DE3714271A1

DE3714271A1 - Auswerteschaltung fuer induktivgeber

Info

Publication number: DE3714271A1
Application number: DE19873714271
Authority: DE
Inventors: Manfred Henning
Original assignee: Pierburg GmbH
Current assignee: Pierburg GmbH
Priority date: 1987-04-29
Filing date: 1987-04-29
Publication date: 1988-11-10

Description

Die Erfindung betrifft eine Auswerteschaltung für Induktivgebersignale nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Derartige Auswerteschaltungen werden für die Drehzahl- oder Kurbelwellenstellungsde tektion bei Brennkraftmaschinen eingesetzt.

Hierfür weist die Schwungscheibe der Brennkraftmaschine eine Segmentscheibe auf, deren Segmente eine Induktivitätsänderung beim Passieren des Induktivgebers und da mit eine elektrische Spannung mit positiver oder negativer sinusförmiger Amplitude erzeugen.

Für digital arbeitende Steuergeräte, beispielsweise einem Zündsteuergerät, müssen die se Signale jedoch in sogenannte Rechtecksignale umgeformt werden, was in der Regel über einen Komparator mit Hysterese (zwei Schwellen) erfolgt.

Bei Einsatz dieser Brennkraftmaschine in Kraftfahrzeugen ergeben sich jedoch Pro bleme, daß alle auf der Versorgungsspannung befindlichen Störsignale, die durch Ein- und Ausschalten von Verbrauchern, durch die Lichtmaschine, durch induktive oder kapazitive Verbraucher sowie durch Fremdeinflüsse verursacht werden können, im un günstigsten Falle als Nutzsignale ausgewertet werden und zu Fehlsteuerungen führen können.

Es ist bekannt, daß die Höhe des Induktivgebers-Spannungssignals von der Frequenz bzw. Drehzahl abhängig ist. Mit der Induktivgeberspannung steigen auch die durch Störsignale verursachten Störspannungen.

Hiervon ausgehend stellt sich die Aufgabe, eine gattungsbildende Auswerteschaltung derart zu verändern, daß ein ausreichender Abstand der Störspannungen zu den Schwel lenspannungen des Komparators erreicht wird.

Diese Aufgabe ist mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst, vorteilhafte Weiterbildungen sind durch Merkmale der Unteransprüche wiedergegeben.

Durch die Erfindung ist eine einfach auszuführende Auswerteschaltung gegeben, mit der ein fehlerfreier Betrieb von Brennkraftmaschinen mit elektronischen Steuergeräten durchführbar ist.

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Auswerteschaltung nach der Erfindung in einfachster Ausführung;

Fig. 2 eine Auswerteschaltung nach Fig. 1 in Weiterbildung;

Fig. 3 ein Diagramm mit Spannungskurve des Induktivgebers;

Fig. 4 ein Diagramm mit Spannungskurve des Komparatorausgangs.

Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Auswerteschaltung. Sie besteht aus einem Induktivgeber 1, der beim Passieren von Flanken von Segmenten einer Segmentscheibe einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine durch Änderung des magnetischen Flusses bewirkte Spannungssignale erzeugt, und einen Komparator 2 mit Hysterese, beispielsweise einem Schmitt-Trigger, der die sinusförmigen Amplituden der Induktivgebersignale in ein Rechtecksignal umwandelt. Hierbei liegt der Komparator 2 mit seinem negativen Eingang 3 über einen Widerstand 4 an einem aus Widerständen 5, 6 zwischen einer Plusklemme 7 und einer Minusklemme 8 gebildeten Spannungsteiler bzw. einer Referenzspannung an, wobei zwischen den Klemmen 7, 8 eine geregelte Spannungsquelle anliegt. Der Induktivgeber 1 liegt mit einem Anschluß 9 am gleichen Spannungsteiler an und ist mit einem zweiten Anschluß 10 über einen Widerstand 11 an einem positiven Eingang 12 des Komparators 2 angeschlossen. Ein Ausgang 13 des Komparators 2 ist über einen Rückführzweig 14 mit dem positiven Eingang 12 verbunden, wobei im Rückführzweig 14 ein Widerstand 15 und ein Kondensator 16 in Serie geschaltet sind. Der Ausgang 13 weist eine Anschlußklemme 17 für einen Rechtecksignalabgriff gegenüber der Minusklemme 8 auf, ggfs. für ein nicht dargestelltes elektronisches Steuergerät.

Beim Passieren eines Segmentes erzeugen die Flanken des Segmentes eine Veränderung des magnetischen Flusses und damit eine Spannungsänderung, die als negative und positive sinusförmige Amplituden 18, 19 in Fig. 3 über der Zeitachse aufgezeichnet ist.

Der Komparator 2 weist eine Schalthysterese auf, die so ausgebildet ist, daß auch bei kleinen Frequenzen oder Motordrehzahlen, bei denen nur schwache Im pulsgebersignale vorliegen, ein Durchschalten des Komparators 2 erfolgt bzw. ein stabiler Zustand des Komparatorausgangs 13 erreicht wird.

Gegenüber der am negativen Eingang 3 anliegenden Referenzspannung - vorgegeben durch den Spannungsteiler - bewirken die auf den positiven Eingang 12 einwirkenden Amplituden 18, 19 der Spannungsänderung ein Schalten des Komparators 2, d. h. bei einer positiven Amplitude 19 wird am Ausgang des Komparators 13 eine konstante Spannung erzeugt, die durch die negative Amplitude 18 abgeschaltet wird.

