DE1906883B2 - Brennkraftmaschine mit einer zur drehzahlbegrenzung dienenden ueberwachungseinrichtung - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine mit einer zur Drehzahlbegrenzung dienenden Überwachungseinrichtung, mit einer zur Zündung bzw. Kraftstoffeinspritzung dienenden Betriebseinrichtung, mil: einem Steuerspannungserzeuger, dessen zur Verfügung gestellte Steuerspannung drehzahlabhängig ist, mit einer in der Überwachungseinrichtung vorgeseheneu elektronischen Schutzschaltstrecke, mit deren Hilfe die Betriebseinrichtung wirkungslos gemacht wird, und zwar dann, wenn die Steuerspannung einen der maximal zulässigen Drehzahl entsprechenden Pegel überschreitet, und mit einem Schaltglied, das einen bestimmten, diesem Pegel entsprechenden Schwellwert hat und in einem mit dem Steuerspannungserzeuger verbundenen Steuereingangszweig der Überwachungseinrichtung liegt

Die Brennkraftmaschine wird deshalb mit einer Überwachungseinrichtung zur Drehzahlbegrenzung versehen, weil man vermeiden will, daß ihre relativ kostspieligen Bauteile bei zu hoher Drehzahl infolge Überlastung zerstört werden.

Es ist (nach der DT-AS 12 67 905) bereits ein Dieselmotor mit einer zur Drehzahlbegrenzung dienenden Überwachungseinrichtung bekannt, die als Steuerspannung die Ausgangsspannung eines Gleichstromgenerators erhält und den Weitertransport des von der Einspritzeinrichtung bereitgestellten Kraftstoffes verhindert, sobald die maximal zulässige Drehzahl überschritten wird. Nachteilig ist hierbei, daß zur Erzeugung der Steuerspannung eine elektrische Maschine mit Kollektor bzw. Gleichrichtern, also mit besonderen Aufwand, erforderlich ist und die Brennkraftmaschine so die maximal zulässige Drehzahl dann überschreiten kann, wenn die den Weitertransport des Kraftstoffes verhindernden Mittel versagen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Brennkraftmaschine mit einer Drehzahlbegrenzung der eingangs erwähnten Art zu schaffen und dabei die der bekannten Ausführung anhaftenden Nachteile zu vermeiden.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die von dem Steuerspannungserzeuger zur Verfügung gestellte Steuerspannung sowohl ein Auslöseimpuls zur Steuerung der die Zündung bzw. Kraftstoffeinspritzung bewirkenden Betriebseinrichtung als auch ein dem Auslöseimpuls zeitlich vorangehender, der Überwachungseinrichtung über den Steuereingangszweig zugeführter Überwachungsimpuls ist und daß, nachdem der Überwachungsimpuls den der maximal zulässigen Drehzahl entsprechenden, durch mit bestimmtem Schwellwert festgelegten Pegel überschritten hat, der davon abhängige Schaltzustand der Schutzschaltstrecke den Einfluß des Auslöseimpulses auf die Betriebseinrichtung unterbindet und durch den Kippvorgang eines monostabilen Multivibrators über eine Zeitspanne aufrechterhalten bleibt, innerhalb derer wenigstens der folgende Auslöseimpuls liegt

Durch Anwendung der erfindungsgemäßen Maßnahme ergibt sich außerdem der Vorteil, daß mit einem einzigen Steuerspannungserzeuger, im bevorzugten Fall, mit einem einfachen Wechselstromgenerator, sowohl die Steuerspannung für die Drehzahlbegrenzung als auch die Steuerspannung für die Auslösung der Zündung bzw. des Kraftstoffeinspritzvorganges bereitgestellt werden kann und daß ferner oberhalb der maximal zulässigen Drehzahl die zur Zündung bzw. Kraftstoffeinspritzung dienende Einrichtung außer Betrieb genommen wird, wodurch dann ein Weiteransteigen der Drehzahl mit Sicherheit ausgeschlossen ist

Es ist zwar (nach der US-PS 33 56 082) auch schon eine für eine Brennkraftmaschine bestimmte Zündeinrichtung mit impulsgesteuerter Überwachungseinrichtung zur Drehzahlbegrenzung bekannt, bei der aber — im Gegensatz zum Erfindungsgegenstand — für die Drehzahlbegrenzung und für die Auslösung der Zündung je ein besonderer Geber Anwendung findet. Außerdem wird dort die Steuerspannung für die Drehzahlbegrenzung bezüglich ihrer Frequenz, dagegen beim Gegenstand der Erfindung bezüglich des Scheitelwertes ausgewertet, was einen ungünstigen Einfluß von Störimpulsen verhindert.

Es wurde (in der DT-OS 18 02 859) auch schon für eine Überwachungseinrichtung zur Drehzahlbegrenzung bei Dieselmotoren vorgeschlagen, den Scheitelwert einer von einem Wechselstromgenerator erzeugten Halbwelle auszuwerten, wobei aber dieser Wechselstromgenerator — im Gegensatz zum Erfindungsgegenstand — nur zur Drehzahlbegrenzung Verwendung findet

Anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung im folgenden näher beschrieben und erläutert.

Es zeigt

F i g. 1 den schaltungsmäßigen Aufbau der erfindungsgemäßen Überwachungseinrichtung zur Drehzahlbegrenzung in Verbindung mit einer Zündeinrichtung,

Fig.2 einen als Wechselstromgenerator ausgebildeten Steuerspannungserzeuger teilweise im Schnitt und

Fig.31 eine Einrichtung zur Kraftstoffeinspritzung, die an die Stelle der Zündeinrichtung in F i g. 1 treten kann.

