DE2146507C3

DE2146507C3 - Regeleinrichtung für Dieselmotoren

Info

Publication number: DE2146507C3
Application number: DE2146507A
Authority: DE
Inventors: Y Ohtani
Original assignee: Diesel Kiki Co Ltd
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 1970-09-17
Filing date: 1971-09-17
Publication date: 1979-11-29
Also published as: FR2108264A5; DE2146507A1; US3757750A; DE2146507B2; SE376044B

Description

Zusammenfassung

Es wird eine Regeleinrichtung für Dieselmotoren, insbesondere für Dieselmotoren von Aggregaten, vorgeschlagen, wobei die Lage eines Steilgliedes für die einzuspritzende Kraftstoffmenge abhängig von Betriebskenngrößen des Dieselmotors bestimmbar ist. Die Einrichtung umfaßt einen Geber für die Ist-Lage des Stellgliedes und der ermittelte Istwert dient zusammen mit anderen Betriebskenngrößen, wie /. B. der Drehzahl, der Beeinflussung des Lagesollwertes. Für die

'" Drehzahlregelung findet ein Soll-Istwert-Vergleich der Ausgangssignale mehrerer miteinander gekoppelter Zeitglieder statt.

Stand der Technik

■"'"· Die Erfindung geht aus von einer Regeleinrichtung für Dieselmotoren nach der Gattung des rlauptanspruchs.

Bekannt ist aus der DE-OS 19 IO 112 eine Verteilcreinsprit/pumpc für Brennkraftmaschinen mit elektri-

^w1 scher Regelung der Fördermenge. Die Fördermenge wird dabei durch die Lage eines elektrisch betätigbaren Drehmagneten bestimmt, der sein Anstcucrsignal aus einem Steuergerät erhält, in das auch die Lage des mengenbestimmendcn Gliedes /u seiner Regelung

^h' eingegeben wird. Im Steuergerat dieses Standes der Technik werden einzelne Uelricbskenngrößen der Brennkraftmaschine, wie /. B. Drehzahl und Fahrpedalstellung verarbeitet und daraus das Ansieuersignal für

den elektromagnetischen Drebmagneten ermittelt.

Ein Beispiel für ein solches Steuergerät ist aus der DE-OS 18 02 290 bekannt. Wesentlichstes Merkmal dort ist ein PID-Regler, der sein Eingangssignal von einer Drehzahl-SalHstwert-Vergleichsstufe erhält und ausgungsseitig mit dem Stellglied gekoppelt ist. Der Istwert der Drehzahl wird ausgehend von einem Drehzahlmesser über einen Schmitt-Trigger sowie eine monostabile Kippstufe aufbereitet, steht somit als FrequenzsjgnaJ konstanter Impulsdauer zur Verfügung. Ein astabilder Multivibrator schwingt mit der Frequenz der Soll-Drehzahl und sein Ausgangssignal wird ebenfalls einem monostabilen Multivibrator zugeleitet Die Ausgangssignale beider monostabiler Kippstufen werden nun miteinander verglichen und bei einer is frequenzmäßigen Abweichung ein entsprechendes Ansteuersignal für den Regler erzeugt

Wegen der fehlenden Triggerung des astabilen Multivibrators ist der Schaltungsaufwand für die Frequenzvergleichseinrichtung beachtlich und damit das ganze Steuergerät sehr kostenaufwendig. Außerdem hat sich eine fehlende Lastabhängigkeit des' Sollwertsigrials als nachteilig erwiesen.

Aufgabe der Erfindung ist es somit, eine Regeleinrichtung zu schaffen, die einerseits eine Drehzahlregelung i=> beinhaltet, und die andererseits jedoch auch eine Beeinflussung der Drehzahl durch die sich ändernde Last an dem Dieselmotor berücksichtigt Durch Hinzunahme der Last zur Beeinflussung des Regelkreises kann die Regeleinrichtung erheblich vereinfacht so werden und die Genauigkeit der Regelung gesteigert werden.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Ji Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Regeleinrichtung möglich. Als besonders vorteilhaft hat sich erwiesen, Vergleichssignale für den Drehzahl-Soll-Istwert-Vergleich ausgehend vom Istsignal zu ermitteln, to so daß foulaufend eine feste Phasenbeziehung der einzelnen Vergleichssignale gegeben ist.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der ·»-> Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeig;

Fig. I ein Blockschaltbild der Regeleinrichtung,

F i g. 2 einen Stromlaufplan der Regeleinrichtung,

F i g. 3 eine Einrichtung der Verstellung des Stellglie- ">< > des und zur Erfassung dei Stellung des Stellgliedes,

Fig. 4 einen Impulsplan zur Erläuterung von Fig. 2 und

Fig. 5 und 6 Diagramme zur Erläuterung der Regeleinrichtung nach F i g. I und 2.

