DE3127264A1 - Einrichtung zur bestimmung des triggerpunktes eines elektrischen signals - Google Patents

Description

P 3971 - 4 -

Anmelder: Herr Dipl.-Ing. Dr. Dr.h.c. Hans List

Heinrichstraße 126

A- 8020 Graz/Österreich

Einrichtung zur Bestimmung des Triggerpunktes eines elektrischen Signals

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Bestimmung des Triggerpunktes eines elektrischen Signals mit bestimmter zeitlicher Amplitudenverteilung, mit einer Auswerteeinheit und zumindest einem Geber, der bei Eintreten eines charakteristischen Ereignisses das elektrische Signal an die Auswerteeinheit abgibt und wobei die Auswerteeinheit eine Erkennungseinheit umfaßt, die für die Erfassung des Auftretens des charakteristischen Ereignisses dient.

Derartige Einrichtungen haben den Zweck, aas von einem Meßwertgeber..gelieferte elektrische Signal, welches abhängig von der Art des auszuwertenden charakteristischen Ereignisses sowie von verschiedenen äußeren Einflüssen auf die Meßanordnung eine bestimmte zeitliche Amplitudenverteilung aufweist, so auszuwerten, daß aus dem in der zeitlichen Umgebung des charakteristischen Ereignisses über den Geber einlangenden Signal ein Triggerpunkt bestimmt werden kann,

der sodann für die weiteren Zwecke der Messung bzw. Auswertung dem Zeitpunkt des Auftre-tens des charakteristischen Ereignisses zugeordnet wird.

Die genannten Einrichtungen sind z.B. aus der Ballistik bekannt und werden dort etwa dazu verwendet, die vom Innendruck bedingten Dehnungen eines Geschützlaufes oder dergleichen beim Abfeuern eines Geschoßes, bzw. die bei der Ver-

wendung eines entsprechenden Gebers dabei erhaltenen elektrischen Meßsignale so auszuwerten, daß aus dem mit verschiedenen Störungen behafteten Meßsignal ein bestimmter Triggerpunkt herausgesucht wird, der dann z.B. als "Zeitpunkt des Durchganges des Geschoßes durch eine imaginäre Meßebene" der weiteren Messung bzw. Auswertung zur Verfügung steht. Die Störungen im auszuwertenden Meßsignal setzen sich dabei zusammen aus echten, unabhängig von der nachzuweisenden Erscheinung auftretenden Störsignalen und aus solchen, die zwar auch vom zu messenden Effekt verursacht werden, jedoch mit dem charakteristischen Ereignis selbst nicht unmittelbar zu tun haben, wie etwa dem Geschoß voranlaufende Druckwellen im Geschützrohr.

Die bekannten Einrichtungen verwenden als Erkennungseinheit im wesentlichen einen Komparator in der Aüswerteeinheit, an dessen einem Eingang das über den Geber gelieferte Signal und an dessen anderem' Eingang ein Referenzsignal von bekannter Höhe liegt und der somit bei Überschreitung des Referenzsignals durch das Gebersignal ein die Erreichung des gewünschten Triggerpunktes anzeigendes Ausgangssignal zur Weiterverwertung abgibt. Die Schaltwelle dieses für die Erkennung des Auftretens des charakteristischen Ereignisses dienenden Erkennungs-Komparators wird üblicherweise so gewählt, daß sie von den Signalen der genannten Störungen nicht erreicht wird. Damit ist es aber auch unmöglich, den Triggerpunkt etwa an den Fußpunkt eines über den Geber in ein elektrisches Signal umgesetzten Druckanstieges zu legen, weil die Störungen von der Auswerteeinheit nicht als solche identifiziert werden können. Da die genannten Störungen aber bei gewissen Meßproblemen sogar höhere Signale als das eigentlich auszuwertende liefern können, sind die bekannten Einrichtungen mit zufriedenstellendem Ergebnis nur bei praktisch störungsfreien Meßsignalen verwende bar, da nur bei derartigen Amplitudenverteilungen die Schaltwelle des Erkennungs-Komparators relativ frei wählbar ist,

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß die angeführten

Nachteile nicht auftreten und daß es insbesonders möglich ist, auch bei stark gestörten Meßsignalen die Lage des das Auftreten des charakteristischen Ereignisses kennzeichnenden Triggerpunktes zu bestimmen.

