DE1911828C3

DE1911828C3 - Elektronischer Regler für die Drehzahl einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Dieselmotores

Info

Publication number: DE1911828C3
Application number: DE19691911828
Authority: DE
Inventors: Herbert 7120 Bissingen Lang
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1969-03-08
Filing date: 1969-03-08
Publication date: 1979-04-26
Also published as: GB1297257A; FR2030971A5; DE1911828A1; DE1911828B2

Description

Die Erfindung betrifft einen elektronischen Regler für die Drehzahl einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Dieselmotors, innerhalb eines dieser Brennkraftmaschine eigentümlichen Drehzahl-Last-Kennlinienfeldes, wobei die Brennkraftmaschine ein Stellglied zur Zumessung des einzuspritzenden Kraftstoffes aufweist das abhängig von der Stellung eines willkürlich betätigbaren Gebers, beispielsweise des Gaspedals, und abhängig von der Drehzahl der Brennkraftmaschine verstellbar ist wobei das Stellglied mit einem bistabilen

Multivibrator verbunden ist Bei bekannten Reglern dieser Art wird durch einen

Kontaktgeber der Einspritzvorgang ausgelöst und gleichzeitig eine VerzögerungsstUfe in Betrieb genommen, die abhängig von verschiedenen Betriebsparametern der Brennkraftmaschine nach Ablauf einer bestimmten Zeit den Einspritzvorgang beendet (FR-PS 14 85 621).

Derartige Regler, die häufig zur Regelung von Kraftfahrzeugdieselmotoren verwendet werden, sind im Kraftfahrzeug großen Temperaturschwankungen ausgesetzt und müssen innerhalb eines Temperaturbereiches von wenigstens 100⁰C. nämlich von —20°C bis + 80⁰C, genau und ohne nennenswerte Schwankungen arbeiten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Regler zu schaffen, der unabhängig von den genannten Temperaturschwankungen zuverlässig und genau arbeitet und bei dem auch alterungsbedingte Abweichungen von den Kennwerten der elektronischen Bauelemente die Genauigkeit der Regelung nicht beeinflussen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß eine Impulslängen vergleichende Schalteinrichtung zur Ansteuerung des bistabilen Multivibrators vorgesehen ist, deren zu vergleichende Impulse zum einen die die Stellung des Stellgliedes charakterisierenden von einem ersten monostabilen Multivibrator veränderbarer Impulsdauer erzeugten Isi-.Impulse und zum anderen die Stellung des Gebers, der Drehzahl der Brennkraftmaschine und gegebenenfalls weiteren Betriebsparametern entsprechenden von einem zweiten monostabilen Multivibrator veränderbarer Impulsdauer erzeugten Soll-Impulse sind, wobei die Länge der Soll-Impulse entsprechend des vorgegebenen Drehzahl-Last-Kennlinienfeldes von wenigstens einem weiteren monostabilen Multivibrator veränderbar ist

Weitere Vorteile der Erfindung und diese ausgestaltende Einzelheiten ergeben sich in Verbindung mit den Unteransprüchen aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und aus den Zeichnungen. Es zeigt

F i g. 1 ein Kennlinienfeld eines Dieselmotors, das die eingespritzte Kraftstoffmenge in Abhängigkeit von der Drehzahl darstellt,

F i g. 2 ein Blockschaltbild eines Dieselmotor-Reglers und

F i g. 3 einen Stromlaufplan dieses Dieselmotor-Reglers.

In F i g. 1 ist ein allgemein bekanntes Kennlinienfeld eines Dieselmotors dargestellt, in dem auf der Abszisse die Drehzahl η und auf der Ordinate die Kraftstoffeinspritzmenge aufgetragen ist Zwischen der geknickten Vollastbegrenzungslinie 10 und der Abszisse des Diagramms verlaufen die Abregellinien 11.

