DE2224051A1

DE2224051A1 - Elektronisches Kraftstoffeinspritz system fur eine Innenverbrennungsmaschine

Info

Publication number: DE2224051A1
Application number: DE19722224051
Authority: DE
Inventors: Colin Cedric Cincinnati Ohio McGavic John Patrick Kokomo Ind Gordon, (V St A)
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1971-05-24
Filing date: 1972-05-17
Publication date: 1972-12-07
Also published as: GB1320289A; CA965858A; US3747576A

Description

DR. MÜLLER-BORE DIPL-PHYS. DR. MANITZ DIPL.-CHEM. DR. DEUFEL DIPL-ING. FINSTERWALD DIPL-ING. GRÄMKOW

PATENTANWÄLTE

München, den We/Sv - G 2227

MOIORS CORPORATION Detroit, Michigan, USA

Elektronisches Kraftstoffeinspritzsystem für eine

Innenverbrennung smaschine

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Brennstoffeinspritzsystem für eine Innenv erbr enniuigsmas chine und insbesondere eine Vorrichtung zur Regelung der Brennstoffmenge, welche einer Maschine während Übergangsveränderungen in der Maschinenausgangsleistung zugeführt wird.

(Typisch erweise wird bei einer Innenverbrennungsmaschine die Ausgangsleistung der Maschine durch die Stellung eines einstellbaren Drosselelementes bestimmt, und es ist wünschenswert, daß die Änderungsrate in der Ausgangsleistung der Maschine sich eng parallel mit der Änderungsrate in der Stellung des Drosselelementes verändert.

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um eine hohe Maschinenleistung zu erreichen, muß die an die Maschine gelieferte Brennstoffmenge in der Weise geregelt sein, daß diejenige Maschinenausgangsleistung geliefert wird, welche durch die Veränderung in der Drosselelementenstellung verlangt wird. Weiterhin muß im Hinblick auf einen optimalen Betrieb der Maschine die an die Maschine gelieferte Brennstoffmenge in der Weise geregelt sein, daß diejenige iinderungsrate in der Maschinenausgangsleistung erzeugt wird, welche durch die Änderungsrate in der Drosselelementenstellung verlangt wird. Darüberhinaus ist es wünschenswert, daß die in Reaktion auf die Bewegung des Drosselelementes der Maschine zugeführte Treibstoffmenge gemäß der Maschinengeschwindigkeit verändert wird. Gemäß der Erfindung werden die gewünschten Ergebnisse dadurch erreicht, daß ein elektronisches Treibstoffeinspritzsystem geschaffen wird, welches empfindlich auf die Bewegung der Drossel anspricht und welches vorzugsweise auch auf die Maschinengeschwindigkeit reagiert.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung wird die Induktivität einer Induktionsspule in Reaktion auf die Veränderungen in der Stellung des Drosselelementes verändert. Gleichzeitig wird die Induktionsspule mit einem Steuerstrom erregt, welcher eine sich linear ändernde Größe aufweist. Demgemäß wird an der Induktionsspule eine Drosselspannung entwickelt, welche eine Amplitude aufweist, die der Induktivität der Induktionsspule direkt proportional ist. Die Zuführung von Treibstoff an die Maschine wird in Abhängigkeit von der Amplitude der Drosselspannung geregelt. Somit entspricht die der Maschine zugeführte Treibstoffmenge genau derjenigen, die erforderlich iot, um die durch die Veränderung in der Drosseielementenstellung verlangte Veränderung in der Maschinenausgangsleistung zu liefern.

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Gemäß iineia weiteren. Merkmal der Erfindung wird die Induktivität de-r Induktionsspule als Punktion der Änderungsrate der Stellung deü Drosselelementes verändert_v indem ein Dämpfungs-Positionssensor verwendet wird. Da sich die Größe des Steuerstromes-durch die Induktionsspule mit einer konstanten Inderungsrate ändert, ist die an der Induktionsspule entwickelte Drosselspannung der Änderungsrate in der Stellung des Drosselelementes direkt proportional. Demgemäß entspricht die der Maschine zugeführte Treibstoffmenge genau derjenigen Menge, welche erforderlich ist, OJii diejenige Änderungsrate in der Maschinenausgangsleistung zu liefern, welche durch die Änderungsrate in der Drosselelementenstellung νtrlangt wird.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird eine Geschwindigkeit sspannung entwickelt, die eine Amplitude aufweist, welche der Geschwindigkeit der Maschine proportional ist. Die Amplitude der Geschwindigkeitsspannung vereinigt sich mit der Amplitude der Drosselspannung, um die Treibstoffmenge zu bestimmen, welche der Maschine zugemessen wird. Demgemäß entspricht die Treibstoffνersorgung an die Maschine während Übergangsvorgängen in der Maschinenausgangsleistung der Geschwindigkeit der Maschine.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand, der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt ι

pig. Ί eint; schenatische Darstellungjeines erfindungsgemäßen Treibstoffeinspritzsystems_;

P_g. 2 ein Diagramm von Wellenformen, welches dazu dient, die Arbeitsweise der Erfindung zu erläutern,

Pig. 5 ein ochaltschema einer erfindungsgemäßon Übergangslei stunjc-rügöleinrichtung,

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Pig. 4 eine schematische Darstellung eines Positionssensors, wie er in der erfindungsgemäßen Einrichtung verwendet wird und

Fig. 5 eine schematische Darstellung weiterer Wellenformen, die zur Erläuterung der Erfindung dienen.

Die S¹Ig. 1 zeigt in schematischer Darstellung eine Innenverbrennungsmaschine 10 (welche lediglich als Beispiel dargestellt ist, und zwar als eine Maschine mit einem einzigen Zylinder), und zwar für ein Motorfahrzeug, wobei die Maschine einen Verbrennungsraum in einem Zylinder 12, einen Kolben 14, eine Kurbelwelle 16 und eine Verbindungsstange 18 umfaßt.

Einlaß- und Auslaß-Leitungen 20 und 24 sind jeweils mit den Zylinder 12 über Einlaß- und Auslaßöffnungen 22 und 26 verbunden. Ein Einlaßventil 28 regelt den Einlaß des Verbrennungsgemisches in dem Zylinder 12 zur Zündung durch eine Zündkerze 30, wobei der Auslaß der Verbrennungsprodukte durch ein Auslaßventil 32 geregelt ist. Das Einlaßventil 28 und das Auslaßventil 32 werden durch eine bei 34 dargestellte herkömmliche Ventilantriebseinrichtung betätigt.

Ein Zündschalter 38 schaltet eine zwischen einer Netzleitung 40 und einer Erdleitung 42 angeordnete Batterie 36 ein. Eine herkömmliche Zündschaltung 44 ist elektrisch mit der Netzleitung 40 verbunden und ist mechanisch mit der Kurbelwelle der Maschine 10 verbunden. Die Zündschaltung 44 ist über ein Kabel 46 mit der Zündkerze 30 verbunden.

Ein Treibstoffinjektor 48 umfaßt ein Gehäuse 50, welches eine Öffnung 52 mit einer festen Abmessung aufweist. Ein Ventilkolben 54 ist derart angeordnet, daß er innerhalb des Gehäuses 50 in der Weise hin- und herbewegbar ist, daß die öffnung 52

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voll geöffnet oder voll geschlossen sein kann. Eine Vorspannungsfeder 56 ist zwischen dem rückwärtigen Ende des Ventilkolbens 54- Tind dem Gehäuse 50 derart angeordnet, daß der Ventilkolben 54- in der voll geschlossenen Stellung gehalten ist. Ein Solenoid oder eine Wicklung 58 ist elektromagnetisch mit dem Ventilkolben 5^ gekoppelt, um denselben gegen die Wirkung der Vorspannungsfeder 56 in die voll geöffnete Stellung zu bringen, wenn die Wicklung 58 erregt ist. Der Treibstoffinjektor 48 ist in der Ansaugleitung 20 der Maschine 10 angeordnet, um Treibstoff in die Ansaugleitung 20 einzuspritzen, und zwar mit konstantem Durchfluß durch die Meßöffnung 52, wenn sich der Ventilkolben 5^ in der voll geöffneten Stellung befindet.

