DE1231954B - Mit einem monostabilen Multivibrator ausgeruestete elektrische Steuereinrichtung zumBetrieb der Saugrohreinspritzanlage einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

F02d

Deutsche KI.: 46 c2 - 87

1 231 954
B 749641 a/46 c2
11. Januar 1964
5. Januar 1967

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinrichtung zum Betrieb der Saugrohreinspritzanlage einer Brennkraftmaschine mit einer einen Eingangstransistor und einen Ausgangstransistor enthaltenden monostabilen Kippschaltung mit rechteckförmigen Schaltimpulsen, deren jeweilige Dauer durch eine in den Emitter-Basis-Kreis des Eingangstransistors eingeschaltete Steuerspannung veränderbar ist.

Die von der monostabilen Kippschaltung gelieferten rechteckförmigen Schaltimpulse werden bei bekannten Steuereinrichtungen dieser Art durch eine in den Emitter-Basis-Kreis des Eingangstransistors eingeschaltete Steuerspannung in der Weise verändert, daß aus der Trigger-Impulsfolge durch ein beispielsweise aus einem Gleichrichter und einem Kondensator mit zugehörigem Lade- oder Entladewiderstand bestehendes Integrierglied die Steuerspannung gewonnen wird, wobei deren Höhe mit der Triggerfrequenz proportional ansteigt. Diese Beeinflussung der Impulsdauer durch die Trigger-Impulsfrequenz genügt jedoch für eine genaue Anpassung der Kraftstoffmenge nur unvollständig, weil mit derartigen Integriergliedern nur eine mit der Frequenz bzw. der Drehzahl der Brennkraftmaschine monoton ansteigende oder monoton abnehmende Impulsdauer erzielt werden kann. Für eine genaue Anpassung der eingespritzten Kraftstoffmenge an den jeweiligen Kraftstoffbedarf der Brennkraftmaschine ist es jedoch notwendig, im mittleren Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine eine Verlängerung der Impulsdauer und dadurch eine Vergrößerung der bei jedem Impuls in das Saugrohr eingespritzten Kraftstoffmenge zu erzielen, wohingegen im unteren und oberen Drehzahlbereich die Dauer der Impulse mit zunehmender Annäherung an die obere bzw. untere Drehzahlgrenze verkürzt werden muß.

Dies läßt sich bei einer Steuereinrichtung der eingangs beschriebenen Art dadurch erreichen, daß erfindungsgemäß die Steuerspannung eine im Takt der Schaltimpulse periodisch sich ändernde Kurvenform hat, wobei der jeweilige Periodenbeginn der Steuerspannung mit dem Ende des vorausgehenden Schaltimpulses zusammenfällt.

In Weiterbildung der Erfindung wird zur Erzeugung dieser Steuerspannung eine Schalteinrichtung vorgeschlagen, die mindestens zwei zeitlich nacheinander wirksam werdende, sich gegenseitig beeinflussende Schalter, vorzugsweise Schalttransistoren, enthält und auf einen der Emitter-Basis-Strecke des Eingangs-Mit einem monostabilen Multivibrator
ausgerüstete elektrische Steuereinrichtung zum
Betrieb der Saugrohreinspritzanlage einer
Brennkraftmaschine

Anmelder:

Robert Bosch G. m. b. H.,
Stuttgart 1, Breitscheidstr. 4

Als Erfinder benannt:

Dr.-Ing. Hermann Scholl, Stuttgart

führungsbeispiels näher beschrieben und erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Schaltbild eines Steuergerätes für eine Kraftstoffeinspritzanlage mit einem monostabilen Multivibrator zur Erzeugung der Schaltimpulse und einer Schalteinrichtung zur Erzeugung der Steuerspannung für den Multivibrator,

F i g. 2 ein Schaubild zur Erklärung der Wirkungsweise der Schalteinrichtung zur Erzeugung der Steuerspannung; in den

F i g. 3 bis 5 sind Schaubilder wiedergegeben, aus denen die Arbeitsweise des Multivibrators und der Schalteinrichtung bei verschiedenen Drehzahlen der Brennkraftmaschine ersichtlich ist;

F i g. 6 zeigt in einem Übersichtsbild eine Kennlinienschar der eingestellten Kraftstoffmengen und der zugehörigen Ventilöffnungsdauer; in den

F i g. 7 und 8 sind zwei einfachere Schalteinrichtungen in ihrem elektrischen Schaltbild dargestellt.

Die Kraftstoffeinspritzanlage nach F i g. 1 ist zum Betrieb einer Vierzylinderbrennkraftmaschine 10 bestimmt, deren Zündkerzen 11 an eine nicht dargestellte Hochspannungszündanlage angeschlossen sind. In unmittelbarer Nähe der nicht dargestellten Einlaßventile der Brennkraftmaschine sitzt auf den zu den einzelnen Zylindern führenden Verzweigungsstutzen des Ansaugrohres 12 je ein elektromagnetisch betätigbares Einspritzventil 13. Jedem Ventil wird über eine der bei 14 angedeuteten Kraftstoffleitungen aus einem Verteiler 15 Kraftstoff zugeführt. Der Kraftstoff wird im Verteiler und in den Leitungen 14 durch eine bei 16

angedeutete, mit der Kurbelwelle 17 der Brennkrafttransistors parallelgeschalteten Kondensator arbeitet. 50 maschine gekuppelte Pumpe unter annähernd gleich-Weitere Einzelheiten der Erfindung sind nachstehend bleibendem Druck von etwa 2 Atmosphären (2 atü) an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Aus- gehalten.

