DE2002548C3 - Drehzahlbegrenzungseinrichtung fuer eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

len Drehzahl entsprechenden Impulsbreite erzeu- eine nur ungenaue Einstellung der gewünschten

genden Impulsgenerator, eine Impulswählschal- »5 Grenzdrehzahl möglich. Da der die Schwellwert-

lung, die jeweils einen Vergleichsimpuls (U) er- schaltung bildende Transistor in seinem Scbaltver-

• zeugt, dessen Anstiegsflanke gegenüber der An- halten stark temperaturabhängig ist, ergibt sich bei

stiegsflanke des zugehörigen Bezugsimpulses (10) sich ändernden Temperaturen eine Verschiebung sei-

, .um einen der tatsächlichen Drehzahl entspre- nes Schwellwertes, wodurch die eingestellte Grenzchenden Zeitraum verzögert ist, und durch Wirk- 10 drehzahl ebenfalls verschoben wird. Da die Bezugssamwerden der Sperrschaltung bei Vorliegen spannung von· der Batteriespannung abhängig ist, die

. eines logischen Produkts beider Impulse. ihrerseits entsprechend ihrem Ladezustand und auch

2. Drehzahlbegrenzungscinrichtung nach Aa- in Abhängigkeit von der Temperatur schwankt, ergespruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein An- ben sich auch hierdurch Verschiebungen der eingetriebskreis (5) einen Schalttransistor (14) für das 35 stellten Grenzdrehzahl. Insgesamt ist daher mit die-Stoppen der Stromzufuhr zu den Elektromagnet- ser Drehzahlbegrenzungseinrichtung eine genaue Einspritzvcntilen und einen Transistor (15) für Einstellung der Grenzdrehzahl nicht möglich.

das Treiben dieses Transistors aufweist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

3. Drehzahl begrenzungseinrichtung nach An- Drehzahlbegr^nzungseinrichtung der eingangs gespruchl, dadurch gekennzeichnet, daß ein Elex- 30 nannten Art zu schaffen, die eine genaue und von. tromagnet-Einspritzventilstoppkreis (8) einen äußeren Größen unbeeinflußbare Festlegung der UND-Kreis und einen Schaltkreis aufweist, wobei Grenzdrehzahl ermöglicht.

der Schaltkreis einen ersten und zweiten Transi- Diese Aufgabe ist gelöst durch mittels drehzahlstor (17 und 20) für das Schalten, einen dritten synchroner Impulse betätigbare Kraftstoffeinspritz-Transistor (19) tvi das Rückstellen und eine 35 ventile, auf deren Antriebsschaltung die Sperrschal-Diode (23) aufv/eist, die zwischen den ersten tung wirkt, durch einen periodisch Bezugsimpulse Transistor und den zweiten Transistor geschaltet mit einer der maximalen Drehzahl entsprechenden ist, so daß der zweite Transistor in seinem »an«- Impulsbreite erzeugenden Impulsgenerator, eine Im» Zustand bleibt, selbst wenn ein Signa! angelegt pulswählschaltung, die jeweils einen Vergleichstwird, das den ersten Transistor (20) einschalten 40 puls erzeugt, dessen Anstiegsflanke gegenüber der würde, wobei der zweite Transistor gesperrt ist, Anstiegsflanke des zugehörigen Bezugsimpulses um .wenn der dritte Transistor durch ein Signal einge- einen der tatsächlichen Drehzahl entsprechenden schaltet wird. Zeitraum verzögert ist, und durch Wirksamwerden

4. Drehzahlbegrenzungseinrichtung nach An- der Sperrschaltung bei Vorliegen eines logischen spruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der An- 45 Produkts beider Impulse.

triebskreis (5) derart ausgelegt ist, daß das durch Durch den bei der erfindungsgemäßen Drehzahl-

den Antriebskieis erhaltene Signal an die Basis begrenzungseinrichtung erfolgenden Vergleich scharf

des Schalttransistors (14) des Antriebskreises definierbarer Impulse ist eine entsprechend genaue

über eine Diode (18) angelegt wird. Einstellung der Grenzdrehzahl möglich, wobei die

5. Drehzahlbegrenzungseinrichtung nach An- 50 zeitlichen Größen-dieser Impulse (Einsatz-und Tastspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der An- verhältnis) von äußeren Größen praktisch nicht betriebskreis (5) so ausgelegt ist, daß da·* durch den einflußbar sind. Da bei erfindungsgemäßen Droh-Antricbskreis erhaltene Signal über eine Diode Zahlbegrenzungseinrichtungen die Vergleichsimpulse! (18) an die Basis des Antriebstransistors (15) des unabhängig von den Bezugsimpulsen erzeugt werden Äntriebskreises angelegt wird. 55 können, kann die der maximalen Drehzahl entsprechende Impulsbreite relativ groß gewählt werden, wodurch eine entsprechende Genauigkeit der Einstel-

lung der Grenzdrehzahl insbesondere für hohe Drehzahlen erreichbar ist.

