DE2620181A1

DE2620181A1 - Vorrichtung zum sicheren schalten von stellgliedern, insbesondere beim betrieb eines kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE2620181A1
Application number: DE19762620181
Authority: DE
Inventors: Alain Constanty; Wolfgang Dipl Ing Dr Maisch
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1976-05-07
Filing date: 1976-05-07
Publication date: 1977-11-24
Also published as: US4258682A

Description

Dipl. Ing. Peter Ott· 6 7STUTTGXÄ^8(Väh'lngen) Patentanwalt Waldburgstraße 48

Telefon (0711) 734627

1207/ot/wi
12.4.1976

Firma

Robert Bosch GmbH

7000 Stuttgart 1

Vorrichtung zum sicheren Schalten von Stellgliedern, insbesondere beim Betrieb eines Kraftfahrzeugs

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum sicheren Schalten von Stellgliedern, insbesondere elektromagnetische Einspritzventile oder Magnetventile zur Schubabschaltung bei Vergasern mit Leerlaufkraftstoffabsperrung oder Leerlaufgemischabsperrung an Kraftfahrzeugen, v/obei die Erregerwicklung des Magnetventils in Reihe mit der Schaltstrecke eines Halbleiterschaltelements angeordnet ist, dem eine Treiberstufe vorgeschaltet ist.

Es ist bekannt, Vergaser von Brennkraftmaschinen an Kraftfahrzeugen mit Leer laufabschaltventilen auszurüsten, die bei Ausschalten der Zündung die Kraftstoffzufuhr über die Leerlaufdüse des Vergasers unterbinden und so verhindern, daß die Brennkraftmaschine weiterläuft (sogenanntes Nachdieseln).

Es ist auch bekannt, Kraftstoffeinspritzventile bei Einspritzanlagen für Brennkraftmaschinen in der Weise zu betreiben, daß

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ORIGINAL INSPECTED

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die Erregerwicklung des Ventils in Reihe mit der 3cha]tstreckc eines Ualbleiterschaltelementes, üblicherweise eines Transistors liegt, der von einer vorgeschalteten Treiberstufa anaesteuert ist.

Andererseits gibt es auch Vergasertypen, bei denen anstelle
der Absperrung der Leerlauf kraftstoff zufuhr bei /ausschalten
der Zündung das Leerlaufgemisch abgesperrt wird; ein solches Gemischabsperrventil verfügt über einen relativ großen Absperrquerschnitt, so daß im Betrieb eine erhöhte Anzugskraft erforderlich ist, um das Ventil gegen die T'nterdrueksaugkraft im Schiebebetrieb beim Übergang auf normalen Leerlauf öffnen zu lassen.

Die Erfindung nutzt die vorhandenen Absperrventile für die
Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr durch die Leerlaufdüse oder zur Leer lauf gomischabsperrung aus, um iir. Schiebebetrieb bei
über der Leerlaufdrehzahl liegenden Dreh zahlen der Brennkraftmaschine die Kraftstoff- oder Gemischzufuhr fir Jen Leerlaufbereich abzuschalten und hat sich die Aufgabe gestellt, eine solche Vorrichtung in einfacher und universell anwendbarer
Weise so auszubilden, daß auch eine nachträgliche Ausrüstung von Vergasern praktisch beliebiger Art röglich ist.

In diesem Zusammenhang ist von besonderer Bedeutung, daß die beiden für die Schubabschaltung wesentlichen ßetriebsparameter, nämlich geschlossene Drosselklappe (Gaspedal ist nicht
niedergedrückt) und über der Leer laufdreh zahl liegende Drehzahl der Brennkraftmaschine sicher erfaßt werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von der eingangs genannten Vorrichtung und besteht erfindungsgenäß darin, daß eine drehzahlempfindliche Vorstufe voraesehen ist, die
bei Erreichen eines vorgegebenen unteren Drehzahlniveaus an-

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spricht und das Magnetventil einschaltet und daß ein vom SaugrohrJruck betätigter, wirkungsmäßig der Treiberstufe zuqoordnetnr Unterdruckschalter vorgesehen ist, der die Stellung "Drosselklappe offen" erfaßt und die Ansteuerung des Magnetventils zur Leer laufkraftstoff- oder -gemischfreigabe bewirkt.

Di« Verwendung eines Unterdruckschalters air Erfassung der Drosselklappenstellung ist besonders vorteilhaft, da hierdurch ein einheitliches Bauteil für praktisch sämtliche Vergasertypen verwendet v/erden kann. Verwendet nan demgegenüber beispielsweise einen Schraubenkontakt mit isolierter Kontaktspitze bei der bei Vergasern üblichen Leerlauf-Einstellschraube, dann benötigt man eine sehr große Typenvielfalt infolge der unterschiedlichen Drosselklappenanschlagschrauben, Anschlagschraubenlängen, -dicken und -gewindesteigungen; desweiteren vermeidet die Verwendung eines Unterdruckschalters die Gefahr, daß das erforderliche Schraubenanschlußkabel durch die dauernden Bewegungen beim Gasgeben wegen Materialermüdung reißt. Wesentlich ist auch, daß bei modernen Vergasern aus Abgasgründen die Leerlaufeinstellschraube nicht verstellt werden darf, bei einer Nachrüstung, die wegen der erfindungsgemäßen Schubabschaltungsanlage erforderlich ist, würde jedoch der Schraubenkontakt zwangsläufig ersetzt werden müssen, so daß es zu einer Vergaserverstellung kommt. Im übrigen sichert die Verwendung eines Unterdruckschalters zur Erfassung der Drosselklappenstellung auch dann eine einwandfreie Funktion, wenn infolge einer Startautomatik die Verhältnisse am Vergaser mit HiIfa eines Schraubenkontaktes nicht mehr richtig erfaßt werden können.