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Jedes der Einspritzventile 13 enthält eine nicht dar- dauer der Einspritzventile 13 bestimmenden Impulsgestellte Magnetisierungswicklung, deren eines Ende ströme /ändern, wenn sich der Unterdruck im Ansaugan Masse liegt, während das andere Ende jeder der rohr 12 und damit die Induktivität der Primärwick-Wicklungen über Anschlußleitungen 18 mit einem von lung 31 ändert.

vier Widerständen 19 verbunden ist. Jeweils zwei der 5 Unmittelbar vor den einzelnen Schließungszeit-Widerstände 19 sind zusammen an den Kollektor eines punkten des Schaltarms 45 ist der Eingangstransistor 23 der beiden Leistungstransistoren 20 und 21 ange- stromleitend und hält den Ausgangstransistor 24 in schlossen, die zu einem im folgenden näher be- seinem Sperrzustand. Sobald der Schaltarm 45 durch schriebenen elektronischen Regel- und Steuergerät ge- den Nocken 44 gegen den Kontakt 43 gedrückt wird, hören. io hebt die im Kondensator 42 gespeicherte Ladung das

Dieses Regel- und Steuergerät enthält außer den Basispotential des Eingangstransistors 23 über das

Leistungstransistoren 20 und 21 einen zur Erzeugung Potential der Plusleitung hinaus ins Positive an.

von elektrischen Impulsen dienenden, mit einem Dadurch wird der Transistor 23 gesperrt, und der

gestrichelten Linienzug umrandeten monostabilen Multivibrator 22 kippt in seinen instabilen Betriebs-

Transistormultivibrator 22, zu dem ein Eingangs- 15 zustand, bei welchem der Transistor 24 stromleitend

transistor 23 und ein Ausgangstransistor 24 sowie als ist. Der Transistor 24 vermag dann einen exponentiell

zeitbestimmendes Glied eine Eisendrossel 25 gehören. ansteigenden Kollektorstrom J_e zu führen. Dieser

Die Eisendrossel 25 ist als Transformator ausgebildet durchfließt die Primärwicklung 31 und erzeugt in dem und weist einen verstellbaren Anker 26 auf. Dieser nicht dargestellten Eisenkern und in dem Anker 26 sitzt an einer Stellstange 27, die mit der nicht dar- 20 des Transformators ein ebenfalls wachsendes magnegestellten Membran einer Unterdruckdose 28 verbun- tisches Feld. Der Anstieg des Stromes J₀ erfolgt um den ist. Die Unterdruckdose ist mit ihrer Saugseite an so rascher, je größer der Luftspalt und je kleiner die den Ansaugkanal 12 der Brennkraftmaschine unmittel- mit wachsendem Luftspalt abfallende Induktivität der bar hinter der mit einem Fußhebel 29 verstellbaren Primärwicklung 31 ist. Bei diesem Stromanstieg wird Drosselklappe 30 der Brennkraftmaschine angeschlos- 25 in der Sekundärwicklung 32 eine Spannung U_r indusen und hebt bei steigendem Unterdruck den Anker 26 ziert, deren Verlauf in F i g. 2 wiedergegeben ist. in der mit einem Pfeil bezeichneten Richtung so an, Diese Spannung nimmt mit einer durch die Größe daß ein sich dann vergrößernder Luftspalt in dem der Induktivität festgelegten Geschwindigkeit von nicht dargestellten Eisenkern die Induktivität der ihrem im Schließungsaugenblick I₁ der Schaltkon-Primärwicklung 31 des Transformators um so mehr 30 takte 43, 45 entstehenden Höchstwert 0_r exponentiell verkleinert, je niedriger der Druck im Ansaugrohr 12 ab und ist der am Widerstand 35 zwischen dem wird, d. h. je stärker der Unterdruck ansteigt. Punkt A und der Plusleitung 37 wirksamen Vor-

Die Sekundärwicklung 32 der Eisendrossel 25 ist spannung U_s überlagert. Wenn im Zeitpunkt t_z die

mit einem ihrer beiden Wicklungsenden an die Basis Summe aus diesen Spannungen den Wert Ube₀ von

des Eingangstransistors 23 und einen Widerstand 34 35 etwa 0,3 Volt erreicht, wird der seither von der

angeschlossen, während das andere Wicklungsende Spannung U_r gesperrt gehaltene Eingangstransistor 23

zusammen mit dem Widerstand 34 an einem Ver- wieder stromleitend.