60 Es ist ferner eine Drehzahlbegrenzungseinrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Drihzahlbe- bekannt (deutsche Auslegeschrift 1 228 850), bei der

grenzungseinrichtüng für eine BrennV raumaschine, durch Vergleich von Impulsen die Zündung bei Er-

bei welcher beim Überschreiten einer bestimmten reichen einer Grenzdrehzahl ausgestellt wird. Bei

maximalen Drehzahl die Kraftstoffzufuhr durch eine dieser Einrichtung werden aus drehzahlsynchroneii

drehzahlsynchrone Impulse aufnehmende Sperrschal- 65 Impulsen, die vom Zündunterbrecher abgenommen

tung abgestellt wird. werden, Rechteckimpulse konstanter Weite erzeugt,

Es ist bereits eine derartige Prehzahlbegrenzungs- denn Vorderflanke mit diesen drehzahlsynchronen

einrichtung bekannt (JJSA.-Patentschrift 3 J85 278), Impulsen zusammenfällt. Außerdem werden in dieser

Einrichtung Rechteckimpulsc veränderlicher Weile erzeugt, deren Vorderflanke mit der Rückflanke der Rcchtcckimpul.se konstanter Weite /.eillich zusammenfällt. Die Impulse der beiden Impulszüge liegen jeweils an einem Eingang einer Koinzidenzschaltung, fl die dann ein die Zündung sperrendes Ausgangssignal abgibt, wenn die Rückflanke des Rechtccldmpulses mit veränderlicher Weite die Vorderflanke des nächsten Impulses konstanter Weite überdeckt. Durch die Einstellung der Impulsbreite des veränderlichen jo Rechteckimpulses wird bei dieser Einrichtung die maximale Drehzahl eingestellt. Sollten relativ hohe Drehzahlen erreicht werden, muß die wählbare Impulsweite entsprechend kurz eingestellt werden. Da die Einstellung dieser Impulsweite umso ungenauer ist, je kürzer sie ist, und da sich bei dem bei höher werdenden Drehzahlen ergebenden kürzeren Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Impulsen ein zeitlicher Fehler durch Unregelmäßigkeiten in diesen Abständen relativ "ergrößert, wird die Einstellung der Grenzdrehzahl bei hohen Drehzahlen sehr ungenau.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen näher erläutert.

F i g. 1 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für eine erfindungsgemäße Steuereinrichtung zur Kraftstoffeinspritzung verdeutlicht;

F i g. 2 zeigt die Beziehung zwischen den Einspritzbezugsimpulsen jedes Zylinders und dem Winkel der Kurbelwelle;

F i g. 3 und 4 zeigen die zeitabhängige Beziehung zwischen dem Bezugsperiodenimpuls und den hiermit verglichenen Bezugsimpulsen;

Fig.5 ist ein Schaltplan, der ein Beispiel für den bei der erfindungsgemäßen Einrichtung verwendeten Kraftstoffzuführungs-Stoppkreis verdeutlicht;

F i g. 6 ist ein Schaltplan, der ein weiteres Beispiel des Kraftstoffzuführungs-Stoppkreises zeigt.

