DE2055874A1 - Drehzahlregeleinrichtung für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Drehzahlregeleinrichtung für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number
DE2055874A1
DE2055874A1 DE19702055874 DE2055874A DE2055874A1 DE 2055874 A1 DE2055874 A1 DE 2055874A1 DE 19702055874 DE19702055874 DE 19702055874 DE 2055874 A DE2055874 A DE 2055874A DE 2055874 A1 DE2055874 A1 DE 2055874A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
control device
speed control
internal combustion
speed
combustion engine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19702055874
Other languages
English (en)
Inventor
Erich 7000 Stuttgart; Stöckle Hans 7141 Neckarweihingen; Domann Helmut 7250 Leonberg Klaiber
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE19702055874 priority Critical patent/DE2055874A1/de
Priority to FR7136825A priority patent/FR2114367A5/fr
Priority to US00197814A priority patent/US3800755A/en
Priority to AT974771A priority patent/AT313641B/de
Priority to IT31016/71A priority patent/IT940563B/it
Priority to GB5255871A priority patent/GB1363767A/en
Publication of DE2055874A1 publication Critical patent/DE2055874A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/0205—Circuit arrangements for generating control signals using an auxiliary engine speed control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D31/00—Use of speed-sensing governors to control combustion engines, not otherwise provided for
    • F02D31/001—Electric control of rotation speed
    • F02D31/002—Electric control of rotation speed controlling air supply
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D9/00—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2700/00—Mechanical control of speed or power of a single cylinder piston engine
    • F02D2700/02—Controlling by changing the air or fuel supply
    • F02D2700/0217—Controlling by changing the air or fuel supply for mixture compressing engines using liquid fuel
    • F02D2700/0225—Control of air or mixture supply
    • F02D2700/0228—Engines without compressor
    • F02D2700/023—Engines without compressor by means of one throttle device
    • F02D2700/0238—Engines without compressor by means of one throttle device depending on the number of revolutions of a centrifugal governor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Description

R. 102
10.11.1970 Sk/Sz
Anlage zur
Patentanmeldung
HOBERI BOSCH GMBH, Stuttgart
Drehzahlreprel einrichtung für eine Brennkraftmaschine
Die Erfindung "bezieht sich auf eine Drehzahlregeleinrichtung für eine Brennkraftmaschine, die zum Antrieb eines Arbeitsgeräts dient. Beispiele für solche Arbeitsgeräte sind Wasserpumpen, elektrische Generatoren, Motorsägen, Bodenfräsen usw. Bei diesen Arbeitsgeräten ist es erforderlich, die Drehzahl der Brennkraftmaschine bei schwankender Belastung konstant zu halten: Der Wasserdruck soll unabhängig von der Fördermenge der Pumpe konstant bleiben, die Ausgangsspannung des Generators soll unabhängig von der Stromstärke sein, die Schnittgeschwindigkeit der Motorsäge soll unabhängig von der Schnittlänge und vom Schnittdruck sein und die Bodenfräse soll eine gleichmäßige Korngröße unabhängig von der Arbeitstiefe erzeugen. Weitere Beispiele ließen sich in großer Zahl anführen. ■
- 2 209821/0362
Robert Bosch GmbH R. 102 Sk/Sz
Stuttgart
Zur Drehzahlregelung sind mechanische Fliehkraftregler bekannt, die auf'die Drosselklappe der Brennkraftmaschine einwirken. Diese mechanischen Fliehkraftregler weisen drei entscheidende Nachteile auf: erstens sind sie relativ schwer und deshalb z. B. für tragbare Motorsägen ungeeignet, zweitens weisen sie eine zu große Regelzeitkonstante auf, so daß vor allem beim Einsatz in Verbindung mit elektrischen Generatoren oder Wasserpumpen die elektrische Spannung oder der Wasserdruck sich bei schnellen Belastungsänderungen zu stark ändern, und drittens ergibt sich bei Belastungsänderungen eine proportionale, bleibende Drehzahlabweichung.
Diese Nachteile lassen sich gemäß der Erfindung in besonders einfacher Weise dadurch beseitigen, daß ein synchron zur Kurbelwellendrehzahl der Brennkraftmaschine auslösbarer elektrischer Impulsgeber an einen Eingang eines elektronischen Drehzahlreglers angeschlossen ist und daß die Drosselklappe der Brennkraftmaschine von einem Drehankermagneten betätigbar ist, welcher von dem Drehzahlregler angesteuert wird. Eine besonders gute Wirkung wird erzielt, wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung der elektronische Drehzahlregler aus einer Serienschaltung besteht, die in dieser Reihenfolge eine monostabile Kippstufe, ein Tiefpaßfilter, eine Regelstufe und einen Leistungsverstärker enthält.
Mechanische Fliehkraftregler haben die Charakteristik eines Proportionalreglers. Daraus ergibt sich, daß die Drehzahl zwar bei konstanter Last auf einen eiisbellbaren Wert geregelt werden kann, daß sie aber mit zunehmender Last absinkt. Diesen Mangel kann man in weiterer Ausgestaltung der Erfindung dadurch beseitigen, daß die Regelstufe als PI-Regler ausgebildet ist. Bleibende Drehzahlabweichungen sind unmöglich, wenn die Regelcharakteristik einen Integralanteil aufweist.