Eine elektrisch angetriebene Treibstoffpumpe 60 ist mit dem Treibstoff-injektor 48 durch eine Leitung 62 und mit dem Fahrzeugtreibstofftank 64 durch eine Leitung 66 verbunden, so daß Treibstoff aus dem Treibstofftank 64 zum Treibstoffingektor 48 gepumpt werden kann. Ein Druckregler 68 ist mit der Leitung 62 durch eine Leitung 70 verbunden und ist mit dem Treibstofftank 64 durch eine Leitung 72 verbunden, um den Druck des dem Treibstoffinjektor 48 zugeführten Treibstoffes zu bestimmen.

der Ein Drosselventil 7^ ist drehbar innerhalb/Ansaugleitung 20 angeordnet, um die Luftströmung in die Ansaugleitung 20 zu regeln, und ist über eine Verbindung 76 mit dem Fahrzeuggaspedal 78 verbunden, welches schwenkbar für eine Bewegung gegen die Wirkung einer Druckfeder 79 angeordnet ist.

Im Betrieb der Maschine 10 wird Treibstoff in die Ansaugleitung 20 eingespritzt, und zwar wird der Treibstoff durch den Treib stoffingektor 48 in Reaktion auf dessen Erregung mit konstantem Durchfluß eingespritzt, wobei die Menge des eingespritzten Treibstoffes durch ein Treibstoffversorgungs-Steuer-

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system geregelt wird, welches nachfolgend beschrieben wird.

Ein Taktpulsgenerator 30 ist mit der Kurbelwelle 16 verbunden, um Rechtecktaktiinpulse zu erzeugen, die eine Frequenz aufweisen, welche der Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle 16 proportional ist und mit derselben synchronisiert ist. Die Eechtecktaktimpulse werden einer Taktleitung 82 zugeführt. Vorzugsweise ist der Taktpulsgenerator SO irgendein induktiver Geschwindigkeitsübertrager, welcher mit einer bistabilen Schaltung gekoppelt ist, es könnte jedoch auch eine beliebige andere Impulserzeugungseinrichtung verwendet werden, beispielsweise könnte ein Drehschalter mit vielen Kontakten verwendet werden.

Eine Ingektortreiberschaltung 84, die mit der Netzleitung 40 und der Taktleitung 82 verbunden ist, ist ebenfalls über eine Injektionsleitung 86 mit dem Treibstoffinjektor 48 verbunden. Die Injektortreiberschaltung 84 spricht auf die Taktimpulse an, welche durch den Taktpulsgenerator 80 erzeugt werden, um das Treibstoffinjektorventil 48 in Synchronisation mit der Drehgeschwindigkeit oder der Frequenz der Kurbelwelle 16 in etwa der gleichen Weise zu .erregen wie die Zündschaltung 44 die Zündkerze 30 erregt. Die Ztdtperiode, während welcher der Treibstoffinjektor 48 durch die Treiberschaltung 84 erregt wird, ist durch die Länge oder die Dauer der Rechteck-Steuerimpulse bestimmt, welche durch einen Modulator oder einen Steuerimpulsgenerator 88 erzeugt werden, der nachfolgend im einzelnen beschrieben wird. Die Steuerimpulse werden durch den Steuerimpulsgenerator 88 der Injektortreiberschaltung 84 über eine Steuerleitung 90 in Synchronisation mit den Taktimpulsen zugeführt, welche durch den Takt^jpulsgenerator 80 erzeugt werden. Mt anderen Worten, die Injektortreiberschaltung 84 spricht auf die Koinzidenz eines Taktimpulses und eines Steuerimpulses an, um den Treibstoffinjektor 48 während der Dauer des" Steuerimpulses zu erregen.

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Die Injektortreiberschaltung 84"kann ein beliebiger Verstärker sein, der dazu in der Lage ist, in logischer Veise die gewünschte Impulsoperation auszuführen. Wo jedoch zusätzliche Treibstoffinjektoren 48 verwendet werden, kann es erforderlich sein, daß die Injektortreiberschaltung 84 auch auswählt, welcher der Treibstoffinjektoren 48 in Reaktion auf jeden entsprechenden Taktimpuls zu erregen ist. Beispielsweise können die Treibstoffinjektoren 48 in "verschiedene Gruppen unterteilt sein, welche nacheinander in Reaktion auf nacheinander auftretende Taktimpulse erregt werden. In umgekehrter Weise können die Taktimpulse in der Weise angelegt werden, daß eine Zählschaltung oder eine logische Schaltung betätigt wird, welche individuell die Treibstoffinjektor.en 48 zur Erregung auswählt.

Der Steuerimpulsgenerator 88 umfaßt einen monostabilen Multivibrator oder einen Sperrschwinger 92· Der Sperrschwinger 92 umfaßt einen Steuerübertrager 94, der eine Primärwicklung 96 und eine Sekundärwicklung 98 aufweist, die veränderbar induktiv über einen bewegbaren magnetisierbaren Kern 100 gekoppelt sind. Je tiefer der Kern 100 in die Primär- und die Sekundärwicklung 96 und 98 eintaucht, umso größer ist die induktive Kopplung zwischen der Primärwicklung 96 und der Sekundärwicklung 98. Der bewegbare Kern 100 ist mechanisch über ein entsprechendes Verbindungsglied 102 mit einem Drucksensor 104 verbunden, der seinerseits mit der Ansaugleitung 20 der Maschine 10 stromabwärts von der Drossel 7 4· über eine Leitung 106 verbunden ist, um den Unterdruck oder das Vakuum innerhalb der Ansaugleitung 20 zu steuern. Der Drucksensor 104 bewegt den Kern 100 innerhalb des SteuerübertragQB 94, um die induktive Kopplung zwischen der Primärwicklung und der Sekundärwicklung 96 und 98 in umgekehrtei¹ Punktion des Vakuums innerhalb der Ansaugleitung 20 zu steuern. Wenn demgemäß das Vkuuia innerhalb .der Ansaugleitung 20 in Reaktion auf die öffnung der Drossel 74 ab-

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nimmt, wird der Kern 100 tiefer in den Steuerübertrager 94 eingeführt, um in proportionaler Weise die induktive Kopplung zwischen der Primärwicklung 96 und der Sekundärwicklung 98 zu vergrößern.

Der monostabile Multivibrator oder der Sperrschwinger 92 weist weiterhin ein Paar von NPN-I?lächentransi stören 108 und 110 auf. Die Primärwicklung 96 ist von der Kollektorelektrode des [Transistors 110 über einen Begrenzerwiderstand 112 mit der Netzleitung 40 verbunden. Die Sekundärwicklung 98 ist von einer Eingangsklemme 114- über eine Steuerdiode 116 mit einer Yorspannungsklemme 118 zwischen einem Paar von Vorspannungswiderständen 120 und 122 verbunden, welche zwischen der Netzleitung 40 und der Erdleitung 42 in Reihe geschaltet sind. Ein Vorspannungswiderstand 124 ist zwischen der Verbindung 114 und der Netzleitung 40 eingefügt. Die Basis des Transistors 108 ist über eine Steuerdiode 126 mit der Verbindung 114 verbunden. Die Emitter der Transistoren 108 und 110 sind direkt mit der Erdleitung 42 verbunden. Der Kollektor des Transistors 108 ist über einen Vorspannungswiderstand 128 mit der Netzleitung 40 verbunden und ist weiterhin über einen Vorspannungswiderstand 130 mit der Basis des Transistors 110 ve-rbunden.

Der Steuerimpulsgenerator 88 umfaßt weiterhin eine Differenzierstufe 132, welche durch einen Kondensator 134 und ein Paar von Widerständen I36 und 138 gebildet ist. Die Widerstände I36 und 138 sind in Reihe zwischen der Netzleitung 40 und der Erdleitung 42 eingeschaltet. Der Kondensator 134 ist zwischen der Taktleitung 82 und einer Verbindung 140 zwischen den Widerständen 136 und 138 angeordnet. Eine Steuerdiode 142 ist zwischen der Verbindung 140 zwischen den Widerständen 136 und 138 und der Eingangsverbindung 114 angeordnet. Im Betrieb werden Taktimpulse über die Taktleitung 82 der Differenzierstufe 132 zugeführt. Die Differenzierstufe 132 entwickelt negative Triggerimpulse an der Verbindung 140 in Reaktion auf die Takt-

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impulse. Die Diode 14-2 liefert Trigger impulse von der Verbindung 140 an die Verbindung 114-.

Gemäß Pig. 1 und 2 schaltet der mono stabile Multivibrator oder der Sperrschwinger 92 von einem stabilen Zustand in einen instabilen Zustand, und zwar in Reaktion auf eine Abnahme der Spannung an der Eingangs verbindung 114- unterhalb eines vorgegebenen Schwellenwertpotentials 144. Die Spannung, welche an der Verbindung 114 auftritt, umfaßt die Kombination einer Signalspannung oder Druckspannung P und einer Vorspannung B, wie es in der Eig» 2b dargestellt ist. Die Druckspannung P wird durch den Steuerübertrager 94 geliefert, und die Vorspannung B wird durch ein Vorspannungsnetzwerk geliefert, welches die Widerstände 120, 122 und 124 aufweist. Wenn die Spannung an der Verbindung 114 oberhalb des Schwellwertpotentials 144 liegt, wird der Transistor 108 in den voll leitfähigen Zustand versetzt, und zwar durch die Kopplungswirkung der Diode 126, und der Transistor 110 wird in den voll nicht leitenden Zustand versetzt, und zwar durch die Vorspannungswirkung des Widerstandes 130.