bindungspunkt A liegt. Vom Punkt A führt ein Wider- Solange der Transistor 23 gesperrt ist, hält der stand 35 zu der für das Regelgerät gemeinsamen stromleitende Transistor 24 die über einen Verstärker Plusleitung 37, die an dem Pluspol einer nicht dar- 40 49 angeschlossenen Leistungstransistoren 20 bzw. 21 gestellten 12-Volt-Batterie angeschlossen ist. Die ebenfalls in stromleitendem Zustand. Sobald jedoch Transistoren 23 und 24, die beide vom pnp-Typ sind, der Transistor 23 in seinen stabilen stromleitenden liegen mit ihren Emittern direkt an der Plusleitung 37. Betriebszustand zurückkehrt, werden die Transistoren Der Kollektor des Eingangstransistors 23 ist über 24, 20, 21 wieder gesperrt. Die Dauer der die Ventile einen Widerstand 36 und der Kollektor des Tran- 45 13 in ihre Öffnungsstellung bringenden Impulse J sistors 24 über die Primärwicklung 31 der Eisen- reicht daher von dem Schließungszeitpunkt I₁ des drossel 25 an die mit Masse verbundene Minuslei- Schaltarms 45 bis zu dem Zeitpunkt t₂. Wenn die Intung38 angeschlossen. Die Basis des Transistors 24 duktivität der Primärwicklung 31 bei steigendem ist über einen Kopplungswiderstand 39 mit dem Unterdruck im Ansaugrohr 12 kleiner wird und dem-Kollektor des Eingangstransistors 23 verbunden. Von 50 zufolge der Kollektorstrom J₀ rascher ansteigen kann, der Basis dieses Transistors führt eine Steuerleitung fällt die Spannung U_r ebenfalls rascher ab, und der über eine Diode 41 und einen Kondensator 42 zum Eingangstransistor 23 kehrt bereits zu einem früher feststehenden Kontakt 43 eines Schalters, dessen liegenden Zeitpunkt wieder in seinen stromleitenden Schaltarm 45 an die Plusleitung 37 angeschlossen ist Zustand zurück. Die Ventile 13 werden in diesem Fall und durch einen zweihöckrigen, über die nicht dar- 55 wesentlich früher geschlossen als in dem vorher geschilgestellte Nockenwelle mit der Kurbelwelle 17 der derten Fall großer Induktivität und kleinen Unter-Brennkraftmaschine gekuppelten Nocken 44 bei jeder drucks.

Kurbelwellenumdrehung einmal geschlossen wird und Durch die beschriebene Änderung der Induktivität dabei den Transistor 23 sperrt. Zur Auf- und Ent- der Primärwicklung 31 wird zwar die Länge der ladung des Kondensators 42 ist seine mit dem Kon- 60 Öffnungsimpulse J der Einspritzventile an den jetakt 43 verbundene Elektrode über einen Widerstand 46 weiligen Unterdruck der Brennkraftmaschine angepaßt, an die Minusleitung 38 angeschlossen, während seine Versuche im Fahrbetrieb und auf dem Prüfstand andere Elektrode über einen Widerstand 47 an der haben jedoch ergeben, daß die einzuspritzenden Kraft-Plusleitung 37 liegt. stoffmengen außer von dem Unterdruck auch noch,

Bevor auf die weiteren Schaltelemente des Regel- 65 wenn auch in geringerem Umfang, in Abhängigkeit

geräts eingegangen wird, soll im folgenden zunächst von der Drehzahl geändert werden müssen. Da die

beschrieben werden, wie sich die bei jeder Schließung durch den jeweiligen Unterdruck eingestellten Impuls-

der Schaltkontakte 43, 45 entstehenden, die Öffnungs- längen für jeden Wert des Unterdrucks eine von der

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Drehzahl unabhängige gleiche Größe haben, enthält angeschlossen, wobei außerdem von dem Verbindungs-

das Regel- und Steuergerät nach F i g. 1 zusätzlich punkt des Widerstandes 66 und des Kondensators 67

eine Schalteinrichtung 50, mit welcher die im linken eine Leitung 68 über einen Widerstand 69 zu dem

Teil der F i g. 2 als konstante Größe angenommene Anschlußpunkt A geführt ist, der die Widerstände 34,

ί Vorspannung Us periodisch im Takt der Einspritz- 5 35 sowie ein. Ende der Sekundärwicklung 32 des

! vorgänge geändert wird. Durch den zeitlichen Verlauf Transformators 25 miteinander verbindet.

• dieser Vorspannung innerhalb einer Periode wird Bis unmittelbar vor dem geschilderten Einschalt-

die Anpassung der Impulslängen an die Drehzahl augenblick des dritten Multivibrators 52 befindet

ι. und daher an die vom Schaltarm 45 und dem Nocken sich der Ausgangstransistor 62 in seinem Sperrzustand;

; 44 in den Multivibrator 22 eingegebene Trigger- io über seinen Kollektorwiderstand 63 können sich dann

'. frequenz erreicht .-.·.-.; die beiden Kondensatoren 65 und 67 auf eine Spannung

Die zur Erzeugung der sich periodisch wieder- aufladen, die am Widerstand 35 des ersten Multi-