in Fig. 1 ist die gesamte Regeleinrichtung als Blockschaltbild dargestellt. Ein Dre lzahlgeber 10, der mit Motordrehzahl angetrieben ν ird, erzeugt Ausgangsimpulse, die in einem Verstärker 11 verstärkt werden. Dieser Verstärker 11 ist mit einem monostabi- mi len Multivibrator 12 verbunden, der eine erste monostabile Schaltstufe 13 triggcrt. Die monostabile Schaltstufe 13 ist mit einer zweiten monostabilen Schaltstufe 14 verbunden, die wiederum von der ersten monostabilen Schaltstufe 13 gctriggerl wird. Der n'> Ausgang der monostabilen Schaltstufe 14 ist an einen zweiten Eingang eines UND-Gliedes 15 angeschlossen, dessen erster Eingang .<v,it dem monostabilen Multivibrator 12 verbunden ist. Der Ausgang des UND-Gliedes 15 ist Pber einen Integrator 16 an einen Verstärker 17 angeschlossen. Dieser Verstärker 17 kann auch von einer Startschalteinrichtung 18 beeinflußt werden. Mit dem Ausgang der Verstärkerschaltung 17 ist ein Leistungsverstärker 19 verbunden, der ein Stellglied 20 steuert Der Verstärker 17 ist weiterhin mit einem Integrator 21 verbunden, der an eine Schalteinrichtung 22 angeschlossen ist, die Impulse liefert, deren Impulsbreite abhängig von der Stellung des Stellgliedes 20 ist Die Schalteinrichtung 22 ist einerseits mit einem Oszillator 23 verbunden, der die Schalteinrichtung 22 triggert Andererseits ist die Schalteinrichtung 22 mit einem Einstellglied 24 verbunden, das zur Einstellung des Proportionalitätsfaktors der Regeleinrichtung dient Diese Einstellvorrichtung 24 zur Einstellung des Proportionalitätsfaktors ist wiederum mit dem monostabilen Multivibrator 12 verbunden.

Im einzelnen ist die Schaltung wie folgt aufgebaut Auf einer Welle, die mit der Drehzahl der Kurbelwelle des Dieselmotors umläuft, ist eine Scheibe Z5 befestigt die Leitstücke 26 trägt Diese Leitstocke werden an einer Spule 27 vorbeibewegt, die auf einen Kern 28, der beispielsweise ein Dauermagnet sein kann, aufgebracht ist Der Spule ist ein Kondensator 29 parallel geschaltet Weiterhin ist an den ersten Anschluß der Spule 27 eine gemeinsame Versorgungsleitung 30 angeschlossen, die mit Masse bzw. dem Minuspol einer weiter nicht dargestellten Betriebsspannungsquelle verbunden ist Der Drehzahlgeber ist über einen Koppelkondensator 31 mit dem Verstärker 11 verbunden, der einen Transistor 32 aufweist, dessen Emitter mit der gemeinsamen Minuszuleitung 11 und dessen Kollektor über einen Arbeitswiderstand 33 mit einer gemeinsamen Plusleitung 34 verbunden ist. Der Basis des Transistors 32 ist ein Basisspannungsteiler aus Widerständen 35 und 36 vorgeschaltet. Der Verstärker 11 ist mit dem monostabilen Multivibrator 12 verbunden. Dieser monostabile Multivibrator ist über einen Kondensator 37 mit dem Kollektor des Transistors 32 verbunden. Von dem Kondensator 37 führt ein Widerstand 38 zur gemeinsamen Pluszuleitung und eine Diode 39 zu dem Kollektor eines Transistors 40, dessen Emitter mit der gemeinsamen Minuszuleititng verbunden ist und dessen Basis über einen Widerstand 41 ebenfalls mit der gemeinsamen Minuszuleitung 12 verbunden ist. Die Basis des Transistors 40 ist außerdem über einen Widerstand 42 mit dem Kollektor eines Transistors 43 verbunden, dessen Emitter an die gemeinsame Minuszuleitung angeschlossen ist und dessen Basis über eine Diode 44 und einen mit dieser Diode in Reihe geschalteten Kondensator 45 mit der Anode der Diode 39 verbunden ist. An dem Verbiiidungspunkt der Diode 39 des Kondensators 45 und des Kollektors des Transistors 40 ist ein Widerstand 46 angeschlossen, der mit seinem anderen Ende an die gemeinsame Pluszuleitung 14 angeschlossen ist. An dem Verbindungspunkt der Diode 44 und des Kondensators 45 ist ein einstellbarer Widerstand 47, der als Sollwertgeber dienen soll, angeschlossen. Dieser einstellbare Widerstand 47 ist weiterhin mit seinem anderen Ende an einen Widerstand 48 angeschlossen, der mit der gemeinsamen Pluszuleitung 34 Verbindung hat. Schließlich ist der Kollektor des Transistors 43 mit dem Widerstund 42 und einem weiteren Widersland 49 verbunden. Dem m.inostabilcn Multivibrator 12 ist die monostabile Schaltstufe 13 niichgeschaltet. Dabei ist der Kollektor des Transistors 43 über die Reihenschaltung

