DE3208262A1

DE3208262A1 - Vorrichtung zur erzeugung einer drehzahlabhaengigen signalfolge

Info

Publication number: DE3208262A1
Application number: DE19823208262
Authority: DE
Inventors: Bernd 7022 Leinfelden Bodig; Hermann Dr.-Ing. 7000 Stuttgart Kull; Richard Dipl.-Ing. 7121 Ingersheim Schleupen
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1982-03-08
Filing date: 1982-03-08
Publication date: 1983-09-15
Also published as: GB2116325A; JPS58171622A; GB2116325B; GB8306229D0; US4532437A; JPH0425481B2; DE3208262C2

Description

R. 17 6 3 2 -V

25.2.1982 Wt/Hm

ROBERT BOSCH GMBH, TOOO STUTTGART 1

Vorrichtung zur Erzeugung einer drehzahlabhängigen Signalfolge

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Es ist "bekannt, insbesondere bei Zündanlagen in Kraftfahrzeugen induktive Geberanordnungen zur Erfassung der Drehzahl zu verwenden. Die drehzahlabhängig erzeugten Geberspannungen werden einer Schwellwertstufe zugeführt, die eine drehzahlabhängige Signalfolge liefert. Aufgrund des verwendeten induktiven Meßprinzips erhöht sich dabei mit der Drehzahl auch die Amplitude der Geberspannung. Bei einem konstanten Schwellwert der Schwellwertstufe ändert sich damit infolge der Amplitudenerhöhung der Zeitpunkt, zu dem der Schwellwertschalter anspricht. Dies hat zur Folge, daß die Zündanlage, bei der die Geberanordnung verwendet wird, insgesamt eine Eigenverstellung aufweist.

ο ζ. u u ^. υ

Aus der DE-OS 28 21 0β2 ist es "bekannt, die Schaltschwelle durch eine Regelspannung in Abhängigkeit von der Periodendauer der Geberspannung zu verändern. Die bekannte Anordnung verwendet zur Erzeugung der Regelspannung jedoch das Ausgangssignal einer Schwellwertstufe, so daß nur eine teilweise Kompensation der Eigenverstellung möglich ist. Außerdem ist die bekannte Anordnung nicht in der Weise optimiert, daß sie in einer integrierten Schaltung hergestellt werden kann.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches hat demgegenüber den Vorteil, daß eine exakte Kompensation der Eigenverstellung über den gesamten Drehzahlbereich möglich ist und daß die Vorrichtung schaltungstechnisch so aufgebaut ist, daß sie in besonders vorteilhafter Weise in integrierter Schaltungstechnik ausgeführt werden kann.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen der im Hauptanspruch angegebenen Vorrichtung möglich.

So kann durch Verwendung zweier Stromspiegel in der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Vor- und Rückflanke eines Gebersignals kompensiert werden.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der beigefügten Zeichnung.

Zeichnung

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 Zeitdiagramme der Geberspannung und eines Schaltsignals; Figur 2 ein Schaltbild einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In Figur 1 ist zunächst die Geberspannung U eines Induktivgebers, wie er üblicherweise in Zündanlagen von Kraftfahrzeugen verwendet wird, aufgetragen. Es versteht sich jedoch von selbst, daß die erfindungsgemaße Vorrichtung nicht auf die Anwendung in Kraftfahrzeugen beschränkt ist, sondern mit Vorteil überall dort eingesetzt werden kann, wo Induktivgeber oder andere Geber, deren Amplitude sich mit der Geschwindigkeit des zu messenden Signals ändert, verwendet werden.

In Figur 1 stellt der durchgezogene Verlauf der Geberspannung U„ die Spannung bei einer ersten, niedrigen Dreh-(i

zahl dar, während der gestrichelt gezeichnete Verlauf die Geberspannung U„ bei einer höheren Drehzahl darstellt,

Wird die Geberspannung U„ einer nachgeschalteten Schweller

wertstufe zugeführt, die eine Schwellspannung U^, aufweist, schaltet diese Schwellwertstufe zum Zeitpunkt t.. durch. Werden bipolare Signale ausgewertet und ist die Schwellwertstufe als Hystereseschalter ausgebildet, der bei einer positiven Schwellspannung + U_r und bei einer negativen Schwellspannung - U_n anspricht, wird beim durchgezogen gezeichneten Verlauf die Schwellwertstufe zu den Zeiten t und t_? umgesteuert. Erhöht sich nun die Drehzahl, ergibt sich der gestrichelt eingezeichnete

