DE2605626A1

DE2605626A1 - Wandler zur erzeugung eines elektrischen ausgangssignales in abhaengigkeit von einem mechanischen eingangssignal

Info

Publication number: DE2605626A1
Application number: DE19762605626
Authority: DE
Inventors: Frederick William Crall; Andrew Caron Laverne; Lawrence William Tomczak
Original assignee: Chrysler Corp
Current assignee: Old Carco LLC
Priority date: 1975-03-17
Filing date: 1976-02-12
Publication date: 1976-09-30
Also published as: DE2605626C2; US3997801A; CA1064571A

Description

Wandler zur Erzeugung eines elektrischen Ausgangssignales in Abi hängigkeit von einem mechanischen Eingangssignal

Die Erfindung betrifft einen Wandler der im Oberbegriff des vorstehenden Hauptanspruches genannten Art; insbesondere betrifft die Erfindung einen Wandler, der eine Reihe von Ausgangsimpulsen abgibt, dessen Impulsbreiten sich in Abhängigkeit von dem Wandler zugeführten mechanischen Eingangssignalen|ändern.

Derartige Wandler sind insbesondere für den Einsatz in elektroni-,sehen Maschinensteuerungen geeignet, wie z.B. in elektronischen

' Zündzeitpunktsteuerungen von Brennkraftmaschinen.

Derartige Impulsbreitenwandler sind z.B. in den folgenden US-Patentschriften beschrieben: 3 483 851, 3 49o 424, 3 566 847, 3 784, 3 67o 7o6, 3 774 58o, 3 755 767, 3 778 729.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Wandler der

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vorstehend genannten Art zu schaffen, der eine exakte Linearität
in der Beziehung zwischen dem mechanischen Eingangssignal und dem
Ausgangssignal gewährleistet.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des vorstehenden Hauptanspruches 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Der erfindungsgemäße Wandler ist wesentlich unempfindlicher gegenüber Temperaturschwankungen und zeigt ein schnelleres Ansprechverhalten bei Änderungen des Eingangssignales.

'Weitere Unteransprüche betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen des

erfindungsgemäßen Wandlers. Andere Unteransprüche richten sich auf I die Verwendung des erfindungsgemäßen Wandlers bei Brennkraftmaschi-

ί nen.

I Anhand der beigefügten Figur wird eine bevorzugte Ausführungsform

ides Wandlers beschrieben werden, und zwar beim Einsatz desselben j ! in einer elektronischen Zündzeitpunktsteuerung für eine Brennkraftijmaschine. Der Wandfer Io dient in der Zündzeitpunktsteuerung der
!Umwandlung eines Vakuumsignales im Ansaugverteiler (intake manifold

vacuum signal) und eines Drosselklappenpositionssignales in ent- i

i sprechende elektrische Ausgangssignale. Die elektrischen Ausgangs-|

Signale, die jeweils von einer Impulsreihe gebildet werden, deren j

I !

j Impulsbreite in Abhängigkeit von dem entsprechenden mechanischen j

■ t

Signal moduliert wird, werden auf einen zusätzlichen Schaltkreis i

[geführt, der den Zündzeitpunkt in Abhängigkeit von diesen Signalen}

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[einstellt, sowohl einen verbesserten Betrieb der Brennkraftmaschin^

ι als auch eine verringerte Emission von der Maschine zu gewährlei- j

j sten. Zu dem Wandler Io gehört ein Kreis 12 zur Wandlung der Dros-j

iselklappenposition, ein Wandlerkreis 14 für den Ansaugverteiler ;

ι j

iund ein Impulsgeneratorkreis 16, der beiden Wandlerkreisen 12, 14 j

ι ι

i ι

!gemeinsam ist. Der Impulsgeneratorkreis 16 erzeugt eine Ausgangs- \

j ;

!wellenform 18, die aus einzelnen positiven Triggerimpulsen 18 * be-j

j !

■steht, die gleichabständig zu den Zeiten T1,T3,T5,T7 usw. auftre- !

ί i

iten. In Abhängigkeit von diesen Triggerimpulsen erzeugt der Wandler 'kreis 12 eine Ausgangswellenform 2o , die aus einer Folge von positiven Impulsen 2o' besteht, die zu den Zeitpunkten Tl, T3, T5, T7 jusw. auftreten. Jeder dieser Impulse hat eine Impulsbreite, die -

wie weiter unten erklärt wird - von dem mechanischen Eingangssigna;.

