DE4037998A1

DE4037998A1 - Potentiometer zur bestimmung der position eines bewegbaren teils

Info

Publication number: DE4037998A1
Application number: DE4037998A
Authority: DE
Inventors: Klaus-Juergen Peters; Clemens Dipl Ing Willke; Matthias Dipl Ing Entenmann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1990-11-29
Filing date: 1990-11-29
Publication date: 1992-06-04
Also published as: WO1992009995A1; EP0513278A1; JPH05503785A; KR920703989A

Description

Stand der Technik

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 Dros selklappe eingesetzt. Diese Winkelstellung wird als zweite Haupt steuergröße 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.

Aus der nachveröffentlichten DE-OS 39 30 703.4 ist es bekannt, mit Hilfe eines zusätzlichen Reinigungsschleifers die Oberfläche der Widerstandsbahn über den maximalen Umschaltpunkt hinauszureinigen, so daß im Bewegungsbereich des eigentlichen Schleifers keine Über gangswiderstände auftreten können. Hierbei ist aber ein zusätzlicher Schleifer und damit verbunden eine Verlängerung der Widerstandsbahn notwendig.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Potentiometer mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß falsche Signale vermieden werden. Der schädliche Effekt der Widerstandserhöhung im Bereich von Wendepunkten des Schleifers wird vermieden. Die Einlage rungen können an verschiedenen Stellen und auch verteilt über die gesamte Widerstandsbahn eingesetzt werden. Es ist eine sichere Si gnalübertragung zwischen dem aus Metall bestehenden Schleifer und der aus leitendem Nichtmetall bestehenden Widerstandsbahn gewährlei stet.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor teilhafte Weiterbildungen des im Hauptanspruch angegebenen Potentio meters möglich. In einfacher und preisgünstiger Weise ist es mög lich, die Einsetzteile aus verschleißfestem, elektrisch leitendem Material herzustellen. Für hohe Anforderungen können Edelmetalle wie zum Beispiel Gold etc. verwendet werden.

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 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 Abwand lung nach Fig. 2 in Seitenansicht.

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 α, dargestellt. Eine Brennkraftmaschine 10 erhalt Ansaug luft über ein Ansaugrohr 11 mit einer Drosselklappe 12 und besitzt eine Abgasleitung 13. Ein Drehzahlsensor 14 erfaßt die Augenblicks drehzahl der Kurbelwelle und bestimmt zusammen mit dem Winkel α der Drosselklappe 12 ein Einspritzsignal t_p 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 zum Beispiel die Temperatur ϑ und Lambda λ eingespeist. Dies ist mit weiteren Eingängen ϑ, λ des Steuergeräts 16 angedeutet.

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.

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. Die Widerstandsbahn 21 kann zum Beispiel aus Kohleschichtwiderständen bestehen. Der Schleifer 23 besteht in bekannter Weise aus einer größeren Anzahl von Fingern, die mit einem gewissen Anpreßdruck auf der Widerstandsbahn 21 geführt werden. Die Länge der Widerstandsbahn 21 und der Schleiferbahn 22 ist mit 1 bezeichnet. Sie ist gering fügig länger als die vom Schleifer 23 erreichte maximale Auslenk stellung VL. Das Ausgangssignal des Potentiometers ist über die Schleiferbahn 22 und die Leitung 25 abnehmbar.

Die Widerstandsbahn 21 ist über die Leitung 26 an eine Ausgangsspan nung Vc 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.

Wesentlich ist, daß in der Widerstandsbahn 21 im Bereich der Vollaststellung VL ein Teil 28 aus verschleißfestem, elektrisch leiten dem Material eingesetzt ist. Es ist aber auch möglich, das Teil 28 an einer anderen Stelle, oder auch an anderen Stellen über die ge samte Widerstandsbahn 21 verteilt anzuordnen, wo erhöhte Übergangs widerstände auftreten können. Bei herkömmlichen Potentiometern hat es sich herausgestellt, daß die vom Schleifer nicht überstrichene Oberfläche der Bahnen 21, 22 einem Alterungsprozeß unterliegt. Bei diesen Potentiometern wird der Schleifer nur bis zum maximalen Punkt VL bewegt, so daß an diesem Punkt ein kritischer Punkt entsteht.

Hier stoßen die gealterte Oberfläche und die durch die ständige Be wegung des Schleifers immer wieder gereinigte Oberfläche der Bahnen aneinander. Dadurch können hohe Übergangswiderstände entstehen, die Fehlmessungen hervorrufen. Durch Einsetzen der Teile 28 im Bereich dieser kritischen Punkte VL können diese Übergangswiderstände ver mieden werden. Die Teile 28 unterliegen nämlich keinem Alterungs prozeß, während die Widerstandsbahn 21 ständig vom bewegten Schlei fer gereinigt wird, so daß hier keine Alterung eintreten kann. Für die Messung ist es dabei wichtig, daß das Teil 28 und die Wider standsbahn 21 elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Im Aus führungsbeispiel nach der Fig. 2 stoßen hierbei die Widerstandsbahn 21 und das Teil 28 aneinander. Im Unterschied dazu ist in der Ab wandlung nach der Fig. 3 das Teil 28a in eine im Substrat 20 aus gebildete Ausnehmung 29 eingesetzt. Hierbei ist es notwendig, daß die Widerstandsbahn 21a jeweils den Grenzbereich zwischen der Wider standsbahn 21a und dem Teil 28a überlappt, um so eine elektrisch leitende Verbindung herzustellen. Um eine einwandfreie, und ruck freie Bewegung des Schleifers 23 zu gewährleisten, sollte der Über lappungsbereich der Widerstandsbahn 21a abgeflacht sein.

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.

Claims

1. Potentiometer zur Bestimmung der Position eines bewegbaren Teils, insbesondere einer Drosselklappe in einem Kraftfahrzeug, mit einem Positionsaufnehmer (23), wenigstens einer Potentiometerbahn (21) und mit mindestens einer ihr zugeordneten Schleiferbahn (22), dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich von Umkehrpunkten VL des Positions aufnehmers (23) in der Potentiometerbahn (21) ein Bereich (28) aus elektrisch leitendem Material vorhanden ist, der mit der Potentiome terbahn (21) elektrisch leitend verbunden ist.

2. Potentiometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich (28) in das Trägerelement (20) der Potentiometerbahn (21) eingesetzt ist und mit der Potentiometerbahn (21) überlappt.

3. Potentiometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich (28) in die Potentiometerbahn (21) eingesetzt ist und an diese elektrisch leitend anstößt.

4. Potentiometer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß der Bereich (28) aus Edelmetall besteht.

5. Potentiometer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die Potentiometerbahn (21) aus Kohleschichtwiderstän den besteht.