Allgemein gilt die Forderung, daß die Absperrung der Kraftstoff zufuhr odor Genischzufuhr im Schiebebetrieb des Kraftfahrzeugs nur dann erfolgen darf, wenn zwei Kriterien erfüllt

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sind, nämlich

a) das Gaspedal der Brennkraftmaschine ist freigegeben und demzufolge die Drosselklappe geschlossen und

b) die Drehzahl der Brennkraftmaschine liegt oberhalb einer bestimmten Grenadrehzahl, die aus Kinstellungsgründen gewählt

wird und oberhalb der Leer laufdrehzahl der

Brennkraftmaschine liegt.

Die Forderung nach a) wird durch die Verwendung des Unterdruckschalter s erfüllt, die Erfassung der Drehzahl dor Brennkraftmaschine erfolgt über die drehzahlempfindliche Vorstufe, die sicherstellt, daß im echten Leerlaufbetrieb die Kraftstoff zufuhr oder Gemischzufuhr nicht unterbunden wird.

Entsprechend einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird durch das Anheben des Emitterpotentials des die Treiberstufe bildenden Transistors die Schaltsicherheit erhöht und sichergestellt, daß auch bei starkem Temperaturgang der Basisenitterspannung dieses Transistors keine Fehlschaltungen auftreten»

Da die Erfindung insbesondere auch zur Schubafosperrung bei Vergasertypen geeignet ist„ bei denen eine Leerlaufgemischabsperrung erfolgt, lassen sich mit der erfindungsgemäßen Schubabschaltung nahezu sämtliche gängigen Vergasertypen ausrüsten. Hierzu wird im Falle der Leer laufgemischabsperrung die zum Einschalten des Magnetventils erforderliche Spannung über die zur Verfügung stehende Batteriespannung erhöht.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche und in diesen niedergelegt.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren im einzelnen näher erläutert. Dabei zeigen:

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Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer detaillierten Schaltungsanordnung zur Schubabschaltung, wobei die drehsahlerapfindliehe Vorstufe relativ aufwendig ausccbildGt ist und ausschließlich von dar Frequenz der Zvlndinirmlc-e abhängt und das verwendete Magnetventil irr wesentlichen für dia Lserlauf kraftstoff absperrung geeignet ist^

Fig. 2 ei:iG einfach aufgebaute,, drehzahlenpSindliche Vorstufe,

Fig. 3 In Forni eines Schaltungsausscimitts die Ausbildung des Bindstufenber-3iches bat Ansteuerung eines die Leerlaufgairischar^perr unq bewirkenden Magnetventils, wobei der Treiber™ und Vorstufenhsreich mit der Darstellung der

Pig. 4 die Ausbildung des Abschaltveatils für die Leerlauf=

In folgenden ivirl zunächst der JUiföau der Schaltangsan nach Fig. 1 in? einsairt-sn er lautes: t_r wobei es sich versteht, daß eins Vielzahl der dort gezeigten Schaltungselemente für den gruiv-'scltzliahen Betrieb nicht unbedingt erforderlich sind hierauf vird reiter untere nach aingegangen - und wobei für die verwendeten Polaritäten, Haibleiterseshalfcelsinerite u.derglo jev/eils zunt besseren Verständnis eine bestimmte Angabe gewählt ist, die jsdochj ;-7ie für den FachBnann ersichtlich, jeweils auch die gegenteilige Äusführungsform (also beispielsweise pnp-Transistor für npn-Transistor) umfaßt»

Die Schaltung dsr Fig. t umfaßt einen Vorstufenbereich 1 und einen nachgeschaiteten Endstufenbereich mit dem anzusteuerndan Magnetventil WJ, welches in Reihe mit der Kollektor-Emitterstrecke des Transistors T^ zwischen die Versorgungsspannungsleitungen, näir-iich Minus leitung 10 einerseits and Plus leitung 11 andererseits geschaltet ist. Sum besseren Verständnis sei

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sofort darauf hingewiesen, daß das Magnetventil MV so ausgebildet ist, daß es bei fehlender Ansteuerung, also spannungsfreier Erregerwicklung die Kraftstoff- oder Gemischzufuhr, beim Ausführungsbeispiel für das Leerlaufsystem eines Vergasers, unterbindet, während bei Ansteuerung und damit angezogenem oder eingeschaltetem Magnetventil MV die Kraftstoffoder Gemischzufuhr freigegeben ist.