!abhängt, das von der Drosselklappenstellung bestimmt ist. Der Wand·- jlerkreis 14 entwickelt in vergleichbarer Weise die Ausgangswellenform 22, die aus positiven Impulsen 22' besteht, die zu den Zeitpunkten T2, T4, T6 usw. auftreten. Die Impulse 22' haben eine Im-

I pulsbreite, die eine Funktion der Größe des Vakuums im Ansaugver-

jteiler ist.

[jetzt soll der Wandlerkreis 12 zur Wandlung der Drosselklappen-

!position genauer erläutert werden. Der eigentliche Drosselklap-

ipenpositionswandler 24 besteht aus einer Induktiosspule 26, die

!in Reihe mit einem Widerstand 28 und der Kollektoremitterstrecke

! 3o

jeines Haupttransistors/über einer Gleichspannungsquelle 32 liegt.

Die Induktivität der Induktionsspule 26 und der Widerstand des

beWiderstandes 28 stimmen eine RL-Zeitkonstante und dieser Kreis

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wiederholt einer elektrischen exponent iellen Einschaltschwingung dijireh das gesteuerte Schalten des Haupttransistors 3o unterzogen. Der ■ Drosselklappenpositionswandler 24 weist weiterhin einen Ferritkern¹

und 34 auf, der beweglich in der Induktionsspule 26 gelagert ist über ein geeignetes Gestänge mit der Drosselklappe der Brennkraftmaschine betriebsmäßig verbunden ist. Durch die selektive Positionierung des Ferritkerns 34 relativ zur Induktionsspule 26 ändert sich die Induktivität der Induktionsspule 26 mit der Änderung der Drossel- ι klappenposition. Bei der beschriebenen Ausführungsform ist die An-; Ordnung so gewählt, daß die Induktivität abnimmt, wenn die Drosseilklappe fortschreitend geöffnet wird. Daher ist der Wert der durch . die Induktionsspule 26 und den Widerstand 28 definierten Zeitkon- ' stante umgekehrt proportional zur öffnungsweite der Drosselklappe.

j Weiterhin gehört zu dem Wandlerkreis 12 ein Widerstand 36,über den!

die von dem Impulsgeneratorkreis 16 erzeugten Impulse 18' auf die j Basisemitterstrecke des Haupttransistors 3o gegeben werden. Auf diej-

se Weise wird der Haupttransistor aus seinem nichtleitenden Zustand in seinen voll leitenden Zustand in der Zeit durchgeschaltet, in der jeder Impuls 18' anliegt. Da der Widerstand 28 und die Induktionsspule 26 in Serie mit der positiven Klemme B+ der Gleichspannungsquelle 32 einerseits und mit dem Kollektor des Haupttransistors 3o andererseits verbunden sind, führt das Durchschalten des Haupttransistors aus dem nichtleitenden Zustand in den voll leiten den Zustand dazu, daß der Kreis einem Schaltvorgang unterworfen wird. Wenn dieses Durchschalten des Haupttransistors 3o auftritt, wird im wesentlichen die volle Spannung der Gleichspannungsquelle

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j der Induktionsspule 26 aufgeprägt, wobei die mit dem Kollektor des iHaupttransistors 3o verbundene Klemme der Induktionsspule einen •plötzlichen Spannungsabfall erfährt. Die Wellenform 38 zeigt das ; ' Zeitverhalten der Spannung am Kollektor des Haupttransistors 3o.

;Ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung ist in dem Rückkopplungskreis zu sehen, der in der Schaltung vorgesehen ist, um ; ¹ den Beginn des Schaltvorgangs zu erfassen und den Transistor 3o in seinem voll durchgeschalteten Zustand zu halten, nachdem der !

den Schaltvorgang einleitende Impuls 18' abgefallen ist. Zu dem I '■ Rückkopplungskreis gehören ein PNP-Transistor 4o, ein Diodenpaar 42J ; !