eines Widerstandes 50 eines Kondensators 51 einer Diode 52 und eines Widerstandes 53 mit der Basis eines Transistors 54 verbunden. Am Verbindungspunkt des Kondensators 5! und des Widerstandes 52 ist dabei ein mit der gemeinsamen Pluszuleitung 34 verbundener Widerstand 55 und am Verbindungspunkt der Basis des Transistors 54 und des Widerstandes 53 ein mit der gemeinsamen Minusleitung 30 verbundener Widerstand 56 angeschlossen. Am Ausgang dieser ersten monostabilen Schaltstufe 13 ist die zweite monostabile Schaltstufe 14 angeschlossen. Diese zweite monostabile Schaltstufe 14 ist ebenso wie die erste monostabile Schaltstufe aufgebaut, das heißt mit dem Kollektor des Transistors 54 ist die Reihenschaltung eines Kondensators 57 an die Diode 58 eines Widerstandes 59 angeschlossen, wobei der Widerstand 59 einerseits mit der Basis eines Transistors 16 und andererseits mit einem an die gemeinsame Minuszuleitung 30 angeschlossenen Widerstand 56 verbunden. Am Kollektor des Transistors 60 ist ein Widerstand 62 angeschlossen, der an der gemeinsamen Pluszuleitung 34 liegt. Dieser Kollektorwiderstand des Transistors 60 entspricht einem Kollektorwiderstand 63 der ersten monostabilen Schaltstufe 14. Zwischen den Kondensator 57 und die Diode 58 ist entsprechend der ersten monostabilen Schaltstufe 13 ein einseitig mit der Plusleitung 34 verbundener Widerstand 64 angeschlossen.

Der zweiten monostabilen Schaltstufe 14 ist gemäB Fig. I das UND-Glied 15 nachgeschaltet. Dieses UND-Glied 15 weist zwei Dioden 65 und 66 auf, die mit ihren Anoden verbunden sind. An diesen Verbindungspunkt der Anoden der Dioden 65 und 66 ist ein Widerstand 67 angeschlossen. Die Kathode der Diode 65, die den ersten Eingang des UND-Gliedes 15 bildet, ist dabei mit dem Kollektor des Ausgangstransistors der monostabilen Schaltstufe 14 verbunden und die Kathode der Diode 66. die den zweiten Eingang des UND-Gliedes 15 bildet, ist mit dem monostabilen Multivibrator 12 verbunden. Dort ist die Verbindungsleitung zu der Diode 66 an den Kollektor des Transistors 40 angeschlossen. Dem UND-Glied 15 ist der Integrator

wütSl νιΓιΟΓι

Widerstand 68 und einen Kondensator 69 auf. Der Widerstand 68 ist dabei an den Verbindungspunkt der Anoden der Dioden 65 und 66 angeschlossen und der Kondensator 69 ist einseitig mit der gemeinsamen Minuszuleitung 30 verbunden.

An den Verbindungspunkt des Widerstandes 68 und des Kondensators 69 ist der Verstärker 17 angeschlossen, der einen Widerstand 70 aufweist, der mit einem zu der Startschalteir.iichtung 18 verbundenen Widerstand 71 Verbindung hat und der weiterhin an einen einseitig mit der Plusleitung 34 angeschlossenen Widerstand 72 und die Basis eines Transistors 73 angeschlossen isL Dieser Verstärkertransistor hat in seinem Emitterkreis einen Widerstand 74 und in seinem Koliektorkreis einen Widerstand 75. Dabei ist der Emitterwiderstand mit der gemeinsamen Minuszuleitung 30 und der Kollektorwiderstand mit der gemeinsamen Pluszuleitung 34 verbunden. Mit dem Emitter des Transistors 73 ist ein Kondensator 76 verbunden, der mit dem Differenzierglied 21 aus einem Widerstand 77 und einem Kondensator 78 Verbindung hat.

Der Kollektor des Transistors 73 ist mit dem Leistungsverstärker 19 verbunden. Dieser Leistungsverstärker hat eine Diode 79 als eine Eingangsdiode, deren Anode mit einem Transistor 80 verbunden ist. Der Emitter des Transistors 80 ist mit der gemeinsamen Pluszuleitung 34 und der Kollektur des Transistors über einen Widerstand 81 mit der gemeinsamen Minuszuleitung 34 verbunden. An den Kollektor des Transistors 80 ist weiterhin eine Diode 82 und in Reihe zu dieser Diode

ί ein Widerstand 83 angeschlossen, der mit der Basis eines Transistors 84 verbunden ist. Zwischen die Basis des Transistors 84 und die gemeinsame Minuszuleitung 30 ist eine Referenzdiode 85 geschaltet. Der Kollektor des Transistors 84 ist mit der gemeinsamen Pluszuleitung

to und der Emitter des Transistors 84 über eine Diode 86 und über einen Widerstand 87 mit der gemeinsamen Minuszulcitung 30 verbunden. An den Verbindungspunkt der Diode 86 und des Widerstandes 87 ist die Basis eines Leistungstransistors 88 angeschlossen,

ι ί dessen Kollektor mit der gemeinsamen Pluszuleitung 34 und dessen Emitter mit einer Arbeitswicklung 89 des Stellgliedes 20 Verbindung hat. Parallel zu der Arbeitswicklung des Stellgliedes ist ein Widerstand 90 und eine Freilaufdiodc 91 angeschlossen.