— 3 — 209821/036?
Robert Bosch GmbH R. 102 Sk/Sz
Stuttgart
Venn man die Drosselklappe elektromechanisch, betätigen will, braucht man einen Drehankermagneten, der über einen relativ großen Drehwinkel von etwa 90° ein nahezu konstantes Drehmoment abgibt. Dies erreicht man in weiterer Ausgestaltung der Erfindung dadurch, daß als Drehanker ein Segmentanker vorgesehen ist, der vorzugsweise abgerundete Aussparungen zur Erhöhung des Drehmoments in der Anfangs- bzw. Endstellung trägt.
Weitere Einzelheiten und zweckmäßige Weiterbildungen sind | nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben und erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 in einer Skizze eine Brennkraftmaschine mit einer Drehzahlregeleinrichtung,
Fig. 2 einen Drehankermagneten in der Ansicht,
Fig. 3 in einer Skizze die Anordnung der Jochbleche, des Drehankermagneten beim Stanzen,
Fig. 4- in einem vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 2 einen
Rundanker für einen Drehankermagneten, _
Fig. 5 int einem vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 2 einen Segmentanker für einen Drehankermagneten,
Fig. 6 den Schaltplan der Drehzahlregeleinrichtung und Fig. 7 den Schaltplan einer Störgrößen-Korrekturstufe.
In Fig. 1 ist eine Brennkraftmaschine mit einem Zylinder 12 und einem Kurbelgehäuse 13 dargestellt. Die Brennkraftmaschine treibt mit einer Verlängerung ihrer Kurbelwelle 14 eine Kreiselpumpe 23 an, die ebenso wie die Brennkraftmaschine auf einem Chassis 11 befestigt ist. An seiner von der Kreiselpumpe 23 abgewandten Seite trägt das Kurbelgehäuse 13 einen Zündgene-
9 871/036?
Robert Bosch GmbH R. 102 Sk/Sz
Stuttgart
rator 15· Der Ziindgenerator 15 versorgt über ein Zündkabel 18 eine Zündkerze 17 und über ein Verbindungskabel 25 einen elektronischen Regler 24- mit Spannung. Der Zündgenerator 15 wird von einer zweiten Verlängerung der Kurbelwelle 14 durchdrungen. Diese Verlängerung trägt an ihrem Ende eine Riemenscheibe 16, i-"° zum Anwerfen der Brennkraftmaschine dient. Am Zylinder 12 ist ein Ansaugrohr 21 mit einem Vergaser 19» einer Drosselklappe und einem Luftfilter 22 befestigt. Die Drosselklappe ist nicht dargestellt. Sie wird von einem Drehankermagneten 20 betätigt, der seine Versorgungsspannung vom elektronischen Regler 24 über ein Verbindungskabel 26 erhält.
In Fig. 2 ist der Drehankermagnet 20 ohne Gehäuse dargestellt. Er besteht im wesentlichen aus einem U-fönnigen Joch Jl, aus zwei Spulen 34, die auf den Schenkeln des Jochs angeordnet sind, und aus einem Drehanker 36. Das Joch 31 besteht aus einzelnen, aufeinander geschichteten Blechen, die durch Schweißnähte 32 miteinander verbunden sind. Zur Befestigung am Vergasergehäuse dienen zwei Befestigungslöcher 33· Die Schenkel des Jochs 31 tragen an ihrer Innenseite große kreisförmige Aussparungen zur Aufnahme des Drehankers 36. Unmittelbar oberhalb dieser kreisrunden Aussparungen tragen sie kleinere, ebenfalls runde Aussparungen 35 und unmittelbar unterhalb Abschrägungen 42. Die Aussparungen 35 uncl die Abschrägungen 42 dienen zur Verminderung des Streuflusses. Aus Pig. 3 sieht man, daß die Form des Jochs 31 sehr gut für eine Serienfertigung geeignet ist. Die Jochbleche 31 liegen beim Stanzen unmittelbar aneinander und es ergeben sich nur sehr kleine Abfallstücke 39·
Fig. 4 zeigt einen Rundanker 36a, der auf einer Achse 37 befestigt ist, und zwar in einer Stellung, die seinem maximalen Drehwinkel entspricht. Er weist zwei keilförmige Aussparun-
209821/036?
Robert Bosch GmbH R. 102 Sk/Sz
Stuttgart
gen 58a auf. Seine dem Joch zugewandten Außenflächen haben in der Ansicht die Form von Spiralen mit linear zunehmendem Radius.
Fig. 5 zeigt einen Segmentanker 36b, ebenfalls bei seinem maximal möglichen Drehwinkel. Der Segmentanker 36b weist geradlinig begrenzte Seitenflächen 41 und kreisförmig begrenzte Aussparungen 38b auf. Seine dem Joch 31 zugewandten Außenflächen v/eisen in der Ansicht die Form von Spiralen mit linear zunehmendem Radius auf.
