DE3726147A1

DE3726147A1 - Vorrichtung zum steuern der brennkraftmaschine eines kraftfahrzeugs mit einem sensorsystem

Info

Publication number: DE3726147A1
Application number: DE19873726147
Authority: DE
Inventors: Richard Dipl Ing Schleupen; Heinz-Guenther Joos
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1987-08-06
Filing date: 1987-08-06
Publication date: 1989-02-16
Also published as: ES2008558A6; WO1989001093A1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum Steuern der Brenn kraftmaschine eines Kraftfahrzeugs mit einem Sensorsystem nach der Gattung des Anspruchs 1. Bei einer bekannten Vorrichtung werden mit Hilfe faseroptischer Lichtleiter physikalische Größen zu einer Steuereinrichtung übertragen. Auftretende elektromagnetische Stör signale, die auf den Sensor einwirken bzw. durch dessen Stromver sorgungseinheit hervorgerufen werden, werden dabei aber mit über tragen und konnen dadurch die Steuerung verfälschen.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß der Einfluß von elektromagnetischen Störsignalen weitgehend eliminiert wird. In besonders einfacher Weise kann hierzu die Spannung des Aufnahme elementes abgegriffen und einer Stromversorgungseinheit für die elektrooptischen Wandler zugeführt werden. Es ist keine zusätzliche externe Stromquelle notwendig. Die Stromversorgung der Sensoren und das Kfz-Bordnetz sind völlig galvanisch voneinander getrennt. Die Stromversorgungsleitungen sind relativ kurz, so daß kaum eine elek tromagnetische Einstreuung von Störsignalen, durch das Kfz-Bordnetz oder anderer Störquellen möglich ist. Auch können die Wandler für den Temperatursensor und das Drosselklappenpotentiometer über die Spannungsquelle oder über jeweils eine eigene Spannungsquelle ver sorgt werden.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Merkmale möglich.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen die

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Steuern eines Zündsystems von Kraftfahrzeugen,

Fig. 2a-d eine Ausbil dung mit einem Inkrementgeber und entsprechender Diagramme und

Fig. 3a-e eine Ausbildung mit einem Segmentgeber und entsprechen der Diagramme.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In Fig. 1 ist mit 10 eine Geberscheibe bezeichnet, die mit der Kurbelwelle oder der Nockenwelle einer Brennkraftmaschine umläuft. Am Umfang der Geberscheibe 10 sind in regelmäßigen Abständen Zähne 11 ausgebildet, die mit einem raumfesten Aufnahmeelement 12 in Wirk verbindung stehen. Das Aufnahmeelement 12 besteht aus einem Eisen kern 13 und mindestens einer Spule 14. Die Art der Wechselwirkung der Zähne 11 und des Aufnahmeelements 12 kann dabei sehr verschie denartig sein. Entscheidend ist dabei, daß in der Spule 14 eine elektrische Spannung erzeugt wird. Von der Spule 14 führen elek trische Leitungen 15 zu einem elektrooptischen Wandler 16, der das vom Aufnahmeelement 12 erzeugte elektrische Meßsignal in ein op tisches Signal umwandelt. Dieses optische Signal wird mit Hilfe ei nes faseroptischen Lichtleiters 17 zu einem optoelektrischen Wandler 18 übertragen, der mit einem Steuergerät 19 für die Brennkraftma schine verbunden ist. Von den Leitungen 15 zweigen elektrische Lei tungen 22 zu einer Stromversorgungseinbeit 23 für den Wandler 16 ab. Statt die Spannung für die Stromversorgungseinheit 23 an den Leitun gen 15 abzugreifen, ist es auch möglich, eine zweite, in der Fig. 1 nicht dargestellte Spule um den Eisenkern 13 des Aufnahmeelements 12 anzuordnen, die dann als Spannungsquelle für die Stromversorgungs einheit 23 dient.

Von der Stromversorgungseinheit 23 können auch noch zusätzliche elektrooptische Wandler 24, 25 für die Meßsignale zusätzlicher Sen soren versorgt werden. Zum Beispiel ist es möglich, mit Hilfe eines Temperatursensors 27 die Temperatur der Ansaugluft zur Gemischaufbe reitung zu bestimmen. Die elektrischen Meßsignale des Temperatursen sors 27 werden im elektrooptischen Wandler 24 in ein optisches Si gnal umgewandelt und über einen faseroptischen Lichtleiter 17 dem Wandler 18 und dem Steuergerät 19 zugeführt. Ferner kann auch über ein Drosselklappenpotentiometer 28 die Stellung der Drosselklappe und somit die zur Verbrennung des Kraftstoffs notwendige Luftmenge gemessen bzw. gesteuert werden. Das vom Potentiometer 28 ermittelte elektrische Signal wird, wie bereits oben für den Temperatursensor 27 beschrieben, im Wandler 25 in ein optisches Signal umgewandelt und über einen faseroptischen Lichtleiter 17 zum Wandler 18 und zum Steuergerat 19 übertragen. Im Steuergerät 19 werden die so übertra genen Meßsignale ausgewertet, und dadurch die Brennkraftmaschine ge regelt bzw. gesteuert.

