SE462011B - Signaloeverfoeringsanordning - Google Patents

Description

462 U1 10 15 20 25 30 35 011 2 Ändamålet med föreliggande uppfinning är att âstad- komma en anordning, som med enkel uppbyggnad och uni- versell användbarhet säkerställer en störningsfri, led- ningsbunden överföring av signaler mellan en sändare och en mottagare. Det skall icke blott åstadkommas ett störningsskydd i elektriskt hänseende utan ledningen skall dessutom vara fukttät.

Detta ändamål uppnås med en anordning av inlednings- vis nämnt slag, vilken kännetecknas därav, att ledning- en är utformad som ljusledare, att den för anslutning till mottagaren avsedda stickproppen har en ljuskäns- lig mottagare, en förstärkare och en pulsformare, vilka komponenter i denna ordningsföljd är inkopplade mellan ljusledaren och kontakterna samt är inbäddade i skydds- kroppen, att en elektro-optisk omvandlare och en med denna elektriskt seriekopplad, magnetisk pulsgenerator är inbäddade i den vid sändaren anordnade formsprutkrop- pen, varvid pulsgeneratorn avger en strömpuls genom pá- verkan från ett variabelt fält, som ändrar sig på grund av mekanisk rörelse.

Då man i en sådan anordning monterar en ljusleda- re är sändare och mottagare galvaniskt bortkopplade över en signalöverföringssträcka. Eftersom signalöver- föringen âstadkommes via ljusledaren uteslutes dessutom elektromagnetisk störning utifrån. En sådan ledning kan införas i en mikroprocessors skärm utan att den inför störningar i mikroprocessorn, eftersom ljusleda- ren ej bildar en antenn.

Den med formsprutkropp och stickpropp framställda ledningen kan tillverkas mycket enkelt med hjälp av en idag behärskad formsprutningsteknik, då ljusledaren först förses med sin isolermantel.

Denna mantling kan åstadkommas kontinuerligt, var- vid den mantlade ljusledaren kan upplindas "ändlöst" på en spole. Från den ändlösa konstruktionen kan en lämplig längd avklippas för framställning av en för 10 15 20 25 30 35 462 011 3 anordningen lämplig ledning, varvid formsprutkroppen och stickkroppen kan påsprutas vid ledningens ändar.

Först hopmonteras för formsprutkroppen omvandlaren och pulsgeneratorn efter elektrisk hopkoppling och för stick- proppen mottagaren, förstärkaren och pulsformaren och fixeras på lämpligt sätt vid ledningens ändar. De på detta sätt förberedda ledningsändarna inlägges i ett formsprutningsverktyg, i vilket formsprutkroppen och skyddskroppen för stickkroppen formsprutas. På detta sätt àstadkommes en ledning för förbindning av en sän- dare med en mottagare, vilken ledning icke blott är okänslig för elektromagnetiska störningar utan även är okänslig för fukt, eftersom ledningen själv samt dess ändar gjorts helt fukttäta genom formsprutnings- förfarandet.

En för anordningen enligt uppfinningen lämplig puls- generator beskrivs exempelvis i DE-OS 21 43 327. Puls- generatorn kommer för enkelhetens skull i det följande att benämnas "Wiegandsondfl. Wiegandsonden består av en magnetkärna av två olika material, runt vilken trådar är lindade. Ett variabelt magnetfält, som påverkar Wie- gandsonden, alstrar en strömpuls i sonden oberoende av den hastighet, med vilken magnetfältet ändras eller rör sig. Anordningen enligt uppfinningen medger den fördelen, att man på sändarsidan i princip ej längre behöver någon speciell strömkälla. Formsprutkroppen har inga utåt sig sträckande kontakter utan är sluten runt om, eftersom såväl den som strömkälla tjänstgörande Wiegandsonden som omvandlaren kan inbäddas fullständigt i formsprutkroppen.