Hieraus resultiert die auf Fig. 4 entnehmbare rechteckförmige Signalkennlinie 20, die über der Zeitachse und in bezug auf Fig. 3 dargestellt ist. Die Recht eckspannung ist über Anschlußklemmen 17 abgreifbar.

Bei höherer Frequenz bzw. Motordrehzahl passieren die Segmente den Induktivgeber 1 mit hoher Geschwindigkeit und bewirken eine schnelle Änderung des magnetischen Flusses und damit linear zur Frequenzerhöhung ansteigende Amplituden der Spannungssignale. Im gleichen Maße werden jedoch auch Störspannungen erhöht, die beispielsweise durch die Rauhigkeit der Segmente verursacht werden, u. U. sogar den Hystereseabstand überschreiten und als Nutzsignale ausgewertet werden können. Die von der Frequenz abhängige Spannungsänderung ergibt über der Periodendauer aufgetragen eine 1/X-Kenn linie.

Über den Rückführzweig 14 mit Widerstand 15 und Kondensator 16 wird mit steigender Frequenz eine Spannung in den positiven Eingang 12 eingespeist, die der Induktivgeberspannung entgegengerichtet ist und über der Periodendauer nach der gültigen Berechnungsformel für Kondensatoren eine e-Funktionskennlinie aufweist, wobei Kondensator 16 und Widerstand 15 so ausgewählt sind, daß über den benutzten Frequenzbereich ein nahezu konstanter Spannungsüberschuß verbleibt, der innerhalb der Schalthysterese die Umschaltung des Komparators 2 bewirkt.

Für den Fall, daß bei kleinen Frequenzen eine zu große Dämpfung des Induktiv gebersignals durch die entgegengesetzte Spannung vorliegt ist vorgesehen (Fig. 2), zwischen dem Kondensator 16 und dem Widerstand 15 zwei antiparallel geschaltete Dioden 21, 22 anzuordnen, die eine kleine Sperrschwelle in Durchlaßrichtung aufweisen, so daß eine Verringerung des Induktivgebersignals erst ab einer vorbestimmten Frequenz einsetzen kann.

Fig. 2 zeigt die Auswerteschaltung nach Fig. 1 in ausführlicher Form, wobei im Unterschied zu Fig. 1 im Rückführzweig 14 die erwähnten antiparallel geschalteten Dioden 21, 22 angeordnet und anstelle des Widerstandes 15 zwei in Serie zu jeder Diode 21, 22 geschaltete Widerstände 15′, 15′′ vorgesehen sind, so daß separat für die positive und negative Amplitude 18, 19 asymmetrische Gegenspannungen erreichbar sind, was ggfs. bei besonderen Anwendungsfällen vorteilhaft sein kann.

Der Ausgang 13 des Komparators 2 ist über einen Arbeitswiderstand 23 mit einer Plusklemme 24 der geregelten Spannungsquelle verbunden und über einen Mitkopplungszweig 25 mit Widerständen 26, 27 mit dem positiven Eingang 12 verbunden. Diese Maßnahme ist vorgesehen, um wesentlich kleinere Widerstandswerte für den Widerstand 26 realisieren zu können.

Über den Widerstand 28 und eine weitere Plusklemme 29 der geregelten Spannungsquelle ist es möglich, durch Festlegen geeigneter Widerstandswerte für die Widerstände 26, 27, 28 und einem Widerstand 30 zwischen den Eingängen 3, 12 des Komparators 2 eine statische Hysterese einzustellen, wodurch die Schaltpunktstabilität des Komparators 2 bei niedrigen Frequenzen erhöht wird. Zum Schutze des Komparators 2 vor Überspannungen sind antiparallel geschaltete Dioden 31, 32 vorgesehen, und hochfrequente Störspannungen werden durch zwei Kondensatoren 33, 34 unterdrückt.

Durch vor und hinter und parallel zu dem Impulsgeber 1 geschaltete Widerstände 35, 36, 37 können gleichfalls Störspannungen unterdrückt werden.

Über den Widerstand 4, der zwischen dem Spannungsteiler und dem negativen Ein gang 3 des Komparators 2 gelegt ist, kann eine Temperaturdrift des Komparators 2 kompensiert werden.

Claims

1. Auswerteschaltung für Induktivgeber, insbesondere für die Drehzahlinformation einer Brennkraftmaschine, zur Bildung eines Rechtecksignals, gebildet aus einem Kompa rator, dessen negativer Eingang über eine Spannungsteilerschaltung an eine ge regelte Spannungsquelle angelegt ist, und dem Induktivgeber, der mit der gleichen Spannungsteilerschaltung und über einen Widerstand mit dem positiven Eingang des Komparators verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang (13) des Kom parators (2) über einen Rückführzweig (14) mit in Serie geschaltetem Widerstand (15) und Kondensator (16) mit dem positiven Eingang (12) des Komparators (2) ver bunden ist.

2. Auswerteschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Wider stand (15) und Kondensator (16) antiparallel zwei Dioden (21, 22) geschaltet sind.

3. Auswerteschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (15) von einem von zwei in Serie mit den Dioden (21, 22) geschalteten Widerständen (15′, 15′′) gebildet wird.

4. Auswerteschaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß zur Verringerung der Temperaturdrift am negativen Eingang (3) des Kom parators (2) ein Widerstand (4) angeordnet ist.