DE2207113C3 - Steueranordnung für Brennkraftmaschinen - Google Patents
Steueranordnung für BrennkraftmaschinenInfo
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Description
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Steueranordnung für Zünd- und Kraftstoffeinspritzvorrichtungen für
Brennkraftmaschinen, mit einer elektrischen lichtemittierenden Strahlungsquelle, deren Intensität vom
durchfließenden Strom bestimmt wird, und einem Strahlungsempfänger, zwischen denen eine von der
Brennkraftmaschine angetriebene geschlitzte Scheibe angebracht ist, bei deren Drehung der Strahlengang
zwischen Strahlungsquelle und Strahlungsempfänger abwechselnd freigegeben und unterbrochen wird, wobei
der Strahlungsempfänger bei freigegebenem Strahlengang aktiviert ist und in aktiviertem Zustand einen in
Reihe mit der Strahlungsquelle liegenden Halbleiterschalter einschaltet, wodurch der Stromfluß durch die
Strahlungsquelle und damit die Intensität der Strahlungsquelle erhöht wird und wodurch ein Steuervorgänge
auslösender Schaltimpuls abgegeben wird, und wobei bei unterbrochenem Strahlengang und demzufolge
gesperrtem Halbleiterschalter durch die Strahlungsquelle fließender Strom durch einen parallel zum
Halbleiterschalter liegenden und einen Widerstand aufweisenden Stromzweig geführt wird.
Aus der DT-OS 20 00 700 ist bereits eine Anordnung für Brennkraftmaschinen mit einer elektrischen Strahlungsquelle
und einem Strahlungsempfänger sowie einer zwischen der Quelle und dem Empfänger
angebrachten und durch den Motor angetriebenen Schlitzscheibe bekannt. Durch die Schlitzscheibe wird
die Übertragung der Strahlen von der Quelle zum Empfänger in vorgegebenen Zeitabständen zugelassen
oder unterbrochen. Wird der Empfänger gerade bestrahlt, so wird hierdurch ein zugehöriges Schaltorgan
geschlossen und die Quelle zusätzlich aktiviert. Ist dagegen die Übertragung der Strahlen zum Empfänger
gerade unterbrochen, so wird das zugehörige Schaltorgan in den nichtleitenden Zustand versetzt. Um in
diesem Zustand in die Strahlungsquelle einen Strom zu speisen, der die Strahlung der Quelle bis zu einem
vorgegebenen Minimum aufrechterhält, ist bei dieser bekannten Anordnung eine einfache Widerstandsschaltung
vorgesehen.
Der Nachteil dieser bekannten Anlage besteht darin, daß wegen der einfachen Widerstandsschaltung zur
Einspeisung eines vorgegebenen minimalen Stromes in die Strahlungsquelle schon geringfügige Schwankungen
der Batteriespannung genügen können, um die Strahlungsstärke der Quelle unter das zulässige Maß
absenken zu lassen. Dies führt dazu, daß bei einem nachfolgenden Freiwerden des Überiragungsweges die
Stärke der Strahlen nicht ausreicht, um den Strahlungsempfänger zu aktivieren. Die dadurch bedingte
Fehleranfälligkeh ist aber nicht zulässig.
Darüber hinaus ist aus der DT-ÜS 19 50 764 eine Vorrichtung zur Speisung von Brennkraftmaschinen
bekannt, die zur Erzeugung von Störimpulscn eine Anordnung mit einer elektrischen Strahlungsquelle und
einem von dieser durch eine rotierende Lochscheibe getrennten Strahlungsempfänger enthält. Dabei ist die
Strahlungsquelle als einfache Glühlampe ausgebildet, die über eint Konstantspannungsquelle an die Pole der
Batterie geschaltet ist. In diesem Fall hat die Konstantspannungsquelle die Aufgabe, die Intensität
der Strahlungsquelle auf einen gleichbleibenden hohen Wert zu halten.