Wenn keine Steuerspannung P vorhanden ist, wird die Vorspannung B, welche durch die Widerstände 120, 122 und 124 geliefert wird, normalerweise die Spannung an der Verbindung 114 über dem Schwellwertpotential 144 halten, so daß der Transistor 108 normalerweise eingeschaltet und der Transistor 110 normalerweise abgeschaltet ist. Wenn jedoch ein negativer Triggerimpds an der Verbindung 114 ankommt, fällt die Spannung an der Verbindung 114 unverzüglich unter das Schwellwertpotential 144. Folglich wird der Transistor 108 über die Kopplungswirkung der Diode 126 abgeschaltet, und der Transistor 110 wird durch die Vorspannungswirkung der Widerstände 128 und 130 eingeschaltet. Wenn der Transistor 110 ein-

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geschaltet ist, wird ein Steuerimpuls C gemäß der Darstellung in der Pig. 2a auf der Steuerleitung 90 ausgelöst. Der Pegel des Steuerimpulses C ist durch den SättigungsSpannungsabfall des Transistors 110 bestimmt.

Wenn der Transistor 110 eingeschaltet ist, wird ein Strom in der Primärwicklung 96 des Steuerübertragers 94- aufgebaut, um eine Druckspannung P an der Sekundärwicklung 98 des Steuerübertragers 94- zu erzeugen. Die Druckspannung P nimmt anfänglich augenblicklich, von dem Pegel der Vorspannung B auf einen niedrigeren Spitzenpegel ab und nimmt dann wieder auf den Pegel der Vorspannung B ab. Die Druckspannung P ist über die Diode 116 mit der Verbindung 114 gekoppelt, um die Spannung an der Verbindung 114 unterhalb des Schwellwertpotentials zu halten. Folglich bleibt der Transistor 108 abgeschaltet, und der Transistor 110 bleibt eingeschaltet.

Der untere Spitzenpegel der Druckspannung P ist durch die induktive Kopplung zwischen der Primärwicklung und der Sekundärwicklung 96 und 98 des Steuerübertragers 94· bestimmt. Andererseits ist die induktive Kopplung zwischen der Primärwicklung und der Sekundärwicklung 96 und 98 durch die Stellung des bewegbaren Kerns 100 festgelegt. Die Rate, mit welcher die Druckspannung P von dem unteren Spitzenpegel auf den Pegel der Vorspannung B zunimmt, ist durch die L/R-Zeitkonstante der Primärwicklung 96 und dem Begrenzerwiderstand 112 bestimmt. Wenn die Druckspannung P zunimmt, steigt die Spannung an der Verbindung 114 unter Umständen über das Schwellwertpotential 144 an. Demgemäß wird der Transistor 108 eingeschaltet, und der Transistor 110 wird abgeschaltet. Wenn der Transistor 1Oo abgeschaltet ist, wird der Steuerimpuls 0 an der Steuerleitung 90 beendet.

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.Somit wird die Dauer der Steuerimpulse, welche auf der Steuerleitung 90 auftreten, durch die Kombination der Druckspannung P und der Vorspannung B bestimmt. Genauer gesagt, die Länge der Steuerimpulse G steht in umgekehrter Beziehung zu dem Pegel der Vorspannung B. Wenn somit der Pegel der Vorspannung B abnimmt, wird die Länge der Steuerimpulse G "vergrößert. Wenn jedoch alternativ dazu der Pegel der Vorspannung angehoben wird, wird die Länge der Steuerimpulse G geringer. Wenn nunmehr angenommen wird, daß dia Vorspannung B konstant ist, so ist die Dauer dsr Steuerimpulse G durch den Drucksensor 104- und den oteuorübertrager 94- als inverse Punktion des Vakuums innerhalb der Ansaug]ä-tung 20 der Maschine 10 festgelegt.

Nunmehr sei angenommen, daß die der Maschine 10 zugeführte Treibütoffmenge in direkter Beziehung zu dem Druck in der Ansaugleitung 20 steht, welcher durch die Stellung des Drosselventils 7^ bestimmt ist. Somit legt die Stellung des Drosselventils 74- die Ausgangsleistung der Maschine 10 fest, und unter der Annahme, daß die Belastung auf der Maschine 10 konstant ist, wird die Maschinengeschwindigkeit beschleunigt und verzögert, wenn das Drosselventil 74- geöffnet und geschlossen wird. Ef:. ist wünschenswert, . daß die Änderungsrate in der Ausgangsleistung der Maschine 'Ί0 der iinderungsrate in der Stellung des Drosselventils 74-eng parallel verläuft.

Um demgemäß eine hohe Maschinenleistung zu erzielen, muß diü Menge des an die Maschine 10 gelieferten Treibstoffes in der Weise gesteuert werden,' daß diejenige Änderung in der Ausgangsleistung der Maschine 10 geliefert wird, welcho durch die Veränderung in der Stellung dos Drosselventils 74- verlangt wird. Um weiterhin oinc optimale

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Arbeitsweise der Maschine 10 zu erreichen, muß die Menge des der Maschine 10 zugeführten Treibstoffes in der Weise geregelt sein, daß die Inderungsrate in der Ausgangsleistung der Maschine. 10 erzeugt wird, welche durch die Änderungsrate in der Stellung des Drosselventils 7^- verlangt wird. Weiterhin ist es wünschenswert, daß die der Maschine 10 zugeführte (Treibstoffmenge in Reaktion der Bewegung des Drosselventils 7^- gemäß der Geschwindigkeit der Maschine 10 modifiziert wird. Durch die Erfindung werden diese wünschenswerten Ergebnisse dadurch erzielt, daß ein elektronisches Treibstoffeinspritzsystem einschließlich einer Übergangsleistungs-Steuereinrichtung 146 geschaffen wird, welche in empfindlicher Weise auf die Bewegung des Drosselventils JU- ansprechen und vorzugsweise ebenfalls auf die Geschwindigkeit der Maschine-10 reagieren.

Die Übergangsleistungs-Steuereinrichtung 146 ist zwischen dem Drosselventil 7^- und dem Steueriinpulsgeneraö]tr 88 angeordnet, um die der Maschine 10 zugeführte Treibstoffmenge zu regeln, und zwar in Reaktion auf die Bewegung des Drosselventils 7^-· Insbesondere umfaßt die Übergangsleistungs-Steuereinrichtung 146 einen mechanischen Eingang, welcher mit dem Drosselventil 74 über ein geeignetes Verbindungsglied 148 verbunden ist, und sie umfaßt weiterhin einen elektrischen Eingang, welcher mit dem Steuerimpulsgenerator 88 über die Steuerleitung 90 verbunden ist. Weiterhin umfaßt die Übergangsleistungs-Steuereinrichtung 146 einen Ausgang, welcher mit der Verbindung im Steuerimpulsgenerator 88 über eine Ausgangsleitung 150 verbunden ist. Im Betrieb verschiebt die Übergangsleistungs-Steuereinrichtung 146 den Pegel der Vorspannung B, welcher an der Verbindung 118 auftritt, um die Länge der Steuerimpulse C zu verändern, die durch den monostabilen Multivibrator 88 erzeugt

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werden. Genauer gesagt, die Übergangsleistungs-Steuereinrichtung 146 spricht auf die Änderungsrate in.der Stellung des Drosselventils 7^ an, um die Länge der Steuerimpulse 0 zu verändern, so daß auf diese Weise eine gleiche Inderungsrate in der Ausgangsleistung der Maschine erzeugt wird. Zusätzlich umfaßt die Übergangsleistungs-Steuereinrichtung 14-6 einen Eingang, welcher mit dem Taktimpulsgenerator 80 über die Taktleitung 82 verbunden ist, um die Gesamtverschiebung im Pegel der Vorspannung B in Reaktion auf die Geschwindigkeit der Maschine 10 zu modifizieren.

