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Elektrisch gesteuerte Kraftstoff-Einspritzanlage für Brennkraftmaschinen
Die Erfindung betrifft eine elektrisch gesteuerte Kraftstoff-Einspritzanlage für Brennkraft- maschinen, mit wenigstens einem elektromagnetisch betätigbaren Einspritz-Ventil und einem zur
Magnetisierungswicklung dieses Einspritz-Ventils in Reihe liegenden Leistungstransistor sowie einem demselben vorgeschalteten Steuer-Multivibrator, welcher durch drehzahlsynchrone Auslöseimpulse unter gleichzeitigem öffnen des Einspritz-Ventils in seine instabile Kipplage gebracht wird und nach einem veränderbaren, die Öffnungsdauer des Einspritz-Ventils bestimmenden Intervall in seinen stabilen
Betriebszustand zurückkippt, und ferner mit einer durch die Drosselklappe der Brennkraftmaschine betätigbaren Einrichtung,
durch welche die je Zeiteinheit eingespritzte Kraftstoffmenge während der Öffnungsbewegung der Drosselklappe vergrössert wird. Die Erfindung betrifft ferner auch solche
Kraftstoff-Einspritzanlagen, deren Impulsgeber aus einem Schaltkontaktsatz und einem mit demselben zusammenarbeitenden, mit der Drosselklappenwelle drehbaren Schaltglied besteht ; sie betrifft insbesondere eine Kraftstoff-Einspritzanlage, deren Impulsgeber eine mit der Drosselklappenwelle schwenkbare Kontaktfahne und mehrere, quer zu dieser Schwenkbewegung liegende und untereinander durch eine Kontaktbahn verbundene Querstege haben, zwischen denen isolierende Auflageflächen für die Kontaktfahne angeordnet sind, deren in Schwenkrichtung gemessene Breite grösser ist als die entsprechende Breite der Auflagefläche der Kontaktfahne.
Derartige elektrisch gesteuerte Kraftstoff-Einspritzanlagen dienen bekanntlich zur Kraftstoff-Einspritzung in das Ansaugrohr von Brennkraftmaschinen.
Eine bekannte Ausführungsform einer solchen elektrisch gesteuerten Kraftstoff-Einspritzanlage ist mit einem mit der Drosselklappe der Brennkraftmaschine gekuppelten Impulsgenerator ausgerüstet, der eine Induktionsspule und einen in dieselbe eintauchenden Permanentmagneten enthält, welcher beim Niedertreten des Gaspedals in die Induktionsspule hinein verschoben wird und dabei in derselben eine Spannung induziert, deren Grösse mit der Öffnungsgeschwindigkeit der Drosselklappe zunimmt ; diese Induktionsspannung wird nun auf einen Transistorverstärker gegeben, mit welchem die für den Rückschalt-Zeitpunkt und somit die für die Länge der Steuer-Impulse des Steuer-Multivibrators massgebende Referenzspannung verändert werden kann.
Bei dieser Anordnung wird also der bereits laufende Steuer-Impuls verlängert, wobei die während dieser Verlängerung aus den Einspritz-Ventilen austretende Kraftstoff-Mehrmenge zur Anreicherung der Beschleunigung dient. In einfachen Kraftstoff-Einspritzanlagen arbeitet diese von der Drosselklappen-Bewegung auf induktivem Wege abgeleitete Brennstoff-Anreicherung auch durchaus zufriedenstellend ; es ist jedoch ein verhältnismässig grosser Aufwand erforderlich, weil der permanentmagnetische Impulsgenerator mit kleinen Luftspalten ausgeführt und daher mit hoher Fertigungsgenauigkeit hergestellt werden muss, wenn auch bei kleinen oder langsamen Offnungs-Bewegungen ein ausreichend grosses induktives Signal erzeugt werden soll.
Weiters sind auch pneumatische Systeme bekanntgeworden, bei welchen der beim öffnen der Drosselklappe entstehende Druckanstieg im Ansaugrohr der Brennkraftmaschine differenziert wird ;
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hiebei setzt jedoch das Steuersignal gegenüber der Drosselklappen-Bewegung erst um etwa 40 bis
70 msec verzögert ein.
Nach der Erfindung werden nun bei elektrisch gesteuerten Kraftstoff-Einspritzanlagen der eingangs beschriebenen Bauart die oben erwähnten Nachteile in einfacher und wirksamer Weise dadurch vermieden, dass ein mit der Drosselklappe gekuppelter Impulsgeber vorhanden ist, welcher während einer sich über den vollen Öffnungswinkel erstreckenden Bewegung der Drosselklappe eine Reihe von-vorzugsweise mindestens fünf-zusätzlichen Steuersignalen für die Einspritz-Ventile liefert.
Bei jener Type von Kraftstoff-Einspritzanlagen, deren Impulsgeber-wie bereits eingangs erwähnt-aus einem Schaltkontaktsatz und einem mit demselben zusammenarbeitenden, mit der
Drosselklappenwelle drehbaren Schaltglied besteht, soll das Schaltglied zweckmässig derart ausgebildet sein, dass die Schaltkontakte nur bei der öffnungs-Drehbewegung der Drosselklappenwelle bzw. des
Schaltgliedes betätigt werden.
Bei dieser zuletzt beschriebenen Ausführungsform der Kraftstoff-Einspritzanlage kann nun-wie gleichfalls oben erwähnt-der Impulsgeber eine mit der Drosselklappenwelle schwenkbare
Kontaktfahne und mehrere, quer zu dieser Schwenkbewegung liegende und untereinander durch eine
Kontaktbahn verbundene Querstege haben, zwischen denen isolierende Auflageflächen für die
Kontaktfahne angeordnet sind, deren in Schwenkrichtung gemessene Breite grösser ist als die entsprechende Breite der Auflagefläche der Kontaktfahne ; in diesem Falle hat dann erfindungsgemäss der Impulsgeber zwei zueinander konzentrische, gegeneinander isolierte Kontaktbahnen mit je mehreren, radialen, kammartig gegen die andere Kontaktbahn gerichteten Querstegen, zwischen denen eine isolierende mäanderförmige Auflagefläche angeordnet ist.
