DE1112323B

DE1112323B - Electric tachometer

Info

Publication number: DE1112323B
Application number: DEB57282A
Authority: DE
Inventors: Helmut Domann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1960-03-30
Filing date: 1960-03-30
Publication date: 1961-08-03

Description

BSTERNAT.KL. G Ol PBSTERNAT.KL. G Ol P

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

B 57282 IX/42 οB 57282 IX / 42 ο

ANMELDETAG: 30. MÄRZ 1960REGISTRATION DATE: MARCH 30, 1960

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UNDAUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT:NOTICE
THE REGISTRATION
AND ISSUE OF
EDITORIAL:

3. AUGUST 1961AUGUST 3, 1961

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Drehzahlmesser für Brennkraftmaschinen, mit einem an eine Gleichstromquelle schwankender Ausgangsspannung angeschlossenen Multivibrator, dessen Eingangstransistor an einen mit der Kurbelwelle kuppelbaren Impulsgeber angeschlossen ist und mit einem Multivibrator-Ausgangstransistor zusammenarbeitet, der mit seinem über einen Speisewiderstand an einen Pol der Stromquelle angeschlossenen Kollektor auf die Basis des Eingangstransistors über einen zu einem Zeitglied gehörenden Kondensator einwirkt.The invention relates to an electric tachometer for internal combustion engines, with a Multivibrator connected to a direct current source with a fluctuating output voltage, its input transistor is connected to a pulse generator that can be coupled to the crankshaft and with a Multivibrator output transistor works together, which is connected to its via a feed resistor one pole of the current source connected collector to the base of the input transistor acts on a capacitor belonging to a timing element.

Bei bekannten Drehzahlmessern dieser Art wird die beim Öffnen und Schließen des Unterbrechers einer Batteriezündanlage entstehende Spannung an der Primärwicklung der Zündspule dazu benutzt, Ladestromstöße für einen an der Eingangsseite des Multivibrators liegenden Kondensator zu erzeugen, indem zunächst die hochfrequenten Überlagerungsschwingungen abgeleitet und dann die Rechteckspan- nung unter Verwendung eines Transformators differenziert wird. Wenn der Drehzahlmesser in bekannter Weise zur Verstärkung der Ladespannung des Kondensators mit in einer Multivibratorschaltung verbundenen Transistoren ausgerüstet wird, hängt der die Drehzahlanzeige bewirkende Kollektorstrom des Ausgangstransistors stark von der jeweiligen Höhe der Spannung der für den Betrieb des Drehzahlmessers zur Verfügung stehenden Stromquelle ab, weil der während der Kippdauer des Multivibrators stromleitende Ausgangstransistor nur einen sehr geringen Innenwiderstand hat, so daß der Kollektorstrom dem Quotienten aus der Spannung der Betriebsstromquelle und dem Kollektorwiderstand entspricht. Die beim Betrieb von Kraftfahrzeugen zur Verfügung stehende Starterbatterie hat jedoch in stark entladenem Zustand eine wesentlich niedrigere Spannung als bei voller Ladung. Diese Spannungsunterschiede können bis zu 20% und mehr betragen und ergeben dann eine im gleichen Verhältnis verfälschte Angabe über die Drehzahl.In known tachometers of this type, the opening and closing of the interrupter voltage generated by a battery ignition system on the primary winding of the ignition coil is used to To generate charging currents for a capacitor located on the input side of the multivibrator, by first deriving the high-frequency superimposition vibrations and then the rectangular span voltage is differentiated using a transformer. When the tachometer in known Way to amplify the charging voltage of the capacitor with connected in a multivibrator circuit Transistors is equipped, depends on the collector current of the output transistor causing the speed display strongly on the respective level of the voltage required for the operation of the tachometer available power source, because the current-conducting during the tilting period of the multivibrator Output transistor has only a very low internal resistance, so that the collector current dem The quotient of the voltage of the operating current source and the collector resistance corresponds. The at However, the starter battery available for operation of motor vehicles is in a severely discharged state a much lower voltage than when fully charged. These voltage differences can up to 20% and more and then result in a falsified information about in the same ratio the speed.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, daß zum Ausgleich der infolge der Spannungsschwankungen der Betriebsstromquelle entstehenden Unterschiede im zeitlichen Mittelwert der Kollektorstromstärke des Ausgangstransistors die Kippdauer des Multivibrators verändert wird mit Hilfe einer Zenerdiode, die mit einer ihrer beiden Elektroden an die Basis des Eingangstransistors, mit ihrer anderen Elektrode an eine von der Betriebsspannung abgeleitete Vorspannung angeschlossen ist.According to the invention it is proposed that to compensate for the voltage fluctuations the operating current source resulting differences in the time average of the collector current intensity of the Output transistor the breakover duration of the multivibrator is changed with the help of a Zener diode, which is connected to one of its two electrodes to the base of the input transistor, with its other electrode to one bias voltage derived from the operating voltage is connected.