Nun soll, wie eingangs schon erwähnt, bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung das Stellglied, hier also das Magnetventil MV oder entsprechend der Darstellung der Fig. 3 das Magnetventil für die Gemischzuführung MV^, so angesteuert werden, daß bei bestimmten Betriebsparanetern die Kraftstoffoder Gemischzufuhr unterbrochen ist. Diese bestimmten Betriebsparameter sind so gewählt, daß sie den Schiebebetrieb des Kraftfahrzeugs umfassen, d.h. einen Betriebszustand, bei dem das Kraftfahrzeug bei geschlossener Drosselklappe oder freigegebenem Gaspedal sich mit relativ hoher Motordrehzahl bewegt, beispielsweise also bergab fährt. Durch die Unterbindung der Kraftstoff zufuhr bei einem solchen Betriebszustand erzielt man erhebliche Kraftstoffeinsparungen, die, ohne daß sich die Abgaswerte verschlechtern, zwischen 5% bis zu beispielsweise 7 % betragen können.

Ohne zunächst genauer auf den Aufbau der Vorstufe 1 der Fig. oder der in Fig. 2 gezeigten Vorstufe einzugehen, wird darauf hingewiesen, daß diese den Treibertransistor T3 je nach Drehzahl mit einem mehr oder weniger positiven Potential versorgt. Dabei ist die Vorstufe so ausgelegt, daß bei ausreichend niedriger Drehzahl (im Bereich der Leerlaufdrehzahl) das dem Treibertransistor T3 zugeführte Potential so ausreichend positiv ist, daß dieser ausgesteuert ist und auch den nachgeschalteten Transistor T4 leitend steuert, so daß das Magnetventil MV angezogen hat und die Kraftstoffzufuhr freigibt.

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Desv/eiteren ist dem Bereich des Treibertransistors T3 der Unterdruckschalter 31 oder S2 zugeordnet, wobei es sich bei dem Unterdruckschalter S1 um einen Schalter mit Öffnerkontakt und bei dem Unterdruckschalter S2, der alternativ angewendet werden kann, um einen Schalter mit Schließerkontakt handelt.

Der Schaltungsaufbau das Endstufenbereiches 2 ist dann im einzelnen wie folgt. Der Treibertransistor liegt mit seinem Emiber über einen Widerstand R20 an Minusleitung 10 und verfügt über zwei Koilektorwiderstände R18 und R19 gegen Plusieitung 11, wobei air. Verhindungspunkt dieser beiden Widerstände die Basis des Transistors T4 angeschlossen ist, der mit seinem Emitter unmittelbar an Plusleitung 11 und mit seinem Kollektor an dem zu schaltenden Magnetventil MV liegt,dessen andere Zuleitung unmittelbar mit Masse oder Minusleitung 10 verbunden ist. Die Ansteuerung des Magnetventils MV erfolgt ohne in Reihe geschalteten zusätzlichen Schutzwiderstand, da eine besondere Schaltungsauslegung, die im wesentlichen aus dem Widerstand R21 zwischen Plusleitung 11 und Kollektor des Transistors T4 und der mit diesem in Reihe geschalteten Diode D5 zur Basis des Treibertransistors T3 besteht, dafür sorgt, daß der Endstufentransistor T4 bei versehentlicher Masseberührung des abgezogenen Magnetventilsteckers 12 gegen Zerstörung geschützt ist. In diesem Fall verbindet die Diode D5 die Basis des Traibertransistors T3 unmittelbar mit Minusleitung, so daß dieser und der nachgeschaltete Tansistor T4 gesperrt werden. Der Widerstand R21 sorgt dafür, daß das Kathodenpotential der Diode D5 im Normalbetrieb so ausreichend hoch ist, daß diese sperrt und den aus den Transistoren T3 und T4 gebildeten Schwellwertschalter nicht blockiert.

Eine erste Schaltungsvariante mit dem Unterdruckschalter als Schließerkontakt S2 besteht dann darin, daß der Unterdruckschalter S2 mit seinen Kontakten KS2 den Kollektor des Transistors T3 über die Leitung 14 mit Minusleitimg 10 verbindet, wenn der Unterdruckschalter S2 geschlossen ist. Dieser Unter-

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druckschalter S2 ist iminer dann geschlossen, wenn'-lie Drosselklappe, auch bei nur leichtem Gasgeben,, geöffnet ist. Ist die Drosselklappe jedoch 'geschlossen, dann sind die Kontakte KS2 geöffnet und der Unterdruckschalter S2 niirarit keinen Einfluß auf das Schaltverhalten der dann ausschließlich von der Vorstufe gesteuerten Endstufe 2 „

Ist jedoch j wie erwähnt, das Gaspedal auch nur leicht geöff-" netj dann sind die Kontakte KS2 geschlossen, da nunmehr im Saugrohr ein Unterdruck vorhanden ist, der einen gewählten Ansprechwert,, der beispielsweise bei 50 mbar liegt„ übersteigt. Der Endstufentransistor T4 wird dann unabhängig von der Motordrehzahl leitend gesteuert, die Wicklung des Magnetventils MV ist erregt und die Leer laufkraftstoffmenge wird freigegeben, so daß der Motor beispielsweise beim Gasgeben aus dem Schiebebetrieb heraus sofort die Leerlaufkraftstoffmenge erhält. Wird das Gaspedal losgelassen und liegt eine ausreichend hohe Motordrehsahl vor_t dann wird die Leerlaufkraftstoffsufuhr sofort unterbunden.

