DE2815780A1 - Einrichtung zum steuern eines elektrischen schaltungsteils bei brennkraftmaschinen - Google Patents

Einrichtung zum steuern eines elektrischen schaltungsteils bei brennkraftmaschinen

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Description

f r •J —
Stand der Technik
Es ist bekannt, insbesondere die elektrische Kraftstoffpumpe abhängig von einem Drehzahlsignal zu steuern 3 damit z.B. bei einem Unfall und dadurch verursachtem schnellen Stillstand der Brennkraftmaschine nicht noch weiterhin Kraftstoff zur Brennkraftmaschine gefördert wird. Bei dieser bekannten Schaltungsanordnung wird ein Kondensator abhängig von einem Drehzahlsignal geladen und die Entladezeitkonstante des Kondensator ist konstant. Das aufgrund der bestimmten elektrischen Werte festgelegte und eindeutige Zeitverhalten ermöglicht jedoch keinen optimalen Ausschaltvorgang der Brennkraftmaschine.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Einrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs ermöglicht gerade diesen optimalen übergang von der arbeitenden zur ruhenden Brennkraftmaschine. Es ist sichergestellt, daß im Ernstfall die elektrische Anlage und auch die Kraftstoffzufuhr zur Brennkraftmaschine sehr rasch abgeschaltet bzw. unterbrochen wird und bei normalem AbschaltVorgang ein ruhiges Auslaufen der Brennkraftmaschine gewährleistet ist.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Einrichtung möglich. Als besonders vorteilhaft hat sich herausgestellt, bei einem Luftmengenmesser mit einem Hitzdraht dessen AusglühVorgang auch abhängig vom Zeitverhalten des elektrischen Speichersignales zu machen.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 ein grobes Übersichtblockschaltbild einer Brennkraftmaschine mit Fremdzündung, Fig. 2
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ein detailliertes Blocksehaltbild der Einrichtung zum Steuern eines elektrischen Schaltungsteiles und Fig. 3 ein detailliertes Sehaltbild zum Blockschaltbild von Fig. 2.
Beschreibung der Erfindung
In Fig. 1 ist mit 10 ein Drehzahlmesser bezeichnet, mit 11 ein Luftmassenmesser und mit 12 ein kombinierter Zünd-Start-Schalter. Die Ausgangssignale von Drehzahl- und Luftmengenmesser 10 und 11 sind zu einem Zeitglied 13 geführt, in dem aufgrund der Drehzahl- und Luftmengenwerte Drehzahlsignale mit den Impulslängen tp gebildet werden. Der Ausgang des Zeitgliedes 13 ist, gegebenenfalls über nicht dargestellte Korrekturstufen, mit einem elektromagnetischen Einspritzventil 14 gekoppelt.
Der Zünd-Start-Schalter 12 steht mit der Einrichtung 15 zum Steuern z.B. der elektrischen Kraftstoffpumpe 16 in Verbindung. Darüber hinaus führt von einem weiteren Ausgang 17 der Einrichtung 15 eine Leitung 18 zu einer Ausglühschaltungsanordnung 19 für den im Luftmengenmesser 11 enthaltenen Hitzdraht 20. Die mit 16 bezeichnete Kraftstoffpumpe fördert den Kraftstoff aus einem Tank 21 zum Einspritzventil 14.
Die Einrichtung 15 sorgt über ihren Ausgang 22 für das wünschenswerte An- und Abschalten der Kraftstoffpumpe 16. Darüber hinaus steuert ihr Signal am Ausgang 17 die Ausglühschaltungsanordnung 19 für den Hitzdraht 20 im Luftmengenmesser 11 und zwar dann, wenn der Zünd-Start-Schalter 12 in seiner Aus-Stellung liegt und die Drehzahl der Brennkraftmaschine noch oberhalb eines bestimmten Wertes ist.