Die Erfindung und weitere Einzelheiten sind nach-Elektrischer DrehzahlmesserThe invention and other details are post-electrical Tachometer

Anmelder:Applicant:

Robert Bosch G. m. b. H.,
Stuttgart W, Breitscheidstr. 4Robert Bosch GMBH.,
Stuttgart W, Breitscheidstr. 4th

Helmut Domann, Stuttgart,
ist als Erfinder genannt wordenHelmut Domann, Stuttgart,
has been named as the inventor

stehend an Hand von Ausführungsbeispielen beschrieben und erläutert. Es zeigtstanding on the basis of exemplary embodiments described and explained. It shows

Fig. 1 einen elektrischen Drehzahlmesser in seinem Schaltbild,Fig. 1 shows an electric tachometer in its circuit diagram,

Fig. 2 und 3 Schaubilder zur Erklärung seiner Wirkungsweise; FIGS. 2 and 3 are diagrams for explaining its mode of operation;

Fig. 4 zeigt einen anderen Drehzahlmesser in seinem elektrischen Schaltbild undFig. 4 shows another tachometer in its electrical circuit diagram and

Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel ebenfalls in seinem elektrischen Schaltbild;5 shows a further embodiment also in its electrical circuit diagram;

Fig. 6, 7 und 8 zeigen Tiefpaßfilter für einen Frequenzdurchmesser nach Fig. 5.Figures 6, 7 and 8 show low pass filters for one frequency diameter according to FIG. 5.

Der Drehzahlmesser nach Fig. 1 ist für eine Vierzylinder-Viertaktbrennkraftmaschine 10 bestimmt, die mit einer Hochspannungszündanlage ausgerüstet ist. Jede ihrer vier Zündkerzen 11 ist über eines von vier Kabeln, von denen in Fig. 1 der Übersichtlichkeit halber nur ein bei 12 angedeutetes gezeichnet ist, mit einer von vier feststehenden Elektroden 13 eines Zündverteilers 14 verbunden. Der umlaufende Verteilerfinger 15 ist mit der Kurbelwelle 16 der Brennkraftmaschine gekuppelt und führt auf je zwei Kurbelwellenumdrehungen eine Umdrehung aus. Auf der Antriebswelle des Verteilerfingers 15 sitzt außerdem ein vierhöckriger Unterbrechernocken 17, der mit einem Unterbrecherhebel 18 zusammenarbeitet. Der Unterbrecherhebel und der feststehende Unterbrecherkontakt 19 sind in eine Zuführungsleitung 20 eingeschaltet, die vom Minuspol einer Batterie 21 von etwa 12,6 V zu einem der beiden Wicklungsenden der Primärwicklung 22 einer Zündspule führt. An den Pluspol der Batterie 21 ist das andere Ende der Primärwicklung 22 zusammen mit einem Wicklungsende der Hochspannungswicklung 24 der Zündspule angeschlossen. Das andere Wicklungsende der Hochspannungswicklung ist zum umlaufenden VerteilerfingerThe tachometer according to Fig. 1 is for a four-cylinder four-stroke internal combustion engine 10 determined, which is equipped with a high-voltage ignition system. Each of their four spark plugs 11 is about one of four Cables, of which only one indicated at 12 is drawn in FIG. 1 for the sake of clarity, with one of four fixed electrodes 13 of an ignition distributor 14 is connected. The circulating distributor finger 15 is coupled to the crankshaft 16 of the internal combustion engine and leads to two crankshaft revolutions one turn off. Also sits on the drive shaft of the distributor finger 15 a four-humped breaker cam 17 which cooperates with a breaker lever 18. Of the Breaker lever and the fixed breaker contact 19 are connected to a supply line 20, that from the negative pole of a battery 21 of about 12.6 V to one of the two winding ends of the primary winding 22 leads to an ignition coil. The other end of the primary winding is connected to the positive terminal of the battery 21 22 connected together with one winding end of the high-voltage winding 24 of the ignition coil. The other end of the high-voltage winding is towards the rotating distributor finger

109 650/103109 650/103

15 geführt. Die Primärwicklung 22 ist als Signalgeber für den im folgenden näher beschriebenen Drehzahlmesser verwendet.15 led. The primary winding 22 is used as a signal generator for the tachometer described in more detail below used.

Der Drehzahlmesser enthält einen elektrischen Multivibrator mit einem Eingangstransistor 31 und einem Ausgangstransistor 32. Die Emitterelektrode des Eingangstransistors 31 ist unmittelbar an die vom Pluspol der Batterie 21 zur Zündspule führende Plusleitung 26 angeschlossen. Vom Kollektor des Eingangstransistors führt ein Widerstand 33 von 3000 Ohm zur Minusleitung 20 und ein Widerstand 34 von 500 Ohm zur Basis des Ausgangstransistors 32, dessen Emitter an einem aus einem Widerstand 35 von 20 Ohm und einem Widerstand 36 von 3000 Ohm gebildeten Spannungsteiler liegt. In die Verbindungsleitung vom Kollektor des Ausgangstransistors 32 zur Minusleitung 20 ist ein Strommesser 37 und in Reihe mit diesem ein einstellbarer Widerstand 38 von etwa 200 Ohm eingeschaltet.The tachometer contains an electric multivibrator with an input transistor 31 and an output transistor 32. The emitter electrode of the input transistor 31 is directly connected to the vom The positive terminal of the battery 21 connected to the positive lead 26 leading to the ignition coil. From the collector of the input transistor leads a resistor 33 of 3000 ohms to the negative line 20 and a resistor 34 of 500 ohms to the base of the output transistor 32, the emitter of which is connected to one of a resistor 35 of 20 ohms and a resistor 36 of 3000 ohms formed voltage divider lies. In the connecting line from the collector of output transistor 32 to negative line 20 is an ammeter 37 and in series with this switched on an adjustable resistor 38 of about 200 ohms.