Gemäß Fig. 3 umfaßt die Übergangsleistungs-Regeleinrichtung eine veränderbare Induktionsspule oder Wicklung 152. Ein Übergantisle-istungs-Bfctätigungselement oder ein Positionssensor einschließlich dem Verbindungsglied 148 verändert die Induktivität der Wicklung 152 in Reaktion auf die Bewegung des Drosselventils 74-· Wenn somit die Stellung des Drosselventils 7^ verändert wird, verändert das Übergangsleistungs-Betätigungselement 154 die Induktivität der Wicklung 152. Genauer gesagt, das Übergangsleistungs-Betätigungselement 154 liefert eine Dämpfungswirkung, um die Veränderung in der Induktivität der Wicklung 152 als Funktion der Änderungsrate in der Stellung des Drosselventils 7^ festzulegen. Das Übergangsleistungs-Betätigungselement 154 kann derart ausgebildet sein, daß es auf das öffnen des Drosselventils 7^, auf das Schließen des Drosselventils 7^ oder auf beide Vorgänge anspricht. Wenn das Drosselventil 74- aus einer weniger geöffneten Stellung in eine weiter geöffnete Stellung gebracht wird, nimmt die Ausgangsleistung der Maschine 10 zu. Wenn das Drosselventil 7^ von einer weiter geöffneten Stellung in eine weniger geöffnete Stellung gebracht wird, nimmt die Ausgangsleistung der Maschine 10 ab. Die I'ig. 4 veranschaulicht eine Ausführungsform der Übergangsleistungs-Betätigungseinrichtung oder des Positions-

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sensors 15^₅ welcher auf die Änderungsrate in der Stellung des Drosselventils T¹V sovjohl während, des Öffnens und des Schließens des Drosselventils 7^- anspricht.

Pig. 4 umfaßt die Übergangsleistungs-Betätigungseinrichtung 1^4 einen bewegbaren magnetisierbaren Kern 156, welcher elektromagnetisch mit der Wicklung 152 gekoppelt ist, um die Induktivität der Wicklung 152 festzulegen. Vorzugsweise ist der Kern 156 axial translo.torisch in bezug auf die Wicklung 152 bewegbar. Wenn der Kern 156 axial in bezug auf die Wicklung 152 verlagert; wird, ändert sich die elektromagnetische Kopplung zwischen dem Kern 156 und der Wicklung 152 in der Weise, daß die Induktivität der Wicklung 152 verändert wird. Eine Peder 15G ist zwischen einer Bezugsfläche und einem Ende des Kerns 156 angeordnet. Die Ifeder 150 ist dazu in der Lage, unter Spannung oder unter Druck gesetzt zu werden. Eine Dämpfungseinrichtung 160 ist zwischen dem Verbindungsglied 148 und dem anderen Ende des Kerns 156 angeordnet. Genauer gesagt, die Dämpfungseinrichtung 160 umfaßt einen Kolben 162, der für eine hin- und hergehende Bewegung innerhalb eines Zylinders 164 angeordnet ist. Der Kolben 162 ist von einem Fluid wie Luft innerhalb des Zylinders 164 umgebea. Der Kolben Ί62 ist mit dem Kern 156 verbunden, während der Zylinder 164 mit dem Verbindungsglied' 146 verbunden ist. Eine Lüftungsöffnung Ί66 erstreckt sich durch den Kolben 162 hindurch, um zu ermöglichen, daß Fluid zwischen der Innenseite und der Außenseite dos Kolbens 162 strömt, und zwar während der Bewegung des Kolbens im Zylinder 164. Somit legt die Lüftungsöffnung 166 die Zeitkonstante oder die Ansprechchara\kteristik der Dämpfungseinrichtung 160 fest.

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-Normalerweise hält die Feder 158 den Kern 160 in einer Ruhestellung gemäß Fig. 3, in welcher die Feder 158 vollständig unbelastet ist. In der Ruhestellung ist die In-., duktivität L der Wicklung 152 auf eine Nenninduktivität L eingestellt. Nunmehr sei angenommen,' daß das Gaspedal 78 niedergedrückt ist, um das Drosselventil 7^ zu öffnen, so daß dcsr Zylinder 164 durch das Verbindungsglied 148 scharf nach links gedruckt wird. Anfänglich bewegt sich der Kolben 162 mit dem Zylinder 164 nach links, während Fluid durch die Lüftungsöffnung 166 von der Innenseite zur Außenseite des Kolbens 162 strömt. Folglich wird der Kern 156 in die Wicklung 152 hineingedrückt, so daß dadurch die Induktivität der Wicklung 152 vergrößert wird. Wenn der Kern 156 in die Wicklung 192 hineinbewegt wird, wird die Feder 158 unter Druck gesetzt. Demgemäß wirkt die _F«der 158 in der Weise, daß der Kern 156 nach rechts gedruckt wird. Während Fluid durch die Lüftungsöffnung 166 von der Innenseite zur Außenseite des Kolbens 162 strömt, bewegt sich der Kolben 162 nach rechts. Schließlich wird der Kurn 1-56 durch die Wirkung der Feder 158 wieder in die Ruhestellung zurückgebracht.

Anfänglich nimmt die Induktivität L der Wicklung 152 rasch von der-Nonninduktivität L auf einen maximalen Spitzenwert "oder eine obere Induktivität L zu, während sich der Kolben 162 mit dorn. Zylinder 164 in Reaktion auf das Öffnen des Drosselventils 7^ nach links bewegt. Die maximale Spitzeninduktivitat L steht in direkter Beziehung zu der gesamten einwärtigen Verlagerung des Kerns 156 in bezug auf die Wicklung 152. Andererseits ist die einwärtige Verlagerung des Kerns 156 eine direkte Funktion der Änderungsrcte in der Stellung des Drosselventils 7^? wenn dieses sich

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in Reaktion auf das Niederdrücken des Gaspedals 78 öffnet. Demgemäß ist die anfängliche Zunahme in der Induktivität der Wicklung 152 oder die obere Spitzeninduktivität L der Änderungsrate in der Öffnung des Drosselventils 7^ direkt proportional. Demgemäß ist dann, wenn der Eern 156 in die Ruhestellung zurückkehrt, die Induktivität der Wicklung von der maximalen 'Induktivität L zur ITenninduktivität L zurückgekehrt. Die Abnahmerate in der Induktivität L der Wicklung 152 wird durch die Zeitkonstante oder die Ansprechcharakteristik der Dämpfungseinrichtung 160 festgelegt.

In alternativer Weise sei angenommen, daß das Gaspedal 78 · in der Weise zurückgenommen wird, daß das Drosselventil 74-geschlossen wird, so daß der Zylinder 164 durch das Verbindungsglied 148 scharf nach rechts gezogen wird. Anfänglich bewegt sich der Kolben 162 in gleicher Weise mit dem Zylinder 164 nach links, während Fluid durch die Lüftungsöffnung 166 von der Außenseite zur Innenseite des Kolbens 162 strömt. Polglich wird der Kern 156 aus der Wicklung 152 herausgebracht, so daß dadurch die Induktivität der Wicklung 152 abnimmt. Während sich der Kern aus der Wicklung 152 herausbewegt, wird die Feder 158 unter Spannung gesetzt. Somit wirkt die Feder 158 in der Weise, daß der Kern 156 nach links gezogen wird. Während Fluid durch die Lüftungsöffnung 166 von der Außenseite zur Innenseite des Kolbens 162 strömt, bewegt sich der Kolben 162 nach links. Schließlich wird der Kern 156 durch die Wirkung der Feder 158 wieder in seine Ruhelage zurückgebracht.

Anfänglich nimmt die Induktivität L der Wicklung 152 rasch von der ITenninduktivität L_n auf eine minimale Spitzeninduktivität oder untere Induktivität L ab, während sich der

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Kolben 162 mit dem Zylinder 164 nach rechts "bewegt. Die minimale Spitzeninduktivität L steht in direkter Beziehung zur Größe der gesamten auswärtigen Verlagerung des Kerns Ί56 in bezug auf die- Wicklung 152. Diese Verlagerung des Kerns 156 nach auswärts ist eine direkte !Punktion der Änderung sr ate in der Stellung des Drosselventils 74-, während es sich in Reaktion auf das Zurücknehmen des Gaspedals 78 schließt. Folglich isb die anfängliche Abnahme in der induktivität der Wicklung 152 oder die imtere Spitzeninduktivität L der Inderungsrate beim Schließen des Drosselventils 74- direkt proportional. Wenn danach die Spule 156 in die Ruhestellung zurückkehrt, nimmt die Induktivität der Wicklung 152 von der minimalen Spitzeninduktivität L auf die Kenninduktivität L^ zu. Die Zunahmerate der Induktivität L der Wicklung 152 wird durch die Zeitkonstante oder die Ansprechcharakteristik der Dämpfungseinrichtung 160 beherrscht.

