DD159511A3 - SAFETY DEVICES FOR PULSE-CONTROLLED ELECTRONIC FUEL INJECTION DEVICES, ESPECIALLY FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES - Google Patents
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Abstract
Impulsgesteuerte elektronische Brennstoffeinspritzvorrichtung, die insbesondere an Brennkraftmaschinen zum Einsatz kommen. Es soll das Auftreten von Dauerstrom als Folgen von fehlerhaftern Impulssteuerungen, von Kontaktunsicherheit oder Bauelementeausfall durch selbsttätige Unterbrechung des Laststromkreises verhindert werden. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Abschalten des über die Einspritzventile führenden Laststromkreises zu schaffen, die sowohl bei Transistor- als Thyristorleistungsstufen anwendbar ist. Der Laststromkreis wird durch einen Sicherheitsschalter unterbrochen, sobald die Impulsbreite im Laststromkreis um einen kleinen Betrag größer ist als der von der Steuerelektronik vorgegebene Wert. Hauptanwendungsgebiet sind impulsgesteuerte elektronische Brennstoffeinspritzvorrichtungen für Brennkraftmaschinen. Außerdem ist die Anwendung dort möglich, wo an Vorrichtungen mittels elektronischer Impulse Schalt- und Regelvorgänge ausgelöst werden, welche auf Grund plötzlich und unkontrollierbar auftretender Impulse so gestört, dass eine schnelle selbsttätige Außerbetriebnahme der zu überwachenden Anlage notwendig ist, um Folgeschäden an der Anlage selbst und an der Schaltelektronik zu vermeiden. Fig. 1Pulse-controlled electronic fuel injection device, which are used in particular on internal combustion engines. It is intended to prevent the occurrence of persistent current as a consequence of erroneous pulse control, contact insecurity or component failure by automatic interruption of the load circuit. The object of the invention is to provide a device for switching off the leading via the injectors load circuit, which is applicable to both transistor and thyristor power stages. The load circuit is interrupted by a safety switch as soon as the pulse width in the load circuit is greater by a small amount than the value specified by the control electronics. Main field of application are pulse-controlled electronic fuel injection devices for internal combustion engines. In addition, the application is possible where devices are triggered by means of electronic pulses switching and control operations, which so disturbed due to sudden and uncontrollable impulses that rapid automatic decommissioning of the system to be monitored is necessary to consequential damage to the system itself and to avoid the switching electronics. Fig. 1
Description
1 9 A 8 91 9 A 8 9
Titel der Erfindung ' ,Title of the Invention ',
Sicherheitsvorrichtung für impulsgesteuerte elektronische Brennstoffeinspritzvorrichtungen, insbesondere an BrennkraftmaschinenSafety device for pulse-controlled electronic fuel injection devices, in particular on internal combustion engines
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsvorrichtung für impulsgesteuerte elektronische Brennstoffeinspritzvorrichtunggen, insbesondere an Brennkraftmaschinen, bei denen der Brennstoff über elektromagnetisch betätigte Ventile zugeführt und in seiner Menge durch Variation der Impulsbreite bestimmt wird, zum Einsatz gelangt. Außerdem sind Anwendungsgebiete überall dort denkbar, wo an Vorrichtungen mittels elektronischer Impulse Schalt- und Regelvorgänge ausgelöst werden, welche auf Grund plötzlich und unkontrollierbar auftretender Impulse so gestört werden, daß eine selbsttätige Außerbetriebnahme der zu überwachenden Anlage notwendig ist, um Folgeschäden an der Anlage selbst und an der Schaltelektronik zu vermeiden.The invention relates to a safety device for pulse-controlled electronic Brennstoffeinspritzvorrichtunggen, in particular to internal combustion engines, in which the fuel is supplied via electromagnetically actuated valves and determined in its amount by varying the pulse width is used. In addition, applications are everywhere conceivable where devices are triggered by electronic pulses switching and control operations, which are so disturbed due to sudden and uncontrollable impulses that an automatic decommissioning of the monitored system is necessary to consequential damage to the system itself and to avoid the switching electronics.
Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions
Vorbekannt ist eine Vorrichtung zur Verhinderung von Übereinspritzmengen nach'DT-AS 195Ο764-. Hierbei erfolgt eine Abschaltung vor dem Treiberkreis der Leistungsstufe, sobald eine bestimmte maximale Impulszeit überschritten wird. Nachteilig bei dieser Ausführung ist, daß bei Störungen im Treiberkreis oder der Leistungsstufe, welche zu Dauerstrom im Erregerstromkreis der Einspritzventile führen, mit dieser VorrichtungPreviously known is a device for preventing Überspritzmengen nach'DT-AS 195Ο764-. In this case, a shutdown before the driver circuit of the power level, as soon as a certain maximum pulse time is exceeded. A disadvantage of this design is that with disturbances in the driver circuit or the power stage, which lead to continuous current in the excitation circuit of the injectors, with this device
1919
das Einbringen von Übereinspritzmengen nicht verhindert wird* Außerdem ist diese Schaltung nicht für Thyristor-Leistungsstufen geeignet*the introduction of injection quantities is not prevented * Moreover, this circuit is not suitable for thyristor power stages *
!O Es ist 7/eiterhin eine Vorrichtung zum Außerbetriebsetzen von elektromagnetischen Einspritzdüsen nach WP 198688 vorbekannt, bei der parallel zum Laststromkreis ein Thyristor geschaltet ist? der "beim. Auftreten von unzulässig großen Impulszeiten gezündet wird und den Laststromkreis bis auf einen sehr kleinen Strom entlastet, bei dem die Einspritzventile nicht mehr offen gehalten werden könnene Nachteilig wirkt sich dabei aus? daß die Leistungsstufe beim Ansprechen dieses Thyristors im Dauerbetrieb arbeitet - entgegen dem ursprünglichen Impulsbetrieb » und daß sie dabei mit einem höherenIt is 7 / eerhin a device for decommissioning of electromagnetic injectors according to WP 198688 previously known, in which parallel to the load circuit, a thyristor is connected? which is ignited during the occurrence of impermissibly large pulse times and relieves the load circuit of a very small current at which the injection valves can no longer be kept open. e The disadvantage here is that the power stage operates in continuous operation when this thyristor is triggered. contrary to the original pulsed operation »and that they are doing with a higher
-0 Strom belastet wird« Dadurch ist es möglich, daß die Lei— stungsstufe infolge thermischer Überlastung zerstört wird«-0 current is loaded «This makes it possible for the power stage to be destroyed as a result of thermal overload«
Ziel der ErfindungObject of the invention
Ziel der Erfindung ist es, an impulsgesteuerten elektronischen Brennstoffeinspritzvorrichtungen das Auftreten von 5 Dauerstrom als Polge von fehlerhaften ImpulsSteuerungen, von Kontaktunsicherheit oder Bauelementeausfall im Störungsfall durch selbsttätige Unterbrechung des Laststromkreises zu vermeiden«The aim of the invention is to avoid on pulse-controlled electronic fuel injection devices the occurrence of 5 permanent current as a pole of faulty pulse controls, contact insecurity or component failure in case of failure by automatic interruption of the load circuit.
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
»0 Aufgabe der Erfindung ist es, eine "Vorrichtung zum. Abschalten des über die Sinspritzventile führenden Laststromkreises zu schaffen, die sowohl bei Transistor- als auch Thyristorleistungsstufen anwendbar ist und dann wirksam wird, wenn die dem Jeweiligen Lastzustand der BrennkraftmaschineThe object of the invention is to provide a device for switching off the load circuit leading via the sinjection valves, which is applicable to both transistor and thyristor power stages and then becomes effective when the respective load state of the internal combustion engine
•5 entsprechende Impulsbreite um einen bestimmten Betrag überschritten wird«• 5 corresponding pulse width is exceeded by a certain amount «
Erfindungsgemäß wird eine Sicherheitsvorrichtung zum Abschalten des über die Sinspritzventile führenden Laststromes dadurch erreicht, daß in diesem Stromkreis ein Sicher-According to the invention, a safety device for switching off the load current passing through the sinjection valves is achieved in that a safety circuit is provided in this circuit.
