DE1802859A1

DE1802859A1 - Elektronischer Diesel-Verstellregler

Info

Publication number: DE1802859A1
Application number: DE19681802859
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Gerhard Engel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1968-10-12
Filing date: 1968-10-12
Publication date: 1970-05-27
Also published as: FR2020579A1; US3630177A; GB1280324A; JPS4940891B1

Description

R. 9170 7.10.1968 Chr/Sz

Anlage zur

Aa^-CeHt"" und ι·μαιλι·«<·

-.^meldung

ROBERT BOSCH GMBH, Stuttgart W, Breitscheidstr. Elektronischer Diesel-Verstellregler

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Einstellen der Drehzahl einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Dieselmotors, innerhalb eines der Brennkraftmaschine eigentümlichen Last-Drehzahl-Kennlinienfelds mit einem Stellglied zum Einstellen der je Arbeitszyklus von einer Einspritzvorrichtung eingespritzten Kraftstoffmenge und einem von der Drehzahl der Brennkraftmaschine beeinflußten Überwachungsglied und betrifft eine besondere Ausbildung des Stellglieds.

Dieselmotoren sind oft in Fahrzeuge eingebaut, bei denen eine gleichbleibende Arbeitsgeschwindigkeit erwünscht ist, insbesondere in Kommunalfahrzeuge - beispielsweise Straßenkehrmaschinen - oder in landwirtschaftliche Pahrzeuge - beispieleweise Traktoren· Um eine gleichbleibende Arbeitsgeschwindigkeit zu erreichen,

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sorgt man mit Hilfe von Reglereinrichtungen dafür, daß der Dieselmotor eine konstante Drehzahl einhält, die dann im wesentlichen nur von der Stellung eines als Geber verwendeten Pedals abhängig ist.

Solche Reglereinrichtungen, auch Verstellregler genannt, sind in vielen Bauarten auf hydraulischer, pneumatischer und mechanischer Grundlage bekannt und sind feinmechanische Geräte großer Präzision, die beim heutigen Stand der Technik einen hohen Grad von Betriebssicherheit erreicht haben. Entsprechend den Eigenschaften des Dieselmotors werden an solche Regler eine Reihe von besonderen Anforderungen gestellt, zum Beispiel negative und positive Vollastangleichung, um den Dieselmotor stets an der Rauchgrenze fahren zu können, größerer üngleichförmigkeitsgrad der Leerlauf-Abregellinie für hohe und für niedere Drehzahlen, Endabregelung bei einer bestimmten Höchstdrehzahl.

Alle diese Paktoren - die einzelnen Begriffe werden in der Figurenbeschreibung noch näher erläutert - müssen entsprechend dem für den betreffenden Dieselmotortyp geltenden Drehzahl-Last-Kennlinienfeld am Regler individuell eingestellt werden, was meist bereits in der Fabrik durch Einbauen entsprechender Federn, Kurvenscheiben, Unterlegen von Beilagescheiben, Verstellen von Anschlägen und dergleichen geschieht. Dabei wird besonderer Wert darauf gelegt, daß es mit einem solchen Regler möglich ist, die volle Leistung des betreffenden Dieselmotors auszunützen. Bei der für den betreffenden Motortyp geltenden Höchstdrehzahl muß also die Endabregelung scharf einsetzen, so daß der Dieselmotor bei voller (beziehungsweise durch Vollastangleichung reduzierter) Einspritzmenge bis zur Höchstdrehzahl ausgefahren werden kann.

Aus diesen Gründen ist es üblich, die bekannten Regler schon vom Entwurf her einem bestimmten Diesel.mc-to.rtyp anzupassen,

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also praktisch für Jeden Motorentyp einen eigenen Regler zu bauen. Dies verhindert den Bau großer Serien und erschwert die Ersatzteilhaltung. Versuche, einen für alle Motorentypen geeigneten Regler zu schaffen, schlugen bisher fehl, da die Anforderungen zu verschiedenartig sind.

Es ist eine einfache Aufgabe der Erfindung, die durch die mechanische Verstellregler verursachten Nachteile der bekannten Reglereinrichtungen zu vermeiden. Insbesondere soll nach der Erfindung I eine Reglereinrichtung geschaffen werden, die mindestens teilweise aus elektronischen Bauelementen aufgebaut ist und deren verschiedene Parameter leicht sogar am Motor selbst eingestellt werden können, so daß sie auch für verschiedene Typen von Dieselmotoren Verwendung finden kann. Dabei soll es mit dieser Reglereinrichtung möglich sein, die Leistung des Dieselmotors voll auszunützen und ihn bis zu seiner Höchstdrehzahl an der Rauchgrenze voll auszufahren.

