DE2751213A1

DE2751213A1 - Drehzahlbegrenzungsvorrichtung fuer brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2751213A1
Application number: DE19772751213
Authority: DE
Inventors: Manfred Mezger; Walter Ruf
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1977-11-16
Filing date: 1977-11-16
Publication date: 1979-05-17
Also published as: DE2751213C2

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Drehzahlbegrenzungsvorrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon eine solche Vorrichtung aus der DT-OS 1 901 001 bekannt, bei der die Standzeiten zweier Multivibratoren addiert werden. Bei Drehzahlüberschreitung entsteht eine Überlappung der beiden Ausgangssignale der Multivibratoren, die als Drehzahlerkennung dient. Zur hundertprozentigen Abschaltung der Brennkraftmachine ist jedoch hier ein Hilfssignalgeber erforderlich. Ohne Hilfssignalgeber ist nur eine fünfzigprozentige Abschaltung möglich.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß eine Drehzahlbegrenzungsvorrichtung durch eine sehr einfache Anordnung zweier Multivibratoren erreicht werden kann, die zusammen als einziger IC im Handel erhältlich sind. (MC 1^528). Eine hunderprozentige Abschaltung über die Zündung und/oder die Einspritzung ist möglich.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hautpanspruch angegebenen Vorrichtung möglich.

Zeichnung

Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 die schaltungsmäßige Ausgestaltung des ersten Ausführungsbeispiels, Fig. 2 ein

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Signaldiagramm zur Erläuterung des in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiels, Fig. 3 eine schaltungsmäßige Ausgestaltung eines zweiten Ausführungsbeispiels und Fig. i| eine schaltungsmäßige Ausgestaltung eines dritten Ausführungsbeispiels.

Beschreibung der Erfindung

In dem in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel ist eine herkömmliche elektronische Zündung gezeigt, die aus einer Geberanordnung 10, einem elektronischen Steuergerät 11 und einer Zündungsendstufe 12 besteht. Eine solche Zündungsendstufe enthält üblicherweise einen im Primärstromkreis einer Zündspule 13 geschalteten Transistor Ik (oder Thyristor) und wenigstens eine, in den Sekundärstromkreis der Zündspule 13 geschaltete Zündkerze 15· Die Versorgung des Primärstromkreises erfolgt über eine Klemme 16, an die eine Versorgungsspannung angelegt ist. Zwischen eine mit dem Ausgang des Steuergeräts 11 verbundene Klemme 17 und eine mit dem Eingang der Zündungsendstufe 12 verbundene Klemme 18 ist als Torstufe ein UND-Gatter 19 geschaltet. Der Ausgang der Geberanordnung 10 ist über die Reihenschaltung zweier, als monostabile Multivibratoren ausgebildete Zeitglieder 20, 21 mit einem weiteren Eingang des UND-Gatters 19 verbunden.

Im folgenden soll die Wirkungsweise des in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiels mit Hilfe des in Fig. 2 dargestellten Signaldiagramms erläutert werden. Durch das Ausgangssignal A der Geberanordnung 10 wird das erste Zeitglied 20 getriggert. Anstelle des Ausgangssignals der Geberanordnung 10 kann natürlich ein beliebiges anderes, drehzahlproportionales Signal der Anordnung herangezogen werden, z.B. auch das an der Klemme 17 anliegende Signal, durch das die Schließzeit des elektrischen Schalters 14 vorgegeben wird. Durch das Ausgangssignal

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B des Zeitglieds 20 wird das zweite Zeitglied 21 getriggert. Durch die ersten beiden dargestellten Signale A ist der Fall unterhalb der eingestellten Grenzdrehzahl gezeigt. Das Ausgangssignal des zweiten Zeitglieds 21 bleibt ständig auf einem 1-Signal, da dieses zweite Zeitglied 21 durch die Anstiegsflanke von Signalen B ständig neu getriggert wird, bevor die Haltezeit abgelaufen ist. Das UND-Gatter 19 ist somit durchlässig für an der Klemme 17 anliegende Signale, die als Signalfolge D zur Steuerung der Endstufe 12 dienen. Im einfachsten, dargestellten Fall entsprechen die Signale A den Signalen B. Natürlich können vom Steuergerät 11 in Abhängigkeit von Parametern der Brennkraftmaschine Veränderungen und Veschiebungen des Signals A bewirkt werden.

Das dritte und vierte dargestellte Signal A zeigt den Fall oberhalb der eingestellten Grenzdrehzahl. Das erste Zeitglied 20 kann nicht zurückkippen, da es vor Ablauf der Standzeit durch ein erneutes Signal A getriggert wird. Oberhalb der Grenzdrehzahl liegt somit am Eingang des zweiten Zeitglieds 21 ständig ein 1-Signal an. Das zweite Zeitglied 21 kann somit nicht mehr erneut getriggert werden und kippt am Ende seiner Standzeit auf ein O-Signal zurück, durch das das UND-Gatter 19 gesperrt wird. Im dargestellten Fall können somit keine weiteren Zündfunken mehr erzeugt werden. Anstelle einer Zünduncsendstufe 12 kann natürlich auch eine Einspritz-Endstufe einer elektronischen Einspritzung treten. In diesem Falle können oberhalb der Grenzdrehzahl keine weiteren Einspritzvorgänge mehr stattfinden. Für die beschriebene Wirkungsweise sind nachtriggerbare ■monostabile Multivibratoren erforderlich, um eine hundertprozentige Abschaltung der Endstufe 12 zu erreichen. Um eine Austastung jedes zweiten Steuerimpulses für die Endstufe 12 zu erreichen, können nicht-nachtriggerbare Multivibratoren verwendet werden.

