DE2858331C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Freibrennen des Hitz­ drahtes eines Luftmassenmessers für eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Stand der Technik

Aus der DE-OS 21 50 187 ist eine mit Luftmassenmessung arbeitende, elektrisch gesteuerte Kraftstoffeinspritzanlage für Brennkraftma­ schinen bekannt, deren Luftmassenmesser einen von einem Heizstrom durchflossenen, temperaturabhängigen Widerstand umfaßt.

In der nicht vorveröffentlichten DE-OS 27 50 050 wird weiter die Notwendigkeit des Abbrennens von die Messung verfälschenden Rück­ ständen auf der Oberfläche eines Hitzdrahtes für Luftmassenmessers angesprochen.

Aus der US-PS 36 80 539 ist weiter eine Einrichtung bei einer Brenn­ kraftmaschine bekannt, die zur Verbesserung der Wärmeabfuhr und da­ mit zur Erhöhung der Lebensdauer der Brennkraftmaschine auch nach Abschalten des Zündschlüssels die Brennkraftmaschine noch eine be­ grenzte Zeit im Leerlauf laufen läßt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Ausglühvorgang für den Hitzdraht eines Luftmassenmessers möglichst vorteilhaft durchzuführen.

Diese Aufgabe wird ausgehend von dem eingangs genannten Verfahren durch die in Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.

Eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens ergibt sich aus Anspruch 2. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Einrichtung ergeben sich aus den Ansprüchen 3 bis 7.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 ermöglicht ein besonders günstiges und schonendes Freibrennen des Hitzdrahtes des Luftmassenmessers, beim Auslaufvorgang einer Brennkraftmaschine.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein grobes Übersichtsblockschaltbild einer Brennkraftmaschine mit Fremdzündung, Fig. 2 ein detailliertes Blockschaltbild einer Einrichtung zum Freibrennen (Ausglühen) des Hitzdrahtes und Fig. 3 ein detail­ liertes Schaltbild zum Blockschaltbild von Fig. 2.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In Fig. 1 ist mit 10 ein Drehzahlmesser bezeichnet, mit 11 ein Luftmassenmesser und mit 12 ein kombinierter Zünd-Start-Schalter. Die Drehzahl- und Ausgangssignale von Drehzahl- und Luftmassenmesser 10 und 11 sind zu einem Zeitglied 13 geführt, in dem aufgrund der Drehzahl- und Luftmassenwerte Einspritzsignale mit den Impulslängen tp gebildet werden. Der Ausgang des Zeitgliedes 13 ist, gegebenen­ falls über nicht dargestellte Korrekturstufen, mit einem elektro­ magnetischen 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 Luft­ mengenmesser 11 enthaltenen Hitzdraht 20. Die mit 16 bezeichnete Kraftstoffpumpe fördert den Kraftstoff aus einem Tank 21 zum Ein­ spritzventil 14.

Die Einrichtung 15 sorgt über ihren Ausgang 22 für das wünschens­ werte An- und Abschalten der Kraftstoffpumpe 16. Darüber hinaus steuert ihr Signal am Ausgang 17 die Ausglühschaltungsanordnung 19 für den Hitzdraht 20 im Luftmassenmesser 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-Start-Schalter 12 von Fig. 1 ist beim Gegenstand von Fig. 2 der Übersicht halber aufgeteilt in einen Zündschalter 12a und einen Startschalter 12b. Dem Drehzahl­ messer 11 folgt gegebenenfalls nach Impulsformerstufen eine Paral­ lelschaltung aus einem Kondensator 25 und einem Widerstand 26 gegen Masse.

Drehzahlmesserseitig dieser Parallelschaltung ist zusätzlich ein erster Schwellwertschalter 28 und ein zu einem Verbindungspunkt 29 führender Widerstand 30 angeschlossen. Die Ausgänge von Start-Schal­ ter 12b und Schwellwert-Schalter 28 sind zu den Eingängen eines ODER-Gatters 31 geführt, von dessen Ausgang eine Relaiswicklung 32 an Masse liegt. Bei Erregung der Relaiswicklung 32 werden zwei Schalter 33 und 34 in ihre geschlossene Stellung gestaltet. Mit dem ersten Schalter 33 wird dabei die Batteriespannung an die übrigen Verbraucher und elektrischen Einrichtungen der Brennkraftmaschine bzw. des mit der Brennkraftmaschine ausgestatteten Fahrzeuges ge­ legt und der Schalter 34 sorgt für die Stromversorgung der Kraft­ stoffpumpe 16 und der stromgeregelten Endstufe.