Erfindungsgemäß wird dies bei einer eingangs genannten Brennkraftmaschine, insbesondere einem Dieselmotor, dadurch erreicht, daß ein Regelverstärker vorgesehen ist, der eingangsseitig wenigstens mit einem elektrischen Ausgang des Reglers und einem elektrischen Ausgang der Einspritzvorrichtung und der ausgangsseitig wenigstens mit einem elektrischen Eingang des die Einspritzvorrichtung steuernden Stellglieds verbindbar ist.

Die Erfindung sieht in vorteilhafter Weise vor, daß das Stellglied eine elektrisch gesteuerte hydraulische Ventilvorrichtung enthält, die über ein Druckmittel führendes Leitungssystem an das mit der Einspritzvorrichtung verbindbare, die Stellgröße abgebende Stellglied anschließbar ist.

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einem
Nach/weiterem vorteilhaftem Merkmal ist die erfindungs gemäße Einrichtung so ausgebildet, daß der Regelverstärlcer eingangsseitig einen Differenzverstärker und ausgangsseitig eine Endstufe enthält.

Besonders bei der Wartung von Kraftfahrzeugen sind fehlerhafte Verbindungen in der elektrischen Ausrüstung der Kraftfahrzeuge durch Vertauschen von Anschlüssen oder Vergessen einer Verbindung nicht ganz vermeidbar. Bei einem Kraftfahrzeug kann es dann vorkommen, daß die Einrichtung zum Einstellen der Drehzahl und damit der eingebaute Motor außer Kontrolle gerät. Nicht nur für den Motor selbst, auch für das Fahrzeug, den Fahrer und die Umgebung kann dieses Versagen der Einstelleinrichtung schwere Folgen haben.

In weiterer Vervollkommnung der Erfindung ist deshalb eine Sicherungseinrichtung vorgesehen, die eingangsseitig im wesentlichen mit einem Ausgang des Uberwachungsglieds und ausgangsseitig mit einem weiterem elektrischem.Eingang des Regelverstärkers verbindbar ist.

Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus dem im folgenden beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Anordnung mit einer erfindungsgemäßen Einrichtung zum Einstellen der Drehzahl einer Brennkraftmaschine,

Fig. 2 ein Schaltbild einer solchen Anordnung mit konstruktiv en Einzelheit ei).,

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Fig. 3 ein Kennlinienfeld eines Dieselmotors, das die eingespritzte Kraftstoffmenge in Abhängigkeit von der Drehzahl zeigt,

Fig. 4 eine Einzelheit eines Stellglieds nach der Erfindung, und

Fig. 5 einen Stromlaufplan eines Regelverstärkers und einer Sicherungseinrichtung nach der Erfindung.

In den einzelnen Figuren der Zeichnung sind gleiche oder entsprechende Teile mit denselben Bezugszeichen versehen.

In Fig. 1 ist schematisch eine Brennkraftmaschine 11, im folgenden als Motor bezeichnet, mit einem als Spannungsquelle mit drehzahlabhängiger Ausgangsspannung verwendeten Tachogenerator 12 mechanisch gekuppelt; der Tachogenerator seinerseits steht mit dem ersten Eingang einer Einrichtung 13 zum Einstellen der Motordrehzahl - kurz Regler genannt - in Wirkungsverbindung.

An einem zweiten Eingang des Reglers 13 ist ein Geber 14 angeschlossen, der durch ein Pedal symbolisiert ist. Der Ausgang des Reglers 13 ist mit dem ersten Eingang eines Regelverstärkers 15 verbunden, dessen Ausgang an den Eingang einer Anordnung 16 mit einer Einspritzpumpe angeschlossen ist. Ober einen direkten Rückkopplungsweg steht der erste Ausgang der Pumpenanordnung 16 mit einem zweiten Eingang des Regelverstärkers 15 in Verbindung; außerdem ist ein zweiter Ausgang der Pumpenanordnung 16 mit dem Motor mechanisch sowie über Kraftstoffleitungen verbunden. Regelverstärker 15 und Einspritzpumpe 16 zusammen können als Stellgliedanordnung aufgefaßt werden. Zwischen einem elektrischen Ausgang des TaoAogentrator· 12 und ***·» drffttfc* «Ingang-dee Htg»l-Teretitrittre 15 ist eine Sicherunge einrichtung 20 geschaltet.

