DE2942012C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Einrichtung zur Steuerung einer magnetspulenbetätigten Einrichtung für Verbrennungskraftmaschinen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, d. h. auf die Brennstoffzufuhrsteuerung einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere für Dieselmotoren.

Derartige Einspritzeinrichtungen werden in den Druckschriften DE-OS 21 01 761 und DE-OS 20 23 733 beschrieben, wobei die letztgenannte Druckschrift ein elektronisch-volumetrisch arbeitendes Kraftstoffeinspritzsystem darstellt, das einen sogenannten Rotationsfühler, der vom Motor angetrieben wird, aufweist, und somit in fester Winkelbeziehung zur Kurbelwelle des Motors steht. Die Steuerung des Elektromagneten der Einspritzpumpe erfolgt hier durch ein Signal, das einerseits von der Stellung des Gashebels abhängig ist und andererseits sich durch eine von der Motordrehzahl abhängigen Beziehung errechnet.

Ferner ist aus der DE-AS 21 11 781 ein Steuerspannungsgenerator für ein elektrisches Kraftstoffsteuersystem einer Brennkraftmaschine erkannt, welcher eine Vergleichseinrichtung aufweist, die an zwei zugeführte Signalen jeweils das kleinere zur Steuerung der einzuspritzenden Kraftstoffmenge auswählt.

Frühere elektrische oder elektronische Systeme, die häufig bei Dieselmotoren verwendet wurden, hatten Konstantdruck-Einrichtungen, bei denen ein elektrischer Impuls ein Magnetventil betätigte, so daß der konstante Druck den Brennstoff in den Zylinder drückte, solange das Magnetventil betätigt wurde.

Die meisten heute verwendeten Einspritzpumpen werden durch eine Druckstange betätigt, so daß sich der Druck der Pumpe und die Einspritzzeit mit der Geschwindigkeit ändern.

Da eine Einspritzpumpe zur Brennstoffeinspritzung genauer arbeitet als die Konstantdruck-Einrichtungen, ersetzt die vorliegende Erfindung die mechanische Zahnstangensteuerung durch eine elektronische Steuerung eines Überströmventils, behält jedoch die Einspritzpumpe zur Drucksteuerung bei.

Obwohl elektronische Regelungssysteme für Brennstoffeinspritzsysteme im Stand der Technik gebräuchlich sind, steuert die Mehrheit dieser Systeme die Dauer der Brennstoffimpulse als Funktion der Zeit und nicht als Funktion einer bestimmten Gradzahl pro Maschinenumdrehung. Um eine genauere Einschaltzeit der Einspritzeinrichtungen zu erzielen, ist es daher sinnvoll, die Dauer des Brennstoffimpulses für eine Dieselmaschine oder eine zündfunkengezündete Maschine als Funktion der Anzahl von Graden der Kurbelwellendrehung zu bestimmen.

Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Brennstoffeinspritz- Steuersystem für eine Verbrennungskraftmaschine zu schaffen, bei dem die Brennstoff-Einspritzzeit auf eine genaue Gradzahl der Kurbelwellendrehung eingestellt werden kann.
Die Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß

• - eine erste Einrichtung, die infolge eines Triggerimpulses einen Referenz-Erregerimpuls in Abhängigkeit der Betriebsbedingungen mit einer Pulsbreite erzeugt, die einer konstanten Winkeldrehung, welche unabhängig von der Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle ist, entspricht und
• - eine zweite Einrichtung, die infolge des Triggerimpulses einen Steuerimpuls in Abhängigkeit eines vorgegebenen Winkelgeschwindigkeits- Bereichs der Kurbelwelle erzeugt, wobei der Steuerimpuls einer konstanten Winkeldrehung der Kurbelwelle entspricht und
• - eine dritte Einrichtung, die die Pulsbreiten des Referenz- Erregerimpulses und des Steuerimpulses vergleicht und dann den Erregerimpuls erzeugt, der gleich dem kürzeren der beiden Impulse ist und an die Erregerspule des Magnetventils geleitet wird.

Weitere Ausführungsbeispiele dieser Erfindung werden in den Unteransprüchen beschrieben.

Besonders vorteilhaft ist die vorliegende Erfindung insbesondere dadurch, daß durch ein Brennstoffsteuersystem für eine elektronisch gesteuerte Brennstoffeinspritz-Verbrennungskraftmaschine der Brennstoff in die Zylinder während einer festen Anzahl von Graden der Kurbelwellendrehung eingespritzt wird. Die Erfindung zeichnet sich weiterhin durch einen Tachometer-Schalterkreis aus, der ein rampenförmiges Gleichspannungs-Ausgangssignal, das auf die Drehzahl bezogen ist, an einen monostabilen Multivibratorschaltkreis liefert, dessen Ausgangsimpulsdauer drehzahlabhängig ist und fest auf die Gradzahl der Kurbelwellendrehung bezogen ist, wenn sich die Kurbelwellendrehzahl vergrößert. Folglich kann durch Einstellen des Strombetrages (Steilheit), der zu dem monostabilen Schaltkreis geliefert wird, die Brennstoff-Einschaltzeit auf eine feste Gradzahl der Kurbelwellendrehung bezogen werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung gehen aus der nun folgenden detaillierten Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen und den Ansprüchen hervor. In den Figuren zeigen

Fig. 1 bis 5 ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, bei dem die Brennstoffeinspritzdauer eines Brennstoffeinspritz-Steuersystems gleich einer festen Zahl von Kurbelwellen-Drehungsgraden über den gesamten Bereich der Kurbelwellen-Drehzahlen der Maschine ist,

Fig. 6 bis 9 ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, bei dem die Brennstoffeinspritzdauer eines Brennstoffeinspritz-Steuersystems gleich einer festen und unterschiedlichen Zahl von Kurbelwellen-Drehgraden für jeden der verschiedenen Kurbelwellen-Drehzahl-Bereiche ist,

Fig. 10 und 12 die Betriebscharakteristiken des Einspritzsystems der Fig. 1 bis 5,

Fig. 11 und 13 die Arbeitscharakteristiken des Einspritzsystems der Fig. 6 bis 9, und

Fig. 14, 15 und 16 die Schaltkreise, die der in den Fig. 1 bis 9 dargestellten Ausführungsform der Erfindung zugeordnet sind.