,und 44 und vier Widerstände 46,48,5o,52. Der Emitter des PNP-Tran-j ¹ sistors 4o ist mit dem Verbindungspunkt der Induktionsspule 26 | und des Widerstandes 28 verbunden, während der Kollektor des Tran-I sistors 4o über den Widerstand 48 mit der Basis des Haupttransi-

ist ■ stors 3o verbunden ist. Die Basis des PNP-Transistors 4o/über den '■ Widerstand 46 mit dem Verbindungspunkt der Induktionsspule 26 und des Kollektors des Haupttransistors 3o verbunden. Auf diese Weise j ; wird der Basis-Emitter-Kreis des PNP-Transistors über die Induk-I tionsspule 26 geschlossen; der PNP-Transistor wird unter Anspre-

: chen auf die anfängliche, über der Induktionsspule 26 auftretende ¹ Stoßspannung (transient voltage) von seinem nicht leitenden Zu- ^! stand in den voll leitenden Zustand überführt, wenn die Stoßspannung durch Schalten des Haupttransistors 3o in seinen leitenden ; Zustand aufgebaut wird. Wenn sich der PNP-Transistor 4o in seinem voll leitenden Zustand befindet, wird Strom von der Gleichspannung^ quelle 32 über den Widerstand 28, die Emitter-Kollektor-Strecke des

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PNP-Transistors 4o und über den Widerstand 48 zur Basis des Haupttransistors 3o geleitet, so daß an diesem Transistor ein Basisstrom liegt, der für das Halten des Transistors in dem durchgeschalteten Zustand nach Abfall des Impulses 18' ausreicht. Da auf diese Weise der Haupttransistor 3o in seinem voll durchgeschalteten Zustand gehalten wird, hält der Schaltvorgang an und damit fließt ein anwachsender Strom von der Gleichspannungsquelle 32 über den Widerstand 28, die Induktionsspule 26 und die Kollektoremitterstrecke ■ des Haupttransistors 3o, wobei die Amplitude des Stroms längs einer negativen Exponentialkurve auf einen Wert abfällt, der dem eingeschwungenen Zustand entspricht. Über der Gleichspannungsquelle 32 liegt ein Spannungsteiler in Form zweier Widerstände 5o und 52; der Verbindungspunkt der beiden Widerstände definiert einen Bezugspegel, der über die Diode 42 auf die Basis des PNP-Transistors 4o geführt ist. Die durch die Widerstände 5o,52 und die Diode 42 bestimmte Anordnung baut eine Spannungsklemmung auf, die die Spannung an der Basis des Transistors 4o auf ein Minimalpotential klemmt, wenn diese Spannung sonst dazu neigen würde, unter dies Minimal-ίpotential zu fallen. Wenn die Widerstände 5o,52 gleiche Widerstandsjwerte aufweisen, beträgt die Klemmspannung des Kreises im wesent- ! liehen die Hälfte der Versorgungsspannung. Wenn der Haupttransistör 3o in seinen leitenden Zustand durchgeschaltet wird, baut die:

ι i

j

ι Spannungsklemmung ein Bezugspotential auf, mit dem die Schaltspan-j

nung verglichen wird; das Bezugspotential wird zum Abbruch des !

ι j Schaltvorgangs verwendet, wenn die exponentielle 5phaltspannung ' das Bezugspotential durchläuft. Dies wird auf folgende Weise ermöglicht:

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Wenn der Haupttransistor 3o durchgeschaltet wird, wird das Potential an dem Verbindungspunkt des Widerstandes 46 und der Induktionsspule 26 fast auf das Bezugspotential (Masse) heruntergedrückt und auf jdiesem Potential gehalten, solange der Haupttransistor durchgeischaltet bleibt. Die Spannung an dem Verbindungspunkt der Induktionsspule 26 und des Widerstandes 28 nimmt nach einer negativen exponentiellen Kurve ab, die auf das Potential am Kollektor des Haupt-ι transistors 3o zuläuft. Wenn das Potential an dem Verbindungspunktj der Induktionsspule 26 und des Widerstandes 28 jedoch das an der Basis des Transistors 4o durch die Spannungsklemmung aufgebaute Bezugspotential durchläuft, wird der letztere Transistor plötzlich aus seinem voll durchgeschalteten Zustand in den nicht leitenden Zustand umgeschaltet. Da die Schaltungsparameter so gewählt sind, daß die Impulsbreite eines jeden Impulses 18' lang genug ist, um dem Rückkopplungskreis die Übernahme der Steuerung des Haupttransistors 3o zu ermöglichen, jedoch kurz genug ist, daß der Impuls abgefallen ist, wird der Transistor 4o in seinen nicht leitenden Zustand zurückschaltet, beendet das Schalten des PNP-Transistors 4o in seinen nicht leitenden Zustand damit den Basisstrom in den Haupttransistor 3o hinein und schaltet daher diesen Transistor plötzlich von seinem voll leitenden Zustand in den nicht leitenden Zustand. Wenn nun der Haupttransistor 3o nicht mehr leitet, wird die RL-Schaltspannung abgebauVund die in der Induktionsspule 26 gespeicherte Energie wird über den Widerstand 46 und die Diode 44 Ableitet. Da das durch die Klemmung an die Basis des PNP-Transistors 4o gelegte Bezugspotential konstant ist, muß die an dem Ver-