In diesem Kennlinienfeld arbeitet der in Fig.2 in Blockdarstellung gezeigte Regler, der ein als Magnetventil ausgebildetes Stellglied 12 betätigt, das inbesondere zur Verstellung einer nichtdargesteliten Regelstange einer der Brennkraftmaschine zugeordneten Einspritzpumpe dient Diesem ein Zweipunktverb^lten zeigenden Stellglied 12 ist ein bistabiler Multivibrator 13 vorgeschaltet, der in Abhängigkeit von Signalen einer Impulslängen vergleichenden Schalteinrichtung 14 in die eine oder andere Lage gekippt wird. In der Schalteinrichtung 14 wird die Länge der von einem monostabilen Multivibrator 15 erzeugten Soll-Impulse mit der Länge der von einem monostabilen Multivibrator 16 erzeugten Ist-Impulse verglichen. Die Länge der Ist-Impulse ist dabei abhängig von der Stellung der nicht dargestellten Regelsiange, wobei diese Stellung über eine Rückführeinrichtung 17 in den Regelkreis eingegeben wird. Die Länge der Soll-Impulse wird von einem Geberteil in Abhängigkeit von der Drehzahl der Brennkraftmaschine und der Stellung des Gaspedals über monostabile Multivibratoren 19 und 20 vei stellt Erforderlichenfalls können auch noch weitere Betriebsparameter der Brennkraftmaschine berücksichtigt werden. Eine gemeinsame Triggerung der monostabilen Multivibratoren 15, 16, 19 und 20 erfolgt durch einen astabilen Multivibrator 27.

In Fig.3 ist ein Stromlaufplan des Reglers dargestellt, an dem weitere Einzelheiten gezeigt werden und der zur Erläuterung der Arbeitsweise dienen soll. Dabei werden nur für das Verständnis der Schaltung wichtige Bauelemente erwähnt, während auf die Erläuterung des für den Fachmann geläufigen und selbstverständlichen Aufbaues der Multivibratoren verzichtet wird.

In dem Geberteil 18 wird die Differenz aus einer die Stellung des Gaspedals charakterisierenden Spannung, die an einem veränderbaren Widerstand 21 eines Spannungsteilers abfällt, und aus einer drehzahlabhängigen, von einem Gleichspannungsdrehzahlgeber 22 erzeugten Spannung gebildet und über einen Widerstand 23 zur Aufladung eines Zeitkreiskondensators 24 des monostabilen Multivibrators 19 verwendet Durch die verschieden große Aufladung des Zeitkreiskondensators ergibt sich eine verschieden lange Impulsdauer des monostabilen Multivibrators 19. Der snonostabile

ίο Multivibrator 15, der zunächst Sollimpulse konstanter Länge liefert, die der Vollaststellung der Regelstange entsprechen, ist mit einem Schalttransistor 27 versehen, dessen Kollektor mit dem Zeitkreiskondensator 25 dieses Multivibrators 15 verbunden ist, und dessen

is Emitter an die gemeinsame Plusleitung 26 des Reglers angeschlossen ist Ober die Kollektor-Emitter-Strecke dieses Transistors 27 kann der Zeitkreiskondensator 25 bei Anliegen einer negativen Spannung an der Basis des Transistors 27 schlagartig entladen werden. Diese negative Spannung wird dann über einen Koppelkondensator 28 an die Basis des Transistors 27 angelegt, wenn der monostabile Multivibrator 19 in seine stabile Lage zurückkippt ist nun die Impulsdauer der beiden monostabilen Multivibratoren 15 und 19 gleich, so wird — bei gemeinsamer Triggerung durch den astabilen Multivibrator 29 — der Schalttransistor 27 erst dann leitend, wenn der Zeitkreiskondensator 25 bereits entladen ist Arbeitet jedoch der Regler in einem Arbeitspunkt, der auf einer der Abregellinien 11 des Diagramms nach F i g. 1 liegt, so sind die Impulse des monostabilen Multivibrators 19 infolge der im Geberteil 18 erzeugten Spannungsdifferenz kürzer als die normalen Sollimpulse des monostabilen Multivibrators 15. Dadurch wird beim Zurückkippen des monostabilen Multivibrators 19 in seine stabile Lage der Schalttransistor 27 bereits dann geöffnet wenn der Zeitkreiskondensator 25 noch nicht vollständig entladen ist Durch dieses öffnen des Schalttransistors 27 wird nun der Zeitkreiskondensator 25 schlagartig entladen und die Sollimpulse entsprechend der Lage des Arbeitspunktes des Reglers im Kennlinienfeld verkürzt

Auf die gleiche Weise wie eben beschrieben, werden die Sollimpulse auch bei Lage des Arbeitspunktes auf dem abfallenden Teii der Vollastbegrenzungsglinie 10