Die Fig. 1 bis 5 zeigen Blockschaltbilder eines Brennstoffeinspritz- Steuersystems, das einen Impuls für ein Brennstoffeinspritz- Magnetventil erzeugt, dessen Dauer für alle Drehzahlen der Maschine fest auf Kurbelwellengrade bezogen ist. Die Schaltkreiseinzelheiten dieser Blöcke sind den Fig. 14, 15 und 16 zu entnehmen, während ihre allgemeinen Betriebscharakteristiken bei einer unter Last stehenden Maschine, die dieses Einspritzsystem verwendet, den Fig. 10 und 12 zu entnehmen ist.

Die Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild eines Teiles eines Brennstoffeinspritz- Steuersystems für eine Verbrennungskraftmaschine, das einige Merkmale der vorliegenden Erfindung verwendet. Das Einspritzsystem liefert einen elektrischen Impuls zu dem Schaltkreis, der die Magnetspule einer Brennstoffeinspritzeinrichtung erregt. Bis zu einer vorbestimmten maximalen Geschwindigkeit besitzt dieser Impuls eine Dauer, die gleich einer festen Gradzahl der Maschinen-Kurbelwellen-Drehung ist, unabhängig von der Drehzahl der Kurbelwelle. Allgemein ist ein Triggerschaltkreis 10 mechanisch mit einer Kurbelwelle oder Nockenwelle 1 der Maschine verbunden, um ein Triggersignal 10.1 zu erzeugen, das durch einen impulsformenden Schaltkreis 20 geformt wird, um ein Signal 20.1 für einen Hauptimpuls-Generator 30 zu liefern. Der Hauptimpuls-Generator 30 erzeugt dann einen Signalimpuls 30.1, dessen Dauer in Maschinen-Kurbelwellen-Graden festgelegt ist, unabhängig von der Drehzahl der Maschine. Der Signalimpuls 30.1 wird der Magnetspule 40 einer Einspritzeinrichtung zugeführt oder deren (nicht dargestellten) Erregungsschaltkreis, um die Einspritzeinrichtung für die Dauer des Impulses zu öffnen und zu schließen. Bei Systemen, bei denen mehr als eine Einspritzeinrichtung vorhanden ist, kann ein (nicht dargestellter) Verteiler verwendet werden, der die entsprechende Signalimpulse 30.1 zu jedem Magnetventil liefert. Die Funktion des Triggerschaltkreises 10 besteht darin, ein Bezugssignal 10.1 zu liefern, das einen speziellen Punkt bei der Drehung der Maschien-Kurbelwelle (z. B. den oberen Totpunkt) kennzeichnet, bei dem der Signalimpuls 30.1 von dem Generator 30 beginnt, um das Einspritzmagnetventil zu steuern. Ein Zeit-Änderungs-Steuerschaltkreis 80 ermöglicht (manuell oder automatisch) eine Einstellung des Punktes, bei dem der Signalimpuls 30.1 eingeleitet wird, beispielsweise vor oder nach dem oberen Totpunkt. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Punkt, bei dem der Signalimpuls 30.1 eingeleitet wird, als Funktion der Kurbelwellendrehzahl automatisch eingestellt.

Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild der Komponenten, die als Minimum für den in Fig. 1 gezeigten Impulsgenerator 30 benötigt werden. Zur Erzeugung des Signalsimpulses 30.1, der eine feste Impulsdauer in Kurbelwellengraden aufweist, empfängt ein Zeitsteuerteil eines monostabilen Multivibrators 31 ein Kurbelwellen- Geschwindigkeitssignal 32,1 von einem Tachometer 32. Das Signal 32.1 wird dann in den Zeitsteuerabschnitt des monostabilen Multivibrators geliefert, um einen Impuls zu erzeugen, dessen Dauer, bezogen auf Kurbelwellenwinkel, festgelegt ist, unabhängig von der Drehzahl der Maschine.

Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild, aus dem zu entnehmen ist, wie die vorliegende Erfindung für mehr als eine Art von Verbrennungskraftmaschinen angewandt werden kann, indem Schaltkreise hinzugefügt werden, die eine Einstellung einer festen Zahl von Kurbelwellengraden des Impulssignals 30.1 für eine spezielle Maschine ermöglicht (Anheben oder Absenken der Kurve A.1 in Fig. 12). Ein Schaltkreis 35, der diese Funktion ausführt, liegt zwischen dem Tachometer 32 und dem monostabilen Multivibrator 31. Entsprechend kann eine Einstellung durchgeführt werden, bei der ein Impuls 30.1 geliefert wird, dessen Dauer stets, beispielsweise 10 Kurbelwellengrade bei einer Maschine, beträgt bei einer anderen Maschine kann der Schaltkreis so eingestellt werden, daß der Signalimpuls 30.1 stets 12 Kurbelwellengrade beträgt. Eine solche Einstellung ist wünschenswert, da unterschiedliche Maschinen unterschiedliche Betriebsbedingungen bzw. Betriebsanforderungen aufweisen.

Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild, das zusätzliche Merkmale zu dem in Fig. 1 dargestellten System hinzufügt. Spezieller zeigt das in Fig. 4 dargestellte System eine Geschwindigkeitsbereich- Steuereinheit, die erstens eine Drosselklappen-Steuerung hinzufügt, um einen Fahrer eine manuelle Drehzahländerung der Maschine zu erlauben, und zweitens eine einstellbare Steuerung für eine maximale Drehzahlgrenze, die verhindert, daß die Kurbelwellendrehzahl einen vorbestimmten maximalen Wert überschreitet. (Verschieben der Kurve X in Fig. 12 nach links oder rechts).

