DE3417676C2

DE3417676C2 -

Info

Publication number: DE3417676C2
Application number: DE19843417676
Authority: DE
Inventors: Martin Dipl.-Ing. 7447 Aichtal De Gerstl; Ulrich Dipl.-Ing. 7333 Ebersbach De Schlienz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1984-05-12
Filing date: 1984-05-12
Publication date: 1990-09-20
Also published as: DE3417676A1

Description

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Verarbeitung von Signalen eines Signalgebers, insbesondere einer induktiven Triggerzange eines Motortestgerätes, nach der Gattung des Hauptanspruches.

Es ist bereits allgemein bekannt, die Signale von Signalgebern in Rechenschaltungen weiterzuverarbeiten. Dies ist dann besonders einfach, wenn es sich um langsame Signale handelt, die längere Zeit am Eingang der Rechenschaltung anliegen. Handelt es sich jedoch um kurze, sehr schnelle Impulse, wie sie beispielsweise bei Zündvorgängen an Ottomotoren auftreten, so können diese Signale ohne weiteres nicht durch die Rechenschaltung erfaßt werden, da bei der seriellen Abarbeitung eines Programmes nur zu bestimmten Zeitpunkten Meßdaten abgerufen werden können. Hierzu wurde in der DE-OS 32 41 038 vorgeschlagen, daß die Signale des Signalgebers einen Kondensator aufladen der nach einer vorgegebenen Zeit entladbar ist, um die Kondensatorspannung über einen Analog-Digital-Wandler der Rechenschaltung zuzuführen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Verarbeitung von Signalen eines Signalgebers, insbesondere einer induktiven Triggerzange eines Motortestgerätes anzugeben, die eine hohe Störsignalunterdrückung gewährleistet.

Diese Aufgabe wird durch die im Hauptanspruch angegebenen Merkmale gelöst.

Die erfindungsgemäße Vorichtung nach der Gattung des Hauptanspruches hat den Vorteil, daß der Spitzenwertgleichrichter so gestaltet ist, daß eine Selektierung verschieden starker Signale aus dem Signalgeber erreicht wird, woraus sich eine Bandpaßeigenschaft der Vorrichtung ergibt. Schwache Signale, mit einer dementsprechend kleinen Maximalwert der ersten zeitlichen Ableitung, die etwa durch induktive Streueinkopplung von anderen Zündleitungen herrühren, führen zu einem schwachen Transistorstrom, so daß kein Meldungssignal gebildet wird. Damit wird die Rechenschaltung durch schwache Signale nicht unterbrochen. Starke Signale, mit einem dementsprechend großen Maximalwert der ersten zeitlichen Ableitung, werden vom Spitzenwertgleichrichter integriert, wodurch sich eine verbesserte Störunempfindlichkeit gegenüber hochfrequenten Impulsstörungen aus der Zündanlage ergibt. Gleichzeitig ist durch die Versorgungsspannung des Spitzenwertgleichrichters eine Amplitudenbegrenzung gegeben, wodurch der Eingang des nachfolgenden Analog- Digital-Wandlers vor zu hohen Eingangsspannungen geschützt ist.

