, mit einem Positionsaufnehmer (23) und wenigstens einer Po tentiometerbahn (21) mit einer ihr zugeordneten Schleiferbahn (22), dadurch gekennzeichnet, daß die einzige Potentiometerbahn (21) in mindestens zwei Abschnitte unterteilt ist, wodurch eine unterschied liche Auflösung des Positionssignals erzielbar ist.

2. Positionserfassungsorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Potentiometerbahn (21) einen zusätzlichen an ein festes Be zugspotential (Masse, Ausgangsspannung) gelegten Kontaktierungspunkt (28) hat, so daß sich zwei Abschnitte ergeben, die nacheinander vom Positionsaufnehmer (22) durchlaufen werden.

3. Positionserfassungsorgan nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die äußeren Anschlüsse der Potentiometerbahn (21) einzeln an ein Steuergerät (16) gelegt sind.

4. Positionserfassungsorgan nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die äußeren Anschlüsse der Potentiometerbahn (21) gemeinsam an einen entsprechenden Referenzzweig eines Steuergeräts (16) gelegt sind.

5. Positionserfassungsorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, daß die beiden Abschnitte der Potentiometer bahn (21) unterschiedliche Länge haben.

6. Positionserfassungsorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da durch gekennzeichnet, daß den beiden Abschnitten der Potentiometer bahn (21) je eine eigene Schleiferbahn (33, 34) zugeordnet ist, über die die Signale der einzelnen Abschnitte mit Hilfe des gemeinsamen Positionsaufnehmers (22) abgegriffen werden.

7. Positionserfassungsorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ge kennzeichnet durch seine Verwendung als Drosselklappenpositions sensor.