In Fig. 1 ist schematisch eine Brennkraftmaschine B angedeutet, die zum Antrieb eines nicht dargestellten Kraftfahrzeuges dienen und deren Drehzahl durch eine Überwachungseinrichtung Wbegrenzt werden soll. Die Begrenzung der Drehzahl geschieht in der Weise, daß beim Überschreiten der maximal zulässigen Drehzahl die zur Brennkraftmaschine B gehörende Zündeinrichtung Z durch die Überwachungseinrichtung W außer Betrieb gesetzt wird.

Im Beispielsfall ist die Brennkraftmaschine ß mit einer an sich bekannten Spulenzündeinrichtung ausgestattet Diese Zündeinrichtung Z ist mit ihrer Anschlußklemme U über eine Plusleitung 12 durch einen Betriebsschalter 13 an den Pluspol einer Gleichstromquelle 14 anschließbar, welche die Batterie des Kraftfahrzeuges sein soll. Der Minuspol der Gleich-

stromquelle 14 ist mit Masse verbunden. Von Masse führt eine Minusleitung 15 zu einer Anschlußklemme 16 der Zündeinrichtung Z. Zwischen den Anschlußklemmen 11 und 16 liegt die aus der Emitter-Kollektor-Strekke 17 — 18 eines Schalttransistors 19 und der Primärwicklung 20 einer Zündspule 21 bestehende Serienschaltung. Die Sekundärwicklung 22 der Zündspule 21 steht an einem Anschluß direkt und an ihrem anderen Anschluß über eine Zündkerze 23 mit der Anschlußklemme 16 in Verbindung. An den Anschlußklemmen U, 16 wird außerdem die Spannung für eine an sich bekannte monostabile Kippstufe 24 abgegriffen, über die der Steuereingang 25 der Zündeinrichtung Z durch die Leitung 26 mit der Basis 27 des Schalttransistors 19 in Verbindung steht.

Der Steuereingang 25 der Zündeinrichtung Z ist über eine Leitung 28 an die Steuerausgangsklemmen 29 eines Steuerspannungserzeugers 30 angeschlossen, der mit seiner anderen Ausgangsklemme 31 über eine Leitung 32 an Masse liegt.

Als Steuerspannungserzeuger 30 findet zweckmäßig ein kleiner Wechselstromgenerator Verwendung, der, wie mit strichpunktiertem Linienzug angedeutet, mit der Kurbelwelle K der Brennkraftmaschine B gekuppelt ist und demzufolge Spannungshalbweilen mit von der Drehzahl abhängigem Scheitelwert liefert Im vorliegenden Fall wird nun jeweils die positive Halbwelle 34 als Auslöseimpuls für die Einleitung der Zündung und die vorausgehende negative Halbwelle 33 in der Überwachungseinrichtung IV als Überwachungsimpuls ausgenutzt.

Das Prinzip der zur Drehzahlbegrenzung dienenden Überwachungseinrichtung W besteht darin, daß, wenn der Überwachungsimpuls mit seinem Scheitelwert einen der maximal zulässigen Drehzahl entsprechenden Pegel überschreitet, eine elektronische Schutzschaltstrecke H umgesteuert wird, die in ihrem umgesteuerten Zustand den Einfluß des Auslöseimpulses auf die Zündeinrichtung Z unterbindet und in diesem Zustand durch den Kippvorgang eines monostabilen Multivibrators Müber eine Zeitspanne gehalten wird, innerhalb deren wenigstens der folgende, für die Einleitung des Zündvorganges bestimmte Auslöseimpuls liegt

Die Überwachungseinrichtung W weist eine erste Versorgungsleitung 35 mit einer Anschlußklemme 36 und eine zweite Versorgungsleitung 37 mit einer Anschlußklemme 38 auf. Die Anschlußklemme 36 der ersten Versorgungsleitung 35 ist mittels des Betriebsschalters 13 an den Pluspol der Gleichstromquelle 14 anschließbar, wogegen die Anschlußklemme 38 der zweiten Versorgungsleitung 37 an Masse liegt

Damit eine konstante Versorgungsspannung zur Verfügung gestellt werden kann, weist die Überwachungseinrichtung W an ihrem Versorgungseingang einen Spannungsstabilisator G auf. Dieser Spannungsstabilisator G enthält eine Zenerdiode 39, die mit ihrer Anode an die Anschlußklemme 38 der zweiten Versorgungsleitung 37 und mit ihrer Kathode Ober einen Widerstand 40 an die Anschlußklemme 36 der ersten Versorgungsleitung 35 angeschlossen ist Außerdem enthält der Spannungsstabilisator G einen Stabilisierungstransistor 41, der mit seiner Basis 42 an der Kathode der Zenerdiode 39 und mit seiner Emitter-Kollektor-Strecke 43-44 in der ersten Versorgungsleitnng 35 liegt, wobei außerdem noch von dessen Emitter 43 zur zweiten Versorgungsleitung 37 eine Verbindung führt, in der sich ein Kondensator 45 befindet

Tiiss weiteren weist die Überwachungseinrichtung W einen Steuereingangszweig E auf, der an seinem einen Ende mit der ersten Versorgungsleitung 35 verbunden ist und an seinem anderen Ende eine Anschlußklemme 46 hat, die mit der Steuerausgangsklemme 29 des Steuerspannungserzeugers 30 verbunden ist. In dem Steuereingangszweig Eist wenigstens ein Schaltglied 47 vorgesehen, daß einen bestimmten Schwellwert hat und in den stromdurchlassenden Zustand gelangt, sobald die von dem Überwachungsimpuls an ihm erzeugte Spannung den Schwellwert überschreitet. Dieser Schwellwert bildet den der maximal zulässigen Drehzahl entsprechenden Pegel.