Fig. 6 zeigt den Schaltplan des elektronischen Drehzahlreglers 24. Dieser besteht aus einer Strpmversorgungsstufe 50, einer Impulsformerstufe 60, einer monostabilen Kippstufe 70, einem Tießpaßfilter 80, einer Regelstufe 90 und einem leistungsverstärker 100. Eine Generatorwicklung 49 ist mit ihrer Mittelanzapfung an eine Minusleitung 56 und mit ihren beiden Endanschlüssen über je eine Diode 51 bzw. 52 an eine Plusleitung 55 angeschlossen. Zur Glättung und Siebung der Gleichspannung liegen zwischen der Plusleitung 55 "und der Minusleitung 56 eine Zenerdiode 53 und parallel dazu ein Elektrolytkondensator 54··
Die Impulsformerstufe 60 ist über zwei Dioden 61 und 62 an die beiden Endanschlüsse der Generatorwicklung 49 angeschlossen. Sie besteht aus der Serienschaltung eines Widerstandes 63, eines Differenzierkondensators 65 und einer Diode 67. Vom Verbindungspunkt; zwischen dem Widerstand 63 und dem Kondensator 65 führt ein Widerstand 64 und vom Verbindungspunkt zwischen dem Kondensator 65 und der Diode 67 eine Diode 66 zur Minusleitung 56.
209821/Π362
Robert Bosch GmbH R. 102 Sk/Sz
Stuttgart
Die monostabile Kippstufe 70 enthält zwei Transistoren 71 und 72, deren Emitter direkt mit der Minusleitung 56 und deren Kollektoren über je einen Widerstand 73 bzw. 74- mit der Plusleitung 55 verbunden sind. Der Kollektor des ersten Transistors 71 ist kapazitiv über einen Kondensator 75 an die Basis des zweiten Transistors 72 angekoppelt. Der Kollektor des zweiten Transistors 72 ist galvanisch über einen Widerstand 76 mit der Basis des ersten Transistors 71 verbunden. Außerdem führt von der Basis des ersten Transistors 71 ein Widerstand 77 zur Minusleitung 56 und von der Basis des zweiten Transistors 72 ein Widerstand 78 zur Plusleitung 55·
Das Tiefpaßfilter 80 besteht aus einer Serienschaltung zweier Widerstände 81 und 82, deren Verbindungspunkt über einen Elektrolytkondensator 83 an die Minusleitung 56 angeschlossen ist.
Die Regelstufe 90 enthält als aktives Bauelement einen Operationsverstärker 91· Der invertierende Eingang des Operationsverstärkers 91 ist erstens mit dem Ausgang des Tiefpaßfilters 80, zweitens mit einer Anschlußklemme 98 und drittens über einen einstellbaren Widerstand 97 mit der Minusleitung 56 verbunden. Der nicht invertierende Eingang des Operationsverstärkers 91 liegt am Mittelabgriff eines Spannungsteilers, der aus zwei Widerständen 94- und 95 besteht. Der Ausgang des Operationsverstärkers 91 ist über einen Widerstand 96 mit der Plusleitung 95 verbunden und außerdem über die Serienschaltung eines Kondensators 93 und eines einstellbaren Widerstandes 92 auf den invertierenden Eingang gegengekoppelt.
Der Leistungsverstärker 100 enthält eine modifizierte Darlington-Schaltung mit einem Vortransistor 101 und einem Leistungstransistor 102. Die Emitter der beiden Transistoren sind durch einen Widerstand 104 verbunden. Zwischen dem Emitter des Lei-
- 7 -2Q9821/0362
Robert Bosch GmbH R. 102 Sk/Sz
Stuttgart
stungstransistors 102 und der Minusleitung 56 liegt die Spule 34 des Drehankermagneten 20. Die Basis des Vortransistors ist über einen Widerstand 103 an den Ausgang der Regelstufe angeschlossen.
In Pig. 7 ist der Schaltplan einer Störgrößen-Korrekturstufe dargestellt, die mit ihrem Ausgang an die Anschlußklemme 98 der Regelstufe 90 angeschlossen werden kann. Eingangsseitig enthält die Störgrößen-Korrekturstufe 110 einen Stromwandler 112, der mit den Anschlußklemmen 111 seiner Primärwicklung in eine Ausgangsleitung eines elektrischen Generators eingeschaltet werden kann, welcher von der Brennkraftmaschine angetrieben wird. Die Sekundärwicklung des Stromwandlers 112 ist mit einem Trimmpotentiometer 113 abgeschlossen. Ein Endabgriff und der Mittelabgriff des Triminpotentiometers 113 sind an die beiden Eingänge einer Graetz-Gleichrichterbrücke angeschlossen. Der positive Ausgang der Gleichrichterbrücke 114 ist mit der Minusleitung 56 verbunden. Der negative Ausgang der Gleichrichterbrücke 114 ist an einen Elektrolytkondensator und einen Widerstand 116 angeschlossen, die beide mit der Minusleitung 56 verbunden sind. Vom negativen Ausgang der Gleichrichterbrücke 114 führt außerdem eine Serienschaltung aus einem Differenzierkondensator 117 und einem Widerstand zur Anschlußklemme 98.
Die Funktionsweise der beschriebenen Schaltung sowie des Drehankermagneten wird in den folgenden Absätzen näher erläutert. Da die Drehzahlregeleinrichtung auch bei kleineren Brennkraftmaschinen, die keine Lichtmaschine besitzen, funktionieren soll, ist eine besondere Generatorwicklung 49 erforderlich, die im Zündgenerator 15 untergebracht wird. Der im Zündgenerator 15 eingebaute Magnetring induziert bei seiner Drehung dann sowohl in der Zündwicklung als auch in der zusätzlichen
- 8 209821/036?