Signalverlauf, wobei in Figur 1 der Einfluß auf den zeitlichen Abstand der positiven und negativen Halbwelle
nicht berücksichtigt ist. Wie man leicht sieht, verschieben sich die Schaltpunkte bei konstanter Schwellspannung von t₁, tp auf t₁', t ', da die Signalamplitude zugenommen hat. Dies drückt sich im Schaltverhalten der
Schwellwertstufe, wie sie in Figur 1 unten aufgetragen ist, dadurch aus, daß eine sogenannte Eigenverstellung um einen Betrag A t eintritt.

Um diese Eigenverstellung zu kompensieren, ist es demnach erforderlich, die Schaltschwelle zu verändern und zwar bei dem in Figur 1 dargestellten Beispiel auf einen

Wert + U_ ' bzw. - U„ '.
Gs Gs

Zur Kompensation der vorstehend beschriebenen Eigenverstellung wird erfindungsgemäß eine Vorrichtung verwendet, wie sie beispielhaft in der Schaltung gemäß Figur dargestellt ist. Hier ist mit 1 der Induktivgeber bezeichnet, der die Geberspannung U_Q liefert. Der Induktivgeber 1 liegt in Reihe mit Widerständen 10, 11 zwischen einer positiven und einer negativen Betriebsspannung. Vom Verbindungspunkt der Widerstände 10, 11
führt eine Leitung zu einem invertierenden Eingang 12a eines Operationsverstärkers 12, dessen nicht invertierender Eingang 12b am Abgriff eines Spannungsteilers aus Widerständen 1H, 15 zwischen den Betriebsspannungen liegt und der mit einem Widerstand 13 mitgekoppelt ist. Das
Ausgangssignal des Operationsverstärkers 12 ist mit JJ_n bezeichnet.

Der Induktivgeber 1 arbeitet weiterhin auf die Reihenschaltung einer Diode 16, eines Widerstandes 17 und
eines Kondensators 18, wobei am Verbindungspunkt des

17 5 31

Widerstandes 17 mit dem Kondensator 1.8 ein Referenzstrom Id-ptji abgenommen und über einen Widerstand 19 auf einen ersten Stromspiegel 20 geleitet wird. Hier beaufschlagt der Referenzstrom It₃₁-,-, einen als Diode geschalteten Transistor 21, der zum einen den Strom in einem weiteren Transistor 22 bestimmt, der an den invertierenden Eingang 12a des Operationsverstärkers 12 angeschlossen ist. Über einen in Reihe mit dem Transistor 22 liegenden Steuertransistor 23 läßt sich dieser erste Stromspiegel 20 einschalten. Der als Diode geschaltete Transistor 21 bestimmt ferner den Strom eines weiteren Transistors 2U, der zusammen mit den Transistoren 21, 22 eine Transistorbank bildet. Der Transistor 2U prägt seinerseits einem als Diode geschalteten Transistor 25 eines zweiten Stromspiegels 26 den Strom I₀-- auf. Der Strom in dem als Diode geschalteten Transistor 25 wird dabei in einem weiteren Transistor 27, der ebenfalls an den invertierenden Eingang 12a angeschlossen ist, gespie gelt, wobei die gemeinsame Basis der Transistoren 25, 27 an einen weiteren Steuertransistor 28 mit dem der zweite Stromspiegel 21 einschaltbar ist, angeschlossen ist. Der Ausgang des Operationsverstärkers 12 steuert direkt den Steuertransistor 23 und über einen Umkehrtransistor 29 den weiteren Steuertransistor 28.