Im Beispielsfall ist das einen bestimmten Schwellwert aufweisende Schaltglied 47 eine Zenerdiode. Es kann aber auch, wie mit gestricheltem Linienzug angedeutet, durch mehrere hintereinander geschaltete Zenerdioden 47,47', 47" gebildet sein. Außerdem ist es auch möglich, hierfür oder in Verbindung damit, wie ebenfalls mit gestricheltem Linienzug angedeutet, eine einzige übliche Diode 48 bzw. eine Kette üblicher Dioden 48, 48', 48" anzuwenden, die hinsichtlich ihrer Durchlaßrichtung auf den Überwachungsimpuls abgestimmt sind.

Für den Fall, daß an der Kurbelwelle K der Brennkraftmaschine B eine Last L über ein umschaltbares Getriebe R angetrieben wird, wie das beispielsweise beim Kraftfahrzeug geschieht, ergibt sich die Möglichkeit daß von mehreren untereinander verschiedene Schwellwerte aufweisenden Schaltgliedern 47, 47a, 47.6... beim Umschalten auf eine weitere Getriebestufe zwangsläufig ein Schaltglied mit einem anderen Schwellwert in den Steuereingangszweig £ gelegt wird. Die Drehzahl läßt sich dann in den einzelnen Getriebestufen jeweils auf ein anderes Maß begrenzen. Die zwangsläufige Umschaltung kann in der Weise geschehen, daß ein Wählschalter 49 Verwendung findet, dessen beweglicher Kontaktarm 50, wie mit strichpunktiertem Linienzug angedeutet, mit dem zur Getriebeumschaltung dienenden Ganghebel 51 gekuppelt ist und sich jeweils mit einem von mehreren festen Kontakten 52, 52a, 526 in Berührung bringen läßt, die je an eines dieser Schaltglieder 47, 47a, 47i> angeschlossen sind. Dabei führt von jedem anderen Anschluß der Schaltglieder 47,47a, 47b eine gemeinsame Verbindung zu der Anschlußklemme 46 und von dem beweglichen Kontaktarm 50 eine Verbindung zur zweiten Versorgungsleitung 35.

Des weiteren empfiehlt es sich, in dem Steuereingangszweig E einen einstellbaren Überwachungswiderstand 53 vorzusehen, damit der der maximal zulässigen Drehzahl entsprechende Pegel exakt eingestellt werden kann.; Im besonderen Fall kann auch hier das Einstellglied 54 dieses Überwachungswiderstandes 53 zur zwangsläufigen Nachregelung mit dem Ganghebel 51 gekuppelt sein.

Schließlich empfiehlt es sich noch, in dem Steuerein gangszweig einen temperaturabhängigen Widerstand 55 vorzusehen, der vorzugsweise dem Wärmeeinfluß der Brennkraftmaschine B ausgesetzt ist Dadurch läßt sich eine Drehzahlbegrenzung erreichen, die von der Temperatur der Brennkraftmaschine B abhängig ist

Der Steuereingangszweig E ist an der ersten Versorgungsleitung 35 über einen Widerstand 56 angeschlossen, der ebenfalls regelbar ausgelegt sein kann und dessen dieser Leitung 35 abgekehrter Anschluß den Potentialpunkt Pbildet

Im einfachsten Fall könnte der monostabile Multivibrator Af von dem Potentialpunkt Paus direkt gesteuert werden. Zweckmäßiger ist es jedoch, den Potential-

punkt P über eine einen rechteckförmigen Triggerimpuls zur Verfugung stellende Triggerstufe T und ein Differenzierglied D mit dem monostabilen Multivibrator M zu verbinden, weil dadurch mit Sicherheit ein jeder der Überwachungsimpulse von der Überwachungseinrichtung Wausgewertet werden kann.

Die Triggerstufe T weist einen ersten Triggertransistor 57, einen zweiten Triggertransistor 58 und einen Steuertransistor 59 auf. Der erste Triggertransistor 57 ist an seiner Basis 60 mit dem Potentialpunkt P, an seinem Emitter 61 mit der zweiten Versorgungsleitung 37 und an seinem Kollektor 62 mit der Basis 63 des zweiten Triggertransistors 58 sowie über einen Widerstand 64 mit der ersten Versorgungsleitung 35 verbunden. Der zweite Triggertransistor 58 ist an seinem Emitter 65 ebenfalls mit der zweiten Versorgungsleitung 37 und an seinem Kollektor 66 mit der Basis 67 des Steuertransistors 59 sowie über einen Widerstand 68 mit der ersten Versorgungsleitung 35 verbunden. Der Steuertransistor 59 liegt mit seinem Kollektor 69 an der ersten Versorgungsleitung 35 und mit seinem Emitter 70 über einen Widerstand 71 an der zweiten Versorgungsleitung 37.

Das Differenzierglied D wird durch einen Kondensator 72 gebildet, der mit einem Anschluß an dem Emitter 70 des Steuertransistors 59 und mit dem anderen Anschluß an einem Verbindungspunkt F liegt. An diesem Verbindungspunkt F ist der monostabile Multivibrator M so angeschlossen, daß die bei der Differenzierung des Triggerimpulses an seiner Hinterflanke entstehende Spannungsspitze den Kippvorgang des monostabilen Multivibrators M einschaltet und die bei der Differenzierung des Triggerimpulses an seiner Vorderflanke entstehende Spannungsspitze einen bei ihrem Auftreten noch nicht abgeschlossenen Kippvorgang zwangsläufig beendet.

