DE2342455C3 - Schaltungsanordnung zur elektronischen Drehzahl-Messung bei Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur elektronischen Drehzahlmessung bei Brennkraftmaschinen, mit einer auf die Spannungsänderungen an der Zündspule ansprechenden Einrichtung, die jede dieser Spannungsänderungen in einen Eingangsimpuls umwandelt, mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines Taktimpulses in Abhängigkeit von jedem Eingangsimpuls und für Einstellung der Dauer jedes Taktimpulses in der Weise, daß sich die Taktimpulse beim Erreichen einer vorbestimmten Maschinendrehzahl überlappen s und ein Dauerausgangssignal bilden, und mit einem auf das Vorhandensein der Taktimpulse ansprechenden Impulsdetektornetzwerk.

Es sind bereits eine Reihe von verschiedenen elektronischen Drehzahlmeßvorrichtungen bekanntge-

iü worden, die jedoch alle mit dem für vorliegendem Fall vorhandenen Nachteil behaftet sind, daß sie eine proportionale bzw. gradlinige Arbeitskennlinie aufweisen, so daß also die Ausgangsspannung der bekannten Meßvorrichtungen oder die Impulsfolgefrequenz der

is Ausgangsgröße proportional mit zunehmender Drehzahl der betreffenden Maschinen zunimmt.

Zur Verhinderung der Emission von unverbranntem Brennstoff bei einer Brennkraftmaschine ist es erforderlich, daß die Brennkraftmaschine bei niedriger Drehzahl

ίο (Leerlauf) in den normalen Betrieb (ohne eine Rückführung von Abgasen) zurückkehren kann, da andernfalls die Maschine bei den niedrigen Drehzahlen nicht mehr rund läuft.

Aus der DE-AS 12 43 905 ist bereits eine Schaltungs-

i.s anordnung für ein Drehzahl-Warngerät bekannt, die so ausgebildet ist, daß sich die Ausgangsimpulse ab einer bestimmten Drehzahl überlappen und man somit ein Dauerausgang.-.signal erhält. Diese bekannte Schaltungsanordnung kann nur für ganz bestimmte Aufgaben

.?° eingesetzt werden, um beispielsweise das Überschreiten eines bestimmten Drehzahlwertes anzuzeigen. Zur Steuerung der Abgasrückführung bei einer Brennkraftmaschine ist diese bekannte Schaltungsanordnung jedoch nicht geeignet, da bei dem kritischen Drehzahl-

j5 bereich, bei welchem sich die Ausgangsimpulse der Schaltungsanordnung gerade zu überlappen anfangen, Pendelerscheinungen auftreten, d. h. die Abgasrückführung wird dauernd ein- und wieder ausgeschaltet, so daß die betreffende Brennkraftmaschine nicht mehr gleichmäßig dreht und somit keine gleichmäßige Fahrweise mehr gewährleistet wird.

Bei dieser bekannten Schaltungsanordnung gelangt jedoch eine Hinrichtung zur Anwendung die auf jede Spannungsänderung einer Zündspule anspricht und diese Spannungsänderung in einen Eingangsimpuls umwandelt, sowie eine Einrichtung in Form eines Multivibrators zur Anwendung, um Taktimpulse in Abhängigkeit von jedem Eingangsimpuls zu erzeugen und um die Dauer jedes Taktimpulses einzustellen.

Aus der Zeitschrift »Funkschau« 1971, Heft 8, Seite 223— 226 sind integrierte Schaltungen für elektronische Drehzahlmesser bekannt, wobei diese bekannten Schaltungen einen monostabilen Multivibrator enthalten, durch die an der Primärseite der Zündspule

.v< auftretenden Impulse getriggert wird. Der monostabile Multivibrator gibt pro Impuls einen Spannungsimpuls definierter Amplitude und Dauer an ein Meßinstrument ab und in diesem Meßinstrument werden die Impulse integriert, so daß man dadurch eine direkte Anzeige der

^(l° herrschenden Drehzahl erhält.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, die Schaltungsanordnung zur elektronischen Drehzahlmessung bei Brennkraftmaschinen der eingangs definierten Art derart auszubilden, daß sie ein

''■ ausgeprägtes Hysterese-Verhalten zeigt und dadurch vor allem zur Steuerung einer Einrichtung zur Verminderung der Emission von unverbranntem Brennstoff einer Brennkraftmaschine eingesetzt werden kann.