Zweckmässig ist dabei ausser beiden, mit den Querstegen ausgerüsteten Kontaktbahnen eine dritte, zu denselben gleichfalls konzentrische
Kontaktbahn für eine zweite Kontaktfahne vorhanden, welche während der öffnungsbewegung auf dieser dritten Kontaktbahn in ständigem Kontakt entlanggleitet. Weiters kann als Träger der
Kontaktfahne bzw. der Kontaktfahnen eine Isolierstoffplatte dienen, welche-allenfalls an einer über die Drosselklappenwelle geschobenen Nabe befestigt-gegenüber der Drosselklappenwelle ein geringes Drehspiel hat.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Kraftstoff-Einspritzanlage ist die Anordnung so getroffen, dass vor der wenigstens einen Leistungstransistor enthaltenden, den Betätigungsstrom für das bzw. die Einspritz-Ventile liefernden Endstufe ein elektronisches Logikglied-vorzugsweise ein ODER-Glied-eingesetzt ist, von dessen Eingängen der erste mit dem Ausgang des drehzahl-synchron auslösbaren Steuer-Multivibrators und der zweite mit dem Ausgang eines zweiten, monostabilen Multivibrators verbunden ist, welcher unabhängig vom Steuer-Multivibrator durch den mit der Drosselklappe gekuppelten Impulsgeber ausgelöst wird.
Derartige-d. h. mit einem Impulsgeber ausgerüstete-Kraftstoff-Einspritzanlagen können nun in der Weise betrieben werden, dass während der öffnungsbewegung der Drosselklappe zusätzlich zu den synchron mit den Kurbelwellen-Umdrehungen erfolgenden Einspritzvorgängen weitere Einspritzvorgänge ausgelöst werden.
In den Zeichnungen sind in den Fig. l bis 11 mehrere Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäss aufgebauten, elektrisch gesteuerten Kraftstoff-Einspritzanlage und die zugehörigen Schaltbilder, sowie das Impulsdiagramm veranschaulicht.
Bei der in Fig. l und 2 dargestellten Kraftstoff-Einspritzanlage ist im Ansaugrohr-l-einer-nicht eingezeichneten-Brennkraftmaschine eine Drosselklappe --2-- mit ihrer Welle-S-- drehbar gelagert. Die Drosselklappenwelle --3-- ragt an ihren Endabschnitten über ihre Lageraugen --4 und 5-vor und kann mit Hilfe eines in der Nähe des Lagerauges --4-- auf die Welle aufgesetzten Hebels-6--und eines an diesem angreifenden, mit dem nicht dargestellten Gaspedal der Brennkraftmaschine gekuppelten Gestänges-7-entgegen der Kraft einer Rückstellfeder in die dargestellte Offenstellung der Drosselklappe gedreht werden.
Auf dem gegenüberliegenden andern, am Lagerauge --5-- vorstehenden Wellenende ist ein Zahnrad --8-- vorgesehen, welches gegenüber der Welle --3-- drehbar auf diese aufgesetzt ist. Ausserdem ist mit der Drosselklappenwelle --3-- ein Hebel --9-- fest verbunden, der an seinem freien Ende eine bewegliche und durch eine nicht dargestellte Feder vorgespannte Klinke --10-- trägt. Die Zähne des Zahnrades --8-- sind so gestaltet, dass die Klinke--10-das Zahnrad nur dann mitnehmen kann, wenn sich die Drosselklappenwelle-3--und mit ihr der Hebel-9--in ihrer mit einem Pfeil in Fig. 2 angedeuteten öffnungsrichtung drehen.
Auf der Aussenseite des Ansaugrohres-l-sind zwei streifenförmige, beispielsweise aus Tombakblech hergestellte Kontaktträger --12 und 13-befestigt, welche mit je einem an ihren federnden freien Endabschnitten sitzenden Kontakt-14 bzw. 15-versehen und gegeneinander isoliert sind. Ausserdem ist mindestens einer der beiden Kontaktträger
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12, 13- gegenüber--48-- geschlossen gehalten werden, jedoch sich öffnen, sobald die Drosselklappe aus der
Leerlaufstellung geringfügig ausgeschwenkt wird.
Um die günstigste Lage des Öffnungspunktes dieses
Leerlaufschalters in bezug auf die Drosselklappe --32-- einstellen zu können, sind in der Grundplatte - zwei zur Achse der Drosselklappenwelle --33-- konzentrische Längsschlitze --59-- für den Durchtritt von nicht dargestellten Schrauben vorgesehen, mit denen die Grundplatte-53- gegen einen Gussansatz-60-am Ansaugrohr-31-festgespannt werden kann.
Der für die Erzeugung von in ihrer Anzahl dem jeweiligen Öffnungsdrehwinkel der Drosselklappe entsprechenden Anreicherungsimpulsen wichtige Kontaktsatz umfasst ausser den beiden, als
Schleppschalter ausgebildeten Kontaktfahnen-40, 41- noch drei zur Drehachse der
Drosselklappenwelle --3-- konzentrische Kontaktbahnen --61, 62, 63--, die auf ein Nylon-Plättchen --65-- aufkaschiert sind. Auf der innersten Kontaktbahn --61-- kann die Kontaktfahne--41--entlanggleiten, wenn die als Kontaktträger dienende Isolierstoffplatte--39-- zusammen mit der Drosselklappe --32-- in deren Öffnungsrichtung verschwenkt wird.
Hiebei gelangt die zweite Kontaktfahne--40--nacheinander abwechslungsweise mit einer der beiden äusseren
Kontaktbahnen-62 bzw. 63-in Verbindung, von denen jede eine grössere Anzahl, in der dargestellten Ausführungsform je neun Querstege-66 bzw. 67--, aufweist. Je grösser die Anzahl dieser Querstege ist, desto empfindlicher spricht der Impulsgeber auch auf kleine Öffnungsbewegungen der Drosselklappe an.
Es hat sich jedoch als zweckmässig erwiesen, dass die Isolierabstände zwischen zwei benachbarten Querstegen-66, 67-grösser als die in der Schleifrichtung gemessene Erstreckung der in Fig. 5 durch einen kleinen Kreis --68-- angedeuteten Kontaktfläche der Kontaktbahn --68-- gewählt wird, damit etwaige lediglich durch Erschütterungen des Fahrzeuges verursachte kleine, vom Fahrzeugführer unbeabsichtigte Schwenkbewegungen des Gaspedals nicht zur
Signalauslösung führen können.