Der Strommesser hat einen Zeiger 39 und eine nicht dargestellte Skala, auf der die jeweiligen Drehzahlen der Brennkraftmaschine abgelesen werden können, wenn der Ausgangstransistor einen durch das nicht dargestellte Meßwerk des Strommessers 37 gehenden Strom/ erzeugt, der bei jeder Öffnung des Unterbrechers 17,18, 19 entsteht und für eine kurze, durch ein elektrisches Zeitglied bestimmte Dauer aufrechterhalten wird. Das Zeitglied besteht aus einem Kondensator 40 von etwa 0.5 uF und einem Widerstand 41 von etwa 15000 0hm. Der Kondensator ist mit einer Belegung an den Kollektor des Ausgangstransistors 32 angeschlossen und liegt mit seiner anderen Belegung an der Basis des Eingangstransistors 31, an die der zur Minusleitung 20 führende Widerstand 41 angeschlossen ist.The ammeter has a pointer 39 and a scale, not shown, on which the respective speeds the internal combustion engine can be read if the output transistor is not through the illustrated measuring mechanism of the ammeter 37 going current / generated at each opening of the interrupter 17, 18, 19 arises and is maintained for a short period determined by an electrical timer will. The timing element consists of a capacitor 40 of approximately 0.5 uF and a resistor 41 of about 15000 ohms. The capacitor is with an assignment to the collector of the output transistor 32 is connected and its other assignment is at the base of the input transistor 31, to which the resistor 41 leading to the negative line 20 is connected.

Durch den Widerstand 41 wird der Eingangstransistor 31 in seinem Ruhezustand stromleitend gehalten und gelangt erst dann in seinen Sperrzustand, wenn der Unterbrecherhebel 18 von seinem Gegenkontakt 19 durch den Unterbrechernocken 17 abgehoben wird. Dann entsteht nämlich an dem mit dem Kontakt 19 verbundenen Wicklungsende der Primärwicklung 22 ein hoher positiver Induktionsstoß, der über einen Widerstand 42 von 5000 Ohm, einen Kondensator 43 von 0,1 iiF und einen Halbleitergleichrichter 44 der Basis des Eingangstransistors 31 über die Leitung 45 zugeführt wird und den Eingangstransistor 31 augenblicklich sperrt. Gleichzeitig wird der vorher gesperrte Ausgangstransistor 32 in seinen stromleitenden Zustand übergeführt und vermag den obenerwähnten Strom / über den Widerstand 38 und den Strommesser 37 zu führen. Da sich der Kondensator 40 bis unmittelbar zur Auslösung dieses Stromimpulses auf eine Spannung aufladen konnte, die annähernd so groß wie die Spannung der Batterie 21 ist und der Stromimpuls/ am Kollektor des Ausgangstransistors nunmehr ein Potential erzeugt, das nur geringfügig unterhalb demjenigen der Plusleitung 26 liegt, wird das Potential b der Basis B des Eingangstransistors 31 auf annähernd den doppelten Wert der Batteriespannung angehoben.The input transistor 31 is kept current-conducting in its idle state by the resistor 41 and only enters its blocking state when the interrupter lever 18 is lifted from its mating contact 19 by the interrupter cam 17. Then a high positive induction surge occurs at the winding end of the primary winding 22 connected to the contact 19, which is fed via a resistor 42 of 5000 ohms, a capacitor 43 of 0.1 iiF and a semiconductor rectifier 44 to the base of the input transistor 31 via the line 45 and the input transistor 31 blocks immediately. At the same time, the previously blocked output transistor 32 is brought into its current-conducting state and is able to conduct the above-mentioned current / via the resistor 38 and the ammeter 37. Since the capacitor 40 was able to charge itself to a voltage that is almost as large as the voltage of the battery 21 until this current pulse was triggered, and the current pulse / at the collector of the output transistor now generates a potential that is only slightly below that of the positive line 26 , the potential b of the base B of the input transistor 31 is raised to approximately twice the value of the battery voltage.