Utförandet på sändarsidan med en omvandlare och en Wiegandsond räcker i princip till för att erhålla funktionen hos anordningen enligt uppfinningen. Såsom omvandlare inmonteras exempelvis lysdioder eller laser- dioder, vilka har en tröskelspänning. För förbättring av svarskänsligheten hos dessa omvandlare kan enligt uppfinningen en ytterligare spänningskälla placeras i formsprutkroppen, vilken källa precis ger tröskelspän- 462 10 15 20 25 30 35 011 4 ningen. Denna spänningskälla kan exempelvis vara en zenerdiod, som försörjes med ström utifrån, varvid kon- takter måste föras ut ur formsprutkroppen. Det är dock möjligt att seriekoppla en kondensator med omvandlaren, varvid kondensatorn uppladdas med låg tröskelspänning från en annars ej använd motpuls hos Wiegandsonden via en diod.

Uppfinningen kommer att beskrivas närmare nedan med hjälp av utföringsexempel under hänvisning till medföljande ritningar.

Fig l visar en totalvy över en anordning med för- bindningsledningar enligt uppfinningen.

Fig 2 visar förbindningsledningen i förstorad skala.

Fig 3 visar en sektion längs linjen III-III i fig 2.

Fig 4 visar ett elektriskt kopplingsschema för de separata komponenterna i en stickpropp på mottagarsi- dan.

Fig 5 och 6 visar elektriska kopplingsscheman för komponenterna i formsprutkroppen på sändarsidan.

Anordningen enligt uppfinningen är inmonterbar över- allt där signaler pà ett störningsfritt sätt skall över- föras från en sändare till en mottagare vid samtidig galvanisk bortkoppling av sändare och mottagare. Be- skrivningen nedan avser motorfordon som exempel pà till- lämpningar.

En mikroprocessor l kan exempelvis anordnas under ett motorfordons motorhuv. Denna mikroprocessor har olika stickproppsanslutningar 2 och omges av en med en streckad linje 3 antydd skärm, som skyddar själva mikroprocessorn mot elektromagnetisk störstràlning.

Vid det visade utföringsexemplet är ledningar 4 anslut- na till fem av de visade stickproppsanslutningarna 2.

Ledningarna 4 är vid sina fria ändar förbundna med appa- rater 5. Ledningarna 4 är godtyckligt långa och är brut- na i fig l.

Apparaten 5'är exempelvis i ett motorfordon följande punkter: tändvinkelomställningen, tändsignalmatningen, bytarkontakten, ett ställe för varvtalsmätning, ett 10 15 20 25 30 35 462 011 5 ställe för hastighetsmätning, en punkt med anslutning till den automatiska växellådan för styrning av denna, en givare för den övre dödpunkten (OT) och det auto- matiska antilåssystemet (ABS) för bromsarna. Vid alla dessa punkter kan formsprutkroppar med Wiegandsonder vara anordnade, vilka sonder reagerar för ett variabelt magnetfält och vars signaler överföres till mikropro- cessorn via ledningarna 4 för vidare utvärdering i pro- cessorn. Mikroprocessorn l kan ha ett godtyckligt antal stickproppsanslutningar 2 och det är teoretiskt möjligt att ansluta varje för elektronisk övervakning tillgäng- lig punkt i ett motorfordon till mikroprocessorn medelst en ledning 4.

Ledningen 4 visas i fig 2 och 3 och kan exempelvis ha följande uppbyggnad.

Det för signalöverföring tjänstgörande elementet är utformat som en ljusledare 6, vilken såsom en lång- sträckt komponent är försedd med en isolermantel 7 över sin hela längd. Denna mantel kan páläggas kontinuerligt medelst en konventionell sprutmaskin och den mantlade ljusledaren kan "ändlöst“ upplindas på en spole. Varje lämpligt plastmaterial exempelvis polyeten och polyvi- nylklorid kan användas som material i isolermanteln 7.

Ljusledaren 6 kan formas av glasfiber eller av plast- fiber. Det är möjligt att använda en enkelledare men även ett knippe av flera, tvinnade fibrer kan användas som ljusledare, varvid de tvinnade fibrernas tvärsnitt är mindre än tvärsnittet för en separat fiber.