Um Fehlauslösungen weitgehend zu verhindern, kann in der weiter unten an einem praktischen
Schaltbeispiel erläuterten Weise die äusserste Kontaktbahn --63-- über eine Anschlussleitung mit einem der beiden Eingänge eines bistabilen Transistor-Multivibrators und die mittlere Kontaktbahn - 62-mit dessen zweiten Eingang verbunden und durch die dann als gemeinsamer Umschalter wirksam werdende innere Kontaktbahn --61-- derart, beispielsweise mit Masse, verbunden werden, dass der Multivibrator nicht schon beim Ablaufen der Kontaktfahne von einem Quersteg, sondern erst beim Auflaufen auf einen benachbarten, an den andern Multivibratoreingang angeschlossenen Quersteg umgeschaltet wird.
Da der Schleppschalter--50-in der Schliessrichtung der Drosselklappe --32-- sich infolge des Drehspiels zwischen der Mitnehmemase-37-und dem Querschnitt --38-- öffnet, bevor die von der Federklammer --51-- gebremste Isolierstoffplatte --39-- der sich mit dem Isolierstück - 48-- drehenden Mitnehmerbüchse --34-- folgen kann, wird erreicht, dass nur in der öffnungsrichtung der Drosselklappe Anreicherungsimpulse erzeugt, in der Schliessrichtung hingegen durch die dann offenen Schleppschalterkontakte --44,45-- unterdrückt werden.
Die Einspritzanlage nach Fig. 7 ist zum Betrieb einer in den Zeichnungen nicht dargestellten, mit Fremdzündung arbeitenden Vierzylinder-Viertakt-Brennkraftmaschine bestimmt und stellt ein bevorzugtes Anwendungsbeispiel für den Signalgeber nach Fig. 4 bis 6 dar. Zur Einspritzanlage gehören vier elektromagnetisch betätigbare Einspritz-Ventile, von denen jeweils zwei einer gleichzeitig spritzenden, in den Zeichnungen bei-110 bzw. 120-angedeuteten Ventilgruppe zusammengefasst sind.
Wenn die Brennkraftmaschine eine I-IV-III-IIZündfolge hat, ist jeweils das zum ersten und das zum vierten Zylinder gehörende unmittelbar vor dem Zylindereinlass in das Ansaugrohr der Brennkraftmaschine einspritzende Einspritz-Ventil zur ersten Ventilgruppe--110--und das zum dritten und das zum zweiten Zylinder gehörende Einspritz-Ventil zur Ventilgruppe--120-- vereinigt. Den beiden Ventilgruppen wird der einzuspritzende Kraftstoff durch eine nicht dargestellte, elektromotorisch angetriebene Pumpe unter einem praktisch konstantbleibenden Druck von 2 atü zugeführt. Mit den Magnetwicklungen der ersten Ventilgruppe liegt ein pnp-Leistungstransistor - 111-und mit demjenigen der zweiten Ventilgruppe ein Leistungstransistor --121-- in Reihe.
Die beiden Leistungstransistoren bilden zusammen mit einem Treibertransistor --112 bzw. 122--je eine der beiden Endstufen-113 bzw. 123--.
Die Einspritz-Ventilgruppen müssen abwechslungsweise jeweils nach einer Kurbelwellenumdrehung der Brennkraftmaschine in ihre Offenstellung gebracht werden. Dies erfolgt durch zwei im nichtdargestellten Zündverteiler untergebrachte Schalter--101 und 102--, die durch einen mit Nockenwellendrehzahl umlaufenden Schaltnocken gegeneinander um 1800 Nockenwellendrehwinkel versetzt in ihre Schliessstellung gebracht werden können. Die beiden Schalter arbeiten mit einem
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bistabilen Multivibrator --130-- zusammen, der zwei npn-Transistoren-131 und 132-- enthält, deren Emitter an eine gemeinsame Minusleitung-100-angeschlossen sind.
Jeder der Kollektoren ist über einen getrennten Arbeitswiderstand-133 bzw. 134-an eine gemeinsame Plusleitung - -90-- angeschlossen und steht jeweils über einen Rückkopplungswiderstand --135 bzw. 136-mit der Basis des andern Transistors in leitender Verbindung. Von den beiden Transistoren-131 und 132-befindet sich jeweils derjenige in seinem stromlosen Sperrzustand, dessen zu seiner Emitter-Basis-Strecke parallelgeschalteter Schalter vorher geschlossen worden war und bleibt so lange in diesem Sperrzustand, bis der andere Schalter von dem weiter laufenden Schaltnocken in seine Schliessstellung gebracht wird.
Die Schalter-101 und 102-bestimmen jedoch nicht die Dauer der Einspritzvorgänge an den Ventilgruppen--110 bzw. 120--, sondern sind lediglich massgebend dafür, wann und welche der beiden Ventilgruppen in ihre Öffnungsstellung gebracht wird. Die bei jedem Einspritzvorgang in das Ansaugrohr der Brennkraftmaschine gelangende Einspritzmenge ist proportional zur Dauer von rechteckförmigen Steuersignalen, die am Ausgang eines in den Zeichnungen stark vereinfacht wiedergegebenen Steuer-Multivibrators --150-- bereitgestellt und bei jedem Schliessvorgang der Schalter-101 und 102-ausgelöst werden.
Der Steuer-Multivibrator enthält einen Eingangstransistor --151-- und einen mit seiner Basis an den Kollektor des Eingangstransistors angeschlossenen Ausgangstransistor--152-, der ebenfalls vom npn-Typ ist. Bei dem lediglich als Beispiel zu wertenden und in seinem konkreten Aufbau für die Erfindung unwesentlichen Steuer-Multivibrator --150-- ist zur Anpassung der Dauer der Steuerimpulse ein induktives Zeitglied in Form eines Transformators --153-- vorgesehen, dessen Primärwicklung-154-in Reihe mit einem Widerstand --155-- den Kollektor des Ausgangstransistors --152-- mit der Plusleitung - verbindet und mit der im Basiskreis des Eingangstransistor --151-- angeordneten Sekundärwicklung --156-- durch einen verstellbaren Eisenkern --157-- gekoppelt ist.