In Fig. 3 ist dieser Vorgang schaubildlich durch die Linie 46 dargestellt, die den Verlauf des Basispotentials am Eingangstransistor 31 wiedergibt, wenn die Batterie 21 nur schwach geladen ist und daher nur eine niedrige Spannung von beispielsweise 12 V hat. Bis zu dem in Fig. 3 mit t_Q bezeichneten Öffnungsaugenblick hat die Basis B ein Potential von unge fähr 12 V, wobei der Spannungsabfall von etwa 0,3 V zwischen dem Emitter und der Basis des Eingangstransistors 31 bei voller Stromleitung unberücksichtigt bleiben kann. Sobald der Unterbrecherhebel 18 vom Gegenkontakt abhebt, springt das Potential der Basis B gemäß der Linie 46 auf annähernd den doppelten Wert der Batteriespannung, d. h. auf 24 V an. Von diesem Zeitpunkt ab kann sich der Kondensator 40 exponentiell nach der bei 47 angedeuteten Kurve entladen und das Potential der Basis B des Eingangstransistors 31 absinken, bis es im Zeitpunkt I₁ den Wert des Emitterpotentials von 12 V unterschreitet. Da dann vom Emitter zur Basis des Eingangstransistors 31 wieder Strom fließen kann, kippt der Multivibrator wieder in seinen Ausgangszustand zurück, bei dem der über den Widerstand 33 fließende Strom des Eingangstransistors 31 den Ausgangstransistor 32 sperrt. Bei der nächsten Öffnung des Unterbrechers 17, 18, 19 kann dann das beschriebene Spiel von neuem beginnen und gemäß dem Schaubild nach Fig. 2 ein neuer Stromimpuls / erzeugt werden.This process is graphically illustrated in FIG. 3 by the line 46, which shows the course of the base potential at the input transistor 31 when the battery 21 is only weakly charged and therefore only has a low voltage of 12 V, for example. Up to the opening moment designated in Fig. 3 by t _Q , the base B has a potential of approximately 12 V, the voltage drop of about 0.3 V between the emitter and the base of the input transistor 31 at full power conduction can be disregarded. As soon as the interrupter lever 18 lifts from the mating contact, the potential of the base B jumps according to the line 46 to approximately twice the value of the battery voltage, ie to 24 V. From this point in time on, the capacitor 40 can discharge exponentially according to the curve indicated at 47 and the potential of the base B of the input transistor 31 can drop until it falls below the value of the emitter potential of 12 V at the point in time I _1. Since current can then flow again from the emitter to the base of the input transistor 31, the multivibrator flips back into its initial state in which the current of the input transistor 31 flowing through the resistor 33 blocks the output transistor 32. The next time the interrupter 17, 18, 19 is opened, the described game can begin again and a new current pulse / can be generated according to the diagram according to FIG. 2.

In Fig. 2 ist der Verlauf des Stromes für zwei Drehzahlen dargestellt, wobei die obere, rechteckförmig verlaufende Linie für eine Drehzahl gilt, die halb so groß wie diejenige ist, die zu der darunterliegenden Kurve gehört. Der zeitliche Mittelwert/_m der unteren Kurve ist doppelt so hoch wie der zeitliche Mittelwert T_m' der oberen Kurve, da der Abstand zwischen zwei Unterbrecheröffnungen sich auf die Hälfte verkürzt, wenn die Drehzahl auf das Doppelte steigt.In Fig. 2, the course of the current is shown for two speeds, the upper, rectangular line applies to a speed that is half as large as that belonging to the curve below. The temporal mean value / _{m of} the lower curve is twice as high as the temporal mean value T _m 'of the upper curve, since the distance between two interrupter openings is reduced by half when the speed doubles.

Da während der von t₀ bis J₁ reichenden Dauer T der Impulse/ der jeweilige Spitzenwert des Stromes praktisch nur durch den Widerstand 38 und den inneren Widerstand des Strommessers 37 bestimmt wird, würde sich bei einer Erhöhung der Batteriespannung ein entsprechend größerer Mittelwert /_m bzw. J_m' einstellen. Um dies zu verdeutlichen, ist in Fig. 3 in einem für eine Batteriespannung von 12 V geltenden Rechteck DEFG der Verlauf des Stromes / angedeutet und mit von links oben nach rechts unten verlaufenden Schraffuren deutlich gemacht. Der Maßstab für die Stromwerte ist dabei so gewählt, daß die für 12 V geltende waagerechte Linie auch den Höchstwert des Stromes/ bei dieser Spannung andeutet. Wenn dagegen die Spannung der Batterie 21 auf beispielsweise 15 V ansteigt, so springt im Öffnungszeitpunkt t₀ das Potential der Basis B des Eingangstransistors über den vorher geltenden Wert von 24 V hinaus bis auf 30 V an und sinkt dann gemäß der bei 48 angedeuteten Entladungskurve des Kondensators 40 exponentiell wieder ab. Da die Zeitkonstante des Zeitgliedes 40, 41 unverändert bleibt, muß praktisch der Eingangstransistor nach Ablauf der gleichen Entladezeit T den Wert der Batteriespannung von 15 V unterschreiten. Der Schnittpunkt F' zwischen der Entladungskurve 48 und der Spannungslinie für 15 V liegt daher unmittelbar über dem Schnittpunkt F der für 12 V geltenden Entladekurve 47 und der Spannungslinie für 12 V. Wegen der wesentlich höheren Batteriespannung würde in diesem Fall jedoch ein Strom/ durch das Meßwerk des Strommessers 37 fließen, der im gleichen Verhältnis zum Spannungsanstieg der Batterie vergrößert ist. Der Strommesser würde dann einen zu großen zeitlichen Mittelwert und daher auch eine zu große Drehzahl anzeigen, obwohl sich in beiden Fällen die Drehzahl nicht geändert hat.Since during the duration T of the pulses / the respective peak value of the current is practically only determined by the resistor 38 and the internal resistance of the ammeter 37 _{during the duration T 0} to J ₁ _{, an increase in the battery voltage would result in a correspondingly larger mean value / m} or .J _m ' set. In order to make this clear, the course of the current / is indicated in FIG. 3 in a rectangle DEFG applicable to a battery voltage of 12 V and made clear by hatching from top left to bottom right. The scale for the current values is chosen so that the horizontal line applicable for 12 V also indicates the maximum value of the current / at this voltage. If, on the other hand, the voltage of the battery 21 rises to 15 V, for example, then at the opening time t ₀ the potential of the base B of the input transistor jumps above the previously applicable value of 24 V to 30 V and then drops according to the discharge curve of the indicated at 48 Capacitor 40 exponentially decreases again. Since the time constant of the timing element 40, 41 remains unchanged, the input transistor must in practice fall below the value of the battery voltage of 15 V after the same discharge time T has elapsed. The point of intersection F ' between the discharge curve 48 and the voltage line for 15 V is therefore directly above the point of intersection F of the discharge curve 47 applicable to 12 V and the voltage line for 12 V. In this case, however, a current / through the Flow measuring mechanism of the ammeter 37, which is enlarged in the same proportion to the increase in voltage of the battery. The ammeter would then display a time average that is too high and therefore also a speed that is too high, although the speed has not changed in both cases.