Ausgehend von der Schaltungsanordnung der eingangs definierten Art wird diese Aufgabe erfindungsgeinäß dadurch gelöst, daß eine auf das Ausgangssignal vom Impulsdetektoriietzwerk ansprechende Einrichtung zur Verlängerung der Dauer jedes Takiimpulses > nach Erreichen des Dauerausgangssignals vorgesehen ist.

Durch das ausgeprägte Hysterese-Verhalten wird die Abgasrückführung nicht unmittelbar nach Unterschreiten der kritischen Drehzahl ein- oder ausgeschaltet. \<-sondern erst nach Durchlaufen eines Drehzahlbereiches, so daß dadurch sichergestellt wird, daß die Brennkraftmaschine auch in dem kritischen Drehzahlbereich nicht unregelmäßig dreht.

Besonders zweckmäßige Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 2—7.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. I ein schematisches Schaltbild einer elektronischen Maschinendrehzahl-Meßvorrichtung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Anwendung der Erfindung,

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer anderen Anwendung der Erfindung und

Fig.4 eine schematiche Darstellung einer wc cren Anwendung der Erfindung.

In Fig. I ist die Schaltung dargestellt. Eine übliche elektrische Anlage für ein Kraftfahrzeug weist als Stromquelle einen Akkumulator 10 bzw. einen Wechselstromgenerator 11 auf. Letzterer ist über einen Gleichrichter 14 an einen Regler 16 angeschlossen, dessen Ausgang mit einer Stromverteilerschiene 15 verbunden ist. Die Verteilerschiene 15 ist an die Plus-Seile des Akkumulators 10 angeschlossen, dessen Minus-Seite an die üblicherweise durch den Rahmen bzw. die Karosserie des Fahrzeugs gebildete Masse angeschlossen ist.

Die Verteilerschiene 15 gestattet die Stromversorgung für alle elektrischen Zubehörteile, Instrumente, Lampen und Hilfseinrichtungen des Kraftfahrzeugs. Ein anderer Anschluß an der Verteilersschiene 15 dient zur Speisung der Zündanlage, die der Übersichtlichkeit halber in vereinfachter Form dargestellt ist und von der Verteilerschiene 15 über den Zündschalter 21 zur Primärwicklung einer Zündspule 26 verläuft. Die Sekundärwicklung der Zündspule 26 ist an einen Zündverteiler 32 angeschlossen. Zur Herstellung und Unterbrechung der Stromzufuhr über die Primärwicklung der Zündspule 26 ist letztere mit dem bewegbaren Kontaktteil eines Satzes von nicht dargestellten Unterbrecherkontakten verbunden, die an Masse liegen. Der bewegbare Kontaktteil wird durch einen Zürdverteilernocken betätigt, um den Primärstrom zu unterbrechen und dabei eine Hochspannung im Sekundär- bzw. Zündkreis zu erzeugen.

Infolge des Spannungsabfalls an der Akkumulatorseite der Zündspule 26 aufgrund des Schließens und öffnens der Unterbrecherkontakte werden in der (> <> Zündanlage Spannungsimpulse erzeugt. Diese pulsierende Spannung wird als Zeitsteuer- oder Taktbezugssignal benutzt. Diese Impulse, die im wesentlichen einer Rechteckspanniing entsprechen, werden an einer Klemme 110, die an die Akkumulator- oder Generator '>-. seite der Zündspule 26 angeschlossen ist, an die Meßschaltung angelegt und von dieser verarbeitet. Auf ähnliche Weise können Impulse an einer an die Verteiierseite der Zündspule 26 angeschlossenen Klemme 112 verarbeitet werden.

Zwei Schalter SW I und SW2 sind zur gleichzeitigen Betätigung derart miteinander gekoppelt, daß dann, wenn der eine Schalter und mithin sein Stromkreis offen ist, der andere Schalter und mithin sein Stromkreis geschlossen ist. Wenn die Zündanlage mit nicht dargestellten äußeren Widerständen zui Erzeugung eines Spannungsabfalls versehen ist, also beispielsweise eine in den Vereinigten Staaten von Amerika und in einigen anderen Ländern am meisten verwendete 12-V-Zündanlage für Vier-, Sechs- und Achtzylindermaschinen, wird der Schalter SlVl geschlossen und der Schalter SW2 geöffnet. Die durch das öffnen und Schließen der Unterbrecherkontakte erzeugte Impulsfolge wird dann an der Klemme 110 abgenommen und unmittelbar einem Eingangskondensator Cl zugeführt. Letzterer läßt nur die Impulsfolge durch und spe." t den Gleichspannungsteil.