, holenden und zeitabhängig zu- und abnehmende vibrators 22 die in F i g. 2 mit einer unterbrochenen, Momentanwerte aufweisenden Steuer$pannung Us parallel zur Zeitachse t verläufende Steuerspannung dienende Schalteinrichtung 50 setzt sich zusammen 15 Us₀ ergibt. In dem in Fig. 2 bei t₃ angedeuteten aus zwei Multivibratoren 51 und 52, die im Schaltbild Zeitpunkt wird der Ausgangstransistor 62 stromleitend nach F i g. 1 mit strichpunktierten Linien umrahmt und bewirkt, daß die geladenen Kondensatoren 65 sind und im Gegensatz zu dem oben beschriebenen und 67 sich entladen können. Die bei diesem Entladeersten Multivibrator 22 als zeitbestimmende Glieder Vorgang sich einstellende Steuerspannung Us ändert je einen Kondensator 53 bzw. 54 aufweisen. Der ao sich in Abhängigkeit von der Zeit nach der mit einer zweite, am Eingang der Schalteinrichtung 50 liegende strichpunktierten Linie angedeuteten Kurve Us = f{t). Multivibrator 51 ist über einen Kopplungskonden- Wenn daher im nächsten Schließungszeitpunkt J₄ satoi\55 mit dem Kollektor des Eingangstransistors 23 des Schaltarms 45 die induktive Rückkopplungsverbunden und wird erst dann in seine instabile Kipp- spannung U_T einsetzt, hat die ihr entgegengesetzt lage gebracht, wenn am Ende eines Schaltimpulses gerichtete Steuerspannung Us einen kleineren Absolutder Eingangstransistor 23 in seinen stromleitenden ■ betrag, der über den Zeitpunkt t_t hinaus weiter ab-Zustand zurückkehrt. Bis unmittelbar vor diesem nimmt. An der Basis des Eingangstransistors 23 des Zeitpunkt befindet sich nämlich der Eingangstran- ersten Multivibrators 22 nimmt daher die Summe aus sistor 56 des zweiten Multivibrators 51 in seinem strom- diesen beiden Spannungen U_r+U_s(t) langsamer ab leitenden Zustand, da seine Basis durch einen Wider- 30 als in dem in der linken Hälfte der F ig. 2 dargestellten stand 57 mit der für die Schalteinrichtung 50 und den Fall, bei welchem unterstellt ist, daß sich die Spanersten Multivibrator 22 gemeinsamen Minusleitung 38 nung Us nicht ändert und ihren_ Festwert Us₀ beiverbunden ist Der nachgeschaltete Transistor 58 behält. Durch die zeitabhängige Änderung der Spanbefindet sich jeweils in einem zum Transistor 56 ent- nung Us(t) entsteht daher eine Dehnung der an den gegengesetzten Betriebszustand und ist daher gesperrt, 35 Einspritzventilen 13 wirksamen Stromimpuls J auf die solange der Transistor 56 sich in seinem stabilen strom- wesentlich größere Impulsdauer T_x, da die für den leitenden Zustand befindet. Während dieses Zustandes Übergang in den stabilen, stromleitenden Zustand kann sich der als Zeitglied dienende Kondensator 53 des Eingangstransistors 23 erforderliche Emitterannähernd auf die zwischen der Minusleitung 38 und Basis-Spannung Ube₀ erst zu einem später liegenden der gemeinsamen Plusleitung 37 herrschende Betriebs- 40 Abschaltzeitpunkt t₆ erreicht wird, wie F i g. 2 deutspannung aufladen. - lieh erkennen läßt.

Sobald der Eingangstransistor 23 des ersten Multi- In den F i g. 3 bis 5 ist sowohl der Verlauf der vibrators 22 in seinen strcmleitenden Zustand zurück- sich an der Emitter-Kollektor-Strecke des Ausgangskehrt und dabei zur gleichzeitigen Schließung der transistors 24 des ersten Multivibrators sich einstellen-Ek Spritzventile 13 einen der Leistungstransistoren 20 45 den Rechteckspannung Uce als auch der zeitliche und 21 sjerrr, erreicht sein Kcllektorpotential nahezu Verlauf der Steuerspannung Us dargestellt, die eine den Wert der Plusleitung 37, und der geladene Koppel- im Takt der Schaltimpulsperiode sich wiederholende kondensator 55 hebt das Basispotential des Transistors Zeitabhängigkeit mit zu- und abnehmenden Momen-56 über die Pluslehung 37 hinaus ins Positive an. tanwerten hat. Für die F i g. 3 bis 5 ist jeweils der Dadurch wird der Transistor 56 gesperrt und gleich- 50 gleiche Abschaltzeitpunkt t₂ für den ersten Multizeitig der Transistor £8 stromleitend. Dieser Sperr- vibrator zugrunde gelegt, damit der Einfluß der zustand hält so lange an, bis sich der Kondensator 53 jeweiligen Drehzahl η der Brennkraftmaschine auf die über den Widerstand 57 entladen hat. Dann kehrt sich infolge der Spannung Us ändernde Impulsder Transistor £6 selbsttätig in seinen stabilen strom- dauer T₂ deutlicher hervortritt In F i g. 3 ist eine leitenden Betriebszustand zurück. Erst in diesem 55 Drehzahl /Z₁ = 2400 U/min und daher eine Schalt-Augenblick wird der dritte Multivibrator 52 über frequenz des Schaltanns 45 von/_x = 40 Hz zugrunde seinen Koppelkondensator 60 eingeschaltet. Bei dem gelegt Der Zeitmaßstab für die Zeitachse t ist jedoch eben geschilderten Zurückkippen des zweiten Multi- kleiner gewählt als für F i g. 2. Die F i g. 4 und 5 vibrators eihält der Eingangstransistor 61 des dritten zeigen bei gleichem Zeitmaßstab wie F i g. 3 die Multivibrators 52 über den Koppelkondensator €0 60 Spannung Uce und jeweils darunter die Steuereinen positiven Sperrimpuls, der gleichzeitig den spannung Us, jedoch F i g. 4 für eine Drehzahl Ausgangstransistor 62 dieses Multivibrators in strom- w₂ = 3200 U/min und F i g. 5 für «₃ ag 58C0 U/min, leitenden Zustand bringt. Dies hat zur Folge, daß sein Aus F i g. 3 ersieht man ohne weiteres, daß die Steuer-Kollektorpotential bis auf etwa 0,5 Volt an das spannung Us zunächst für eine durch den zweiten Potential der Plusleitung 37 angehoben wird. An den 65 Multivibrator 51 festgelegte, bis zum Zeitpunkt t₃ Kollektor dieses Ausgangstransistors sind jedoch reichende Verzögerungszeit T_v den konstanten Wert über einen Widerstand 64 ein. Kondensator 65 und Us₀ beibehält und vom Zeitpunkt /₃, in welchem der über einen weiteren Widerstand 66 ein Kondensator 67 Ausgangstransistor 62 des dritten Multivibrators 52

