TACHOSENSOR FOR GENERATING VELOCITY DEPENDENT ELECTRICAL SIGNALS

Abstract: 1. Tachosensor for obtaining speed-dependent signals in conjunction with a mechanical tachometer, having at least one coil (1) which is influenced by the magnetic field of at least one tachomagnet, characterized in that the winding (1) is arranged on at least one thin plate (2) of soft magnetic material, which forms the core, that the coil (1), together with the core (2), is inserted into a screw (4) of non-magnetic material which can be screwed into the mechanical tachometer and that an evaluating circuit takes account of the change in inductance of the coil (1).

Description: Tachosensor zur Gewinnung von weg- und/oder geschwindigkeitsabhängigen elektrischen Signalen Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem Tachosensor nach der Gattung des Hauptanspruchs. Ein Tachosensor soll in Verbindung mit einem konventionellen, mechanischen Tachometer, wie er heute in Kraftfahrzeugen eingebaut ist, das Weg- bzw. C-eschwindg- keitsslgnal in en elektrisch verwertbares Signal umwandeln, welches beispielsweise als Eingangssignal für einen nachzurüstenden Boricomputer, für eine Kraftstoffverbrauchsanzeige oder ähnliches benötigt wird. Es sind induktive Sensoren bekannt, die eine Spule aufweisen, die mit einer Eisenschraube auf die Riick- seite des Tachometers geschraubt wird und von dem-Streu- feld des oder der rotierenden Tachomagneten beeinflusst wird. Es wird in der Spule eine bezüglich Frequenz und Amplitude geschwindigkeitsproportionale bzw. tachowellendrehzahlproportionale Impulsspannung induziert, die verstärkt als elektrisches Tachosignal verwandt werden kann. Diese bekannten Tachosensoren haben aber den Nachteil, dass sie nur ober halb einer bestimmten Fahrgeschwindigkeit störsicher arbeiten, da bei geringen Fahrgeschwindigkeiten das Nutz- zu Störverhaltnis zu gering ist. Weiterhin sind induktive Sensoren oder mit Reedkontakten bestückte Sensoren bekannt, die mechanisch angetrieben werden, sodass die Tachowelle mechanisch aufgetrennt werden muss. Diese Art von Sensoren eignen sich nicht zur Nachrüstung insbesondere durch Laien. Schliesslich ist es aus der FR-OS 2 469 786 bekannt, induktive Sensoren mit einem Kern aus dünnem Blech aufzubauen, der von einer Aufnehmerspule umgeben ist. Vorteile der Erfindung Der erfindungsgemässe Tachosensor mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs, hat demgegenüber den Vorteil, dass er bis zu einer Tachowellendrehzahl von O Um drehungen/min. arbeitet. Ausserdem muss bei einer Nachrüstung kein Eingriff in den Tachometer vorgenommen werden. Durch die in den Unteransprüchen angegebenen Merkmalen sind vorteilhafte eiterbildungen und Verbesserungen möglich. Die vorgeschlagenen Auswerteschaltungen liefern exakte Signale und sind einfach und preisgünstig herzustellen. Zeichnung Der erfindungsgemässe Tachosensor ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung naher erläutert. Es zeigen Figur 1 eine auf einen flachen Kern gewickelte Spule, die in einer Schraube eingelassen ist, Figur 2 eine erste Auswerteschaltung, Figur 3 eine zweite Auswerteschaltung, Figur 4 eine dritte Auswerteschaltung und Figur 5 eine vierte Auswerteschaltung. Beschreibung der Ausführungsbeispiele In Figur 1 ist eine flache Spule, die 10 bis einige 100 Windungen aufweisen kann, auf einem Kern 2 angeordnet. Der Kern besteht aus einem oder