DE2060005B2

DE2060005B2 - Einrichtung zum selbsttaetigen abstellen der brennstoffzufuhr bei dieselbrennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2060005B2
Application number: DE19702060005
Authority: DE
Inventors: Hans Konrad 3500 Kassel Ludewig Manfred 3502 Vellmar Romer
Original assignee: Rheinstahl AG
Current assignee: Rheinstahl AG
Priority date: 1970-12-05
Filing date: 1970-12-05
Publication date: 1973-06-20
Also published as: US3841291A; DE2060005A1; GB1352003A

Description

glied durch ein von einem Stromerzeuger geliefertes zur Motordrehzahl proportionales elektrisches Eingangssignal über einen Schwellwertschalter auslösbar ist.

In Erweiterung des Erfindungssedankens kann auch ein zweites Zeitglied im Wege der elektrischen Signale aus digitalen Halbleiterbausteinen aufgebaut werden, wobei zur Vermeidung des Aufsummierens von kurz aufeinanderfolgenden kurzzeitigen Gefahrensignalen auf einen digitalen Halbleiterbaustein mit niederohmigem Ausgang ein mit Kondensatoraufladung arbeitendes Zeitglied mit hochohmigem Eingang folgt.

Ferner ist vorgesehen, daß das Abstellsigna! für den Abstellmagneten zusätzlich auf den Eingang des zweiten Zeitgliedes so rückführbar ist. daß der^Aus-2.-ine des digitalen Halbleiterbausteins mit niederohmieem Ausgang für weitere Gefahrensignale gesperrt i-t und nach Beendigung des Gefahr\nsignals ein g'cVhuertiges Signal an dieser Stelle anlieft. Da-,!;■ , wird die folgende, sonst mögliche" unerwünschte Wirkung vermieden. Erhalt eine nicht mit ccT genannten Rückführung versehene Motor-Abstelleinrichtung ein kurzzeitiges Gefahrensignal. ö's in seiner zeitlichen Länge die Verzögerungszeit des Zeitgliedes im Gefahrensignalweg nur wenig i'vrschreitet. so wird die Abschaltung"nach Ablauf der Verzögerungszeit zwar eingeleitet."doch wird der Erregerstrom für den Abstellmagneten beim Aufhören I.1-..-S Gefahrensignals wieder abgeschaltet. Hat der ab :-:;:stellenc!e Motor bis zu diesem Zeitpunkt noch r,du hinreichend an Drehzahl verloren, so kann er <.!;i:in wieder hochlaufen. Die genannte Rückführung hingegen hält den Erregerstrom in diesem Falle avc'n r..ch Ende des kurzzeitigen GefahrensignaN aufrecht ΐίΓ, J sichert so die Abstellung des Motors.

/ur weiteren Erhöhung "der Sicherheit, daß der Motor während des Abstellvorganges durch Beendip:n_;j des Abstellsignals an den" Abstellmagneten picht wieder hochlaufcn kann, ist in Erweiterung des T'rfindungsgcdankens ein mit Kondensatorauf!a"dung ;irbeitendes drittes Zeitglied vorgesehen, das im Falle einer Auslösung eines Abstellvorganees durch die \1otor-Ab?te!leinrichtung den Abst"ellmagneten noch w.ihrend einer bestimmten Zeitspanne "nach jenem Zeitpunkt erregt hält, wo das der Motordrehzahl proportionale elektrische Eingangssigal über den eingangs erwähnten Schwellwertschaiter den durch diesen vorgegebenen Wert unterschreitet. Die Zeitspanne dieses dritten Zeitgliedes wird so bemessen. 5c daß nach deren Ablauf der abgestellte Motor mil Sicherheit zum Stillstand kommt und nicht von sich aus wieder hochlaufen kann.

Die eingangs beschriebenen Baugruppen Schwellwertschalter und nachgeschaltetes erstes Zeitglied gewährlcisten das durch die Motor-Ahstelleinrichtung nicht gestörte normale Anlassen des Motors durch seinen Anlaßmotor. Es muß aber auch der Fall des Motorstarts durch Anschleppen des Fahrzeugs beachtet werden. Um auch in diesem Fall das Ablaufen 6c der Verzögerungszeit des eben genannten ersten Zeitgliedes zu gewährleisten, ist diesem in Erweiterung des Erfindungsgedanküns ein halbleiterbestückter Logikbaustein so vorgeschaltet, daß der Beginn des Ablaufens der Verzögerungszeitspanne des ersten Zeitgliedes nur dann auslösbar ist, wenn am Eingang des Logikbausteins sowohl das der Motordrehzahl proportionale elektrische Eingangssignal über den Schwellwertschalter als auch das Sperrsignal zum Vermeiden einer Anlaßwiederholung bei laufendem Motor vom Anlaßsperrelais kommend vorhanden ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt.