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stromleitend wird, sich infolge des Entladungsvor- Die Maxima der Kennlinien liegen etwa bei gangs an den Kondensatoren 65 und 67 mit zunächst 3600 U/min und ergeben bei diesen Drehzahlen einen ständig abnehmenden Momentanwerten ändert und Mehrwert von etwa 20% gegenüber den Werten, die sich dann ihrem durch den Abstand D zur Zeitachse t der Motor bei lOOO U/min benötigt. Bei dem zu angedeuteten Mindestwert nähert. Dieser Mindest- 5 dieser Kennlinienschar gehörenden Hochleistungswert wird dann erreicht, wenn im Zeitpunkt t_t (F i g. 3) motor wird die infolge der Schließ- und Öffnungsder Ausgangstransistor 62 des dritten Multivibrators vorgänge der Ansaugventile entstehende Schwingung nach Ablauf der durch den Kondensator 54 festge- der Ansaugluftsäule durch Abstimmung der Länge legten Kippdauer in seinen Sperrzustand zurückkehrt, der einzelnen Ansaugwege dazu ausgenutzt, den dabei die Entladung der Kondensatoren 65 und 67 io Füllungsgrad der einzelnen Zylinder zu erhöhen, beendet und es in der Folgezeit möglich macht, daß Da die Abstimmung auf einer Resonanzwirkung diese Kondensatoren sich wieder aufladen können. beruht und deshalb ihre volle Wirkung jeweils bei

Dieser Aufladevorgang wird jedoch im Zeitpunkt /₆ den gleichen Drehzahlen äußert, dürfen sich für die sprunghaft beendet, weil in diesem Zeitpunkt nach jeweiligen Unterdruckwerte die Maxima nicht mit der oben zu Fi g. 2 gegebenen Erklärung der Ein- 15 der Drehzahl ändern. Dies wird bei dem beschriebenen gangstransistor 23 am Ende der Schaltimpulse wieder Ausführungsbeispiel dadurch erreicht, daß die Einstromleitend und sein zugehöriger Ausgangstransistor schaltung des Steuergeräts nicht mit Beginn der im 24 gesperrt wird. Gleichzeitig gelangt jetzt, wie vorher Zeitpunkt^ bzw. t_t einsetzenden Öffnungsstromfür den Zeitpunkt t₂ beschrieben, der Transistor 56 impulse erfolgt, sondern jeweils an deren bei /₂ bzw. des zweiten Multivibrators 51 in seinen Sperrzustand, ao t_s liegendem Ende. Wenn daher bei einer konstanten Diese Änderung des Betriebszustandes des Transistors Drehzahl durch öffnen oder Schließen der Drossel-56 wird dazu ausgenutzt, am Kondensator 67 einen klappe der Unterdruck und daher die Induktivität der genau definierten Ladungszustand herbeizuführen, Primärwicklung 31 geändert wird, hat dies keinen der davon unabhängig ist, welche Restladung. im Einfluß auf die Phasenlage der Steuerspannung Us Zeitpunkt t_s vorhanden war. Hierzu ist von der Ver- 35 gegenüber den Öffnungsstromimpulsen, und die bindungsleitung 68 zum Kollektor des Transistors 56 Maxima der Kennlinien bleiben unabhängig vom ein in dieser Richtung stromleitender Gleichrichter 70 Unterdruck einer festen, beispielsweise nach F i g. 6 vorgesehen-. Außerdem weist der yom Kollektor des bei 3600 U/min liegenden Motordrehzahl zugeordnet. Transistors 56 zur Minusleitung 38 führende Kollektor- In Fig. 7 ist als abgewandeltes Ausführungswiderstand 72 einen gegenüber den Widerständen 63, 30 beispiel eine andere Schalteinrichtung 80 in ihrem 64, 66, 69, 35 erheblich niedrigeren Widerstandswert elektrischen Schaltschema wiedergegeben, welche an auf. Wenn daher der Transistor 56 im geschilderten Stelle der Schalteinrichtung 50 mit dem ersten Multi-Abschaltzeitpunkt t_B in seinen instabilen stromlosen vibrator 22 nach F i g. 1 verbunden werden kann,, bei Betriebszustand übergeht, stellt der Gleichrichter 70 welcher jedoch die beiden Multivibratoren, nämlich eine niederohmige Verbindung zwischen der an dem 35 der zweite Multivibrator 51 und der Multivibrator 52 Widerstand 66 angeschlossenen negativen Elektrode durch je einen mit Verzögerung arbeitenden Schaltdes Kondensators 67 und der Minusleitung 38 her. transistor 81 bzw. 82 ersetzt sind. Der Schalttransistor Der Kondensator 67 kann sich daher in kürzester 81 ist an seiner Basis über einen Kondensator 83 und Zeit sprunghaft auf einen konstanten Ausgangswert eine Verbindungsleitung 84 mit dem Kollektor des aufladen, der am Widerstand 35 den in F i g. 2 40 Eingangstransistors 23 des ersten Multivibrators 22 bis 5 mit Us₀ angedeuteten Anfangswert der Steuer- verbunden. Dieser Kondensator 83 übernimmt sowohl spannung Us ergibt. Auf diese Weise wird sicher- die Aufgabe des Koppelkondensators 55 als auch des gestellt, daß die Steuerspannung Us unabhängig von als Zeitglied dienenden Kondensators 53 des zweiten der jeweiligen Drehzahl η der Brennkraftmaschine Multivibrators 51 nach F i g. 1. Er ist so groß gewählt, und daher von der Schalt- oder Triggerfrequenz 45 daß er sich erst nach einer in F i g. 3 angedeuteten stets den gleichen Anfangsverlauf nimmt. Verzögerungszeit T_v über den von der Basis des