Wenn die Zündanlage keine äußeren Abfallwiderstände aufweist, wie das bei ViL-rzylindermaschinen 1. B. beim Volkswagen der Fall ist, so ist der Schalter SW2 geschlossen und der Schalter MVl offen. Die Eingangsimpulsfolge wird dann von der Regelschaltung über die Klemme 112 und den inneren Abfall widerstand R \2 zugeführt und an den Eingangbkondensator Cl angelegt.

Die durch das Öffnen und Schließen der Unterbrecherkontakte in der Zündanlage erzeugte Impulsreihe wird durch das Netz aus Widerstand R2 und Kondensator Cl differenziert. Bei geöffneten Unterbrecherkontakten bildet der Widerstand R1 einen Gleichstrompfad für den Kondensator Cl. Eine Gleichrichterdiode CR 2 bewirkt eine Begrenzung bzw. praktisch eine Beseitigung der auf Minus gehenden Sparinungsspitzen, die aus der Differenzierung der Hinterflanken der Rechteckimpulse in der Eingangsimpulsreihe resultieren. Die von der Differenzierung durch das Netz R2 — Cl herrührenden positiven Impulse schalten den Kollektor des Transistors Q 1 von einem hohen Spannungs-Zustand auf einen niedrigen Spannungs-Zustand und wieder zurück, wobei der Transistor Q\ als Umformverstärker wirkt, der negative Spitzen am Punkt zwischen dem Widerstand R 3 und seinem Ermitter liefert.

Die zwischen die Klemme 110 un die Speisespannungsleitung 114 für die Meßschaltung eingeschaltete Gleichrichterdiode CR 1 wirkt als Spitzengleichrichter und ermöglicht ein Aufladen des Kondensators C2 auf den Spitzenwert des Generatorausgangs sowie die Aufrechterhaltung einer stabilen Speisespannung für die Meßschaltung auf der Leitung 114. Die Kondensatoren C3, C4 filtern Rauschsignale aus dem negativen Ausgangssignal vom Umformverstärker Q 1 aus.

Die negative Spannungsspitze vom Umformverstärker QX wird Jann an die Klemmen U2, U4 der integrierten Schaltung /Cangelegt, um ein Ausgungssignal von der Klemme t/3 einzuleiten.

Eine integrierte Schaltung /C mit äußeren Klemmen U\ bis US, welche als Zeitsteuer- bzw. Taktschaltung wirkt, ist durch das gestrichelt eingezeichnete Rechteck umrissen, wobei innerhalb der gestrichelten Linien eine Äquivalenzsc'naltung schematisch dargestellt ist. Derartige inttgrierte Schaltkreise sind bekannt.

Die integrierte Schaltung /C ist für monostabilen Betrieb geschaltet, so daß der Taktgeber als monostabiler Taktgeber arbeitet. Eine an die Klemmen Uf> und U7 angeschlossener, äußerer Kondensator C5 wird

anfänglich durch den Transistorabschnitt T2 in der Schaltung /Cim Entladezustand gehalten. Bei Anlegung eines negativen Impulses an die Eingangsklemme i/2 schaltet ein Komparatorteil CMPl das Ausgangssignal eines I lip-Floptcils FFl in der integrierten Schaltung s IC durch, um einen Kurzschlußkreis über den äußeren Kondensator C5 aufzuheben und das Ausgangssignal vom Ausgangsteil OS1 der integrierten Schaltung IC zur Ausgangsklemme U3 auf einen hohen Spannungswert zu steuern. Der Kondensator C5 wird nun über den Widerstand R4 geladen, d.h. die Spannung über den Kondensator CS steigt exponentiell an, und zwar in Abhängigkeit vom Wert des zwischen die Klemmen i/6, Ul und eine Stromversorgungsleitung 114 eingeschalteten Widerstands R4. is