Fig. 5 zeigt ein Blockschaltbild der Komponenten der Drehzahlbereichs- Steuereinheit, die in Fig. 4 dargestellt ist. Die Drehzahlbereichs- Steuereinheit enthält allgemein einen Regler für maximale Drehzahl bzw. Komparator 36, der von einem Drehzahl- Begrenzungs-Schaltkreis 37 ein Signal 37.1 empfängt und zeigt weiterhin die von dem Maschinenbediener gesteuerte Drosselklappe. Der Einstellschaltkreis 35 für den maximalen Brennstoffimpuls bestimmt die Dauer des Brennstoffimpulses in Kurbelwellengraden. Die Drehzahlbereichs-Steuereinheit 36, 37 liefert ein Maximal-Drehzahl-Grenzsignal 36.1, das die maximale Drehzahl oder den Endpunkt des Bereiches bestimmt, innerhalb dessen die Kommandos der Bedienperson ausgeführt werden. Beispielsweise wird das Öffnen oder Schließen der Drosselklappe durch die Bedienperson die Drehzahl der Maschine ändern, jedoch kann die Bedienperson eine maximale Drehzahl, die durch die Drehzahlbereichs- Steuereinheit 36, 37 bestimmt wird, nicht überschreiten.

Die Fig. 6 bis 9 zeigen ein Blockschaltbild eines Teiles eines weiteren Brennstoffeinspritz-Steuersystems für eine Verbrennungskraftmaschine, das zusätzliche Merkmale der Erfindung verwendet. Dieses System liefert Signalimpulse 50.1 zu dem Schaltkreis, der eine oder mehrere Brennstoffeinspritz-Einrichtungen erregt bzw. steuert. Bis zu einer vorbestimmten maximalen Drehzahl weisen die Signalimpulse 50.1 eine unterschiedliche und in Kurbelwellengraden festgelegte Dauer für jeden der verschiedenen Kurbelwellen-Drehzahlbereiche auf. Die Betriebsweise der einzelnen Blöcke des Systems, d. h. der Triggerschaltkreis 10, der Impulsformer-Schaltkreis 20 und der Zeitänderungs-Steuerschaltkreis 80 sind den Blöcken, die im Zusammenhang mit Fig. 1 bis 5 beschrieben wurden, ähnlich. Eine funktionelle Darstellung des Impulsgenerators 50 ist den Fig. 7, 8 und 9 zu entnehmen.

Fig. 7 zeigt ein Blockschaltbild für die Modifikation des in Fig. 1 dargestellten Einspritzsystems, wobei ein weiterer Impulsgenerator 60 und ein Impulsdauerauswahl-Komparator 51 hinzugefügt sind. Allgemein vergleicht der Impulsdauerauswahl-Komparator 51 das Signal 30.1 aus dem ersten Impulsgenerator 30 mit einem Signal 60.1 von dem zweiten Impulsgenerator 60 und wählt das kürzere der beiden Signale aus, um die Dauer des Steuerimpulses für das Einspritz-Magnetventil zu steuern und folglich die Menge des in die Maschine durch die Einspritzeinrichtung eingespritzten Brennstoffes. Der Ausdruck Brennstoffimpuls wird hierbei so verwendet, daß er die Zeitdauer beschreibt, während der eine Einspritzeinrichtung Brennstoff zur Maschine liefert. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird, um sicher zu stellen, daß der Brennstoffimpuls niemals eine bestimmte maximale Kurbelwellen-Gradzahl überschreitet und daß die Kurbelwellen- Drehzahl niemals einen bestimmten Maximalwert überschreitet, der Komparator 51 dazu verwendet, die Dauer eines Signals aus dem Impulsgenerator 30, die den maximalen Wert bestimmt, mit der Dauer eines Signals aus dem zweiten Impulsgenerator 60 zu vergleichen und die kürzere Zeitdauer dieser beiden Impulse auszuwählen und das resultierende Signal 50.1 zu liefern. Die Dauer des resultierenden Signals 50.1 ist stets so, daß sie nicht den durch die Dauer des Signals 30.1 aus dem ersten Impulsgenerator 30 festgelegten maximalen Wert überschreiten wird.

Fig. 8 zeigt ein Blockschaltbild des zweiten, in Fig. 7 dargestellten Impulsgenerators 60. Fig. 8 ist ähnlich Fig. 3 und enthält einen monostabilen Multivibrator 61, der ein Zeitsteuersignal 69.1 empfängt, um die Dauer des Ausgangsimpulses 60.1 des Multivibrators 61 zu steuern. Sofern festgelegt ist, daß eine Vielzahl von Drehzahlbereichen vorhanden sein soll, beispielsweise Null bis Dreihundert Upm, 300 bis 500 Upm und 500 bis 1000 Upm, so sollte jedem Bereich eine verschiedene Impulsdauer in Kurbelwellengraden zugeordnet sein. Der Schaltkreis enthält dann zwischen dem monostabilen Multivibrator 61 und einem Tachometer-Schaltkreis 68 einen Brennstoffimpuls-Einstell- Schaltkreis 69 und einen Brennstoffimpuls-Einsteller, der aus den Blöcken 62 bis 67 (Fig. 9) besteht.