Die Endstufe 2 der Fig„ 1 enthält noch einiga zusätzliche Schaltungselemente, nämlich einen Widerstand R17, der in Reihe mit dem Ereitterwiderstand R20 liegt und das Emitterpotantial des Transistors T3 so weit anhebt, daß der Transistor T3 nunmehr erst bei einepi Mehrfachen der etwa im Bereich von 0,7 V liegenden Basisemitterspannung geschaltet werden kann. Dadurch wird auch ein starker Temperaturgang dieser Basiseinit ter spannung des Treiber transistors T3 weitgehend unwirksam? ein anderer Vorteil ergibt sich mit Besug auf die Schaltungsdarstellung der Fig» 2, wenn nämlich die Eingangsklemme KH der dort gezeigten Vorstufe unmittelbar an den Kollektor des Zündtransistors einer vollelektronischen TransistorZündanlage angeschaltet wird, der eine Einschaltspannung von mindestens 1,5 V hat.

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Parallel zur Koilektorenitt-=rstreeke des Endstufentransistors T4 liegt noch sine ienerdicde DS, die diesen Transistor gegen überhöhte Störsparirimvjsspitsen schützt? in üblicher Weise ist dann noch eine Diode D'? antiparallel zur Erregerwicklung des Magnetventils ?!V geschaltet„ u?. beim Abschalten des Magnetventils entstehende Spannungsspitsen zu vermeiden. Die Diode DIo in der Flusleitung 11 schützt die Schaltung gegen Zerstörung Lein' "/ernclen der Z-atterieanschluSsee

Auf die Funktion des Unterdruckschalterξ mit Of£ßerkontakten Π31 v/ird in Verbindung n.it der Erläutsr^rig der Vor stuf ens cha 1-t tin cj e i η ν -·"·? « "^ ~. ~- η _c

Die Vorstufeaechsluu^g k£.nr. in einfachsten Fall e:. aufgebaut sein₅ "is in Fi^. 2 aescariebiii^ sie besteht in diesaM Fall aus aer Itsihensshaltung si^es einstellbaren Widerstandes R25 nit einen- weiteren >-iaerst"nd H26 und einem Kondensator C2⁹ zwisc!ie;i Piusleifci-.rr; 11 upu Γ-ΙΪ::ϊ:ξleitung IG, Der \?erbindiißgs= ponkt de= ; J id erstand 3 s I?26 :.'it dem i'ondeasator C2^e ist über eine für positive Spannungen iit Durchladriehtiang gepolts Diziele Π3^: Fit deni Veirbindunaspunkfc eines gegen Minus leitung geschalteten Kondensators C3^C und eines /Jiderstandss R27 ver= buiidan,- der mit seinem and'Siren Anschluß ^n der Basis des Treibertransistoirs T3 liegt» Die Vorstufe 1 ^! der Fig_o 2 ist einqan.cT3F.iäSig n'^;it ihr31* KisEtiine ICLI entweder an den üntezbzaoh&zkontakt einer nor:~£Aen opulsnsundung angeschlossen-, se daß die Kathode dar die Iflsiruae KII über einen weitereü ividerstand R28 mit dem Veirbindungspunkt der Widerstände R25 und R26 verbindenden Diode D'.]^E periodisch mit Masseleitung verbunden wird_? oder die Kleiüir.e Kl'i liegt an eines; schaltenden Teil einer voll-= elektronischen Transistorsündung, beispielsweise am Kollektor des Z und tr ans is tor 3, Ινα den Verbindungspunkt der Widerstände P.25 und R26 ir.it den Widerstand R28 ist die Kathode einer gegen Minusleitung 10 geschalteten DiodeDi2 angesehlossen. Die Wir-

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kungsweise dieser Vorstufe 1^s ist so, daß der Kondensator C2' über den einstellbaren Widerstand R25 und den Widerstand R26 auf positive Spannung aufgeladen wird, wobei ab einem bestimmten positiven Spannungswert über die Diode D3¹ eine Spitzengleichrichtung und eine Aufladung des Kondensators C3* eintritt. Andererseits geht in die positive Aufladung des Kondensators C2¹ die Drehzahl der Brennkraftmaschine deshalb ein, weil es bei der Schließstellung des mit der Klemme KlI verbundenen Unterbrecherkontakte zu einer periodischen Entladung des Kondensators C2^a kommt. Der Kondensator C2⁸ kann sich also nur während der Öffnungsperioden des Unterbrechers aufladen, wobei diese Aufladung eine um so höhere Spannung erreicht, je langsamer die Brennkraftmaschine läuft und je langer deshalb die Öffnungsperiode des Unterbrechers ist. Ab einer bestimmten unteren Grenzdrehzahl, die oberhalb dar Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine liegt oder dieser entsprechen kann, ist der Kondensator C3" so weit positiv aufgeladen, daß der Treibertransistor T3 leitend wird, und v/ie weiter vorn schon erläutert, schließlich das Magnetventil MV angesteuert und somit die Leerlaufkraftstoff zufuhr freigegeben wird.