Vid framställningen av en ledning 4 enligt uppfin- ningen avklippes en bit med en förutbestämd längd av den ändlösa ledningen och ett parti av manteln 7 bort- tages vid ledarens båda ändar. Vid dessa frilagda än- dar formas en formsprutkropp 8 och en stickpropp 9.

Stickproppen har elektriska kontakter 10, som fixeras i en icke visad brygga av mekaniskt fast isolermaterial och kan hållas på avstånd från varandra.

En Wiegandsond ll och en elektro/optisk omvandlare 462 011 10 15 20 25 30 35 6 12 är inbäddade i formsprutkroppen 8, varvid sonden och omvandlaren är elektriskt seriekopplade. Omvandlaren 12 är företrädesvis en lysdiod eller en laserdiod. Prin- cipiellt kan vilken som helst elektro/optisk omvandlare användas. Formsprutkroppen 8 placeras vid en av de punk- ter (sändare), som skall övervakas och som är försedd med en i fig 2 schematiskt visad magnet 13.

Magneten 13 kan vara en permanentmagnet eller en elektromagnet. Då magneten 13 kan placeras på rörliga delar av den punkt, som skall övervakas, erhålles ge- nom denna rörelse relativt en fast punkt, vid vilken Wiegandsonden ll är placerad, ett variabelt magnetfält.

Exempelvis kan magneten 13 vara placerad vid den stän- digt roterande fördelaren i ett motorfordon.

Det är även möjligt att göra magneten 13 stationär och till den rörliga delen av den punkt, som skall över- vakas, koppla en magnetisk kortslutningsanordning, som med bestämda intervall kortsluter magnetfältet och däri- genom sörjer för den önskade magnetfältsändringen.

På ledningens 4 andra sida är stickproppen 9 påspru- tad, vilken skall kunna anslutas till mikroprocessorn l. En ljuskänslig mottagare 14, en förstärkare 15 och en pulsformare 16 är anslutna till stickproppens 9 kon- takter 10, närmare bestämt i denna ordningsföljd med utgångspunkt från ljusledaren 6. En närmare beskrivning av kretsen för dessa delar framgår av fig 4. Delarna 10, 14, 15 och 16 inlägges tillsammans med lednings- änden i en formsprutanordning, i vilken en skyddskropp 17 av isolermaterial formsprutas, så att även denna ledningsände blir fukttät. Efter formsprutningen av formsprutkroppen 8 och skyddskroppen 17, vilka även kan formsprutas under ett enda arbetsförlopp, är led- ningen 4 färdig.

Kontakterna 10 kan vara utformade som stickpropps- stift. Det är även möjligt att använda hylskontakter för anslutning till motsvarande stift hos mikroproces- sorn 1.

Som ljuskänsliga mottagare 14 kan exempelvis foto- °.'.'\. 10 15 20 25 30 35 462 011 7 Jtransistorer användas. Såväl förstär- dioder eller fc karen 14 som pulsformaren 15 kan vara utformade som s k "IC"-kretsar, dvs integrerade kretsar, vilka endast behöver anslutas till motsvarande kontakter. Vidare är det möjligt att sätta samman mottagaren 14 och för- stärkaren 15 i en IC-krets.

Stickproppen 9 har enligt fig 4 tre kontakter 10, av vilka den mittersta användes för signalöverföringen, medan de båda andra används för strömförsörjningen.

Mottagaren 14 är förbunden med förstärkarens l5 ingång och pulsformaren 16 är ansluten till förstärkarens andra sida.

Genom det variabla magnetfältet hos magneten 13 alstras oberoende av den hastighet, med vilken magnet- fältsändringen äger rum, en positiv och en negativ ström- puls medelst Wiegandsonden 11. Den positiva strömpulsen användes för övervakningen och signalöverföringen. Ström- pulsen omvandlas medelst omvandlaren 12 till en ljussig- nal, vilken matas till mikroprocessorn l via ledningen 4.