Weiterhin weist die Regeleinrichtung die Schalteinrichtung 22 auf, die dazu dient Impulse zu erzeugen, deren Impulsbreite abhängig von der Stellung der Regelstange ist. Der Abgreifmechanismus und das Stellglied sind in F i g. 3 besonders deutlich herausgestellt. Dort ist die Regelstange 92 einer weiter nicht dargestellten Einspritzpumpe, die den Dieselmotor zugeordnet ist über Hebel 93 und 94 mit einem beweglichen Teil 95 verbunden. Dieses bewegliche Teil 95 trägt eine Spule 96, die über einen Dauermagneten 97

in geschoben ist. Um die Spule 96 und den Dauermagneten 97 ist ein zylinderiörmiges loch 98 angeordnet. Die Spule 96 ist dabei über eine Feder 99 mit einem feststehenden Lager 100 verbunden und versucht die Spule von dem Dauermagneten 97 wegzuziehen Gleichzeitig ist mit dem beweglichen Teil 95 ein Metallstift 101 verbunden, der mehr oder weniger ir eine Spule 102 eintaucht. Die Wirkungsweise dieser Anordnung wird in einem späteren Teil der Beschreibung ausführlich erläutert.

Die Spule 102 ist Bestandteil der Schalteinrichtung 22 Sie ist einerseits mit der gemeinsamen Pluszuleitung 34

punkt zweier Widerstände 103 und 104 angeschlossen Der Widerstand 103 ist mit einem Widerstand 135 verbunden, der einseitig an der gemeinsamen Pluszulei tung 34 liegt. Weiterhin ist der Widerstand 103 mit derr Kollektor eines Transistors 105 verbunden, desser Emitter mit der gemeinsamen Minuszuleitung 3C Verbindung hat und dessen Basis einerseits an einerr Widerstand 106 angeschlossen ist, der Verbindung zi der Pluszuleitung 34 hat und andererseits ist die Basis ar einen Koppelkondensator 107 angeschlossen, der mii dem Ausgang des Oszillators 23 verbunden ist. Diesei Oszillator weist eine Doppelbasisdiode 108 unc Widerstände 109,110 sowie 111 und einen Kondensatoi 112 auf. Die Basis des Transistors 105 ist mit derr Kollektor eines Transistors 113 über einen Widerstanc 114 verbunden, wobei der Verbindungspunkt de; Kollektors des Transistors 113 und des Widerstände« 114 mit einem Widerstand 115 Verbindung hat, dei einseitig mit der gemeinsamen Minuszuleitung 3t verbunden ist.

Der Ausgang des Transistors 105, also desser Kollektor über einen Widerstand 116 mit der Basis eine; Transistors 117 verbunden, dessen Kollektor über einer Widerstand 118 mit der gemeinsamen Pluszuleitung unc dessen Emitter direkt mit der gemeinsamen Minuszulei tung 30 verbunden ist. An den Kollektor des Transistor;

117 ist weiterhin ein Widerstand 119 angeschlossen, der in Reihe mit einem Widersland 120 liegt, der wiederum an die Basis eines Transistors 121 angeschlossen ist. An den Vcrhindiingspunki der Widerstände 119 und 120 isl ein Kondensator 122 angeschlossen, der einseitig mit der gemeinsamen Minuszulciiung 30 Verbindung hat.

An de·} Verbindungspunkl des Widerstandes 120 und tier Oasis des Transistors 121 ist ein Basisspannungstcilcr aus Widerständen 123 und 124 angeschlossen. Der Kollektor des Transisiors 121 ist mit dem Kondensator to 78 des Differcn/icrgliedcs 21 und mit einem veränderlichen Widerstand 125 verbunden, der wiederum /ti einem Transistor 126 führt. Diesem Transistor 126 ist ein Basisspanniingsleilcr aus Widerständen 127 und 128 vorgeschaltet, und der Kollektor des Transistors 126 ist mit der gemeinsamen Plus/.ulcitung 34 und der !!mitter des Transisiors 126 ist über einen Widerstand 129 mit dem Verbindungspunkl der Widerslände 47 und 48 verbunden. Der Kollektor des Transistors 121 isl weiterhin über einen Widerstand 130 mil der gemcinsamen Minus/iilcitung 30 verbunden.