Robert Bosch GmbH R. 102 Sk/Sz
Stuttgart
Generatorwicklung 49 eine elektrische Spannung. Die Zündwicklung selbst läßt sich nicht zur Stromversorgung der Drehzahlregeleinrichtung heranziehen, weil dadurch sowohl die Form der Zündimpulse als auch der Zündzeitpunkt nachteilig beeinflußt wurden.
Die Generatorwicklung 49 liefert die Versorgungsspannung für die Drehzahlregeleinrichtung und gleichzeitig die Steuerimpulse für die monostabile Kippstufe 70· Dabei wird die Generatorwicklung 49 zweckmäßig so ausgebildet, daß sie einen relativ hohen Innenwiderstand besitzt und eine Leerlaufwechselspannung von mehr als 100 Volt abgibt. Die Spannung steigt dann nach dem Nulldurchgang innerhalb weniger Millisekunden auf den durch die Zenerdiode 53 bestimmten Wert von etwa 15 Volt an. Wegen des hohen Innenwiderstandes der Generatorwicklung 49 braucht man für die Zenerdiode 55 keinen Vorwiderstand vorzusehen. Infolge des steilen Spannungsanstiegs nach dem Nulldurchgang sinkt die Spannung der Plusleitung 55 bei fehlendem Kondensator 54- nur für einen kleinen Teil der Periodendauer auf Null ab. Daher kann man für den Kondensator 54- einen kleineren Kapazitätswert vorsehen als bei den üblichen Glättungsschaltungen. Es hat sich als günstig erwiesen, die Mittelanzapfung der Generatorwicklung mit der Minusleitung 56 zu verbinden und von beiden Endanschlüssen jeweils über eine Diode 61 bzw. 62 die monostabile Kippstufe 70 anzusteuern. Man erreicht damit nämlich eine Verdoppelung der Frequenz der Eingangsimpulse und kann damit das Tiefpaßfilter 80 für eine höhere Grenzfrequenz dimensionieren und somit auch die Regelzeitkonstante der Drehzahlregeleinrichtung herabsetzen.
Die Impulsformerstufe 60 hat die Aufgabe, die Ausgangsimpulse der Generatorwicklung 49 zu differenzieren und damit steilere Ansteuerimpulse für die monostabile Kippstufe 70 zu schaffen.
- 9 — 209821/0362
Robert Bosch GmbH R. 102 Sk/Sz
Stuttgart
Die Aus gangs impulse der Generatorwicklung 49 sind an sich schon nicht sinusförmig, weil der Magnet des Zündgenerators so ausgebildet ist, daß sich in der Zündwicklung möglichst steile Impulse ergeben. Die beiden Dioden 66 und 67 sorgen dafür, daß nur positive Steuerimpulse der monostabilen Kippstufe 70 zugeführt werden, während die negativen Impulse zur Minusleitung 56 hin kurzgeschlossen werden. Die Widerstände 63 und bilden einen Spannungsteiler für die Ausgangsimpulse der Generatorwicklung 49·
Die monostabile Kippstufe 70 erzeugt in bekannter Weise aus den Ausgangsimpulsen der Generatorwicklung 49 Rechteckimpulse definierter Länge, deren Folgefrequenz gleich der Frequenz der Eingangsimpulse ist. Das Tiefpaßfilter 80 bildet den zeitlichen Mittelwert der Ausgangsspannung der monostabilen Kippstufe 70 uncl gibt daher an seinem Ausgang eine Gleichspannung ab, deren Höhe proportional zur Impulsfolgefrequenz der monostabilen Kippstufe 70 ist.
Am Ausgang des !Tiefpaßfilters 80 liegt damit eine Gleichspannung, die proportional zur Drehzahl der Brennkraftmaschine ist. Die Regelstufe 90 hat die Aufgabe, diesen Spannungswert mit einem einstellbaren Sollwert zu vergleichen und die Drosselklappe mit Hilfe des Drehankermagneten 20 weiter zu öffnen, wenn die Solldrehzahl unterschritten wird und umgekehrt die Drosselklappe weiter zu schließen, wenn die Solldrehzahl überschritten wird. Zur Sollwerteinstellung dient im beschriebenen Ausführungsbeispiel ein einstellbarer Widerstand 97j <ler den Ausgang des Tiefpaßfilters 80 belastet. Die Drosselklappe wird um so weiter geöffnet, je positiver die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers 91 ist. Die Eingangsspannung des invertierenden Eingangs muß also unter der Eingangsüpannung des nicht invertierenden Eingangs liegen. Diese Einganges panriuni1; den Ln-
η ? 1 / η ι η
- LO -BAD ORIGINAL
- ίο -
Robert Bosch GmbH R. 102 Sk/Sz
Stuttgart
vertierenden Eingangs ist bei gegebener Ist-Drehzahl um so niedriger, je kleiner der am Widerstand 97 eingestellte Widerstandswert ist. Man erreicht also eine hohe Soll-Drehzahl, wenn man am Widerstand 97 einen kleinen Widerstandswert einstellt. Ein anderes Verfahren zur Sollwerteinstellung besteht darin, den Widerstand 97 wegzulassen, und an Stelle der Widerstände 94- und 95 ein. Potentiometer vorzusehen. Dann kann man mit der Vorspannung des nicht invertierenden Eingangs den Sollwert festlegen.