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In Fig. 2 sind einige Einzelheiten näher beschrieben. Der Motor il treibt mit seiner Drehzahl ^₀₁- entweder über getrennte Wellen oder über eine gemeinsame Welle den Tachogenerator 12 sowie die Einspritzpumpe 16 an. Von der Einspritzpumpe 16 führen Kraftstoffleitungen 17 zu den einzelnen Zylindern des Motors 11; die Abgase werden in einem Auspuffkrümmer 18 gesammelt und abgeführt. Die Einspritzpumpe 16 versorgt den Motor 11 mit Kraftstoff in Abhängigkeit von der Stellung einer Regelstange 19, die über eine Zylinderanordnung 21 vom Regelverstärker 15 gesteuert wird. Die Regelstange 19 ist mit einem Kolben 22 der Zylinderanordnung 21 durch ein Gestänge 23 verbunden, das einen Bund 24 aufweist, gegen den das eine Ende einer mit ihrem anderen Ende gegen einen festen Anschlag 25 anliegenden Druckfeder 26 drückt. Die Druckfeder 26 ist bestrebt, die Regelstange .19 in Richtung des eingezeichneten Pfeiles in eine Stellung zu verschieben, die der Fördermenge Null entspricht. Mit dem Gestänge 23 ist auch der Abgriff eines als Meßwertgeber dienenden Potentiometers 27 mechanisch verbunden, der elektrisch am zweiten Eingang des Regelverstärkers 15 liegt. Das Potentiometer 27 liegt mit seimem einen Anschluß an einer Plusleitung 28, mit seinem anderen An-Schluß an einer mit Masse verbundenen Minusleitung 29; an beide Leitungen ist eine Batterie 31 angeschlossen.

Eine Förderpumpe 81 treibt ein Druckmittel, beispielsweise öl, in den Zylinder 21. Der Druckmittelzufluß zum Zylinder 21 wird durch eine Drossel 82, der Abfluß durch ein Magnetventil 83 gesteuert. Das Magnetventil ist mit Ausgangsklemmen des Regelverstärkers 15 verbunden. Da die Förderpumpe 81 eine im wesentlichen zeitlich konstante Druckmittelmenge fördert, ist zur Sicherung gegen einen Überdruck im Leitungssystem ein Überströmventil 84 vorgesehen. Zwischen der Zylinderanordnung 21, der Drossel 82 und dem Magnetventil 83 liegt das Druckmittel führende Leitungaetüok 85.

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Fig. 3 dient zur Erläuterung der Wirkungsweise einer erfindungsgemäßen Reglereinrichtung und zeigt schematisch ein bekanntes Kennlinienfeld eines Dieselmotors. Nach dem Anlassen des Motors 11 in Fig. 2 bewirkt der Regelverstärker 15 über die Drossel 82 und das Magnetventil 83 ein starkes Anziehen des Kolbens 22, wodurch die Regelstange 19 der Einspritzpumpe 16 in die Stellung "Startübermenge" gebracht wird. In dieser Stellung bleibt sie so lange, bis der Motor 11 angelaufen ist und seine Startdrehzahl η erreicht hat. Diesem Vorgang entspricht I der in Fig. 5 gestrichelt dargestellte Kurventeil 33· Nach Erreichen der Startdrehzahl n_Q bewirkt der Regelverstärker 15 gesteuert vom Tachogenerator 12 über den Regler 13 - ein Verstellen des Magnetventils 83 und damit des Kolbens 22; die Feder 26 drückt die Regelstange 19 gerade so weit zurück, daß die Startdrehzahl η nicht unterschritten wird. Je nachdem, ob auf den Motor eine Belastung einwirkt oder ob er im Schiebebetrieb arbeitet, wird eine größere oder kleinere Menge Kraftstoff eingespritzt; für den Leerlauf ist das in Fig. 3 durch den gewöhnlich als Leerlauf-Abregellinie bezeichneten Kurventeil 34- dargestellt.

Die Motordrehzahl n« ^ läßt sich zunächst willkürlich erhöhen durch Betätigen des Pedals 14. Nimmt man eine mittlere Belastung an und wünscht man eine mittlere Motordrehzahl n_, dann muß das Pedal 14 so weit niedergedrückt werden, daß die Regeleinrichtung 13, 15 über die Zylinder- und Kolbenanordnung 21, 22, die Regelstange 19 und die Einspritzpumpe 16 dem Motor 11 eine mittlere Kraftstoffmenge Q_n zur Verfügung stellt; im Kennlinienfeld entspricht das dem Punkt 35· Bei steigender Belastung wird - um die Drehzahl im wesentlichen zu halten - mehr Kraftstoffmenge eingespritzt, die Drehzahl sinkt geringfügig; in Fig. 2 ist dies durch das Kurvenstück 36 angedeutet. Aus Stabilitätsgründen ist die Regleranordnung 13 so dimensioniert, daß das Absinken der

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Drehzahl durch eine Belastung nicht völlig ausgeregelt wird, daß vielmehr eine geringe Lastabhängigkeit der Drehzahl zu erkennen ist. Diese Lastabhängigkeit wird Ungleichförmigkeit genannt und ist durch die Neigung ψ des Kurvenstücks 36 in Fig. 3 dargestellt; sie ist im allgemeinen abhängig von der Drehzahl. Wird bei unveränderter Belastung eine höhere Drehzahl gewünscht, so ist das Pedal weiter niederzudrücken. Entsprechend der Pedalstellung verschiebt sich - bei langsamer Verstellung des Pedals 14· - der Punkt 35 im Kennlinienfeld entlang einer Geraden 37 mit einer konstanten Einspritzmenge Q₀₁, beispielsweise bis zu einem Punkt 38; bei ruckartiger Verstellung des Pedals 14 durchläuft der Punkt 35 eine mehr oder weniger ausgeprägte Schleife, da dann auch die Kraftstoffzufuhr ruckartig erhöht wird. Entsprechend einer wechselnden Belastung arbeitet der Motor dann auch in diesem Fall von dort aus auf einer Linie 39 mit einer Ungleichförmigkeit ψ, die zur Vereinfachung der Darstellung in Fig. 3 als konstant angenommen ist«,