Gemäß Pig. 3 umfaßt die Übergangsleistungs-Steuereinrichtung 146. einen Drosselspannungsgenerator 168 und eine Vorspannungsänderungseinrichtung 170. Der Drosselspannungsgenerator 168 erzeugt eine Drosselspannung, die eine .Amplitude aufweist, welche auf die Äncerungsrate in der Stellung des Drosselventils 74 anspricht. Genauer gesagt, der Drosselspannungsgenerator 168 umfaßt eine Wicklung 152 und einen Steuerstromregler 172 zur Erregung der Wicklung 152 mit einem Steuerstrom. Der Steuerstromregler 172 umfaßt einen Steuerspannungsgenerator 1?4 zur Erzeugung einer veränderlichen Steuerspannung und eine Steuerstromquelle I76 zur Erzeugung eines veränderlichen Steuerstromes in Reaktin auf die Steuerspannung. Als Ergebnis der Veränderung des Steuerstromes durch die Induktionsspule 152 wird eine Drosselspannung an der Induktionsspule 152 erzeugt, welche eine Amplitude aufweist, die durch die Indukti- · vität der Wicklung 152 bestimmt is°t.

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Der Steuerspannungsgenerator 17⁷I- umfaßt einen Kondensator 178, welcher mit einer Entladeschaltung 180 und einer Ladeschaltung 182 zusammenwirkt, um an einer Verbindung 184 eine Steuerspannung zu erzeugen. Die Entladeschaltung 180 ist mit dem Steuerimpulsgenacator 88 verbunden und liegt parallel zu dem Kondensator 178, um den Kondensator 178 zu entladen, damit die Steuerspannung in Reaktion auf die Abwesenheit eines Steuerimpulses vom Steuerimpulsgenerator 38 auf einen festen Pegel geklemmt ist. Die Ladeschaltung 82 ist mit dem Kondensator I78 in Reihe geschaltet, um den Kondensator 172 mit einem konstanten Ladestrom zu versorgen, damit die Amplitude der Steuerspannung in Reaktion auf das Vorhandensein eines Steuerimpulses von dem Steuerimpulsgenerator 88 linear ansteigt. Die Stromquelle 176 ist mit der Wicklung 152 zur Erregung der Wicklung 152 mit einem Steuerstrom verbunden, der eine linear ansteigende Stärke in Reaktion auf die lineare Zunahme der Amplitude der Steuerspannung an der Verbindung aufweist. Da die Stärke des Erregerstroms sich mit konstanter Inderungsrate ändert, wird an der Wicklung 152 an einer Verbindung 185 eine Drosselspannung erzeugt, die eine Amplitude aufweist, welche der Induktivität der Wicklung 152 direkt proportional ist.

Der Kondensator I78 ist zwischen der Netzleitung 40 und der Verbindung 184 angeordnet. Die Klammerschaltung der Entladeschaltung 180 umfaßt einen EPN-I¹IaChentransistör 186. Die Kollektorelektrode des Transistors 186 ist direkt mit der Netzleitung 40 verbunden. Die Emitterelektrode des Transistors 186 ist direkt mit der Verbindung 184 verbunden. Die Basiselektrode des Transistors 186 ist mit einer Verbindung 188 verbunden. Ein Vorspannungswiderstand 190 ist zwischen der Netzleitung 40 und der Verbindung 188 angeordnet. Eine Temperaturkompensationsdiode 191 und ein Vorwideratand 192

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sind in Reihe zwischen der Verbindung 108 und der Erdleitung 42 angeordnet. Weiterhin ist eine Abschaltdiode 194 zwischen der Verbindung 188 und der Steuerleitung 90 angeordnet, welche mit dem Steuerimpulsgenerator 88 verbunden ist«

Die Ladeschaltung 182 umfaßt einen KPN-Plächentransistor 196. Die Kollektorelektrode des Transistors 196 ist direkt mit der Verbindung 184 verbunden. Die Emitterelektrode des Transistors 196 ist über einen Vorspannungswiderstand 198 mit der Erdleitung 42 verbunden. Die Basiselektrode des Transistors 196 ist mit einer Verbindung 200 verbunden. Ein Vorspannungswiderstand 202 ist zwischen der Hetz Leitung 40 und der Verbindung 200 angeordnet. Eine Temperaturkompensationsdiode 204 und ein Vorspannung swi der st and 206 sind in Reihe, zwischen der Verbindung 200 und der Erdleitung 42 angeordnet.

Die Steuerspannungsquelle 180 umfaßt die Kombination eines PEP-Flächontransistors 208 und eines NPN-FlächentraBistors 210. Die Basiselektrode des Transistors 208 ist mit der Verbindung 184 verbunden. Die Kollektorelektrode des Transistors 206 und die -Basiselektrode des Transistors 210 sind miteinander verbunden. D-e Emittelektrode des Transistors 208 und die Küllektorelektrode des Transistors 210 sind miteinander über einen veränderbaren Begrenzerwiderstand 212 und mit der Netzleitung 40 verbunden. Die Emitterelektrode des Transistors 210 ist mit der Verbindung 185 verbunden. Die veränderbare Induktionsspule oder Wicklung 152 ist zwischen der Verbindung 165 und der Einleitung 42 angeordnet. Zusätzlich ist eine Spitzenunterdrückungsdiode 214 parallel zur Wicklung 152 geschaltet.

Der Betrieb des D^osselspannungsgenerators 168 läßt sich am besten unter Bezugnahme auf die Fig. 3 und 5 verstehen. Wenn ein St euer spannungsimpuls- 0 gemäß Fig. 5a durch den Steuer-

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impulsgenerator 88 beendet wird und von der Steuerleitung abgeschaltet wird, wird der Transistor 186 in den leitenden Zustand versetzt, und zwar nach Art eines Eniitterfolgers, durch die Vorspannung^ wirkung der Widerstände 190 und 192. Wenn der Transistor 186 in einem leitenden Zustand ist, wird der Kondensator 178 teilweise über dem Transistor 186 entladen. Somit wird die Steuerspannung E an der Verbindung 184-gemäß Fig. Jb auf einen Basispegel geklemmt, welcher durch die Leitung des Transistors 166 bestimmt ist. Der Transistor 196 wird in den leitenden Zustand versetzt, wobei durch die Vorspannungswirkung der Widerstände 198, 202 und 206 ein konstanter Strom fließt. Dies bedeutet, daß der Arbeitspunkt des Transistors 196 im aktiven Bereich zwischen der Sättigung und dem Abschalten oder Sperren liegt, um aus der Verbindung 184-eine konstante Stromladung zu ziehen. Der Kondensator 178 bleibt Jedoch relativ stark entladen, und zwar durch den Transistor 186. Wenn die Steuerspannung E auf den Basispegel geklemmt ist, werden die Transistoren 208 und 210 in der Stromquelle 180 weniger leitfähig, und zwar in einem Konstantstrommodus. Wenn sich die Transistoren 208 und 210 in einem Zustand geringer Leitfähigkeit befinden, bleibt der Steuerstrom I durch den Widerstand 212 auf einem Basiswert, wie es aus der Fig. 5c hervorgeht. Da der Steuerstrom I auf dem Basispegel im wesentlichen konstant bleibt, ist die an der Wicklung 152 erzeugte Drosselspannung G gemäß der Darstellung in der Fig. ^>d im wesentlichen gleich null. Die Diode 214- verbraucht die rückwärts gerichtete Spannung, welche an der Wicklung 152, erzeugt wird, wenn die Transistoren 208 und 210 bei der Beendigung jedes Steuerimpulses C abgeschaltet werden.

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Wenn ein Steuerimpuls G durch den Steuerimpulsgenerator 88 erzeugt wird und auf der Steuerleitung 90 vorhanden ist,

nicht
wird der Transistor 186 voll/leitfähig, und zwar durch die Abschaltwirkung der Diode 194. Wenn der Transistor 186 abgeschaltet ist,.ist die Steuerspannung E an der Verbindung 184 nicht geklemmt. Demgemäß wird in Reaktion auf den konstanten Ladestrom, welcher durch den Transistor 196 festgelegt ist, die Amplitude der Steuerspannung E vom Basispegel linear abnehmen. Mt anderen Worten, die Steuerspannung E weist eine Amplitude auf, die mit konstanter Ändorungsrate abnimmt. Wenn die Steuerspannung E abnimmt, werden die Transistoren 208 und 210 der Stromquelle 180 stärker leitfähig, und zwar in einem Konstantstrommodus, um durch den Begrenzerwiderstand 212 einen Steuerstrom I zu erzeugen. Die Stärke des Steuerstromes I ist umgekehrt mit der Amplitude der Steuerspannung E in Beziehung gesäbzt. Somit steigt die Amplitude des Steuerstromes I linear an, wenn die ^Amplitude der St euer spannung E linear abnimmt. Al-s Ergebnis davon zeigt der Steuerstrom I eine Stärke, welche mit konstanter Änderungsrate zunimmt. Der veränderbare Widerstand 212 kann in der Weise eingestellt werden, daß die relative Stärke des Steuerstromes I justiert wird.