Mit dem Widerstand 92 und dem Kondensator 93 ist der Operationsverstärker 91 als PI-Regler beschaltet. Das bedeutet, daß die Regelcharakteristik einen durch den Widerstand 92 bestimmten, unverzögert einsetzenden Proportionalanteil aufweist. Je höher die Drehzahl der Brennkraftmaschine und damit die Ausgangsspannung des Tiefpaßtfliters 80 ist, um so weiter wird die Drosselklappe geschlossen, so lange der Sollwert nicht verstellt wird. Der Kondensator 93 bringt aber auch einen Integralanteil der Regelcharakteristik mit sich, d. h. die Änderungen der Drehzahl werden aufintegriert und verzögert dem Leistungsverstärker 100 zugeführt. Damit wird ein Überschwingen der Drehzahl weitgehend vermieden. Außerdem erreicht man im Gegensatz zum Fliehkraftregler, daß Drehzahländerungen bei Lastwechsel vollkommen ausgeregelt werden.
Die beschriebene Regelung beruht also darauf, daß eine der Motordrehzahl proportionale Gleichspannung dem invertierenden Eingang eines Regelverstärkers zugeführt wird und daß die Ausgangs .spannung des Regelverstärkers ohne eine weitere Umkehrstufe direkt die Spule 31^ des Drehankonnagneten ansteuert. Diei;o Regelschalfcung arbeitet infolge ihres ProportionalanfceLLij wesentlich schneller1 aLs die bekannten mechanischen Fl i tihkrui" triglot·. V/enn du: Drounlcraf tmunchlne zum Antrieb
- 11 BAD ORIGINAL
f) if: ·>
- li -
Robert Bosch GmbH R. 102 Sk/Sz
Stuttgart
eines elektrischen Generators dient, wie ζ. Β. in Notstromaggregaten, wünscht man u. U. ein noch rascheres Ansprechen der'Regelschaltung auf -Änderungen der Belastung. Das läßt sich mit Hilfe der in Fig. 7 dargestellten, für einen Wechselstromgenerator geeigneten Störgrößen-Korrekturstufe erreichen. Der Stromwandler 112 liefert über die Gleichrichterbrücke 114 und das Siebglied 11^1 116 an den Kondensator eine Gleichspannung, deren Größe proportional zur Stärke des Stroms ist, der in der Primärwicklung fließt. Ändert sich die Stromstärke rasch in positiver Richtung, dann überträgt dei* Differenzierkondensa- ™ tor 117 einen negativen Spannungsimpuls an die Anschlußklemme 98 und damit an den invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 91· Das hat zur Folge, daß die Drosselklappe über die Spule 34- rasch weiter geöffnet wird. Bei 5-phasigen Generatoren ist es möglich, in jede der abgehenden Phasen je eine getrennte Strögrößen-Korrektur einzufügen und die Spannungsimpulse an Klemme 98 aufzusummieren.
Wenn die Brennkraftmaschine zum Antrieb eines Gleichstromgenerators dient, kann man die Gleichrichterbrücke 114 und das Siebglied 115> 116 einsparen, weil dann der Stromwandler 112 selbst differenziert wirkt und nur bei Änderung des Stroms λ ein Ausgangssignal abgibt.
Die Punktion der in den Fig. 2 bis 5 dargestellten Drehankermagnete beruht darauf, daß die Breite des Luftspalts zwischen Drehanker und Joch vom Drehwinkel abhängt, weil die äußere Begrenzung des Drehankers nicht Kreisform, sondern Spiralform besitzt. Für die Betätigung einer Drosselklappe ist es wesentlich, daß der Drehanker über einen relativ großen Drehwinkel von etwa 90° bei konstanter Durchflutung ein konstantes Drehmoment abgibt. Da zum Rückstellen des Drehankers eine Feder
- 12 -
209821/036?
Robert Bosch GmbH R. 102 Sk/Sz
Stuttgart
mit linearer Federcharakteristik verwendet wird, erreicht man auf diese Weise eine lineare Zunahme des Drehwinkels mit dem Steuerstrom. Das Drehmoment soll über dem ganzen Stellbereich des Ankers seinen Höchstwert beibehalten. Um einen steilen Anstieg der Drehmomentkennlinien bei ein- bzw. ausgedrehtem Anker zu erreichen, muß der Streufluß möglichst klein gehalten werden. Diesem Zweck dienen die Aussparungen 38a beim .Rundanker, 38b beim Segmentanker sowie die Aussparungen 35 und 42 am Joch, die mit den betreffenden Ankeraussparungen zusammenwirken, wie man es am besten aus Fig. 2 sieht. Der Rundanker nach Fig. 4 weist z. B. bei einer Jochbreite von 60° einen maximalen Drehwinkel von 120° auf. Bei weiterer Verkleinerung der Jochbreite sind noch größere Drehwinkel möglich. Dagegen ermöglicht der Segmentanker nach Fig. 5 bei einer Jochbreite von 90 nur einen Drehv/inkel von ebenfalls 90 . Der Vorteil des Segmentankers besteht darin, daß erstens das Drehmoment bei gleicher Durchflutung größer ist als beim Rundanker und daß zweitens infolge der geraden Stirnfläche das Anfangsdrehmoment bei kleinem Drehwinkel rascher zunimmt als beim Rundanker. Im allgemeinen wird daher der Segmentanker bei Drehwinkeln bis 90° besser geeignet sein.