Eine Realisierungsmöglichkeit dieses gewünschten Verhaltens zeigt Fig. 2 in Form eines Blockschaltbildes. Der Zünd-
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Start-Schalter 12 von Fig. 1 ist beim Gegenstand von Fig. der Übersicht halber aufgeteilt in einen Zündschalter 12a und einen Startschalter 12b. Im einzelnen ergibt sich der folgende Schaltungsaufbau. Dem Drehzahlmesser 11 folgt gegebenenfalls nach Impulsformerstufen eine Parallelschaltung aus einem Kondensator 25 und einem Widerstand 26 gegen Masse. Drehzahlmess'erseitig dieser Parallelschaltung ist zusätzlich ein erster Schwellwertschalter 28 und ein zu einem Verbindungspunkt 29 führender Widerstand 30 angeschlossen. Die Ausgänge von Start-Schalter 12b und Schwellwert-Sehalter 28 sind zu den Eingängen eines ODER-Gatters 31 geführt3 von dessen Ausgang eine Relaiswicklung 32 an Masse liegt. Über die Erregung der Relaiswicklung 32 sind zwei Schalter 33 und 34 in ihre geschlossene Stellung schaltbar. Mit dem ersten Schalter wird dabei die Batteriespannung an die übrigen Verbraucher und elektrischen Einrichtungen der Brennkraftmaschine bzw. des mit der Brennkraftmaschine ausgestatteten Fahrzeuges gelegt und der Schalter 34 sorgt für die Stromversorgung der Kraftstoffpumpe 16 und der stromgeregelten Endstufe.
Mit dem Zündschalter 12a ist ein Schalter J>6 zwischen dem Punkt 29 und Masse ansteuerbar. Bei nicht betätigtem Zündschalter liegt dieser Schalter 36 in seiner geöffneten Stellung und er schließt bei betätigtem Zündschalter. Am Punkt 29 liegt weiterhin ein Schwellwertschalter 38, dessen Ausgang 39 mit einem Schalter 40 gekoppelt ist. Aufgabe dieses Schalters 40 ist es3 die LM-Meßbrücke so zu verstimmen, daß sich am Hitzdraht die Ausglühtemeperatur einstellt.
3ei ruhender Brennkraftmaschine und ausgeschaltetem Zünd- und Start-Schalter 12 gelangen zu den Eingängen des ODER-Gatters keinerlei Eingangssignale. Infolgedessen bleibt die Relaiswicklung 32 unerregt und die Schalter 33 und 34 geöffnet. Dies bedeutet wiederum3 daß die elektrischen Einrichtungen nicht an Spannung gelegt werden und auch die Kraftstoffpumpe
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16 keinen Kraftstoff fördert. Auch der Schwellwert-Schalter 38 gibt kein Signal ab. Die Brückenschaltung mit dem Hitzdraht 20 kann somit funktionsgerecht arbeiten, sobald sie ein Spannungssignal erhält.
Wird der Zündschalter 12a betätigt, dann schließt der Schalter 36 und schaltet die Widerstände 26 und 30 parallel.
Beim Betätigen des Start-Schalters 12b liegt über das ODER-Gatter 31 die Relaiswicklung 32 an Spannung, die Schalter 33 und J>k schließen und demzufolge erhalten die übrigen Schaltungsanordnungen und auch die Kraftstoffpumpe l6 elektrische Energie zugeführt. Gleichzeitig mit der Betätigung des Start-Schalters 12b wirft ein nicht dargestellter Anlasser die Brennkraftmaschine an und der Drehzahlmesser 11 gibt ein zunehmend größer werdendes positives Ausgangssignal .ab. Dadurch erhöht sich auch zunehmend die Spannung über dem Kondensator 25 und bei einer bestimmten Höhe spricht der Schwellwertschalter 28 an und hält die Relaiswicklung 32 über das ODER-Gatter 3I fortlaufend im erregten Zustand. Dies auch dann, wenn der Start-Schalter 12b wieder in seine Ruhelage zurückgenommen wird. Dies bedeutet, daß die Schwelle des Schwellwertschalters 28 relativ niedrig liegen muß, d.h., sie muß bereits bei sehr niedriger Drehzahl erreicht werden.
Bei normal arbeitender Brennkraftmaschine ist somit die Relaiswicklung 32 fortlaufend ausgehend vom Ausgangssignal des Schwellwertschalters 28 erregt, der Schalter 36 ist fortlaufend geschlossen und die beiden Widerstände 26 und 30 liegen parallel.