Die Motor-Abstelleinrichtung besteht aus einem mit Digitalsignalen arbeitenden Logikteil und einem Leistungsverstärker. Der Leistungsverstärker dient dazu, eine Aussage des Logikteils im Falle eines Gefahrensignals leistungsmäßig zu verstärken, um den Motorabstellmagneten zu betätigen. Das der Motordrehzahl proportionale elektrische Signal wird vom Stromerzeuger einschließlich Gleichrichter und Regler über eine Signalleitung 2 an einen Schwellwertschalter 3 weitergegeben, der nach bekannter Schaltung aus jrei Halbleiterbausteinen ("NOR-Gliedern') 4. 5. 6. einer Zenerdiode 7 und ei' ;m Koppelwiderstand 8 aufgebaut ist. Das Ausgangssignal des Schwellwertschalters 3 wird über eine Signalleitung 9 an den Halbleiterbaustein (NOR-Glied) 10 geleitet, wobei eine zweite Eingangssignalleitung 11 des Halbleiterbau teins ein Signal von einem Glüh-Anlaß-Schalter 12 über einen Schaltkontakt 13 eines Anlaßsperrelais 14 erhält. Das Ausgangssignal des Halbleiterbausteins 10 wird über eine S'gnalleitung 15 einerseits an einen Eingang 16 eines Halbleiterbausteins (NOR-Glied) 17. andererseits an einen Eingang 18 eines in bekannter Schaltung mit Kondensatoraufladung arbeitenden dritten Zeitgliedes 19 weitergeschaltet. Das Ausgangssigna! des Halbleiterbausteins 17 gelangt über eine Signalleitung 20 an einen Eingang 21 eines mit Kondensatoraufladung arbeitenden ersten Zeitgliedes 22. dessen Ausgangssignal über eine Signalleitung 23 und ein in bekannter Schaltung aufgebautes Signalinvertierglied 24 an einen Eingang 25 eines Halbleiterbausteins (NOR-Glied) 26. dessen Ausgangssignalleitung 27 an einen Eingang 28 eines Leistungsverstärkers 29 führt, der über eine Ausgangsleitung 30 einen Motorabstellmagneten 31 in Verbindung mit dessen Massenanschluß 32 ansteuert. Ein Halbleiterbaustein (NOR-Glied) 33 erhält an seinem Eingang 34 normalerweise über eine Signalleitung 35 und einen Widerstand 36 ein Signal in einem Sinne der beim Schließen eines der beiden Gefahrenmeldeschalter 37. 38 für Kühlmi'.telstand bzw. Schmierstoffdruck über eine Signalleitung 50 umgekehrt wird. Über d_-n zweiten Eingang 39 bekommt der Halbleiterbaustein 33 das Ausgangssignal des Halbleiterbausteins 17. Ein Ausgang des Haibleilerbausteins (NOR-Glied) 33 ist mit einem Eingang 40 eines Halbleiterbausteins (NOR-Glied) 4i" verbunden, welcher an seinem zweiten Eingang 42 das Ausgangssignal des Haibleiterbausteins 26 erhält und dessen Ausgangssignal über eine Signalleitung 43 an ein mit Kondensatoraufladung arbeitendes zweites Zeitgl'ed 44 weitergegeben wird. Letzteres steht über seine Ausgangssignalleitung 45 über ein Signalinvertierglied 46 mit einem Eingang 47 des Halbleiterbausteins 26 in Verbindung. Der dritte Eingang 48 des Halbleiterbausteins 26 erhält das Ausgangssignal des dritten Zeitgliedes 19. Schließlich wird das Ausgangssignal des Halbleiterbausteins 26 auf einen Eingang 49 des Halbleiterbausteins 17 zurückgeführt.