Von Bedeutung ist hierbei die spezielle Schaltung des Widerstandes R28 und R26 mit der parallel geschalteten Diode D12, die verhindert, daß sich im Bereich der Zündung entwickelnde hochfrequente Spannungsspitzen störend auf die Aufladung des Kondensators C2¹ auswirken. Durch diese eingangsseitigen Schaltungsmaßnahmen ist sichergestellt, daß bei konstanter Motordrehzahl die Spannung am durch Spitzengleichrichtung durch die Diode D3' aufgeladenen Kondensators C3¹ unverändert bleibt, so daß keine verfälschende Ansteuerung des nachgeschalteten Schwellwertschalters bei Streuspannungsspitzen erfolgt. In ähnlicher Weise wirkt auch der über Kollektor und Basis des Treibertransistors T3 geschaltete Kondensator C4, der Fehlschaltungen auf Grund von durch die Zündung verursachten Spannungsspit-

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Ab

zen unterdrückt.

In einigen Fällen kann es jedoch wünschenswert sein, die einfache Ausbildung der drehzahlempfindlichen Vorstufe zur Ansteuerung des aus den Transistoren T3 und T4 gebildeten Schwellwertschalters durch eine ausschließlich von der Frequenz der Zündimnulse abhänaigen Schaltung zu ersetzen, da bei der Vorstufenschaltung I¹ der Fig. 2 bis zu einem gewissen Grade Kontaktabbrand und Gleitstückabnutzung des ZundUnterbrechers in das Schaltverhalten eingehen.

nie Vorstufe 1 der Fig. 1 besteht im wesentlichen aus einen iponostabilen Multivibrator, gebildet von den Transistoren TI und T2. Der Transistor T1 liegt mit seinem Emitter unmittelbar an .Minusleitung 10 und mit seinem Kollektor über die Reihenschaltung der Widerstände R6 und R5 an Plusleitung 11. Der Kollektor dieses Transistors T1 wirkt über die Reihenschaltung der Diode D2 und des Widerstandes R8 auf den Schaltungspunkt P1 ein, der bis zu einem gewissen Grade dem Verbindungspunkt der Diode D3¹ mit dem Kondensator C2¹ der in Fig. 2 gezeigten Vorstufe entspricht. Die Basis des Transistors T2 ist über einen Kondensator C1 an den Verbindungspunkt der Widerstände R5 und R6 und damit an das Kollektorpotential des Transistors T1 angeschlossen und liegt über einen weiteren Widerstand R7 an Plusleitung 11. Die Rückkopplung erfolgt über einen Widerstand R3 vom Kollektor des Transistors T2 auf die Basis des Transistors T1, die über einen widerstand R4 reit Minusleitung verbunden ist und über die Reihenschaltung eines Widerstandes R1 und einer für positive Spannungen in Flußrichtung gepolten Diode D1 mit der Eingangsklemme KH verbunden ist. Schließlich ist noch ein den Verbindungspunkt des Widerstandes RI mit der Diode D1 gegen Masse verbindender Widerstand R2 und der Kollektorwiderstand R9 für den Transistor T2 vorgesehen.

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¹²·⁴·¹⁹⁷⁶ " ** " 0COH1O1

Der vom Schaltungspunkt P1 gegen Masse geschaltete Kondensator

dann werden, beispielsv.'eise

C2 kannyaufgeiadenVdurch die Parallelschaltung eines Widerstandes R10 mit einem einstellbaren widerstand R11; desweiteren ist der Schaltungspunkt P1 über die Diode D3 mit dem Verbindungspunkt eines weiteren, gegen Minusleitung 11 geschalteten Kondensators C3 und eines Widerstandes R14 verbunden, der mit seinem anderen Anschluß an der Basis des Treibertransistors T3 liegt. Bevor auf weitere Schaltungselemente eingegangen wird, sei zunächst die grundlegende Funktion dieser Schaltung kurz besprochen. Der Transistor T1 wird immer dann in seinen leitenden, den metastabilen Zustand des gebildeten Monoflops entsprechenden Zustand geschaltet, wenn an der Eingangsklemme KH ein positiver Impuls eingeht. Hierdurch gelangt über den Koppelkondensator C1 eine negative Spannung an die Basis von T2, so daß Transistor T2 sperrt und über den Widerstand R3 der Transistor T1 in seinem leitenden Zustand gehalten werden kann. Erst nach Umladung des Kondensators C1 über die Widerstände R6 und R7 läuft die Standzeit des Monoflops ab und der Transistor T1 sperrt wieder. In seinem leitenden Zustand hat der Transistor T1 das positive Potential am Schaltungspunkt P1 über die Diode D2 und den Widerstand R8 abgebaut bzw. mit anderen Uorten den Kondensator C2 entladen. Es ist einzusehen, daß bei niedriger Drehzahl (beispielsweise im Bereich der Leer laufdrehzahl) die Entladevorgänge immer seltener werden und daher am Kondensator C2 ein so ausreichend hohes Potential (mit entsprechender Welligkeit) aufgebaut werden kann, daß über die Diode D3 als Spitzengleichrichter eine Aufladung des Kondensators C3 auf positive Spannungen erfolgt, die bei ausreichend niedriger Drehzahl den Transistor T3 leitend steuert. Die Standzeit des Monoflops aus den Transistoren T1 und T2 ist ausreichend lang, um den Einfluß von Toleranzen der verwendeten Schaltungselemente auszugleichen/ daher ist zur Einstellung der Drehzahlschwelle für das Wiedereinsetzen der Leer laufkraftstoffzufuhr (Transistor T3 und T4 leitend) nur

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¹²·⁴·¹⁹⁷⁶

ein einziger Abgleich erforderlich, der mit Hilfe des Widerstandes R11 durchgeführt wird. Der Widerstand R16 parallel zur Diode D5, die weiter vorn schon erwähnt worden ist, dient im übrigen zur Einstellung einer gewünschten Drehzahlhysterese, so daß bei geringen Drehzahlschwankungen und einer möglichen Welligkeit am Spitzengleichrichtungskondensator C3 keine ständigen Schaltvorgänge erfolgen.