Sinkt die Drehzahl der Brennkraftmaschine aus irgendeinem Grunde soweit ab, daß der Schwellwert des Schwellwertschalters 28 unterschritten wird, dann schalten die Schalter 33 und 34 aus - die Kraftstoffzufuhr zur Brennkraftmaschine wird unterbrochen und die elektrischen Anlagen werden abgeschaltet. Aufgrund der kleinen Entladezeitkonstante des Kondensators 25 erfolgt dieses Abschalten
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bei einem sehr schnellen Drehzahlrückgang ebenfalls sehr rasch, wodurch auch z.B. bei Unfällen die Kraftstoffzufuhr sofort ausgeschaltet wird.
Beim normalen Abstellen der Brennkraftmaschine besitzt die Brennkraftmaschine zum Ausschaltzeitpunkt des Zündschalters 12a noch eine ausreichend hohe Drehzahl, bei der der Schwellwertschalter 28 an seinem Ausgang noch ein positives Signal abgibt und die Schalter 33 und 34 geschlossen sind. Dieses Ausschalten des Zündschalters 12a bewirkt ein Öffnen des Schalters 36 und damit eine Vergrößerung der Entladezeitkonstante des Kondensators 25· Die Zeitkonstante und der Schwellwert des Schwellwertschalters 38 sind nun so aufeinander abgestimmt, daß das Ausgangssignal dieses Schwellwertschalters 38 noch für etwa drei Sekunden nach dem Abschalten der Zündung anliegt. Dabei tritt dieses Ausgangssignal nur bei einem normalen Abschalten der Brennkraftmaschine auf, d.h. bei Abschalten der Zündung und anschließendem Kleinerwerden der Drehzahl, so daß das Ausgangssignal des Schwellwertschalters 38 letzlich einen normalen Ausschaltvorgang markiert.
Während der Dauer dieses Ausgangssignals wird nun der Stromfluß durch den Hitzdraht 20 im Luftmassenmesser 11 soweit erhöht, daß auf ihm abgelagerte Rückstände abbrennen. Dadurch wird der Hitzdraht wieder "sauber" und sein Ausgangsignal ist nicht mehr so stark alterungsabhängig. Auch wird sichergestellt, daß bei jeder erneuten Inbetriebnahme der Brennkraftmaschine vom gleichen funktionsmäßigen Zustand des Luftmassenmessers ausgegangen werden kann.
Die Vergrößerung der Entladezeitkonstante des Kondensators 25 bei einem normalen Abstellvorgang der Brennkraftmaschine hat auch ein verzögertes Abschalten der elektrischen Anlage sowie der Kraftstoffpumpe zur Folge. Diese Verlängerung der Betriebsbereitschaft der einzelnen Aggregate ist jedoch ohne
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Belang, weil in diesem Fall von einem korrekten Arbeiten der einzelnen Schaltungsteile ausgegangen werden kann und z.B. die Kraftstoffpumpe 16 zwar noch weiterhin für einen Arbeitsdruck bei den Einspritzventilen sorgt, diese jedoch wegen der schnell sich verringernden Drehzahl kaum mehr öffnen.
Fig. 3 zeigt ein ausführliches Schaltbild der in Fig. 2 dargestellten Anordnung. Dabei sind gleiche Blöcke, z.B. die einzelnen Messer für Betriebskenngrößen und Schalter, mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Im einzelnen ist die Schaltunganordnung von Fig. 3 wie folgt aufgebaut. Dem Drehzahlmesser 11 folgt ein Spannungsteiler aus zwei Widerständen 50 und 51 gegen Masse. Der Verbindungspunkt der beiden Widestände 50 und 51 ist zum Emitter eines Transistors 52 geführt, dessen Basis unmittelbar und dessen Emitter mittelbar über eine Diode 53 mit einer Plusleitung 54 in Verbindung steht. Der Kollektor dieses Transistors ist über einen Widerstand 55 mit einer Masseleitung 56 gekoppelt und außerdem mit der Basis eines weiteren Transistors 57. Kollektorseitig liegt dieser Transistor 57 an der Plusleitung 54 und emitterseitig über einen Widerstand 58 und eine Diode 58a an einer Verbindungsleitung 59> von der aus der Kondensator 25 und der Widerstand 26 gegen die Masseleitung 56 geschaltet ist. Des weiteren führt die Verbindungsleitung 59 zur Basis eines Transistors 60, dessen Emitter am Verbindungspunkt zweier Widerstände 6l, und 62 zwischen der Plusleitung 54 und der Minusleitung 56 angeschlossen ist. Der Kollektor dieses Transistors 60 steht einmal über eine Diode 63 und einem Inverter 64 mit dem Start-Schalter 12b in Verbindung und zum anderen über einen Spannungsteiler aus den Widerständen 65 und 66 mit der Masse-Leitung 56. Der Verbindungspunkt der beiden Widerstände 65 und 66 ist zur Basis eines Transistor 68 geführt, dessen Emitter an der Minusleitung 56 liegt und dessen Kollektor unmittelbar mit der Basis eines folgenden Transistors 68a und mittelbar über einen Widerstand 69 mit der Plusleitung 59 in Verbindung steht.