In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung angegeben. In besonders einfacher Weise wird zur Bildung des Meldungssignales ein ohmscher Widerstand und eine in Stromflußrichtung parallel geschaltete Basis-Emitter-Diode eines zweiten Transistors in die Kollektorleitung des ersten Transistors geschaltet. Damit kann die Schalteigenschaft des zweiten Transistors dazu benutzt werden, die Analog-Digital-Wandlung zu starten und einen Interrupt- Eingang der Rechenschaltung zu betätigen. Nach Ansprechen der Interrupt-Leitung wird dann die Rechenschaltung ihr laufendes Programm unterbrechen und den im Analog-Digital- Wandler gewandelten Wert des Spitzenwertgleichrichters übernehmen. Die Schalteigenschaft des zweiten Transistors kann aber auch dazu benutzt werden, über eine monostabile Stufe den Kondensator des Spitzenwertgleichrichters zu entladen, so daß sich eine automatische Reinitalisierung des Spitzenwertgleichrichters ergibt, die kein Eingreifen von der Rechenschaltung erfordert. Werden die Signale des Signalgebers über eine Diode auf den Eingangstransistor des Spitzenwertgleichrichters gegeben und wird ein Widerstand zur Aufnahme des Basisstromes zwischen die Basis des Transistors und einer Versorgungsspannung geschaltet, so ist der Eingang des Spitzenwertgleichrichters besonders hochohmig, und der Signalgeber oder ein ihm nachgeschalteter Übertrager wird nicht belastet.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, eine Vorrichtung zur Verarbeitung von Signalen aus einer induktiven Triggerzange eines Motortestgerätes, ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Die Figur zeigt eine induktive Triggerzange 1 eines Motortestgerätes, die über einen Übertrager 7 an einen Spitzenwertgleichrichter angeschlossen ist. An einem Kondensator C 1 am Emitter eines Transistors T 1 liegt eine Spannung an, die dem Spitzenwert des Signales der Triggezange 1 entspricht und über einen Analog-Digital- Wandler 3 einer Rechenschaltung 2 zugeführt wird.

In Abhängigkeit vom übernommenen Wandlungsergebnis des Analog-Digital-Wandlers 3 steuert die Rechenschaltung 2 eine Treiberstufe 5 für eine Blitzlampe 6 an, die als Stroboskop für eine Zündzeitpunkteinstellung eines Fahrzeugmotors verwendet wird.

Zur Verarbeitung der Signale aus der induktiven Triggerzange wird die Triggerzange auf eine Zündkerzenzuleitung des Motors geklemmt, um dadurch den Zündstrom des entsprechenden Zylinders induktiv zu erfassen. As so gewonnene Signal entspricht einer gedämpften Schwingung mit einer Grundfrequenz von ca. 400 kHz. Der Spitzenwert dieser gedämpften Schwingung soll erfaßt werden und der Rechenschaltung 2 zugeführt werden.

Dieses Signal der induktiven Triggerzange 1 ist an die Primärwicklung 71 des Übertragers 7 angeschlossen, so daß sich an der Sekundärwicklung 72 ein gleichanteilfreies niederohmiges Ausgangssignal ergibt. Die Sekundärwicklung 72 ist einerseits an eine untere Versorgungsspannung GND des Spitzenwertgleichrichters angeschlossen, andererseits führt sie auf die Kathode einer Diode D 1. Die Anode der Diode D 1 führt auf die Basis des Transistors T 1 des Spitzenwertgleichrichters. Der Emitter des Transistors T 1 führt über den Kondensator C 1 an die Versorgungsspannung GND, der Kollektor ist über einen Widerstand R 1 an eine obere Versorgungsspannung U angeschlossen. Ein zweiter Widerstand R 2 verbindet die Basis des Transistors T 1 mit der Versorgungsspanng U. Parallel zum Widerstand R 1 ist ein zweiter Transistor T 2 derart angeschlossen, daß die Basis-Emitter-Diode des Transistors T 2 in Stromflußrichtung parallel zum Widerstand R 1 liegt. Der Kollektor ist über zwei in Serie liegende Widerstände R 3 und R 4 an die Versorgungsspannung GND angeschlossen.

An der Basis des Transistors T 1 ist eine Spannung eingeprägt, die um die Durchlaßspannung der Diode D 1 oberhalb der an der Sekundärwicklung 72 des Übertragers 7 induzierten Spannung liegt und die durch die Versorgungsspannung U nach oben begrenzt ist. Wird die Durchlaßspannung der Basis-Emitter-Diode des Transistors T 1 durch ein positives Signal an der Sekundärwicklung 72 überschritten, so folgt die Spannung am Kondesator C 1 diesem Signal, wobei der Transistors T 1 als Emitterfolger wirkt, solange er nicht in der Sättigung ist. Der Baisstrom für den Transistor T 1 wird dabei durch den Widerstand R 2 geliefert. Überschreitet das Signal seinen Maximalwert, so sperrt die Basis-Emitter-Diode des Transistors T 1 und die Spannung am Kondensator C 1 bleibt erhalten, da die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors T 1 hochohmig ist und kein Strom über den Widerstand R 1 fließen kann.