Wenn die Spannung über den Kondensator CS einen vorbestimmten Schwellenwert erreicht, z. B. zwei Drittel der an die Klemme i/8 angelegten Speisespannung, stellt der Komparatorteil CMP2 der integrierten Schaltung den Flip-Flopteil FFl zurück. Durch diese Rückstellung des Flip-Flopteils FF\ wild der Transistorleil 7~2 durchgeschallt, so daß der äußere Kondensator C5 wieder schnell entladen und das Ausgangssignal von der Ausgangsstufe OSl auf seinen niedrigen Wert gesteuert wird. 1·,

Die integrierte Schaltung IC triggert ein auf Minus gehendes, an die Eingangsklemme LJ 2 angelegtes Signal, wenn der Wert einen vorbestimmten Schwellenwert erreicht, z. B. ein Drittel der Speisespannung. Sobald sie getriggert worden ist, bleibt die integrierte to Schaltung bis zum Ablauf der durch die Zeitkonstante des Stromkreises /?4 — C5 bestimmten Einstellzeit in diesem Zustand, auch wenn sie während dieser Zeitspanne erneut getriggert werden sollte.

Die Zeitspanne, während der das Ausgangssignal von ?s der Klemme i/3 auf dem hohen Spannungswert liegt, hängt von der Zeitkonstanten der Kombination aus Widerstand R 4 und Kondensator CS ab. Da die Aufladegeschwindigkeit und der Schwellenwert der Komparatorteile der integrierten Schaltung IC beide unmittelbar der Speisespannung proportional sind, ist die Taktzeitspanne von der Spannungsschwankung unabhängig.

Bei Anlegung eines negativen Impulses an die Rückstellklemme U4 während des Taktzyklus wird der äußere Kondensator CS entladen und somit der Taktzyklus wieder eingeleitet. Dieser beginnt nun an der positiven Flanke des Rückstellimpulses. Während der Zeitspanne, während welcher der Rückstellimpuls anliegt, wird das Ausgangssignal von der Klemme U3 auf seinen niedrigen Wert gesteuert. Da die Eingangsklemme i/2 und die Rückstellklemme 1/4 bei dieser Ausführungsform miteinander verbunden sind, wirkt ein Eingangsimpuls zur Klemme t/2 auch als Rückstellimpuls zur Klemme i/4. Wenn daher die Eingangsimpulse in kürzeren Zeitabständen als der vorbestimmte Zyklus ankommen, werden die Taktzyklen zur erneuten Einleitung rückgestellt, so daß kein Eingangsimpuls ausgelassen wird.

Die Durchschaltzeit des Taktzyklus des Ausgangssignals von der Klemme i/3 wird, wie ebenfalls bereits erläutert, lediglich durch die Zeitkonstante des Netzes R 4 — C5 bestimmt. Bei zunehmender Maschinendrehzahl erhöht sich auch die Frequenz der an die Klemmen 110,112 angelegten Impulsreihe, während die Zeitspanne zwischen den an die Klemmen t/2, t/4 angelegten Triggerimpulsen abnimmt. Hierdurch wird die Sperrzeit des Ausgangssignals von der Klemme i/3 verkürzt. Aus diesem Grund ist die Zeitspanne zwischen der Triggerimpulsen bei und über einer vorbcstimmter Maschinendrehzahl genauso groß oder kürzer als die Länge des Taktzyklus der integrierten Schaltung, unc die .Sperrzeit des Ausgangssignals von der Klemme 112 beträgt dann Null, so daß ein Daucr-Aiisgangssignalwert erhalten wird.

Der Transistor O 2 ist als Umformverstärker geschaltet und steuert ein Impulsdetektor-Ausgangsnctz an. Ein an den Ausgang des Transistors O2 angeschlossener Kondensator Cb dient als Entkopplungskondensator zur Entfernung von Rauschsignalcn und zum Filtern des Ausgangssignals des Transistors Q2.

Das Impulsdetektornetzwerk besteht aus Widerständen R9. RIO und R 11. Dioden CR3 und CR4, einem Kondensator Cl sowie einem Transistor O3 zusätzlich zum Transsistor Q 2. Ein pulsierendes Ausgangssignal von der Taktschallung zum Umformverstärker O 2 hält den Impulse tastenden Transistor OJ im Durchschaltzustand. Ein auf Plus gehender Impuls vom Transistor

02 schaltet den Transistor O3 durch und lädt den Spcicherkondensaior C7 auf, der zwischen den Kollektor des Transistors und die Verzweigungen zwischen den Dioden CR 3 und CR 4 eingeschaltet ist. Der als positive Aufladung am Kondensator Cl gespeicherte Impuls hält dann den Transistor O3 über die Diode CR 3 durchgeschallet, bis der nächste Impuls ankommt, da der einzige Entladungspfad über den sehr hohen Widerstand zwischen dem Emitter und der Basis des Transistors O 3 verläuft. Wenn der Transistor Q 2 keinen Ausgangsimpuls liefert, ist er durchgeschaltet und verbindet die Basis des Transistors O 3 mit Masse oder hält sie auf einem Wert unter dem Schwellwert, der für das Durchschalten des Transistors O 3 erforderlich ist.