219 4 8 9219 4 8 9
lieitssehalter angeordnet ist, der den Stromkreis öffnet, sobald die im normalen Betrieb der Einspritzanlage - entsprechend dem jeweiligen Lastzustand - vorhandene Impulsbreite um einen bestimmten Betrag.überschritten wird.Die Bestätigung des Sicherheitsschalters erfolgt über eine entsprechende Steuerschaltung. Hierzu ist ein Meßumformer angeordnet, über dessen Eingang die Signaldauer der Einspritzimpulse der Leistungsstufe erfaßt wird. Ein Bezugssignalgeber, dessen Eingang entweder mit dem Ausgang des Meßumformers oder dem Steuerteil bzw. - in einer anderen Variante - dessen einer Eingang mit dem Ausgang des Meßumformers und dessen zwei- · ter Eingang mit dem Seuerteil in Verbindung steht, liefert am Ausgang ein Bezugssignal, welches um einen bestimmten Betrag größer ist, als das im Hormalbetrieb von dem Steuerteil der Einspritzanlage gelieferte Signal· Ein Yergleicher erfaßt an getrennten Eingängen die Ausgangssignale des Meßumformers und des Bezugssignalgebers und liefert am Ausgang nur dann ein Signal, wenn im Störungsfall das Ausgangssignal des Meßumformers größer ist als das Ausgangssignal des Bezugssignalgebers. Über einen Leistungstreiber wird dann der Sicherheitsschalter betätigt und der Laststromkreis unterbrochen.Lieissehalter is arranged, which opens the circuit as soon as in normal operation of the injection system - according to the respective load condition - existing pulse width is exceeded by a certain amount. The confirmation of the safety switch via a corresponding control circuit. For this purpose, a transmitter is arranged, via whose input the signal duration of the injection pulses of the power level is detected. A reference signal transmitter whose input is connected either to the output of the transmitter or to the control part or - in another variant - whose one input to the output of the transmitter and whose second input is connected to the sewer, provides a reference signal at the output, which is larger by a certain amount than the signal delivered in the hormonal mode by the control unit of the injection system. A comparator detects the output signals of the transmitter and of the reference signal generator at separate inputs and provides a signal at the output only if the output signal of the transmitter increases in the event of a fault is as the output signal of the reference signal generator. The safety switch is then actuated via a power driver and the load circuit is interrupted.
Der vorgenannte Meßumformer kann als Stromtransformator mit nachgeschaltetem Impulsformer, als Stromtransformator mit nachgeschaltetem Integrator, als Meßwiderstand mit nachgeschaltetem Impulsformer oder als Meßwiderstand mit nachgeschaltetem Integrator ausgebildet sein. Der Bezugssignalgeber liann ausgebildet sein als lastabhängig spannungsgesteuerter monostabiler Multivibrator, als monostabiler Multivibrator mit fester Kippzeit, als lastabhängig steuerbare Spannungsquelle, als Spannungsquelle mit fester Ausgangsspannung, als lastabhängig voreinstellbarer Zähler, der über eine mit dem Meßumformer in Verbindung stehende Torschaltung an einen Taktgenerator angeschlossen ist oder als ein auf einen vorgegebenen Wert eingestellter Zähler.The aforementioned transmitter can be designed as a current transformer with downstream pulse shaper, as a current transformer with downstream integrator, as a measuring resistor with downstream pulse shaper or as a measuring resistor with downstream integrator. The reference signal transmitter liann be designed as a load-dependent voltage-controlled monostable multivibrator, as a monostable multivibrator with fixed tilting time, as a load-dependent controllable voltage source, as a voltage source with a fixed output voltage as a load-dependent preset counter, which is connected via a communicating with the transmitter gate connected to a clock generator or as a counter set to a predetermined value.
Die vorbeschriebene erfindungsgemäße Ausführung einer Sicherheitsvorrichtung sorgt dafür, daß der Laststromkreis 11V* +· s*.-i The above-described embodiment of a safety device according to the invention ensures that the load circuit 11V * + * s * i
2 1 9 4 8 9 2 1 9 4 8 9
stufe oder durch Fehler im Steuerteil Dauerstrom auftritt« Dadurch werden der Motor vor Übereinspritzmengen und die Lei-)0 stungsstufe vor Überlastung geschützt..level or due to a fault in the control section Continuous current occurs «This protects the motor from over-injection and the power stage from overloading.
