DE4241106A1

DE4241106A1 - Positioning Hall sensor relative to ferromagnetic stop for adjusting ignition distributor - exciting sensor to oscillate and measuring intensity of oscillation during relative motion until threshold reached

Info

Publication number: DE4241106A1
Application number: DE19924241106
Authority: DE
Inventors: Rudi Hoppe
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1991-12-16
Filing date: 1992-12-07
Publication date: 1993-06-17

Abstract

The method involves moving the sensor and stop w.r.t. each other until the Hall voltage reaches a certain value, whereupon they are locked w.r.t. each other. The Hall sensor is stimulated to oscillate by feeding a clocked operating current to it. The intensity of the oscillation is measured by an analogue measurement device during the relative motion and the locking is performed when a defined intensity level is reached. The clock frequency is approximately 350 Hz. USE/ADVANTAGE - Esp. for adjusting the ignition distributor of internal combustion engine. High reliability.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. In erster Linie ist dabei an die Justierung der relativen Ausgangslage der entsprechenden Bestandteile eines Zünd verteilers für eine Brennkraftmaschine gedacht. In diesem Falle ist bekanntlich die mit Fenstern versehene ferromagnetische Blende drehfest mit der Nockenwelle der Maschine gekoppelt, während der Hallsensor, bestehend aus einem Hallelement und einem diesem mit einem die Blende aufnehmenden Abstand gegenüberstehenden Perma nentmagneten, ortsfest angeordnet. Zur definierten Zuordnung der durch Bewegung und Ausbildung der Blende erzeugten Impulse der Hallspannung bzw. des Hallstroms zu vorgegebenen Winkelwerten der Nockenwelle zwecks Sicherstellung definierter Winkellagen der Zünd impulse ist eine definierte Ausrichtung der beschriebenen beiden Hauptbestandteile des Zündverteilers zueinander bei der Montage er forderlich.The invention relates to a method according to the preamble of Claim 1. In the first place is the adjustment of relative starting position of the corresponding components of a Zünd distributor intended for an internal combustion engine. In this case it is as is well known, the windowed ferromagnetic aperture non-rotatably coupled to the engine camshaft during the Hall sensor, consisting of a Hall element and one with it a perma opposite the aperture receiving distance magnet, arranged in a fixed position. For the defined assignment of the generated by movement and formation of the aperture Hall voltage or Hall current at predetermined angle values of Camshaft in order to ensure defined ignition positions impulse is a defined alignment of the two described Main components of the distributor to each other when assembling it conducive.

Bisher erfolgte diese Justierung des Zündverteilers durch Erzeugung einer Relativbewegung zwischen dem Hallsensor und der Blende, bis infolge Wirksamwerdens einer Fensterkante der Blende in der Hall spannung ein Sprung auftrat, der als Kriterium für die Ausrichtung der Hauptbestandteile des Zündverteilers zueinander verwendet wur de. Wie sich gezeigt hat, ist aber eine Ausrichtung unter Verwen dung dieses Kriteriums unsicher und insbesondere subjektiv.So far, this adjustment of the distributor has been done by generation a relative movement between the Hall sensor and the aperture, until due to the effect of a window edge of the panel in the hall voltage a jump occurred that served as a criterion for the alignment the main components of the distributor have been used together de. As has been shown, however, is an alignment under use This criterion is uncertain and in particular subjective.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Ver fahren zu schaffen, das mit einfachen Mitteln eine hohe Sicherheit bei der Einstellung einer definierten relativen Ausgangslage zwi schen einem Hallsensor einerseits und einer ihm zugeordneten ferro magnetischen Blende andererseits sicherstellt.The invention has for its object a generic Ver driving to create that with simple means high security when setting a defined relative starting position between a Hall sensor on the one hand and a ferro assigned to it magnetic aperture on the other hand ensures.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kenn zeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs, eine vorteilhafte Ausge staltung des Verfahrens beschreibt der Unteranspruch.The inventive solution to this problem consists in the features of the main claim, an advantageous Ausge The subclaim describes the process.

Bei der Erfindung wird also das zu Unsicherheiten führende Kriteri um des Erreichens eines Spannungs- oder Stromsprungs im Verlauf der Ausgangsgröße des Hallsensors dadurch vermieden, daß dieser durch entsprechende Taktung der ihm zugeführte Betriebsspannung bzw. des Betriebsstrom zu Schwingungen angeregt wird, deren Verlauf abhängig ist von der Bedämpfung durch die ferromagnetische Blende. Diese Be dämpfung ist verständlicherweise stellungsabhängig, sie hat nämlich ein Minimum, wenn sich in dem definierten Abstand zwischen Hallele ment und Permanentmagnet gerade ein Fenster der Blende befindet. Der kontinuierliche Verlauf der Intensität des hochfrequenten Aus gangsstroms des Hallensensors liefert jedoch an einem Meßinstru ment Anzeigen, die es gestatten, einen vorgegebenen Wert dieser Intensität als Kriterium für die gewünschte definierte relative Ausrichtung zwischen Hallsensor und Blende mit hoher Sicherheit durch entsprechende Relativbewegungen zwischen beiden einzustellen.In the case of the invention, this is the criterion leading to uncertainties to achieve a voltage or current jump in the course of the Output size of the Hall sensor avoided by this by corresponding clocking of the operating voltage supplied to him or Operating current is excited to vibrate, the course of which depends is from the damping by the ferromagnetic aperture. This Be damping is understandably position-dependent, because it has a minimum if there is a defined distance between Hallele ment and permanent magnet is just a window of the aperture. The continuous course of the intensity of the high-frequency off current of the hall sensor, however, delivers on a measuring instru ment ads that allow a predetermined value of this Intensity as a criterion for the desired defined relative Alignment between Hall sensor and cover with high security by appropriate relative movements between the two.