Die Stromquelle 180 liefert den Steuerstrom I, um die Wicklung 152 zu erregen. Demgemäß wird die ;Drosselspannung G-, welche an der Wicklung 152 an der Verbindung 185 erzeugt wird, durch die folgende bekannte Beziehung beschrieben:

G » l(di/dt)

wobei L die Induktivität der Wicklung 152 und di/dt die erste Ableitung in bezug auf die Zeit T des Steuerstromes I ist. Da sich jedoch die Starke des Steuerstromes I mit einer

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konstanten Änderungsrate "verändert, ist die ex'ste Ableitung; di/dt des Steuerstromes I eine Konstante. Ber Wert dieser Konstante hängt von der relativen Stärke des Steuerstromes I ab, wie er durch den Begrenaerwiderstand 212 festgelegt ist. Ώ-j die erste Ableitung di/dt des Steuerstromes I eine Konstante ist, ist die Amplitude der Drosselspannung G der Induktivität der Wicklung 152 direkt proportional.

Wie oben bereits ausgeführt ;vurde, ist die Induktivität L der Induktionsspule 152 eine direkte Funktion der Inderungsrate in der Stellung der; Drosselventils 7^? wie sis durch die Übergangsleietungs-Betätigungseinrichtung 154- einschließlich der Dämpfungssinrichtung 160 gemessen wird. In Reaktion auf das Öffnen des Drosselventils 7^ während der Beschleunigung der Maschine 10 nimmt die Induktivität L dex* Wicklung 152 rasch auf eine maximale Spitzeninduktivität L zu und fällt dann allmählich auf eine Nenninduktlvität L zurück. In ähnlicher Weise nimmt in Reaktion auf das Schließen des Drosselventils 74- während der Vtrzogex'ung der Maschine IO iie Induktivität L der Wicklung 152 rasch auf eine minimale Spitzeninduktivität L ab und geht dann allmählich auf die Nenninduktivität L zurück« DJ.e Rückkehrrate der Induktivität L von dex¹ maximalen Spitzeninduktivität L_u und der minimalen Spitzeninduktivität L wird durch die Zeitkonstante oder die Ansprechcharakteristik dex* Dämpfungseinrichtung bestimmt. Vorzugsweise wird diese Zeitkonstantc dox'art gewählt, daß die Induktivität L der Wicklung 152 im wesentlichen über die Dauer eines vorgegebenen Steuerimpulses·C konstant ist. Als Ergebnis davon ist die Amplitude der Drosselspannung G ebenfalls im wesentlichen während der Dauer eines vorgegebenen Steuerimpulses 0 konstant. Natürlich erzeugt das Vorhandensein eines bestimmten fieihenwiderstandes in der Wicklung 152 einen leichten Anstieg in der Amplitude der Drosselspannung G während jedes Steuerimpulses 0.

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Venn diese geringfügige Abweichung jedoch vernachlässigt xv.ird₅ ist die Anplitu.de der Dross el spannung G in direkter Beziehung zur Änderungsrate in der Stellung des Drosselventils 7^·, wie es durch die Induktivität L der Wicklung 152 dargestellt ist.

Die Vorspannungsveränderungseinrichtung 170 verschiebt den Vorspannungspegel der Spannung B in dem Steuerimpulsgenerator 88, um die Länge des Steuerimpulses in Reaktion auf die Amplitude der Dross el spannung G- zu verändern. Die Vorspannungsverändübungseinrichtung oder der Kompensationsstromregler 17O umfaßt einen Bezugsspannungsgenerator 216, einen Kompensationsspannungsgenerator 21S und einen Kompensationsstromgenerator 220. Der Bezugsspannungsgenerator 216 erzeugt eine Bezugsspannung. Der Kompensationsspannungsgenerator 218 entwickelt eine Komp ens ations spannung, die eine Am__plitude aufweist, welche von der Amplitude der Bezugsspannung und der Amplitude der Drosselspannung abhängt. Der Eompensationsstromgenerator 220 legt einen !Compensationsstrom fest, der eine Stärke aufweist, die eine Funktion der Amplitude der Kompensationsspannung ist. Der Kompensationsstrom wird dem Steuerimpulsgenerator 88 zugeführt, um den Pegel der Vorspannung B zu verschieben, so daß dadurch die Dauer des Steuerimpulses 0 als eine inverse Funktion der Stärke des Kompensationsstromes festgelegt wird.

Vorzugsweise ist der Bezugsspannungsgenerator 216 mit einem Geschwindigkeitssensor ausgestattet, der ein integrierendes Hetzwerk 222 und ein Spannungsteilernetzwerk 224· aufweist. Das integrierende Netzwerk 222 ist mit dem Taktimpulsgenerator 80 über die Taktleitung 82 verbunden, um eine Integratorspannung an einer Verbindung 226 festzulegen, die eine Amplitude aufweist, die in direkter Beziehung zu der Frequenz des Taktimpulses steht, wie es durch die Geschwind deceit der Maschine 10 bestimmt ist. Das Spannungsteilernetzwerk 224-

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spricht auf die Amplitude der Integratorspannung an, um eine Geschwindigkeitsspannung an einer Verbindung 228 festzulegen, die eine Amplitude aufweist, welche der Geschwindigkeit der Maschine 10 direkt proportional ist.

Der Kompensationsspannungsgenerator 218 ist mit einem Differentialverstärker ausgestattet, de? zwischen den Verbindungen 185 und 228 angeordnet ist, um eine Kompensationsspannung an einer Verbindung 230 festzulegen, die eine Amplitude aufweist, welche durch die Differenz zwischen der Amplitude der Drosselspannung und der Amplitude der Geschwindigkeitsspannung bestimmt ist. Der Kompensationsstromgenerator 220 umfaßt eine Konstantstromquelle 232 und eine Konstantstromsenke 234. Die Stromquelle 232 ist mit der Verbindung 230 verbunden, um einen Kompensationsstrom zu entwickeln, der eine Stärke aufweist, welche in umgekehrter Beziehung zur Amplitude der Kompensationsspannung steht. Die Stromsenke 234 ist mit der Verbindung 118 im Steuerimpulsgenerator 88 über die Ausgangsleitung 150 verbunden, um aus dem ßteuerimpulsgenerator 88 einen Vorspannungsstrom zu ziehen, der eine Stärke aufweist, welche gleich der Stärke des Kompensationestromes ist. Demgemäß wird der Pegel der Vorspannung im Steuerimpulsgenerator 88 direkt proportional zur Änderungsrate in der Stellung des Drosselventils 7^ verändert, wie es durch die Amplitude der Drosselspannung angegeben ist.

Das integrierende Netzwerk 222 umfaßt einen Kondensator 236, welcher zwischen der Verbindung 226 und der Erdleitung 42 angeordnet ist. Ein Integrierwiderstand 238 ist parallel zu -dem Kondensator 236 zwischen der Verbindung 226 und der Erdleitung 42 angeordnet. Ein Eingangswiderstand 240 und eine Abschaltdiode 242 sind in Reihe zwischen der Verbindung 226 und der Taktleitung 82 angeordnet. Das Spannung st ei lernet ζ werk 224 umfaßt einen NHT-Flachentransistor 244. Die Basiselektrode

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des Transistors 244 ist direkt mit 'der !Verbindung 226 verbunden. Die Kollektorelektrode des Transistors 244 ist direkt mit der Netzleitung 40 verbunden. Ein Vorspannungswiderstand 246 ist zwischen der Emitterelektrode des Transistors 244 und der Verbindung 228 angeordnet. Ein Vorspannungswiderstand 248 ist zwischen, der Verbindung 228 und der Erdleitung 42 angeordnet.