Der monostabile Multivibrator Menthält einen ersten Kipptransistor 73 und einen zweiten Kipptransistor 74. Die Basis 75 des ersten Kipptransistors 73 ist außer an dem Verbindungspunkt F noch über einen Widerstand 76 an der zweiten Versorgungsleitung 37 und über einen Widerstand 77 an dem Kollektor 78 des zweiten Kipptransistors 74 angeschlossen. Der Emitter 79 des ersten Kipptransistors 73 liegt über einen Störimpulse ableitenden Kondensator 80 ebenfalls an dem Verbindungspunkt F und über einen Widerstand 81 an der zweiten Versorgungsleitung 37. Der Kollektor 82 des ersten Kipptransistors 73 hat über einen Widerstand 83 mit der ersten Versorgungsleitung 35 und über einen Kopplungskondensator 84 mit der Basis 85 des zweiten Kipptransistors 74 Verbindung. Außerdem ist die Basis 85 des zweiten Kipptransistors 74 an der ersten Versorgungsleitung 35 über einen Widerstand 86 angeschlossen, der mit dem Kopplungskondensator 84 einen die Dauer des Kippvorgangs bestimmenden Zeitkreis bildet und zweckmäßig einstellbar ist, damit diese Zeitdauer in einfacher Weise exakt festgelegt werden kann. Der zweite Kipptransistor 74 ist außerdem an seinem Emitter 87 mit der zweiten Versorgungsleitung 37 und an seinem Kollektor 78 über einen Widerstand 88 mit der ersten Versorgungsleitung 35 verbunden.

Die elektronische Schutzschaltstrecke H der zur Drehzahlbegrenzung dienenden Überwachungseinrichtung W wird durch die Emitter-Kollektor-Strecke 89-90 eines Schutztransistors 91 gebildet Dieser Schutztransistor 91 ist an seiner Basis 92 mit dem Emitter 79 des ersten Kipptransistors 73, an seinem Emitter 89 mit der zweiten Versorgungsleitung 37, also mit Masse, und an seinem Kollektor 90 vorzugsweise über eine die Überwachungsimpulse sperrende Diode 93 mit der unmittelbar an der Steuerausgangsklemme 29 des Steuerspannungserzeugers 30 liegenden Anschlußklemme 46 des Steuereingangszweiges £ verbunden.

Die Wirkungsweise der Anlage nach F i g. 1 ist folgende:
Bei Inbetriebnahme der Brennkraftmaschine B wird

ίο der Betriebsschalter 13 geschlossen und demzufolge die Zündeinrichtung Z mit ihren Anschlußklemmen 11, 16 sowie auch die zur Drehzahlbegrenzung dienende Überwachungseinrichtung W mit ihren Anschlußklemmen 36, 38 an die Spannung der Gleichstromquelle 14 gelegt.

Die Emitter-Kollektor-Strecke 17-18 des pnp-Schalttransistors 19 in der Zündeinrichtung Z ist normalerweise leitend, so daß ein Strom über die Primärwicklung 20 der Zündspule 21 fließen kann. Im Zündzeitpunkt tritt an der Steuerausgangsklemme 29 des Steuerspannungserzeugers 30 die positive Halbwelle 34 auf, die als Auslöseimpuls über die Leitung 28 an den Steuereingang 25 der Zündeinrichtung Z gelangt und über die in der Leitung 26 liegende monostabile Kippstufe 24 die Basis 27 des Schalttransistors 19 so weit positiv vorspannt, daß dessen Emitter-Kollektor-Strecke 17 -18 gesperrt wird. Dabei wird der Stromfluß in der Primärwicklung 20 der Zündspule 21 unterbrochen und als Folge davon in der Sekundärwicklung 22 ein Hochspannungsstoß erzeugt Infolge des Hochspannungsstoßes tritt an der Zündkerze 23 ein Zündfunke auf, der das im Zylinder komprimierte Kraftstoff-Luft-Gemisch zur Entflammung bringt. Mit Hilfe der monostabilen Kippstufe 24 wird die Emitter-Kollektor-Strecke 17-18 des Schalttransistors 19 so lange im gesperrten Zustand gehalten, bis der Hochspannungsstoß wieder abgeklungen ist Die an der Steuerausgangsklemme 29 des Steuerspannungserzeugers 30 auftretende, der vorerwähnten positiven Halbwelle 34 vorausgehende negative Halbwelle 33 gelangt als Überwachungsimpuls an die Anschlußklemme 46 des Steuereingangszweiges E der Überwachungseinrichtung VV, wobei nun des leichten Verständnisses wegen im folgenden unterstellt wird, daß als Schaltglied mit bestimmten Schwellwert lediglich die Zenerdiode 47 Verwendung findet. Wird nun von der Brennkraftmaschine B die maximal zulässige Drehzahl überschritten und demzufolge von dem Steuerspannungserzeuger 30 ein Überwachungsimpuls erzeugt, der eine den Schwellwert übersteigende Spannung an der Zenerdiode 47 hervorruft so gelangt diese Zenerdiode 47 vorübergehend in den leitenden Zustand, wodurch der Potentialpunkt P und damit auch die Basis 60 des ersten npn-Triggertransistors 57 negativ wird. Daraufhin wird über die Dauer des leitenden Zustandes der Zenerdiode 47 die Emitter-Kollektor-Strecke 61—62 dieses Transistors 57 gesperrt und die Basis 63 des zweiten npn-Triggertransistors 58 über den Widerstand 64 soweit positiv vorgespannt daß die Emitter-Kollektor- Strecke 65 -66 des letztgenannten Transistors 58 in den leitenden Zustand gelangt Oa die Umsteuerung sehr rasch erfolgt wird an dem Widerstand 68 ein wenigstens annähernd rechteckförmiger Impuls erzeugt Dieser Impuls tritt infolge der Anwendung des npn-Steuer transistors,59 gegenphasig an dem Widerstand 71 als Triggerimpuls auf, weil, wlhrend die Emitter-Kollektor-Strecke €5—66 des zweiten Triggertransistors 58 leitend ist die Basis 67 des Steuertransistors 59 soweit