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Der Transistor 68a dient der Ansteuerung der Relaiswicklung 32 zwischen seinem Kollektor und der Plusleitung 54. Zum Schutz des Transistors 68 dient noch eine parallel geschaltete Zenerdiode 70 und der Freilaufkreis für die Relaiswicklung 32 ist mittels einer Diode 71 realisiert. Während der Schalter 34 für die Kraftstoffpumpensteuerung nur angedeutet ist, sorgt der Schalter 33 für die Stromversorgung über eine Diode von einer nicht dargestellten Energiequelle 73 des Gegenstandes der Fig. 3. Vom Zündschalter 12a führt ebenfalls eine Diode 75 zur Plusleitung 54. Des weiteren steht der Zündschalter 12a über einen Widerstand 76 mit der Basis eines Transistors 77 in Verbindung, wobei dessen Emitter direkt mit der Minusleitung 56 gekoppelt ist und zwischen Basis und Emitter eine Parallelschaltung bestehend aus Diode 78 und Widerstand 79 angeordnet ist. Der Kollektor dieses Transistors 77 ist zum Verbindungspunkt 29 geführt und steht zusätzlich über einen Widerstand 80 mit der Plusleitung in Verbindung. Zwischen der Verbindungsleitung 59 auf der der Masseleitung 56 abgewandten Seite von Kondensator 25 und Widerstand 26 und dem Verbindungspunkt 29 liegt eine Reihenschaltung von Widerstand 30 und Diode 8l. Nachgeschaltet ist dem Verbindungspunkt 29 über den Widerstand 82 der aus Fig. 2 bekannte Schwellwertschalter 38.
Wird der Zündschalter 12a eingeschaltet, erhält die Plusleitung 54 über die Diode 75 Spannung. Gleichzeitig wird der Transistor 77 leitend und hält das Potential des Verbindungspunktes 29 auf Massepotential, wodurch der Schwellwertschalter 38 nicht ansprechen kann. Wird der Start-Schalter 12 betätigt, dann senkt sich das Potential am Kollektor des Transistors 60 ab, dies bewirkt ein Sperren des Transistors 68 und dies wiederum ein Leitendwerden des Transistors 68a. Als Folge davon fließt durch die Relaiswicklung 32 Strom und die Schalter 33 und 34 schließen. Ab diesem Zeitpunkt wird die Plusleitung 54 aus der Betriebs-
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Spannungsquelle 73 über den Schalter 33 und die Diode 72 mit Spannung versorgt.
Das am Ausgang des Drehzahlmessers 11 auftretende Drehzahlsignal läßt den Transistor 57 leitend werden und das Potential auf der Verbindungsleitung 59 ansteigen. Dadurch sperrt ab einer gewissen Höhe der Spannung über dem Kondensator 25 der Transistor 60 und hält dessen Kollektorpotential auch dann auf einen tiefen Wert, wenn der Startschalter 12b in seine Ruhelage wieder zurückkehrt.
Wegen des leitenden Transistors 77 sind die beiden Widerstände 30 und 26 dem Kondensator 25 unmittelbar parallel geschaltet und ergeben damit eine geringe Entladezeitkonstante. Dies wiederum hat ein schnelles Ausschalten der Schalter 33 und 3*1 dann zur Folge, wenn die Drehzahl bei eingeschaltetem Zündschalter 12a unter einen bestimmten Wert absinkt.