V7eiter vorn ist schon erwähnt worden, daß der Unterdruckschalter auch als Öffnerkontakt entsprechend dem Schalter S1 ausgebildet sein kann. In diesem Falle öffnet der Unterdruckschalter 51 seine Kontakte KS1 , wenn, auch bei nur leichtem Gasgeben, die Drosselklappe geöffnet wird, so daß der gewählte Ansprechwert des Saugrohrunterdrucks erreicht v/ird. Diese Fallgestaltung ist alternativ in der Darstellung der Fig. 1 dargestellt und umfaßt die durchgezogene Leitung 16, die einen Schaltungspunkt P2 über die Unterdruckschaltkontakte KS1 und einen V7iderstand R12 mit Minusleitung 10 verbindet. Der Schaltungspunkt P2 entspricht dem Verbindungspunkt eines mit Plusleitung verbundenen Widerstandes R13 und einer Diode D4, die mit ihrer Kathode mit dem Kondensator C3 verbunden ist. Wie ersichtlich wirkt sich ein geöffneter Unterdruckschalter S1 (Gaspedal durchgedrückt bzw. Drosselklappe geöffnet) in der Weise aus, daß der Schaltungspunkt P2 freigegeben ist und über die Reihenschaltung des Widerstandes R13 und der Diode D4 die Basis des Treibertransistors T3 sofort mit positiver Spannung verbunden wird, so daß das Magnetventil MV ansprechen und die Leerlaufkraftstoffzufuhr freigeben kann. Ist hingegen die Drosselklappe geschlossen, dann sind auch die Kontakte KS1 des Unterdruckschalters S1 geschlossen und die Diode D4 ist gesperrt, so daß der Zweig R13, D4 keinen Einfluß mehr auf das Potential am Kondensator C3 nehmen kann, welches dann ausschließlich bestimmt wird durch das Arbeiten der drehzahlempfindlichen Vorstufe 1 und damit durch die Drehzahl.

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Die in Reihe mit dem Basisab^leitwiderstand Rl 5 noch geschalteten Dioden D6 und D7 dienen einer Temperatur- und Spannungsgangkompensation; außerdem erreicht man mit diesen Dioden,

geringfügig

daß sich die Schaltschwelle bei einer Temperaturabnähmetnach oben verschiebt, so daß bei niedriger Temperatur und dem damit verbundenen höheren Motorreibungswiderstand und der Kondensation eines Teiles des Kraftstoffs an den Saugrohrwänden die Leerlaufkraftstoffzufuhr bereits bei einer höheren Drehzahl v/ieder eingeschaltot wird.

Dient die erfindungsgemäße Schaltung zur Leer laufgemischab-

bei manchen Vergasertypen

schaltung im Schiebebetrieb, dann wirdVein Magnetventil verwendet, das eine öffnung mit großem Querschnitt schließt; bei einem solchen Leer laufgemischabsperrventil MV_ ergibt sich zur Ansteuerung ein höherer Magnetkraftbedarf, so daß, neben einer mechanischen Änderung eines solchen Magnetventils, auf die weiter unten noch eingegangen wird, bevorzugt der Endstufenschaltungsteil der Fig. 3 Verwendung findet, bei dem das Magnetventil für die Leer laufgemischabsperrung nicht unmittelbar von dem Endstufentransistor T4 angesteuert wird, sondern ein zwischengeschaltetes Relais S3

vorgesehen ist, welches über zwei Umschaltkontakte S31 und S32 verfügt. Die sonstige Ansteuerschaltung für den Treibertransistor T3 wird beibehalten, wobei diese entweder der Schaltungsvariante der Fig. 1 oder der der Fig. 2 entsprechen kann; die

von T 4
Kollektoremitter strecke V'liegt mit der Erregerwicklung des

Relais S3 in Reihe. Das eigentliche zu schaltende Magnetventil, dem eine Löschdiode D12 in üblicher Form parallel geschaltet ist, liegt in der in Fig. 3 gezeichneten Stellung der Schaltkontakte S31 und S32, bei der das Relais S3 stromlos und der Transistor T4 gesperrt ist, an einem Kondensator C5 ausreichender Kapazität, der in Reihe mit einer Diode D11 mit Plusleitung 11 verbunden ist. In dieser Stellung, in welcher das Magnetventil MV-, für die Leer lauf gemischab-

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schaltung stromlos ist und daher die Leerlaufgemischzuführung unterbrochen ist, lädt sich der Kondensator C5 über die Wicklung des Magnetventils MV„ auf die Versorgungs- bzw. Batteriespannung auf. Wird das Relais S3 geschaltet, dann steht kurzzeitig die doppelte Batteriespannung zur Betätigung des Magnetventils MV„ zur Verfügung. Wie ersichtlich liegt dann nämlich das Magnetventil MV"_G über den umgeschalteten Relaiskontakt S32, die Leitung 20, den auf Batteriespannung aufgeladenen Kondensator C5, den umgeschalteten Relaiskontakt 531 und die Leitung 21 an Plusleitung 11 und erhält so, bis sich der Kondensator C5 entladen hat, eine höhere als die Batteriespannung. Nach der Entladung fließt über die Diode D11 der statische Haltestrom zur riagnetwicklung des Magnetventils MV_G, so lange das Relais S3 bei Leitendsein des Transistors T4 angezogen hat.