Der Kondensator Cl behält seine Aufladung lange genug bei. um den Transistor O 3 auf Durchschalten zu halten, auch wenn ein oder mehrere Eingangsimpulse von der Regelschaltung ausgelassen werden oder wenn die Taktschaltung aussetzt und dabei das Auslassen eines oder mehrerer Taktimpulse verursacht.

Wenn sich die Maschinendrehzahl dem durch die Auswahl der Werte des Netzes aus Widerstand R4 und Kondensator CS bestimmten Sollwert nähert, wird das pulsierende Ausgangssignal vom Transistor Q 2 in ein Dauerausgangssignal umgewandelt, und der Transistor

03 sperrt. Die Emitterspannung des Transistors O3 fällt ab, so daß auch der Ausgangstransistor Q 4 sperrt. Der Stromfluß über den Ausgangstransistor Q4 und die Lastvorrichtung, im vorliegenden Fall das magnetbetätigte Ventil 84, von der Speiseleitung 116 zu Masse wird beendet. Das Solenoid des Ventils 84 fällt ab und das Ventil öffnet.

Um ein »Pendeln« zu verhindern, wenn die Maschinendrehzahl zwischen einem Wert etwas über und einem Wert etwas unter dem gewählten Sollwert schwankt, ist ein einstellbarer Regelwiderstand R 5 so geschaltet, daß er die Erhöhung der Kollektorspannung des Transistors Q 3 an die Klemme i/5 der integrierten Schaltung IC rückkoppeit, wenn der Transistor O 3 sperrt.

Wie bei der innerhalb der gestrichelten Linie angedeuteten Äquivalenzschaltung dargestellt, ist die Klemme US an einen Mittelabgriff eines Spannungsteiler-Widerstandnetzes angeschlossen, das zwischen die Klemme US und Masse eingeschaltet ist Wie erwähnt, steuern die Spannung und der Strom, die über die

Klemme US eingespeist werden, die Komparatorteile CMP 1 und CMP2 der integrierten Schaltung /C. Durch die Anlegung der Rückkopplungsspannung und des -Stroms über den Widerstand R 5 und die Klemme (J5 wird die vom Komparatorteil der integrierten Schaltung /("gemessene Spannung erhöht, so daß die Durchschalt- oder Anliegezeit jedes durch die Ausgangsstufe OS 1 gelieferten Impulses verlängert wird.

Hierauf muß die Ist-Drehzahl der Maschine unter den Drehzahl »Sollwert« abfallen, bevor das Ausgangssignal von der Ausgangsstufe OSl und vom Transistor Q 2 pulsierendes Ausgangssignal anstelle eines Dauer-Ausgangssignals wird. Der Wert des Widerstandes /?5 kann eingestellt werden, um die Hysteresewirkung zu variieren und zu bestimmen, wie weit die Maschinendrehzahl unter den ursprüglichen Sollwert abfallen muß, bevor das Dauer-Ausgangssignal von der Klemme U3 auf ein pulsierendes Ausgangssignal übergeht.

Die beschriebene Schaltung ist insofern ausfallsicher als das Magnetventil normalerweise offen ist, wenn es nicht erregt ist. Wenn der Zündsehalter 21 geschlossen ist, wird Strom über die Leitung 116 an das Solenoid des Ventils 84 und über den Transistor O 4 angelegt, um das Solenoid zu erregen und das Ventil 84 zu schließen. Hierdurch wird die Unterdruckquelle von der Unterdruck-Zündverstelleinrichtung getrennt, so daß die Maschine gleichmäßig im Leerlauf laufen kann. Wenn das Ventil aus irgendeinem Grund ausfällt und sich unter diesen Bedingungen nicht schließt, läuft die Maschine im Leerlauf sehr rauh, wodurch dem Fahrer angezeigt wird, daß die Rückführanlage nicht einwandfrei arbeitet.