Die Wirkungsweise der eben beschriebenen Schaltanordnung ist folgende: Bei Vorbeibewegung der Scheibe 25 mit den I.eitslücken 26 wird in der Spule 27 eine Spannung induziert, die dem in Fig.4a dargestellter Wcllcn/ug entspricht. Die über den Koppelkondensator 31 zu dem Verstärker 11 gelangenden Signale werden dort verstärkt und an den monostabilen Multivibrator 12 angelegt. Diese Spannung ist in Fig. 4 durch den Kurvenzug b angedeutet. Aus der sinusförmigen so Spannung, die in der Spule indiziert wird ist somit durch den Verstärker eine rechteckförmige Spannung erzeugt worden. Wenn beispielsweise nun der Transistor 32 in den stromleitenden Zustand gelangt und eine Spannung an dem Widerstand 33 abfällt, dann wird diese Spannung durch das aus dem Kondensator 37 und dem Widerstand 38 bestehende Differenzierglied differenziert und über die Diode 39 und den Kondensator 45 an die Basis des Transistors 43 angelegt. Durch diese an die Basis des Transistors 43 gelangende Spannung wird der vorher sich im leitenden Zustand befindende Transistor

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und den einstellbaren Widerstand 49 der Kondensator 45 aufgeladen wird. Durch entsprechende Aufladung des Kondensators 45 wird das Potential an der linken Elektrode des Kondensators 45 immer positiver, so daß nach Umladung des Kondensators 45 der gesperrte Transistor 43 wieder in seinen leitenden Zustand geschaltet wird. Auf diese Weise wird der monostabile Multivibrator, der mit Hilfe der am Ausgang des Verstärkers 11 anliegenden Signale getriggert wird so betrieben, daß am Kollektor des Transistors 43 die in Fig.4 bei d dargestellte Impulsfolge auftritt. Der Transistor 40, der sich jeweils im umgekehrten Schaltzustand wie der Transistor 43 befindet tritt demnach die in F i g. 4 bei c dargestellte Impulsfolge auf.

Die Impulsbreite dieser an den Kollektoren der Transistoren 43 und 40 auftretenden Impulse wird dabei durch die Einstellung des Widerstandes 47 bestimmt.

Der monostabile Multivibrator 12 triggert nunmehr die erste monostabile Schaltstufe 13 und diese triggert wiederum die zweite monostabile Schaltstufe 14. An dem Ausgang der ersten monostabilen Schaltstufe 13 liegt eine Impulsfolge an, die in F i g. 4 bei e dargestellt ist und die Impulsfolge am Ausgang der zweiten monostabilen Schaltstufe 14 ist in Fig.4 bei f dargestellt.

An die beiden Eingänge des UND-Gliedes 15 ist einerseits der Ausgang der zweiten monoslabilen Schallstufc 14 und andererseits ein Ausgang des monostabilen Multivibrators 12 angeschlossen.

Dabei ist das UND Glied dann durchlässig, wenn sich die Impulse, die am Ausgang des monoslabilen Multivibrators 12 und am Ausgang der zweiten monoslabilen Schallstufe 14 anliegen, überschneiden. Deshalb wird am Ausgang des UND-Gliedes 15 eine Impulsfolge auftreten, die in F i g. 4 bei g dargestellt ist.

Die Impulsbreiten des monostabilen Multivibrators 14 und der monoslabilen Schaltsuifen 13 und 14 sind dabei so festgelegt, daß folgende Beziehung gill. Die Impulsbreiten f 1 + 12+ 13 sollen dabei größer ''in als eine Periode des monoslabilen Multivibrators 12. Dies bedeutet, daß je mehr sich die Motordrehzahl des Dieselmotors einer bestimmten festgelegten Drehzahl, nämlich der Solldrch/.ahl nähen, die Überlagcrungsperiode der Impulse des monostabilen Multivibrators 12 und der zweiten monostabiicn Schaitstufe 14 immer kleiner wird.

In dem Integrator 16 wird nun das Ausgangssignal des UND-Gliedes 15 integriert und auf den Verstärker 17 gegeben. Hier soll das Ausgangssignal des Integrators 16 verstärkt werden. Der Verstärkungsgrad des Verstärkers 17 ist dabei abhängig von der Stellung des Stellgliedes, wobei die Stellung des Stellgliedes mit Hilfe der Spule 102 abgetastet wird. Der Ausgang des Verstärkers 17 ist mit dem Leistungsverstärker 19 verbunden, der nun das Ausgangssignal des Transistors 73 verstärkt und auf die Arbeitswicklung 89 der Spule des Stellgliedes 20 gibt. Der in der beweglichen Spule 89 fließende Strom wird dabei um so höher, je größer die Überlagerung der Ausgangsimpulse des monostabilen Multivibrators 12 und der Ausgangsimpulse der monostabilen Schaltstufe 14 ist. Dies bedeutet, daß der über den Leistungstransistor 88 fließende Strom um so größer wird, je weiter sich die Motordrehzahl von der durch den einstellbaren Widersland 47 festgelegten Solldrehzahl des Dieselmotors entfernt.