Wie aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, sind durch die Schaltung nach Fig. 6 im Zusammenwirken mit den Drehankermagneten nach Fig. 2 bis 5 alle eingangs genannten Forderungen erfüllt. Es ist eine Regelung der Drehzahl der Brennkraftmaschine möglich, die wesentlich rascher anspricht als bei den bekannten mechanischen Fliehkraftreglern und aus den dargelegten Gründen auch eine höhere Regelgenauigkeit aufweist. Außerdem ist die Störanfälligkeit wesentlich kleiner, da die mechanischen Fliehkraftregler einem wesentlich höheren Verschleiß unterliegen als die entsprechende elektronische Schaltung.
- 13 -
.9821/036?
Robert Bosch GmbH R. 102 Sk/Sz
Stuttgart
Venn die Brennkraftmaschine eine Lichtmaschine und eine Einrichtung zur Batteriezündung besitzt oder wenn die Brennkraftmaschine zum Antrieb eines Wechselstromgenerators dient, wird die Eingangsschaltung des elektronischen Drehzahlreglers 24 in zweckmäßiger Weise abgeändert: es ist dann keine Generatorwicklung 49 zum Erzeugen der Versorgungsspannung erforderlich. Die Versorgungsspannung kann vielmehr direkt von der Lichtmaschine oder vom Ausgang des Wechselstromgenerators abgenommen werden. Man benötigt dann die Generatorwicklung 41 auch nicht mehr als Impulsgeber. Die Eingangsimpulse für die ™ monostabile Kippstufe 70 kann man in diesem Fall vom Unterbrecherkontakt in der Zündanlage der Brennkraftmaschine abnehmen. Genauso gut läßt sich die Ausgangsspannung des von der Brennkraftmaschine angetriebenen Wechselstromgenerators über Dioden 61 und 62 an die Impulsformerstufe 60 ankoppeln.
/09871 /036?

Claims (1)

  1. Robert Bosch GmbH R. 102 Sk/Sz
    Stuttgart
    Ansprüche
    ( 1J Drehzahlregeleinrichtung für eine Brennkraftmaschine, die zum Antrieb eines Arbeitsgerätes dient, dadurch gekennzeichnet, daß ein synchron zur Kurbelwellendrehzahl der Brennkraftmaschine auslösbarer elektrischer Impulsgeber (15, 49) an einen Eingang eines elektronischen Drehzahlreglers (24) angeschlossen ist und daß die Drosselklappe der Brennkraftmaschine von einem Drehankermagneten (20) betätigbar ist, welcher von dem Drehzahlregler (24) angesteuert wird.
    2. Drehzahlregeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Impulsgeber eine zusätzliche Generatorwicklung (49) vorgesehen ist, die in einem Zündgenerator (15) angebracht ist.
    3. Drehzahlregeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Impulsgeber der Zündunterbrecher der Brennkraftmaschine vorgesehen ist.
    4. Drehzahlregeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Impulsgeber ein Wechselstromgenerator
    vorgesehen ist, der von der Kurbelwelle (14) der Brennkraftmaschine angetrieben wird.
    - 15 2ü9 871/036?
    Robert Bosch GmbH E. 102 Sk/Sz
    Stuttgart
    5. Drehzahlregeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Drehzahlregler (24) aus einer Serienschaltung besteht, die in dieser Reihenfolge eine monostabile Kippstufe (70), ein Tiefpaßfilter (80), eine Regelstufe (90) und einen Leistungsverstärker (100) enthält.
    6. Drehzahlregeleinrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Regelstufe (90) als PI-Regler ausgebildet ist.
    7. Drehzahlregeleinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der monostabilen Kippstufe (70) eine Impulsformerstufe (60) vorgeschaltet ist.
    8. Drehzahlregeleinrichtung nach Anspruch 7? dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsformerstufe (60) einen Differen- M zierkondensator (65) enthält.
    9· Drehzahlregeleinrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß an den Eingang der Regelstufe (90) eine Störgrößen-Korrekturstufe (110) anschließbar ist.
    10. Drehzahlregeleinrichtung nach Anspruch 9S dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung der Brennkraftmaschine zum Antrieb eines elektrischen Generators die Störgrößen-
    - 16 2 1J 9 S 7 1 / η 3 F ?
    Robert Bosch GmbH R. 102 Sk/Sz
    Stuttgart
    Korrekturstufe (110) eingangsseitig wenigstens einen Strom wandler (112) enthält, dessen Primärwicklung in eine Ausgangsleitung des elektrischen Generators eingeschaltet ist.
    11. Drehzahlregeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Joch (31) des Drehankermagneten (20) aus U-förmigen Blechen besteht und daß eine Achse (37) eines Drehankers (36) senkrecht zur Fläche der U-förmigen Bleche angeordnet ist.
    12. Drehzahlregeleinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen U-förmigen Bleche des Jochs ( durch Schweißnähte (32) miteinander verbunden sind*
    13- Drehzahlregeleinrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (37) gleichzeitig Drehachse der Drosselklappe ist.