Der· Differentialverstärker 218 umfaßt KPN-Flächentransistoren 250, 252 und 254. Die Basiselektrode des Transistors 250 ist mit einer Verbindung 256 verbunden. Ein Vorspannungswiderstand 258 ist zwischen der Netzleitung 40 und der Verbindung 256 angeordnet. Eine Temperaturkompensationsdiode 260 und ein Vorspannungswiderstand 262 sind in Reihe zwischen der Verbindung 256 und der Erdleitung 42 angeordnet. Die Emitterelektrode des Transistors 250 ist über einen Vorspannungsj0td.erstand mit der Erdleitung 42 verbunden. Die Kollektorelelrbrode des Transistors 250 ist mit einer. Verbindung 266 zwischen einem Paar von ähnlichen Vorspannungswiderständen 268 und 270 ver-

* VorsDannunes

bunden. Der Sewsiewiaerstand 268 ist zwischen der Emitterelektrode des Transistors 252 und der Verbindung 266 angeordnet. Der Vorspannungswiderstand 270 ist zwischen der Emitterelektrode des Transistors 254 und der Verbindung angeordnet. Die Basiselektrode des Transistors 252 ist direkt mit der Verbindung 185 und dem Drosselspannungsgenerator verbunden. Die Basiselektrode des Transistors 254 ist mit der Verbindung 228 in dem Bezugsspannungsgenerator oder dem Geschwindigkeitssensor 216 verbunden. Die Kollektorelektrode des Transistors 252 ist mit der Verbindung 23O verbunden. Die Kollektorelektrode des Transistors 254 ist direkt mit der Netzleitung 40 verbunden. Ein veränderbarer Begrenzerwiderstand 272 und eine Temperaturkompensationsdiode 274 sind in Eeihe zwischen der Netzleitung 40 und der Verbindung 230 angeordnet.

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Die Eonstantstromquelle 232 umfaßt einen PHP-Flächentransistor 276 und einen NPN-Flächentransistor 278. Die Basiselektrode des Transistors 276 ist mit der "Verbindung 230 im Differenzialverstärker 21ö verbunden. Die Emitterelektrode des Tx^ansistors 276 und die Kollektorelektrode des Transistors 27S sind miteinander über einen veränderbaren Begrenzerwiderstand 280 mit der Netzleitung 40 verbunden. Die Kollektorelektrode des Transistors 276 und die Basiselektrode des Transistors 278 sind miteinander verbunden. Die Emitterelektrode des Transistors 278 ist mit der Stromsenke 234 verbunden.

Die Konstant stromsenke 234 umfaßt ein Paar von NPN-Flächentransistoren 282 und 284. Die Basiselektrode des Transistors 282 und die Emitterelektrode des Transistors 284 sind miteinander über eine 3'emperaturkompensationsdiode 286 mit der Erdleitung 42 verbunden. Die Emitterelektrode des Transistors ist ebenfalls mit der Erdleitung 42 verbunden. Die Kollektorelektrode des Transistors 282 und die Basiselektrode des Transistors 284 sind miteinander mit der Emitterelektrode des Transistors 278 und der Stromquelle 232 verbunden. Die Kollektorelektrode des Transistors 284 ist mit der Ausgangsleitung 150 verbunden«

In herkömmlicher Weise mifcbelt das integrierende Netzwerk die Rechtecktaktimpulse, welche auf der Taktleitung 82 auftreten, um eine Integratorspannung an der Verbindung 226 zu erzeugen. Da die Frequenz der Taktimpulse der Geschwindigkeit der Maschine 10 direkt proportional ist, ist die Amplitude der Integratorspannung ebenfalls eine direkte Funktion der Maschinengeschwindigkeit. Der Transistor 224 arbeitet als Emitterfolger, der im Spannungsteilernetzwerk 224 als veränderbarer Widerstand wirkt. Der Wert des Widerstandes, welcher effektiv durch den Transistor 224 festgelegt wird, ist

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durch die Implitude der Integratorspannung bestimmt. Folglich legt das SpaTinungst ei 1 ernet zw erk 224- eine Bezugs spannung oder Geschwindigkeitsspannung an der Verbindung 226 fest, die eine Amplitude aufweist, welche direkt mit der Amplitude der Ihtegratorspannung; in Beziehung ist. Somit ist die Amplitude der Ge schwindigkeits spannung an der Verbindung 228 ebenfalls der Geschwindigkeit der Maschine 10 direkt proportional.

Der Differentialverstärker 218 liefert eine Kompensationsspannung an der Verbindung 230, die eine Amplitude aufweist, welche gleich der Differenz ist zwischen der Amplitude der Drosselspannung, welche an der Verbindung 185 auftritt, und der Amplitude der Bezugs spannung oder Geschwindigkeitsspannung, x-jelche an der Verbindung 228 auftritt. Wenn ein Steuerimpuls durch den Steuerimpulsgenerator 88 beendet ist, fehlt die Drosselspannung an der Verbindung 185· Demgemäß wird der Transistor 252 'voll undurchlässig, und der Transistoi^ 254- wird voll durchlässig, und zwar durch die Bezugsspannung an der Verbindung 228. Wenn der !Transistor 252 abgeschaltet ist, ist die Amplitude der Komp ens ations spannung an der Verbindung 230 auf einem V er- ; hältnismäßig hohen Pegel.

Im Kompensationsstromgenerator 220 werden die Transistoren 276 und 278 der Konstantstr^aquelle 232 durch die Kompensationsspannung an der Verbindung 230 voll in den nicht leitenden Zustand versetzt, wenn die Amplitude der Kompensationsspannung auf einem verhältnismäßig hohen Pegel liegt. Wenn die Stromquelle 232 abgeschaltet ist, wird durch den Widerstand 280 im wesentlichen kein Kompensationsstrom gezogen. Aufgrund des Fehlens eines Kompensationsstromes werden die Transistoren 282 und 284 in der Konstantstromsenke 234- ebenfalls voll in den nicht leitenden Zustand versetzt. Wenn die Stromsenke 234 abgeschaltet ist, xvird aus der Ausgangsleitung 15O im wesent-

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lichen kein Vorspannungsstrom gezogen. Demgemäß erscheint nämlich die Stromsenke 234- als ein äußerst hoher Widerstand, der zwischen der Verbindung 118 des Steuerimpulsgenerators 88 und der Erdleitung 4-2 angeordnet ist. Natürlich erzeugt der Steuerimpulsgenerator 88 während dieser Zeitperiode keinen Steuerimpuls.

Wenn anschließend durch den Steuerimpulsgenerator 88 ein Steuerimpuls erzeugt wird, ist die Drosselspannung an der Verbindung 185 vorhanden. Somit hängt die relative Leitfähigkeit der Transistoren 252 und 254- von der relativen Amplitude der Drosselspannung ab, welcher an der Verbindung 185 auftritt, sowie von der Amplitude der Bezugsspannung oder Geschwindigkeitsspannung, welche an der Verbindung 228 auftritt. Wenn die Amplitude der Drosselspannung unterhalb der Amplitude der Bnugsspannung liegt, ist die Leitfähigkeit des Transistors 254- größer als die Leitfähigkeit des (Transistors 252. Wenn weiterhin die Amplitude der Drosselspannung ausreichend weit unter der Amplitude der Bezugsspannung liegt, wird der Transistor 252 voll abgeschaltet und der Transistor 254- ist voll eingeschaltet, um einen ersten voll geschalteten Zustand festzulegen. Unter dieser Bedingung ist die Kompensationsspannung an der Verbindung 230 gemäß den obigen Ausführungen auf einem verhältnismäßig hohen Pegel. Wenn Jedoch hingegen die Amplitude der Drosselspannung oberhalb der Amplitude der Bezugsspannung liegt, ist die Leitfähigkeit des Transistors 252 größer als die Leitfähigkeit des Transistors 254-. Wenn darüberhinaus die Amplitude der Drosselspannung ausreichend weit über der Amplitude der Bezugsspannung liegt, ist der Transistor 252 voll eingeschaltet, während der Transistor 254- voll abgeschaltet ist, um einen zweiten voll geschalteten Zustand festzulegen. Unter dieser Bedingung ist die Kompensationsspannung an der Verbindung 230 auf einem verhältnismäßig

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niedrigen Pegel. Somit steht die Amplitude der Kompensationsspannung in umgekehrter Beziehung zur Amplitude der Drosselspannung, wie sie durch die Induktivität der Wicklung 152 bestimmt ist. Dies bedeutet, daß die Amplitude der Kompensationsspannung von einem verhältnismäßig hohen Pegel bis zu einem verhältnismäßig niedrigen Pegel reicht,· während die Amplitude der Drosselspannung von unterhalb bis oberhalb zur Amplitude der Bezugsspannung reicht. Das Auftreten des ersten und/Ües zweiten voll geschalteten Zustandes kann dadurch eingestellt werden, daß der Widerstand 248 in der Weise verändert wird, daß die relative Amplitude der Bezugsspannung in bezug auf die relative Amplitude der Drosselspannung verschoben wird.