Damit die Drehzahlanzeige trotz Schwankungen der Batteriespannung gleich bleibt, muß Sorge dafür getroffen werden, daß der Multivibrator bereits bei einem früher liegenden Zeitpunkt t₂ zurückkippt, wenn die Spannung der Betriebsstromquelle auf einen über ihrem mittleren Wert liegenden Wert ansteigt. Das zwischen den Werten t_Q und t₂ liegende, bis zur Spannungslinie 15 V reichende Rechteck DHKM muß dann flächengleich mit dem zwischen den Zeitpunkten t₀ und t_x liegenden, bis zur Spannungslinie 12 V reichenden Rechteck DEFG gemacht werden.So that the speed display remains the same despite fluctuations in the battery voltage, care must be taken that the multivibrator tips back at an earlier point in time t ₂ when the voltage of the operating power source rises to a value above its mean value. The _Q between the values of t and t ₂ rectangle lying up to the voltage line 15 V reaching DHKM must then coextensive _x of lying between the times t ₀ and t, to the line of tension 12 V reaching rectangle DEFG are made.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß zwischen die Basis des Eingangstransistors 31 und den Schleifer 50 eines über der Betriebsstromquelle 21 liegenden Spannungsteilers 51 eine Zenerdiode 52 eingeschaltet ist, die den im Öffnungsaugenblick entstehenden Spannungsanstieg an der Basis des Eingangstransistors 31 auf einen Wert U₃ begrenzt, der der GleichungAccording to the invention, this is achieved in that a Zener diode 52 is connected between the base of the input transistor 31 and the wiper 50 of a voltage divider 51 located above the operating current source 21, which limits the voltage rise at the base of the input transistor 31 to a value U _{3 at the moment of opening,} that of the equation

[I 2 [I 2

Us = c · ■-- Us = c · ■ -

Man kann den Kompensationsbereich vergrößern und vor allem die Spannungsabhängigkeit wesentlich verringern, wenn man die in der Gleichung U₃=U₂+ U_v frei wählbare Zenerspannung U₂ der Zenerdiode 52 und die Vorspannung U_v gemäß folgender Überlegung festlegt:The compensation range can be increased and, above all, the voltage dependency significantly reduced if the Zener voltage U _{2 of} the Zener diode 52, which can be freely selected in the equation U ₃ = U ₂ + U _v, and the bias voltage U _{v are determined} according to the following consideration:

Wenn man davon ausgeht, daß bei U_b = 15 V die Kurve 55 den richtigen Wert der Impulslänge T beim Schnittpunkt K ergeben soll, wohingegen für den niedrigen Batteriespannungswert U_a = 12 V die Entladungskurve 47 die Impulslänge bestimmt, so muß für U₁₁ = 12 VAssuming that at U _b = 15 V the curve 55 should give the correct value of the pulse length T at the intersection point K , whereas for the low battery voltage value U _a = 12 V the discharge curve 47 determines the pulse length, then U ₁₁ = 12 V

genügt, wenn mit U_b der höchste betriebsmäßige Wert der Batteriespannung und mit U₁₁ der niedrigsten Batteriespannungsweri bezeichnet wird. Der Korrekturfaktor c wird dabei zweckmäßig zwischen 1,03 und 1,05, vorzugsweise zu 1,04 gewählt.It is sufficient if U _b denotes the highest operational value of the battery voltage and U ₁₁ denotes the lowest battery voltage value. The correction factor c is expediently chosen between 1.03 and 1.05, preferably 1.04.