Gemäß Fig. 2 erfüllt das Abgas-Rückführrohr 70 eine doppelte Aufgabe: Einmal leitet es Abgas vom Auspuffrohr 64 zum Abgas-Rückführventil 72 und zum anderen wirkt es als Wärmetauscher zur Herabsetzung der Abgastemperatur. Es besteht vorzugsweise aus einem dünnwandigen Rohr aus rostfreiem Stahl mit spiraligen bzw. wendeiförmigen Wellungen, die eine Verformung von Hand beim Einbau ermöglichen, besitzt jedoch genügend Steifheit, um die Notwendigkeit für Halterungen oder Verspannungen auszuschalten. Rostfreier Stahl wird dabei wegen seiner hohen' Korrosionsbeständigkeit gewählt. Der Anschluß 68 ist so konstruiert, daß das Ansaugende des Rückführrohrs 70 senkrecht zum Abgasstrom liegt, wodurch teilchenförmige Stoffe aus dem Rückführsystem ferngehalten werden.

Das Abgas-Rückführventil weist eine Membrandose auf, die eine auf Unterdruckquelle ansprechende Servomembran zur Verstellung eines federbelasteten Ventilschiebers im Rückführventil 72 enthält. Der Ventilkörper bzw. das Ventilgehäuse besteht vorzugsweise aus Gußeisen und wird nach der maschinellen Bearbeitung einer Dampfbehandlung unterworfen, um einen Korrosion verhindernden magnetischen Eisenoxidüberzug zu bilden. Der Ventiischieber besteht vorzugsweise aus rostfreiem Stahl, während die Servomembran des Ventils vorzugsweise aus einem festen, hochtemperaturbeständigen Werkstoff hergestellt ist.

Bei 80 ist eine Emissionssteuervorrichtung angedeutet die einen Maschinendrehzahl-Meßabschnitt 82 aufweist, welcher ein Magnetsteuerventil 84 ansteuert Dabei ist eine Unterdruckleitung 86 an einem Ende an das Ventil 84 und am anderen Ende an eine Unterdruckquelle der Brennkraftmaschine angeschlossen. Die bevorzugte Unterdruckquelle ist bei der Ausführung gemäß Fig.3 der Bereich über der Drosselklappe des Vergasers, da sich dort der Unterdruck proportional zur Maschinendrehzahl und dem Leistungsbedarf bis zum Erreichen der Reisegeschwindigkeit erhöht, während der Unterdruckverlust bei geschlossener Drosselklappe die Abschaltung des Abgas-Rückführventils unabhängig von der Maschinendrehzahl begünstigt. Die Unterdruckquelle kann sich jedoch gemäß F i g. 4 auch unterhalb der Drosselklappe befinden und dennoch einen zufriedenstellenden Betrieb

ίο der erfindungsgemäßen Vorrichtung gewährleisten.

Gemäß Fig. 1 ist eine zu einem T-Stück 90 führende Unterdrucksteuerleitung 88 an die andere Seite des Magnetsteuerventils angeschlossen. Eine erste Abzweigung 92 dieser Leitung ist zwischen das T-Stück 90 und die Steuermembrandose des Abgas-Rückführventils 72 eingeschaltet Bei der Ausführung gemäß F i g. 2 ist eine weitere Abzweigung 94 zu einer Unterdruck-Zündzeitpunktverstelleinrichtung 34 geführt. Wenn bei der Brennkraftmaschine demnach kein thermisches Umgehungsventil vorhanden ist, ist die Abzweigung — wie in Fig. 2 und 3 dargestellt — unmittelbar mit der Unterdruck- Zündungsverstelleinrichtung 34 verbunden. Wenn bei der Maschine die Verstelleinrichtung nicht gesteuert zu we.den braucht, ist eine Leitung zwischen die Unterdruckquelle und die Verstelleinrichtung eingeschaltet. Im letztgenannten Fall (Fig.4) erstreckt sich die Leitung 88 unmittelbar vom Magnetsteuerventii 84 zum Abgas-Rückführventil 72.
Eine Abgas-Rückführleitung 100 verläuft zwischen dem Ventil 72 und einem T-Stück 102 in der Leitung 50 zwischen dem Kurbelgehäuse-Zwangsentlüftungsventil 48 und dem Ansaugverteiler 44, um die Rückführung von Abgas zum Ansaugverteiler zu ermöglichen. Diese Ausführungsform ist in Fig.3 schematisch dargestellt.