Fig. 9 zeigt weitere funktionelle Einzelheiten des Blockschaltbildes der Fig. 8 und 9 zeigt eine Anordnung eines Brennstoffeinspritzsteuersystems, bei dem drei Geschwindigkeitsbereiche vorgesehen sind, denen jeweils eine verschiedene und in Kurbelwellengraden feste Brennstoffimpulsdauer zugeordnet ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist ein Summierschaltkreis 62 vorgesehen, der ein Signal 68.1 aus einem Tachometer-Schaltkreis 68 und ein Signal 63.1 von einem weiteren Summierschaltkreis 63 empfängt. Ohne das Signal 63.1 aus dem zusätzlichen Summierschaltkreis 63 würde das System in einem ersten Drehzahlbereich arbeiten. Wenn aus einem zweiten Drehzahlbereich-Einstellblock 67 ein Drehzahlsignal 67.1 zu einem Komparator 64 geliefert wird, so führt der Komparator 64 ein Signal 64.1 zu dem Summierschaltkreis 63 und der Summierschaltkreis 63 liefert das Signal 63.1 zu dem Summierschaltkreis 62, der dann das Einspritzsystem in den zweiten Drehzahlbereich schaltet. Wenn ein Drehzahlsignal 66.1 aus einem dritten Drehzahlbereichblock 66 vorhanden ist, so wird das System in dem dritten Drehzahlbereich arbeiten. Hierbei gibt der Komparator 65 dann ein Signal 65.1 zu dem Summierschaltkreis 63 aus, der seinerseits bewirkt, daß das gesamte Einspritzsystem in dem dritten Drehzahlbereich arbeitet. Die Summierschaltkreise 62 und 63 können Summierverstärker oder Differenzverstärker sein, in Abhängigkeit davon, welcher Kurbelwellenwinkel für einen speziellen Drehzahlbereich gewählt wurde. Allerdings sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Summierverstärker 62 und 63 addierende Schaltkreise.

Die Fig. 10 und 12 zeigen Diagramme der Brennstoffimpulsdauer über der Kurbelwellendrehzahl für die Einspritzsysteme der Fig. 1 bis 5.

Die Dauer des Brennstoffimpulses in Fig. 10 ist in Millisekunden angegeben und die Dauer des Brennstoffimpulses in Fig. 12 in Kurbelwellen-(Dreh)-Graden. In Fig. 10 ist längs der Abszisse die Kurbelwellendrehzahl in U/min und längs der Ordinate die Dauer des Brennstoffimpulses in Millisekunden aufgetragen.

Die Brennstoff-Impulsdauer oder Brennstoff-Einschaltzeit ist gleich der Dauer des Impulses des in Fig. 1 dargestellten Generators 30. Die Linien L-1 und L-2 seien mit "Last-Linien" bezeichnet. Bei einer speziellen Maschine mit der Last-Linie L-1 wird die Drehzahl durch die Zeitdauer bestimmt, für die die Brennstoff-Einspritzeinrichtung erregt ist. Folglich arbeitet eine Maschine mit der Last-Linie L-1 bei der Drehzahl, bei der die Linie L-1 die Kurve A schneidet und eine Maschine mit der Last-Linie L-2 arbeitet bei einer Drehzahl, bei der Linie L-2 die Kurve X schneidet. Die Linie X ist hierbei die maximale Kurbelwellendrehzahl, oberhalb derer der Maschinenhersteller einen Betrieb der Maschine nicht wünscht bzw. empfiehlt.

Fig. 12 zeigt, wie eine spezielle Maschine unter bestimmten Lasten L-1 und L-2 arbeitet, wenn die Einspritz-Einschaltzeit eine feste Anzahl von Kurbelwellen-(Dreh)-Graden beträgt. Wenn die Maschine unter einer ersten, durch die Last-Linie L-1 bezeichneten Last steht, so dreht sich die Kurbelwelle mit der Drehzahl, bei der die Linie L-1 die Linie A1 schneidet. Wenn die Last der Maschine auf eine Last geändert wird, die durch die Last-Linie L-2 bezeichnet ist, so wird die Drehzahl der Kurbelwelle durch den Punkt bestimmt, bei der die Linie L-2 die Linie X schneidet. Wenn die Maschine unter einer dritten Last betrieben wird (Linie L-3), so wird die Drehzahl der Kurbelwelle durch den Punkt bestimmt, bei dem die Last-Linie L-3 die Linie A1 schneidet. Die Linie A1 wird durch den in Fig. 3 dargestellten Einstellschaltkreis für den maximalen Brennstoffimpuls bestimmt. Die Linie X wird durch den Begrenzungsschaltkreis 37 für die maximale Drehzahl bestimmt, der in den Fig. 4 und 5 dargestellt ist. Mit anderen Worten: stellt die Linie A1 die Zeitdauer dar, die durch den Einstellschaltkreis 35 für den maximalen Brennstoffimpuls für eine spezielle Maschine ausgewählt wurde. Die Linie X bezeichnet die maximale Drehzahl, die nach Willen des Herstellers nicht überschritten werden soll. Sie wird durch den dem Block 37 der Fig. 5 zugeordneten Schaltkreis festgelegt.

Fig. 11 und 13 zeigen Diagramme der Brennstoff-Impulsdauer über der Kurbelwellendrehzahl für eine Einspritzsystem, das nach Art des in den Fig. 6 bis 9 dargestellten Systems ausgebildet ist. Fig. 11 bezieht die Kurbelwellendrehzahl (in U/min) auf die Brennstoff-"Einschalt"-Zeit (in Millisekunden) und Fig. 13 bezieht die Kurbelwellendrehzahl (in U/min) auf die Brennstoff- "Einschalt"-Zeit (in Kurbelwellengraden). In Fig. 11 sind drei Geschwindigkeitsbereiche A, B und C dargestellt und eine maximale Drehzahl, die durch eine Linie Y bezeichnet ist. Die Last-Linie L-1 bezeichnet die Drehzahl, mit der die Kurbelwelle bei einer bestimmten Brennstoff-"Einschalt"-Zeit (in Millisekunden) drehen wird. Fig. 13 zeigt die Betriebscharakteristiken eines Einspritzsystems mit drei Geschwindigkeitsbereichen A1, B1 und C1 und mit einer durch die Linie Y bezeichneten maximalen Drehzahl. Fig. 13 kann am besten im Zusammenhang mit Fig. 7 verstanden werden. Das Signal 30.1 der Fig. 7 schafft die Linien E und Y der Fig. 13. Das Signal 60.1 der Fig. 7 schafft die Linien A1, B1 und C1 der Fig. 13. Im einzelnen wird die Linie E durch den Einstellschaltkreis 35 für den maximalen Brennstoffimpuls (Fig. 3) erzeugt und die Linie Y durch den Begrenzungsschaltkreis 37 (Fig. 5) für die maximale Drehzahl, während die Linie A1 durch den Summierschaltkreis 62 (Fig. 9) und die übrigen Linien durch weitere Summierschaltkreise, wie z. B. den Schaltkreis 63, erzeugt werden.