Dieser Kern ist über ein Gestänge mit der Membran einer nicht dargestellten, in Ansaugrichtung hinter der Drosselklappe an das Ansaugrohr der Brennkraftmaschine angeschlossenen Druckdose verbunden und wird von dieser Druckdose unter Verkleinerung der wirksamen Induktivität des Transformators umso weiter herausgezogen, je niedriger der im Ansaugrohr herrschende absolute Luftdruck ist.
Mit den Kollektoren der beiden zum Auslösesignalgeber --130-- gehörenden Transistoren --131 und 132-ist die Basis des Eingangstansistors --151-- des steuer-Multivibrators über je eine zu deren Entkoppelung dienende Diode-158, 159- und zwei Differenzierglieder-140-verbunden, von
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Widerstand-141, 142- undKondensator --145-- gespeicherten Ladung über die Diode das Basispotential des Eingangstransistors --151-- so stark gegenüber der Minusleitung-100-negativ macht, dass der seither stromleitende Eingangstransistor gesperrt und gleichzeitig der seither gesperrte Ausgangstransistor stromleitend gemacht wird.
Der dann in der Primärwicklung-154-des Transformators-153- einsetzende Kollektorstrom des Ausgangstransistors erzeugt in der Sekundärwicklung-156--eine Rückkopplungsspannung, die den Eingangstransistor --151-- über den Auslösezeitpunkt hinaus gesperrt hält, u. zw. so lange, bis sie unter einen durch zwei Spannungsteilerwiderstände --161 und 162-- eingestellten Mindestwert abgesunken ist. Dann kehrt der Eingangstransistor-151-selbsttätig in seinen stabilen, stromleitenden Ausgangszustand zurück und sperrt gleichzeitig den Ausgangstransistor-152--.
Damit die in dieser Weise erzeugten Steuerimpulse jeweils nur an einer, nämlich der durch Schliessen ihres zugehörigen Schalters--101 oder 102--ausgewählten Ventilgruppe-110 oder 120-wirksam werden kann, ist den beiden Leistungsstufen-113 und 123-je ein elektronisches Logik-Glied, nämlich ein UND-Glied-115 bzw. 125-vorgeschaltet.
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npn-Transistor-116-stehtBasiswiderstand-117-und eine Leitung --118-- mit dem Kollektor des zum Auslösesignalgeber --130-- gehörenden Transistors --132-- in Verbindung, während der zum UND-Glied-125- gehörende Transistor --126-- über einen ersten Basiswiderstand-127-und eine Leitung --128-- an den Kollektor des andern Transistors --131-- des bistabilen Auslösesignalgebers - 130-- angeschlossen ist.
Ausserdem sind die beiden UND-Transistoren-116 und 126-mit einem zweiten Basiswiderstand-119 bzw. 129-an den Kollektor eines weiteren Transistors - angeschlossen, der mit seiner Basis an eine in diesem Zusammenhang unwichtige Stufe - 170-- derart angeschlossen ist, dass er in den Pausen zwischen zwei vom Steuer-Multivibrator
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- -150-- gelieferten Steuerimpulsen stromlos wird. Er vermag aber während dieser Steuerimpulse nur dasjenige der beiden UND-Glieder-115 oder 125-zur Einleitung eines Einspritzvorganges an den Ventilgruppen--110 oder 120-zu sperren, wenn gleichzeitig auch der zu diesem UND-Glied gehörende Transistor-131 oder 132-sich im stromleitenden Zustand befindet.
Unter Bezugnahme auf das in Fig. 8 dargestellte Zeitdiagramm ergibt sich dann folgende Arbeitsweise :
Wenn in dem mit-tl--angedeuteten Zeitpunkt der Schalter --102-- geschlossen wird, geht der mit ihm verbundene Transistor --132-- in seinen Sperrzustand und der andere Transistor --131- in seinen stromleitenden Zustand über und bringt dabei zusammen mit dem vom Steuer-Multivibrator-150-gleichzeitg gelieferten Steuerimpulse das UND-Glied-125-in seine Ausschaltstellung, die es so lange beibehält und dabei die Leistungsstufe-123--zur Erzeugung eines Öffnungsstromimpulses für die Ventilgruppe--120-stromleitend hält, solange der vom Steuer-Multivibrator gelieferte Steuerimpuls andauert.
Sobald dieser im Zeitpunkt --t2-- beendigt wird, kehrt der Transistor--163--in seinen Sperrzustand zurück und beendigt unter Sperren der
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Einspritzanlage, die in der seither beschriebenen Weise aufgebaut ist, unter Schliessen des Schalters --102--imZeitpunkt--t21--erfolgen.
Da die beiden UND-Glieder--115 und 125-zusammen mit dem bistabilen Auslösesignalgeber - als elektronischer Verteiler wirken und zwischen jeweils zwei Schliesszeitpunkten der Schalter-101 und 102--von diesem Signalgeber die weitere Auslösebereitschaft aufrechterhalten wird, ist es möglich, die Einspritzanlage in der Weise zu betreiben, dass während der Öffnungsbewegung der Drosselklappe zusätzlich zu den synchron mit den Kurbelwellenumdrehungen erfolgenden Einspritzvorgängen zur Beschleunigungsanreicherung noch weitere Kraftstoffmengen unter Verwendung von Zwischenimpulsen eingespritzt werden.
Zur Erzeugung einer proportional mit dem öffnungsweg der Drosselklappe anwachsenden Zahl von Steuersignalen ist ein Impulsgeber der in den Fig. 4 bis 6 dargestellten Art verwendet, dessen als Schleppschalter wirkende Kontaktfedern durch ihre beiden Kontakte-44 und 45--angedeutet sind, von welchen einer an die Minusleitung-100- angeschlossen ist, während der andere mit der in Fig. 7 schematisch als Schaltarm dargestellten Kontaktfahne --40-- verbunden ist, die bei der öffnungsbewegung der Drosselklappe die Querstege - 66 und 67-- überfährt und dabei abwechslungsweise mit einer der beiden äusseren Kontaktbahnen - 62 und 63-in rascher Folge Kontakt bekommt.