Mit dem Zündschalter 12a ist ein Schalter 36 zwischen dem Punkt 29 und Masse ansteuerbar. Bei nicht betätigtem Zündschalter liegt die­ ser Schalter 36 in seiner geöffneten Stellung und er schließt bei betätigtem Zündschalter. Am Punkt 29 liegt weiterhin ein Schwell­ wertschalter 38, dessen Ausgang 39 mit einem Schalter 40 gekoppelt ist. Aufgabe dieses Schalters 40 ist es, die LM-Meßbrücke so zu ver­ stimmen, daß sich am Hitzdraht die Ausglühtemperatur einstellt.

Bei ruhender Brennkraftmaschine und ausgeschaltetem Zünd- und Start-Schalter 12 gelangen zu den Eingängen des ODER-Gatters 31 kei­ nerlei Eingangssignale. Infolgedessen bleiben die Relaiswicklung 32 unerregt und die Schalter 33 und 34 geöffnet. Dies bedeutet wie­ derum, daß die elektrischen Einrichtungen nicht an Spannung gelegt werden und auch die Kraftstoffpumpe 16 keinen Kraftstoff fördert. Auch der Schwellwert-Schalter 38 gibt kein Signal ab. Die Brücken­ schaltung 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 34 schließen und demzufolge erhalten die übrigen Schaltungsanordnungen und auch die Kraftstoffpumpe 16 elektrische Energie zugeführt. Gleichzeitig mit der Betätigung des Start-Schalters 12b wirft ein nicht darge­ stellter 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 31 fortlau­ fend 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 Relaiswick­ lung 32 fortlaufend ausgehend vom Ausgangssignal des Schwellwert­ schalters 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 unter­ schritten wird, dann schalten die Schalter 33 und 34 aus - die Kraftstoffzufuhr zur Brennkraftmaschine wird unterbrochen und die elektrischen Anlagen werden abgeschaltet. Aufgrund der kleinen Ent­ ladezeitkonstante des Kondensators 25 erfolgt dieses Abschalten 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 Brenn­ kraftmaschine 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 ab­ gestimmt, daß das Ausgangssignal dieses Schwellwertschalters 38 noch für etwa drei Sekunden nach dem Abschalten der Zündung anliegt. Da­ bei tritt dieses Ausgangssignal nur bei einem normalen Abschalten der Brennkraftmaschine auf, d. h. bei Abschalten der Zündung und an­ schließendem Kleinerwerden der Drehzahl, so daß das Ausgangssignal des Schwellwertschalters 38 letztlich einen normalen Ausschaltvor­ gang 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 Ausgangssignal 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 Kraft­ stoffpumpe zur Folge. Diese Verlängerung der Betriebsbereitschaft der einzelnen Aggregate ist jedoch ohne Belang, weil in diesem Fall von einem korrekten Arbeiten der einzelnen Schaltungsteile ausgegan­ gen 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 dargestell­ ten Anordnung. Dabei sind gleiche Blöcke mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Im einzelnen ist die Schaltungsanordnung von Fig. 3 wie folgt aufge­ baut. Dem Drehzahlmesser 11 folgt ein Spannungsteiler aus zwei Widerständen 50 und 51 gegen Masse. Der Verbindungspunkt der beiden Widerstände 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 Masselei­ tung 56 gekoppelt und außerdem mit der Basis eines weiteren Transi­ stors 57. Kollektorseitig liegt dieser Transistor 57 an der Pluslei­ tung 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 61 und 62 zwischen der Plusleitung 54 und der Minusleitung 56 angeschlossen ist. Der Kollektor dieses Transisors 60 steht einmal über eine Diode 63 und einen 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 Transistors 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 54 in Verbindung steht. Der Transistor 68 a dient der Ansteuerung der Relaiswicklung 32 zwi­ schen seinem Kollektor und der Plusleitung 54. Zum Schutz des Tran­ sistors 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 Kraftstoffpumpen­ steuerung nur angedeutet ist, sorgt der Schalter 33 für die Strom­ versorgung über eine Diode 72 von einer nicht dargestellten Ener­ giequelle 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 Tran­ sistors 77 in Verbindung, wobei dessen Emitter direkt mit der Minus­ leitung 56 gekoppelt ist und zwischen Basis und Emitter eine Paral­ lelschaltung, 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 Plus­ leitung 54 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 81. 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 lei­ tend und hält das Potential des Verbindungspunktes 29 auf Massepo­ tential, wodurch der Schwellwertschalter 38 nicht ansprechen kann. Wird der Start-Schalter 12b 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 Pluslei­ tung 54 aus der Betriebsspannungsquelle 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 Ver­ bindungsleitung 59 ansteigen. Dadurch sperrt ab einer gewissen Höhe der Spannung über dem Kondensator 25 der Transistor 60 und hält des­ sen Kollektorpotential auch dann auf einem tiefen Wert, wenn der Startschalter 12b wieder in seine Ruhelage zurückkehrt.