Såsom tidigare nämnts användes som omvandlare 12 företrädesvis en lämplig lysdiod. Sådana dioder har tröskelspänningar på ca 152 V. För att säkerställa att denna tröskelspänning övervinnes av Wiegandsondens ll strömpuls kan vid en vidareutveckling av uppfinningen en spänningskälla seriekopplas med omvandlaren 12. Denna spänningskälla kan utgöras av en zenerdiod 18, som är anslutbar till en yttre strömkälla via från formsprut- kroppen 8 utskjutande kontakter 19 och 20, vilka på ett fukttätt sätt sträcker sig ut ur kroppen 8.

Det är även möjligt att använda en kondensator 21 som spänningskälla, vilken kondensator uppladdas medelst Wiegandsondens ll negativa strömpuls via en diod eller en transistor 22. Som diod 22, som ligger antiparal- lellt med omvandlaren 12, skall dioder med låg trös- kelspänning användas, exempelvis germanium- eller kisel- dioder. Denna utföringsform ger fördelen med en fullstän- digt tillsluten formsprutkropp 8 utan utskjutande kontak- ter och vidare behövs ingen extra strömkälla. 462 011 8 Totalt sett erhålles en robust och fukttät ledning 4, som är enkel att hantera, som möjliggör en för elek- tromagnetiska störningar opåverkad överföring av signa- ler mellan en sändare och en mottagare och som exempel- vis inom fordonselektroniken kan sörja för en störnings- fri mottagning. Anordningen enligt uppfinningen är såsom tidigare nämnts ej begränsad till fordonselektroniken utan kan användas vid alla möjliga apparater, vid vilka en störningsfri mottagning och en störningsfri signal- överföring krävs, vilket endast kan åstadkommas medelst dyr skärmning av ledningarna och apparaterna. vx

Claims (6)

10 15 20 25 30 462 011 PATENTKRAV

1. Anordning för att i motorfordon överföra signaler mellan en sändare och en mottagare medelst en av en iso- lermantel omgiven ledning, på vars ena ände en formsprut- kropp av isolermaterial, vilken på ett fukttätt sätt av- slutar ledningen, är anbringad och vid vars andra ände en stickpropp är anordnad, vilken har elektriska kon- takter och en runt delar av dessa kontakter och runt ledningsänden formsprutad skyddskropp av isolermaterial, k ä n n e t e c k n a d därav, att ledningen är utfor- mad som ljusledare (6); att den för anslutning till mottagaren avsedda stickproppen (9) har en ljuskänslig mottgare (14), en förstärkare (15) och en pulsformare (16), vilka i denna ordningsföljd är inkopplade mellan ljusledaren (6) och kontakterna (10) samt är inbäddade i skyddskroppen (17); att en elektro/optisk omvandlare (12) och en med denna elektriskt seriekopplad, magne- tisk pulsgenerator (ll) är inbäddade i den vid sändaren anordnade formsprutkroppen (8), varvid pulsgeneratorn avger en strömpuls genom påverkan från ett variabelt magnetfält (13), som ändrar sig pá grund av mekanisk rörelse.

2. Anordning enligt krav 1, n a d därav, att en kondensator (21) är seriekopplad med omvandlaren (12): och att en diod (22) med låg tröskelspänning är antiparallellkopplad med omvand- laren (12).

3. Anordning enligt krav 1, n a d därav, att en kondensator (21) är seriekopplad med omvandlaren (12) och att en transistor är parallell- k ä n n e t e c k - k ä n n e t e c k - kopplad med omvandlaren (12).

4. Anordning enligt krav 1, n a d därav,att en till en strömkälla anslutbar diod, företrädesvis en zenerdiod (18), är seriekopplad med k ä n n e t e c k - omvandlaren (12). 462 011 10

5. Anordning enligt något av kraven 1-4, k ä n n e - t e c k n a d därav, att förstärkaren (15) och pulsfor- maren (16) är utförda som en integrerad krets (IC).

6. Anordning enligt något av kraven 1-5, k ä n n e - t e c k n a d därav, att mottagaren (14) och förstärkaren (15) är hopsatta i en integrerad krets (IC). Vi!