Die beiden äusseren Kontaktbahnen-62 und
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stabilen Betriebslagen umgeschaltet wird, wenn bei der öffnungsdrehbewegung der Drosselklappe die beiden Kontaktbahnen-62 und 63-in rascher Folge bei dann geschlossenem Schleppschalter mit der Minusleitung --100-- Verbindung bekommen.
Im Schaubild nach Fig. 8 ist angenommen, dass im Zeitpunkt --t3-- die Drosselklappe von ihrem seitherigen stationären Öffnungswinkel al von ungefähr 250 bei einer Drehzahl n = 2000 U/min der Brennkraftmaschine innerhalb 1/20 sec = 50 msec um etwa 450 geöffnet wird und dass dabei die Kontaktfahne mit etwa gleichbleibender Geschwindigkeit neunmal einen der Querstege-66 und 67--überfährt und dabei jeweils den bistabilen Multivibrator - 230-in seine entgegengesetzte Betriebslage bringt.
Über je eine von zwei Dioden-248 und 249-und je eines von zwei Differenziergliedern, die jeweils aus der Reihenschaltung eines Kondensators--244, 245-und eines Widerstandes-241 und 242--in ähnlicher Weise wie die Differenzierglieder--140--aufgebaut sind, ist mit den Kollektoren der Transistoren-231 und 232-der Eingang eines monostabilen Multivibrators --250-- verbunden, welcher bei jedem Umschaltvorgang des bistabilen Multivibrators einen etwa 2, 2 msec langen Zwischenimpuls-Zliefert. Im Schaubild nach Fig. 8 beginnt der erste Zwischenimpuls mit Beginn der öffnungsbewegung
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ausgelöst.Widerstand --258-- an die Plusleitung --90-- angeschlossen.
Ausserdem ist sein Kollektor über einen Koppelwiderstand mit einem zweiten, ebenfalls zum npn-Typ gehörenden Transistor-252verbunden. Vom Kollektor dieses Transistors führt ein als Zeitglied dienender Kondensator-257-
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der bistabile Multivibrator --230-- beim Auflaufen der Kontaktfahne --40-- auf den nächsten Quersteg in seine entgegengesetzte Betrieblage umgeschaltet wird, bringt die auf dem Differenzierkondensator --244 bzw. 245-sitzende Ladung den Eingangstransistor --251-- in seinen Sperrzustand, in welcher er für die Dauer der Zwischenimpulse-Z-so lange gehalten wird, bis sich die auf dem Kondensator --257-- sitzende Ladung weitgehend über den Widerstand --258--unddenkollcktorwiderstand--255--deszweitenTransistors--252--ausgeglichen haben.
Damit die Zwischenimpulse-Z-jeweils zu zusätzlichen Einspritzvorgängen an einer der beiden Ventilgruppen-110 oder 120-führen können, ist der vorher bereits erwähnte Transistor - -163-- so geschaltet, dass er als ODER-Glied-165-wirken kann. Hiezu ist seine Basis einerseits mit der Zwischenstufe --170-- über einen Widerstand --166-- und anderseits mit dem Kollektor
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--251-- überTransistor --163-- gesperrt gehalten wird, solange weder vom Steuer-Multivibrator --150-- über die Zwischenstufe --170-- noch vom monostabilen Multivibrator --250-- ein Steuerimpuls --J-oder Zwischenimpuls-Z-an seiner Basis anliegt.
Sobald und solange jedoch aus einer dieser beiden Steuerimpulsquellen ein Steuerimpuls geliefert wird, befindet sich das ODER-Glied --165-- in seinem Leitungszustand und veranlasst die von dem Auslösesignalgeber --130-ausgewählte Endstufe und deren Ventilgruppe zur Auslösung eines während dieses Steuerimpulses anhaltenden Einspritzvorganges. Ein solcher Einspritzvorgang kann daher ohne weiteres, wie in Fig. 8 für den Zeitpunkt --t20-- dargestellt, über das Ende eines einzelnen Steuerimpulses hinaus anhalten, wenn sich zwei Steuerimpulse-J und Z-nur teilweise überdecken.
Die zweite Einspritzanlage nach Fig. 9 unterscheidet sich von der oben beschriebenen ersten Einspritzanlage vor allem dadurch, dass bei ihr eine zur Beschleunigungsanreicherung dienende Kraftstoff-Mehrmenge sowohl auf Grund von Zwischenimpulsen-Z-als auch dadurch bereitsgestellt wird, dass die synchron zu den Kurbelwellenumdrehungen der Brennkraftmaschine ausgelösten Normalimpulse --Jn-- vorübergehend um einen veränderbaren Faktor verlängert werden. Hiezu ist an Stelle der in Fig. 7 angegebenen Stufe --170-- hinter dem Steuer-Multivibrator --150-- eine Multiplizierstufe --300-- vorgesehen, die im einzelnen einen Zwischentransistor - -310-- vom npn-Typ sowie zwei Tranistoren --301,302-- vom pnp-Typ und einen weiteren Transistor-303-vom npn-Typ enthält.
Der Transistor --301-- liegt über einen Widerstand --304-mit seinen Emitter an der gemeinsamen Plusleitung-90--. An seinem Kollektor ist ein Speicherkondensator --305-- mit einer seiner beiden Elektroden angeschlossen, der an seiner andern Elektrode mit der Basis des Transistors --303-- und dem an diese angeschlossenen Kollektor des Transistors --302-- in Verbindung steht.
Die Basis des Transistors --302-- liegt am Verbindungspunkt zweier Spannungsteilerwiderstände --306 und 307--, während sein Emitter über
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--308-- anPlusleitung --90-- und ausserdem mit einer bereits aus Fig. 7 bekannten ODER-Stufe-165-in Verbindung, wobei deren Transistor --163-- über einen in Fig. 7 mit-166-bezeichneten ersten Koppelwiderstand mit dem Kollektor des Transistors --303-- verbunden zu denken ist. Der Zwischentransistor --31-- ist mit seiner Basis an den Kollektor des zum Steuer-Multivibrator --150-- gehörenden Transistors --152-- angeschlossen.