    . DrehZahlregeleinrichtung nach einem der Ansprüche Il bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß als Drehanker (36) ein Rundanker (36a) vorgesehen ist, der vorzugsweise keilförmige Aussparungen (38a) zur Erhöhung des Drehmoments bei ein- bzw. ausgedrehtem Anker (36) trägt.
    — 17 —
    '<? 09821/036?
    Robert Bosch GmbH H. 102 Sk/Sz
    Stuttgart
    15· Drehzahlregeleinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der dem Anker (36) gegenüberliegenden Schenkel des Jochs (31) je nach erforderlichem Drehwinkel frei wählbar ist.
    16. Drehzahlregeleinrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß als Drehanker (36) ein ™ Segmentanker (36b) vorgesehen ist, der vorzugsweise abgerundete Aussparungen (38b) zur Erhöhung des Drehmoments bei ein- bzw. ausgedrehtem Anker trägt.
    17· Drehzahlregeleinrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Segmentanker (36b) gerade Stirnflächen (41) zur Erhöhung des Anfangsdrehmoments bei kleinen Drehwinkeln aufweist.
    18. Drehzahlregeleinrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der dem Segmentanker (36b) gegenüberliegenden Schenkel des Jochs (31) ungefähr 90° beträgt.
    19· Drehzahlregcleinrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Joch (31) zur Erhöhung des Anfangsdrehmoments bei kleinen Drehwinkeln kreisförmige Aussparungen (35) und Abschrägungen (42) trägt.
    Robert Bosch GmbH R. 102 Sk/Sz
    Stuttgart
    20. Drehzahlregeleinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Generatorwicklung (4-9) einen hohen Innenwiderstand aufweist und zur Stromversorgung des elektronischen Drehzahlreglers (24·) dient.
    21. Drehzahlregeleinrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß zur Glättung der Versorgungsspannung für den elektronischen Drehzahlregler (24) eine Leistungszenerdiode (53) ohne Vorwiderstand und ein Kondensator (54) vorgesehen sind.
    209821 /036?
DE19702055874 1970-11-13 1970-11-13 Drehzahlregeleinrichtung für eine Brennkraftmaschine Pending DE2055874A1 (de)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19702055874 DE2055874A1 (de) 1970-11-13 1970-11-13 Drehzahlregeleinrichtung für eine Brennkraftmaschine
FR7136825A FR2114367A5 (de) 1970-11-13 1971-10-13
US00197814A US3800755A (en) 1970-11-13 1971-11-11 Speed regulating arrangement for internal combustion engines
AT974771A AT313641B (de) 1970-11-13 1971-11-11 Drehzahlregeleinrichtung für eine Brennkraftmaschine
IT31016/71A IT940563B (it) 1970-11-13 1971-11-12 Dispositivo di regolazione del numero di giri per una macchina a combustione interna
GB5255871A GB1363767A (en) 1970-11-13 1971-11-12 Speed governors for internal combustion engines

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19702055874 DE2055874A1 (de) 1970-11-13 1970-11-13 Drehzahlregeleinrichtung für eine Brennkraftmaschine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2055874A1 true DE2055874A1 (de) 1972-05-18

Family

ID=5788006

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19702055874 Pending DE2055874A1 (de) 1970-11-13 1970-11-13 Drehzahlregeleinrichtung für eine Brennkraftmaschine

Country Status (6)

Country Link
US (1) US3800755A (de)
AT (1) AT313641B (de)
DE (1) DE2055874A1 (de)
FR (1) FR2114367A5 (de)
GB (1) GB1363767A (de)
IT (1) IT940563B (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2952786A1 (de) * 1979-12-31 1981-09-24 Fritz Heinzmann GmbH & Co, 7321 Albershausen Drehzahlregler fuer verbrennungsmotoren
US4409940A (en) * 1979-12-31 1983-10-18 Fritz Heinzmann Gmbh & Co. Speed governor for internal combustion engines
US4724811A (en) * 1986-06-05 1988-02-16 Robert Bosch Gmbh Throttle valve adjuster
DE3937846A1 (de) * 1989-11-14 1991-05-16 Wolf Geraete Gmbh Vertrieb Drehzahlregelanordnung fuer brennkraftmaschinen

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2462562A1 (fr) * 1979-07-26 1981-02-13 Motobecane Ateliers Procede et dispositif pour la regulation automatique du regime d'un moteur a combustion interne
EP0223430B1 (de) * 1985-10-21 1991-02-27 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Methode zur Steuerung des Spulenstroms eines Magnetventils, das die Saufluftmenge eines Innenverbrennungsmotors steuert
US4884541A (en) * 1989-01-12 1989-12-05 Tecumseh Products Company Speed governor for small engines
GB8912537D0 (en) * 1989-06-01 1989-07-19 Lucas Ind Plc Throttle actuator and control system
US5459405A (en) * 1991-05-22 1995-10-17 Wolff Controls Corp. Method and apparatus for sensing proximity of an object using near-field effects