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jbindungspunkt des Widerstandes 28 und der Induktionsspule 26 lieigende Spannung des SchwingungsVorganges dieses Potential durchlau-;

I :

fen, ehe der leitende Zustand des Haupttransistors 3o abgebaut ;

jwerden kann. Da die Induktivität der Induktionsspule 26 eine Funk-

!tion der Drosselklappenposition ist, ändert sich der Zeitpunkt,

zu dem dies geschieht, in Abhängigkeit von der Drosselklappenstellung, d.h., das zugeordnete Zeitintervall wird kürzer, wenn die !Drosselklappe weiter geöffnet wird. Damit ist die Länge des Zeit- \ ;intervalles, in dem der Haupttransistor 3o leitet, eine Funktion \ der Drosselklappenposition und stellt somit ein Drosselklappenpositionssignal dar. Die Leitfähigkeit des Haupttransistors 3o jwird durch einen Ausgangskreis überwacht, der aus zwei Widerstänjden 54,55 und einem Transistor 56 besteht, die in der in der Fig. gezeigten Weise zugeschaltet sind. Die Wellenform 2o wird an dem Kollektor des Transistors 56 aufgebaut und kann an diesem abgegriffen werden. Die Breite eines jeden Impulses 2ο¹ ist umgekehrt proportional zum Ausmaß der Drosselklappenöffnung.

Der Impuls generatorkreis 16 weist einen Vergleicher 58, einen Kon-j densator 6o, eine Diode 62 und Widerstände 64,66,68,7o,72 und 74 auf, die in der in der Fig. gezeigten Weise miteinander verbunden :

sind. Der Komparator 58 ist ein elektronisches Bauteil, das die j Signale an seinem negierenden und nicht negierenden Eingangsklemmep miteinander vergleicht und ein Ausgangssignal erzeugt, das bezüglich Masse einen niedrigen Impedanzwert aufweist, wenn das Signal I an der nicht negierenden Eingangsklemme das Signal an der negieren den Eingangsklemme übersteigt. Das Signal ist von in hoher Impedanz

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bezüglich Masse, wenn das Signal an der negierenden Eingangsklemme^ das Signal an der nicht negierenden Eingangsklemme übersteigt. Die Widerstände 68,7o liegen über der Gleichspannungsquelle derart,
daß dem nicht negierenden Eingang des Vergleichers 58 ein Bezugssignal zugeführt ist. Der Widerstand 72 zwischen der nicht negie- _; renden Eingangsklemme und der Ausgangsklemme des Vergleichers 58
ist zugeschaltet, um in der Schaltcharakteristik eine Hysterese | bereitzustellen, indem das auf den nicht negierenden Eingang ge- '

führte Bezugssignal in Übereinstimmung mit dem Ausgangssignal des j Vergleichers 58 modifiziert wird. Das sich über dem Kondensator j 6o aufbauende Signal wird auf den negierenden Eingang des Ver- j

gleichers 58 geführt, um mit dem auf den nicht negierenden Ein- : gang des Vergleichers geführten Signal verglichen zu werden. Wenn j der Kondensator 6o nicht geladen ist, übersteigt der Wert des |

an dem nicht negierenden Eingang liegenden Signal den Wert des j

über dem Kondensator 6o liegenden Signal, so daß der Ausgang des ; Vergleichers 58 eine hohe Impedanz bezüglich Masse aufweist. Der | Kondensator 6o wird nun von der positiven Klemme der Spannungsquelle her über den Widerstand 74 und eine Parallelschaltung bestehend ; aus dem Widerstand 66 (Potentiometer) einerseits und dem Widerstand 64 und der Diode 6 2 andererseits aufgeladen. Die Diode 6 2 ist so j gepolt, daß sie unter diesen Bedingungen einen Stromfluß durch
den Widerstand 64 zuläßt. Wenn der Kondensator 6o bis auf einen
Spannungspegel aufgeladen ist, der das Signal an dem nicht negierenden Eingang des Vergleichers übersteigt, weist der Ausgang
des Vergleichers eine niedrige Impedanz bezüglich Masse auf. Der

