DE2702569A1

DE2702569A1 - Vorrichtung zur lieferung einer ausgangssteuergroesse als funktion der groessen zweier parameter, insonderheit in verbindung mit der steuerung von verbrennungsmotoren mit einspritzpumpen

Info

Publication number: DE2702569A1
Application number: DE19772702569
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Ateliers de la Motobecane SA
Current assignee: MBK Industrie SA
Priority date: 1976-03-11
Filing date: 1977-01-22
Publication date: 1977-09-22
Also published as: JPS52110335A; ES455342A1; FR2344095A1; IT1082212B; FR2344095B1

Description

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TEL. 0 68 41/3000.(1083 · TELEX 433888

3 21. Januar 1977

ATELIERS DE LA MOTOBECANE, Pantin/Frankreich

"Vorrichtung zur Lieferung einer Aus gangs st euer grösse als Funktion der Grossen zweier Parameter, insonderheit in Verbindung mit der Steuerung von Verbrennungsmotoren mit Einspritzpumpen"

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Lieferung einer Ausgangssteuergrösse als Funktion der Grossen zweier Parameter, insonderheit in Verbindung mit der Steuerung von Verbrennungsmotoren mit Einspritzpumpen.

Es existieren zahlreiche Steuersysteme, deren Funktion von der Grösse einer Eingangs grösse abhängt. Diese Eingangsgrösse kann dem System entweder direkt durch eine Bedienungsperson oder aber indirekt über eine Nebeneinrichtung geliefert werden, auf die die Bedienungsperson einwirkt. Letzterer Fall ist insbesondere bei Verbrennungsmotoren mit Brennstoff ein-

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spritzung gegeben, wobei die Eingangsgrösse die in den Zylinder eingespritzte Brennstoffmenge ist, während die Bedienungsperson auf ein Organ einwirkt, das die Öffnung der Verbrennungsgemischzufuhr steuert.

Wenn die Funktion des Systems optimiert werden soll, kann es angezeigt sein, die Eingangsgrösse nicht allein von einem Steuerparameter, sondern auch von einem Zustandsparameter des Systems abhängig zu machen. Im obigen Beispiel des Verbrennungsmotors könnte dieser Zustandsparameter die Umdrehungsgeschwindigkeit des Motors sein.

Für den FaLl, dass ein Zustandsparameter des Systems Verwendung findet, liefert also die oben erwähnte Nebeneinrichtung eine Ausgangsgrösse, die die Eingangsgrösse des Systems ist und zwar als Funktion der Grossen zweier Parameter, die hier der Steuerparameter und der Zustandsparameter des Systems sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu liefern, die eine solche Steuerung in Funktion von zwei Eingangsgrössen erlaubt.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung umfasst ein festes Tragelement für die Organe, einen Informationsträger, dessen Punkte mit Hilfe zweier Koordinatenlinien-Systeme erfasst werden, die jeweils einen der Parameter darstellen, wobei die auf dem Informationsträger kodierten Informationen es einem Decoder ermöglichen, den Wert der Aus gangs steuergrösse als Funktion der beiden Parameter zu liefern, eine Leseeinheit zum Lesen der auf

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dem Informationsträger kodierten Informationen und geeignete Mittel zur Herstellung einer zweifach eindeutigen Übereinstimmung zwischen dem Wertpaar der Parameter und den relativen Lagen des Informationsträgers und der Leseeinheit durch Verschiebung mindestens eines dieser beiden Organe bezüglich des festen Tragelementes parallel zu den Koordinatenlinien, wobei der Informationsträger eine Platte aufweist, die an den erwähnten verschiedenen Punkten eine unterschiedliche Transparenz aufweist, wobei die Lesevorrichtung und der Decoder eine Lichtquelle und eine fotoelektrieche Zelle aufweisen, die beiderseits der genannten Platte angeordnet sind.