Der Nachteil dieser bekannten Schaltungsanordnung besteht darin, daß die maximal erforderliche Intensität
der Strahlungsquelle stets vorhanden ist. Dies bedingt neben einem höheren Stromverbrauch auch eine relativ
hohe Verschleißanfälligkeit der Strahlungsquelle.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Anordnung gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 die Intensität der Strahlungsquelle so zu steuern, daß diese ein vorgegebenes Minimum
nicht unterschreitet.
Diese Aufgabe wird durch das Kennzeichen des Hauptanspruchs gelöst.
Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß durch den Einsatz einer gesteuerten Konstantstromquelle die
Intensität der Strahlungsquelle stets oberhalb eines vorgegebenen Minimalwertes gehalten wird.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In
der Zeichnung sind:
Fig. 1 eine Schaltung gemäß der Erfindung in Anwendung auf eine Brennkraftmaschinen-Zündvorrichtung,
Fig. 2 eine Schaltung gemäß der Erfindung in Anwendung auf eine Drehzahlbegrenzungssteuerung
für eine Brennkraftmaschine,
Fig. 3 eine Schaltung gemäß der Erfindung in Anwendung auf ein Krafistoffeinspritzsystem.
Gemäß Fig. 1 ist eine Plus-Energieleitung 11 vorgesehen, die mildem Pluspol einer Fahrzeugbatterie
10 verbunden ist, ferner eine Minus-Energieleitung 12,
die an Masse angelegt ist. Eine weitere Plus-Encrgieleiiung
13 ist mit der Leitung 11 über einen Widerstand 14 gekoppelt, und zwischen die Leitungen 13 und 12 sind
Parallelschaltungen gelegt, von denei eine einen Kondensator 15 und die andere einen Widerstand 16
und eine Zenerdiode 17 in Reihe enthält. Der Widerstand 14 und der Kondensator 15 verhindern
Einsehaltstöße an einer wesentlichen Änderung des Potentials der Energieleitung 13. Die Verbindung
zwischen üem Widerstand 14 und der Zenerdiode 17 ist mit der Steuerelektrode eines n-p-n-Transistors 18
verbunden, dessen Emissionselektrode mit der Leitung
12 über einen Widerstand 19 verbunden ist und dessen Kollektor über eine lichtaussendende Diode 21 mit der
Leitung 13 und mit dem Kollektor eines Transistors 22 über einen Widerstand 23 verbunden ist. Die Steuerelektrode
des Transistors 22 ist mit der Leitung 12 über einen Widerstand 24 und ferner über einen Widerstand
25 mit der Emmissionselektrode eines n-p-n-Phototransistors
26 verbunden, dessen Kollektor mit der Leitung
13 verbunden ist. Die Emissionselektrode des Transistors 22 ist mil der Steuerelektrode eines n-p-n-Transistors
27 verbunden, dessen Emissionselektrode mit der Leitung 12 verbunden ist, und die Kollektoren der
Transistoren 22 und 27 sind über einen Widerstand 28 mit der Steuerelektrode eines n-p-n-Transisiors 29
verbunden, dessen Emissionselektrode über einen Widerstand 31 mit der Leitung 12 und dessen Kollektor
über einen Widerstand 32 mit der Leitung 11 verbunden
sind. Die Emissionselektrode des Transistors 29 isi weiter mit der Steuerelektrode eines n-p-n-Transistors
33 verbunden, dessen Emissionselektrode mit der Leitung 12 und dessen Kollektor mit der Leitung 11 über
eine Reihenschaltung verbunden sind, zu der die Primärwicklung 34 einer Zündspule 35 und ein
Widerstand 36 gehören. Die Sekundärwicklung 37 der Zündspule ist mit den Zündkerzen 38 des Motors zum
Drehen über einen herkömmlichen Verteiler 39 verbunden, und der Kollektor/Emissionselektrodenweg
des Transistors 33 liegt parallel zu einem spannungsabhängigen Widerstand 41.