- Io 609840/0669

- Io -

Kondensator 60 entlädt sich nun über den Widerstand 66 allein, da die Diode 62 entgegengesetzt dem Entladestrom gepolt ist und eine Leitung durch den Widerstand 6 4 nicht zuläßt. Wenn der Kondensator 60 soweit entladen ist, daß das Potential an dem negierenden Eingang des Vergleichers unter das Signal an dem nicht negierenden Eingang des Vergleichers fällt, wird der Ausgang des Vergleichers 58 erneut auf einen hohen Impedanzwert bezüglich Masse gebracht, so daß der Kondensator wieder lädt. Auf diese Weise erzeugt der Impulsgeneratorkreis 16 die Wellenform 18 am Ausgang des Vergleichers 58. Wie bereits vorstehend erwähnt, wird als Widerstand 66

;

vorzugsweise ein Potentiometer gewählt, um die Entladungsgeschwinr digkeit des Kondensators 60 um einen bestimmten Wert einstellen zu ; können. Der Widerstandswert des Potentiometers ist aber hinreichend groß bezüglich des Widerstandswertes des Widerstandes 64 so

zu wählen, /daß der Widerstand 64 in erster Linie die Impulsbreite

J der Impulse 18' bestimmt (es dürfte auch klar sein, daß das anj fängliche Aufladen des Kondensators 60 länger dauert als gewöhn- _; j lieh, denn es dürfte davon auszugehen sein, daß der Kondensator ; zunächst ungeladen ist}.

ι Der Wandlerkreis 14 für den Ansaugverteiler ist im wesentlichen ! mit dem Wandlerkreis 12 identisch, und daher sind die entspre-

mit j

chenden ElementeI denselben Bezugszeichen belegt; allein zur Un- ι terscheidung sind die Elemente des Wandlerkreises 14 mit Apostroph

versehen. Der Wandlerkreis 14 unterscheidet sich von dem Wandler-j kreis 12 nur in wenigen Aspekten. Zunächst ist der Widerstand 54J,i

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der mit dem Verbindungspunkt der Induktionsspule 26' und dem Kollek tor des Haupttransistors 3o' verbunden ist, direkt an Masse gelegt !während in dem Wandlerkreis 12 der Widerstand 54 mit der Basis des Transistors 56 verbunden worden ist. Zweitens wird das Ausgangssignal an dem Kollektor eines NPN-Transistors 76 abgeleitet, dessefr Basis mit dem Verbindungspunkt zweier in Reihe geschalteter Widerstände 77 und 78 verbunden ist, die den Kollektor des Transistors 4o' mit Masse verbinden. Der Emitter des Transistors 76 ist mit Masse verbunden und der Kollektor ist über einen Widerstand 8o mit der positiven Klemme der Gleichspannungsquelle 32. Bei dieser Anordnung leitet der Transistor 76 im wesentlichen immer dann, wenn die Transistoren 3o" und 4ο¹ leiten, so daß die Impulsbreite eines jeden Impulses 22' gleich ist dem Impulsabstand im Impulszug 18 minus der Zeit, in der die Transistoren 3o' und 4ο¹ leiten. Wenn der Wandler 24' so ausgelegt ist, daß die Induktivität der Induktionsspule 26' mit dem Vakuum abnimmt, wächst die Breite eines jeden Impulses 22' mit dem Anwachsen des Vakuums an.

Aus der vorstehenden Beschreibung wird klar, daß jeder positive

i Impuls 2o' beim Anstehen eines Triggerimpulses 18' beginnt und daß jeder positive Impuls 22' bei Anstehen eines Triggerimpulses 18' abfällt. Es wäre möglich, daß eine Änderung in der Frequenz des Impulsgeneratorkreises 16 die Genauigkeit der Breite der Impulse 22^f beeinflussen kann. Wenn die Wellenformen 20,22 von nachfolgenden Blöcken der Schaltung gemittelt werden, kann eine Änderung in der Frequenz des Impulsgeneraturkreises 16 auch die Genauigkeit im Mittelwert einer jeden Wellenform beeinflussen.