Die Wirkungsweise der in Figur 2 dargestellten Schaltung ist wie folgt:

Denkt man sich die beiden Stromspiegel 20, 26 ausgeschal tet, wirkt der Operationsverstärker 12 durch die Mitkopplung über den Widerstand 13 als Hystereseschalter, wobei durch die Widerstände 10, 11 die vorzugsweise einen etwa gleichen Betrag haben, ein positiver endli-

τ?

eher Schwellwert eingestellt ist. Der Operationsverstärker 12 schaltet demnach dann durch, wenn am invertierenden Eingang 12a ein Signal anliegt, das den vorbestimmten Schwellwert überschreitet, er gelangt dann über die Mitkopplung in seinen anderen Betriebszustand und wird dann wieder zurückgeschaltet, wenn das Signal am invertierenden Eingang 12a den gleichen Schwellwert, jedoch mit entgegengesetzter Polarität überschreitet.

Um die erfindungsgemäße Kompensation der Eigenverstellung vorzunehmen, wird über die Bauteile 16, 17, 18 ein der Drehzahl entsprechendes Signal in Gestalt des Referenzstromes L„ gebildet. Die Diode 16 läßt dabei nur die Halbwellen der Geberspannung Up in eine Richtung durch, so daß der Kondensator 18 im Takte dieser Halbwellen aufgeladen wird und ein näherungsweise der Drehzahl proportionaler Referenzstrom I___ entsteht. Durch¹ die Ansteuerung der Stromspiegel 20, 26 mit dem Ausgangssignal U_n des Operationsverstärkers 12 wird sichergestellt, daß jeweils einer der Stromspiegel eingeschaltet und der andere ausgeschaltet ist. Ist das Ausgangssignal U_n logisch 1, ist der erste Stromspiegel 20 eingeschaltet, ist es logisch 0, ist der zweite Stromspiegel 26 eingeschaltet. In den Stromspiegeln 20, 26 wird der der jeweiligen Drehzahl entsprechende Referenzstrom I₀-,-gespiegelt und über die Transistoren 22 bzw. 27 das Potential am invertierenden Eingang 12a des Operationsverstärkers so verstellt, daß sich eine mit der Drehzahl ansteigende Schwellwertspannung am Eingang des Operationsverstärkers 12 ergibt und zwar durch die gegensinnige Einschaltung der Stromspiegel 20, 26 in beiden Richtungen. Insgesamt wird damit erreicht, daß die Schwellwertspannung +U-, bzw. -U-, mit zunehmender Drehzahl auf Werte +U„ ' bzw. -U-, ' verändert wird,

Gs Gs

wie dies in Figur 1 oben dargestellt ist.

Claims

* *. 4 4» ft- ^

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κ. 17 53 2

25.2.1982 Wt/Hm

ROBERT BOSCH GMBH, TOOO STUTTGART 1

Ansprüche

(1 .)Vorrichtung zur Erzeugung einer drehzahlabhängigen Signalfolge (U_) aus der periodischen Spannung (U-,) einer induktiven Ge"beranordnung, insbesondere eines Induktivsegmentgebers (1), insbesondere zur Steuerung von Zündanlagen einer Brennkraftmaschine, wobei die Geberspannung (U^) einer Schwellwertstufe (12) zugeführt ist und zur Verringerung der Eigenverstellung Mittel vorgesehen sind, die die Geberspannung (U„)
vor Zuführung zur Schwellwertstufe (12) amplitudenabhängig in der Weise verschieben, daß der Schaltpunkt der Schwellwertstufe (12) in Abhängigkeit vom Drehwinkel fest ist, insbesondere nach Patentanmeldung P 31 27 220.7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellwertstufe als Operationsverstärker (12) ausgebildet ist, dessen invertierendem Eingang (12a) die Geberspannung (U ) zuführbar ist, daß ein dem Mittelwert der Geberspannung (U^) entsprechender Referenzstrom (I_751n^) gebildet und wenigstens einem Stromspiegel (20, 26) zuleitbar ist, über den das Potential des invertierenden Einganges (12a) verschiebbar ist.

P —
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Operationsverstärker (12) zum Erzeugen eines Hystereseverhaltens mitgekoppelt ist und daß zwei Stromspiegel (20, 26) vorgesehen sind, die in Abhängigkeit von der Ausgangsspannung (U_Q) des Operationsverstärkers (12) gegensinnig einschalfbar sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Geberspannung (U_,) dem invertierenden Eingang (12a) über einen Längswiderstand (12) zugeleitet wird und daß die Stromspiegel (20, 26) zwischen positiver bzw. negativer Betriebsspannung und dem invertierenden Eingang (12a) angeordnet sind.