Wenn die Brennkraftmaschine kein Kurbelgehäuse-Zwangsentlüftungsventil aufweist, ist die Leitung 100 gemäß F i g. 2 und 4 unmittelbar an den Ansaugverteiler angeschlossen.

Wenn im Betrieb der Zündschlüssel zum Anlassen der Brennkraftmaschine in die Stellung »EIN« gedreht wird, wird die Spannung an die (Zünd)spule, den Maschinen-Drehzahlschalter und das Unterdruck-Magnetventil 84 angelegt Wenn das Solenoid des Ventils 84 erregt und das Ventil geschlossen ist, wird der Unterdruck bei den beschriebenen Ausführungen gemäß F i g. 2 bis 4 vom Abgas-Rückführventil 72 und bei den Ausführungsformen gemäß F i g. 2 und 3 von den Unterdruck-Zündverstelleinrichtungen 34 getrennt. Wenn die Maschine eine voreingestellte bzw. Solldrehzahl von z. B. 1300 U/min entsprechend 41,8 - 45,0 km/h erreicht, läßt de-Drehzahlfühler das Solenoid abfallen und öffnet das Ventil 84, um den Unterdruck an die Servomotoren der Abgas-Rückführventile gemäß den F i g. 2 bis 4 sowie an die Servomotoren der Verstelleinrichtungen 34 gemäß den Fig.2 und 3 anzulegen. Hierdurch wird der Zündzeitpunkt in Richtung Frühzündung vorverstellt wobei eine bemessene Abgasmenge über den Ansaugverteiler zur Maschine zurückgeführt wird.

Wenn die Maschinendrehzahl unter einen zweiter vorbestimmten Wert abfällt, ?. B. auf 1100 U/mir entsprechend etwa 29 — 32 km/h, erregt der Drehzahlmeßkreis des Solenoid und schließt das Ventil 84. Bei den Ausfühningsformen gemäß F i g. 2 und 3 kehrt dei Zündzeitpunkt in die Frühzündungsposition zurück während bei den Ausführungsformen gemäß F i g. 2 bis 4 die Abgasrückführung abgestellt wird. Die Rückstell feder des Abgas-Rückführventils 72 ist so geeicht, da£ bei Beschleunigungsvorgängen mit weit geöffnetei

Drosselklappe, d. h. in Notfällen, in denen maximale Leistung mit einem Unterdruck von unter etwa 50,8 mm Hg erforderlich ist, bei einer Maschinendrehzahl von über 1300 U/min kein Abgas zur Maschine zurückgeführt wird. Im Fall einer starken Beschleunigung mit einem Unterdruck von etwa 63,5 — 114 mm Hg beginnt sich das Ventil 72 zu öffnen und ergibt unter diesen Bedingungen eine gewisse Stiekoxidrcduktion. Bei mäßiger oder mittlerer Beschleunigung wird eine zusätzliche, bemessene Abgasmenge zurückgeführt, weil die Maschine hierbei eine erhöhte Abgasrückführung verkraften kann, da die Drehzahl hoch ist und der I.eistungsbedarf niedrig liegt.

Wenn das Fahrzeug verzögert wird, wird das Unterdruckventi! bei ! 100 U/min abgestellt, so daß die Maschine auf normalen Leerlauf zurückkehren kann. Wie erwähnt, wird der Unterdruck vorzugsweise oberhalb der Drosselplatte abgenommen, da sich der Unterdruck bis zum Erreichen der Reisegeschwindigkeitsbedingungen proportional zur Maschinendrehzahl jo und zum Leistungsbedarf erhöht, während der Unterdruckverlust bei geschlossener Drosselklappe das Abstellen der Abgasrückführung unabhängig von der Maschinendrehzahl begünstigt.

Die selektive Regelung der Abgasrückführung oder der verzögerten Zündung-Vorverstellung ist so ausgelegt, daß eine optimale Reduktion der Stickoxide bei minimalem Einfluß auf die Fahr-,d. h. Laufeigenschaften des Fahrzeugs und auf seine Leistung erreicht wird, wenn infolge der herrschenden Umstände eine maxima-Ie Beschleunigung erforderlich ist.