Wie sich gezeigt hat, ist eine Taktfrequenz der Betriebsspannung bzw. des Betriebsstromes von 351 Hz bei den für Zündverteiler ver wendeten Hallsensoren geeignet; die Hallsensoren bzw. ihrer Hall elemente schwingen dann im kHz-Bereich.As has been shown, a clock frequency is the operating voltage or the operating current of 351 Hz for the ver suitable Hall sensors; the Hall sensors or their Hall elements then vibrate in the kHz range.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung erläutert, deren Fig. 1 schematisch die hier interessierenden Teile eines Zündverteilers wiedergibt, während Fig. 2 die Zeitverläufe von Be triebsstrom und Hallspannung und Fig. 3 ein Schaltbild zeigen. In the following the invention will be explained with reference to the drawing, FIG. 1 shows schematically the parts of an ignition distributor that are of interest here, while FIG. 2 shows the time profiles of the operating current and Hall voltage and FIG. 3 shows a circuit diagram.

In Fig. 1 erkennt man bei 1 den Hallsensor mit dem eigentlichen Hallelement (Hall-IC) 2 und dem Permanentmagneten 3 (bei 4 ist ein weichmagnetisches Leitstück bezeichnet) sowie der drehfest mit der Nockenwelle der Maschine verbundenen ferromagnetischen Blende 5, die in diesem Ausführungsbeispiel vier Fenster 6 aufweist. Die die Fenster 6 begrenzenden Ränder der Blende 5 bewegten sich in der Zeichenebene in dem Abstand oder Spalt zwischen den beiden Teilen 2 und 3, so daß periodisch die magnetische Kopplung zwischen diesen Teilen verändert wird. Dementsprechend ergibt sich eine von der Drehzahl der Maschine abhängige Taktung der Ausgangsspannung des Hallsensors. Da diese Ausgangsspannung zur kurbelwinkel- oder zeitrichtigen Erzeugung von Zündimpulsen dienen soll, ist eine entsprechende Ausrichtung der Fenster 6 bezüglich des Hallsensors 1 erforderlich. Dies geschieht bisher in der Weise, daß der Hall sensor 1 während der Montage des Zündverteilers an der Maschine relativ zur Blende 5 bewegt wird, bis durch Wirksamwerden einer zur Zeichenebene der Fig. 1 senkrechten Begrenzungsrandes eines der Fenster 6 ein signifikanter Sprung im Verlauf der Hallspannung auftritt. Die Erfassung dieses Sprungs ist jedoch subjektiv und führt zu Ungenauigkeiten.In Fig. 1 you can see at 1 the Hall sensor with the actual Hall element (Hall IC) 2 and the permanent magnet 3 (at 4 , a soft magnetic guide piece) and the rotationally fixed to the camshaft of the engine connected ferromagnetic aperture 5 , which in this embodiment has four windows 6 . The edges of the aperture 5 delimiting the windows 6 moved in the plane of the drawing in the distance or gap between the two parts 2 and 3 , so that the magnetic coupling between these parts is changed periodically. Accordingly, the output voltage of the Hall sensor is clocked as a function of the speed of the machine. Since this output voltage is to be used to generate ignition pulses with the correct crank angle or timing, a corresponding alignment of the windows 6 with respect to the Hall sensor 1 is required. So far, this has been done in such a way that the Hall sensor 1 is moved relative to the diaphragm 5 during the assembly of the ignition distributor on the machine until a boundary edge of the window 6 perpendicular to the plane of the drawing in FIG. 1 takes effect, a significant jump in the course of the Hall voltage occurs. However, the detection of this jump is subjective and leads to inaccuracies.