Die Wirkung des Stellgliedes und des mit dem Stellglied verbundenen Stellungsgebers ist folgende:

^4S

5°

55 prm iri At*r Kail/potjtrhpn ^rWlIp RQ pin

flipftt

⁶⁵ wird in dieser Spule ein Magnetfeld erzeugt, das eine zu diesem Strom proportionale Kraft hervorruft. Durch diesen Strom, d. h. durch diese Kraft wird die Spule mehr oder weniger über den Dauermagneten 97 gezogen, und damit die Kraftstoffregelstange 92 der weiter nicht dargestellten Einspritzpumpe verstellt. Gleichzeitig mit dieser Verstellbewegung wird auch der Metallstift 101 mehr oder weniger in die Spule 102 eingetaucht.

Zur Auswertung der Regelstangenstellung dient die Schalteinrichtung 22, die von dem Oszillator 23 getriggert wird. Die Schalteinrichtung 22 erzeugt nun Impulse, deren Impulsbreite die Stellung der Regelstange 92 kennzeichnen. Wenn über den Kondensator 107 die Triggerimpulse des Oszillators 23 auf die Basis des Transistors 105 gelangen, dann wird dieser Transistor 105 stromleitend. Ebenso wird der Transistor 113 in seinen leitenden Zustand gesteuert. Das Potential am Kollektor des Transistors 105 nimmt jedoch nach einer e-Funktion zvi, wobei diese Verschiebung des Kollektorpotentials vor; einem Strom herrührt, der über die Spule 102 fließt. Nähert sich nun das Potential an der Basis des Transistors 113 dem Emitterpotential, so bedeutet dies, daß der Transistor 113 und auch der Transistor 105 in den Sperrzustand gesteuert werden. Das Ausgangssignal dieser Schalteinrichtung, wird nun über den

Widerstand 116 auf die Basis des Transistors 117 gegeben. Dabei weisen die Aiisgangsimpulse, die an die Basis des Transistors 117 gelangen eine Breite auf, die abhängig von der Stellung der Regelstange 92 ist, d. h. die von dem über die Spule 102 fließenden Strom abhängt. Das Ausgangssignal am Kollektor des Transistors 1 Γ/ wird durch das Integrierglied aus dem Widerstand 119 und dem Kondensator 122 integriert und an die Basis des Transistors 121 über den Widerstand 120 angelegt. Das Ausgangssignal am Kollektor des Transistors 121 gelangt nun über das Differenzierglied aus dem Kondensator 78 und dem Widerstand 77 und über den Kondensator 76 zu dem Emitter des Transistors 73 und bestimmt den Verstärkungsgrad dieses Transistors 73.

Wenn nun die Eingangsdrehzahl der Regeleinrichtung ansteigt, dann wird, wie aus F i g. 5 ersichtlich, der Leistungsverstärker 19 immer weniger aufgesteuert. Damit nimmt auch der Strom durch den Leistungstransistor Se ab. Auf der Abs/isse in F i g. 5 ist die Drehzahl aufgetragen und auf der Ordinate ist der durch den Leistungstransistor 88 fließende Strom / aufgetragen. Nimmt nun der durch den Leistungstransistor 88 fließende Strom ab, dann wird der durch die Spule 89 fließende Strom ebenfalls kleiner und die Stellkraft der Spule 89 nimmt ebenfalls ab. Dadurch wird die Kraftstoffregelstange 92 durch die Rückholfeder 99 in Richtung einer Kraftstoffmengenverminderung verschoben. Hierbei wird jedoch die Induktivität der Spule 101 wieder größer. An die Basis des Ausgangstransistors 121 der Schalteinrichtung 22 wird deshalb eine Vorspannung angelegt, die diesen Transistor 121 sperrt. Das hierbei auftretende Ausgangssignal wird mit Hilfe des Differenziergliedes 21 differenziert und über den Kondensator 76 an den Emitter des Transistors 73 angelegt. Durch dieses Signal d. h. durch eine Potentialverschiebung am Emitter des Transistors 73 wird der Leistungsverstärker 19 so gesteuert, daß der Strom durch den Leistungstransistor 88 sofort zunimmt und damit auch der über die Spule 89 fließende Steuerstrom anwächst.

1st dagegen die Eingangsdrehzahl der Regeleinrich-

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erzielt. Es ist somit auch möglich, wenn kleine prozentuale Schwankungen hinsichtlich der Drehzahl des Motors auftreten eine stabile Drehzahl des Motors aufrechtzuerhalten.