Die Fig. 14, 15 und 16 zeigen die Schaltkreise des Einspritzsystems, die die in den Blockschaltbildern der Fig. 1 bis 9 gezeigten Funktionen ausführen. Um das Verständnis der Schaltung zu erleichtern, sind die Eingangs- und Ausgangssignale der einzelnen Blockschaltbilder in den Schaltbildern angegeben.

Fig. 14 zeigt die Schaltung für den Trigger-Impuls-Schaltkreis 10, den Impulsformer-Schaltkreis 20, den Zeitpunktänderungs- Steuerschaltkreis 80, den Impulsgenerator 30 und den Komparator 51. Jedes von dem elektromagnetischen Trigger-Impuls-Schaltkreis 10 erzeugte Trigger-Impuls-Signal wird verstärkt und das Signal 10.1 wird dann durch den Impulsformer-Schaltkreis 20 geformt, um einen rechteckförmigen Ausgangsimpuls 20.1 abzugeben. Der Ausgangsimpuls 20.1 wird dann einem Maschinendrehzahltachometer 32 zugeführt und einem monmostabilen Multivibrator 31. Wenn die Drehzahl der Kurbelwelle anwächst, so liefert der Ausgang des Tachometer-Schaltkreises 32 ein lineares, rampenförmiges Gleichspannungssignal 32.1, das der Drehzahl proportional ist (Spannung über Drehzahl). Das Spannungssignal 32.1 kann einem Einstellschaltkreis 35 für den maximalen Brennstoffimpuls zugeführt werden, bevor es dem monostabilen Multivibrator 31 zugeführt ist, um eine maximale (Grenz)-Impulsdauer des Multivibrator-Ausgangssignals 30.1 vorzusehen und folglich um zu verhindern, daß der Brennstoffimpuls eine vorbestimmte maximale Brennstoffmenge überschreitet, was durch ein vom Fahrer gegebenes Drosselklappenkommando oder durch Laständerungen auftreten kann. Die Dauer des Signalimpulses 30.1 aus dem Multivibrator 31 steuert die "Einschalt"-Zeit einer Einspritzeinrichtung und folglich die Brennstoffmenge, die durch die Einspritzeinrichtung zur Maschine geliefert wird. Der Einstellschaltkreis 35 für den maximalen Brennstoffimpuls begrenzt die Brennstoff-"Einschalt"-Zeit auf irgendeine vorbestimmte Zahl von Kurbelwellengraden für jede Kurbelwellendrehzahl, in Abhängigkeit von dem Wert eines Widerstandes 35.6. Obwohl die exakte Zahl von (Kurbelwellen)-Graden nicht kritisch ist, wurde bestimmt, daß eine Festlegung dieser Zahl auf 40 Grad günstig für die Maschinenleistung und für wirtschaftliche Brennstoffausnutzung ist. Die feste Dauer des Brennstoff-Signalimpulses 30.1 (in Kurbelwellengraden) wird dadurch erreicht, daß ein Teil des rampenförmigen Gleichspannungs- Ausgangssignals 32.1 aus dem Tachometer 32 dem monostabilen Multivibrator 31 zugeführt wird.

Der Betrag des rampenförmigen Gleichspannungs-Ausgangssignals 32.1 aus dem Tachometer 32 zu dem monostabilen Multivibrator 31 bestimmt die Brennstoff-"Einschalt"-Zeit, ausgedrückt in einer spezifischen vorbestimmten Zahl von Kurbelwellen-(Dreh)-Graden. Der Widerstand 35.6 des Einstellungsschaltkreises 35 für den maximalen Brennstoffimpuls legt die maximale Anzahl von Kurbelwellen- Drehgraden fest, für die Brennstoff in die Maschine eingespritzt werden kann und bestimmt folglich den gesamten Drehzahlbereich, beispielsweise von 0 bis 500 U/min. Innerhalb des gesamten Bereichs können Unterbereiche, beispielsweise 0 bis 100 U/min, 101 bis 300 U/min und 301 bis 500 U/min zusätzlich zu dem Gesamtbereich vorhanden sein. Für jeden Unterbereich kann eine feste Anzahl von Kurbelwellen-Drehgraden vorgesehen sein, was durch Einstellung von Widerstand 69.6 (erster Bereich), 67.6 (zweiter Bereich) und 66.6 (dritter Bereich) geschehen kann.

Der Geschwindigkeitsreglers 36 und der Begrenzungsschaltkreis 37 für die maximale Drehzahl liefern eine gewisse Brennstoff-Impulsdauer, um eine vorgegebene Last bei vorgegebener Geschwindigkeit aufrechtzuerhalten. Dies ist einem Reglereinsatz ähnlich, bei dem, wenn sich die Last nach einer Einstellung der Drosselklappenstellung ändert, die Brennstoff-Einschaltzeit vergrößert oder verkleinert wird, um die Menge des zur Maschine gelieferten Brennstoffes zu ändern, um die gewünschte Geschwindigkeit aufrechtzuerhalten. Der Begrenzungsschaltkreis 37 für die maximale Drehzahl verhindert, daß die Maschine höher als eine vorbestimmte Drehzahl dreht und entspricht einem Stop- oder Anschlagpunkt an dem Regler. Der Schaltkreis 37 für die maximale Geschwindigkeit verwendet das rampenförmige Tachometersignal 32.3 als Bezugsgröße und begrenzt die maximale Drehzahl dadurch, daß er die Brennstoff-Einschaltzeit (Zeitdauer in Kurbelwellengraden, bei der Brennstoff in die Maschine eingespritzt wird) oberhalb einer vorbestimmten Drehzahl verringert.