Dies wird gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch erreicht, daß die Auswerteeinheit neben der Erkennungseinheiteine oder mehrere Vergleichseinrichtungen enthält, deren Ansprechwerte nach bestimmten Niveaus gestaffelt sind und daß abhängig vom Erreichen des Ansprechwertes der Erkennungseinheit durch das Signal des Gebers die in der Auswerteeinheit zur Verfügung stehende Information, welche von der Aufeinanderfolge des Ansprechens der Vergleichseinrichtungen entsprechend der vom Geber gelieferten Signalform beeinflußt ist, auf in der Auswerteeinheit vorbestimmte Weise zum Rückschluß auf den Triggerpunkt des das Eintreten des charakteristischen Ereignisses kennzeichnenden Signals dient. Das an die Auswerteeinheit abgegebene und über die Eigenschaften des Gebers direkt dem Auftreten des charakteristischen Ereignisses entsprechende Signal wird also abgesehen von der Erkennungseinheit noch einer oder mehreren Vergleichseinrichtungen zugeführt, die verschieden hoch liegende Ansprechwerte aufweisen. Das vom Geber in analoger Weise gelieferte Signal wird durch die, jeweils verschieden hohe Signalpegel registrierenden Vergleichseinrichtungen praktisch digitalisiert, wobei die von den Vergleichseinrichtungen gegebenenfalls abgegebenen, und eine Über- bzw. Unterschreitung des jeweiligen Ansprechwertes durch das Signal des Gebers anzeigenden Ausgangssignale direkt zur Beeinflussung der Auswerteeinheit dienen. Abhängig vom Erreichen des Ansprechwerts der Erkennungseinheit durch das Signal des Gebers wird die über die zeitliche Aufeinanderfolge der registrierten Ausgangüimpulse der Vergleichseinrichtungen bestimmte Signalform auf in der Auswerteeinheit vorbestimmte Weise dahingehend berücksichtigt, daß auf den Triggerpunkt des das Auftreten des charakteristischen Ereignisses kennzeichnenden Signals rückgeschlossen werden kann. Durch die einfache Anordnung von Vergleichseinrichtungen in der Auswerteeinheit

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ist es also möglich, sehr komplexe zeitliche Amplitudenverteilungen eines einem bestimmten charakteristischen Ereignis entsprechenden elektrischen Signals so auszuwerten, daß auf jederzeit wiederholbare Weise ein für die zeitliche Bestimmung des Auftretens des bestimmten charakteristischen Ereignisses notwendiger Triggerpunkt erhalten wird, und zwar unabhängig davon, welche Signalhöhe an diesem Triggerpunkt tatsächlich meßbar ist.

In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Ansprechwerte der Vergleichseinrichtungen niedriger liegen als dem Signalpegel zum Zeitpunkt des Ansprechens der Erkennungseinheit entspricht. Damit spricht die Erkennungseinheit beim Aufbau des Signals erst nach den Vergleichseinrichtungen als letzte an. Beim Ansprechen der Erkennungseinheit ist also die für die Bestimmung des Triggerpunktes erforderliche Signalaufnahme beendet und es kann über.die in der Auswerteeinheit zur Verfügung stehende Information bezüglich der gelieferten Ausgangssignale der Vergleichseinrichtungen unmittelbar auf den Triggerpunkt des das Auftreten des charakteristischen Ereignisses kennzeichnenden Signals rückgeschlossen werden.

Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung enthält die Auswerteeinheit zumindest eine Zähleinrichtung, deren Zähleingang von einem Freigabezeitpunkt bis zum Auftreten des Ausgangsimpulses der Erkennungseinheit zeitlichen bzw. räumlichen Abläufen zugeordnete Signale zuführbar sind und die während dieser Zeit, abhängig von der zeitlichen Aufeinanderfolge der Ausgangssignale der Vergleichseinrichtungen, von zumindest einer der Vergleichseinrichtungen setzbar, startbar oder auslesbar ist und ist der Zählvorgang nach Ansprechen der Erkennungseinheit beendet. Durch diese Anordnung der Zähleinrichtung, die abhängig von den die zeitliche Amplitudenverteilung des vom Geber gelieferten Signals widerspiegelnden Ausgangssignalen der Vergleichseinrichtungen beeinflußbar ist, ist eine besonders einfache Möglichkeit gegeben, nach Ansprechen der Erkennungseinheit direkt die in der Zähleinrichtung enthaltene Information zur Bestimmung

des Triggerpunktes des Signals zu verwenden.

Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Einrichtung z.B. in der ballistischen Meßtechnik, ist es also auf einfache Weise möglich, aus dem etwa beim Abfeuern eines Geschoßes mittels eines am Lauf angebrachten geeigneten Gebers erzeugten elektrischen Signal mit bestimmter zeitlicher Amplitudenverteilung einen Triggerpunkt zu bestimmen, der in der weiteren Auswertung der Messung als Zeitpunkt für den Geschoßdurchgang verwendet wird. So können dann etwa aus zwei auf derartige Weise erhaltenen Trigger- bzw. Zeitpunkten Geschoßgeschwindigkeiten bestimmt werden.

Besonders vorteilhaft ist in diesem Zusammenhang, wenn nach einem anderen Merkmal der Erfindung der Auswerteeinheit ein zusätzliches, von zeitlichen oder räumlichen Abläufen ausgelöstes Referenzsignal zuführbar ist, und die Berücksichtigung des Ansprechens der Vergleichseinrichtungen bzw. der Rückschluß auf den Triggerpunkt durch die Auswerteeinheit in Form der Bildung des zeitlichen oder räumlichen Abstandes vom Auftreten des Referenzsignals erfolgt. Der mit der erfindungsgemäßen Einrichtung erhaltene Triggerpunkt einer ersten Messung kann somit z.B. auch direkt als Referenzsignal für eine zweite in gewissem Abstand erfolgende derartige Bestimmung'.verwendet werden, womit etwa Geschoßgeschwindigkeiten direkt bestimmbar sind.

Als weiteres Beispiel einer vorteilhaften Anwendung der so ausgebildeten erfindungsgemäßen Einrichtung sei noch die Drehwinkelbestimmung an einer Maschinenwelle genannt, bei welcher es darauf ankommt, den relativen Drehwinkel zwischen einer Bezugswinkelstellung und der Winkelstellung beim Eintreten eines von einer Funktion der Maschine verursachten Ereignisses genau zu bestimmen. Für die Entwicklung, Konstruktion und Überwachung von Einspritzmotoren ist es beispielsweise von großem Interesse, den Einspritzzeitpunkt bzw. den Förderbeginn der Kraftstoffpumpe bezogen auf den oberen Totpunkt des Kolbens möglichst exakt zu kennen, was meßtechnisch im einfachsten Falle darauf hinausläuft, den relativen Drehwinkel der Kurbel- bzw. Nockenwelle bezogen auf eine dem

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oberen Totpunkt entsprechende Bezugswinkelstellung bis Einspritz- bzw. Förderbeginn zu messen. Der Förder- bzw. Einspritzbeginn kann dabei über den in der Kraftstoffleitung herrschenden Druck bzw. dessen Veränderung und die Verwendung eines diese Druckänderungen in ein elektrisches Signal umsetzenden Gebers bestimmt werden. Insbesonders bei den für derartige Zwecke aufgrund ihrer einfachen Handhabung sehr vorteilhaften sogenannten Aufklemmgebern ergibt sich jedoch das Problem, daß, aufgrund der Tatsache, daß die Druckänderungen erst über Deformationen der Rohrleitung in ein elektrisches Signal umgesetzt werden, relativ markante Störungen am eigentlichen, der Pumpenförderung entsprechenden Signal auftreten, die die Auswertung des Meßsignals sehr erschweren. Diese Störungen resultieren teilweise von zu sogenannten Vorspritzern führenden vorauseilenden Druckwellen und teilweise von echten Störungen mechanischer oder auch elektrischer Art, und können z.B. durch Sichtkontrolle auf einem Oszillographen ohne weiteres als solche erkannt werden* Soll nun ein Triggerpunkt, z.B. für den 'Förderbeginn, aus der vom Geber gelieferten zeitlichen Amplitudenverteilung ermittelt werden, so ist es mit der erfindungsgemäßen Einrichtung über die Beeinflussung der Auswerte·*· einheit durch die Ausgangssignale der Vergleichseinheiten möglich, die tatsächlich auftretende Signalform so zu berücksichtigen, daß auf den das Auftreten des charakteristischen Ereignisses kennzeichnenden Triggerpunkt des Signals rückgeschlossen werden kann. Durch das von der Bezugswinkelstellung ausgelöste und der Auswerteeinheit zugeführte Referenzsignal kann direkt und auf sehr einfache Weise der zeitliche bzw. winkelmäßige Abstand des ermittelten Triggerpunktes vom Bezugspunkt bestimmt werden, womit die meßtechnische Aufgabe bereits gelöst ist.