Bei den meisten Konstruktionen können sowohl die Abgasrückführung als auch die verzögerte Zündung-Vorverstellung gesteuert werden. Es gibt jedoch auch Ausnahmen — /.. B. bei einigen Volkswagenmotoren —, bei denen es vorteilhaft ist, nur die Abgasrückführung anzuwenden. Die Verzögerung der Zündung-Vorverstellung kann bei derartigen Maschinen zu unerwünschten Problemen bezüglich der Fahreigenschaften führen. Mit Ausnahme von Volkswagen- und ähnlichen Brennkraftmaschinen ist bei den meisten Konstruktionen nur eine Anschlußleitung der Art gemäß F i g. 2 und 3 erforderlich. Die Einzelleitung liefert dabei den Strom für den Schalter und das Unterdruck-Magnetventil und bildet außerdem einen Abgriffpfad für die Impulse zur Messung der Maschinendrehzahl. Der Stromkreis wird dadurch geschlossen, daß der Socke! des Gehäuses beim Anbau an der Karosserie an Masse gelegt wird. Bei Systemen, die keine äußeren Abfallwiderstände verwenden, wird der in Fig. 1 und 4 schematisch dargestellte Doppelleitungsanschluß vorgesehen.

Eine Kompensation auf Umgebungstemperaturänderungen ist in der Schaltungskonstruktion des Maschinendrehzahl-Meßschalters vorgesehen. Das Unterdruck-Magnetventil 84 kann zum Schutz innerhalb des gleichen Gehäuses wie die Maschinendrehzahl-Meßschaltung 80 angeordnet sein, um den Einbau zu vereinfachen sowie die Einbauzeit zu verkürzen und Einbaufehler auszuschalten.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur elektronischen Drehzahl-Messung bei Brennkraftmaschinen, mit einer auf die Spannungsänderungen an der Zündspule ansprechenden Einrichtung, die jede dieser Spannungsänderungen in einen Eingangsimpuls umwandelt, mit einer Einrichtung zur Erzeugnung eines Taktimpulses in Abhängigkeit von jedem Eingangsimpuls und zur Einstellung der Dauer jedes Taktimpulses in der Weise, daß sich die Taktimpulse beim Erreichen einer vorbestimmten Ma^chinendrehzahl überlappen und ein Dauerausgangssignal bilden, und mit einem auf das Vorhandensein der Taktimpulse ansprechenden Impulsdetektornetzwerk, dadurch gekennzeichnet, daß eine auf das Ausgangssignal vom Impulsdetektornetzwerk \Q2, Q3, Q4) ansprechende Einrichtung (R5, C 7) zur Verlängerung der Dauer jedes Taktimpulses nach Erreichen des Dauerausgangssignals vorgesehen ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Verlängerung der Dauer jedes Taktimpulses aus einer Rückkopplungsschleife (C f>, R9, CR 3, CR4, CT, R 5) mit einem regelbaren Widerstand (R 5) besteht.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Impulsdetektornetzwerk einen Umformverstärker (Q 2) aufweist, dem das pulsierende Ausgangssignal des Taktgebers (IC) zuführbar ist und der das Impulsdetektornetzwerk (Q 2, Q3,Q4) in Abhängigkeit vom Erreichen des Dauerausgangssignals vom Taktgeber (IC) auf Masse legt, um das Ausgangssignal des Impulsdetektornetzwerks (Q 2,QXQ4) zu sperren.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückkopplungsschleife aus einem /?C-Glied (R 5, Cl) besteht.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß das Impulsdetektornelzwerk (Q2, QX Q4) einen Kondensator (CS) aufweist, der so geschaltet ist, daß er einen Impuls vom Taktgeber (IC) während einer ausreichend langen Zeitspanne speichert, um das Dauerausgangssignal vom Impulsdetektornetzwerk (Q2, Q3, Q4) aufrechtzuerhalten, falls Impulse zeitweilig am Eingang der Schaltung ausgelassen werden.

6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche ! bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Vorrichtung (84) zur Verminderung der Emission von unverbranntem Brennstoff steuert.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Abgasrückführsystem steuert, welches ein Abgasrückführventil (72) zur Rückführung von Abgas aus der Auspuffanlage zu einem Absaugverteiler (44) und ein Magnetventil (84) zum Abschließen einer Unterdruckquelle enthält.