(Vollastangleichung) verkürzt, wobei das öffnen des Schalttransistors 27 von dem monostabilen Multivibrator 20 bewirkt wird. Damit eine entsprechend kleinere Verkürzung erreicht wird als bei Lage des Arbeitspunktes auf einer der Abregellinien 11, ist die Differenzspannung des Geberteiles 18 über einen aus den Widerständen 30 und 31 bestehenden Spannungsteiler und einen Widerstand 32 an den Zeitkreiskondensator 32 des monostabilen Multivibrators 20 angelegt
Die Ist-Impulse, deren Länge der Stellung der Regelstange entspricht werden von dem monostabilen Multivibrator 16 erzeugt Ein veränderbarer Widerstand 34, dessen Abgriff 35 mit der Regelstange verbunden ist und von dieser verstellt wird, ist im Zeitkreis des monostabilen Multivibrators 16 so angeordnet daß der Entladestrom des Zeitkreiskondensators 36 über diesen Widerstand fließt, wodurch je nach dem Widerstandswert dieses veränderbaren Widerstandes 34 die Ist-Impulsdauer verändert wird

Die Impulslängen der Ist-Impulse und der Soll-Impul-

se werden nun in der die Impulslängen vergleichenden Schalteinrichtung 14 miteinander verglichen. Diese Impulslängenvergleichsstufe 14 weist zwei Diodenpaare 37,38 und 39, 40 auf. Die Kathoden der Dioden 37 und

38 sowie der Dioden 39 und 40 sind jeweils miteinander verbunden. An den Verbindungspunkt der Dioden 37 und 38 ist ein Differenzierglieu, bestehend aus einem Kondensator 41, einem Widerstand 42 und einer Diode 43 angeschlossen, das mit einem ersten Eingang 47 des bistabilen Multivibrators 13 verbunden ist. Der Verbindungspunki der Dioden 39 und 40 ist über ein gleich aufgebautes Differenzierglied, bestehend aus einem Kondensator 44, einem Widerstand 45 und einer Diode 46 mit einem zweiten Eingang 48 des bistabilen ίο Multivibrators 13 verbunden. Die Anode der Diode 37 ist an einen ersten Ausgang 49 des monostabilen Multivibrators 15 und die Anode der Diode 38 mit einem ersten Ausgang 51 des monostabilen Multivibrators 16 verbunden. Die Anode der Diode 39 ist an einen zweiten Ausgang 50 des monostabilen Multivibrators 15 und die Anode der Diode 40 an einen zweiten Ausgang 52 des monostabilen Multivibrators 16 angeschlossen.

An jedem ersten Ausgang der monostabilen Multivibratoren 15 und 16 liegt dabei jeweils das entgegengesetzte Binärzeichen des zweiten Ausgangs des betreffenden Multivibrators an. Ist beispielsweise der positive impuls des monostabilen Multivibrators 15 länger als der invertierte Impuls des monostabilen Multivibrators 16 (bei gleichzeitiger Triggerung durch den astabilen Multivibrator 29), dann erscheint während der Zeit, in die der Impuls des monostabilen Multivibrators 25 länger ist als der invertierte Impuls des monostabilen Multivibrators 16 am Verbindungspunkt der Dioden 37 und 38 ein positiver Impuls. Der durch Differenzieren entstehende Nadelimpuls gelangt an den zweiten Eingang 48 des bistabilen Multivibrators 13, der bistabile Multivibrator kippt in die entsprechende Lage, und über eine Verstärkerstufe 53 wird das Magnetventil betätigt, und zwar so, daß die Regelstange gegen die Stopstellung gezogen wird. Dadurch wird der Abgriff 35 des veränderlichen Widerstandes 34 verstellt, wodurch die Ist-Impulslänge des monostabilen Multivibrators 16 solange verändert wird, bis sie gleich der Soll-Impulslänge des monostabilen Multivibrators 15 ist. Jetzt gelangt über das Diodenpaar 39, 40 und das Differenzierglied 44, 45, 46 ein Impuls auf den ersten Eingang 47 des bistabilen Multivibrators 13, dieser kippt in seine andere Lage und schließt über die Verstärkerstufe 53 das Magnetventil 22.