So entspricht jedem Wertpaar der Parameter eine Relativlage der transparenten Platte einerseits und der Lichtquelle und der fotoelektrischen Zelle andererseits. Die fotoelektrische Zelle 1 iefert eine Spannung als Funktion der Transparenz der Platte an dem Punkt, neben dem sie zu liegen kommt. Wenn dementsprechend die Transparenz der Platte an jedem ihrer Punkte eine Funktion der Grosse der beiden Parameter ist, wird die Ausgangsspannung der fotoelektrischen Zelle durch die Grosse dieser beiden Parameter bestimmt. Die transparente Platte kann also als Speicher bezeichnet werden, auf dem eine Funktion zweier Variabler dargestellt ist.

Vorzugsweise sind die beiden Koordinaten Winkel, die um zwei bezüglich des Tragelementes feste Achsen gemessen werden, wobei der Informationsträger und die Leseeinheit jeweils so angeordnet sind, dass sie sich um eine der beidei Achsen drehen.

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Es ist also möglich, die gesamte Oberfläche der transparenten Platte abzutasten, wobei gleichzeitig beim mechanischen Teil der Vorrichtung relativ geringe Abmessungen eingehalten werden können.

Auf der anderen Seite ist es einfacher, mechanische Teile präzise als Rotationselemente zu montieren als als Teil mit seitlicher Bewegung.

Für den Fall, dass einer dieser Parameter über einen Bowdenzug an die Vorrichtung geliefert wird, kann die Leseeinheit von einem Teil getragen werden, das drehbar mittels einer Welle auf einer der Achsen gelagert ist, wobei das Ende des Bowdenzüge an diesem Teil befestigt ist.

Die Erfindung bezieht sich weiterhin vorzugsweise auf einen Verbrennungsmotor mit Kraftstoffeinspritzung, dem zu seiner Steuerung eine vorbeschriebene Vorrichtung zugeordnet ist. In diesem Fall ist einer der Parameter vorzugsweise die Motordrehzahl, der zweite Parameter die Gashebelstellung, und die Ausgangssteuergrösse ist eine elektrische Spannung, die an dem Steuerschaltkreis jeder Einspritzpumpe anliegt. Dergestalt kann das an der Abtriebswelle des Motors erhaltene Drehmoment in Abhängigkeit von seiner Drehzahl und der Gashebelstellung optimiert werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Informationsträger rotationsfest mit der Abtriebswelle eines Tachometers verbunden, der die Drehzahl des Motors misst. Die Winkelstellung der transparenten Platte bezüglich des Tragelementes wird dementsprechend durch die Motordrehzahl bestimmt.

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Vorzugsweise ist die Transparenz der Platte eine monotone Funktion der eingespritzten Kraftstoffmenge.

Der Decoder ist extrem einfach auszubilden, denn die Ausgangsspannung der fotoelektrischen Zelle kann direkt an den Steuerschaltkreis der Einspritzpumpen angeschlossen werden.

Es kann schliesslich vorgesehen werden, dass das in den Motorzylinder eingespritzte Gemisch magerer oder fetten wird, wenn die Platte zunehmend transparenter wird. Es wird dabei die Ausführung gewählt, die den Steuer schaltkreis der Einspritzpumpen maximal vereinfacht.

Weitere Merkmale der Erfindung und Einzelheiten der durch dieselbe erzielten Vorteile gehen aus der nachstehenden Beschreibung hervor, in der mit Bezug auf die Zeichnungen ein Ausführungebeispiel der Erfindung in Verbindung mit der Steuerung eines Einspritz-Verbrennungsmotors gezeigt wird. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemässen Vorrichtung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die gleiche Vorrichtung,

Fig. 3 eine transparente Platte nach der Erfindung und

Fig. 4 ein Diagramm mit den Verbindungen zwischen der Vorrichtung und dem Steuerschaltkreie der Einspritzpumpen.