Bei dem Schaubild nach F i g. 4 fällt wegen der Transistors 81 zur gemeinsamen Minusleitung 38

höheren Schaltfrequenz der Schließzeitpunkt t_s der führenden Widerstand 85 so weit entladen kann, daß

Einspritzventile nahezu mit dem Zeitpunkt t_e zusam- der Transistor 81 in seinen ursprünglichen stabilen,

men, bei welchem die Steuerspannung Us ihr Mini- 50 stromleitenden Zustand zurückkehren kann, nachdem

mum erreicht, während in F i g. 5 bei einer Drehzahl er jeweils im Endzeitpunkt i₂ bzw. t_s eines voraus-

Ti₃ — 5800 U/min der Öffnungszeitpunkt t_t der Ein- gegangenen Öffnungsstromimpulses J in seinen in-

spritzventile so dicht auf den vorausgegangenen stabilen Betriebszustand übergeführt worden ist. Da

Schließungszeitpunkt t_z folgt, daß sich die Steuer- dieser Transistor 81 während des Entladevorgangs des

spannung Us nur geringfügig gegenüber ihrem An- 55 Kondensators 83 gesperrt ist, kann sich der zwischen

fangswert Us₀ bis zum Zeitpunkt^ ändern kann, in seinem Kollektor und der Basis des Transistors.82

welchem der Einspritzvorgang wieder beendet wird. angeordnete Kondensator 86 auf die Betriebsspannung

Das Übersichtsbild nach Fig. 6 läßt deutlich er- aufladen. Sobald der Transistor 81, der mit seinem

kennen, wie unter dem Einfluß der sich zeitabhängig Kollektor über einen niederohmigen Widerstand 87

ändernden, jedoch periodisch nach jedem Abschalt- 60 an die Minusleitung 38 angeschlossen ist, in seinen

Zeitpunkt wiederkehrenden Steuerspannung Us die leitenden Zustand zurückkehrt, hebt die im Konden-

DauerT der an- den Einspritzventilen wirksamen sator 86 gespeicherte Ladung das Basispotential des

Öffnungsstromimpulse / sich abhängig von der Dreh- Transistors 82 über das Potential der Plusleitung 37

zahl« ändert, wobei für die einzelnen Kennlinien hinaus ins Positive an und sperrt daher gleichzeitig

davon ausgegangen wird, daß sich über dem wieder- 65 den Transistor 82 so lange, bis sich der Kondensator

gegebenen Drehzahlbereich der zugehörige Unter- 86 über den von der Basis des Transistors 82 zur

druck ρ im Ansaugrohr 12 und daher die Induktivität Minusleitung 38 führenden Widerstand. 88 entladen

der Primärwicklung 31 nicht ändert. hat. Dann kann der mit seinem Kollektorwiderstand

89 an der Minusleitung 38 liegende Transistor 82 wieder in seinen Sperrzustand zurückkehren.

Da jedoch wie bei der Steuereinrichtung nach F i g. 1 die mit den gleichen Bezugszeichen versehenen Kondensatoren 65 und 67 unmittelbar im Anschluß an die durch den Transistor 81 und seinen Verzögerungskondensator 83 bewirkte Verzögerungszeit Tv während der Dauer des instabilen Sperrzustandes des Transistors 82 entladen und von der Rückkehr des Transistors 82 in seinen stabilen stromleitenden Zustand ab wieder aufgeladen werden müssen, damit der in den Fig. 2 bis 5 wiedergegebene Verlauf der am Kondensator 67 abgenommenen Steuerspannung Us entstehen kann, ist es notwendig, zwischen dem Transistor 82 und dem Widerstand 64 einen Umkehrtransistor 90 vorzusehen, der sich stets in einem zum Transistor 82 entgegengesetzten Betriebszustand befindet. Dieser Umkehrtransistor ist über einen Widerstand 91 mit seiner Basis an den Kollektor des Transistors 82 angeschlossen, während sein Kollektor an den vom Widerstand 64 zur Minusleitung 38 führenden Widerstand 63 angeschlossen ist. Ebenso wie bei der oben beschriebenen Schalteinrichtung 50 ist hier ein mit dem Kondensator 67 verbundener Gleichrichter 70 vorgesehen, der jeweils im Zeitpunkt t₂ bzw. t₅ am Kondensator 67 eine definierte Anfangsladung bei Beginn des Entladungsvorgangs sicherstellt. Dieser Gleichrichter ist über eine Leitung 92 mit dem Kollektor des Transistors 81 verbunden und arbeitet in gleicher Weise wie oben beschrieben.