Die Verwendung der beschriebenen Regeleinrichtung ist nicht auf die Betätigung eines die Regelstange verschiebenden Stellgliedes beschränkt. Sie kann beispielsweise auch zur Beeinflussung der Einspritzdauer der Einspritzventile der Brennkraftmaschine vorgesehen sein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektronischer Regler für die Drehzahl einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Dieselmotors, innerhalb eines dieser Brennkraftmaschine eigentümlichen Drehzahl-Last-Kennlinienfeldes, wobei die Brennkraftmaschine ein Stellglied! zur Zumessung des einzuspritzenden Kraftstoffes aufweist, das abhängig von der Stellung eines willkürlich betätigbaren Gebers, beispielsweise des Gaspedals, und abhängig von der Drehzahl der Brennkraftmaschine verstellbar ist, wobei das Stellglied mit einem bistabilen Multivibrator verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Impulslängen vergleichende Schalteinrichtung (14) zur Ansteuerung des bistabilen Multivibrators (13) vorgesehen ist, deren zu vergleichende Impulse zum einen die die Stellung des Stellgliedes (12) charakterisierenden von einem ersten monostabilen Multivibrator (16) veränderbarer Impulsdauer erzeugten Ist-Impulse und zum anderen die der Stellung des Gebers, der Drehzahl der Brennkraftmaschine und gegebenenfalls weiteren Betriebsparametern entsprechenden von einem zweiten monostabilen Multivibrator (15) veränderbarer Impulsdauer erzeugten Soll-Impulse sind, wobei die Länge der Soll-Impulse entsprechend des vorgegebenen Drehzahl-Last-Kennlinienfeldes von wenigstens einem monostabilen Multivibrator (18,20) veränderbar ist

2. Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsbreite der Soll-Impulse durch eine die Auf- bzw. Entladung des Zeitkreiskondensators (25) des zweiten monostabilen Multivibrators (15) beeinflussende Schalteinrichtung, insbesondere einen Schalttransistor (27) veränderbar ist.

3. Regler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung (27) in Abhängigkeit des Ausgangssignals wenigstens eines der weiteren monostabilen Multivibratoren (19. 20) veränderlicher Impulsdauer betätigbar ist.

4. Regler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung in Abhängigkeit des Ausgangssignals zweier weiterer monostabiler Multivibratoren (19,20) betätigbar ist, deren Impulsdauer von einer die Stellung des Gaspedals der Brennkraftmaschine charakterisierenden Spannung, einer drehzahlabhängigen Spannung auf ggf. weiteren zusätzliche Betriebsparameter der Brennkraftmaschine charakterisierenden Spannungen abhängigist.

5. Regler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Auf- bzw. Entladung der Zeitkreiskondensatoren (24,33) der zwei weiteren Multivibratoren (19, 20) von der die Stellung des Gaspedals der Brennkraftmaschine charakterisierende Spannung, einer der Drehzahl der Brennkraftmaschine entsprechenden Spannung und ggf. weiteren zusätzlichen Betriebsparameter der Brennkraftmaschine charakterisierenden Spannungen abhängig ist.

6. Regler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsbreite der Ist-Impulse mit Hilfe eines die Stellung der Regelstange charakterisierenden verstellbaren Widerstandes (34) im Zeitkreis des ersten monostabilen Multivibrators (16) veränderbar ist

7. Regler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die die Soll- und Ist-Impulslängen vergleichende Schalteinrichtung

(14) zwei Diodenpaare (37, 38 und 39, 40) aufweist, wobei die Kathoden des einen Diodenpaares (37,38) und die Kathoden des anderen Diodenpaares (39,40) zusammengeschaltet sind.

8. Regler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode der Diode (37) mit einem ersten Ausgang (49) des zweiten monostabilen Mulitvibrators (15) und die Anode der Diode (38) mit einem ersten Ausgang (51) des ersten monostabilen Multivibrators (16) verbunden ist

9. Regler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode der Diode (39) mit einem zweiten Ausgang (50) des zweiten monostabilen Multivibrators (15) und die Anode der Diode (40) mit einem zweiten Ausgang (50) des ersten monostabilen Multivibrators (16) verbunden ist

10. Regler nach den Ansprüchen 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß tier Verbindungspunkt der Dioden (37,38) vorzugsweise Ober ein Differenzierglied (41,42,43) mit einem zweiten Eingang (48) und der Verbindungspunkt der Dioden (39,40) vorzugsweise über ein Differenzierglied (44, 45, 46) mit einem ersten Eingang (47) des bistabilen Multivibrators (13) verbunden ist

11. Regler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die monostabilen Multivibratoren (15, 16, 19 und 20) von einem astabilen Multivibrator (29) gemeinsam getriggert werden.

12. Regler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß der bistabile Multivibrator (13), vorzugsweise über eine Verstärkerstufe (53) das Stellglied (12) betätigt.