Bei großen Signalen an der Sekundärwicklung 72, die über den Widerstand R 1 den Transistor T 2 leitend schalten, ist der Kollektor des Transistors T 1 über die Emitter- Basis-Diode des Transistors T 2 auf ein festes Potential unterhalb der oberen Versorgungsspannung U gelegt. Danach wird der Kondensator C 1 mit einer festen Zeitkonstanten geladen, die von der Stromverstärkung des Transistors T 1, dem Widerstand R 2 und dem Kondensator C 1 abhängt. die Sprungantwort des Spitzenwertdetektors zeigt also für große Signale ein Verhalten eines Tiefpasses erster Ordnung auf.

Überschreitet nun der Kollektorstrom des Transistors T 1 einen vorgebenen Wert, so daß der am Widerstand R 1 entstehende Spannungsabfall den Transistor T 2 niederohmig schaltet, so entsteht über die Widerstände R 3 und R 4 am Kollektors des Transistors T 2 eine positive Schaltflanke.

Diese Schaltflanke taucht dann auf, wenn der Kondensator C 1 zu Beginn einer Spitzenwertgleichrichtung ungeladen war und ein Signal von der Sekundärwicklung 72 des Übertragers 7 eine hohe Flankensteilheit, d. h. einen hohen Maximalwert der ersten zeitlichen Ableitung besitzt. Damit ist das Signal am Kollektor des Transistors T 2 ein Maß dafür, ob ein ausreichend starkes Signal am Spitzenwertgleichrichter anliegt. Dementsprechend wird der Spannungsabfall an den Widerständen R 3 und R 4 als Eingangssignal für einen Interrupt-Eingang INT der Rechenschaltung 2 herangezogen, um so anzuzeigen, daß ein ausreichend starkes Signal von der Triggerzange 1 vorliegt.

Das Signal am Kollektor des Transistors T 2 wird auf einen Eingang eines OR-Glieds 4 geführt, dessen Ausgang mit einem Steuereingang 32 des Analog-Digital-Wandlers 3 verbunden ist.

Liegt nun ein großes Signal am Eingang des Spitzenwertgleichrichters an, so erscheint am Kollektor des Transistors T 2 eine positive Flanke, die über das OR-Glied 4 dem Analog-Digital-Wandler 3 einen Befehl zum Wandeln der Spannung gibt, die vom Kondensator C 1 an den Analog- Eingang 31 geführt wird. Gleichzeitig erhält die Recheneinheit 2 am Interrupt-Eingang INT den Befehl, sein laufendes Programm zu unterbrechen und das Wandlungsergebnis des Analog-Digital-Wandlers 3 an einem Eingang PB zu übernehmen.

Weiterhin ist im Spitzenwertgleichrichter eine automatische Entladung des Kondensators C 1 nach einer vorgegebenen Zeitspanne vorgesehen. Hierfür wird ein monostabiles Element, bestehend aus zwei Transistoren T 3, T 4, einem Widerstand R 5 und einem Kondensator C 2, durch das Signal am Kollektor des Transistors T 2 getriggert.