Wird der Motor 11 bei einer bestimmten, im Beispiel durch die Gerade 36 gegebenen, Stellung des Pedals 14· völlig entlastet oder gar im Schiebebetrieb gefahren, so sorgt die Regeleinrichtung 13» 15 dennoch für eine Mindeste ins pritzmenge Q. , die im Kennlinienfeld auf einer Linie 41 liegt. Andererseits ist der Hub der Re-. gelstange 19 und damit die Einspritzmenge auf eine Höchstmenge Q_n nach oben begrenzt, so daß bei zu großer Belastung des Motors nicht beliebig viel Kraftstoff eingespritzt wird«, Dies bezeichnet man mit negativer Vollastangleichung, entsprechend einer Linie 42 im Kenn.linien.feld. Die Vollastangleichung verhindert „ daß dem Motor mehr Kraftstoff zugeführt wird als sr verbrennen kann, und daß demzufolge Rauch, durch den Auspuff gestoßen würde. Das bedeutet also, daß bei einem zunächst diireiisetoiittlicli bela- · steten und mittels des Pedals 14· zunächst auf einen mittleren. Drehzahlwert n„ eingestellten Motor 11 die linsOTitasenge eiaer-

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seits weiter verringert wird, wenn die Motordrehzahl n^^ infolge Entlastung des Motors 11 bis auf einen Wert n^ gestiegen ist, daß die Einspritzmenge aber andererseits nicht mehr erhöht wird, wenn die Motordrehzahl infolge gestiegener Belastung bis auf einen Wert n^. abgesunken ist. Bei ruckartiger Entlastung ist die Kraftstoffzufuhr solange gedrosselt, bis die Motordrehzahl die Gerade 37 erreicht; danach wird über die Regelstange 19 wieder bis zum Punkt 35 nachgeregelt. Die Linie vom Punkt 38 zum Punkt 35 beschreibt also ebenfalls eine Schleife. Sollte der f Motor 11 einmal überlastet, also "abgewürgt", werden, dann sinkt die Drehzahl bei konstanter Höchsteinspritzmenge entsprechend einer Linie 43 auf Null.

Wird der Motor 11 mit höherer Drehzahl gefahren, so kann sich schon bei Einspritzmengen, die unter der Höchstmenge Q^ liegen, Rauchbildung im Auspuff bemerkbar machen. Von einer bestimmten Drehzahl an begrenzt die Regeleinrichtung 13, 15 deshalb die Einspritzmenge zunehmend stärker, was in Fig. 2 durch das Kurvenstück 44 mit der Neigung ψ dargestellt ist. Die lurvenetükke 42 und 44 bezeichnet man allgemein als Rauchgrenae; die Volllas tangleichung verhindert nicht nur unnötige Rauchbildung, ion- * dem auch unnützen Kraftstoffverbrauch.

Bei Annäherung an die zulässige Höchstdrehzahl B-O₃. cL^es Motors 11 schließt die Regeleinrichtung 13, 15 das Magnetventil 83 völlig, eo daß die Feder 26 die Regelstange 19 bis zum Anschlag in Richtung des eingezeichneten Pfeils verschiebt und damit die Kraftstoffzufuhr gänzlich eingestellt wird. Durch Niederdrücken des Pedals 14 ist dann eine weitere Erhöhung der Drehzahl nicht mehr möglich. Dieser Vorgang wird mit Endabregelung bezeichnet und ist in Fig. 3 durch die Endabregellinie 45 dargestellt.

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In Fig. 4 sind Einzelheiten des Stellglieds gezeigt. Die Druckfeder 26 stützt sich mit dem einen Ende an dem festen Anschlag 25 ab, mit dem anderen Ende drückt sie gegen den Bund 24, der mit dem Gestänge 23 fest verbunden ist-» Auf dem Gestänge sitzt der Kolben 22 der Zylinderanordnung 21. An den Zylinder ist das Druckmittel - beispielsweise öl - führende Leitungsstück 85 angeschlossen. Die in der Figur nicht dargestellte Förderpumpe 81 preßt das Druckmittel durch die Drossel 82 in ™ dieses Leitungsstück 85; die Abflußmenge des Druckmittels bestimmt das Magnetventil 83. Der in der Fig. 4 nicht dargestellte Regelverstärker steuert die Wicklung 4? des Magnetventils 83.