In der Konstantstromquelle 232 sind die Transistoren 276 und 278 durch die Kompensationsspannung an der Verbindung 23O in den voll leitfähigen Zustand versetzt, wenn die Amplitude der Kompensationsspannung unterhalb dem relativ hohen Pegel liegt. Wenn die Stromquelle 232 eingeschaltet ist, wird durch den Begrenzerwiderstand 280 und den Transistor 278 ein Kompensationsstrom entwickelt, der eine Größe aufweist, die in umgekehrter Beziehung zur Amplitude der Kompensationsspannung steht. Dies bedeutet, daß die Amplitude der Kompensationsspannung abnimmt, wenn die Stärke 'des Kompensationsstromes zunimmt. Die relative Stärke des Kompensationsstromes kann durch Veränderung des Begrenzerwiderstandes 280 eingestellt werden.

Aufgrund des Vorhandenseins des Kompensationsstromes werden die Transistoren 282 und 284 in der Konstantstromsenke 234 in den leitfähigen Zustand versetzt. Die Stromsenke 234 spricht auf die Anwendung des Kompensationsstromes durch die Transistoren 282 an, um einen gleichen Vorspannungsstrom durch die Transistoren 284 und die Diode 286 zu ziehen. Mit

hlanderen Worten, die Stärke des Vorspannüngsstromes gleicht der Stärke des Kompensationsstromes. Der Vorspannungsstrom

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wird aus der Verbindung 118 im Steuerimpulsgenerator 88 durch die Ausgangsleitung 150 gezogen» Demgemäß erscheint die Stromsenke 234 nämlich als ein veränderbarer Widerstand, welcher zwischen der Verbindung 118 und der Erdleitung 42 angeordnet ist.

Gemäß Fig. 1 bis 3 und 5 ist die Länge des Steuerimpulses 0, welcher durch den Steuerimpulsgenerator 88 erzeugt wird, in umgekehrter Beziehung zum Pegel der Vorspannung B an der Verbindung 114. Weiterhin ist der Pegel der Vorspannung B an der Verbindung 114 in umgekehrter Beziehung zur Stärke des Vorspannungsstromes an der Verbindung 118. Weiterhin ist die Stärke des Vorspannungsstromes eine direkte !Funktion der Stärke der Drosselspannung G an der Verbindung 185, wie er in direkter Proportion zur Induktivität L der Wicklung 152 bestimmt ist. Da demgemäß die Induktivität L der Wicklung 152 in direkter Beziehung zur Bewegung des Drosselventils 74- steht, ist die Länge des Steuerimpulses G, welcher durch den Steuorimpulsgenerator 88 erzeugt wird, eine direkte Funktion der Jüiderungsrate in der Stellung des Drosselventils 74. Auf diese Weise wird die der Maschine 10 zugeführte Treibstoffmenge in der Weise geregelt, daß die jbiderungsrate in der Ausgangsleistung der Maschine erzeugt wird, welche durch die Inderungsrate in der Stellung des Drosselventils 74· verlangt ist.

D-Le Dauer der Steuerimpulse, welche durch den Steuerimpulsgenerator 88 erzeugt werden, steht in direkter Beziehung zur Amplitude der Drosselspannung an der Verbindung 185 und zur Amplitude der Geschwindigkeitsspannung an der Verbindung 228. Die Amplitude der Geschwindigkeitsspannung ist direkt proportional zur Geschwindigkeit der Maschine 10. Auf diese Weise wird die der Maschine 10 zugeführte Treibstofxmenge gemäß der Jinderungsrate in der Stellung des Drosselventils 74-

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gesteuert, und zwar gemäß der "Veränderung in Reaktion auf die Geschwindigkeit der Maschine 10. Somit wird sowohl während des öffnens als auch während des Schließens des Drosselventils 74· die Zuführung von Treibstoff zur Maschine in einer zur· Maschinengeschwindigkeit umgekehrten Beziehung sein. Durch diesen Umstand wird ein viel weicherer Übergang in da? Ausgangsleistung der Maschine erreicht, wenn die Stellung des Drosselventils 74- verändert wird.

Nunmehr- ist offensichtlich geworden, daß durch die Erfindung eine zwar einfache, jedoch wirksame technische Einrichtung zur Regelung der an eine Innenverbrennungsmaschine gelieferten Treibstoffmenge geschaffen wird, so daß eine Inderungsrate in der Ausgangsleistung der Maschine bewirkt wird, welche zur Änderungsrate in der Stellung des Drosselventils parallel verläuft.

- Patentansprüche =-

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Claims

- 'je. Patentansprüche

1. Treibstoff einspritzsystem für eine Innenverbrcnnungsmaschine, welche ein einstellbares Drosselolement aufweist, um die Ausgangsleistung der Maschine als eine l'unktion der Stellung dec Drosselelemontes zu bestimmen, dadurch g e k e η η ζ fc; i c h -η ο t, daß eine veränderbare Induktionsspule (152) durch eine Verbindungscinrichtung (148, 154-) iait dem Ι)ι·ϋ s G el element. (7^) derart verbunden ist, daß die Induktivität der Induktionsspule (152) in Abhängigkeit von einer Veränderung in der Stellung dec Drosselclementes (7¹^) ver~ ändorbar ist. daß weiterhin eine Einrichtung (172) mit der Induktionsspule (152) verbunden ist, mn die Induktionsspule mit einem Steuerstrom zu erregen, der eine linear veränderbare Größe aufweist, so daß an der Induktionsspule (152) eine DioSo.ilspannung erzeugt wird, die eine Amplitude aufweist, welche der Induktivität der Induktionsspule (152) direkt proportional ist und daß eine Einrichtung (17O,ÜO-9O, 4i3-72) mit einer Treibstoff einspritzeinrichtung zwischen der Indu&ionsspule (152) und der Maschine (10) vorgesehen ist, um die Menge des der Maschine (10) zugoführten ircibstoffes in Abhängigkeit von der Amplitude der Drosselspannung derart zu regeln, daß die Treibstoffzufuhr zur Maschine (1O) in Abhängigkeit von der Bewegung des Drosselelementes (7^ZO gesteuert ist.

2. üystern nach Anspruch,1, dadurch g ο k e η η ζ e i c h η e t, daß ein Positionssensor vorgesehen ist, welcher eine liänrpfungs einrichtung (15^-) aufweist, welcher zwischen dom D;os;: el element und der Induktionsspule vorgesehen ist. um die Induktivität d:,r Induktionsspule in direkter Proportion zur Äncorungsrate in d.;r Stellung des Drossel element es zu verändern.

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3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet., daß ein Geschwindigkeitssensor (222, 224) iu.it der Maschine verbunden ist, um eine Geschwindigkeit sspannung zu erzeugen, deren Amplitude der Go- . schwindigkeit der Maschine direkt proportional ist, und daß die .treibstoffeinspritzeinrichtung (48, 04) mit dor Maschine und mit dem Geschwindigkeitssensor und der Induktionsspule verbunden ist, um die dor Maschine zugeführte Treibstoffmenge in Abhängigkeit von der Amplitude der Drosselspannung und der Goschwindigkoitsspannung dorart zu regeln, daß die Treibstoffzufuhr zur Maschine gemäß der Inderungsrate in der Stellung des Drosselelementes und gemäß der Geschwindigkeit der Maschine gesteuert ist.

4. System nach Anspruch 3> dadurch gekennz ei chn e t, daß ein Toktimpulsgenerator QQO) vorgesehen ist, um (Taktimpulse zu erzeugen, die eine Frequenz aufweisen, welche der Geschwindigkeit der Maschine poportional ist, daß weiterhin ein Steuerimpulsgenerator (8S) vorhanden ist, Vi el eher derart ausgebildet ist, daß er Steuerimpulse in Reaktion auf das Auftreten der Taktimpise erzeugt, daß der Steueri'mpulsgenerator mit dem Dross el element (7^) zusammenwirkt, um die Dauer der Steuerimpulse als Funktion der Stellung des Drosselelementes festzulegen, daß der Steuerimpulsgenerator einen Vorspannungsgenerator (120), 122, 124) aufweist, um ebenfalls die Dauer der Steuerimpulse als eine Funktion des Pegels einer Vorspannung festzulegen, daß die Treibstoffeinspritzeinrichtung zwischen dem Steuerimpulsgenerator (88) und der Maschine deasrt angeordnet ist, daß der Maschine (Treibstoff während der Dauer Jodes der Steuerimpulse zugeführt wird, daß der Geschwindigkeitssensor (222, 224) mit dem Taktimpuls-

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• 46 Td 5-02 AT: 17.05.1972 OT: 07.12.1972

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