DE3930703A1

DE3930703A1 - POTENTIOMETER FOR DETERMINING THE POSITION OF A MOVABLE PART

Info

Publication number: DE3930703A1
Application number: DE19893930703
Authority: DE
Inventors: Harro Ing Grad Herth
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1989-09-14
Filing date: 1989-09-14
Publication date: 1991-03-21
Also published as: EP0417442A2; EP0417442A3

Description

State of the art

Die Erfindung geht aus von einem Potentiometer zur Bestimmung der Position eines bewegbaren Teils nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei einem derartigen bekannten Potentiometer überstreicht ein Schleifer eine Potentiometer- und eine Schleiferbahn, um eine Posi tion eines bewegbaren Teils zu erfassen. Die maximale Position wird dabei mit einem festen Anschlag fixiert. Derartige Potentiometer sind bei der Mono-Jetronic zur Erfassung der Stellung α der Drossel klappe eingesetzt. Diese Winkelstellung wird als zweite Hauptsteuer größe neben der Drehzahl zur Bildung der Einspritzzeit für den Kraftstoff verwendet. Der Übergangswiderstand zwischen der Schlei ferbahn und dem Schleifer liegt im Neuzustand bei ca. < 100 Ohm. In Dauerbetrieb kann jedoch bei der maximalen Stellung (Vollaststel lung) der Übergangswiderstand auf mehrere kOhm ansteigen. Dadurch schaltet das angeschlossene Steuergerät aber auf eine Notfunktion und eine Fehlerlampe meldet dem Fahrer, daß in der Einspritzanlage ein Fehler vorliegt.The invention is based on a potentiometer for determining the Position of a movable part according to the preamble of the main claim. In such a known potentiometer sweeps over Grinder a potentiometer and a grinder track to a posi tion of a moving part. The maximum position is fixed with a fixed stop. Such potentiometers are in the Mono-Jetronic for detecting the position α of the throttle flap inserted. This angular position is called the second main tax Size in addition to the speed to form the injection time for the Fuel used. The contact resistance between the loop The new track and the grinder is about <100 Ohm when new. In However, continuous operation can be at the maximum position (full load contact resistance increase to several kOhm. Thereby switches the connected control unit to an emergency function and an error lamp reports to the driver that in the injection system there is an error.

Advantages of the invention

Das erfindungsgemäße Potentiometer mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß falsche Signale vermieden werden. Der schädliche Effekt der Widerstandserhöhung tritt nur im Wendepunkt auf. Also an einer Stelle, die vom Schleifer nicht in beiden Richtungen überfahren wird. Es hat sich vorteilhaft gezeigt, daß ein Punkt mit erhöhtem Übergangswiderstand, der mehr fach von einem Schleifer in beiden Richtungen überfahren wird, die sen erhöhten Übergangswiderstand wieder abbauen kann. Die Reinigung der Potentiometerbahn von Übergangswiderständen wird bei jeder Betä tigung des Potentiometers bis zum Vollast-Anschlag automatisch aus geführt. Die kritische Stelle wird auf eine Stelle außerhalb des Meßbereichs verlegt. Da der zusätzliche Schleifer nicht stromführend ist und an der Meßsignalerfassung nicht beteiligt ist, können die jetzt an dieser Stelle evtl. auftretenden Übergangswiderstände das Meßsignal nicht verfälschen.The potentiometer according to the invention with the characteristic features the main claim has the advantage that false signals be avoided. The harmful effect of increasing resistance occurs only at the turning point. So in one place, from the grinder is not run over in both directions. It has been beneficial shown that a point with increased contact resistance, the more is run over by a grinder in both directions can reduce the increased contact resistance again. The cleaning the potentiometer path of contact resistances is adjustment of the potentiometer up to the full load stop guided. The critical point is placed outside the Measuring range relocated. Because the additional grinder is not live is and is not involved in the measurement signal acquisition, the now at this point any transition resistance that may occur Do not falsify the measurement signal.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor teilhafte Weiterbildungen des im Hauptanspruch angegebenen Potentio meters möglich.The measures listed in the subclaims provide for partial further developments of the potentio specified in the main claim meters possible.

drawing

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 gesteu erten Einspritzanlage, bei der als wichtigste Betriebskenngröße die Drosselklappenposition und die Drehzahl verarbeitet werden, Fig. 2 ein vereinfacht dargestelltes Potentiometer und Fig. 3 eine Seiten ansicht nach Fig. 2. An embodiment of the invention is shown in the drawing and Darge explained in more detail in the following description. In the drawings Fig. 1 is an overview illustration of an electronically gesteu Erten injection system, are processed in the most important operating parameter, the throttle position and the rotational speed, Fig. 2 is a simplified illustrated potentiometers and Fig. 3 is a side view of FIG. 2.