• 609840/0S69 " ¹² "

jDaher ist eine Frequenzstabilität des Impulsgeneratorkreises 16
!unbedingt erforderlich. Es wurde gefunden, daß der gezeigte und
beschriebene Impulsgeneratorkreis 16 die nötige Genauigkeit und
.das entsprechende Arbeitsverhalten zeigt, die für ein Funkenzündsystem erforderlich sind, das typischerweise einem weiten Bereich
an Umweltbedingungen ausgesetzt ist. Die beschriebene Anadnung

ist darüber hinaus außerordentlich wirtschaftlich, da ein gemein-, für

!sanier Impulsgenerator die Triggerung der beiden Wandlerkreise

benutzt wird. ■

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung ist in der Bereit-, istellung des Rückkopplungskreises in jedem Wandlerkreis zusammen
mit der Tatsache zu sehen, daß die Impulsbreiten der Triggerirapulse 18* wesentlich kleiner gemacht werden, als die Impulsbreiten der Impulsbreiten 2ο¹ und 22'. Bei dieser Anordnung ist es allein
der Rückkopplungskreis, der den Leitzustand des entsprechenden
Haupttransistors beendet, ohne daß dieser Abbruch der Leitfähig- : keit von dem Triggerimpuls 18' beeinflußt werden kann. Wenn für
:den Rückkopplungstransistor ein Transistor hoher Verstärkung ge- ; wählt wird, kann ein sehr scharfes Abschalten des Haupttransistors' erreicht werden. Die verschiedenen Merkmale der Erfindung führen

ι
bei ihrem Einsatz dazu, daß die gesteuerte Maschine wesentlich

I !zuverlässiger arbeitet. Durch die Diode 42 ist eine automatische j

ⁱⁿ I

Temperaturkompensation gegeben, da Änderungen der Basis-Emitter- !

(Charakteristik des Transistors 4o infolge Temperaturänderungen j

durch eine vergleichbare Änderungen der Anode-Kathode-Charakteri-

! stik der Diode 42 kompensiert werden, da beide PN-übergänge ähnliche

- 13 - '■

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!ÜbergangsCharakteristiken aufweisen. j

5 Beispielsweise kann jeder Wandlerkreis so ausgelegt werden, daß ;er angenähert 80 % maximalen Nutzfaktor (maximum duty cycle) aufweist und die Wellenform 18 eine Frequenz von 4 kHz aufweist. Beispielsweise können die Schaltelemente die folgenden Werte aufweisen: !

Widerstände 28, 28' Widerstände 36, 36 ' j Widerstände 46, 46' Widerstände 48, 48' Widerstände 5o, 5o' Widerstände 52, 52'

; Widerstände 54, 54' Widerstand 64 Widerstand 68 Widerstand 7o Widerstand 72 Transistoren 3o, 3ο¹ Transistoren 4o, 4ο¹ : Dioden 42, 42', 44, ¹ Gleichspannungsquelle • Spulen 26, 26"

' Vergleicher 58

1 Kilohm

Io "

2,2 "

12 " 4,7 " 22o " 22o " 22o " D33D29-3O (G.E.) 2N5366 1N4oo2 loV₌

3.OOO Windungen No. 32 Draht 4o-17o mH

1/4 LM 29ol (National)

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Claims

Patentansprüche

/l. Wandlerkreis zur Erzeugung eines elektrischen Ausgangssignales ^: in Abhängigkeit von einem mechanischen Eingangssignal, gekennzeichnet durch eine Spule(26;26'), einen Widerstand (28;28') und einen elektronischen Schalter (3o;3o') mit einem Steuer- : baren Leitungspfad, wobei die Spule, der Widerstand und der

Leitungspfad über einer Gleichspannungsquelle (32) liegen, eine ', Einrichtung (34;34') zur Änderung der Induktivität der Spule in Abhängigkeit von dem mechanischen Eingangssignal, einen Steuersignalgenerator (16); Schaltmittel für das Anlegen der Steuersignale (18¹) an den elektronischen Schalter, um diesen unter Ansprechen auf jedes Steuersignal von einem Leitfähig- \ keitszustand in einen anderen Leitfähigkeitszustand zu schalten

und damit eine elektrische Einschaltschwingung in dem Widerstand (28) und der Spule (26) auszulösen, die eine Zeitkonstante aufweist, welche eine Funktion des Widerstandswertes des Wider- ' j Standes und der Induktivität der Spule ist, einen betriebsmäßig! mit der Spule, dem Widerstand und dem elektronischen Schalter j j gekoppelten Rückkopplungskreis (4o) für das Schalten des elek- ' tronischen Schalters aus dem anderen Leitfähigkeits zustand, wenjn

die Einschaltschwingung einen vorgegebenen Wert erreicht, und \ durch Schaltmittel (56;76) für die Abgabe des Ausgangssignales j als Länge des Zeitintervalles, indem sich der elektronische

j Schalter (3o;3o*) in dem anderen Leitfähigkeits zustand befindet!.