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negativ vorgespannt wird, daß dessen Emitter-Kollektor-Strecke 70-69 in den stromsperrenden Zustand gelangt. Die Differenzierung dieses Triggerimpulses durch den Differenzierkondensator 72 ergibt an dem Verbindungspunkt F zunächst eine negative und danach eine positive Spannungsspitze. Befindet sich der monostabile Multivibrator M in seinem stabilen Zustand, in dem die Emitter-Kollektor-Strecke 79-82 des ersten npn-Kipptransistors 73 gesperrt und die Emitter-Kollektor-Strecke 87-78 des zweiten npn-Kipptransistors 74 stromdurchlassend ist, so übt die negative Spannungsspitze keine Wirkung auf den Multivibrator M aus. Tritt dann aber die positive Spannungsspitze auf, so steigt das Potential an der Basis 75 des ersten Kipptransistors 73 kurzzeitig soweit in positiver Richtung an, daß dessen Emitter-Kollektor-Strecke 79—82 leitend wird. Infolge der Umladung des Kopplungskondensators 84 erhält die Basis 85 des zweiten Kipptransistors 74 negatives Potential, so daß dessen Emitter-Kollektor-Strecke 87 - 78 gesperrt wird. Dabei tritt über den Widerstand 77 eine Rückwirkung auf die Basis 75 des ersten Kipptransistors 73 auf, wodurch ein rasches Kippen des Multivibrators M sowohl in den labilen Zustand als auch zurück in den stabilen Zustand gewährleistet ist.

Die Dauer des Kippvorganges, d. h. die Dauer, während der die Emitter-Kollektor-Strecke 79-82 des ersten Kipptransistors 73 leitend und die Emitter-Kollektor-Strecke 87-78 des zweiten Kipptransistors 74

stabilen Zustand zurückkippt. Diese negative Spannungsspitze macht die Basis 75 des ersten Kipptransistors 73 in so hohem Maße negativ, daß dessen Emitter-Kollektor-Strecke 79-82 wieder in den sper-5 rentlen Zustand und folglich die Emitter-Kollektor-Strecke 87-78 des zweiten Kipptransistors 74 wieder in den leitenden Zustand gesteuert wird. Es kann daher jeder der rasch aufeinanderfolgenden Überwachungsimpulse durch die Überwachungseinrichtung ausgewerlo tet werden.

V/ill man eine weiche Drehzahlbegrenzung erreichen, so muß man dafür sorgen, daß nach Überschreiten des der maximal zulässigen Drehzahl entsprechenden Pegels nicht sofort sämtliche der danach folgenden 15 Zündvorgänge unwirksam gemacht werden. Dies gelingt in einfacher Weise dadurch, daß von dem als Steuerspannungserzeuger 30 verwendeten Wechsel stromgenerator bei einer Umdrehung mehrere Überwachungsimpulse entnommen werden, die in bezug auf 20 eine bestimmte Drehzahl verschieden hohe Scheitelwerte haben.

In F i g. 2 ist ein solcher als Wechselstromgenerator ausgebildeter Steuerspannungserzeuger gezeigt. Er weist einen Stator 94 auf, der mit zwei Polen 95, 96 25 versehen ist. Zwischen den Polen 95,96 ist ein Rotor 97 drehbar angeordnet. Der Rotor 97 ist mittels einer aus magnetisch nichtleitendem Material bestehenden Welle 98 in bezug auf die Statorpole 95, 96 unsymmetrisch in

,^_. ., dem Stator 94 gelagert, d.h., daß die gedachte

gesperrt ist, wird durch die Umladung des Kopplungs- 3° Mittelachse 99 der Rotorwelle 98 gegenüber der auf die kondensator 84 bestimmt, die im wesentlichen von dem Stirnseiten der Statorpole 95, % bezogenen Symmetrie-Kapazitätswert dieses Kondensators 84 und dem Wert linie 100 parallel verschoben ist. Außerdem sind die Pole des Zeitwiderstandes 86 abhängig ist. Ist nämlich die 101,102 des Rotors 97 hinsichtlich ihrer radialen Länge Umladung des Kopplungskondensators 84 beendet, so 11 bzw. 12 verschieden lang gewählt. Die Rotorwelle 98 wird die Emitter-Kollektor-Strecke 87-78 des zweiten 35 wird von einem Permanentmagnet 103 umgeben, der Kipptransistors 74 wieder in den leitenden und die vorzugsweise ein an sich bekannter Oxydmagnet ist und Emitter-Kollektor-Sirecke 79-82 des ersten Kipptran- an seiner dem Rotor 97 zugekehrten Stirnseite den sistors 73 wieder in den nichtleitenden Zustand Nordpol N, dagegen an seiner dem Stator 94 gesteuert. zugekehrten Stirnseite den Südpol S aufweist. Eine den