Im einzelnen kommt die Begrenzung des Potentials der Basis B folgendermaßen zustande: Wenn die Durchbruchsspannung U₂ der Zenerdiode 52 beispielsweise 24 V beträgt und der Spannungsteiler 51 auf eine Vorspannung U_v=2 V eingestellt ist, so wird die Zenerdiode 52 bereits während des Umschaltvorganges dann stark stromleitend, sobald das Basispotential des Eingangstransistors den WertIn detail, the potential of the base B is limited as follows: If the breakdown voltage U _{2 of} the Zener diode 52 is, for example, 24 V and the voltage divider 51 is set to a bias voltage U _v = 2 V, the Zener diode 52 is already during the switching process highly conductive as soon as the base potential of the input transistor reaches the value

U₈ = U₂ + U_v = 24 V + 2 V = 26 V U ₈ = U ₂ + U _v = 24 V + 2 V = 26 V

erreicht. Der dann über die einen sehr kleinen Innenwiderstand aufweisende Zenerdiode fließende Strom entzieht dem Kondensator 40 in kürzester Zeit so viel Ladung, daß die Summe aus der Kondensatorspannung U_c und der Kollektorspannung U_k auch bei hoher Batteriespannung nicht über U_S=U₂+U_V = 26 V ansteigen kann.achieved. The current then flowing through the Zener diode, which has a very small internal resistance, removes so much charge from the capacitor 40 in a very short time that the sum of the capacitor voltage U _c and the collector voltage U _k does not exceed U _S = U ₂ + U _V even with a high battery voltage = 26 V can rise.

Der in Fig. 3 mit einer unterbrochenen Linie 55 angedeutete Entladungsvorgang, bei dem die Zenerdiode keinen Strom mehr führt und der Entladestrom des Kondensators 40 nur über den Widerstand 41 geht, beginnt daher immer bei 26 V, sofern die Batteriespannung größer als 26/2V, d.h. größer als 13 V ist. Wie man an Hand der mit Punkten angedeuteten Hyperbel 56, auf der die Eckpunkte K bzw. F aller flächengleichen, rechteckigen Stromimpulse/ liegen müssen, leicht erkennen kann, ergibt sich bei dieser Wahl der Werte für die Durchbruchsspannung U_z der Zenerdiode 52 und der Vorspannung U_v am Potentiometer 50 zwar eine gute Annäherung für Betriebsspannungen zwischen 13 und 15 V, aber unterhalb 13 V bleibt die Kompensation der Impulslängen T unwirksam.The discharge process indicated in Fig. 3 with a broken line 55, in which the Zener diode no longer carries any current and the discharge current of the capacitor 40 only goes through the resistor 41, therefore always begins at 26 V, provided that the battery voltage is greater than 26 / 2V, ie greater than 13V. As can easily be seen from the hyperbola 56 indicated by dots, on which the corner points K and F of all rectangular current pulses / must lie with the same area, this choice of values for the breakdown voltage U _{z of} the Zener diode 52 and the bias voltage results U _v at potentiometer 50 is a good approximation for operating voltages between 13 and 15 V, but below 13 V the compensation of the pulse lengths T remains ineffective.

Dieser Nachteil fällt bei Batterien, die im Parallelbetrieb mit einer spannungsregelnden, von der Brennkraftmaschine angetriebenen Lichtmaschine arbeiten, nicht ins Gewicht, da in diesem Fall die auf eine Sollspannung von mindestens 13,5 V eingestellte Lichtmaschine im interessierenden Drehzahlbereich eine über 13 V liegende Betriebsspannung sicherstellt.This disadvantage does not apply to batteries that operate in parallel with a voltage-regulating device from the internal combustion engine powered alternator work, not weight, as in this case the on one Setpoint voltage of at least 13.5 V set alternator in the speed range of interest ensures an operating voltage above 13 V.

U₃ = 24V=U₂+U_v = U₂ sein und ferner für U_b = 15 V U ₃ = 24V = U ₂ + U _v = U ₂ and furthermore for U _b = 15 V.

U₃ = 26 V = U₂ + U_v = U₂ + χ ■ U_b, U ₃ = 26 V = U ₂ + U _v = U ₂ + χ ■ U _b ,

worin χ das am Potentiometer 51 eingestellte Spannungsteilerverhältnis wiedergibt. Hieraus läßt sich errechnen, daßwhere χ represents the voltage divider ratio set on potentiometer 51. From this it can be calculated that

U₂ = 16 V und χ = 8/12 = 0,66 U ₂ = 16 V and χ = 8/12 = 0.66

sein muß. Die Vorspannung U_v wird dann bei U_a = l2Y den Wert t/_v = 8V, bei U_b = l5V dagegen den Wert U_v = 10 V haben. Die in Fig. 3 eingezeichnete Zunahme Δ U_v der Vorspannung beträgt dann JJ7_V = 2V bei einem Anstieg der Batteriespannung von 12 V auf 15 V, und man erhält dann bei allen Schwankungen der Betriebsspannung eine sehr gute Anpassung der entstehenden Impulslänge T an den jeweiligen Wert der Betriebsspannung des Drehzahlmessers.have to be. The bias voltage U _v is then at _V = L2Y the value t / _V = 8V, wherein U _b = L5V other hand, the value U _v = 10 V have. The drawn in Fig. 3 increase Δ U _v of the bias voltage is then JJ7 _V = 2V in an increase in the battery voltage from 12 V to 15 V, and is then obtained in all the variations of the operating voltage, a very good adaptation of the resulting pulse width T to the respective Value of the operating voltage of the tachometer.