Erfindungsgemäß wird der Hallsensor 1 mit einem getakteten Be triebsstrom gespeist, so daß in dem in Fig. 2 wiedergegebenen Zeitdiagramm (die Zeit ist mit t bezeichnet) Betriebsstromimpulse der Länge a vorliegen. Als vorteilhaft hat sich eine Taktfrequenz von 351 Hz erwiesen. Dadurch wird der Hallsensor seinerseits zu Schwingungen im kHz-Bereich (bis etwa 100 kHz) angeregt; diese Schwingungen sind in Fig. 2 bei b angedeutet. Die Intensität die ser Schwingungen b ist abhängig von der durch die Stellung der Fen ster 6 der Blende 5 gegebenen Bedämpfung, stellt also ein Maß für die relative Lage der Teile 1 und 5 dar. Während der Relativbewe gung zwischen den Teilen 1 und 5 ändert sich die beispielsweise mittels eines üblichen Strommeßgeräts erfaßte Intensität der Schwingungen b kontinuierlich, so daß es leicht möglich ist, einen vorgegebenen Intensitätswert durch entsprechende Relativbewegungen genau einzustellen. Die mit der- Ausnutzung eines Spannungssprungs als Kriterium verbundenen Nachteile werden daher vermieden.According to the invention, the Hall sensor 1 is fed with a clocked operating current, so that operating current pulses of length a are present in the time diagram shown in FIG. 2 (the time is denoted by t). A clock frequency of 351 Hz has proven to be advantageous. This in turn stimulates the Hall sensor to vibrate in the kHz range (up to approximately 100 kHz); these vibrations are indicated at b in FIG. 2. The intensity of these vibrations b depends on the damping given by the position of the window 6 of the diaphragm 5 , and thus represents a measure of the relative position of parts 1 and 5. During the relative movement between parts 1 and 5 changes the intensity of the vibrations b detected, for example, by means of a conventional current measuring device, so that it is easily possible to precisely set a predetermined intensity value by means of corresponding relative movements. The disadvantages associated with the use of a voltage jump as a criterion are therefore avoided.

Eine entsprechende Schaltung ist in Fig. 3 wiedergegeben. Bei 10 erkennt man einen Hallsensor bekannten und daher im einzelnen nicht nochmals wiedergegebenen Aufbaus. Ihm wird am Eingang 11 eine Be triebsspannung zugeführt, die am Widerstand 12 abgegriffen und im Taktgeber 13 als getaktete Betriebsspannung erzeugt wird. Oberhalb des Taktgebers 13 erkennt man Bauelemente zur Einstellung von Fre quenz und Taktverhältnis der Betriebsspannung. Der Widerstand 12 liegt in Reihe mit dem als Verstärker und Impulsformer dienenden Transistor 14, dessen Emitterspannung mittels des Potentiometers 15 so angehoben wird, daß der Gleichspannungsanteil in dem an der Klemme 16 anstehenden Hallsignal unterdrückt wird. Wie anhand Fig. 2 beschrieben, wird durch die getaktete Betriebsspannung eine hoch frequente Hallspannung erzeugt, deren Intensität mittels des Dreh eisenmeßgeräts 17 während der mehrfach beschriebenen Relativbewe gung zwischen Hallsensor und Blende erfaßt wird. Sobald ein vorge gebener Intensitätswert am Meßgerät 17 zur Anzeige gelangt, der der gewünschten relativen Ausgangslage dieser Teile entspricht, ist die gewünschte Ausgangsposition gefunden. Im Falle eines Zündver teilers wird dann der Hallsensor arretiert.A corresponding circuit is shown in Fig. 3. At 10 you can see a Hall sensor known and therefore not shown again in detail. It is supplied with an operating voltage at input 11 , which is tapped at resistor 12 and generated in clock 13 as a clocked operating voltage. Above the clock 13 you can see components for setting the frequency and clock ratio of the operating voltage. The resistor 12 is in series with the transistor 14 serving as an amplifier and pulse shaper, the emitter voltage of which is raised by means of the potentiometer 15 so that the DC voltage component in the Hall signal present at the terminal 16 is suppressed. As described with reference to FIG. 2, a high-frequency Hall voltage is generated by the clocked operating voltage, the intensity of which is detected by means of the rotary iron measuring device 17 during the repeatedly described relative movement between the Hall sensor and the diaphragm. As soon as a predetermined intensity value is displayed on the measuring device 17 , which corresponds to the desired relative starting position of these parts, the desired starting position is found. In the case of a Zündver divider, the Hall sensor is then locked.

Mit der Erfindung ist demgemäß mit einfachen Mitteln eine Möglich keit zur Herstellung einer definierten relativen Ausgangslage zwi schen einem Hallsensor und einer zugeordneten Blende geschaffen.Accordingly, the invention is possible with simple means speed to establish a defined relative starting point between created a Hall sensor and an associated aperture.

Claims

1. A method for producing a defined relative starting position between a Hall sensor supplied with an operating current and generating a Hall voltage on the one hand and a ferromagnetic aperture provided with at least one window on the other, in particular for adjusting an ignition distributor of an internal combustion engine, relative movements between the Hall sensor and the aperture occurring a predetermined value of the Hall voltage is generated and then locked, characterized in that the Hall sensor ( 1 ) is excited by supplying a clocked operating current (a) to vibrations (b), the intensity of which by means of an analog measuring device ( 17 ) during the relative movements is detected, and that after reaching a predetermined intensity value, the locking takes place.

2. The method according to claim 1, characterized in that the clock frequency of the operating current is about 350 Hz.