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In dem in Fig. 3 dargestellten, zweiten AusfUhrungsbeispiel tritt anstelle der Anordnung 20, 21, 19 die Anordnung 20, 22, die nunmehr zwischen die Klemmen 17 und 18 geschaltet ist. Dabei ist die Klemme 17 über das erste Zeitglied 20 mit einem Eingang eines Flipflops 22 verbunden, das z.B. als D-Flipflop ausgebildet sein kann. Weiterhin ist die Klemme

17 mit dem Takteingang des Flipflops 22 verbunden. Der komplementäre Ausgang des Flipflops 22 ist an die Klemme

18 angeschlossen.

Die Wirkungsweise des in Fig. 3 dargestellten ersten Ausführungsbeispiels besteht darin, daß jede Anstiegs- und Abfallflanke der Signalfolge A bzw. der an der Klemme anliegenden Signalfolge als Taktimpuls für das Flipflop 22 wirkt. Dies kann durch entsprechende dynamische Vorbereitsungsschaltungen am Takteingang dieses Flipflops 22 erreicht werden, die z.B. aus dem Buch Halbleiter-Schaltungstechnik, Tietze, Schenk, Springer Verlag, 2. Auflage, Seite 411 bekannt sind. Unterhalb der Grenzdrehzahl kippt das Zeitglied 20 noch periodisch zurück. Mit jeder Anstiegsflanke eines Signals A liegt demnach noch kurzzeitig am Ausgang des Zeitglieds 20 ein 0-Signal, wodurch an der Klemme 18 ein 1-Signal erzeugt wird. Sollte durch die Anstiegsflanke des Signals A der Ausgang des Zeitglieds 20 zu schnell auf ein 1-Signal gesetzt werden, so kann gegebenenfalls ein Verzögerungsglied zwischengeschaltet werden. Zum Zeitpunkt einer Rückflanke des Signals A liegt ein 1-Signal am Ausgang des Zeitglieds 20, so daß das an der Klemme 18 anliegende 1-Signal zu einem 0-Signal wechselt. Die Signalfolge an der Klemme 18 entspricht somit derjenigen an der Klemme 17· Oberhalb der Grenzdrehzahl liegt ständig ein 1-Signal am Ausgang des Zeitglieds 20, wodurch an der Klemme 18 ständig ein 0-Signal verbleibt. Die Endstufe 12 sperrt dadurch bis die Drehzahl wieder abgesunken ist.

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Anstelle einer Sperrung der Endstufe 12 kann diese bei Erreichen der Begrenzungsdrehzahl im Falle der Zündung auch ständig leitend gehalten werden bis die Begrenzungsdrehzahl wieder unterschritten wird. Ein entsprechendes invertiertes Signal kann durch einen Inverter erzeugt werden. Die Anordnung gemäß Fig. 3 läßt sich natürlich auch zwischen den Ausgang der Geberanordnung 10 bzw. einer entsprechenden Stelle, die ein drehzahlabhängiges Signal führt und einen Eingang des UND-Gatters 19 gemäß Fig. 1 schalten. Durch die Sperrung des UND-Gatters 19 durch das O-Signal am Ausgang des Flipflops 22 läßt sich ebenfalls eine Sperrung der Endstufe 12 erreichen.

Um eine hundertprozentige Abschaltung bei der Erreichung der Grenzdrehzahl zu erzielen kann das erste Zeitglied 20 auch als Miller-Integrator ausgebildet sein.

In dem in Fig. ¹I dargestellten Ausführungsbeispiel ist gemäß Fig. 1 der Ausgang der Geberanordnung 10 mit dem elektronischen Steuergerät 11 verbunden, durch das wiederum eine Zündungsendstufe 12 bzw. eine Einspritz-Endstufe steuerbar ist, was nicht mehr dargestellt ist. Der Ausgang der Geberanordnung 10 ist über ein als Kondensator ausgebildetes Kopplungsglied 30 mit dem Eingang einer z.B. als Schmitt-Trigger ausgebildeten Impulsformerstufe 31 verbunden, deren Ausgang an den Eingang des Grenzdrehzahlschalters 20, 21 bzw. 20, 22 angeschlossen ist. Der Ausgang dieses Grenzdrehzahlschalters ist mit dem Steuereingang einer vorzugsweise als Transistor ausgebildeten Schaltvorrichtung 32 verbunden, deren Schaltstrecke den Ausgang der Geberanordnung 10 über einen Widerstand 33 mit der Klemme 16 verbindet.