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Wie in den Figuren 1 und 2 gezeigt, weist die Vorrichtung ein Tragelement auf, das hier die Form eines Gehäuses 1 hat, von welchem die anderen Organe eingeschlossen sind. Das Gehäuse 1 weist zwei Ösen 2 auf, die mit Öffnungen versehen sind, die es gestatten, die Vorrichtung beispielsweise an einem Fahrzeug zu befestigen, das von dem mit der Vorrichtung gesteuerten Motor angetrieben wird. Eine Verstärkung 3 aus entsprechend gebogenem Blech ist mit dem Gehäuse 1 fest verbunden und trägt die anderen Organe.

Ein Tachometer 4, der die Umdrehungsgeschwindigkeit des Motors misst, ist in diesem Gehäuse 1 montiert. Die übliche Anzeigenadel diese Tachometers ist hier durch eine transparente Platte 5 ersetzt, die nachstehend näher beschrieben wird. Die Platte 5 ist in der Weise montiert, dass sie mit der Abtriebswelle 6 des Tachometers rotationsfest verbunden ist.

Eine zweite Welle 7 ist in der Verstärkung 3 in der Weise montiert, dass sie sich bezüglich des Gehäuses drehen kann. Zwei Verstärkungsteile 8 und 9 sind auf der Welle 7 in der Weise montiert, dass sie durch diese Welle bei Drehung derselben mitgenommen werden. Das Verstärkungsteil 8 trägt eine Lichtquelle 10, während das Verstärkungsteil 9 eine fotoelektrische Zelle 11 trägt. Die Verstärkungsteile 8 und 9 sind beiderseits der transparenten Platte 5 angeordnet, und die Sende- und Empfangs organe für das Licht 10 bzw. 11 sind sich gegenüber beiderseits der transparenten Platte in der Weise angeordnet, dass die fotoelektrische Zelle 11 von der Lichtquelle 10 den Bruchteil Licht empfängt, der nach der Emission nicht von der Platte 5 absorbiert wurde.

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Die Welle 7 trägt weiterhin einen Arm 12, an dem das Ende eines Steuerkabels 13 eines Bowdenzuges befestigt ist. Das andere Ende des Steuerkabels 13 ist mit der Gassteuerung des Motors verbunden. Ein Zug an dem Steuerkabel 13 bewirkt also eine Drehung der Welle 7, wobei sich die Sende- und Empfangsorgane für das Licht von der Welle 6 der transparenten Platte 5 entfernen. Eine Vorrichtung 14 an sich bekannter Art gestattet es, die Länge der Hülle und die Nullstellung des Steuerkabels 13 zu regeln. Der Arm 12 trägt weiterhin einen Anschlag 15, der es ermöglicht, die Bewegung der Organe und 11 in Richtung zur Welle 6 hin zu begrenzen. Eine Rückholfeder 16 wirkt auf den Arm 12 in Richtung zum Anschlag 15, wenn der Zug des Steuerkabels 13 nachlässt.

Bei einer bestimmten Drehzahl des Motors ist eine entsprechende Winkelstellung der transparenten Platte 5 bezüglich des Gehäuses gegeben. Auf der anderen Seite entspricht jeder Stellung des Gashebels eine bestimmte Winkellage der Welle 7 und dementsprechend eine bestimmte Lage der Organe 10 und 11, die sich auf einem Kreisbogen 17 verschieben. Demgemäss entspricht jedem Grössenpaar Drehzahl des Motors/Gashebelstellung - ein Punkt der transparenten Platte 5, der zwischen den Organen 10 und 11 liegt. Wenn die Ausgangsspannung des Empfangsorganes 11 als Steuergrösse für den Motor verwendet wird und wenn die Platte 5 eine unterschiedliche, vorher entsprechend festgelegte Transparenz aufweist, wird der Motor in optimaler Weise gesteuert und zwar als Funktion einerseits seiner tatsächlichen Drehzahl und andererseits der Gashebelstellung, d.h. also des Beschleunigungs- oder Verzögerungswunsches des Benutzers z.B. des Fahrzeuges.