Description of the embodiment

In Fig. 1 ist die Grundstruktur einer elektrisch gesteuerten und vorzugsweise intermittierend arbeitenden Kraftstoffeinspritzanlage, ausgehend von Signalen der Drehzahl und des Drosselklappenstellungs winkels α 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 α 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 Eingängen ϑ, λ des Steuergeräts 16 angedeutet.In Fig. 1, the basic structure of an electrically controlled and preferably intermittent fuel injection system is shown, starting from signals of the speed and the throttle valve position angle α. An internal combustion engine 10 receives intake air via an intake pipe 11 with a throttle valve 12 and has an exhaust gas line 13 . A speed sensor 14 detects the instantaneous speed of the crankshaft and, together with the angle α of the throttle valve 12, determines an injection signal t for an injection valve 15 assigned to the intake pipe 11 . In the control unit 16 for elec tronic injection, in addition to the speed and throttle position, other operating parameters, such as, for. B. the temperature ϑ and lambda λ fed. This is indicated by further inputs ϑ, λ of the control device 16 .

Je nach Lastbereich der Brennkraftmaschine 10 hat die Drosselklappe 12 einen unterschiedlichen Öffnungswinkel. Dabei ist die Reaktion der Brennkraftmaschine bei jedem Öffnungswinkel der Drosselklappe unterschiedlich. Bei der in Fig. 2 eingezeichneten Vollaststellung VL gibt der Motor seine größte Leistung ab. Hierzu muß das Luft-Kraftstoff-Gemisch gegenüber der Teillastanpassung angereichert werden. Der Umfang der Kraftstoffanreicherung ist über die Ein spritzdauer motorspezifisch im Steuergerät programmiert.Depending on the load range of the internal combustion engine 10 , the throttle valve 12 has a different opening angle. The reaction of the internal combustion engine is different at every opening angle of the throttle valve. In the full load position VL shown in FIG. 2, the engine delivers its greatest output. For this purpose, the air / fuel mixture must be enriched compared to the partial load adjustment. The extent of fuel enrichment is programmed engine-specifically in the control unit via the injection duration.

In Fig. 2 ist ein Potentiometer für die Drosselklappe 12 darge stellt. Auf einem Substrat 20 befindet sich eine Widerstandsbahn 21 mit einer zugeordneten Schleiferbahn 22 und einem Schleifer 23. Vor dem Schleifer 23 ist ein passiver, nicht stromführender zweiter Schleifer 24 angeordnet. Beide Schleifer 23 und 24 sind gleich aus gebildet, d. h. sie besitzen die gleiche Anzahl an Fingern, haben denselben Anpreßdruck und bestehen aus demselben Material. Die Länge der Widerstandsbahn 21 und der Schleiferbahn 22 ist mit 1 bezeich net. Sie ist geringfügig länger als die vom Schleifer 23 erreichte maximale Auslenkstellung VL. Diese zusätzliche Länge der Schleifer bahn 22 und der Widerstandsbahn 21 ist notwendig, damit auch der passive Schleifer 24 während der Bewegung die Bahnen 21, 22 nicht verläßt. Das Ausgangssignal des Potentiometers ist über die Wider standsbahn 21 und die Leitung 25 abnehmbar.In Fig. 2, a potentiometer for the throttle valve 12 is Darge. A resistance track 21 with an associated wiper track 22 and a wiper 23 is located on a substrate 20 . A passive, non-current-carrying second grinder 24 is arranged in front of the grinder 23 . Both grinders 23 and 24 are made of the same, ie they have the same number of fingers, have the same contact pressure and are made of the same material. The length of the resistance track 21 and the grinding track 22 is denoted by 1 . It is slightly longer than the maximum deflection position VL reached by the grinder 23 . This additional length of the grinder track 22 and the resistance track 21 is necessary so that the passive grinder 24 does not leave the tracks 21 , 22 during the movement. The output signal of the potentiometer can be removed via the opposing track 21 and the line 25 .

Die Widerstandsbahn 21 ist über die Leitung 26 an eine Ausgangsspan nung V_c angeschlossen. Die Leitung 26 der Widerstandsbahn 21 kann als für beide Anschlüsse gemeinsame Verbindung, wie in der Fig. 2 dargestellt, oder auch einzeln für jeden Anschluß am Steuergerät an geschlossen sein.The resistance track 21 is connected via line 26 to an output voltage V _c . The line 26 of the resistance track 21 can be closed as a common connection for both connections, as shown in FIG. 2, or individually for each connection on the control unit.