Ausführungsbeispielembodiment
Der schematische Aufbau der erfindungsgemäßen Sicherheitsvorrichtung soll anhand der Figur 1 und Figur 2 dargestellt werden«. Es zeigenThe schematic structure of the safety device according to the invention will be shown with reference to FIG. 1 and FIG. Show it
! Fig· 1 eine schematische Darstellung der Sicherheitsvorrichtung! Fig. 1 is a schematic representation of the safety device
Fig« 2 eine Darstellung der Signalausgänge der einzelnen Baugruppen (1| 2j 5» 4j 5) der Sicherheitsvorrichtung ' ' _ ) a) bei normalem Betrieb,2 shows a representation of the signal outputs of the individual assemblies (1 | 2j 5 »4j 5) of the safety device" _) a) during normal operation,
b) im Störungsfall«b) in case of failure «
Die Sicherheitsvorrichtung nach Fig* 1 besteht aus einem Meßumformer 1, dessen Eingang mit einem Leistungsschalter 7» einer Einspritzelektronik 8 und dessen Ausgang sov/ohl direkt als auch über einen Bezugssignalgeber 2 mit einem Yergleicher in Verbindung steht, welchem seinerseits ein Leistungsverstärker 4 und ein Sicherheitsschalter- 5 nachgeschaltet sind. Der Sicherheitsschalter 5 steht über den Leistungsschalter 7 mit einer Spannungsquelle 9 und mindestens einem Magnetven-The safety device according to Fig * 1 consists of a transducer 1, whose input is connected to a circuit breaker 7 »an injection electronics 8 and the output sov / ohl directly and via a reference signal generator 2 with a Yleicher in connection, which in turn a power amplifier 4 and a safety switch - 5 are connected downstream. The safety switch 5 is connected via the power switch 7 to a voltage source 9 and at least one magnetic valve.
) til 10 in Verbindung* Ein zweiter Eingang des Bezugssignalgebers 2 ist mit einem Steuerteil 6 der Einspritzelektronik verbunden«,til 10 in connection * A second input of the reference signal generator 2 is connected to a control part 6 of the injection electronics «,
Der Meßumformer 1 ist als Stromtransformator oder Meßwiderstand jeweils mit nachgeschaltetem Impulsformer oder Inte- grator ausgebildet«, Der Bezugssignalgeber 2 kann ausgebildet sein als lastabhängig spannungsgesteuerter monostabiler Multivibrator oder als lastabhängig steuerbare Spannungsquelle oder als lastabhängig voreinstellbarer Zähler* der über eine mit dem Meßumformer 1 in Verbindung stehende Tor-. schaltung an einen nicht näher dargestellten TaktgeneratorThe transducer 1 is designed as a current transformer or measuring resistor each with downstream pulse shaper or integrator «, The reference signal generator 2 may be formed as a load-dependent voltage controlled monostable multivibrator or as a load-dependent controllable voltage source or as a load-dependent presettable counter * via a with the transmitter 1 in connection standing gate. circuit to a clock generator, not shown
Pur einfache Anwendungsfälle ist es ausreichend, wenn ein monostabiler Multivibrator mit fester Kippzeit oder eine Spannungsquelle mit fester Ausgangsspannung oder ein auf einen vorgegebenen Wert eingestellter Zähler zum Einsatz kommt· In diesem Falle entfällt die Verbindung des Bezugssignalgebers 2 mit dem Steuerteil 6 der Einspritzelektronik 8,Pur simple applications, it is sufficient if a monostable multivibrator with a fixed tilting time or a voltage source with a fixed output voltage or set to a predetermined value counter is used · In this case eliminates the connection of the reference signal generator 2 with the control part 6 of the injection electronics 8,
Wirkungsweise:Mode of action:
Die Punktion der erfindungsgemäßen Sicherheitsvorrichtung ist folgendes Im Meßumformer 1 wird mit dem Einschalten des zu überwachenden Stromes ein Signal erzeugt, dessen G-rö'ße der Stromflußdauer entspricht· Mit dem Einschalten des Stromes wird gleichzeitig mittels des Bezugssignalgebers 2 ein Signal definierter Größe erzeugt, welches als Referenzsignal dient und um einen kleinen Betrag größer ist als die für den jeweiligen Lastzustand vom Steuerteil 6 vorgegebene notwendige Signalgröße· Bei fehlerhaftem Signal des Steuerteils 6 liefert der Bezugssignalgeber automatisch das dem Tollastbetrieb entsprechende Eeferenzsignal· Ist das Ausgangssignal des Meßumformers 1 größer als das Ausgangssignal des Bezugssignalgebers 2, so erstellt der Yergleicher 3 ein Ausgangs signal, welches den zu überwachenden Strom mittels des Leistungsverstärkers 4 und des Sicherheitsschalters unterbricht.The puncture of the safety device according to the invention is the following In the transmitter 1, a signal is generated with the switching of the current to be monitored, the G-rö'ße the Stromflußdauer corresponds · With the switching of the current at the same time by means of the reference signal generator 2 generates a signal of defined size, which serves as a reference signal and is larger by a small amount than the predetermined signal level for the respective load state of the control part 6 · When a faulty signal of the control section 6 of the reference signal generator automatically supplies the Tollastbetrieb Eeferenzsignal · If the output signal of the transmitter 1 is greater than the output signal of the Reference signal generator 2, the Yergleicher 3 creates an output signal which interrupts the monitored power by means of the power amplifier 4 and the safety switch.