Über die beim Steuergerät 80 nach F i g. 7 erzielbare Einsparung eines Transistors gegenüber der Steuereinrichtung nach F i g. 1 hinaus läßt sich eine weitere Vereinfachung erzielen, wenn man nach F i g. 8 eine Steuereinrichtung 100 vorsieht, die nur mit zwei Transistoren 101 und 102 ausgerüstet ist. Da diese Transistoren im Gegensatz zu den Transistoren 56, 58, 61, 62 der Steuereinrichtung 50 und der Transistoren 81, 82 und 90 der Steuereinrichtung 80 vom npn-Typ sind, kann auf einen Umkehrtransistor verzichtet werden. In diesem Fall ist es jedoch notwendig, den eine konstante Verzögerungszeit T_v bis zum Einsatz der Entladung der Kondensatoren 65 und 67 ergebenden ersten Transistor 101 an seiner Basis über einen ausreichend großen, die Verzögerungszeit bestimmenden Kondensator 103 statt an den Kollektor des Eingangstransistors des ersten Multivibrators 22 an den Kollektor des Ausgangstransistors 24 anzuschließen. Dieser Kondensator 103 kann sich dann, sobald der Ausgangstransistor 24 in seinen stabilen Sperrzustand zurückkehrt, über die Primärwicklung 31 und einen mit dieser in Reihe geschalteten Widerstand 104 aufladen und sperrt während dieses Aufladevorgangs den ersten Transistor 101. Gleichzeitig wird der zwischen der Basis des zweiten Transistors 102 und dem Kollektor des ersten Transistors 101 angeordnete Kondensator 106 über den Kollektorwiderstand 105 des Transistors 101 aufgeladen. Im Zeitpunkt t_s, bei welchem die Aufladung des Kondensators 103 beendet ist und der Transistor 101 am Ende der Verzögerungszeit T_v in seinen stabilen stromleitenden Zustand zurückkehrt, wird der seither stromleitende zweite Transistor 102 gesperrt. Von diesem Zeitpunkt ab können sich die beiden Kondensatoren 65 und 67 über ihre Widerstände 64 und 66 sowie über den zwischen dem Kolektor des Transistors 102 und der Plusleitung 37 angeordneten Widerstand 63 entladen. Wenn in dem in F i g. 3 und 4 eingetragenen Zeitpunkt t_e der Kondensator 106 sich über den von der Basis des Transistors 102 zur Plusleitung 37 führenden Widerstand 108 entladen hat, kehrt der zweite Transistor 102 selbsttätig wieder in seinen ursprünglichen stromleitenden Zustand zurück, bei welchem die nur noch eine geringe Ladung aufweisenden Kondensatoren 65 und 67 sich erneut über die Widerstände 35 und 69 aufladen können. Um für den Beginn der nächsten Periode der Steuerspannung Cs am Kondensator 67 eine definierte Ausgangsspannung sicherzustellen, ist der Gleichrichter 70 mit der vom Kondensator 103 zum Kollektor des Ausgangstransistors 24 führenden Leitung 107 verbunden. Da am Ende der an den Einspritzventilen 13 wirksamen Öffnungsstromimpulse J in den mit t₂ und t_s bezeichneten Zeitpunkten der Ausgangstransistor 24 in seinen Sperrzustand zurückkehrt, kann sich der Kondensator 67 über den Gleichrichter 70, den niederohmigen Widerstand 104 und die Primärwicklung 31 in kürzester Zeit auf die Betriebsspannung aufladen und den für den Periodenanfang der Steuerspannung Us wichtigen, jeweils gleichen Anfangswert Us₀ einstellen.

Bei einer anderen als derjenigen Motorbauart, die dem in F i g. 6 wiedergegebenen Kennlinienfeld zugrunde liegt, kann es notwendig sein, dafür zu sorgen, daß die Kondensatoren 65 und 67 eine kleinere oder größere Zeitkonstante während ihres Entladevorganges aufweisen als während ihres Aufladevorganges und die Steuerspannung Us einen zu ihrem bei t₆ liegenden Minimum unsymmetrischen zeitlichen Verlauf hat. Dies kann man in einfacher Weise erreichen, wenn man, wie in F i g. 8 mit unterbrochenen Linien angedeutet, parallel zum Widerstand 64 oder aber parallel zum Widerstand 66 die Reihenschaltung aus einem Widerstand 109 und einem Gleichrichter 110 vorsieht. Wenn der Gleichrichter 110 in der durch die Pfeilspitze angedeuteten Stromrichtung durchlässig ist, wird die Aufladezeit verkürzt, bei entgegengesetzter Durchlaßrichtung die Entladezeit verkürzt. An Stelle einer solchen Parallelschaltung kann man auch zu einem der Widerstände 64, 66 einen oder mehrere jeweils durch einen Gleichrichter überbrückte zusätzliche Widerstände in Reihe schalten.