Gemäß F i g. 1 besitzt die Steuereinrichtung für die Kraftstoffeinspritzung nach der Erfindung einen Einspritzbezugssignalgenerator 1 für die Erzeugung eines Einspritzbezugsimpulses in Abhängigkeit von der Auslösung der Kraftstoffeinspritzung in jeden Zylinder einer Brennkraftmaschine und für das Ermitteln der Anzahl der Motorumdrehungen aus der Periode dts Einspritzbezugsinipulses. Der Einspritzbezugssignalgenerator 1 ist mit Hilfe einer Welle 2 an der Motor angeschlossen. Ist der Motor ein Vierzylindermotor; so erzeugt der Einspritzbezugsgenerator einen Einspritzbezugsimpuls gemäß Fig.2. Es ist ein Steuersignalgenerator J vorgesehen, der die Impulsweite des Ausgangsimpulses des Bezugssignalgenerators 1 durch eine Spannung Ec ermittelt, die in Abhängigkeit vom Sog und der Anzahl der Motorumdrehungen bestimmt wird, wobei ein Einspritzimpuls für das Betätigen eines der Elektromagnetventile 4 a, 4 b, 4 c und 4 d erzeugt wird. Ein Antriebskreis 5 öffnet oder schließt die Elektromagnetventile 4 a, 4 b, 4 c und 4 d mit Hilfe von Schalttransistoren in Übereinstimmung mit dem Ausgangsimpuls des Steuersignalgencrators3. Der Antriebskreis besitzt einen Stoppkreis, so daß sein Einsatz durch ein Stoppsignal unabhängig von dem Signal vom Steuersignalgenerator 3 gestoppt werden kann.

Der Ausgangsimpuls des Signilgenerators 1 geht einerseits zum SSeuersignalgenerator 3 und andererseits zu einem Impulswählkreis 6. Der Impulswählkreis 6 erzeugt auf der einen Seite einen Antriebsimpuls 9 für das Antreiben des Impulsgenerator 7, der einen Bezugsperiodenimpuls 10 erzeugt; der Impulswählkreis 6 speist auf der anderen Seite einen Elck» tromagneiventilstoppkreisS mit einem Vergleichsimpuls Il für das Vergleichen des Antriebsimpulses 9 mit dem Bezugsperiodenimpuls 10, Der Impulsgenerator? kann eine Kombination aus einem Sägezahnwcllcngcnerator und einem Komparator oder einem monostabilen Multivibrator sein und erzeugt den Bezugsperiodenimpuls 10 aus dem Antriebsimpuls 9. Der Impulsgenerator? ist so ausgelegt, daß dessen Impulsweite Ts durch Wahl der Werte der Kreiskomponenten (wie C oder R) nach Wahl variiert werden kann. Die Impulsweite wird in Abhängigkeit von der Drehzahl des Motors und der Impulswiederholungsrate sowie im Bedarfsfall von einem Faktor bestimmt, beispielsweise der Umgebungstemperatur, dem Sog am Lufteinlaß, der Stellung der Drosselklappe oder eine Kombination dieser Faktoren. _

F i g. 3 zeigt die zeitliche Beziehung zwischen den Impulsen 9, 10 und 11, wenn die Motordrehzahl eine vorbestimmle Drehzahl überschreitet. Wird der impuls 11 dem Elektromagnetventilstoppkreis 8 zugeführt, wenn dessen Gatterkreis für die der Impulsweite Ts des Bezugsperiodenimpulses 10 entsprechenden Zeit geöffnet ist, d.h. wenn das logische Produkt aus dem Bezugsperiodenimpuls 10 und dem Vergleichsimpuls 11 erstellt wird, dann liefert der Elektromagnetventilstoppkreis 8 ein Stoppsignal zum Antriebskreis 5, urn dessen Einsatz zu stoppen.

Die Fig.4 zeigt die zeitliche Beziehung zwischen den Impulsen 9, 10 und 11, wenn die Motordrehzahl kleiner als die vorbestimmte Drehzahl ist. In diesem Fall wird während der der Impulsweite Ts des Bezugsperiodenimpulses 10 entsprechenden Zeit kein logisches Produkt aus dem Bezugsperiodenimpuls 10 und dem Vergleichsimpuls 11 erstellt, so daß der Elektromagnetventilstoppkreis 8 kein Stoppsignal liefert, wodurch der Antriebskreis S weiterhin durch den Steuersignalgenerator 3 betätigt wird.