Die Funktion der Motor-Abstelleinrichtung wird zunächst für den Anlaßvorgang des zu schützenden Motors erläutert:

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Nach Einschalten der Versorgungsspannung (Bord- 0-Signal umgeschaltet. Dadurch wird im Zusammennetz) für die Motor-Abstelleinrichtung stehen an al- hang mit dem am Eingang 39 anliegenden, vom Auslen ihren Eingängen 2, 11, 50 0-SignaIe an. Durch gang 20, des Halbleiterbausteins 17 kommenden Betätigen des Glüh-Anlaß-Schalters 12 gelangt über 0-Signal der Ausgang 40 des Halbleiterbausteins 33 den Schaltkontakt 13 des Anlaßsperrelais 14 an den 5 auf ein L-Signal geschaltet. Als Folge davon wird der Eingang 11 ein L-Signal, welches das Ausgangssi- Halbleiterbaustein 41 wegen des an seinen Eingang gnal 0 des Halbleiterbausteins 10 am Ausgang 15 40 gelangenden L-Signals in Verbindung mit dem an nicht verändert. Proportional zur Motordrehzahl seinem Eingang 42 anliegenden 0-Signal umgeschalsteigt die vom Stromerzeuger 1 in der Signalleitung 2 tet, am Ausgang 43 entsteht ein 0-Signal und steuert erzeugte Spannung, welche bis zum Erreichen des io das zweite Zeitglied 44 an. Wenn das Gefahrensignal durch den Schwellwertschalter 3 festgelegten Wertes am Eingang 34 des Halbleiterbausteins 33 langer als dem Eingang 9 des Halbleiterbausteins 10 ein L-Si- die durch das zweite Zeitglied 44 vorbestimmte Zeit gnal zuführt. Nach Überschreiten dieses Schwellwer- ansteht, wird der Ausgang 47 des hinter dem zweiten tes erhält der Halbleiterbaustein 10 an seinem Ein- Zeitglied 44 folgenden Signalinvertiergliedes 46 auf gang 9 ein 0-Signal. Nach Überschreiten der im An- 15 ein 0-Signal gesetzt. Nun sind alle drei Eingänge des laßsperrelais 14 festgelegten Motordrehzahl wird der Halbleiterbausteins 26 auf 0-Signal, der Ausgang 27 Anlaßvorgang elektrisch durch den Schaltkontakt 13 sagt ein L-Signal aus und hält über den Halbleiterdes Anlaßsperrelais 14 unterbrochen. Hierdurch ent- baustein 41 diesen Zustand aufrecht. Ferner gelangt steht ferner am Eingang 11 des Halbleiterbausteins das L-Signal auf den Eingang 28 des Leistungsver-10 ein 0-Signal. Durch das zeitlich zuletzt kommende ao stärkers 29, in der Leitung 30 zum Abstellmagneten 0-Signal an den Eingängen 9 bzw. 11 wird der Aus- 31 fließt ein Strom, der den Motor abstellt. Nachdem gang 15 des Halbleiterbausteins 10 und damit der der Motor eine bestimmte Drehzahl unterschritten Eingang 16 des Halbleiterbausteins 17 bzw. 18 des hat, wird von der Signalleitung 2 über den Schwell-Zeitglieds 19 auf ein L-Signal umgeschaltet. Der wertschalter 3 an den Eingang 9 des Halbleiterbau-Halbleiterbaustein 17 schaltet am Ausgang 20 auf as steins Ό ein L-Signal gegeben und das dritte Zeitein 0-Signal, und der Zeitablauf des ersten Zeitgliedes glied 19 mit einem 0-Signal am Eingang 18 in Funk-22 beginnt Gleichzeitig wird vom Ausgang 20 des tion gesetzt. Damit das eben genannte 0-Signal am Halbleiterbausteins 17 der Halbleiterbaustein 33 an- Ausgang 15 des Halbleiterbausteins 10 nicht über gesteuert und erhält an seinem Eingang 39 ein 0-Si- den Signalweg 16 bis 25 ein Abschalten des Abstellgnal, während an seinem Eingang 34 bei Vorhanden- 30 magneten 31 hervorruft, wird das von der Gefahrensein von Kühlflüssigkeit und Schmierstoffdruck ein meldung nach Ablauf der Zeitspanne des zweiten L-Signal anliegt Der Ausgang 40 vom Halbleiterbau- Zeitgliedes 44 ausgelöste L-Signal am Ausgang 27 stein 33 bleibt unbeeinflußt auf einem 0-Signal. des Halbleiterbausteins 26 bereits von Beginn des Durch die genannten Funktionen wird ein ungestör- Abschaltvorganges über die Signalleitung auf den tes Anlassen des Motors sichergestellt. 35 Eingang 49 des Halbleiterbausteins 17 zurückge-