Sein Kollektor ist über einen Arbeitswiderstand --312-- mit der Plusleitung --90-- verbunden und liegt über einen weiteren Widerstand-311-aussderdem am dritten Eingang des ODER-Gliedes-165-, nämlich an der Basis des Transistors-163-. Der zweite Koppelwiderstand des zur ODER-Stufe-165gehörenden Transistors --163-- führt, wie im Schaltbild nach Fig. 7, auch bei der Einspritzanlage nach Fig. 9 zum Kollektor des Transistors --251--, welcher zu dem die Zusatzimpulse-Z--
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liefernden monostabilen Multivibrator --250-- gehört.
Der monostabile Multivibrator --250-- wird in gleicher Weise wie bei der Einspritzanlage nach Fig. 7 durch einen bistabilen Multivibrator--230-und zwischengeschaltete Differenzierglieder --24-- von der bei der öffnungsbewegung der Drosselldappe der Brennkraftmaschine die Querstege der Kontaktbahnen-62 und 63-- überfahrenden Kontaktfahne--40--zur Erzeugung einer Reihe von Zwischenimpulsen--Z-veranlasst, welche in Fig. 10 durch den sechs solcher Zwischenimpulse umfassenden Linienzug IV angedeutet sind. Im Gegensatz zu Fig. 7 liegt bei dem monostabilen Steuer-Multivibrator-250-nach Fig. 9 zwischen dem Anschlusspunkt --A-- des als Zeitglied dienenden Kondensators-257-- und des Arbeitswiderstandes --255-- des Transistors --252-- und dem Kollektor dieses Transistors eine Diode-258--.
Ausserdem ist an den Kollektor des Transistors --252-- über einen Widerstand
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von etwa 3, 5 kOhmparallelgeschalteter Widerstand --264-- von etwa 100 kOhm angeschlossen, die ausserdem mit der gemeinsamen Plusleitung --90-- verbunden sind. Mit dem Kondensator, der Diode und dem Widerstand --264-- ist die Basis eines pnp-Transistors --265-- verbunden. Dieser liegt mit seinem Emitter über einen Widerstand --266-- an der Plusleitung --90-- und arbeitet daher als Emitterfolger.
Im einzelnen ergibt sich folgende Arbeitsweise der Multiplizierstufe --300-- im Zusammenwirken mit dem die Zwischenimpulse --Z-- liefernden monostabilen Multivibrator - -250-- :
Jeweils für die Dauer der Zwischenimpulse-Z-ist der Transistor --252-- des monostabilen Multivibrators--250--stromleitend. Während jedem dieser Zwischenimpulse kann sich daher der Kondensator --263-- im Basiskreis des Transistors --265-- aufladen, wobei sich die am Kondensator-263-entstehende Spannung-Uc-absatzweise erhöht. Die Grösse des im Ladestromkreis liegenden Widerstandes --261-- ist so niedrig und der den Entladekreis des
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--263-- bildende Widerstand --264-- soSpannungsteilerwiderständen--267 und 268--abgegriffenen maximalen Ladespannung erreicht.
Die Basis des Transistors --265-- folgt dem Verlauf der Kondensatorspannung --Uc--. Über den Emitterwiderstand --266-- wird in den Kollektor des Transistors --265-- ein der
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gegeben. Zum Verständnis der Wirkung dieses zusätzlichen Ladestromes-i2-muss zunächst auf die im stationären Betrieb der Brennkraftmaschine sich einstellende Wirkungsweise der Multiplizierstufe - eingegangen werden. Wenn beispielsweise im Zeitpunkt-tl--einer der zum Auslösesignalgeber --130-- gehörenden Schalter --101 oder 102-durch seinen mit Nockenwellendrehzahl umlaufenden Schaltnocken geschlossen wird, gelangt der Ausgangstransistor --152-- des Steuer-Multivibrators --150-- für die Dauer des dann laufenden Steuerimpulses --Js-- in seinen leitenden Zustand.
Dies hat zur Folge, dass der Zwischentransistor-310--
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zeitproportional anwächst, wie dies am linken Anfang des Linienzuges II in Fig. 10 wiedergegeben ist.
Für die Dauer dieses Steuerimpulses kann das ODER-Glied --165-- über den Widerstand-311leitend gehalten werden. Sobald im Zeitpunkt --t2-- der Steuerimpuls --Js-- benndet ist, kehrt
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Kondensator-305-andoppelt so gross wie die Dauer der vom Steuer-Multivibrator --150-- gelieferten Steuerimpulse - Eine Multiplizierstufe der in Fig. 9 vereinfacht dargestellten Art ist unabhängig von der erfindungsgemässen Betriebsweise dann besonders zweckmässig, wenn im Steuer-Multivibrator nur ein
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Teil der beim Betrieb der Brennkraftmaschine sich ändernden Betriebsbedingungen berücksichtigt wird und beispielsweise im noch nicht betriebswarmen Zustand erheblich grössere Kraftstoffmengen je Arbeitstakt der Brennkraftmaschine eingespritzt werden müssen als dies im betriebswarmen Zustand notwendig ist.
Aus Fig. 10 lässt sich ohne weiteres ersehen, dass der von der Multiplizierstufe-300bewirkte Multiplikationsfaktor umso grösser ist, je höher der Ladestrom-ii-gewählt wird. Von dieser Möglichkeit wird bei der Einspritzanlage nach Fig. 9 zur multiplikativen Verlängerung der
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Bei unverändertem Entladestrom ergibt sich demzufolge eine Verlängerung des Einspritzvorganges und eine Vergrösserung der eingespritzten Kraftstoffmenge um den in den Zeichnungen durch eine Schraffur verdeutlichten Betrag. Da der etwa 10 juif grosse Kondensator --263-- eine Entladezeitkonstante von etwa 1 sec hat, klingt seine Spannung-Uc--nur sehr langsam ab und bewirkt auch dann noch eine
Verlängerung der nachfolgenden Normalimpulse, wenn die öffnungsbewegung der Drosselklappe und daher die Auslösung von Zusatzimpulsen - beim gezeichneten Beispiel nach sechs Zwischenimpulsen --Z--beendet worden ist.