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Fig. 3 zeigt die Platte mit unterschiedlicher Transparenz im Detail. Die nutzbare Zone der Platte ist innen durch einen Kreis 20 begrenzt. Der Radius dieses Kreises ist gleich dem Abstand der Organe und 11 zur Welle 6, wenn der Arm 12 am Anschlag 15 anliegt. Diese nutzbare Zone ist des weiteren in Radial richtung durch zwei Kreisbögen 21 und 22 begrenzt, die dem Kreisbogen 17 der Fig. 2 entsprechen, und die dem Leerlauf und der Höchstdrehzahl des Motors entsprechen. Die Zone 23 zwischen dem Kreisbogen 21 und dem Kreisbogen 24 entspricht der Nullstellung des Tachometers und wird in der Praxis nicht verwendet, denn der Motor dreht immer mit mindestens seiner Leerlaufdrehzahl. Die Zone 25 zwischen den Kreisbögen 22 und 24 gelangt niemals zwischen die Organe 10 und 11, denn sie schliesst einen Winkelbereich ein, in dei^die Welle 6 des Tachometers nicht drehen kann.

Wenn die Platte 5 fest ist und wenn der Benutzer die Gashebelstellung ändert, verschiebt sich der zwischen den Organen 10 und 11 gelegene Punkt auf Kreisbögen 17. Wenn die Gashebelstellung konstant ist, wenn sich jedoch die Motordrehzahl verändert, verschiebt sich dieser Punkt auf Kreisbögen 26, zentrisch zur Welle 6. Der Punkt 27 entspricht der Position der Organe Io und 11, wenn der Motor im Leerlauf ist und wenn die Gashebelstellung an ihrem Minimum ist. Die Kurve 28 entspricht dem kontinuierlichen Drehzahlwert des Motors oder der Bahn der Organe 10 und 11 bei reversiblen Beschleunigungen oder Verzögerungen. Die Kurve 29 ist die Bahn, die eingehalten wird, wenn, während der Motor im Leerlauf ist, die Gashebelstellung plötzlich zu ihrem Maximalwert geführt wird. Schliesslich ist die Kurve 30 die Bahn, die eingehalten wird, wenn bei Motormaximaldrehzahl plötzlich das Gas weggenommen wird. Die Zonen zwischen den Kurven 28 und

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einerseits und 28 und 30 andererseits entsprechen jeweils allen Beschleunigungs- und Verzögerungsphasen, die beim Motor möglich sind.

Vorzugsweise ist die Absorption der Platte im Infrarotbereich veränderlich. Dann ist das Lichtsendeorgan 10 eine InfrarPtemissionsdiode und das Empfangsorgan 11 kann ein infrarotempfindlicher Fototransistor sein. Die Transparenz der Platte kann sich in nicht kontinuierlicher Weise ändern, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist, oder auch in kontinuierlicher Weise.

Wenn die von dem Lichtempfangsorgan 11 gelieferte Spannung zunimmt, wenn es weniger Licht empfängt und wenn der Steuerschaltkreis der Einspritzpumpen so ausgebildet ist, dass das Gemisch magerer wird, wenn die am Eingang dieses Schaltkreis es ,gelieferte Spannung stärker wird, dann ist der Bereich 31 der Platte 5 der hellste und der Bereich 32 der dunkelste, wobei die Transparenz der Platte sich in monotoner Weise zwischen diesen beiden Bereichen ändert.

In Fig. 4 ist die Vorrichtung nach der Erfindung in allgemeiner Weise durch das Bezugszeichen 40 dargestellt. Der Tachometer weist eine Spule 41 und eine Ausgangswelle 6 auf, auf der die transparente Platte 5 montiert ist, wobei das Lichtabgabeorgan 10 und das Lichtempfangsorgan 11 beiderseits der Platte 5 angebracht sind. Der Rahmen 42 stellt den Steuerschaltkreis der Einspritzpumpem des Motors dar.