Die erfindungsgemäße Einrichtung erlaubt es also auf sehr einfache Weise, bei einem Signal mit bestimmter zeitlicher Amplitudenverteilung die für die Bestimmung eines eindeutigen Triggerpunktes in beliebiger Signalhöhe erforderliche Bewertung bzw. Nichtberücksichtigung von allfalli-

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gen Störungen mit höherem Signalpegel durchzuführen.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sowie deren Vorteile werden im folgenden anhand der in der Zeichnung sehematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Einrichtung gemäß der Erfindung, die

Fig. 2,

Fig. 6 und

Fig. 7 zeigen Blockschaltbilder weiterer Ausführungsbeispiele und die

Fig. 3,

Fig. 4 und

Fig. 5 zeitliche Amplitudenverteilungen der an verschiedenen Stellen der erfindungsgemäßen Einrichtung bei den verschiedenen Ausführungsformen auftretenden Signale.

Die Einrichtung zur Bestimmung des Triggerpunktes eines elektrischen Signals mit bestimmter zeitlicher Amplitudenverteilung nach Fig. 1 besteht im wesentlichen aus einem Geber 1, der bei Eintreten eines charakteristischen Ereignisses das auszuwertende elektrische Signal abgibt und einer Auswerteeinheit 2, die eine für die Erfassung des Auftretens des charakteristischen Ereignisses dienende Erkennungseinheit 3 umfaßt und mit dem Geber 1 über eine entsprechende Signalleitung verbunden ist. Die Auswerteeinheit 2 enthält im dargestellten Ausführungsbeispiel neben der Erkennungseinheit 3 zwei in ihrer Funktion im wesentlichen der Erkennungseinheit entsprechende Vergleichseinrichtungen 4, 4', welche ebenso wie die Erkennungseinheit 3 z.B. durch übliche Komparatoren dargestellt sind. Der eine Eingang der Erkennungseinheit 3 sowie der beiden Vergleichseinrichtungen 4, 4' wird mit dem über eine Verstärkereinheit V aufbereiteten Gebersignal beliefert. An einem weiteren Eingang der Ein- . heiten 3, 4,4' liegt jeweils ein Referenzsignal, welches im dargestellten Ausführungsbeispiel über eine Referenzspannung U und die in Reihe geschalteten Widerstände R 1, R 2, R 3, R 4 erzeugt wird. Da die Größe der über die Verbindungspunkte zwischen den einzelnen Widerständen abgegriffenen Referenz-

spannung für die Einheiten 3, 4, 4' somit entsprechend der Widerstände gestaffelt ist, ergibt sich eine Staffelung der Ansprechwerte in der Art, daß bei ansteigendem Gebersignal zuerst die Vergleichseinrichtung 4', dann die Vergleichseinrichtung 4 und dann die Erkennungseinheit 3 anspricht. Unter "ansprechen" ist in diesem Zusammenhang zu verstehen, daß der über den Geber 1 bzw. die Verstärkereinheit V gelieferte Signalpegel die Höhe jeweiligen Ansprechpegels gekennzeichnet durch VIII, IX und X - erreicht, worauf die Erkennungseinheit 3 bzw. die Vergleichseinrichtungen 4, 4' ein entsprechendes Ausgangssignal abgeben.

Die beim Ansprechen der Vergleichseinrichtungen 4, 4' abgegebenen Ausgangssignale werden einer Zähleinrichtung 5 zugeführt, die auch mit dem Ausgang der Erkennungseinheit 3 in Verbindung steht. Die in der Auswerteeinheit 2 bzw. der Zähleinrichtung 5 zur Verfügung stehende Information, welche von der Aufeinanderfolge des Ansprechens der Vergleichseinrichtungen 4, 4' entsprechend der vom Geber 1 gelieferten Signalform beeinflußt ist, dient, abhängig vom Erreichen des Ansprechwertes VIII der Erkennungseinheit 3 durch das Signal des Gebers 1 auf in der Auswerteeinheit 2 vorbestimmte Weise zum Rückschluß auf den Triggerpunkt des das Eintreten des charakteristischen Ereignisses kennzeichnenden Signals und kann z.B. über einen Ausgang A weiterverwendet werden. _:

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Zähleinrichtung 5 vorgesehen, welche neben einem Zähleingang 6 auch einen Nullsetzeingang 6' aufweist. Der Zähleingang 6 der Zähleinrichtung 5 wird mit Zählimpulsen IV angespeist, welche aus einem ununterbrochenen, zeitlichen bzw. räumlichen Abläufen zugeordneten Impulszug XI - siehe auch Fig. 3 bis 5 - durch eine Freigabeschaltung 7' gewonnen werden. Die Freigabeschaltung 7' erlaubt nach Auftreten eines Freigabesignals V (siehe auch Fig. 3 bis 5) zu Beginn der Messung bis zum Auftreten des von: der Erkennungseinheit 3 gelieferten Erkennungssignals III die Zufuhr des Impulszuges XI zum Zähleingang 6. Die Ausgangssignale I und II der Ver-

gleichseinrichtungen 4, 4' sind bei der Ausführung nach Fig. 2 über je einen nachgeschalteten monostabilen Multivibrator 8, bzw. - wie strichliert eingezeichnet - direkt, mit einer Auswahllogik 7 verbunden, welche abhängig von der zeitlichen Aufeinanderfolge der registrierten Ausgangssignale I, II zumindest eine der Vergleichseinrichtungen 4, 4' über ein Signal VI am Nullsetzeingang 6' zum Rücksetzen der Zähleinrichtung 5 verwendet.

Die Erkennungseinheit 3 und die Vergleichseinrichtungen 4, A' nach Fig. 2 sind in hier nicht dargestellter, z.B. einer der Ausführung nach Fig. 1 entsprechenden Weise mit einem Geber verbunden und mit Ansprechsignalen von unterschiedlichem Signalpegel versorgt, womit sich die entsprechenden Ansprechwerte ergeben. Es wäre im Rahmen der Erfindung aber prinzipiell auch möglich, die komplette Auswerteeinheit oder auch nur Teile davon in Form einer integrierten Schaltung zu realisieren bzw. die Funktion der Auswerteschaltung zumindest teilweise einem entsprechend geschalteten bzw. programmierten Mikroprozessor zu übertragen. Weiters wäre auch eine zumindest teilweise software-mäßige Realisierung von einzelnen Bauteilen der Auswerteeinheit denkbar.

In Fig. 7 ist an einem anderen Ausführungsbeispiel dargestellt, daß der durch die Auswerteeinheit 2 rekonstruierte Triggerpunkt eines elektrischen Signales mit bestimmter zeitlicher Amplitudenverteilung noch zusätzlich mit einem Referenzsignal 13 in Verbindung gebracht werden kann. Dann wird die in der ersten Zähleinrichtung 5 zum Zeitpunkt des Ansprechens der Erkennungseinheit enthaltene Information vom Ausgang A in eine weitere Zähleinrichtung 10 übernommen und werden bis zum Eintreten des Referenzsignales 13 - gesteuert von der Auswahlschaltung 14 - die zeitlichen bzw. räumlichen Abläufen zugeordneten Signale XI weitergezählt. Der zum Zeitpunkt des Eintretens des Referenzsignales im Zähler 10 enthaltene Zählerstand ist mit B bezeichnet und entspricht direkt dem zeitlichen bzw. impulsmäßigen Abstand zwischen Triggerpunkt und Referenzsignal.

Die Funktion der erfindungsgemäßen Einrichtung wird im folgenden anhand der Auswertung von in den Fig. 3, 4 und 5 dargestellten, beispielhaften Irapulszügen näher erläutert , ^:

Das in Fig. 3 mit VII bezeichnete elektrische Signal weist eine zeitliche Amplitudenverteilung auf, wie sie z.B. typisch ist für den zeitlichen Druckverlauf in einer Kraftstofforder- bzw. -einspritzleitung einer Brennkraftmaschine, wenn dieser Druckverlauf über einen auf den Umfang der Leitung aufgeklemmten piezoelektrischen Geber erfaßt wird. Um nun etwa aus dem Verlauf der Kurve VII das Auftreten eines charakteristischen Ereignisses - in diesem Zusammenhang etwa des Förderbeginns der Einspritzpumpe zu bestimmen, ist es notwendig, einen eindeutigen Triggerpunkt für die weitere Auswertung zu erhalten, mit dessen Hilfe dann z.B. der zeitliche oder drehwinkelmäßige Abstand des Förderbeginns vom oberen Kolbentotpunkt bestimmt werden kann. Da das Signal VII aufgrund von diversen Störeinflüssen, wie etwa Vorspritzern oder elektrischen oder mechanischen Störeinflüssen an der Leitung selbst, eine relativ komplizierte zeitliche Amplitudenverteilung aufweist, ist es mit einigen Schwierigkeiten verbunden, den gewünschten Triggerpunkt des Signals - hier mit ME bezeichnet - an den für-den Förderbeginn charakteristischen Beginn des eigentlichen Druckanstieges in der Leitung zu legen. Um diese Schwierigkeiten auf einfache Weise auszuräumen, .wird das analoge Signal VII über die zu den Fig. 1 und 2 besprochenen Erkennungs- bzw. Vergleichseinrichtungen praktisch in grober Form digitalisiert und der durch die auf diese Weise entstehenden Ausgangssignale der Vergleichseinrichtungen .beeinflußte Informationsgehalt der Auswerteeinrichtung zum Rückschluß auf die Lage von ME verwendet.