-15-1

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2. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elek- j

tronische Schalter (3o;3o') ein Transistor ist. !

3. Wandler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitdauer eines jeden Steuersignales (18) wesentlich kürzer ist\ als die Zeitdauer, während der sich der elektronische Schalter in dem anderen Leitfähigkeitszustand befindet.

4. Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Rückkopplungskreis ein Transistor (4o;4o') vorgesehen ist, der unter Ansprechen auf das Schalten des elektronischen Schalters von seinem einen Leitfähigkeitszustand in den anderen Leitfähigkeitszustand von einem ersten Leitfähigkeitszustand in einen zweiten Leitfähigkeitszustand geschaltet wird und der von dem zweiten Leitfähigkeitszustand in den ersten Leitfähigkeitszustand zurückgeschaltet wird, wenn die Einschaltschwinguncr den vorgegebenen Wert erreicht.

5. Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückkopplungskreis ein Temperaturkompensierelement (42) für die Kompensation von Änderungen in der Basisemittercharakteristik des Rückkopplungstransistors infolge von Temperaturänderungen aufweist.

6. Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückkopplungskreis ein Bezugspotential abgibt, das den vorgegebenen Wert für die Einsehaltschwingung bestimmt, das einan

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Vergleicher für den Vergleich der Einschaltschwingung mit diesem Potential und Mittel für das Halten des elektronischen Schalters (3o;3o') in dem anderen Leitfähigkeitszustand aufweist, bis der Wert der Einschaltschwingung den Bezugspotentialwert erreicht.

7. Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 6,dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (26;26') und der Widerstand (28;28') einen Verbindungspunkt aufweisen, und daß die Einsehaltschwingung an diesem Verbindungspunkt gemessen wird.

8. Wandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,daß der Transistor unter Ansprechen auf jedes Steuersignal von einem nicht > leitenden Zustand in einen voll leitenden Zustand geschaltet ' wird.

9. Wandlerkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung eines aus mehreren Impulsen zusammengesetzten Ausgangssignals, bei dem die Impulsbreiten ein Maß für das mechanische Eingangssignal sind, der steuerbare Leitungspfad die Emitter-Kollektor-Strecke eines mit der Spule (26;26'), mit j

dem Widerstand (28;28') in Reihe über der Gleichspannungsquellei (32) liegender Transistor (3o;3o') ist, daß der Steuersignalgenerator (16) Steuerimpulse erzeugt, deren Impulsbreite wesenti-

lieh kleiner ist als die Impulsbreite eines jeden Impulses (2o'j; 22') des elektrischen Ausgangssignales, daß die Steuersignale |

auf den Basis-Emitter-Kreis des Transistors (3o;3o^f) geführt 1

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sind, so daß dieser für die Dauer der Steuersignale jeweils von dem einen in den anderen Leitfähigkeitszustand geschaltet ist, daß der Rückkopplungskreis (4o;4o*) den Transistor (3o;3o') nach Abfall des Steuersignales (18') in dem anderen Leitfähigkeitszustand hält, bis die Einschaltschwingung den vorgegebenen Wert erreicht, und ihn danach in den einen Leitfähigkeitszustand zurückschaltet, und daß die Schaltmittel (56;76) für die Abgabe der Ausgangssignale die Impulsbreite der Impulse des Ausgangssignals in Übereinstimmung mit der Länge des Intervalls einstellen, in dem sich der Transistor (3o;3o') in dem anderen Leitfähigkeitszustand befindet.

10. Wandler nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule ι

i (26;26¹) und der Widerstand (28;28') einen gemeinsamen Verbin-

; dungspunkt aufweisen.

11. Wandler nach Anspruch 9 oder 2o, dadurch gekennzeichnet, daß der Transistor (3o;3o') von einem nicht leitenden Zustand in einen voll leitenden Zustand durch jeden Steuerimpuls (18') geschaltet wird.