Die F i g. 5 zeigt den Antriebskreis 5 und den Elektromagnetventilstoppkreis 8, die beide mit einer Energiequelle 12 verbunden sind. Der Antriebskreis 5 kann einen Antriebs- oder Treibtransistor 15 für eine Zeit Tc einschalten, die durch ein Signal 13 vom Steuersignalgenerator 3 bestimmt wird. Schließt ein durch aen Kollektorwiderstand 16 des Transistors 15 bestimmter Strom zu der Basis eines Schalttransistors 14, wird letzterer eingeschaltet und liefert einen Strom zu dem Elektromagnetventil 4 a, das dann die Kraftstoffeinspritzung bewirkt. Der Elektromagnetventilstoppkreis 8 ist so ausgelegt, daß sein Gatter durch den Bezugsperiodenimpuls 10 des Impulsgenerators 7 für eine Zeit geöffnet wird, die der Impulsweite Ts des Impulses 10 entspricht, so daß Signale an die Klemmen d und e gelangen. Wird das Gatter des Stoppkreises 8 geschlossen, befinden sich die Transistoren 21 und 22 im Sperrzustand, der Transistor 20 in dem Leitzusland und der Transistor 17 in dem Sperrzustand. Wird das Gatter geöffnet und ein derartiger Zustand hergestellt, bei der die an die Klemmen d und e angelegten Eingangssignale die beiden Transistoren 21 und 22 einschalten, d. h. wird das beschriebene logische Produkt erstellt, wird der Transistor 20 abgeschaltet, -während der Transistor 17 eingeschaltet wird. Ist der Transistor 17 eingeschaltet, bleibt er durch eine Rückkopplungsdiodc 23 im Lehzüsiand oder eingeschaltet, selbst wenn ein Si-

gnal angelegt wird, das den Transistor 20 einschalten und dadurch den Transistor 17 ausschalten würde, Wird das Gatter erneut geöffnet, wird ein Rückstelliransisior 19 eingeschaltet* und zwar durch die differenzierte Wellenform am Startpunkt« des Bezugsperiodenimpülses 10, wodurch der Transistor 1.7 abge^ Schaltet wird, Wird somit Wahrend der Zeit, die der Impulswciie des Bezugsperiodenimpulses 10 entspricht, das logische Produkt aus dem Bezugsperiodenimpüls 10 und dem Vergleichsimpuls 11 erstellt, wird der Transistor 20 abgeschaltet und der Transistor 17 angeschaltet, wobei dieser Zustand bleibt, bis ein nachfolgendes Rückstellsignal angelegt wird. Befindet sich der Transistor 17 ίη seinem »an«- oder Leitzustand, ist der Basiskreis des Schalttransistors 14 über den Transistor 17 durch eine Einspritzstoppdiode 18 geerdet, wodurch der Transistor 14 seine Taf'ukeit unabhängig von dem an die Basis £ des Transistors 15 angelegten Signals stoppt, so daß das Elektromagnetventil 4 λ seine Kraftstoffeinspritzung stoppt,

Fig.6 zeigt einen der Fig.5 gleichen Kreis mit der Ausnahme, daß die Einspritzstoppdiode 18 an die Basis des Transistors 15 und nicht an die Basis des Transistors 14 angeschlossen ist. Leitet bei dieser Anordnung der Transistor 17, ist die Basis des Transistors 15 durch die Diode 18 und den Transistor 17 geerdet Dementsprechend wird der Transistor 14 gesperrt, um den Betneb des Elektromagnetventils 4 a zu stoppen, und zwar unabhängig von einem an die Basis b des Transistors 15 angelegten Signal.

Wahrend des Betriebes erscheinen die Impulse 9,

II, 24 und 25 gemäß Fi g. 2 als der Ausgang vom Signalgenerator 1 zu den zugehörigen vier Zylindern I,

III, IV und II.

Die Perioden dieser Impulse variieren mit der Anzahl der Motorijmdrehungen. Es sei angenommen, daß der Impuls 9 für den ersten Zylinder mit der Periode Tn zwischen denn impuk9 arid dem Impuls ίί für einen vierten Zylinder IV zu vergleichen ist, um die Anzahl der Motorumdrehungen zu bestimmen. Beträgt die Drehzahl Vk das Stoppen der Einspritzung zur Verhinderung übermäßiger Motordrehzahl 6(KX) Upm und ist der Motor ein Vierzylindervierzyklusmotor, dann ist Tn für 6000 Upm 25 m sck. Somit kann der beabsichtigte Zweck durch eine Auslegung der Einrichtung derart erzielt werden, daß der Transistor 17 eingeschaltet wird, wenn der Wert von Tn kleiner als 25 m sek. wird. Aus diesem Grunde wird die Impulsweife Ts des durch den Impulsgenerator? erzeugten Bezugsperiodenimpulses 10 auf 25 m sek. festgelegt, Ist die Moiordrehzahl kleiner als dieser festgesetzte Wert, so liegt zwischen dem