■Der Ansprechwert der Erkennupgseinheit (3 in-Fig. 1 und 2) ist als VIII eingetragen und die Ansprechwerte der Vergleichseinrichtungen (4, A' in Fig. 1) als IX und X, wobei die Pegel von IX und X· mit bestimmten Niv'eauunterschied,en gestaffelt niedriger liegen als derjenige von VIII. Diese

Signalpegel sind bei einem erprobten Ausführungsbeispiel der Erfindung z.B. so gelegt, daß VIII bei 55 %, IX bei 33 % und X bei 11 % des maximal auftretenden Signalpegels liegt, können aber ohne besondere Bedeutung für die Funktion der besprochenen Einrichtung auch anders gestaffelt sein.

Die Impulszüge I, II und III entsprechen den von den Vergleichseinrichtungen bzw. der Erkennungseinheit bei Überschreiten bzw. Unterschreiten ihrer Ansprechwerte abgegebenen Ausgangssignalen.

Zu Beginn der Messung wird durch Setzen eines Frei-gabesignales V (Fig. 3) ein kontinuierlicher Impulszug XI an den Zähleingang der etwa zu Fig. 2 besprochenen Zähleinrichtung gelegt, der den Zählerstand der Zähleinrichtung gemäß seiner, zeitlichen bzw. räumlichen Abläufen entsprechenden Aufeinanderfolge beeinflußt. Der Impulszug XI liegt so lange am entsprechenden Zähleingang bis durch Auftreten des von der Erkennungseinheit gelieferten und ein überschreiten des Ansprechwertes VIII anzeigenden Erkennungssignales III der Zählvorgang unterbrochen wird. In diesem Zeitintervall ist bei der Ausführung gemäß Fig. 3 vorgesehen, daß jedes Über- bzw. Unterschreiten des Ansprechwertes X bzw. die dadurch ausgelösten Ausgangssignale der Vergleichseinrichtung mit dem niedrigsten Ansprechwert gemäß II zu einem Signal VI am Nullsetzeingang der Zähleinrichtung und damit zum Rücksetzen derselben führt. Somit ist also gewährleistet, daß der der Anzahl der gezählten Impulse XI seit dem letzten Nullsetzen entsprechende Zählstand in der Zähleinrichtung bei Überschreitung des Ansprechwertes VIII, also bei Auftreten des Erkennungssignals gemäß III, direkt dem zeitlichen bzw. impulsmäßigen Abstand zwischen dem Auftreten des Erkennungssignals und dem letzten überschreiten des niedrigsten Ansprechwertes X entspricht. Durch entsprechende Wahl des Ansprechwertes X kann dieser, wie in Fig. 3 dargestellt, direkt auf die dem Druck bei Förderbeginn entsprechende Signalhöhe gelegt werden womit der gesuchte Triggerpunkt ME bei Auftreten des Erkennungssignals III sofort aus dem in der Zählein-

richtung enthaltenen Zählerstand rekonstruierbar ist.

Die nach Auftreten des Erkennungssignals III bis zum neuerlichen Auftreten des Freigabesignals V einlangenden Signale I und II können z.B.auch in hier nicht weiter behandelter Form elektronisch unterdrückt werden.

Bei der zeitlichen Amplitudenverteilung.VII'nach Fig. 4, welche ebenfalls einem über einen piezoelektrischen Aufklemmgeber umgesetzten Drucksignal in einer Einspritzleitung entspricht, tritt eine andere Form der "Störungen" auf, weshalb die Bestimmung des Triggerpunktes ME in der zu Fig. 3 besprochenen Weise zu ungenauen bzw. falschen Resultaten führen würde. Deshalb ist hier eine Auswerteeinheit vorgesehen, welche gemäß Fig.- 6 zusätzlich eine weitere Zähleinrichtung 9 umfaßt, welche den Zählerstand in der . Zähleinrichtung 5 über einen Eingang 15 beeinflussen kann und dadurch den Rückschluß auf den Triggerpunkt ME auch in diesem Falle ermöglicht. Zusätzlich zum überschreiten des Ansprechwertes X kann also auch das überschreiten des Ansprechwertes IX, welcher lediglich zwischen den Ansprechwerten VIII und X zu liegen hat aber ansonsten nach der zu erwartenden Amplitudenverteilung VII' wählbar ist, .zu einem Nullsetzsignal entsprechend VI am Nullsetzeingang 6' der Zähleinrichtung 5 führen. Die weitere Zähleinrichtung steuert dabei über einen Ausgang 16 das wievielte Über-■ schreiten des Ansprechwertes IX zum Nullsetzen der Zähleinrichtung 5 führt. Die übrigen Vorgänge, wie Starten der Zählung des Impulszuges XI durch das Freigabesignal V und Beendigen der Zählung bei Auftreten des dem Ansprechwerte VIII der Erkennungseinheit entsprechenden Erkennungssignals III sind die gleichen wie bereits zu Fig. 3 besprochen. Der Rückschluß auf die Lage des Triggerpunktes ME erfolgt, wie in Fig. A strichliert eingezeichnet, durch Extrapolation des über den Zählerstand zum Zeitpunkt des Auftretens des Er-* kennüngssignals III bekannten Äbstandes zwischen Erkennungssignal und letztem Nullsetzsignal, unter Berücksichtigung des ebenfalls bekannten Niveauunterschiedes zwischen den Ansprechwerten VIII, IX und X. Diese Berücksichtigung kann im