12. Wandler nach einem der Ansprüche 9-11, dadurch gekennzeichnet, daß der Transistor ein NPN-Transistor ist.

13. Wandler nach einem der Ansprüche 9 - 12, dadurch gekennzeich-

: I

! net, daß der Rückkopplungskreis einen zweiten Transistor (4o;4o')

- 18 -

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und Schaltmittel für die Verbindung des Basis-Emitter-Kreises des zweiten Transistors über den Widerstand (28;28') und/oder die Spule (26;26') derart aufweist, daß der zweite Transistor von einem ersten Leitfähigkeitszustand in einen zweiten Leitfähigkeitszustand unter Ansprechen auf die Einschaltschwingung

für

geschaltet wird, und daß die Schaltmittel'das Koppeln des Kollektors des zweiten Transistors (4o;4o') mit der Basis des ersten Transistors (3o;3o') vorgesehen sind, um den ersten Transistor in einem voll durchgeschalteten Leitfähigkeitszustand zu halten.

14. Wandler nach einem der Ansprüche 9-13, dadurch gekennzeichnet, daß der Basis-Emitter-Kreis des zweiten Transistors (4o;4o") über die Spule (26;26') geschaltet ist.

15. Wandler nach einem der Ansprüche 9-14, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Transistor (4o;4o^f) von einem nicht leitenden Zustand in einen voll leitenden Zustand unter Ansprechen auf das Auftreten der Einsehaltschwingung geschaltet wird.

16. Wandler nach einem der Ansprüche 9-15, dadurch gekennzeichnet,

^; daß der Rückkopplungskreis einen Spanungsklemmkreis (5o,52,42,

44) aufweist, der mit einer der Emitter- und Basisklemmen des ! zweiten Transistors (4o;4o') verbunden ist, und den vorgegebenen ; Wert für die Einschaltschwingung aufzubauen. ^!

17. Wandler nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Span+

- 19 609840/0669

nungsklemmkreis mit der Basis des zweiten Transistors (4o;4o') verbunden ist.

18. Wandler nach einem der Ansprüche 9-17, dadurch gekennzeichnet, daß eine Sperrschutzdiode (44) über den Basis-Emitter-Kreis des zweiten Transistors (4o;4o') geschaltet ist.

19. Brennkraftmaschinenanlage bestehend aus Brennkraftmaschine und! einer Steuerung, die den Betrieb der Brennkraftmaschine in Abhängigkeit von zwei mechanischen Eingangssignalen steuert, deren Dauer jeweils ein Maß für einen zugeordneten Betriebsparameter der Brennkraftmaschine ist, insbesondere Betriebssteuerung mit einem Wandler nach einem der Ansprüche 1-18, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennkraftmaschine ein erster monostabiler Schaltkreis (12) für die Abgabe eines ersten aus Impulsen zusammengesetzten Signales (2o), dessen Impulsbreiten ein Maß für eines der mechanischen Eingangs signale sinjd, und ein zweiter monostabiler Schaltkreis (14) für die Abgabe eines zweiten aus Impulsen zusammengesetzten Signales (22) zugeordnet sind, dessen Impulsbreiten ein Maß für das andere der mechanischen Eingangssignale sind, daß auf die elektrischen Signale ansprechende Einrichtungen vorgesehen sind, die den Betrieb der Brennkraftmaschine in Abhängigkeit von den Impulsbreiten der beiden elektrischen Signale steuern, und daß ein Oszillator (16) mit beiden raonostabilen Schaltkreisen (12,14) verbunden ist, um diese Schaltkreise zur Erzeugung der ihnen zugeordneten Ausgangssignale anzusteuern.

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- 2ο -

j 2ο. Brennkraftmaschinenanlage nach Anspruch 19, dadurch gekenn- j

j

ί :

; zeichnet, daß der Oszillator aus einem Vergleicher (58), einem; ; RC-Rückkopplungskreis für die Verbindung des Ausganges des ! Vergleichers mit einem Eingang des Vergleichers und aus einem

Bezugsschaltkreis besteht, der mit dem anderen Eingang des j Vergleichers verbunden ist.

21. Brennkraftmaschinenanlage nach Anspruch 19 oder 2o, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator ein Impulsgenerator ist, der Triggerimpulse für das Triggern der monostabilen Schaltkreise (12,14) erzeugt, und daß die Dauer eines jeden Impulses des einen raonostabilen Schaltkreises ausgehend von jedem Triggerimpuls zeitlich nach rückwärts gemessen wird und daß die Dauer eines jeden Impulses des anderen monostabile(n Schaltkreises ausgehend von jedem Triggerimpuls zeitlich in Vorwärtsrichtung gemessen wird.

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