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Die Wirkungsweise des in Fig. 4 dargestellten dritten Ausführungsbeispiels besteht darin, daß die Ausgangssignale der Geberanordnung 10 über eine kapazitive Kopplung 30 und in Rechtecksignale umgewandelt durch die Impulsformerstufe 31 den Grensdrehzahlschalter 20, 21 bzw. 20. 22 steuern. Die Wirkungsweise dieses Grenzdrehzahlschalters erfolgt gemäß der vorherigen Beschreibung zu den Fig. Ibis 3· Obwohl sich dieser_} aus einem Zeitglied mit einer nachgeschalteten Kippstufe bestehende Grenzdrehzahlschalter hier besonders vorteilhaft eignet, kann prinzipiell auch ein anderer Grenzdrehzahlschalter eingesetzt werden. Durch das Ausgangssignal des Grenzdrehzahlschalters oberhalb der Grenzdrehzahl wird die Schaltvorrichtung 32 geschlossen und verbindet den Ausgang der Gebervorrichtung 10 dann mit der Klemme 16. Eine Steuerung des elektronischen Steuergeräts 11 durch die Geberanordnung 10 ist dann nicht mehr möglich. Anstelle der Verbindung des Ausgangs der Geberanordnung mit der Klemme 16 oberhalb der Grenzdrehzahl ist auch eine Verbindung mit Masse möglich, durch die die Gebersignale kurzgeschlossen werden.

Die wesentlichen Vorteile des dritten Ausführungsbeispiels bestehen darin, daß ein Einbau, insbesondere ein nachträglicher Einbau einer Drehzahlbegrenzungsvorrichtung leicht möglich ist und nur einen einzigen Anschluß am Ausgang der Geberanordnung 10 benötigt. Ein elektronisches Steuergerät 11 und eine Endstufe 12, bzw. deren Leistungsschalter, sind üblicherweise in einem Gehäuse untergebracht. Dagegen ist die Geberanordnung von diesem Steuergerät räumlich getrennt und über eine Zuleitung verbunden. Lediglich an diese Zuleitung bzw. an einen ihrer Endanschlüsse braucht die Drehzahlbegrenzungsvorrichtung gemäß Fig. 4 angeschlossen zu werden.

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Prinzipiell kann die Anordnung gemäß Fig. 4 auch an einen anderen Schaltungspunkt, z.B. zwischen dem elektronischen Steuergerät 11 und dem Leistungsschalter m, angeschlossen werden.

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Claims

R- ι. 2 - ο

26.10.1977 Ve/Hm

ROBERT BOSCH GMBH, 7000 STUTTGART 1

Ansprüche

} Drehzahlbegrenzungsvorrichtung für Brennkraftmaschinen, mit einer Drehzahl-Erkennungsstufe, durch die bei Erreichen der Grenzdrehzahl notwendige Steuerimpulse für den Betrieb der Brennkraftmaschine unterdrückbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl-Erkennungsstufe als Zeitglied (20) ausgebildet ist, durch das eine nachgeschaltete Kippstufe (21, 22) steuerbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitglied (20) ein nachtriggerbares Zeitglied ist.

3· Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitglied (20) als monostabiler Multivibrator ausgebildet ist.

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ORIGINAL INSPECTED

^. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitglied (20) als Miller-Integrator ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die nachgeschaltete Kippstufe als weiterer monostabiler Multivibrator (21) ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die nachgeschaltete Kippstufe als bistabile Kippstufe (22) ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Ausgang der nachgeschalteten Kippstufe (21, 22) eine Torstufe (19) steuerbar ist, durch die Steuersignale für eine für den Betrieb der Brennkraftmaschine notwendige Endstufe sperrbar sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihenschaltung des Zeitglieds (20) mit der bistabilen Kippstufe (22) als Torstufe geschaltet ist, um den Durchlaß für den Betrieb der Brennkraftmaschine notwendiger Steuersignale zu steuern.

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9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß durch den aus Zeitglied (20) und nachgeschalteter Kippstufe (21 bzw. 22) gebildeten Grenzdrehzahlschalter eine Schaltvorrichtung (32) steuerbar ist, durch die eine die Steuerimpulse für den Betrieb der Brennkraftmaschine führende Leitung mit einem Potential verbindbar ist, durch das die Wirkung der Steuerimpulse verhindert wird.

10. Vorrichtung, insbesondere nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang einer Geberanordnung (10), dessen Ausgangssignale einem nachgeschalteten elektronischen Steuergerät (11) zur Steuerung für den Betrieb der Brennkraftmaschine notwendiger Vorgänge wie Zündung oder Einspritzung zugeführt sind, über ein Kopplungsglied (30) mit einem Grenzdrehzahlschalter (20, 21 bzw. 20, 22) verbunden ist, durch den eine Schaltvorrichtung (32) steuerbar ist, die den Ausgang der Geberanordnung (10) oberhalb der Grenzdrehzahl mit einem Potentail verbindet, durch das die Wirkung der Ausgangssignale der Geberanordnung verhindert.wird.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Potential das positive Potential einer Versorgungsspannung ist.

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12. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Potential des Massepotential ist.

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