mehreren Blechen aus weichmagnetischem Material, die eine Dicke von kleiner als 0,1 mm aufweisen. Die Spule 1 mit dem Kern 2 ist in die Bohrung 3 einer Schraube k eingelassen, wobei die Zuleitungen 5 zur Spule 1 aus der Schraube 4, die aus nichtmagnetischem Material wie Messing oder Kunststoff besteht, herausführen. Die Anordnung nach Figur 1 wird in die Rückseite eines Tachometers eingeschraubt. Diese Einbauart ist besonders für Tachometer geeignet, deren magnetische Feldstärkevariation bei einer Anbaustelle ausserhalb des Tachometers zur Aussteuerung des Tachosensors nicht ausreichen sollte. An die Zuleitungen 5 ist eine Auswerteschaltung entsprechend den Figuren 2 bis 5 angeschlossen. Bei einer weiteren nicht dargestellten Anordnung kann die Spule 1 mit dem Kern 2 und mit der Auswerteschaltung, die sich auf einem Träger befindet, mittels einer am Tachometer vorhandenen Schraube auf dessen Rückseite, die als Befestigungsblech zum Amaturenbrett dient, befestigt werden. Die in den mechanischen Tachometernvvorhandenen rotierenden Tachomagnete erzeugen ein Magnetfeld. Der erfindungsgemässe Tachosensor wird durch seine Anbauweise in das Streufeld der rotierenden Tachomagneten gebracht. In Abhängigkeit vom Magnetfeld ändert sich die Permeabilität des Kerns 2 und damit ändert sich die Induktivität der Spule. Die Änderung der Induktivität wird in der nachgeschalteten Auswerteschaltung ausgenutzt. In Figur 2 ist die. Spule 1 frequenzbestimmendes Teil eines Rt-Relaxationsoszillators 10. Ein Widerstand R1 ist mit seinem einen Ende mit der Spule 1 verbunden und führt mit seinem anderen Ende auf den Eingang eines ersten Inverters 11. Der Ausgang des ersten Inverters 11 ist einerseits mit dem zweiten Ende der Spule 1 und mit dem Eingang eines zweiten Inverters 12 verbunden. An dessen Ausgang liegt ein Widerstand R2, dessen anderes nde mit der Spule 1 verbunden ist. Der Relaxationsoszillator 10 liefert je nach magnetischer Aussteuerung an seinem Ausgang z.B. eine rechteckförmige, frequenzmodulierte Ausgangsspannung. Die Wegbzw. Geschwindigkeitsinformation, die der Tachowellendrehzahl entspricht, liegt in der Häufigkeit der Über- bzw. Unterschreitungen einer bestimmten Frequenzschwelle dieser Ausgangsspannung, z.B. EMI4.1 wobei fn und fax die min male bzw. die maximale Frequenz der Ausgangsspannung ist. Dem Relaxationsoszillator 10 ist ein as Tiefpass 13 ausgebildetes Filter nachgeschaltet, das auf den Eingang einer Iaoulsforperstufe 14 führt. Tiefpass 13 und mpulsfDrmersWufe 14 bilden einen Frequenzdiskriminator. Der Tiefpass 13 ist mit dem Eingang eines vierten Inverters 15 verbunden dessen Ausgang an die Kathode einer Diode 16 angeschlossen ist. Die Anode der Diode 15 führt auf den Eingang eines vierten Inverters 17 und ist ausserdem über eine Parallelschaltung von einem Widerstand 18 und einem Kondensator 19 mit dem positiven Pol der nicht dargestellten Stromversorgungseinrichtung verbunden. Am Ausgang des Tiefpasses 13 liegt eine Spannung an, deren Amplitude jeweils von der Frequenz des Ausgangssignals des Relaxationsoszillators abhängt. Die Impulsformerstufe fk liefert dann eine Rechteckspannung, deren Frequenz proportional zur Geschwindigkeit des Fahrzeuges bzw. proportional zur Tachowellendrehzahl ist. Falls bereits eine hochfrequente Spannung (ca. 10 kHz bis 1u Hz: an Bord des Kraftfahrzeuges zur verfügung steht, z.B. die Taktfrequenz für einen