Nach Ablauf der vorbestimmten Zeit ten führt. Das somit am Eingang 49 des Halbleiterbau-Zeitgliedes 22 entsteht am Ausgang des Sign. /er- steins 17 anliegende L-Signal ersetzt wirkungsgemäß tiergliedes 24 ein 0-Signal, und dadurch liegt am Ein- das bei den höheren Motordrehzahlen am Eingang gang 25 des Halbleiterbausteins 26 ein 0-Signal, am 16 anliegende, bei den niedrigeren Motordrehzahlen Eingang 47 ein L-Signal und am Eingang 48 ein 40 verschwindende L-Signal.

0-Signal an. Der Ausgang 27 des Halbleiterbausteins Während der durch das dritte Zeitglied 19 vorbe-26 hat damit ein 0-Signal, und in der Leitung 30 zum stimmten Zeit wird der Eingang 48 des Halbleiter-Abstellmagneten 31 fließt kein Strom, der Motorab- bausteins 26 auf einem 0-Signal gehalten. Der Abstellmagnet ist somit unwirksam, die Motor-Absteil- Stellmagnet bleibt während dieser festgelegten Zeiteinrichtung jedoch betriebsbereit 45 spanne erregt. Nach Ablauf deT durch das dritte:

Bei Eintreten eines Gefahrensignals, d. h. Schlie- Zeitglied 19 vorgegebenen Zeitspanne wird der Ein -

ßen eines oder beider Schalter 37 bzw. 38 wird das gang 40 des Halbleiterbausteins 26 auf ein L-Signal

vorher über den Widerstand 36 an den Eingang 34 umgeschaltet und der Abstellmagnet wieder abge ■

des Halbleiterbausteins 33 gelangte L-Signal auf ein schaltet

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrisch arbeitende Einrichtung 7»ra selbsttätigen Abstellen der Brennstoffzufuhr zu einer Dieselbrennkraftmaschine in Abhängigkeit vom Fehlen einer Betriebsgröße, wie Kühlmittelrr.angel, Schmiermitteldruckabfall, oq. dgl., wobei durch ein elektrisches Signal der Mangelzustand gemeldet und einim Abstellelement zu dessen Betätigung im Sinne einer verzögerten Verstellung der Regelstange der Einspritzpumpe auf Nullförderung mitgeteilt wird und die Funktionsoereitschaft der Einrichtung beim Anlassen der Brennkraftmaschine für eine vorgegebene Zeitspanne gesperrt wird, dadurch gekennze^:chnet. dp!* eine kontaktlose Arbeitsweise duicn Verwendung digitaler Halbleiterbausteine und Ausnutzung eines motordrehzahlabhäneigen elektrischen Eingangssignals vorgesehen ist, v.jbei die Funktionsbereitschaft beim Anlassen des Motors bis zum Erreichen eint bestimmten Mindestdrehzahl zuzüglich einer fest vorgegebenen Zeitspanne gesperrt wird, indem ein mit Kondensatoraufladung arbeitendes Zeitglied (22) durch ein von einem Stromerzeuger (I) geliefertes zur Motordrehzahl proportionales elektrisches Eingangssignal über einen Schwellwertschalter (3) auslösbar ist.

2. Einrichtung nach Ansoruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Weg für d^:; elektrischen Signale aus einem digitalen Halbleiterbaustein (41) mit niederohmigem Ausgang, gefolgt von einem zweiten mit Kondensatorentladung arbeitenden Zeitglicd (44) mit hochohmigem Eingang aufgebaut ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2. dadurch gekennzeichnet, daß das Signal zum Abstellen auf den Eingang des zweiten Zeitglied^c (44) über den digitalen Halbleitcrbaustein (41) so rückführbar ist. daß der Ausgang dieses digitalen Halbleiterbaustcins für weitere Gefahrensignal¹' sesperrt ist und nach Beendigung des Gefahiensignals ein gleichwertiges Signal an dieser Stelle anliegt.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß durch Unterschreiten eines bestimmten Wertes des der Motordrehzah! proportionalen elektrischeil Eingangssignals über den Schwellwertschalter (3) ein drittes mit Kondensatoraufladung arbeitendes Zeitglied (19) auslösbar ist. welches den Motor-Abstellmagneten (31) während einer vorgegebenen Zeitspanne erregt hält.