Wegen des leitenden Transistors 77 sind die beiden Widerstände 30 und 26 dem Kondensator 25 unmittelbar parallel geschaltet und erge­ ben damit eine geringe Entladezeitkonstante. Dies wiederum hat ein schnelles Ausschalten der Schalter 33 und 34 dann zur Folge, wenn die Drehzahl bei eingeschaltetem Zündschalter 12a unter einen be­ stimmten 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 Verbindungspunkt 29 in etwa die Spannung der Verbindungsleitung 54 an. Demzufolge gibt der nach­ geschaltete Schwellwertschalter 38 an seinem Ausgang 39 ein negati­ ves Signal zum Ausglühen des Hitzdrahtes 20 im Luftmassenmesser 11 ab. Die Dauer dieses Ausglühsignales hängt ab von der Entladezeit­ konstante des Kondensators 25, wobei diese Entladezeitkonstante nun allein abhängig ist vom Widerstand 26 und der Kapazität des Konden­ sators 25.

Hauptvorteil der vorliegenden Schaltungsanordnung ist es, die Erre­ gung 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.

Claims (7)

1. Verfahren zum Freibrennen des Hitzdrahtes eines Luftmassenmessers für eine Brennkraftmaschine, bei dem der Hitzdraht zum Abbrennen schädlicher Ablagerungen zeitweise auf eine höhere Temperatur aufgeheizt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Freibrennen des Hitzdrahtes (20) dann erfolgt, wenn der Zünd-Start-Schalter (12) der Brennkraftmaschine in seiner Aus-Stellung ist und die Drehzahl der Brennkraftmaschine in einem vorgegebenen Zeitintervall nach Ausschaltung des Zünd-Start-Schalters (12) einen vorgegebenen Drehzahlschwellwert überschreitet.

2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Gewinnung eines Drehzahl-Sig­ nals vorgesehen sind, daß die Einrichtung weiter einen Speicher (25) umfaßt, dem das Drehzahlsignal zugeführt wird, dessen Lade- und/oder Entladevorgang von der Schalterstellung des Zünd-Start-Schalters (12) abhängig ist, und daß die Einrichtung weiter ein elektrisches Schaltungsteil (32) umfaßt, dem ein Ausgangssignal des Speichers (25) zugeführt wird.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Speicher (25) ein Kondensator vorgesehen ist, dessen Entladezeitkon­ stante von der Stellung des Zündschalters (12a) abhängt, daß dem Speicher (25) ein Drehzahlsignal zugeführt wird, und daß zwischen dem Speicher (25) und dem elektrischen Schaltungsteil (32) wenig­ stens ein Schwellwertschalter (28) liegt.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß bei eingeschalteter Zündung die Entladezeitkonstante des Speichers (25) kleiner ist als bei ausgeschalteter Zündung.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Schwellwertschalter (28) mit einem Startschalter (12b) gekoppelt ist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Einrichtung ein Verknüpfungsglied (29) (Verknüp­ fungspunkt) umfaßt, dem ein die Schaltstellung des Zünd-Start-Schalters (12) und mittelbar oder unmittelbar das Dreh­ zahlsignal zugeführt wird, daß weiter eine Schalteinrichtung (19, 40) zum Freibrennen des Hitzdrahts (20) vorgesehen ist, die vom Aus­ gangssignal des Verknüpfungsgliedes (29) angesteuert wird.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß dem Speicher (25) eine Reihenschaltung eines Wider­ standes (30) und eines Schalters (36) parallel liegt und daß das Signal über dem Schalter (36) als Eingangssignal für die Schaltein­ richtung (19) zum Freibrennen des Hitzdrahtes (20) vorgesehen ist.