Der Beginn bzw. die Einleitung der Einschaltzeit der Einspritzeinrichtung durch das Trigger-Impulssignal 10.1 (in Beziehung zur Kurbelwellenstellung) wird Zeitsteuerung genannt. Ein Zeitsteuerungs- Änderungs-Einstellkreis kann dazu verwendet werden, den Beginn des Triggerimpulses 10.1 in Beziehung auf die Kurbelwellendrehzahl und -stellung einzustellen, um das Signal 50.1 für eine Einspritzeinrichtung vor- oder nacheilen zu lassen. Da die bei der vorliegenden Erfindung verwendete Triggerspule 3 mittels Änderung eines magnetischen Flusses arbeitet, um einen Impuls zu erzeugen, dessen Amplitude und Dauer mit wachsender Drehzahl anwächst, wird eine Steuerung der Amplitude und Zeitdauer des Impulses die Zeitsteuerung steuern. Wie oben, wird das Ausgangssignal 32.2 des Tachometerschaltkreises 32 dazu verwendet, zu bestimmen, wenn die Zeitsteuerung eingestellt werden soll und um die Zeitsteuerung automatisch auf die Voreinstellung einzustellen, die für einen optimalen Maschinenbetrieb erforderlich ist.

Im folgenden wird die Arbeitsweise des in Fig. 14 dargestellten Schaltkreises näher beschrieben. Wenn ein Flügel 4 eines Schaufelrades, das mechanisch bezüglich einer vorbestimmten Stellung der Maschinenkurbelwelle ausgerichtet ist, sich durch die Spule 3 dreht, wird von dem Trigger-Impulsschaltkreis 10 ein Impuls erzeugt. Das Schaufelrad dreht sich mit der Kurbelwelle der Maschine und besitzt die gleiche Anzahl von Flügeln wie Einspritzvorrichtungen vorgesehen sind, so daß jede Einspritzvorrichtung bei jedem Maschinenbetriebszyklus einmal aktiviert wird, wenn ein Flügel die Spule passiert. Der Impuls von der Spule 3 wird einem Impulsformer-Schaltkreis 20 nach Passieren durch einen Verstärkerschaltkreis zugeführt, wobei der Verstärkerschaltkreis einen integrierten Verstärker 10.5, einen Kondensator und einen verstellbaren Widerstand aufweist. Der Impulsformer- Schaltkreis 20 enthält einen monostabilen Multivibrator, der ein Teil des integrierten Verstärkers 20.5 ist, der seinerseits ein Ausgangssignal 20.1 erzeugt. Dieses Signal ist ein rechteckförmiger Impuls, dessen Dauer zeitlich konstant ist, sich jedoch bei vergrößernder Drehzahl, bezogen auf die Kurbelwellen- Drehwinkel verändert.

Das Impulssignal 20.1 wird dem Tachometer 32 zugeführt, der einen Verstärker 32.5 enthält und einen Schaltkreis, der ein Gleichspannungs-Ausgangssignal 32.1 liefert, das der Drehzahl proportional ist. Das Ausgangssignal 20.1 leitet die Brennstoffeinspritzung dadurch ein, daß es den monostabilen Multivibrator 31 einschaltet, worauf dieser die Impulse liefert, die die Einspritz- Magnetventile betätigen. Durch Einstellung der Größe des rampenförmigen Gleichspannungssignals 32.1, das dem monostabilen Multivibrator 31 zugeführt wird, kann die Brennstoffeinschaltzeit auf eine feste Zeit von Kurbelwellen-Drehgraden begrenzt werden. Diese Einstellung wird dadurch vorgenommen, daß der Wert eines veränderlichen Widerstandes 35.6 auf einen bestimmten Wert festgesetzt wird. Allgemein wäre die Impulsdauer eines monostabilen Ausgangssignals 30.1 in einer Zeitskala konstant, da jedoch ein Gleichstrom von dem Tachometer-Ausgangssignal 32.1 dem monostabilen Multivibrator zugeführt wird, vermindert sich die tatsächliche Zeitdauer in einer Zeitskala, wenn sich die Kurbelwellendrehzahl vergrößert. In einer Kurbelwellen-Gradskala ist allerdings die Dauer (in Graden) des Ausgangsimpulses 30.1 fest, wenn sich die Kurbelwellen-Drehzahl vergrößert. Dieser Schaltkreis erlaubt, daß die Einschaltzeit der Brennstoffeinspritzeinrichtungen auf eine gewisse vorbestimmte Zeit von Kurbelwellen- Drehgraden (beispielsweise 40 Grad) begrenzt wird, unabhängig von der Drehzahl der Maschine. Da dieses Merkmal in den Brennstoffsteuerkreis eingefügt ist, kann die Maschine für größere Gradzahlen keinen Brennstoff erhalten, unabhängig davon, ob sich die Last ändert oder der Fahrer die Drosselklappe ändert..