Es ergibt sich dadurch ein stufenloser übergang der Normalimpulse auf ihre grössere Länge, die sie bei erhöhter Drehzahl haben müssen, und nach Beendigung des
Beschleunigungsvorganges auf Grund der Luftdruckerhöhung im Ansaugrohr vom Steuer-Multivibrator - allein oder in Verbindung mit weiteren, in den Zeichnungen nicht dargestellten drehzahlabhängigen Baugliedern selbsttätig eingestellt wird.
Im monostabilen Multivibrator --250-- der Einspritzanlage nach Fig. 9 ist mit unterbrochenen
Linien eine Schaltanordnung angedeutet, welche es erlaubt, die Dauer der vom monostabilen Multivibrator --250-- gelieferten Zwischenimpulse --Z-- mit zunehmender Zahl dieser Zwischenimpulse zu verkürzen, wie dies in der Kurve VI nach Fig. 10 angegeben ist. Diese Schaltanordnung besteht aus der Parallelschaltung eines etwa 150 kOhm grossen Widerstandes --254-- und eines eine Kapazität von etwa 2, 2 F aufweisenden Kondensators-253--. Dieser Kondensator wird in ähnlicher Weise wie der Kondensator --263-- jeweils während der laufenden Zwischenimpulse-Z-von dem dann stromleitenden Transistor --252-- aufgeladen.
In den Pausen zwischen zwei Zwischenimpulsen-Z-kann sich der als Zeitglied wirksame Kondensator --257-- im Rückkopplungszweig des monostabilen Multivibrators --250-- nur auf eine Spannung - Ua- aufladen, welche der Potentialdifferenz zwischen dem Anschlusspunkt-A-und der Basis des dann stromleitenden Eingangstranistors --251-- entspricht. Diese Spannung-U3-wird in der in Fig. 10 dargestellten Weise umso kleiner und deshalb für die Länge der Zwischenimpulse-Z'massgebende instabile Betriebslage des monostabilen Multivibrators --250-- umso kürzer, je grösser die Zahl der vorausgehenden Zwischenimpulse wird und je rascher die vom Impulsgeber und dem bistabilen Multivibrator-230-ausgelösten Zwischenimpulse aufeinanderfolgen.
Bei der Einspritzanlage nach Fig. 9 wird von den vor den einzelnen Endstufen UND-Gliedern - 115 und 125-im Zusammenwirken mit dem bistabilen Multivibrator --130-- entschieden, an welcher der beiden Ventilgruppen-110, 120- die Zwischenimpulse-Z bzw. Z'-wirksam werden.
Es kann jedoch für bestimmte Arten von Brennkraftmaschinen von Vorteil sein, nur die synchron zu den Kurbelwellenumdrehungen ausgelösten Normalimpulse-Jn-abwechslungsweise den Ventilgruppen zuzuführen, mit den Zwischenimpulsen-Z bzw. Z'-zusätzliche Einspritzvorgänge an beiden Ventilgruppen gleichzeitig zu bewirken.
Hiezu kann die in Fig. 9 dargestellte Einspritzanlage leicht in der Weise abgewandelt werden, dass die beiden miteinander verbundenen Eingänge der beiden UND-Glieder-115, 125-unmittelbar an den Ausgang der Multiplizierstufe-300angeschlossen und statt des ODER-Gliedes --165-- zwischen jedem der UND-Glieder und ihrer Endstufe je eines von zwei ODER-Gliedern eingesetzt wird, die jeweils mit einem ihrer beiden Eingänge an den Kollektor des Transistors--251--angeschlossen und mit dem andern Eingang an den Ausgang des UND-Gliedes-115-bzw. des UND-Gliedes --125-- angeschlossen sind.
Aus den Schaubildern nach Fig. 10 ist deutlich erkennbar, dass der im Zeitpunkt --t3-- ausgelöste erste Zwischenimpuls und der im Zeitpunkt-tg-ausgelöste vierte Zwischenimpuls in
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dem dann laufenden Normalimpuls --Jn-- untergehen und dann-abgesehen von ihrem Beitrag zur Bildung der Kondensatorspannung --Uc- für die Beschleunigungsanreicherung verlorengehen.
Bei der Einspritzanlage nach Fig. 11 ist Vorsoge dafür getroffen, dass solche Zwischenimpulse, die vollständig von einem bereits laufenden Normalimpuls --Jn-- überdeckt werden, zunächst in einen Speicher gelangen und dann an das Ende des sie überdeckenden Normalimpulses angehängt werden.
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zweite Eingang liegt wie in Fig. 9 über dem Widerstand-311-am Zwischentransistor-310--. An Stelle der in den Einspritzanlagen nach Fig.
7 und 9 verwendeten monostabilen Multivibratoren --250-- schliesst sich an die beiden Differenzierglieder --240-- über die beiden Dioden-248 und 249-ein Schaltungsteil an, welcher sowohl über die Funktion des bistabilen Multivibrators - 250-verfügt als auch als elektronischer Schalter und als elektronisches Logikglied in Verbindung mit den beiden UND-Gliedern-115, 125-- wirkt.
Im einzelnen enthält dieser Schaltungsteil einen npn-Transistor --271-- und einen mit seiner Basis an dessen Kollektor unmittelbar angeschlossenen zweiten npn-Transistor-272--. Die Kollektoren dieser beiden, mit ihrem Emitter unmittelbar an der Minusleitung --100-- liegenden Transistoren sind über je einen Arbeitswiderstand-273 bzw. 274-mit der Plusleitung--90- verbunden. Vom Verbindungspunkt der beiden Dioden-248, 249- zur Basis des Transistors
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in Reihe mit einem Widerstand --277-- an den Kollektor eines pnp-Transistors-281- angeschlossen ist. Mit der vierten Diode --276-- in Reihe liegt ein Widerstand-279-, welcher an den Kollektor des Transistors --272-- angeschlossen ist.
Damit der Transistor --272-- mit dem Transistor --271-- in einer monostabilen Multivibratorschaltung arbeiten und wie der monostabile Multivibrator --250-- in den vorher beschriebenen Einspritzanlagen die vom Drosselklappen-
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einer Elektrode eines Rückkopplungskondensators --282-- verbunden, der mit seiner andern Elektrode an die fünfte Diode--278--und an den Widerstand --277-- angeschlossen ist.