Fig. 5 zeigt den Stromlaufplan des Regelverstärkers 15 und der Sicherungseinrichtung 20. An den Emitter eines ersten Transistors 48 eines Differenzverstärkers ist ein erster Emitterwiderstand 49 angeschlossen, an den Emitter eines zweiten Transistors 50 des Differenzverstärkers ein zweiter Emitterwiderstand 51. Zwischen dem Verbindungspunkt 52 der "beiden freien Enden der beiden Widerstände 49 und 51 und der Minualeitung liegt ein gemeinsamer Emitterwiderstand 53· Der Kollektor des | ersten Transistors 48 ist direkt an die Plusleitung 28 angeschlossen; zwischen dem Kollektor des zweiten Transistors 50 und der Plusleitung 28 liegt ein Kollektorwiderstand 54. Die Basis des ersten Transistors 48 ist mit dem Schleifer des in Fig. 5 nicht dargestellten Potentiometers .27 verbunden, an die Basis des zweiten Transistors 50 führt eine Leitung vom Ausgang des Reglers 13^ Die beiden Transistoren 48 und 50 des Differenzverstärkers sind npn-Transistoren.

Am Kollektor des zweiten Transistors 50 ist die Basis eines npn-Vcrstufentransistors 56 angeschlossen, dessen Emitter direkt an der Plusleitung 28 liegt. Der Kollektor des Vorstufentransistor· % ist über eine Parallelschaltung aus einem KoI-

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lektorwiderstand 57 und einem Glättungskondensator 58 mit der Minusleitung 29 verbunden. Zwischen dem Kollektor des Vorstufentransistors 56 und der Basis eines Endstufentransistors 59 liegt ein Begrenzungswiderstand 60. Der Emitter dieses npn-Endstufentransistors 59 ist über einen Emitterwiderstand 61 an die Minusleitung, der Kollektor über einen - eventuell entbehrlichen B egrenzungs Widers tand 62 und die Erregerwicklung 4-7 des Magnetventils 83 an die Plusleitung 28 angeschlossen. Zwischen Kollektor und Basis des Endstufentransistors 59 liegt ein Rückkopplungs- I widerstand 64, zwischen dem Kollektor des Endstufentransistors und der Basis des Vorstufentransistors 56 die Parallelschaltung aus einem Widerstand 65 und einem Kondensator 66.

Die Verbindung zwischen dem Regelverstärker 15 und der Siehe— rungseinrichtung 20 stellt eine Diode 68 her, deren Anode an die Basis des Endstufentransistors 59 und deren Kathode an den Kollektor eines ersten Transistors 69 einer in der Sicherungseinrichtung 29 enthaltenen bistabilen Kippschaltung angeschlossen ist. Der Emitter des ersten Transistors 69 ist mit dem Emitter eines zweiten Transistors 70 verbunden; über den gemeinsamen Emitterwiderstand 71 sind die beiden Emitter mit der Minuslei- * tung 29 verbunden. Die beiden Transistoren 69 und 70 sind vom npn-Typ. Vom Kollektor des zweiten Transistors 70 zur Basis des ersten Transistors 59 führt eine Parallelschaltung aus einem Widerstand 72 und einem Kondensator 73, von der Basis des ersten Transistors 69 zur Minusleitung 29 ein Widerstand 74·· Der Kollektor des ersten Transistors 69 ist über den Kollektorwiderstand 75, cLer Kollektor des zweiten Transistors 70 über den Kollektorwiderstand 76 an die Plusleitung 28 angeschlossen. Zwischen dem Kollektor des ersten Transistors 69 und der Basis des zweiten Transistors 70 liegt ein Widerstand 77· Die Parallelschaltung aus dem Widerstand 72 und dem Kondensator 73 sowie der Widerstand 77 stellen in bekannter Weise die Rückkopplungselemente

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der bistabilen Kippschaltung mit den Transistoren 69 und 70 dar. Von der Basis des zweiten Transistors 70 führt ein Widerstand 78 an die Plusleitung 28. Eine Diode 91 ist mit ihrer Anode an die Basis des zweiten Transistors 70» mit ihrer Kathode an einen Verbindungspunkt 92 angeschlossen. Zwischen dem Verbindungspunkt 92 und der Plusleitung 28 liegt ein Vorspann-Widerstand 93? zwischen dem Verbindungspunkt 92 und einem Ausgang des Tachogenerators 12 ein Koppelkondensator 94-.