Der Ausgang der Schalteinrichtung 22 ist weiterhin mit einer Einstelleinrichtung mit einem Transistor 126 verbunden. Diese Einstelleinrichtung weist einen veränderlichen Widerstmd 125 auf. Mit diesem Widerstand 125 kann der Propjrtionalitätsfaktor der Regeleinrichtung festgelegt werden. Der Ausgang dieses der Einstellung des Proportionalitätsfaktors dienenden Stromkreises ist mit dem zur Sollwerteinstellung dienenden Widerstand 47 verbunden. Damit ergibt sich die in Fig.6 dargestellte Drehzahlregelcharakteristik. In Fig.6 ist ein Diagramm dargestellt, auf dessen Abszisse die Drehzahl aufgetragen ist und auf dessen Ordinate der Strom / durch den Leistungstransistor aufgetragen ist. Wenn also beispielsweise die Last am Dieselmotor zunimmt, dann fällt die Motordrehzahl, die vorher einen Wert entsprechend A in F i g. 6 gehabt hat auf Punkt B ab. Dabei nimmt aber der in der Spule 89 fließende Strom zu und die Kraftstoffregelstange wird in Richtung einer Zunahme der Kraftstoffmenge verschoben. Dadurch gelangt aber der Transistor 121 der Schalteinrichtung 22 in seinen leitenden Zustand und der durch die Ausgangssignale der Schalteinrichtung 22 gesteuerte Transistor 126 kommt ebenfalls in den stromleitenden Zustand. Damit wird jedoch über eine Parallelschaltung des Widerstandes 48 des monostabilen Multivibrators 12 und des Transistors 126 sowie dessen Emitterwiderstand 129 das Potential an dem einstellbaren Widerstand 47 verändert, wodurch ein erhöhter Sollwert vorgetäuscht wird. Aufgrund dieses vorgetäuschten erhöhten Sollwertes stellt sich die

to Drehzahl bei Punkt C ein, d.h. sie wird gemäß Fig. 6 konstant gehalten. Damit hat der Drehzahlregler bei geeigneter Einstellung des veränderliche! Widerstandes 125 eine Charakteristik, bei der die Regelabweichung zu Null gemacht werden kann.

Die Startschalteinrichtung ist über den Widerstand 71 mit der Regeleinrichtung verbunden. Die Startschaheinrichtung weist einen nicht dargestellten Motoraniüßschaltcr auf. Wenn dieser Motoranlaßschalter betätigt wird und wenn sich daraufhin der ebenfalls nicht

ü» uargesieiiit: Anlasser uielii, uumi wild an uie Basis des Transistors 73 des Verstärkers 17 eine positive Vorspannung gelebt, die den Transistor 73 in seinen leitenden Zustand steuert. Da bei leitendem Transistor 73 die Transistoren 80, 84 und 88 ebenfalls leitend sind, kann ein großer Steuerstrom durch die Spule 89 des Stellgliedes fließen. Dadurch wird ein sicheres Anlaufen des Motors gewährleistet.

Im folgenden soll noch einmal die Wirkungsweise der ganzen Anlage im Zusammenhang mit der Wirkung des

JO Dieselmotors zusammenfassend erläutert werden. Wenn der weiter nicht dargestellte Anlaßschalter eingelegt wird, dann dreht sich der ebenfalls nicht dargestellte Anlasser des Dieselmotors. In der Spule 89 des Stellgliedes fließt ein großer Strom und die Kraftstoffregelstange wird in eine Lage verschoben in der eine maximale Kraftstoffzufuhr zu dem Motor erfolgt. Der Dieselmotor läuft also leicht an. Nach dem Anlaufen des Dieselmotors steigt die Drehzahl an und nimmt mindestens den durch den veränderlichen

«o Widerstand 47 eingestellten Sollwert an. Der Steuerstrom in der wirklichen Spule 89 nimmt nun ab und es stellt sich ein Gleichgewicht ein, d. h. bei einer hpslimmtPn TpilhiU prhnlt m:in pinp knnunnlp Plrphzahl. Wenn in diesem Fall die Last größer wird und die

♦5 Drehzahl damit absinkt, dann wird die Überlagerung der Impulse am Ausgang des UND-Gliedes größer und der Stromfluß durch den l.eisumgstransistor 88 wird erhöht. Damit nimmt die Stellkraft der Spule 89 zu und die Kraftstoffregelstange wird in Richtung einer Kraftstoffmenge verschoben. Dabei wird über den der Einstellung des Proportionalitätsfaktors dienenden veränderlichen Widerstand 125 unabhängig von dem mit dem veränderlichen Widerstand 47 eingestellten Sollwert ein erhöhter Sollwert vorgetäuscht und dadurch die Kraftstoffmenge wieder erhöht. Dadurch tritt wieder ein Gleichgewicht zwischen Ausgangsdrehzahl des Dieselmotors und der Last an dem Dieselmotor ein. Wenn im umgekehrten Fall die Last abnimmt, dann wird der gerade beschriebene Vorgang mit entgegengesetzter Wirkung ablaufen d. h. es wird ein geringer Sollwert vorgetäuscht werden und die Kraftstoffmenge wird verringert, so daß sich wieder Gleichgewicht zwischen Drehzahl und Last einstellt.