Eine weitere Maßnahme, die ebenfalls die Anzugskraft des Magnetventils für die Leerlaufgemischabsperrung erhöht, ist in Fig. 4 noch gezeigt. Das in Fig. 4 gezeigte, für sich gesehen bekannte Gemischabsperrventil MV umfaßt die Magnetwicklung W mit Magnetkern K und dem Anker A, der durch eine Feder F vom Magnetkern weggedrückt wird, so daß, wie in Fig. 4 bei 20 angedeutet, ein Ventilkörper VK auf seinem zugeordneten Sitz S verbleibt und die Kraftstoff- oder Gemischzufuhr unterbindet. Zur Erhöhung der Anzugskraft des Ventilmagneten sind nun Magnetkern und Magnetanker, wie bei 21 gezeigt, konisch ausgebildet, so daß es zu einer beträchtlichen Steigerung der Anzugskraft, verglichen mit der Anzugskraft eines flachen .Magneten, kommt. Dadurch und mit Hilfe der soeben beschriebenen Spannungsüberhöhung zum Schalten mit Hilfe des Kondensators C5 erzielt man eine Magnetkraft, die ausreichend hoch ist, um das Ventil

gegen die Unterdrucksaugkraft im Schiebebetrieb (statischer Druck hinter der Drosselklappe) zu öffnen.

Die Versorgungsspannung der Gesamtschaltung braucht im übrigen

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nicht stabilisiert zu v/erden, da der Spannungsschwellwert an der Hasis des Treibertransistors T3 sich iir gleichen Maße wie die drehzahlabhängige Spannung am Spitzengleichrichtungskondensator C3 ändert.

Es versteht sich, daß eine solche (auf äußere Betriebsparameter reagierende) Schaltung auch zur Beeinflussung anderer Stellglieder, insbesondere auf elektromagnetischer Schaltbasis, herangezoqer v/erden kann.

Arbeitet man im übrigen mit dem einen Öffnerkontakt KS1 aufweisenden Unterdruckschalter S1 , der auf die Ansteuerseite des Treibertransistors T3 einwirkt, dann wird die Kraftstoffzufuhr nicht unmittelbar beim Loslassen des Gaspedals (Schließen der Drosselklappe) abgesperrt, sondern erst nach einer gewissen Zeitverzögerung, die beispielsweise zwischen 1 und 2 see eingestellt werden kann. Dies ist unter Umständen

erwünscht, weil auf diese Ueise bei höheren Drehzahlen nicht die Leerlaufkraftstoffzufuhr schon unterbrochen wird, wenn lediglich ein Gangwechsel vorgenommen wird.

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Leerseite

Claims

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Patentansprüche:

(1.)Vorrichtung zum sicheren Schalten von Stellgliedern, insbesondere von elektromagnetischen Einspritzventilen oder Magnetventilen zur Schubabschaltung bei Vergasern nit Leerlaufkraftstoffabsperrung oder Leer laufgemischabsperrung an Kraftfahrzeugen_f wobei die Erregerwicklung des Magnetventils in Reihe mit der Schaltstrecke eines HaIbleiterschaltelements angeordnet ist, don> eine Treiberstufe vorgeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine drehzah!empfindliche Vorstufe (1, 1') vorgesehen ist, die bei Erreichen eines vorgegebenen unteren Drehζ ahIniveaus anspricht und das Magnetventil (MV, MV,) einschaltet und daß ein vom Saugrohrdruck betätigter, wirkungsmäßig der Treiberstufe (T3) zugeordneter Unterdruckschalter (S1, G2) vorgesehen ist, der die Stellung "Drosselklappe offen" erfaßt und die Ansteuerung des Magnetventils (MV, MV„) zur Leerlaufkraftstoff- oder -gemischfreigabe bewirkt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die drehzahlempfindliche Vorstufe einen über Widerstände (R25, R26; R10, R11) aufladbaren Ladekondensator (C2¹, C2) umfaßt, der wirkungsmäßig über eine spitzengleichrichtende Diode (D3¹, D3) mit einem weiteren Kondensator (C3,C3^!) verbunden ist, der die Basis des zusammen mit einem nachgeschalteten Endstufentransistor (T4) einen Schwellwertschalter bildenden Treibertransistors(T3) ansteuert und daß der Ladekondensator (C2,C2') wirkungsmäßig mit einer drehzahlabhänaigen Endladeschaltuna (Monoflop T1, Τ2; R26, R28, D1',

dnrart

Zündungsunterbrecherschalter)Vverbunden ist, daß dem Treibertransistor (T3) ein mit geringer werdender Drehzahl positiver werdendes Ansteuerpotential zuführbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Unterbrecherkontakt verbundene Eingangsklemme