Die Wirkungsweise der Zylinderanordnung 21 in Fig. 4 ist folgende: Das von der Förderpumpe 81 in das Leitungssystem gepreßte Druckmittel durchströmt die Drossel 82; hinter der Drossel, im Leitungsstück 85, herrscht dann im Arbeitsbereich der Zylinderanordnung ein weitgehend, konstanter Druck. Infolge des Drucks in der Kammer des Zylinders 21 wird der mit der nicht dargestellten Regeistange 19 verbundene Kolben 22 aus dem Zylinder hinausgedrückt. Diesem Vorgang wirkt die Federkraft der Druckfeder 26 entgegen, die den Kolben in das Zylindergehäuse 21 hineinzudrükken versucht. Das Magnetventil 83 regelt den Abfluß des Druckmittels , indem es nach Maßgabe des nicht dargestellten Regelverstärkers 15 öffnet oder schließt. Abhängig von der Stellung des Pedals 14- und der vom Tachogenerator 12 gelieferten Information über die Motordrehzahl stellt sich dann ein Gleichgewicht zwischen dem Druck des Druckmittels und der Kraft der Feder 26 ein j und der Kolben 22 verharrt in einer stabilen Lage.

Der in Fig. 5 dargestellte Differenzverstärker mit den Transistoren 48 und 50 vergleicht laufend die vom Regler 1$ vorgeschriebene Spannung mit der vom Potentiometer 27 rückgemeldeten Spannung; das am Kollektor des zweiten Transistors 50 entstehende Potential dient - über die nachfolgenden Verstärkerstufen - zum Steuern des Magnetventils 83* Der gemeinsame Emitterwiderstand des Differenzverstärkers kann auch durch eine bekannte Konstant-

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stromquelle ersetzt werden, die beispielsweise einen Transistor mit fester Basis-Emitter-Spannung enthält. Sobald die vom Regler 13 gelieferte Spannung merklich über das BaßLspotential des ersten Transistors 48 ansteigt, sinkt die Kollektorspannung des zweiten Transistors 50. Dadurch wird der zunächst gesperrte Vorstufentransistor 56 leitend, demzufolge schaltet auch der Endstufentransistor 59 in seinen leitfähigen Zustand. Der Kollektor des npn-Endstufentransistors 59 ist über das Rückkopp- I lungsnetzwerk 65, 66 mit der Basis des Vorstufentransistors verbunden, was der Verstärkerstufe ein Schaltverhalten verleiht. Durch geeignete Dimensionierung kann man den Abstand der Schaltpunkte zwischen ein- und ausgeschalteter Endstufe klein halten. Der Begrenzungswiderstand 62 dient zum Linearisieren des Kollektorstroms , kann aber auch entfallen. Der Emitterwiderstand hat einerseits die Aufgabe, den Emitterstrom über der Temperatur zu stabilisieren, dient hauptsächlich aber zum Erzeugen einer Emittervorspannung, die für die Funktion der unten beschriebenen Sicherungseinrichtung erforderlich ist. Wenn also die vom Regler 13 gelieferte Spannung ansteigt und demzufolge der Endstufentransistor 59 leitend wird, wird die Wicklung 47 des λ Magnetventils 83 erregt, das Magnetventil also geschlossen. Bei einem Ausfall der Batteriespannung hört auch die Erregung der Wicklung 47 des Magnetventils 83 auf, so daß das Ventil dann auf jeden Fall öffnet und somit den Druck im Leitungsstück 85 vermindert. Dadurch hat die Druckfeder 26 die Möglichkeit, den Kolben 22 in das Zylindergehäuse 21 zu schieben und damit auch die Regelstange 19 aus der Pumpenanordnung 16 herauszuziehen. Das bedeutet, daß nach Ausfall der Bordnetzspannung kein Kraftstoff mehr in den Moto'r eingespritzt wird und dieser dann zum Stehen kommt.

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Unabhängig von einem Ausfall der Batteriespannung muß der Motor 11 auch vor einem Überschreiten seiner Drehzahl geschützt werden. Dies besorgt die Sicherungseinrichtung 20 nach Fig. 5· Der Tachogenerator 12 oder eine Wicklung von ihm, deren eines Ende im Ausführungsbeispiel nach Pig. 5 an die Minusleitung 29 angeschlossen ist, liefert eine sinusförmige Wechselspannung. Diese Wechselspannung wird über den Kondensator 94 ausgekoppelt und an den Verbindungspunkt 92 geführt. An dem Verbindungspunkt