Die lichtaussendende Diode 21 ist so angeordnet, daß
sie den Transistor 26 beleuchtet, wodurch der Transistor
26 leitend wird. Zwischen der Diode 21 und dem Transistor 26 sitzt eine Blende 42, die vom Motor
angetrieben wird und die Schlitze aufweist, so daß in bestimmten Winkelstellungen der Blende Licht auf den
Transistor 26 von der Diode 21 geworfen wird. Wenn für den Moment angenommen wird, daß der Transistor
26 nicht beleuchtet ist, fließt Strom durch die Diode 21 und die Widerstände 23 und 28, um den Transistor 29
einzuschalten. In dieser Phase sind die Transistoren 22 und 27 ausgeschaltet. Der Transistor 29 liefert
Steuerelektrodenstrom für den Transistor 33, so daß Strom in der Primärwicklung 34 fließt. Strom fließt auch
durch die Diode 21 und den Transistor 18 sowie den Widerstand 19, wobei die Zenerdiode 17 für eine
konstante Vorspannung an der Steuerelektrode des Transistors 18 sorgt, so daß der Stromlluß durch den
Transistor 18 konstant ist. Der konstante Strom ist so gewählt, daß er gerade ausreicht, um die Diode 21 zu
erregen, so daß sie Licht aussendet.
Wenn ein Schlitz in der Blende zwischen der Diode 21 und dem Transistor 2h liegt, beginnt, da die Diode 2)
aufleuchtet, der Transistor 26 zu leiten und schaltet die Transistoren 22 und 27 em,die ihrerseits für /.usät/lic-hen
Strom sorgen, der durch die Diode 21 geht, so daß die I .ieluinlcnsitäl zunimmt, wodurch wiederum die Leitung
des Transistors 26 zunimmt. Diese regenerierende Wirkung bewirkt ein schnelles Schalten des Schaltkreises
zwischen seinem ursprünglichen Zustand, bei dem die Diode 21 gerade soeben erregt ist und Licht
aussendet und die Transistoren 22 und 27 ausgeschaltet sind, und einem zweiten Zustand, bei dem die Diode 21
stark erregt ist und mit hoher Intensität strahlt und die Transistoren 22 und 27 voll leiten. Ein Leiten der
Transistoren 22 und 27 nimmt Strom vom Transistor 29 weg, der sich ausschaltet und damit den Transistor 33
ausschaltet, so daß der Fluß im Kern des Umformers 35 zusammenbricht, um einen Funken entstehen zu lassen.
Sobald der Schlitz in der Blende vorbeigewandert ist, ist der Weg zwischen der Diode 21 und dem Transistor
26 blockiert, und es fälIi kein weiteres Licht auf den
Transistor 26, so daß der Schaltkreis schnell in seinen ursprünglichen Zustand zurückkehrt, bei dem die
Transistoren 22 und 27 ausgeschaltet und die Transistoren 29 und 33 eingeschaltet sind. Der bestimmte
konstante Strom fließt immer noch durch die Diode 21, so daß sie gerade soeben erregt ist und strahlt.
Die Aufgabe des Widerstands 24 besteht darin, ein Einschalten des Transistors 22 durch einen Leckstrom
durch den Transistor 26 zu verhindern. Der Widerstand 25 begrenzt den Strom durch den Transistor 26 auf
einen sicheren Wert.
Obgleich im dargestellten Beispiel eine lichtaussendende Diode verwendet wird, können natürlich andere
Strahlungsquellen verwendet werden, beispielsweise normale Glühfadenbirnen, C)ailiumarsenid-Lichtquellen
oder Phosphiddioden. Ferner kann der Transistor 26 durch andere Arten von Strahlungsdetektoren ersetzt
werden, beispielsweise Photo-Darlington-Paare, Photodioden oder andere entsprechende Bauteile.