US5235943A (en) * 1992-06-12 1993-08-17 Briggs & Stratton Corporation Starting system for internal combustion engines
US5287835A (en) * 1992-07-10 1994-02-22 Briggs & Stratton Corporation Electronic governor with fast response time
US5984232A (en) * 1996-09-25 1999-11-16 Delorio, Jr.; Ralph Flexible shaft driven rotary control valve
DE10229238B4 (de) * 2002-06-28 2021-09-09 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Stellung eines Stellelementes
GB2473503B (en) 2009-09-15 2015-02-11 Metail Ltd System and method for image processing

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2364656A (en) * 1941-10-23 1944-12-12 Magnetic Device Inc Magnetic actuator
US3058039A (en) * 1957-06-24 1962-10-09 Gen Controls Co Laminated magnetic structure, and process for making same
US3157807A (en) * 1962-05-22 1964-11-17 Lockheed Aircraft Corp Speed control for magnetic clutch
US3221191A (en) * 1962-09-12 1965-11-30 Daco Instr Company Inc Angular displacement solenoid
US3207950A (en) * 1962-10-15 1965-09-21 Eaton Mfg Co Control for electrical coupling apparatus
DE1220179B (de) * 1963-10-17 1966-06-30 Bosch Gmbh Robert Anordnung zur Grenzdrehzahlmessung einer Welle
US3249098A (en) * 1963-12-02 1966-05-03 Bosch Arma Corp Electrical governor system
DE1210687B (de) * 1963-12-19 1966-02-10 Bosch Gmbh Robert Steuereinrichtung fuer eine selbsttaetig elektro-magnetisch ein- und ausrueckbare Anfahrkupplung, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge
US3252022A (en) * 1964-03-05 1966-05-17 Eaton Mfg Co Control for electrical coupling apparatus
US3346771A (en) * 1964-10-27 1967-10-10 Robert S Sutton Digital electronic speed control governor utilizing pulse width comparison
US3374374A (en) * 1967-04-26 1968-03-19 Eaton Yale & Towne Controlled-velocity drive
US3560854A (en) * 1967-10-16 1971-02-02 John I Moss Inc Pulse actuated speed responsive system
US3613820A (en) * 1969-08-28 1971-10-19 Ford Motor Co Electronic circuitry for vehicle speed responsive system

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2952786A1 (de) * 1979-12-31 1981-09-24 Fritz Heinzmann GmbH & Co, 7321 Albershausen Drehzahlregler fuer verbrennungsmotoren
US4409940A (en) * 1979-12-31 1983-10-18 Fritz Heinzmann Gmbh & Co. Speed governor for internal combustion engines
US4724811A (en) * 1986-06-05 1988-02-16 Robert Bosch Gmbh Throttle valve adjuster
DE3937846A1 (de) * 1989-11-14 1991-05-16 Wolf Geraete Gmbh Vertrieb Drehzahlregelanordnung fuer brennkraftmaschinen

Also Published As

Publication number Publication date
FR2114367A5 (de) 1972-06-30
AT313641B (de) 1974-02-25
IT940563B (it) 1973-02-20
GB1363767A (en) 1974-08-14
US3800755A (en) 1974-04-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2055874A1 (de) Drehzahlregeleinrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE1639118C3 (de) Zündsystem für Verbrennungsmotoren
DE69502338T2 (de) Durchflusssteuersystem zur Steuerung eines Strömungswegs in einer Brennkraftmaschine und Verfahren zur Herstellung eines Durchflussventils
DE1939781C3 (de) Verfahren und Einrichtung zur elektrochemischen Bearbeitung von Werkstücken mit Impulsen abwechselnder Polarität
DE1910112B2 (de) Regeleinrichtung für die Fordermenge einer Einspritzpumpe für Brennkraftma schinen
DE69021714T2 (de) Elektrische hupe mit festkörperanreger.
DE1576280C3 (de) Brennstoffeinspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen mit direkter oder indirekter Einspritzung
DE2746111C3 (de) Schaltungsanordnung zum Regeln der Drehzahl eines Elektromotors
DE1601359A1 (de) Brennstoffeinspritzsystem fuer Brennkraftmotoren
DE1938481C3 (de) Stromversorgungseinrichtung, insbesondere für ein Fahrzeug
DE2245521A1 (de) Verfahren bei einem elektrischen entladungssystem
DE1811930A1 (de) Vorrichtung zum Messen von Messgroessen
DE1750545A1 (de) Steuer- und Regeleinrichtung fuer ein hydrostatisches Getriebe
DE1805739A1 (de) Regelschaltung zur Drehzahlkonstanthaltung eines mit Buersten versehenen Elektromotors
DE2155555A1 (de) Brennstoffeinspritzsysteme
DE1588806C3 (de) Anordnung zur Regelung der Ge schwindigkeit eines Induktionsmotors
DE2114690A1 (de) Magnetischer Stellantrieb
DE2337622A1 (de) Steuersystem fuer die brennstoffeinspritzverstellung einer brennkraftmaschine
DE638023C (de) Unbewickelter, mit Streunasen versehener Anker fuer eine elektromotorische Antriebsvorrichtung
DE2400065A1 (de) Kraftstoff-einspritzvorrichtung
DE1601368C (de) Regler zum Konstanthalten der Dreh zahl einer Brennkraftmaschine
DE177811C (de)
DE2159494A1 (de) Elektrische Haarschneidemaschine
DE730140C (de) Anordnung zur Gegenkompoundierung eines Leonardgenerators
DE2410800A1 (de) Trockenrasierapparat