Allgemein läßt sich angeben, daß die Durchbruchsspannung U₂ mindestens so groß wie die höchste Batteriespannung U_b sein muß und außerdem die Vorspannung wenigstens ein Drittel, vorzugsweise mehr als die Hälfte der Batteriespannung betragen muß, wenn man auch bei Betriebsspannungen, die 20% unter dem Höchstwert liegen, kleinere Abweichungen als ± 1% in der Drehzahlangabe erhalten will. Mit U₂ = 16 V und U? = % der Betriebsspannung konnte eine Genauigkeit von ± 0,5% bei Spannungsschwankungen zwischen 12 und 15 V ohne weiteres erreicht werden.In general, it can be stated that the breakdown voltage U ₂ must be at least as large as the highest battery voltage U _b and, moreover, the bias voltage must be at least one third, preferably more than half the battery voltage, even if operating voltages that are 20% below the Want to get smaller deviations than ± 1% in the speed specification. With U ₂ = 16 V and U? = % of the operating voltage, an accuracy of ± 0.5% with voltage fluctuations between 12 and 15 V could easily be achieved.

Dabei ergab sich noch der besondere Vorteil für die Serienherstellung, daß die bei einzelnen Zenerdioden auftretenden Abweichungen in der Höhe ihrer Durchbruchsspannung durch Nachstellen des Potentiometers 51 leicht ausgeglichen werden können. Deshalb ist es möglich, die Toleranzbereiche für die Durchbruchsspannung der zur Verwendung vorgesehenen Zenerdioden bis auf ± 2 V auszudehnen.This resulted in the particular advantage for series production that the individual Zener diodes occurring deviations in the level of their breakdown voltage by readjusting the potentiometer 51 can be easily offset. Therefore it is possible to change the tolerance ranges for the Expand the breakdown voltage of the Zener diodes intended for use up to ± 2 V.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel sind diejenigen Schaltelemente, die mit denjenigen des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 übereinstimmen, mit gleichen Bezugszeichen versehen. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich jedoch von demjenigen nach Fig. 1 darin, daß die Zenerdiode 52 an den verstellbaren Abgriff 60 eines Potentiometers 61 angeschlossen ist, das in Reihe mit einem Widerstand 62 von 150 Ohm und einem Widerstand 63 von 50 Ohm in die Zuführungsleitung vom Kollektor des Ausgangstransistors 32 zur Minusleitung 20 eingeschaltet ist. Auf diese Weise wird ein besonderer, über den Versorgungsleitungen 20, 26 liegender Spannungsteiler eingespart und gleichzeitig die Wärmeentwicklung innerhalb des Drehzahlmessers herabgesetzt. Da die Zenerdiode denjenigen Zeitpunkt be-In the embodiment shown in Fig. 4, those switching elements are those with those of the embodiment of FIG. 1 match, provided with the same reference numerals. This embodiment differs from that of FIG. 1 in that the Zener diode 52 is on the adjustable tap 60 of a potentiometer 61 is connected, which is in series with a resistor 62 of 150 ohms and a resistor 63 of 50 ohms in the feed line from the collector of the Output transistor 32 to negative line 20 is turned on. In this way a special, Over the supply lines 20, 26 lying voltage divider saved and at the same time the heat development reduced within the tachometer. Since the Zener diode is at that point in time

stimmt, bei dem der Ausgangstransistor wieder in seinen ursprünglich gesperrten Zustand zurückkippt und bis zu diesem Zeitpunkt einen vernachlässigbaren Innenwiderstand aufweist, können die Widerstände 62, 61, 63 und der nicht näher angegebene Innenwiderstand des Strommessers 37 im Augenblick des Umkippens als Spannungsteiler angesehen werden, der die gleiche Wirkung wie das in Fig. 1 mit 51 bezeichnete Potentiometer hat.true, in which the output transistor flips back into its originally blocked state and has a negligible internal resistance up to this point in time, the resistors 62, 61, 63 and the internal resistance of the ammeter 37, which is not specified, can be viewed as a voltage divider at the moment of the tipping over has the same effect as the potentiometer denoted by 51 in FIG.