Der Begrenzungsschaltkreis 37 für die maximale Drehzahl und der Geschwindigkeitsregel-Schaltkreis 36 werden dazu verwendet, die Arbeitsdrehzahl der Maschine zu steuern. Die maximale Drehzahlgrenze wird durch die Verwendung eines variablen Widerstandes 37.4 in die Schaltung eingeführt. Ein Potentiometer 37.3 stellt die Drosselklappensteuerung dar, die von der Bedienperson der Maschine eingestellt wird. Auf diese Weise ist die maximal mögliche Drehzahlgrenze, die durch den Widerstand 37.4 eingestellt wird, die höchste Stellung des Potentiometers 37.3. Beide Schaltkreise 36 und 37 werden durch einen integrierten Verstärker 36.5 gesteuert, der einen Spannungspegel-Detektor- oder Komparator- Schaltkreis enthält und ebenfalls ein Signal 32.3 von dem Tachometer 32 und das Signal 37.1 von dem Begrenzungsschaltkreis 37 für die maximale Drehzahl empfängt. Wenn das Spannungssignal 37.1 größer ist als das Spannungssignal 32.3 des Tachometers 32, so wird der integrierte Verstärker 36.5 kein Ausgangssignal abgeben und die Dauer des monostabilen Ausgangssignals 30.1 wird ausschließlich durch das Einstellsignal 35.1 für den maximalen Brennstoffimpuls bestimmt. Überschreitet allerdings der Spannungspegel des Signals 32.3 den Spannungspegel des Signals 37.1, so wird die Dauer des Brennstoffimpulssignals 30.1 sowohl durch das Signal 35.1 als auch durch das Signal 36.1 gesteuert, um die Dauer des monostabilen Ausgangssignals 30.1 zu vergrößern. Das Vergrößerungsverhältnis des monostabilen Ausgangsimpulses 30.1 am Ende des Drehzahlbereiches (vgl. Fig. 10 bis 13, Linien X und Y) ist eine Funktion des variablen Widerstandes 36.3, der die Verstärkung des Verstärkers 36.5 bestimmt. Folglich ist dieser Schaltkreis der Regler bzw. Drehzahlregler des Systems.

Wenn die Maschine bei relativ hohen Drehzahlen oder Lasten arbeitet, so würde das Ausgangssignal 30.1 dazu verwendet, die Brennstoffeinschaltzeitlogik, die in dem Komparator 51 enthalten ist, zu starten, die ihrerseits die Einspritz-Magnetventile betätigt. Allerdings wäre bei relativ niedrigen Drehzahlen und Maschinenlasten die Brennstoffimpulsdauer, die beispielsweise 40 Kurbelwellengrad festgelegt ist, zu groß und es würde zu viel Brennstoff geliefert. Um dieses Problem zu überwinden, verringert der Schaltkreis 60 für die Einstellung der maximalen Brennstoffmenge die Brennstoffimpuls-Einschaltzeit auf eine kleiner Zahl von Kurbelwellendrehgraden. Darüber hinaus sind die Maschinen nicht für volle Leistung bei niedrigen Drehzahlen ausgelegt und um sicherzustellen, daß die Leistungsabgabe begrenzt ist, ist die durch die Einspritzeinrichtungen eingespritzte Brennstoffmenge ebenfalls begrenzt. Allerdings wird beim Anlassen der Maschine eine Brennstoffanreicherung gewünscht, so daß beim Starten der Maschine mehr Brennstoff gewünscht wird, als er bei Leerlaufzuständen benötigt wird. Darüber hinaus ist bei Dieselmotoren, obwohl der Druck der Einspritzpumpe mit der Drehzahl anwächst, dieser keine lineare Funktion und folglich wird bei niedrigen Drehzahlen zu viel Brennstoff eingespritzt.

Wenn die eingestellte maximale Brennstoffkurve (Fig. 13, Linien A1, B1 und C1) einmal für vorgegebene Drehzahlen und Lasten bestimmt ist, so können die Werte der Komponenten des Schaltkreises 60 bestimmt werden. Auch kann der Schaltkreis 60 leicht an die genauen Anforderungen einer speziellen Maschine angepaßt werden. Was oben bezüglich der Erläuterung des Signals 30.1 angeführt wurde, gilt ebenfalls für das Signal 60.1, das ebenso gebildet wird, und zwar durch einen Schaltkreis, der das Signal 60.1 als Funktion des Kurbelwellen-Drehwinkels bildet.

Fig. 15 zeigt ebenfalls den Schaltkreis 60 für die Einspritzsysteme der Fig. 7 und 14, die die zusätzlichen Drehzahlbereiche für das in Fig. 1 gezeigte Einspritzsystem vorsehen. Der Schaltkreis 60 empfängt das Signal 20.1 und liefert das Signal 60.1, die in Fig. 15 dargestellt sind. Er enthält einen monostabilen Multivibrator 61, einen Summierverstärker 62, einen Summerverstärker 63, einen Komparator 64, einen Komparator 65, einen Einstellschaltkreis 66 für den dritten Bereich, einen Einstellschaltkreis 67 für den zweiten Bereich, einen Tachometer 68 und einen Einstellschaltkreis 69 für den ersten Brennstoffimpulsbereich. Der Schaltkreis 60 arbeitet ähnlich wie der Schaltkreis 30. Während des Betriebes wird das Ausgangsstromsignal 68.1 des Tachometers 68 durch den Verstärker 62.5 hindurch zu dem Brennstoffimpuls-Einstellschaltkreis 69 für den ersten Drehzahlbereich geliefert, um ein Impulssignal 60.1 zu erzeugen, dessen Dauer gleich einer ersten festen Anzahl von Kurbelwellen-Drehgraden ist. Wenn sich die Drehzahl der Maschine in den zweiten Bereich hinein vergrößert, so vergrößert der Komparator 64 die feste Dauer (in Kurbelwellen-Drehgraden) des Signalimpulses 60.1 auf die durch den zweiten Drehzahlbereich- Einstell-Schaltkreis 67 festgelegte Dauer. Dies tritt dann auf, wenn die Größe des Tachometer-Ausgangssignals 68.1, die dem Komparator-Verstärker 64.5 zugeführt wird, gleich der Größe des Ausgangssignals 67.1 von dem Schaltkreis 67 ist, die ebenfalls dem Verstärker 64.5 zugeführt wird. Das Ausgangssignal 64.1 des Verstärkers wird dann durch den Verstärker 63.5 hindurch dem Verstärker 62.5 zugeführt, wo es zu dem Signal 68.1 addiert wird, um das neue Ausgangssignal 60.1 für den zweiten Drehzahlbereich zu liefern. Dieses neue Signal hat eine feste Dauer (in Graden), die von der Dauer verschieden ist, die erzeugt wird, wenn die Drehzahl der Kurbelwelle im ersten Drehzahlbereich ist. In ähnlicher Weise liefert der Komparator 65, der den integrierten Verstärker 65,5 enthält, die Basis für die Dauer des Ausgangsimpulses 60.1 im dritten Drehzahlbereich.