Dieser Schaltkreis umfasst eine Spannungsquelle 43, die, ausgehend von einer beispielsweise durch einen ( nicht dargestellten )

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Wechselstromgenerator gelieferten Wechselstrom spannung einer oder mehrere stabilisierte Gleichspannungen liefert. Diese Spannungsquelle kann auch eine Batterie sein. Ein Schaltkreis 45 liefert der Spule 41 einen Strom als Funktion der Motordrehzahl, beispielsweise gekennzeichnet durch eine zur Drehzahl des Motors proportionale Frequenz. Schliesslich liefert das Lichtempfangsorgan über einem Impedanzadapterschaltkreis 44 eine Ausgangsspannung an einen Steuerschaltkreis 46 für den Ström in den Einspritzpumpen. Der genannte Schaltkreis 4G kann beispielsweise von der Art sein, wie sie im französischen Patent Nr. 73 38265 beschrieben ist.

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Claims

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Patentansprüche

Vorrichtung zur Lieferung einer Ausgangssteuergrösse

als Funktion der Grossen zweier Parameter, mit einem festen Tragelement für die Organe, einem Informationsträger, dessen Punkte mit Hilfe zweier Systeme von Koordinatenlinien erfasst werden, die jeweils einen der Parameter darstellen, wobei die auf dem Informationsträger kodierten Informationen es einem Decoder ermöglichen, die Grosse der Ausgangssteuergrösse als Funktion der beiden Parameter zu liefern, einer Leseeinheit zum Lesen der auf dem Informationsträger kodierten Informationen und Mitteln zur Sicherstellung einer zweifach eindeutigen Übereinstimmung zwischen dem Grössenpaar der Parameter und den relativen Lagen des Informationsträgers und der Leseeinheit durch Verschiebung mindestens eines dieser beiden Organe bezüglich des festen Tragelementes parallel zu den Koordinatenlinien, dadurch gekennzeichnet, dass der Informationsträger eine Platte (5) aufweist, die eine in ihren verschiedenen Bereichen unterschiedliche Transparenz aufweist und die Leseeinheit und der Decoder eine Lichtquelle (10) und eine fotoelektrische Zelle (11) aufweisen, die beiderseits der Platte (5) angeordnet sind.
2.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Koordinaten Winkel sind, welche um zwei bezüglich des Traglementes (1) feste Achsen gemessen werden, wobei der Informationsträger und die Leseeinheit jeweils so angeordnet sind, dass sie sich um eine der beiden Achsen drehen.

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ORlGJNAL INSPECTED
3. ) Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der einer der Parameter der Vorrichtung über eine Bowdenzugsteuerung übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Leseeinheit von einem Teil (12) getragen wird, das drehbar mittels einer Welle auf einer der Achsen gelagert ist, wobei das Ende des Kabels (13) des Bowdenzuges am Teil (12) befestigt ist.
4. ) Verbrennungsmotor mit Brennstoffeinspritzung, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzpumpen durch eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3 gesteuert werden, wobei einer der Parameter die Drehzahl des Motors und der zweite Parameter die Gashebelstellung ist und die Ausgangssteuergrösse eine am Steuerschaltkreis jeder Einspritzpumpe liegende elektrische Spannung ist.
5.) Motor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Informationsträger (5) rotationsfest mit der Abtriebswelle (6) eines die Drehzahl des Motors messenden Tachometers (4) verbunden ist.
6. ) Motor nach Anspruch 4-5, dadurch gekennzeichnet, dass die Transparenz der Platte (5) eine monotone Funktion der in den Motor einzuspritzenden Kraftstoffmenge ist.
7.) Motor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die dunklen Bereiche der transparenten Platte (5) einem in den Motor eingespritzten mageren Gemisch entsprechen.
8.) Motor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die dunklen Bereiche der transparenten Platte (5) einem in den Motor eingespritzten fetten Gemisch entsprechen.

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