Da nun während des Kippvorganges der erste 40 Magnet 103 wiederum umgebende Spule 104 stellt in Kipptransistor 73 an seiner Emitter-Kollektor-Strecke Übereinstimmung mit F i g. 1 an den Anschlußklemmen 79-82 leitend ist, erhält der npn-Schutztransistor 91 an 29, 31 die Steuerspannung zur Verfügung. Gemäß seiner Basis 92 positives Potential, so daß sich auch die vorliegender Ausführung des Steuerspannungserzeudurch dessen Emitter-Kollektor-Strecke 89-90 gebil- gers werden bei einer Umdrehung des Rotors 97 zwei dete Schutzschaltstrecke H während des Kippvorgan- 45 Steuerspannungsperioden mit je einer negativen HaIbges in dem stromdurchlassenden Zustand befindet. Die welle 33 und einer positiven Halbwelle 34 erzeugt positive Spannungshalbwelle 34 kann demzufolge Kommt dieser Steuerspannungserzeuger im Ausfühwährend des Kippvorganges des Multivibrators M nicht rungsbeispiel nach Fig. 1 zur Anwendung, so ist die als Auslöseimpuls für die Einleitung des Zündvorganges Rotorwelle 98 gegenüber der Kurbelwelle /C nur mitder wirksam werden, weil sie über die Diode 93 und die als S«¹ halben Drehzahl anzutreiben, weil es sich dort umei^|| Schutzschaltstrecke H wirkende Emitter-Kollektor- Einzylinder-Brennkraftmaschine handelt ^nd demzufol- Strecke89-90 direkt nach Masse abgeleitet wird;Da ge bei einer Umdrehung der Kurbelwelle\'-K#?'''^k das Kraftstoff-Luft-Gemisch in der Brennkraftmaschine Auslöseimpuls zur Einleitung der Zündung yund emg B dann nicht mehr entflammt wird, kann auch die Überwachungsimpuls benötigt werden. Es ist daher ehf| Drehzahl nicht mehr höher getrieben werden. Erzeugt SS schematisch angedeutetes UntersetzungsgetriebeslO5| nun eine Weitere negative Spannungshalbwelle des vorgesehen, das sich in der zwischen der^rbelwtflejfiig Steuerspannungserzeugers30 einen Überwachungsim- und der Rotorwelle 98 angeordneten Kupplungsyerblnfl puls, dessen Scheitelwert ebenfalls wieder den Schwell- dung befindet und die entsprechende Drehzahlve^nfig wert der Zeherdiode 47 überschreitet, so entsteht in der derung vornimmt ΐ Ssgi

oben beschriebenen Weise erneut ein Triggerimpuls an 60 Wird nun der Rotorpol 101 an dem Statorpol 95 un£ dem Widerstand 71. Sollte nun der Kippvorgang des der Rotorpol 102andemStatorpot%vörb>ibewegti1spi Multivibrators M noch nicht abgeschlossen, dererste tritt die erste Steuerspannungsperiode auf. Die *Weite| Kipptransistör 73 mit seiner Emitter-Kollektor-Strecke Steuerspähnungsperiode wird erzeugt, wenn sich deifl 79-82 also noch im leitenden Zustand sein, so sorgt die Rotorpol 101 an dem Statorpol 96 und der Rotorpol bei der pifferenzierüng des Triggerimpulses an seiner 6s an dem Statorpol 95 vorbeibewegt; Nun ist?«us d|r_;; Vorderflänke auftretende negative Spannungsspitze Zeichnung leicht zu erkennen, daß bei der Einfügung.; dafür, daß der Multivibrator M noch vor Auftreten der der ersten Steuerspannungsperiode der zwischen dem darauf folgenden positiven Spannungsspitze in den Statorpol 95 und dem Rotorpol 101 vorhandene

Luftspalt klein, dagegen der zwischen dem Statorpol % und dem Rotorpol 102 vorhandene Luftspalt groß ist. Bei. der Erzeugung der zweiten Steuerspannungsperiode ist sowohl zwischen Statorpol 95 und Rotorpol 102 als auch zwischen Statorpol 96 und Rotorpol 101 ein mittelgroßer Luftspalt vorhanden. Auf diese Weise kann man erreichen, daß der auftretende magnetische Streufluß und somit die Änderung des magnetischen Flusses bei der Erzeugung der ersten Steuerspannungsperiode verschieden von derjenigen ist, die bei der Erzeugung der zweiten Steuerspannungsperiode auftritt. Es ergibt sich daher in bezug auf eine bestimmte Drehzahl eine erste Steuerspannungsperiode, bei welcher der Scheitelwert der Halbwellen beispielsweise größer als derjenige der Halbwellen der zweiten Steuerspannungsperiode ist. In diesem Fall wird beim allmählichen Überschreiten des der maximal zulässigen Drehzahl entsprechenden Pegels zunächst der aus der negativen Halbwelle der ersten Steuerspannungsperiode hervorgehende Überwachungsimpuls die Auslösung des folgenden Zündvorganges unterbinden. Der aus der negativen Halbwelle der zweiten Steuerspannungsperiode hervorgehende Überwachungsimpuls wird dann jedoch nicht ausreichen, um den Schweliwert der 2'enerdiode 47 zu überschreiten und somit den jetzt folgenden Zündvorgang zu unterbinden. Infolgedessen läßt es sich durch die vorerwähnte Maßnahme erreichen, daß beim allmählichen Überschreiten des der maximal zulässigen Drehzahl entsprechenden Pegels nur ein Teil der danach folgenden Zündvorgänge unterdrückt wird.

Wenn jedoch der der maximal zulässigen Drehzahl entsprechende Pegel plötzlich sehr stark überschritten wird, wie das beispielsweise bei einer in einem Kraftfahrzeug verwendeten Brennkraftmaschine der Fall sein kann, wenn sie im Schiebebetrieb arbeitet, wenn die angetriebenen Räder vom Boden abheben oder wenn der Ganghebel aus seiner gewählten Stellung schnappt, so ergibt sich eine starke Brennkraftmaschine, weil dann zunächst einmal sämtliche Überwachungsimpulse mit ihrem Scheitelwert den Schweliwert der Zenerdiode 47 übersteigen und dadurch zunächst einmal sämtliche der danach auftretenden Auslöseimpulse für die Zündung wirkungslos gemacht werden.