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Steuereinrichtung zum Betrieb der Saugrohreinspritzanlage einer Brennkraftmaschine mit einer einen Eingangstransistor und einen Ausgangstransistor enthaltenden monostabilen Kippschaltung mit rechteckförmigen Schaltimpulsen, deren jeweilige Dauer durch eine in den Emitter-Basis-Kreis des Eingangstransistors eingeschaltete Steuerspannung veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerspannung (Us) eine im Takt der Schaltimpulse (J) periodisch sich ändernde Kurvenform hat, wobei der jeweilige Periodenbeginn (i₂) der Steuerspannung mit dem Ende des vorausgehenden Schaltimpulses zusammenfällt.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Steuerspannung eine Schalteinrichtung (50) vorgesehen ist, die mindestens zwei zeitlich nacheinander wirksam werdende, sich gegenseitig beeinflussende Schalter (51, 52), vorzugsweise Schalttransistoren (56, 58, 61, 62), enthält und auf einen der Basis-

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Emitter-Strecke des Eingangstransistors parallelgeschalteteten Kondensators (67) arbeitet.

3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung eines gleichen Anfangswertes der Steuerspannung beim jeweiligen Periodenbeginn der in einem parallel zur Emitter-Basis-Strecke des Eingangstransistors (23) verlaufenden Stromkreis angeordnete, während einer Periode der Steuerspannung (Us) seine Ladung ändernde Kondensator (67) über eine in Ladestromrichtung durchlässige Diode mit dem Kollektor des Ausgangstransistors (24) oder eines zur Schalteinrichtung gehörenden Transistors (56, 81) verbunden ist, der gleichzeitig mit dem Ausgangstransistor in seinen Sperrzustand übergeht.

4. Steuereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Erzeugung der periodisch sich ändernden Steuerspannung dienende Schalteinrichtung (50) aus zwei monostabilen Multivibratoren (51 und 52) besteht, von denen jeder ein die Dauer seiner instabilen Kipplage bestimmendes Zeitglied, insbesondere einen Kondensator (53 bzw. 54) enthält.

5. Steuereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Schalteinrichtung gehörenden Multivibratoren hintereinandergeschaltet sind, so daß sie zeitlich nacheinander in ihre instabile Lage gebracht werden, und daß hierzu der Eingangstransistor (61) des nachgeschalteten Multivibrators (52) über einen Koppelkondensator (60) mit dem Kollektor des Eingangstransistors (56) des vorgeschalteten Multivibrators (51) verbunden ist.

6. Steuereinrichtung nach Anspruch 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu einem im Emitter-Basis-Kreis des Eingangstransistors (23) angeordneten Basiswiderstand (35) eine aus mindestens zwei Widerständen (66, 69) und einem Kondensator (67) bestehende Speicherkette vorgesehen ist, von deren Widerständen einer (69) mit dem Basiswiderstand (35), der andere (66) mit dem Kollektor eines zur Schalteinrichtung (50) gehörenden Transistors (62, 90,102) verbunden ist.

7. Steuereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zum Kondensator (67) ein zweiter, ebenfalls zur Speicherkette gehörender Kondensator (65) über den anderen (66) der beiden Widerstände parallel geschaltet ist, wobei in der Verbindungsleitung zwischen dem Kollektor des zur Schalteinrichtung gehörenden Transistors (62, 90, 102) und dem mit dem zweiten Kondensator (65) verbundenen Widerstand (66) ein dritter Widerstand (64) vorgesehen ist.

8. Steuereinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum dritten Widerstand (64) die Reihenschaltung aus einem weiteren Widerstand (109) und einem Gleichrichter (110) vorgesehen ist.

9. Steuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung (80) zwei Schalttransistoren (81, 82) vom gleichen Leitungstyp wie der Eingangs- (23) bzw. Ausgangstransistor (24) des die Schaltimpulse (J) liefernden Multivibrators (22) enthält, von denen der zweite (82) an seiner Basis mit dem Kollektor des ersten Transistors (81) durch einen zugleich als Zeitglied dienenden Koppelkondensator (86) verbunden und der erste Transistor (81) an seiner Basis über einen anderen, ebenfalls als Zeitglied dienenden Koppelkondensator (83) mit dem Kollektor des Eingangstransistors (23) verbunden ist.

10. Steuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung (100) zwei Schalttransistoren (101, 102) enthält, die dem zum Eingangstransistor (23) bzw. zum Ausgangstransistor (24) entgegengesetzten Leitungstyp angehören, wobei der erste Schalttransistor (101) über einen zugleich als Zeitglied dienenden Koppelkondensator mit seiner Basis an den Kollektor des Ausgangstransistors (24) oder eines anderen, gleichzeitig mit diesem in den Sperrzustand gelangenden Transistor angeschlossen ist und der zweite Schalttransistor (102) mit seiner Basis über einen ebenfalls als Zeitglied dienenden Koppeikondensator (106) an den Kollektor des ersten Schalttransistors (101) angeschlossen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschriften Nr. 1 125 719, 1127 146.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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