- Einspritzbezugsimpuls 9 für den ersten Zylinder und dem Einspritzbezugsimpuls 11 für den vierten Zylin-

S der die Beziehung gemäß Fig.4 vor, wobei bei offenem Gatter d und e des Vergleichskreises 8 kein logisches Produkt aus dem Bezugsperiodenimpuls 10 Und dem Einspritzbezugsimpuls 11 erstellt wird. Dementsprechend nimmt der Transistor 20 den

ίο ?an«-Zustand ein, wodurch der*Transistor 17 gesperrt wird, während der Transistor 14 durch den an seiner Basis b eintretenden Steuerimpuls 13 von dem Steuersignalgenerator 3 im »an«-Zustand gehalten wird, so daß das Elektromagnetventil 4 α für die Kraftstoffeinspritzung in den ersten Zylinder elektrisch erregt wird. Übersteigt die Motordrehzahl den vorbestimmten Wert, so ergibt sich die in F i g. 3 gezeigte Beziehung zwischen dem Bczugsperiodenitnpuls 10 und dem Einspritzbezugsimpuls 11, wobei

so während der Zeit, bei der die Gatter d unde des Komparator 8 geöffnet sind, ein logisches Produkt aus dem Bezugsperiodenimpuls 10 und dem Einspritzbezugsimpuls 11 erstellt wird. Solange nicht ein Rückstellsignai kommt, bleibt der Transistor 17 in

as dem »an«-Zustand, während der Transistor 14 unabhängig von dem an seine Basis b angelegten Eingang in den »aus«-Zustand gebracht wird; dadurch wird der Einsatz des Elektromagnetventils 4« gestoppt, um Überdrehen des Motors zu verhindern. Die vorbeschriebene Erläuterung gilt auch für die anderen Zylinder.

Bei der vorbeschriebenen Ausführungsform wurde die Motordrehzahl aus der Periode Tn zwischen dem Einspritzbezugsimpuls 9 für den ersten Zylinder I

und dem Ein;>pritzbezugsimpuls 11 für den vierten Zylinder IV ermittelt; es ist ebenso möglich, die Motordrehzahl aus der Periode zwischen dem Impuls 9 und dem Einspriizbezugsimpuls 24 für den rliillen Zylinder III oder aus der Periode zwischen dem Impuls 9 und dem Einsprilzbezugsimpuls25 für den zweiten Zylinder II zu ermitteln.

Ferner wurde bei der vorbeschriebenen Ausführungsform die Drehzahl von der Periode und der Dauer des Einspritzbczugsimpulses ermittelt, der beim Beginn der Kraftstoffeinspritzung am Motor erzeugt wird; es ist demgegenüber auch möglich, die Motordrehzahl von dem Impuls zu ermitteln, der in Abhängigkeit mit der Öffnungsperiode des Saugventils erzeugt wird. Darüber hinaus läßt sich die Erfindung auch bei anderen Mehrzylindermotoren oder Einzelzylindcrmoloren anwenden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

ι 2 bei der mittels einer Triggereinrichtung aus den dreh- Patcntanspriiche; zahlsynchronen Impulsen Rcchtcckimpulsc erzeugt ι werden, die in einer RC-Schaltung zur Erzeugung

1. Drehzuhlbögrenzungseinriehtung für eine einer der Drehzahl proportionalen Spannung inte-Brennkraftrnaschine, bei welcher beim Über- S griert werden, An einer durch einen Transistor gebüschreiten einer bestimmten maximalen Drehzahl detcn Schwellwertschaltung wird diese drehzahlpro-

- die Kraftstolfzufuhr durch eine drehzahlsyn- portionale Spannung mit einer von der Fahrzeugbat-

chrone Impulse aufnehmende Spcrrschaltung abge- tcrie abgegriffenen Bezugsspannung verglichen,

stellt wird, gekennzeichnet durch mit- Überschreitet die drehzahlproportionale Spannung

(eis drchzablsynchroner Impulse betätigbare io die Bezugsspannung, wird die Kraftstoffzufuhr mittels

Kraftstoffcinspritzvcnlilc, auf deren Antriebs- der Sperrschaltung unterbunden. Bei dieser Einrich-

sclialtung die Spcrrschaltung wirkt, durch einen tung ist durch einen schleifenden Schnitt zwischen

periodisch Bezugsiinpulse mit einer der maxima- - den beiden zum Vergleich anstehenden Spannungen