Von diesem Gedanken ist auch bei der in Fig. 5 dargestellten Schaltung Gebrauch gemacht, die von einem nicht dargestellten Wechselstromgenerator mit Steuerimpulsen 70 über einen Koppelkondensator 71 versorgt wird. Zwischen dem Kollektor des Ausgangstransistors 32 und der Minusleitung 20 liegt ein Potentiometer 74, dessen Abgriff 75 mit der an die Basis des Eingangstransistors 31 angeschlossenen Zenerdiode52 verbunden ist. Im Gegensatz zu den vorher beschriebenen Ausführungsbeispielen wird bei der Schaltung nach Fig. 5 die am Potentiometer 74 entstehende Spannung über ein bei 76 angedeutetes Tiefpaßfilter auf eine Verstärkungseinrichtung gegeben, die einen n-p-n-Transistor 77 enthält. Dieser ist mit seinem Kollektor über einen Widerstand 78 an die Plusleitung angeschlossen. Sein Emitter steht mit der Minusleitung 20 über einen Verbraucher S in Verbindung, der als Strommesser oder in anderer geeigneter Weise zur Anzeige der Frequenz ausgebildet sein kann. Die am Verbraucher S entstehende mittlere Gleichspannung U_s folgt der an der Basis des Transistors77 liegenden Ausgangsspannung des Tiefpaßfilters 76 in der Weise, daß zwischen der Basis und dem Emitter dieses Transistors nur eine sehr geringe, etwa 0,3 bis 0,5 V betragende Spannung aufrechterhalten wird, um die die Verbraucherspannung U_s kleiner als die Basisspannung am Transistor 77 ist. In den Fig. 6, 7 und 8 sind verchiedene Ausführungsbeispiele für das bei 76 angedeutete Tiefpaßfilter wiedergegeben. Das Tiefpaßfilter kann nach Fig. 6 einen in die Verbindungsleitung 80 vom Kollektor des Transistors 32 zur Basis des Transistors 77 eingeschalteten Widerstand 81 und einen von der Basis des Transistors 77 zur Minusleitung 20 führenden Kondensator 82 enthalten oder nach Fig. 7 aus einer Längsdrossel 83 und einem Querkondensator 84 bestehen. Eine besonders gute Glättung der an der Basis des Transistors 77 entstehenden Steuerspannung ergibt sich, wenn in die Verbindungsleitung 80 zwei Widerstände 85 und 86 und in die zur Minusleitung 20 führenden Querzweige je ein Kondensator 87 bzw. 88 eingeschaltet wird. Eine solche Tiefpaßschaltung ist besonders dann vorteilhaft, wenn als Verbraucher S Geräte angeschlossen werden, die nur mit Strömen oder Spannungen geringer Welligkeit betrieben werden können, wie dies z. B. bei einem Schaltrelais der Fall ist, das bei Erreichen einer bestimmten Frequenz oder Drehzahl umschalten soll.This idea is also used in the circuit shown in FIG. 5, which is supplied with control pulses 70 by an alternating current generator (not shown) via a coupling capacitor 71. Between the collector of the output transistor 32 and the negative line 20 is a potentiometer 74, whose tap 75 is connected to the connected to the base of the input transistor 31 Zenerdiode52. In contrast to the previously described exemplary embodiments, in the circuit according to FIG. This is connected with its collector via a resistor 78 to the positive line. Its emitter is connected to the negative line 20 via a consumer S , which can be designed as an ammeter or in some other suitable manner to display the frequency. The mean DC voltage U _s arising at the consumer S follows the output voltage of the low-pass filter 76 at the base of the transistor 77 in such a way that only a very low voltage, approximately 0.3 to 0.5 V, between the base and the emitter of this transistor is maintained by which the load voltage U _{s is} less than the base voltage at transistor 77. In FIGS. 6, 7 and 8 different exemplary embodiments for the low-pass filter indicated at 76 are shown. According to FIG. 6, the low-pass filter can contain a resistor 81 connected into the connecting line 80 from the collector of the transistor 32 to the base of the transistor 77 and a capacitor 82 leading from the base of the transistor 77 to the negative line 20 or, according to FIG a shunt capacitor 84 exist. A particularly good smoothing of the control voltage arising at the base of the transistor 77 is obtained if two resistors 85 and 86 are switched on in the connecting line 80 and a capacitor 87 and 88 is switched on in each of the shunt branches leading to the negative line 20. Such a low-pass circuit is particularly advantageous when S devices are connected as a consumer that can only be operated with currents or voltages with low ripple, as z. B. is the case with a switching relay that is to switch when a certain frequency or speed is reached.

Claims

PATENT CLAIMS:

1.Electric tachometer for internal combustion engines with a multivibrator connected to a direct current source fluctuating output voltage, the input transistor of which is connected to a pulse generator that can be coupled to the crankshaft and cooperates with a multivibrator output transistor, which with its collector connected to a pole of the power source via a feed resistor to the Base of the input transistor acts via a capacitor belonging to a timing element, characterized in that to compensate for the differences in the time average value of the collector current of the output transistor resulting from the voltage fluctuations of the power source, the breakover period of the multivibrator is shortened with the help of a Zener diode, which with one of its two Electrodes to the base of the input transistor, with its other electrode connected to a bias voltage derived from the operating voltage.

2. Tachometer according to claim 1, characterized in that the bias on one Potentiometer is tapped, which is switched into the collector circuit of the output transistor is.

3. Tachometer according to claim 1 and 2, characterized in that the breakdown voltage U _{z of} the Zener diode is at least as large as the highest battery voltage U _b , but does not exceed twice the lowest value of the battery voltage U _b.

4. Tachometer according to claim 3, characterized in that the bias voltage U _x ,, which is set on the potentiometer, is at least a third, preferably more than half of the battery voltage.

5. Tachometer according to claim 1 to 4, characterized in that the voltage rise at the base of the input transistor is limited to a value U _{s that} corresponds to the equation

TT.2TT.2
U. = 'U. = '

U_b-]j2-U_a U _b -] j2-U _a

It is sufficient if U _b denotes the highest operational value of the battery voltage and U ₁₁ denotes the lowest battery voltage value and the correction factor c has a value between 1.03 and 1.05, preferably the value 1.04.

6. Tachometer according to claim 2, characterized in that parallel to that in the Collector circuit switched on potentiometer a low-pass filter is connected to the base an amplification transistor (77) leads.

7. Tachometer according to claim 6, characterized in that the amplification transistor is of the opposite conductivity type than the output transistor (32) of the multivibrator.

Considered publications:
German patent specification No. 952 036.

1 sheet of drawings