Es versteht sich natürlich, daß verschiedene Abwandlungen der in F i g. 1 gezeigten Anordnung möglich sind,
vorausgesetzt, daß der erforderliche konstante Strom durch die Diode 21 oder eine andere Lichtquelle fließt,
so daß die Lichtquelle gerade ausreichend erregt ist, um Licht auszusenden, wobei dann der Stromdurchgang
schnelle durch regenerierende Wirkung erhöht wird. Ferner ist die Art der Zündschaltung nicht wichtig. Die
Anordnung kann auch andere Arten von Zündschaltungen steuern, oder auch andere Formen von Steuervorrichtungen
für Brennkraftmaschinen. In Fig. 2 beispielsweise ist eine Anordnung der Begrenzung der
höchsten Drehzahl eines Motors gezeigt. Die Anordnung für die Steuerung des Transistors 22 und 27 ist die
gleiche wie in Fig. 1, so daß gleiche Bauteile mit den
betreffenden Bezugszahlen bezeichnet worden sind. In diesem Ausführungsbeispiel hat die Blende 42 jedoch
eine große Anzahl von Schlitzen um ihren Umfang hemm, so daß die Transistoren 22 und 27 weit schneller
als in Fi g. 1 ein- und ausgeschaltet werden, so daß ein
Wechselstromausgang mit einer Frequenz erzeugt wird, die die Motordrehzahl darstellt. Dieses Wechselstromsignal
wird einer Diodenpumpschaltung 51 herkömmlicher Art zugeleitet, wobei die Diodenpumpschaltung
mit einer Schalteinrichtung gekoppelt ist, beispielsweise mit einer Schmitt-Triggerschaltung, die zwischen die
Leitungen 13 und 12 geschaltet ist und die ihren Zustand ändert, wenn die Motordrehzahl einen Sollwert erreicht.
Wenn der Sollwert erreicht wird, wird eine Relaiswicklung 53 erregt, um einen normalerweise offenen
Relaiskontakt 53,-i zu schließen, der zwischen die beiden
Seiten des Kontaktunterbrechers 54 des Motors gelegt
ist. Dabei ist der Koniaktumerbiedier 54 zwischen die
Leitungen 11 und 12 in Reihe mit der Primärwicklung 55
der Zündspule geschaltet, und eine Sekundärwicklung 56 der Zündspule ist in der üblichen Weise abwechselnd
mit den jeweiligen Kerzen verbindbar. Wenn die Solldrehzahl des Motors also erreicht wird, wird der
Kontaktunterbrecher 54 kurgeschlossen, und es entstehen keine weiteren Funken, bis die Motordrehzahl auf
einen Wert verringert worden ist, bei dem die Relaiswicklung 53 nicht mehr erregt ist.
In F i g. 3 ist eine Anordnung gezeigt, die sich für die
Steuerung der Kraftstoffeinspritzung für eine Brennkraftmaschine eignet. Die Anordnung ist der in Fig. 1
ähnlich, außer daß der Transistor 33 und die verschiedenen durch den Transistor 33 gesteuerten
Bauteile hier weggelassen sind. Hier ist ein n-p-n-Transistor 61 vorgesehen, dessen Steuerelektrode mit dem
Kollektor des Transistors 29 verbunden ist, dessen Emissionselektrode mit der Leitung 12 verbunden ist
und dessen Kollektor mit der Leitung 11 über eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung 62 verbunden ist. Die
Schlitze in der Blende 42 sind hier so gewählt, daß ein Schlitz dem Moment entspricht, bei dem das Einspritzen
beginnen soll. Wenn kein Schlitz zwischen der Diode 21 und dem Transistor 26 erscheint, ist der Transistor 29
eingeschaltet, so daß der Transistor 61 ausgeschaltet ist, aber wenn ein Schlitz erscheint, schalten sich die
Transistoren 22 und 27 schnell ein, wie vorstehend erläutert, um den Transistor 29 auszuschalten, derart,
daß Strom jetzt durch den Widerstand 32 fließt, um den Transistor 61 einzuschalten und um die Einspritzeinrichtung
62 einzuschalten, damit mit dem Einspritzen von Brennstoff begonnen wird. Die Bogenlängen der
Schlitze sind so gewählt, daß das Einspritzen im erforderlichen Moment beendet wird, und zwar als
Folge des Vorbeiwanderns des Schlitzes am Transistor 26 und an der Diode 21, so daß sich der Transistor 29
wieder einschaltet, um den Transistor 61 auszuschalten.