92 liegt aber - von,der der Plusleitung 28 über den Widerstand

93 her - bereits ein positives Potential, so daß sich die vom Tachogenerator 12 gegebenenfalls erzeugte Wechselspannung dieser Gleichspannung überlagert# Durch die Anordnung des Widerstands liegt an der Basis de» zweiten Transistors 70 der bistabilen Kippschaltung mit den Transistoren 69, und 70 ebenfalls ,ein positives Potential} der zweite Transistor 70 ist also leitend, wohingegen der erete Transistor 69 nichtleitend ist. Solange der Motor 11 nicht läuft, ist das Potential am Verbindungspunkt 92 etwa gleich dem der Plusleitung 28, im Ausführungsbeispiel nach Fig. 5/*12 V. Wenn der Motor läuft, wird das Potential des Verbinduagspunkte 92 im Rhythmus der Schwingungen der vom Tachogenerator 12 erzeugten Spannung ins Negative gezogen. Die Amplituden der Tachogeneratorspannung werden immer größer, je mehr die Motordrehzahl Bm₀* steigt. Bei einem bestimmten Amplitudenwert der negativen Halbwelle fängt die Diode 91 aber an ssu leiten. Infolgedessen wird das Emitter-Potential des zweiten Transistors 70, der biitabilen Kippschaltung negativer, der Transietor 70 schließlich nichtleitend und damit der Transistor 69 leitend. Das Kathodenpotential der Diode 68 sinkt nun nahe auf das Ümitterpotential des Transistors 69; die Biode 68 wird somit leitend und zieht auch das Basispotential des in der Regelverstärkeranordnung 15 enthaltenen Endstufentransistors 59 auf einen niedrigeren Wert. Der in die Basis dee Endetufentransistors 59 fließtnde Strom reicht dann nicht mehr aui^ d@s §1» Brr©g©a d©r Wielclimg #7 4·· Mftgaaterentils 8f trf ord@?ii@Ii©a Kollekto

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in dem Leitungastück 85 sinkt. Die Feder 26 drückt den Kolben und damit die Regelstange 19 also auch in diesem Fall -. wenn der Motor seine Höchstdrehzahl überschreitet - in eine Stellung, die der Einspritzmenge Null entspricht. Mittels des Widerstands 7? wird der Sprung des Kollektorpotentials des Transistors 69 zurückgeführt auf die Basis des Transistors 70, so daß damit die Hysterese sehr groß und die Sicherheit gegen ein Zurückkippen der Kippschaltung bei der folgenden positiven Halbwelle der von | dem Tachogenerator 12 erzeugten Spannung gegeben ist. Nach Ansprechen der Sicherungseinrichtung 20 kommt der Motor 11 völlig zum Stillstand, er kann erst wieder durch erneutes Starten in Bewegung gesetzt werden.

Eine sich ausreichend häufig wiederholende Funktionsprüfung der Sicherungseinrichtung kann dadurch erfolgen, daß das normale Abstellen des Motors über die Sicherungseinrichtung selbst erfolgt. Wenn gewünscht wird, daß nach einem Ansprechen der Sicherungseinrichtung der Motor überhaupt nicht wieder in Betrieb genommen werden kann, dann kann im Kollektorkreis des ersten Transistors 69 der Siehe rungs einrichtung eine Schmelzsicherung angeordnet werden, die im Sicherungsfall durchbrennt. In diesem Fall aller- ( dings ist eine Funktionsprüfung der Sicherungseinrichtung beim normalen Abstellen des Motors nicht möglich.

Die vorliegende Erfindung gestattet es, ein einfaches, kombiniert elektronisch-hydraulisches Zweipunkt-Stellglied aufzubauen. Die elektronische Steuerung eines Magnetventils erfolgt in vorteilhafter Weise über einen Differenzverstärker, der eine von einem Regler gelieferte Spannung mit einer Spannung vergleicht, die von einem mit der Regelstange mechanisch gekuppelten Potentiometer geliefert wird. Die Temperaturdrift dieses Differenzverstärkers und damit die Temperaturdrift des Regelverstärkers ist

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für die Funktion ohne Bedeutung, denn die Endstufe, die die Erregerwicklung des Magnetventils mit Strom versorgt, arbeitet im Schalterbetrieb. Das erfindungsgemäße Zweipunkt-Stellglied arbeitet so auch unter den erschwerten Bedingungen, die beim Betrieb von Kraftfahrzeugen auftreten, sehr sicher und zuverlässig.

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Claims

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Ansprüche

1. Einrichtung zum Einstellen der Drehzahl einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Dieselmotors, innerhalb eines der Brennkraftmaschine eigentümlichen Last-Drehzahl-Kennlinienfelds, mit einem Stellglied zum Einstellen der Je Arbeite- | zyklus von einer Einspritzvorrichtung eingespritzten Kraftstoffmenge und einem von der Drehzahl der Brennkraftmaschine beeinflußten Überwachungsglied, dadurch gekennzeichnet, daß ein Regelverstärker (15) vorgesehen ist, der eingangsseitig wenigstens mit einem elektrischen Ausgang des Reglers (13) und einem elektrischen Ausgang der Einspritzvorrichtung (16) und der aus gangs sei tig wenigstens mit einem elektrischen Eingang des die Einspritzvorrichtung (16) steuernden Stellglieds (19» 22) verbindbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Sicherungseinrichtung (20) vorgesehen ist, die eingangs seitig im wesentlichen mit einem Ausgang des überwachungsgliedds (12) und ausgangsseitig mit einem weiteren elektrischen Eingang des Regelverstärkers (15) verbindbar ist.

3· Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (19, 22) eine elektrisch gesteuerte hy-

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draulische Ventilvorrichtung (82, 83) enthält, die über ein Druckmittel führendes Leitungssystem (85) an das mit der Einspritzvorrichtung (16) verbindbare, die Stellgröße abgebende Stellglied (19, 21, 22) anschließbar ist.

4. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelverstärker (15) eingangssei tig einen Differenzverstärker (48, 50) und ausgangsseitig eine Endstufe (56, 59) enthält.

5· Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet» daß der Differenzverstärker (48, 50) in an sich bekannter Weise zwei aktive Halbleiterelemente (48, 50), vorzugsweise npn-Tranaistoren, enthält, bei denen swei gleichnamige Elektroden gegebenenfalls über weitere passive Schaltmittel (49, 51)» beispielsweise Widerstände, verbunden sind*

6. Einrichtung nach Anspruch 5t dadurch gekennzeichnet, daß

in der gemeinsamen Zuleitung zu den miteinander verbundenen gleichnamigen Elektroden ein Kopplungswiderstand (53) angeordnet ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kalbleiter enthaltende Endstufe (56,

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59) mit einer Leistungsstufe (59) und gegebenenfalls einer Vorstufe (56) vorgesehen ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleiterelement (56) in der Vorstufe ein pnp-Transistor ist.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungsstufe ein Halbleiterelement (59) enthält, wobei der Steueranschluß - gegebenenfalls über geeignete Schaltmittel, beispielsweise einen Widerstand (60) - mit dem Ausgang der Vorstufe (56) verbunden ist und die Schaltstrecke der Leistungsstufe (59) einerseits im wesentlichen über zur Rückkopplung geeignete Schaltmittel, beispielsweise einen Widerstand (65) und einen Kondensator (66), mit dem Steuereingang der Vorstufe .(56) sowie - gegebenenfalls über einen Widerstand (62) - mit dem zugehörigen elektrischen Eingang (4-7) des Stellglieds (19, 22) verbindbar ist.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleiterelement (59) der Leistungsstufe ein npn-Transistor ist.

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11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 1O₁ dadurch gekennzeichnet, daß das Überwachungsglied (12) ein Tachogenerator ist.

12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherungseinrichtung eine bistabile Kippschaltung (69, 70)enthält, die durch eine vom Überwachungsglied (12) abgegebene Ausgangsgröße beeinflußbar und deren Ausgang über geeignete Schaltmittel (68) mit der Endstufe (59) verbindbar ist.

13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die bistabile Kippschaltung (69, 70) zwei Halbleiterelemente, vorzugsweise npn-Transistoren (69, 70), enthält.

14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, d.adurch gekennzeichnet, diß der Steuereingang der Kippschaltung (69, 70) über ein Element mit Ventilwirkung, vorzugsweise eine Halbleiterdiode (91) mit dem Eingang der Kippschaltung zugekehrter Anode, an den Abgriff (92) eines Spannungsteilers angeschlossen ist, als dessen einer Teil im wesentlichen ein zwischen dem Abgriff (92) und der Betriebsspannungsklemme (28) liegender Widerstand (93) und als dessen anderer Teil hauptsächlich eine Wicklung des Tachogenerators (12) verwendet ist, wobei das eine Ende der Generatorwicklung im wesentli-

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Robert Bosch GmbH f I R, 9170 Qhr/B*

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ehea «η die Hullpotentialklemme (29) und dee ändert Sod· zweckatäiigerwelse Über ein. gleichstromeperrendes Schaltmittel, beispielsweise einen Kondensator (94), an den Abgriff (92) de» Spannungsteilers angeschlossen 1st*

15· Einrichtung n^oh mlndtatens einem der Ansprüche 11 bis 14,

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dadurch gekennaeichne t, daß der Alis gang der Kippschaltung f (69, 70) über ein Element mit (68) Ventilwirkung, vorzugsweise eine Halbleiterdiode Bit dem Auegang der Kippschaltung eugekehrter Kathode, an die Steuerelektrode der Leistuogsetufe (59) «nechließbar ist.

16. Sinrichtung nach mindestens eine» der Ansprüche 3 bis 15» dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch gesteuerte hydraulische Ventilvorrichtung (82, 83) an der Eintrittsseite und an der Austritteseite des Druckmittels Binrichtungen (32, 83) aufweist, mit denen die Durckfluflmenge des Druckmittels veränderbar 1st.

17. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennselehnet, daB an der Eintrittsseite der Ventilvorrichtung (82, 83) als durchflußändernde Einrichtung eine durchflußmindernde Drossel (82) und an der Austrittsseite als durchflußändernde Einrichtung ein Magnetventil (83) vorgesehen '.!H₅ wobei die iUischlußenden der Erregerwicklung (47) deü E

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ventils (83) über den Regelverstärker (15) an die Nullpotentialklemme (29) und an die Betriebaspannungsklemme (28) anschließbar ist.

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