Als besonders vorteilhaft hat sich bei der beschriebenen Regeleinrichtung herausgestellt, daß sie zur Verhütung übermäßig hoher Drehzahlen des Motors, wie sie von irgendeiner Störung in der Schaltung herrühren können, geeignet ist. Ist zum Beispiel ein

Störungsfall eingetreten, welcher beispielsweise durch eine Leitungsunterbrechung aufiritt, dann wird, da in dem Steuerstromkreis die Kraftstoffzufuhr proportional zur Impulsbreite ist, bei einem solchen Slöriingsfall kein Kraftstoff zugeführt und dadurch der Dieselmotor und die daran angeschlossene Anlage stillgesetzt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Regeleinrichtung für Dieselmotoren, Insbesondere for Dieselmotoren von Aggregaten, zur ' Konstanthaltung der Drehzahl des Dieselmotors unabhängig von seiner Belastung durch Beeinflussung eines Stellgliedes, das zum Einstellen der pro Arbeitszyklus einzuspritzenden Kraftstoffmenge vorgesehen ist, wobei die Regeleinrichtung be:i einer Drehzahländerung des Dieselmotors einein von einem Sollwertgeber bestimmten Steuerstrom zur Betätigung eines das Stellglied beeinflusüenden Elektromagneten hervorruft und wobei der Regeleinrichtung ein die Stellung des Stellgliedes charakterisierendes Signal rückgemeldet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die in Abhängigkeit von der Last sich ändernde Stellung des Stellgliedes (92) zur Beeinflussung des Ausgangssignals des Sollwertgebers (47) dient

2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein als monostabiler Multivibrator ausgebildetes Zeitgiied (12) vorgesehen ist, das Impulse liefert, deren Tastverhältnis von einem Drehzahlgeber (10) bestimmt ist und deren !impulsbreite von einem als Sollwertgeber dienenden Widerstand (47) beeinflußbar ist, wobei bei einer Differenz zwischen einer Zeitmarke der Impulsfolge des Zeitgliedes und einer Zeilmarke einer Impulsfolge, die durch Triggerung des Zeitgliedes (12) hervorgerufen ist, über einen Verstärker (17) der das Stellglied (92) beeinflussende Elektromagnet (89) angesteuen wird.

3. Regeleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitglied (12) eine erste monostabile Schaltstufe (13) trizgert, die eine zweite monostabile Schaltstufe (14) triggert, wobei die Impulsbreiten der ersten und zweiten Schaltstufe (13, 14) konstant sind und wobei die Summe der Impulsbreiten von Ausgangsimpulsen des Zeitgliedes (12) und der beiden monostabilen Schallstufen (13, 14) bei Istdrehzahl des Dieselmotors => Solldrehzahl des Dieselmotors gleich der Periodenidauer der Ausgangsimpulse des Zeitgliedes (12) ist.

4. Regeleinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehzahlgeber (10) über einen weiteren Verstärker (11) und ein Differenzglied (37, 38) mit dem Zeitglied (12) verbunden ist und dieses triggert, wobei ein erster Ausgang des Zeitgliedes (12) mit einem ersten Eingang eines UND-Gliedes (15) und ein zweiter Ausgang des Zeitgliedes (\?) mit der ersten monosiabilen Schaltstufe (13) verbunden ist, deren Ausgang an die dritte monostabile Schaltstufe (14) angeschlossen ist, deren Ausgang mit einem zweiten Eingang des UND-Gliedes (15) verbunden ist.

5. Regeleinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des UND-Gliedes (15) mit einem Integrator (16) verbunden ist, der an den Eingang des Verstärkers (17) angeschlossen ist, dessen Verstärkungsfaktor von der Stellung des Stellgliedes (92) abhängig ist.

6. Regeleinrichtung nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker (17) insbesondere über einen Leistungsverstärker (19) dem das Stellglied (92) beeinflussenden Elektromagneten (89) iinsteucri.

7. Regeleinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet (8<t) mit

einer das Stellglied (92) bildenden Regelstange der dem Dieselmotor zugeordneten Einspritepumpe in Wirkverbindung steht und diese in Abhängigkeit von der Ausgangsleistung des Verstärkers (17), insbesondere des Leistungsverstärkers (19) verschiebt.

8. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche I bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung der Stellung des Stellgliedes (92) ein an sich bekannter induktiver Geber (101, 102) vorgesehen ist, der einen mit dem Stellglied verbundenen Metallstift (101) aufweist, der je nach Stellung des Stellgliedes (92) mehr oder weniger in eine Spule (102) eintaucht

9. Regeleinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der induktive Geber (101,102) zur Erfassung der Stellung des Stellgliedes eine von einem Oszillator (23) getriggerte Schalteinrichtung (22) zur Erzeugung von Impulsen beeinflußt, wobei sich die Impulsbreite der Ausgangsimpulse der Schalteinrichtung (22) in Abhängigkeit von der Stellung des Ste.lgiiedes (92) ändert

10. Regeleinrichtung nach Anspruch 5 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der Schalteinrichtung (22) über ein Differenzierglied (21) mit dem Verstärker (17) verbunden ist und den Verstärkungsfaktor dieses Verstärkers (17) beeinflußt

11. Regeleinrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der Schalteinrichtung (22) über einen den Proportionalitätsfaktor festlegenden Widerstand (125) und einen dritten Verstärker (126) mit dem Sollwertgeber (47) verbunden ist.