Bei einem normalen AusschaltVorgang der Brennkraftmaschine wird der Zündschalter 12a ausgeschaltet und erst anschließend verringert sich die Drehzahl. Infolge des Ausschaltens des Zündschalters 12a sperrt der Transistor 77 und folglich liegt am Verhindungspunkt 29 in etwa die Spannung der Verbindungsleitung 5*1 an. Demzufolge gibt der nachgeschaltete Schwellwertschalter 38 an seinem Ausgang 39 ein negatives Signal zum Ausglühen des Hitzdrahtes 20 im Luftmengenmesser 11 ab. Die Dauer dieses Ausglühsignales hängt ab von der Entladezeitkonstante des Kondensators 29, wobei diese Entladezeitkonstante nun allein abhängig ist vom Widerstand 26 und der Kapazität des Kondensators 25.
Hauptvorteil der vorliegenden Schaltungsanordnung ist es, die Erregung der Relaiswicklung 32 und die Festlegung der Ausglühzeit des Hitzdrahtes 20 kostengünstig und in funktioneller Hinsicht optimal zu gestalten. Gleichzeitig wird ein Höchstmaß an Betriebssicherheit erreicht.
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Claims (7)

  1. R\ 4 S ? 7
    17.3.1978 Mü/Hm
    ROBERT BOSCH" GMBH, 7000 STUTTGART 1
    Ansprüche
    .1\ Einrichtung zum Steuern wenigstens eines elektrischen Schaltungsteils bei Brennkraftmaschinen, insbesondere des Hauptreläis in der Spannungsversorgung und des Kraftstoffpumpensteuerkreises, abhängig von vorzugsweise einer Betrieb skenngröße und einer einen Betriebsaustand kennzeichnenden Schalterstellung, dadurch gekennzeichnet, daß das betriebskenngrößenabhängige Signal (vom Drehzahlmesser 11) einem Speicher (25) zuführbar ist., dessen Lade-und/oder Entladevorgang insbesondere vom Eins ehaltzustand der Zündung beeinflußbar ist und der Wert des Speichersignals der Ansteuerung des elektrischen Schaltungsteils (32) diente
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Drehzahlsignal auf einen Kondensator (25) schaltbar ist, dessen Entladezeitkonstante von der Stellung eines Zündschalters (12a) abhängt und zwischen Kondensator (25) und elektrischem Sehaltungsteil (32) wenigstens ein Schwellwertschalter (28) liegt.
    909843/0088 _ 2 -
    »- 0R1Q1NAL INSPECTED
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei eingeschalteter Zündung die Entladezeitkonstante des Speichers (25) kleiner als bei ausgeschalteter Zündung ist.
  4. 4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schwellwertschalter (28) ein ODER-Gatter (31) nachgeschaltet ist j dessen Eingänge mit Schwellwertschalter (28) und Start-Schalter (12b) gekoppelt sind.
  5. 5· Einrichtung zum Steuern einer Schalteinrichtung abhängig von wenigstens einer Betriebskenngröße und einer einen Betriebszustand kennzeichnenden Schalterstellung, insbesondere in Verbindung mit einer Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 43 dadurch gekennzeichnet, daß das betriebszustandsabhängige und mittelbar oder unmittelbar das betriebskenngrößenabhängige Signal einem Verknüpfungsglied (Verknüpfungspunkt 29) zuführbar ist, dessen Ausgangssignal auf eine Schalteinrichtung (19, 40) zum Ausglühen eines Luftmassen-Meßorgans (Hitzdraht 20) schaltbar ist.
  6. β. Einrichtung nach Anspruch 55 dadurch gekennzeichnet, daß abhängig von der Stellung des Zündschalters (12a) wenigstens mittelbar ein Drehzahlsignal der Schalteinrichtung (19, 4θ) zum Ausglühen des Luftmassen-Meßorgans (Hitzdraht 20) zuführbar ist.
  7. 7. Einrichtung nach Anspruch 6,-dadurch gekennzeichnet, daß dem Speicher (25) eine Reihenschaltung von Widerstand (30) und
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    _ ~i. —
    Schalter (3β) parallel liegt, und vorzugsweise das Signal über dem Schalter (36) als Eingangssignal für die Schaltungseinrichtung (19) zum Ausglühen des Luftmengen-Meßorgans. (20), insbesondere über einen Schwellwertschalter (38), dient.
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