Im Gegensatz zu den ersten beiden Einspritzanlagen nach den Fig. 7 und 9 ist der Ausgang des ODER-Gliedes --165-- nicht direkt an die beiden UND-Glieder-115 und 125-angeschlossen. Mit ihrem ersten Eingang stehen die beiden UND-Glieder-115, 125- jeweils über eine Leitung - 118 bzw. 128-mit dem Auslösesignalgeber-130-in Verbindung.
Die zweiten Eingänge der UND-Glieder sind durch je eine Reihenschaltung aus einer Diode --283-- und einem Widerstand - 284 bzw. 285, 286-gegeneinander entkoppelt, wobei an den Verbindungspunkt der beiden Widerstände-284, 286-ein zum ODER-Glied-165-rührender Widerstand-287-und die Anode einer Diode --288-- angeschlossen ist, welche mit ihrer Kathode am Kollektor des Transistors -272-- liegt.
Die Schaltung wird ergänzt durch einen weiteren Transistor--290--vom pnp-Typ, der mit seinem Emitter unmittelbar an die Minusleitung --100-- angeschlossen ist und an seiner Basis über einen Widerstand --291-- zusammen mit dem Widerstand --287-- an den Ausgang des ODER-Gliedes --165-- angeschlossen ist.
Vom Kollektor des Transistors --290-- führt ein Arbeitswiderstand-292-zur Plusleitung-90-und ein weiterer Widerstand --293-- zur Basis des pnp-Transistors-281--. Die aus den Bauelementen--270 bis 293-in der angegebenen Weise aufgebaute Schalteinrichtung arbeitet gemäss den Schaubildern nach Fig. 12 folgendermassen :
Am Ausgang ODER-Gliedes --165-- erscheint für jeden synchron zu den Kurbelwellen der Brennkraftmaschine durch den Geber-130-ausgelösten Normalimpuls ein Signal mit einem im folgenden als Minuspotential bezeichneten Potential, das nur um einige Zehntel Volt über dem Potential der Minusleitung --100-- liegt.
Jedes der beiden UND-Glieder-115, 125- kann nur dann seine zugehörige Endstufe in den stromleitenden Zustand bringen, wenn an seinen beiden Eingängen Minuspotential anliegt. Es kann daher nur dann ein Einspritzvorgang ausgelöst werden, wenn der Verbindungspunkt --G-- Minuspotential hat. Dies ist ausser bei den vorher erwähnten Normalimpulsen auch dann und so lange der Fall, als der Transistor --272-- sich in seinem stromleitenden Zustand befindet.
Der zur Ansteuerung des pnp-Transistors-281-dienende Transistor --290-- wird über den Widerstand --2901-- stromleitend gehalten, wenn am Ausgang --C-- des ODER-Gliedes --165-- kein Signal vorliegt. über den Widerstand --293-- kann dann
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Basisstrom für den Transistor-281-Hiessen, der Transistor --281-- leitet dann und führt über den Widerstand --277-- und die Diode --278-- dem Transistor --271-- Basisstrom zu. Dieser leitet daher in den Pausen zwischen zwei Normalimpulsen, wohingegen der mit ihm direkt gekoppelte Transistor --272-- gesperrt ist.
Sobald am Ausgang-C-mit Beginn eines einsetzenden Normalimpulses Minuspotential erscheint, sperrt der Transistor --290-- und demzufolge auch der Transistor-281-. Dann kann auch über den Widerstand --277-- für den Transistor-271kein Strom mehr fliessen. Wenn in diesem Zeitpunkt, beispielsweise im Zeitpunkt --t2-- der Fig.12 die aus den Transistoren-271, 272-und dem Transistor --281-- bestehende Kippstufe noch
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--230-- ausgelöstTransistor --271-- über den Widerstand --279-- und die Diode --276-- sowie die Diode --275-- Basisstrom erhält und deshalb stromleitend ist.
Wird jedoch im Zeitpunkt --t#-- gemäss dem obersten Kurvenzug der Fig. 12 der monostabile Multivibrator --230-- durch Auflaufen der Kontaktfahne --40-- des in den Fig. 4 bis 6 dargestellten Impulsgebers auf den nächsten Quersteg-66, 67- in seine entgegengesetzte Betriebslage umgesteuert, so entsteht über die Differenzierglieder-240-ein Sperrsignal für den Transistor --271-- und der Transistor --272-- kann in seinen leitenden Zustand gelangen.
Wie im zweitletzten Kurvenzug der Fig. 12 angegeben, erhält der Verbindungspunkt-G-für die Zeit des
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Fig. 12Kondensator --282-- über den Widerstand --277-- so weit aufladen kann, bis der Transistor - 271-- erneut stromleitend wird. Es ergibt sich dann ein Potentialverlauf am Verbindungspunkt --D--, wie er in dem dritten Linienzug über und unter der Zeitachse-t-für die beiden ersten Zwischenimpulse-J-, die jeweils im Zeitpunkt --ta bzw. 14-ausgelöst werden, wiedergegeben ist.
Im Zeitpunkt-ts-erfolgt zwar eine dritte Auslösung für einen Zwischenimpuls, jedoch läuft dann gerade der im Zeitpunkt --t11-- ausgelöste Normalimpuls. Ein bereits laufender Normalimpuls
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ankommende, drehzahlsynchrone Normalimpuls beendet ist. Der Verbindungspunkt-D-hat daher ein vom Zeitpunkt-tu-ab ansteigendes Potential, weil jetzt eine Aufladung des Kondensators - 282-über den Widerstand --277-- und den stromleitenden Transistor --281-- möglich ist.
Nach der mit-tz--angedeuteten Dauer des Zwischenimpulses kehrt der Transistor --272-- in seinen stabilen, gesperrten Zustand zurück. Der im Zeitpunkt --ts-- ausgelöste Zwischenimpuls geht daher für die Kraftstoffanreicherung nicht verloren, sondern wird am Ende des laufenden, synchron zu den Kurbelwellenumdrehungen ausgelösten Normalimpulses an diesen angehängt.
**WARNUNG** Ende DESC Feld kannt Anfang CLMS uberlappen**.