Mikroprozessor, kann diese Spannung entsprechend Figur 3 der Spule 1 zugeführt werden, die einerseits über einen Widerstand 2O mit Masse verbunden ist und andererseits an die Impulsformerstufe 14 angeschlossen ist. Bei der Auswerteschaltung nach Figur 3 wird die Impedanzvariation der Spule in Verbindung mit dem Widerstand 20 ausgenutzt. (Tiefpassfilter). Um Temperatureffekte und ähnliche Effekte ausschliessen zu können, kann eine Differentialauswertung vorgesehen werden. Dazu werden zwei räumlich getrennte Spulen auf den Kern 2 gewickelt und entsprechend den Figuren 4 und 5 beschaltet. Ebenso wie ar die Schaltung aus Figur 3 muss für Sie Dc;.a'tlng entsprechend Figur L eine hochfrequente Spannung zu Verfügung stehen, die die Reihenschaltung der Spulen 1 a und 1 b speist (Spannungsteiler). Der Verbindungs- punkt zwischen den zwei Spulen 1 a und 1 b ist mit der Im pulsformerschaltung 1 entsprechend Figur 3 und Figur 2 verbunden. Eine selbstschwingende Differentlalschaltung ist in Figur 5 gezeigt, bei der die beiden Enden der Spulen 1 a, 1 b und ihr Verbindungspunkt mit einem Multivibrator 21 mit Wiaerständen als ##-Zeitglieaer verbunden.sind. Am Ausgang liegt dann eine Rechteckspannung an, bei der die Impulsdauer und die Pausendauer entsprechend der Induktivitäten der einzelnen Spulen variieren.

Claims: Ansprüche 1. Tachosensor zu Gewinnung von weg- und/oder geschwindigkeitsabhängigen Signalen in Verbindung mit einem mechanischen Tachometer mit mindestens einer Spule, die vom magnetischen Feld mindestens eines Tachomagneten beeinflusst wird, dadurch gekennzeichnet, ass dIe wicklung (1) auf mindestens einem dünnen, den Kern bildenden Blech t2) aus weichmagnetischem Material angeordnet ist und dass die Auswerteschaltung die Anderung der Induktivität der Spule (1? berücksichtigt. 2. Tachosensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er auf der Rückseite des mechanischen Tachometers befestigt ist. 3. Tachosensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule (1) mit dem Kern (2) in eine Schraube (k) eingelassen ist, die in den mechanischen Tachometer eingeschraubt werden kann. 4. Tachosensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule (1) Bestandteil eines RL Relaxationsoszillators (10) ist. 5. Tachosensor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass dem Relaxationsoszillator (10) ein Frequenzdiskriminator (13, 14) nachgeschaltet ist. 6. Tachosensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine hochfrequente Spannung an die Reihenschaltung der Spule (1) und eines Widerstandes (20) angelegt wird, wobei der Verbindungspunkt zwische Spule (1) und Widerstand (20) mit einer Impulsformerstufe (1k) verbunden ist. 7. Tachsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Spulen (1 a, 1 b) in räumlich getrennter Weise auf dem Kern (2) angeordnet sind. 8. Tachosensor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulen (1 a und 1 b) Teil eines RL-Multivibrators (21) sind. 9. Tachosensor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine hochfrequente Spannung an die Reihenschaltung der zwei Spulen (1 a und 1 b) angelegt wird, wobei der Verbindungspunkt zwischen den zwei Spulen (1 a, 1 b) mit der Impulsformerstufe (14) verbunden.

Inventors: RIEDEL, GEORG, WOLF, KONRAD, DIPL.-ING., ZABLER, ERICH, DR.-ING.
Applicants: ROBERT BOSCH GMBH
Application year: 1982
Main classification: G01P3
IPC codes: G01P3