5. Einrichtung nach den Ansprüchen I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß durch einen halbleiterbestückten Logikbaustein (10) der Beginn des Ablaufcns der Verzögerungszeitspanne des ersten Zeitgliedcs (22) nur auslösbar ist, wenn am Eingang des Lugikbausteins sowohl das der Motordrehzahl proportionale elektrische Eingangssignal über den Schwellwertschalter (3) als auch das Sperrsigr.al zur Vermeidung einer Anlaßwiederhol un α bei laufendem Motor vom Schaltkontakt (13) des Anlaßsperrelais (14) kommend vorhanden ist.

Die Erfindung betrifft eine elektrisch arbeitende Einrichtung zum selbsttätigen Abstellen der Brennstoffzufuhr zu einer Dieselbrennkraftmaschine in Abhängigkeit vom Fehlen einer Betriebsgröße, wie Kühlmittelmangel, Schmiermitteldruckabfall od. dgl., wobei durch ein elektrisches Signal der Mangelzustand gemeldet und einem Abstellelement zu cessen Betätigung im Sinne einer verzögerten Verstellung der Regefstange der Einspritzpumpe auf Nullförde-

rung mitgeteilt wird und die Funktionsbereitschaft der Einrichtung beim Anlassen der Brennkraftmaschine für eine vorgegebene Zeitspanne gesperrt wird.

Es ist eine gattungsgemäße Abstelleinrichtung be-

kannt (USA.-Patentschrift 2 499 319), die in Relaisbauweise ausgeführt ist.

Diese bekannte Abstelleinrichtung weist aber den Nachteil der Stoßempfindlichkeit und des Verschleißes der Relais bzw. ihrer Kontakte auf. was bei Verwendung in Fahrzeugen, insbesondere Geländefahrzeuaen mit den einsatzbedingten starken Erschütterungen, zu Störanfälligkeit Anlaß gibt. Auch sind die durch die Bimeialischalter bestimmten Verzögerungszeiten abhängig von Spannung und Umge-

bungstemperatur und unterliegen daher unangenehmen Schwankungen. Ferner ist der Bimetallschalter zur Verzögerung des Gefahrensignals so träge, daß es zur Aufsummicrung von kurz aufeinanderfolgenden kurzzeitigen Gefahrensignalen. z. B. durch die Schwankungen der Kühlflüssigkeit an der Kühlflüssigkeitsstandsonde bei Geländefahrt und damit zur Motorabstellung kommt, obwohl diese nicht erforderlich ist.

Ferner ist eine Einrichtung mit einem Zeitgliec! bekannt (USA.-Patentschrift 3 048 158), welches die Einrichtung zum Abstellen der Bn.r.:istoffzufuhr zu einer Brennk aftmaschine in Abhängigkeit vom fallenden Schmieröldruck nach einer Verzögerung um eine bestimmte Zeitspanne betätigt. Nachteilig ist bei dieser Bauart, daß diese auch bewegliche Teile, wie z. B. Membrane bzw. Bimetallschalter, aufweist und darüber hinaus temperaturabhängig ist. Dirch diese Eigenschaften ist die vorbekannte Einrichtung ebenfalls nur begrenzt einⁱ°tzbar.

Außerdem ist eine elektronische Steuerung und ί berwachung von stationären Diesel- und Otto-Motoren bekannt (Zeitschrift »Automobil-Industrie«. Heft 2, 1968, S. 90 bis 93), bei der nach Ablauf einer mit einem Potentiometer eingestellten Zeit zum Abstellen des Motors ein Abstellmagnet eingeschaltet wird, der die Regelstange der Dieseleinspritzpumpe in die Stopstellung zieht. Nachteilig ist bei dieser Ausführung, daß die An- und Abschaltung auch über Relais oder Magnetschalter erfolgt, die erhöhte Forderungen an den Schaltkreis stellen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die eingangs genannte Einrichtung durch eine einfache, wenig aufwendige Ausführung zu verbessern, die darüber hinaus noch zuverlässig funktioniert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine kontaktlose Arbeitsweise durch Verwendung digitaler Halbleiterbausteine und Ausnutzung eines motordrehzahlabhängigen elektrischen Eingangssignals vorgesehen ist, wobei die Funktionsbereitschaft beim Anlassen des Motors bis zum Erreichen einer bestimmten Mindestdrehzahl zuzüglich einer fest vorgegebenen Zeitspanne gesperrt wird, indem ein mit Kondensatoraiifladung arbeitendes Zeit-