Die Überwachungseinrichtung IV kann anstatt mit der Zündeinrichtung Z auch mit einer zur Kraftstoffeinspritzung dienenden Einrichtung Fu in Wirkungsverbindung gebracht werden. Eine solche Einspritzeinrichtung ist in Fig.3 gezeigt. Sie enthält ein elektromagnetisch betätigbares Einspritzventil 106, das mit einer Steuervncklung 107 versehen ist Die Steuerwicklung 107 ist mit der Emitter-KoHektor-Strecke 108-109 eines npn-Schalttransistors UO in Reihe geschaltet Die Reihenschaltung hat am transistorseitigen Ende eine Anschlußklemme 111 und am ventilseitigen Ende eine Anschlußklemme 112. Die Basis 113 des Schalttransistors UO steht über eine monostabile Kippstufe 112 mit einer Steuereingangsklemme 115 in Verbindung. Außerdem steht die Kippstufe 114 zwecks ihrer Spannungsversorgung mit den Anschlußklemmen Ul und 112 in Verbindung. Denkt man sich nun diese Einspritzeinrichtung Fu anstelle der Zündeinrichtung Z in Fig. 1 eingefügt, so ist die Plusleitung 12 an die Anschlußklemme IH, die Minusleitung 15 an die Anschlußklemme 112 und die Steuerleitung 28 an den Steuereingang 115 angeschlossen.
Demzufolge ist die Emitter-Kollekior-Strecke 108-109 des Schalttransistors 110 normalerweise nichtleitend und das Einspritzventil 106 geschlossen. Sobald die am Steuerspannungserzeuger 30 auftretende positive Halbwelle 34 als Auslöseimpuls an den Steuereingang 115 gelangt, wird die Basis 113 des Schalttransistors 110 so weit positiv vorgespannt, daß die Emitter-KoHektor-Strecke 108-109 stromleitend und somit das Einspritzventil 106 geöffnet wird. Dabei ist die Öffnungszeit des Einspritzventiles 106 und die eingespritzte Kraftstoffmenge von der Kippdauer der monostabilen Kippstufe 114 abhängig. Im Zusammenwirken mit der Überwachungseinrichtung W unterscheidet sich die Einspritzeinrichtung Fu von der Zündeinrichtung Z lediglich dadurch, daß beim Überschreiten des der zulässigen Drehzahl entsprechenden Pegels kein Einspritzvorgang auslösbar ist und somit dann kein Kraftstoff-Luft-Gemisch im Zylinder der Brennkraftmaschine für eine Entflammung zur Verfügung steht.

Es wird selbstverständlich als im Rahmen der Erfindung liegend angesehen, wenn die vorbeschriebenen Maßnahmen bei einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine Anwendung finden, bei der also beispielsweise die den einzelnen Zylindern zugeordneten Zündkerzen durch einen mit der Brennkraftmaschine rotierenden Verteilerschalter jeweils im entsprechenden Zeitpunkt an die Sekundärwicklung 22 der Zündspule 21 gelegt werden. Als Steuerspannungserzeuger kann dann ebenfalls eine solche Ausführung Verwendung finden, wie sie aus F i g. 2 hervorgeht. Es muß lediglich dafür gesorgt werden, daß die Drehzahl der Kurbelwelle K bei der Kupplung mit der Rotorwelle 98 entsprechend übersetzt wird. Der als Wechselstromgenerator ausgebildete Steuerspannungserzeuger kann aber auch eine den vorhandenen Zylindern entsprechende Anzahl an Stator- und Rotorpolen aufweisen, so daß eine direkte Kupplung zwischen der Kurbelwelle K und der Rotorwelle 98 anwendbar ist. Zwecks weicher Drehzahlbegrenzung können dabei auch die Statorpole beispielsweise eine Ellipsenfläche einschließen und die Rotorpole eine gemeinsame Umgrenzungslinie haben, die ebenfalls einer Ellipse entspricht.

Des weiteren kann die in der Ausführung nach F i g. 1 zur Anwendung kommende Zündeinrichtung auch eine bekannte Hochspannungskondensatorzündeinrichtung sein, wobei dann der Steuereingang 25 beispielsweise zu der Steuerelektrode eines Thyristors führt, der im Normalfall, d. h. bei unwirksamen Überwachungsimpulsen, durch die positive Halbwelle 34 des Steuerspannungserzeugers 30 in den leitenden Zustand gesteuert wird und dabei einen zuvor aufgeladenen Zündkondensator über die Primärwicklung 20 der Zündspule 21 entlädt

Besteht die Zündeinrichtung beispielsweise aus zwei zur sogenannten Doppelzündung bestimmten Anlagen, die je einen mit seiner Steuerausgangsklemme 29 an einem Steuereingang 25 angeschlossenen Steuerspannungserzeuger 30 haben, so kann die Steuerausgangsklemme des einen Steuerspannungserzeugers — wie in Fig. 1 —sowohl an die Anschlußklemme 46 des Eingangszweiges E als auch über die Diode 23 an die Schutzschältstrecke H und die Steuerausgangsklemme des anderen Steuerspannungserzeugers nur an die Schutzschaltstrecke H (und zwar in derselben Weise über eine Diode) einer einzigen Überwachungseinrichtung ^angeschlossen sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1. Brennkraftmaschine mit einer zur Drehzahlbegrenzung dienenden Überwachungseinrichtung, mit einer zur Zündung bzw. Kraftstoffeinspritzung dienenden Betriebseinrichtung, mit einem Steuerspannungserzeuger, dessen zur Verfügung gestellte Steuerspannung drehzahlabhängig ist, mit einer in der Überwachungseinrichtung vorgesehenen elektronischen Schutzschaltstrecke, mit deren Hilfe die Betriebseinrichtung wirkungslos gemacht wird, und zwar dann, wenn die Steuerspannung einen der maximal zulässigen Drehzahl entsprechenden Pegel überschreitet, und mit einem Schaltglied, das einen bestimmten, diesem Pegel entsprechenden Schwellwert hat und in einem mit dem Steuerspannungserzeuger verbundenen Steuereingangszweig der Überwachungseinrichtung liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Steuerspannungserzeuger (30) zur Verfugung gestellte Steuer- spannung sowohl ein Auslöseimpuls zur Steuerung der die Zündung bzw. Kraftstoffeinspritzung bewirkenden Betriebseinrichtung als auch ein dem Auslöseimpuls zeitlich vorangehender, der Überwachungseinrichtung (W) über den Steuereingangs- zweig (E) zugeführter Überwachungsimpuls ist und daß, nachdem der Überwachungsimpuls den der maximal zulässigen Drehzahl entsprechenden, durch das Schaltglied mit bestimmten Schwellwert festgelegten Pegel überschritten hat, der davon abhängige Schaltzustand der Schutzschaltstrecke (H) den Einfluß des Auslöseimpulses auf die Betriebseinrichtung (Z bzw. Fu) unterbindet ,und durch den Kippvorgang eines monostabilen Multivibrators (M) über eine Zeitspanne aufrechterhalten bleibt, innerhalb derer wenigstens der folgende Auslöseimpuls liegt.