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(KU) der dreh s ah !empfind lichen Vorstufe (Ί¹) über eine Diode (D1¹) und einen Widerstand (R28) mit den Verbindungspunkt der beiden Ladewiderstände (R25, R26) verbunden ist, von dem eine für negative Spannungen in Flußrichtung gepolte Diode (D12) gegen Masse (10) geschaltet ist.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Treibertransistor (T3) einen EHiitterwiderstand (R20) aufweist, dessen Verbinoungspunkt mit der. Emitter zur Erhöhung der Basisschaltschwelle über einen Widerstand (R17) mit Pluspotential (11) verbunden ist.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die am Schaltungspunkt (P1) anareifende Entladeschaltung für den Ladekondensator (C2) aus einer inonostabilen Multivibratorschaltung (T1, T2) besteht, die von positiven Eingangsimpulsen in ihren für die Entladung des Ladekondensators (C2) maßgebenden metastabilen Schaltungszustand geschaltet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die nonostabile Multivibratorschaltung aus zwei Transistoren (T1, T2) besteht, die in an sich bekannter Weise über einen Kondensator (C2) einerseits und einen Widerstand (R3) jeweils zwischen Kollektor und Basis rückgekoppelt sind und daß der Kollektor des in der inonostabilen Standzeit leitenden Transistors (T1) vorzugsweise über die Reihenschaltung eines Widerstandes (R8) mit einer Diode (D2) mit dom Ladekondensator (C2) verbunden ist.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis des mit seinem Kollektor über die Erregerwicklung des Magnetventils (MV, S3)

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unrittelbar rait Minus leitung (10) verbundenen Hndntuf entransistors (T4) vorzugsweise über die Reihenschaltung zweier Widerstände (R18, R19) mit den Kollektor des Treibertransistors (T3) verbunden ist, derart, daß bei ausreichend positivem Eingangspotential für den Treibertransistor (T3) entsprechend relativ niedriger Drehzahl beide Transistoren leitend geschaltet sind und das Magnetventil mindestens mittelbar die zur Aufrechterhaltung des Leerlaufs erforderliche Leer lauf kraftstoff- oder - g em i schinen ge freigibt.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterdruckschalter (S2) Schließerkontakte (KS2) aufweist, die bei geöffneter Drosselklappe geschlossen sind und den Kollektor des Treibertransistors (T3) unmittelbar mit einem zum Leitendschalten des Endstufentransistors (T4) geeigneten Potential verbinden.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterdruckschalter (S1) bei geschlossener Drosselklappe geschlossene Schließerkontakte (KS1) aufweist, die die sofortige Zuführung von positivem Potential zu dem Spitzengleichrichtungskondensator (C3) verhindern derart, daß ausschließlich die drehzahlempfindliche Vorstufe (1) _das schaltverhalten des Treibertransistors (T3) bestimmt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der an der Basis des Treibertransistors (T3) liegende Spitzengleichrichtungskondensator (C3) über die Reihenschaltung einer in Flußrichtung gepolten Diode (D4) und einen Widerstand an Pluspotential (11) liegt und daß der Verbindungspunkt (P2) von Diode (D4) mit Widerstand (R13) über eine

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Verbindungsleitung (16) und gegebenenfalls einen Widerstand (R12) und die Schaltkontakte (KS1) des Unterdruckschalters (S1) auf Massepotential (10) schaltbar ist.

11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kollektor des Endstufentransistors (T4) zur Verhinderung einer Zerstörung bei Massekontakt des Magnetventilanschlusses über eine für negative Spannungen in Flußrichtung gepolte Diode (D5) mit der Basis des Treibertransistors (T3) und über einen Widerstand (R21) mit Pluspotential (11) verbunden ist.

12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung der Magnetschaltkraft bei Schalten eines Gemischabsperrventils (MV^) mit großen Absperrquerschnitt der Endstufentransistor (T4) auf ein Relais (S3) mit zwei Umschaltkontakten (S31, S32) arbeitet und daß das Gemischabspcrr-Magnetventil (MV_r) in der einen, stromlosen Stellung über den einen Relaiskontakt (S32) in Reihe mit einem Kondensator (C5) und einer die Aufladung dieses Kondensators über die Erregerwicklung des Gemischabsperr-Magnetventils (MVq) auf Batteriespannung ermöglichenden Diode (D11) liegt und daß in der anderen, angezogenen Stellung des Relais (S3) der aufgeladene Kondensator (C5) über die Relaiskontakte (S31 , S32) die Erregerwicklung des Gemischabsperr-Magnetventils (MV„) mit Plus-

potential (11) verbindet, derart, daß kurzzeitig zum Schalten des Magnetventils die doppelte Batteriespannung zur Verfugung steht.

13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit dem Basisableitwiderstand (R15) des Treibertransistors (T3) mindestens eine

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Diode (D6, D7) geschaltet ist zur Temperaturgangs- urn!
Spannungskompensation.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß zur weiteren Erhöhung dor Magnetschaltkraft Magnetkern (K) und Magnetanker (A) des Geminchabspcrr-Magnetventils (MV_) konisch ausgebildet sind.

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