einfachsten Falle durch multiplikative Beeinflussung des Zählerstandes in der Zähleinrichtung 5 durch die Zähleinrichtung 9 erfolgen. Anhand der in der Fig. 5 dargestellten weiteren, ebenfalls im Zusammenhang mit der Förderbeginnmessung an Einspritz-Brennkraftmaschinen auftretenden zeitlichen Amplitudenverteilung eines der gemessenen Druckverteilung entsprechenden elektrischen Signals VII" soll eine weitere Möglichkeit zur Bestimmung eines entsprechenden Triggerpunktes mit der erfindungsgemäßen Einrichtung erklärt werden. Die zeitliche Amplitudenverteilung des Signals VII" weist einen ausgeprägten, von einem sogenannten Vorspritzer herrührenden Buckel vor dem eigentlichen Druckanstieg auf, welcher aber gemäß der Meßpraxis in diesem Falle bereits den Förderbeginn der Einspritzpumpe bedeutet. Die hier nicht dargestellte Auswerteeinheit ist in diesem Falle so geschaltet, daß das Ausgangssignal II der Vergleichseinrichtung mit dem niedrigsten Ansprechwert X dann zu keiner Rücksetzung der Zähleinrichtung, also zu keinem Nullsetzsignal VI mehr führt, wenn vor dem letzten Ansprechen dieser Vergleichseinrichtung die den höheren Ansprechwert IX aufweisende Vergleichseinrichtung anspricht. Damit ist sichergestellt, daß-der Zählerstand in der Zähleinrichtung bzw. die in der Auswerteeinheit enthaltene Information dem zeit- bzw. impulsmäßigen Abstand zwischen dem Auftreten des Erkennungssignals III und dem gewünschten Triggerpunkt ME entspricht. Für die übrigen hier dargestellten Impulszüge gilt wiederum das bereits zu den Fig. 3 bzw. 4 Besprochene.

Die erfindungsgemäße Einrichtung gestattet also auch bei zeitlichen Amplitudenverteilungen welche Störsignale mit einem Pegel der über dem Signalpegel am gewünschten Triggerpunkt liegt, eine eindeutige Rekonstruktion dieses Triggerpunktes für die weitere Auswertung.

Es können in der Auswerteeinrichtung auch mehrere Vergleichseinrichtungen zusätzlich vorgesehen sein, womit die Aussage über bzw. Berücksichtigung der Störeinflüsse

noch weiter verbessert wird und eine entsprechende Ver* feinerung der Triggerpunktbestimmung möglich ist.

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Claims (12)

P 3971 Patentansprüche:

1./Einrichtung zur Bestimmung des Triggerpunktes eines elektrischen Signals mit bestimmter zeitlicher Amplitudenverteilung, mit einer Auswerteeinheit und zumindest einem Geber, der bei Eintreten eines charakteristischen Ereignisses das elektrische Signal an die Auswerteeinheit abgibt und wobei die Auswerteeinheit eine Erkennungseinheit umfaßt, die für die Erfassung des Auftretens des charakteristischen Ereignisses dient, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t, daß die Auswerteeinheit (2) neben der Erkennungseinheit (3) eine oder mehrere Vergleichseinrichtungen (4, 4') enthält, deren Ansprechwerte (IX, X) nach bestimmten Niveaus gestaffelt sind und daß abhängig vom Erreichen des Ansprechwertes (VIII) der Erkennungseinheit (3) durch das. Signal (VII, VII', VII") des Gebers (1) die in der Auswerteeinheit (2) zur Verfügung stehende Information, welche von der Aufeinanderfolge des Ansprechens der Vergleichseinrichtungen (4, 4') entsprechend der vom Geber gelieferten Signalform beeinflußt ist, auf in,der Auswerteeinheit (2) vorbestimmte Weise zum Rückschluß auf den Triggerpunkt (ME) des das Eintreten des charakteristischen Ereignisses kennzeichnenden Signals dient.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansprechwerte (IX, X) der Vergleichseinrichtungen (4, 4') niedriger liegen als dem Signalpegel zum Zeitpunkt des Ansprechens der Erkennungseinheit (3) entspricht.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinheit (2) zumindest eine Zähleinrichtung (5) enthält, deren Zähleingang (6) von einem Freigabezeitpunkt (V) bis zum Auftreten des Ausgangsimpulses. (III) der Erkennungseinheit (3) zeitlichen bzw. räumlichen Abläufen zugeordnete Signale (XI) zuführbar sind und die während

dieser Zeit, abhängig von der zeitlichen Aufeinanderfolge der Ausgangssignale (I, II) der Vergleichseinrichtungen (4, 4'), von zumindest einer der Vergleichseinrichtungen setzbar, startbar oder auslesbar ist, und daß der Zählvorgang nach Ansprechen der Erkennungseinheit (3) beendet ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale (I, II) der Vergleichseinrichtungen (4, 4') nach dem Ansprechen der Erkennungseinheit (3) bis zur neuerlichen Freigabe durch die Auswerteeinheit (2) unterdrückt werden.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Auswerteeinheit (2) ein zusätzliches, von zeitlichen oder räumlichen Abläufen ausgelöstes Referenzsignal (13) zuführbar ist, und die Berücksichtigung des Ansprechens der Vergleichseinrichtungen bzw. der Rückschluß auf den Triggerpunkt durch die Auswerteeinheit in Form der Bildung des zeitlichen oder räumlichen Abstandes vom Auftreten des Referenzsignals erfolgt (Fig. 7).

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale (I, II) der Vergleichseinrichtungen (4, 4') direkt oder über einen nachgeschalteten monostabilen Multivibrator (8) mit einer Auswahllogik (7) verbunden sind, welche abhängig von der zeitlichen Aufeinanderfolge der registrierten Ausgangssignale zumindest eine der Vergleichseinrichtungen (4, 4') zum Rücksetzen der Zähleinrichtung (5) verwendet.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinheit so geschaltet ist, daß das letzte überschreiten der Vergleichseinheit mit dem niedrigsten Ansprechwert (X) durch das Signal (VII) des Gebers vor dem Ansprechen der Erkennungseinheit dem Triggerpunkt (ME) zugeordnet ist, der mit dem Auftreten des maschinencharakteristischen Ereignisses korreliert und zum letzten Beeinflussen der Zähleinrichtung vor dem Ansprechen der Erkennungseinheit führt (Fig. 3).

S. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Auswerteeinheit zwei Zähleinrich-

tungen (5, 9) vorgesehen sind, deren eine (9) das Auftreten des Ausgangssignals (I) einer (A) der Vergleichseinrichtungen registriert und abhängig von der registrierten Signalfolge die Information der das Ansprechen einer anderen Vergleichseinrichtung (4') registrierenden anderen Zähleinrichtung (5) beeinflußt (Fig. 6).

9» Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Auswerteeinheit so geschaltet ist, daß eine der Vergleichseinrichtungen, deren Ansprechwert (IX) zwischen dem niedrigsten Ansprechwert (X) und dem der Erkennungseinrichtung liegt, zum letzten Beeinflussen der Zähleinrichtung führt, und daß durch entsprechende rechnerische Bewertung der in der Zähleinrichtung enthaltenen Information auf den Triggerpunkt (ME) zurückgeschlossen wird (Fig. A) .

10.Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9> dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinheit so geschaltet ist, daß das Ausgangssignal (II) der Vergleichseinrichtung mit dem niedrigsten Ansprechwert (X) dann zu keiner Beeinflussung der Zähleinrichtung führt, wenn vor dem letzten Ansprechen dieser Vergleichseinrichtung zumindest eine der weiteren Vergleichseinrichtungen mit höherem Ansprechwert (IX) ihren Ausgangsimpuls (I) abgibt (Fig. 5).

11.Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinheit zumindest teilweise von einer integrierten Schaltung gebildet ist.

12.Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinheit zumindest teilweise softwaremäßig realisiert ist.