   2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerspannungserzeuger (30) ein Wechselstromgenerator ist, bei dem von zwei aufeinanderfolgenden Halbwellen (33, 34) die vorausgehende Halbwelle (33) als Überwachungsimpuls und die darauffolgende Halbwelle (34) als Auslöseimpuls Verwendung findet.

   3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kippvorgang des monostabilen Multivibrators (M) eingeleitet wird, sobald der Überwachungsimpuls den der maximal zulässigen Drehzahl entsprechenden, durch das Schaltglied mit bestimmtem Schwellwert festgelegten Pegel überschreitet

   4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung (W) eine Triggerstufe (T) enthält, die, wenn der Überwachungsimpuls den der maximal zulässigen Drehzahl entsprechenden, durch das Schaltglied mit bestimmtem Schwellwert festgelegten Pegel überschreitet, einen rechteckförmigen Triggerimpuls zur Verfügung stellt und an ihrem Eingang mit dem Steuereingangszweig (EX dagegen an ihrem Ausgang über ein Differenzierglied (D) mit dem monostabilen Multivibrator (M) derart in Verbindung steht, daß die bei der Differenzierung des Triggerimpulses an seiner Vorderflanke entstehende Spannungsspitze einer, bei ihrem Auftreten noch nicht abgeschlossenen Kippvorgang zwangsläufig beendet.

   5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 und 2,

   dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Schutzschaltstrecke (H) der Überwachungseinrichtung (W) im Nebenschluß zu dem den Steuercpannungsc!rzeuger(30) bildenden Wechselstromgenerator liegi und durch die Emitter-Kollektor-Strecke (89—99) eines Schutztransistors (91) gebildet wird, der an seiner Basis (92) so mit dem monostabilen Multivibrator (M) in Verbindung steht, daß diese Emitter-Kollektor-Strecke (89-90) während des Kippvorgangs leitend ist

   6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet daß die elektronische Schutzschaltstrecke (H) mit einer die Überwachungsimpulse sperrenden Diode (93) in Serie geschaltet ist und diese Serienschaltung im Nebenschluß zu dem den Steuerspannungserzeuger (30) bildenden Wechselstromgenerator liegt

   7. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Überwachungseinrichtung (W) einen Spannungsstabilisator (G) aufweist, der an einer Gleichstromquelle (14) liegt und eine konstante Versiorgung-sspannung zur Verfügung stellt

   8. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der monostabile Multivibrator (M) in seinem die Dauer des Kippvorganges bestimmenden Zeitkreis einen einstellbaren Zeitwiderstand (86) enthält.

   9. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß das im Steuereingangszweig (E) liegende, einen bestimmten Schwellwert aufweisende Schaltglied wenigstens eine übliche Diode (48) ist

   10. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das im Steuereingangszweig (E) liegende, einen bestimmten Schwellwert aufweisende Schaltglied wenigstens eine Zenerdiode (47) ist

   11. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß das im Steuereingangszweig (E) liegende, einen bestimmten Schwellwert aufweisende Schaltglied eine aus wenigstens einer üblichen Diode (48) und wenigstens einer Zenerdiode (47) bestehende Reihenschaltung ist.

   12. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuereingangszweig (E)m\\ wenigstens einem einstellbaren Übsrwachungswiderstand (53) Verbindung hat.

   13. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuereingangszweig (E) mit wenigstens einem temperaturabhängigen Widerstand (55) Verbindung hat.

   14. Brennkraftmaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet daß der temperaturabhängige Widerstand (55) zur Kontrolle der Zylindertemperatui Verwendung findet.

   15. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet dsiß wahlweise jeweils eines von mehreren Schaltgliedern (47, 47a, 47b) mit untereinander verschiedenen Schwellwerten in den Steuereingangszweig ^ legbar ist.

   16. Elrennkraftmaschine nach Anspruch 1 und 2,

   A r\ »4* iaanlh «waIt annTAi/^kna* s4n Ω tmn rlom ο lc ^tPI If* Γ-UQUUl Viii gVIVVIIIICVIWIIIIVii Vt«*W * v*i Ubiii uld vJlbUVI

   Spannungserzeuger (30) verwendeten Wechselstromgenerator bei einer Umdrehung seines Rotors (97) mehrere Überwachungsimpulse entnehmbar

   sind, die in bezug auf eine bestimmte Drehzahl verschieden hohe Scheitelwerte haben.

   Λ7. Brennkraftmaschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem als Steuerspannungserzeuger (30) verwendeten Wechselstromgenerator der Rotor (97) in bezug auf die Statorpole (95, 96) unsymmetrisch gelagert ist und Pole (101, ιό?) besitzt deren radiale Länge (11,12) untereinander verschieden ist

   18. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem als Steuerspannungserzeuger (30) verwendeten Wechselstromgenerator das Magnetfeld durch wenigstens einen Oxydmagnet (103) erzeugt wird.