Die Basis des Transistors T 3 ist dazu an den Verbindungspunkt der Widerstände R 3 und R 4 gelegt, der Emitter führt an die Versorgungsspannung GND. Der Kollektor des Transistors T 3 ist über einen Widerstand R 5 an die obere Versorgungsspannung U und über einen Kondensator C 2 an die untere Versorgungsspannung GND geführt, gleichzeitig führt er auf die Basis des Transistors T 4. Die Kollektor-Emitter- Strecke des Transistors T 4 ist zur Entladung dem Kondensator C 1 parallel geschaltet. Im Ruhezustand ist der Transistor T 2 hochohmig, damit ist der Transistor T 3 hochohmig und über den Widerstand R 5 fließt ein Basisstrom in den Transistor T 4, so daß der Kondensator C 1 über die Kollektor- Emitter-Strecke des Transistors T 4 kurzgeschlossen ist. Liegt nun ein ausreichend starkes Signal am Eingang des Spitzenwertgleichrichters an, so wird durch die positive Schaltflanke am Kollektor des Transistors T 2 der Transistor T 4 über den Transistor T 3 hochohmig geschaltet und der Kondensator C 1 wird über den Transistor T 1 aufgeladen. Unterschreitet nun der Kollektorstrom des Transistors T 1 seinen vorgegebenen Wert, so daß der Transistor T 2 wieder hochohmig wird, so wird auch der Transistor T 3 hochohmig. Nach einer durch den Wert des Widerstandes R 5 und des Kondensators C 2 festgelegten Zeitspanne wird die Schaltschwelle des Transistors T 4 wieder erreicht, so daß danach der Kondensator C 1 entladen wird, und für ein erneutes Signal zur Verfügung steht. Zur Überprüfung dieser Funktionsweise kann die Recheneinheit 2 über einen Ausgang PAØ und das OR-Glied 4 dem Analog-Digital-Wandler 3 einen Wandlungsbefehl erteilen und das Ergebnis über den Eingang PB einlesen. Es liegt ebenfalls im Bereich der Erfindung, den Kondensator C 1 durch ein von der Recheneinheit 2 gebildetetes Signal, etwa nach Erhalt des Wandlungsergebnisses, zu entladen. Dieses ist jedoch zur Vereinfachung der Darstellung nicht weiter gezeigt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist selbstverständlich nicht nur auf das hier gewählte Ausführungsbeispiel beschränkt, sie ist vorteilhaft überall dort einsetzbar, wo es auf schnelle und sichere Erfassung von schnellen Impulsen durch eine Recheneinheit ankommt, wie beispielsweise bei der Klopferkennung bei Brennkraftmaschinen oder in der Empfängertechnik zum Empfang von pulsamplitudenmodulierten Signalen.

Claims

1. Vorrichtung zur Verarbeitung von Signalen eines Signalgebers, insbesondere einer induktiven Triggerzange (1) eines Motortestgerätes, mit einem Spitzenwertgleichrichter mit einem Kondensator (C 1), einem nachfolgenden Analaog-Digital-Wandler (3) und einer nachfolgenden Rechenschaltung (2), dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (C 1) mit dem Emitter eines Transistors (T 1) in Verbindung steht, so daß die Basis-Emitter-Diode des Transistors (T 1) die Spitzenwertgleichrichtung auf den Kondensator (C 1) bewirkt, und daß Schaltungselemente vorgesehen sind, die ab Überschreiten einer vorgegebenen Schwelle des durch den Transistor (T 1) fließenden Kollektorstromes, der Rechenschaltung (2) ein entsprechendes Meldungssignal zuführen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungselemente aus einem Widerstand (R 1) am Kollektor des Transistors (T 1) und einem zweiten Transistor (T 2) bestehen, wobei die Basis-Emitter-Diode des zweiten Transistors (T 2) in Stromflußrichtung parallel zum Widerstand (R 1) geschaltet ist und beide an eine Versorgungsspannungsquelle angeschlossen sind, wodurch das Meldungssignal am Kollektor des zweiten Transistors (T 2) anliegt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale über eine Diode (D 1) an die Basis des Transistors (T 1) geführt werden, wobei der Basisstrom von eiem zweiten Widerstand (R 2) geliefert ist, der zwischen die Basis und eine Versorgungsspannungsquelle geschaltet ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß weitere Schaltungselemente vorgesehen sind, die den Kondensator (C 1) entladen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren Schaltungselemente durch ein monostabiles Element (T 3, R 5, C 2, T 4) gebildet werden, das nach einer vorgegebenen Zeitspanne in Abhängigkeit vom Meldungssignal den Kondensator (C 1) entlädt.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein OR-Glied (4) vorgesehen ist, dessen Ausgangssignal im Analog-Digital-Wandler (3) den Wandlungsvorgang auslöst in Abhängigkeit vom Meldungssignal oder einem Befehlssignal, das von einem Ausgang (PAØ) der Rechenschaltung (2) abgegeben wird.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechenschaltung (2) über eine Treiberstufe (5) eine Blitzlampe (6) ansteuert.