Alle beschriebenen Ausführungsbcispielc haben den
ίο Vorteil, daß die Diode 21 oder ihr Äquivalent nur mit
voller Leistung erregt wird, wenn sie dem Transistor 26 oder seinem Äquivalent ausgesetzt ist, so daß eine
erhebliche Energieersparnis erreicht wird. Das wird natürlich dadurch erreicht, daß ein geringer Strom
ständig durch die Diode 21 geschickt wird, so daß sie gerade Licht aussendet. Ohne die Zencrdiode 17 oder
eine andere Einrichtung zur Sicherstellung, daß dieser geringe Strom konstant ist, könnte die Diode 21
aufhören, ein Licht zu erzeugen, beispielsweise als Folge einer Verringerung der Batteriespannung, es versteht
sich aber, daß erfindungsgemäß diese mögliche Schwierigkeit gelöst wird. Der konstante Strom wird
tatsächlich im Falle der Fig. 1 und 3 sogar durch den durch den Widerstand 28 fließenden Strom erhöht, diese
Erhöhung im konstanten Strom ist aber sehr klein und kann für praktische Zwecke außer acht gelassen
werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Steueranordnung für Zünd- und Kraftstoffeinspritzvorrichtungen für Brennkraftmaschinen, mit
einer elektrischen lichtemittierenden Strahlungsquelle, deren Intensität vom durchfließenden Strom
bestimmt wird, und einem Strahlungsempfänger, zwischen denen eine von der Brennkraftmaschine
angetriebene geschlitzte Scheibe angebracht ist, bei deren Drehung der Strahlengang zwischen Strahlungsquelle
und Strahlungsempfänger abwechselnd freigegeben und unterbrochen wird, wobei der
Strahlungsempfänger bei freigegebenem Strahlengang aktiviert ist und in aktiviertem Zustand einen in
Reihe mit der Strahlungsquelle liegenden Halbleiterschalter einschaltet, wodurch der Stromfluß durch
die Strahlungsquelle und damit die Intensität der Strahlungsquelle erhöht wird und wodurch ein
Steuervorgänge auslösender Schaltimpuls abgegeben wird, und wobei bei unterbrochenem Strahlengang
und demzufolge gesperrtem Halbleiterschalter durch die Strahlungsquelle fließender Strom durch
einen parallel zum Halbleiterschalter liegenden und einen Widerstand aufweisenden Stromzweig geführt
wird, dadurch gekennzeichnet, daß in dem
Stromzweig eine Konstantstromquelle angeordnet iüt, die bei unterbrochenem Strahlengang den Strom
durch die Strahlungsquelle (21) auf einem Wert konstant hält, der gerade für eine zur Aktivierung
des Strahlungsempfängers erforderliche Lichtemission der Strahlungsquelle ausreicht.
2. Steueranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konstantstromquelle ein
Transistor (18) ist, dessen Kollektor-Emitter-Strecke in Reihe mit dem Widerstand (19) liegt und dessen
Basis zur Konstanthaltung der an ihr liegenden Spannung mit einer Zener-Diode (17) verbunden ist.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB488071 | 1971-02-17 | ||
GB488071A GB1369232A (en) | 1971-02-17 | 1971-02-17 | Control systems for road vehicles |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2207113A1 DE2207113A1 (de) | 1972-08-31 |
DE2207113B2 DE2207113B2 (de) | 1977-03-10 |
DE2207113C3 true DE2207113C3 (de) | 1977-10-20 |
Family
ID=
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