Wesentlich ist, daß vor dem Schleifer 23 in Bewegungsrichtung zur maximalen Auslenkung VL hin ein zweiter passiver Schleifer 24 vor handen ist, der als Reinigungsschleifer dient. Es hat sich herausge stellt, daß die nicht überstrichene Oberfläche der Bahnen 21, 22 ei nem Alterungsprozeß unterliegt. Da bei herkömmlichen Potentiometern der Schleifer 23 nur bis zum maximalen Punkt VL bewegt wird, ent steht an diesem Punkt ein kritischer Punkt. Hier stoßen die gealter te Oberfläche und die durch die ständige Bewegung des Schleifers im mer wieder gereinigte Oberfläche der Bahnen aneinander. Dadurch können hohe Übergangswiderstände entstehen, die Fehlmessungen her vorrufen. Mit Hilfe des zusätzlichen Schleifers 24 wird die Ober fläche der Schleiferbahn 22 und der Widerstandsbahn 21 über den maximalen Punkt VL hinaus gereinigt, so daß hier keine Alterung ein treten kann. Die Oberfläche der Widerstandsbahn 21 und der Schlei ferbahn 22 wird somit über den maximalen Punkt VL hinaus mit jeder Schleiferbewegung aktiviert und aktiv gehalten. Der kritische Punkt, an den Übergangswiderstände auftreten können, wird über den maxima len Punkt VL hinaus verlagert, so daß zwischen dem stromführenden Schleifer 23 und der Schleiferbahn 21 keine Übergangswiderstände entstehen können. Der zusätzliche Schleifer 24 hat auf die Meßwert erfassung keinen Einfluß. Er muß nur gleich ausgebildet sein wie der stromführende Schleifer 23, so daß die vom Schleifer 23 abgegriffe nen Bahnen ständig gereinigt und aktiviert sind. Der zusätzliche Schleifer 24 kann z. B. auch als Bürste ausgebildet sein. Die Grenz linie zwischen gereinigtem Bereich und gealtertem Bereich der Schleiferbahn 21 bzw. der Widerstandsbahn 22 wird somit verschoben und tritt jetzt bei der maximalen Auslenkung des Schleifers 24 auf. Da dieser aber als nicht stromführender Schleifer ausgebildet ist, können die weiterhin auftretenden, sehr hohen Übergangswiderstände das Meßsignal nicht beeinflussen. Der Schleifer 24 wirkt somit als Isolator.It is essential that a second passive grinder 24 is present in front of the grinder 23 in the direction of movement for maximum deflection VL, which serves as a cleaning grinder. It has been found that the unpainted surface of the webs 21 , 22 is subject to an aging process. Since with conventional potentiometers the grinder 23 is only moved up to the maximum point VL, a critical point arises at this point. Here the aged surface and the surface of the webs, which is constantly cleaned by the constant movement of the grinder, come together. This can result in high contact resistances that cause incorrect measurements. With the help of the additional grinder 24 , the upper surface of the grinder track 22 and the resistance track 21 is cleaned beyond the maximum point VL, so that no aging can occur here. The surface of the resistance track 21 and the grinding track 22 is thus activated and kept active beyond the maximum point VL with each wiper movement. The critical point at which contact resistances can occur is shifted beyond the maximum point VL so that no contact resistances can arise between the current-carrying wiper 23 and the wiper track 21 . The additional grinder 24 has no influence on the measurement value acquisition. It only has to be of the same design as the current-carrying grinder 23 , so that the webs tapped by the grinder 23 are constantly cleaned and activated. The additional grinder 24 can, for. B. can also be designed as a brush. The boundary line between the cleaned area and the aged area of the grinder track 21 or the resistance track 22 is thus shifted and now occurs at the maximum deflection of the grinder 24 . However, since this is designed as a non-current-carrying wiper, the very high contact resistances that still occur cannot influence the measurement signal. The grinder 24 thus acts as an insulator.

Das Anwendungsgebiet des erfindungsgemäßen Potentiometers ist nicht auf das Erfassen der Drosselklappenposition beschränkt, es läßt sich überall dort einsetzen, wo eine Positionsmessung über den gesamten Wertebereich, insbesondere in den Maximalpositionen gemessen werden soll.The field of application of the potentiometer according to the invention is not limited to detecting the throttle position, it can use wherever a position measurement over the entire Range of values, especially in the maximum positions should.

Claims

1. Potentiometer for determining the position of a movable part, in particular a throttle valve in a motor vehicle, with a position sensor ( 23 ), at least one potentiometer track ( 21 ) and with at least one wiper track ( 22 ) assigned to it, characterized in that for the potentiometer track ( 21 ) an additional, non-current-carrying position sensor ( 24 ) is present.

2. Potentiometer according to claim 1, characterized in that the additional position sensor ( 24 ) is arranged in the direction of the maximum Stel development (VL) before the first position sensor ( 23 ).

3. Potentiometer according to claim 1 and / or 2, characterized in that the potentiometer track ( 21 ) is at least so long that beyond the maximum position (VL) for both position sensors ( 23 , 24 ) there is space.

4. Potentiometer according to one of claims 1 to 3, characterized in that both potentiometers ( 23 , 24 ) are of identical design.

5. Potentiometer according to one of claims 1 to 4, characterized in that the additional position sensor ( 24 ) consists of electrically insulating material.

6. Potentiometer according to one of claims 1 to 4, characterized in that the additional position sensor ( 24 ) is electrically insulated from the other position sensor ( 23 ).

7. Potentiometer according to one of claims 1 to 6, characterized in that the additional position sensor ( 24 ) is a brush.