In Pig, 2 sind hierzu die Signalausgänge der einzelnen Baugruppen 1, 2, 3, 4 und 5 am Beispiel einer Ausführung des Meßumformers als Stromtransformator mit Impulsformer oder Integrator und des Bezugssignalgebers 2 als monostabiler Multivibrator für die zwei möglichen Betriebszustände dargestellt·In Pig, 2 for this purpose the signal outputs of the individual modules 1, 2, 3, 4 and 5 are shown using the example of an embodiment of the transmitter as a current transformer with pulse shaper or integrator and the reference signal generator 2 as a monostable multivibrator for the two possible operating states.
Der Meßumformer 1 liefert ein dem Stromimpulsverlauf zur Betätigung des Magnetventils 10 proportionales Signal. Im normalen Betriebszustand des. Motors.liefert der Meßumformer das in Pig. 2a dargeetellte Ausgangssignal, welches bezüglich Impulslänge einer bestimmten Motorbelastung entspricht.The transducer 1 provides a current pulse course for actuating the solenoid valve 10 proportional signal. In the normal operating state of the engine, the transmitter delivers the signal in Pig. 2a darge output signal, which corresponds in pulse length of a certain engine load.
"'219489 β"219489 β
Der vom Bezugssignalgeber 2 gelieferte Signalausgang weist eine etwas größere Impulsbreite auf, so daß am Vergleicher kein Signal abgeht und demzufolge der SicherheitsschalterThe supplied by the reference signal generator 2 signal output has a slightly larger pulse width, so that no signal goes off at the comparator and therefore the safety switch
Ό geschlossen bleibt«Ό remains closed «
In Pig» 2b ist das Signal des Meßumformers 1 im Störungsfall dargestellt, welches das vom Bezugssignalgeber 2 gelieferte Signal in seiner Impulsbreite überschreitet«. Der Yergleicher 3 liefert demzufolge an seinem Ausgang ein Sig-In Pig "2b, the signal of the transmitter 1 is shown in the event of a fault, which exceeds the signal supplied by the reference signal generator 2 in its pulse width. The Yergleicher 3 therefore supplies at its output a Sig-
r5 nalf welches im Leistungsverstärker 4 darart.verstärkt wird, daß der Sicherheitsschalter 5 öffnet. Hierdurch wird der Stromfluß über das Magnetventil 10 unterbrochen, wodurch Folgeschäden am Motor und an der Einspritzelektronik 8 vermieden werden» r 5 nalf which darart.verstärkt in the power amplifier 4 that the safety switch 5 opens. As a result, the flow of current through the solenoid valve 10 is interrupted, whereby consequential damage to the engine and the injection electronics 8 can be avoided »
Da vom Bezugssignalgeber 2 ein mit der Motorbelastung veränderliches Bezugssignal geliefert wird, erfolgt im Palle einer Störung bei kleiner Motorbelastung der letzte durch die Abschaltung bestimmte Einspritzvorgang nur mit minimaler Erhöhung der Einspritzmenge im Gegensatz zu einer Schalteinrichtung mit konstanten Bezugssignal, bei dem der im Störungsfall letzte Einspritzvorgang unabhängig von der jeweiligen Motorbelastung immer einer Einspritzmenge beispielsweise großer Überlast entspricht«Since the reference signal generator 2 a variable with the engine load reference signal is supplied, takes place in Palle a disturbance at low engine load the last determined by the shutdown injection process only with minimal increase in the injection quantity in contrast to a switching device with a constant reference signal, in which in case of failure last injection process irrespective of the respective engine load, it always corresponds to an injection quantity, for example, a large overload «
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Legal Events
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