In Fig. 2a ist eine Auswerteschaltung 35 für einen Inkrementgeber 36 zur Gewinnung des elektrischen Meßsignals und zu dessen Umwand lung in ein optisches Signal dargestellt. Gleiche Teile sind dabei wieder mit den gleichen Ziffern bezeichnet. Das Aufnahmeelement 12 a ist als Induktionsgeber ausgebildet und weist neben der Spule 14 ei nen Permanentmagneten 37 zur Signalverstärkung auf. Ferner hat die Auswerteschaltung 35 eine Zenerdiode 38 und eine Leuchtdiode 39, die parallel zueinander mit entgegengesetzter Polarität geschaltet sind. Die Zenerdiode 38 schützt zusammen mit zwei in Reihe geschalteten Widerständen 40 die Leuchtdiode 39 vor Spannungsspitzen.

Fig. 2b zeigt eine Abwicklung der Oberfläche des Inkrementgebers 36, d. h. die Zähne 42 und die Zahnlücken 43 sind dargestellt. In Fig. 2c ist der im Aufnahmeelement hervorgerufene Spannungsverlauf über der Zeit t aufgetragen. Es ist ersichtlich, daß sich jeweils in der Mitte der Zähne 42 bzw. der Zahnlücken 43 die jeweiligen posi tiven bzw. negativen Spannungsmaxima befinden. Da bekanntlich die Leuchtdiode 39 nur in einer Richtung durchlässig ist, ergibt sich am Ausgang der Leuchtdiode 39 ein Signalverlauf entsprechend Fig. 2d mit positiven oder nur mit negativen Werten.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3a zeigt als Geberscheibe einen Segmentgeber 46 mit Segmenten 47. Bei Segmentgebern müssen zur Steuerung der Brennkraftmaschine die beiden Kanten der Segmente 47 erkannt werden. Eine Auswerteschaltung 48 weist hierzu wiederum das Aufnahmeelement 12 a und zwei parallel mit entgegengesetzter Polari tät geschaltete Leuchtdioden 49, 50 auf. Ein Schutzwiderstand 51 kann auch entfallen, wenn der Innenwiderstand des Induktionsgebers 12 a entsprechend hoch gewählt wird. Fig. 3b zeigt wieder eine Ab wicklung der Oberfläche des Segmentgebers 46 mit den Segmenten 47 und den dazwischenliegenden Lücken. Die Anzahl der Segmente 47 ent spricht dabei der Anzahl der Zylinder bzw. der halben Anzahl der Zy linder der Brennkraftmaschine, je nachdem ob der Segmentgeber 46 an der Kurbelwelle oder der Nockenwelle der Brennkraftmaschine angeord net ist. Aus Fig. 3c ist ersichtlich, daß je nach Polung des Auf nahmeelements 12 a an der Vorderkante der Segmente 47 ein positiver Spannungsimpuls und an der Hinterkante der Segmente 47 ein negativer Spannungsimpuls erzeugt wird. Die optischen Ausgangssignale der Leuchtdioden 49 sind in Fig. 3d und die optischen Ausgangssignale der Leuchtdiode 50 sind in Fig. 3e dargestellt. Faseroptische Lichtleitkabel bestehen bekanntlich aus mehreren Einzelfasern. Beim Lichtleiter 17 in Fig. 3a sind die Einzelfasen zu zwei Teilkabeln 17 a, 17 b zusammengefaßt. Hier werden über das Teilkabel 17 a die op tischen Ausgangssignale der Leuchtdiode 50 und über das Teilkabel 17 b die optischen Ausgangssignale der Leuchtdiode 49 zum Wandler 18 übertragen. Durch die Trennung der Stromversorgung des Wandlers 16 bzw. der Wandler 24, 25 vom Bordnetz des Kraftfahrzeugs können elek tromagnetische Störsignale weitgehend ausgeschaltet werden. In be sonders einfacher Weise kann zur Stromversorgung der Induktionsgeber 12 in Doppelfunktion verwendet werden. Dadurch sind auch die elek trischen Zuleitungen sehr verkürzt.

Claims

1. Vorrichtung zum Steuern der Brennkraftmaschine eines Kraftfahr zeugs mit einem Sensorsystem, bei dem eine mit einer Welle der Brennkraftmaschine umlaufende Geberscheibe (10) mit einem raum festen, mit einer Steuerschaltung (35) für die Zündung, Einspritzung oder dergleichen des Kraftfahrzeugs verbundenen Aufnahmeelements (12) in Wirkverbindung steht, und mit mindestens einem elektroop tischen Wandler (16) und mit mindestens einem faseroptischen Licht leiter (17), dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler (16) einen ei genen vom Bordnetz des Kraftfahrzeugs unabhängigen Stromkreis auf weist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung einer Stromversorgungseinheit (23) des Wandlers (16) am Aufnahmeelement (12) abgegriffen wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufnahmeelement (12) mindestens eine erste Spule (14) zum Abgriff des elektrischen Meßsignals und mindestens eine zweite Spule zum Abgriff der Spannung für die Stromversorgungseinheit (23) auf weist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die Spannung der Stromversorgungseinheiten für min destens einen weiteren elektrooptischen Wandler (24, 25) für Sen soren (27, 28) mit Zusatzfunktionen am Aufnahmeelement (12) abge griffen wird.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß an die Stromversorgungseinheit (23) mindestens ein weiterer elektrooptischer Wandler (24, 25) für Sensoren (27, 28) mit Zusatzfunktionen angeschlossen ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, daß die Geberscheibe (10) am Außenumfang in regelmäßigen Abständen Zähne (42) aufweist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, daß die Geberscheibe (10) am Außenumfang in regelmäßigen Abständen Segmente (47) aufweist.