Bei dem in den Fig. 14 und 15 gezeigten Schaltkreisen werden Verstärker verwendet, die in Vierergruppen in einem integrierten Schaltkreis vorhanden sind. Sie sind als Dreieck dargestellt. Diese Vierergruppen von Verstärkern sind vielseitig schaltbar und können als Komparatoren oder auch als Verstärker in einen Schaltkreis verschaltet bzw. eingesetzt werden. Jede dieser Vierergruppe enthält vier Verstärker und die Verstärker in jedem Schaltkreis sind durch eine der folgenden Bezugszeichen bezeichnet: 10.5; 20.5; 31.5; 32.5; 36.5; 51.5; 63.5; 64.5; 66.5; 69.5; 80.51; 80.52; und 80.53. Die in den vorliegenden Schaltkreisen verwendeten Vierergruppen von Verstärkern sind unter den Bezeichnungen RCA CA3401E, National 3900N oder Motorola MC3301P im Handel erhältlich.

Die Fig. 16 zeigt den verbleibenden Schaltkreis, der die Energie zu den einzelnen Einspritzeinrichtungen in zeitlicher Beziehung zum Arbeitszyklus der Maschine verteilt. Wenn einmal eine richtige Brennstoffdauer und Zeitsteuerung festgelegt und gestartet worden ist, so werden entsprechende Signale dazu verwendet, Brennstoff von den Einspritzeinrichtungen in richtiger Zündfolge zu liefern. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung wird dies durch einen optischen Verteiler durchgeführt. Andere Verteiler, wie z. B. mechanische, elektromagnetische etc., können ebenfalls verwendet werden. Allgemein besteht ein optischer Verteiler (34.1-34.4) aus einer Mehrzahl lichtemittierender Dioden (LED), die über ein (nicht dargestelltes) drehendes Teil von Detektoren (Transistoren) getrennt angeordnet sind. Der Einschaltzeitimpuls wird durch einen Verstärker 32′, der die LED's 34.1 bis 34.4 ansteuert (ein LED für jeden Brennstoffeinspritzer), verstärkt. Das drehende Teil besteht aus einer Scheibe, die einen einzelnen Schlitz bzw. ein Fenster enthält, wodurch zu jedem möglichen vorgegebenen Zeitpunkt lediglich ein einzelnes LED sichtbare oder infrarote Wellen zu seinem entsprechenden Detektor überträgt. Das Licht der verbleibenden LED's wird durch die Scheibe abgedeckt bzw. blockiert, wobei sich die Scheibe mit der gleichen Drehzahl wie die Kurbelwelle dreht. Der Schlitz in der Scheibe ist mechanisch auf eine Kolbenstellung ausgerichtet. Ein Einschalten des dem LED 34.1 zugeordneten Detektors erregt die Verstärker 38.1 und 38.5, die die Energie steuern, die die richtige Brennstoff-Einspritzspule 42.1 aktivieren. Obwohl es bei der vorliegenden Erfindung nicht kritisch ist, verwendet das hier beschriebene Ausführungsbeispiel zwei Spulen zur Steuerung einer einzigen Brennstoffeinspritzeinrichtung. Wenn einer der Detektoren der Anordnung durch sein entsprechendes LED einmal aktiviert wurde, so aktiviert das Signal eine "Einschalt"-Spule für die Brennstoffeinspritzeinrichtung und deaktiviert gleichzeitig eine "Ausschalt"-Spule der gleichen Brennstoffeinspritzeinrichtung. Am Ende des "Einschalt"-Zeitimpulses schaltet das LED in dem Detektor ab und die "Ausschalt"-Spule der Einspritzeinrichtung schaltet ein, was die Einspritzeinrichtung mit Sicherheit außer Betrieb setzt bzw. deaktiviert. Beispielsweise wird zum Abschalten der gleichen Einspritzeinrichtung die Spule 42.13 durch die Verstärker 42.5 und 42.17 mit Energie versorgt, wobei diese Verstärker durch das Abschalten des Detektors 34.1 aktiviert werden. In ähnlicher Weise steuert der Detektor 34.2 die Betriebsweise der Spulen 42.2 und 42.14 durch die Verstärker 38.2 und 38.6 bzw. die Verstärker 42.6 und 42.18. Entsprechendes gilt für jede zusätzliche Einspritzeinrichtung.

Der hier beschriebene Energiesteuerschaltkreis wird über eine Batterie 46, die 24 Volt liefert, mit Energie versorgt. Da die Spulen-Anstiegszeit bei einer 24 Volt-Spannungsquelle relativ lang ist, liefert eine Hochspannungsquelle 48 zusätzliche Energie von ungefähr 68 Volt durch einen Gegentakt-Schaltkreis hindurch, um die Anstiegszeit der "Einschalt"- und "Ausschalt"- Spulen zu verringern bzw. deren Schalten zu beschleunigen. Die gesamte Energieversorgung für jedes Magnetventil liegt folglich bei etwa 92 Volt.

Das Ausgangssignal 50.1 schaltete alle LED's ein, jedoch wird lediglich dann, wenn der Schlitz bzw. das Fenster zwischen dem LED und seinem zugeordneten Detektor (Darlington Transistor) passiert, der entsprechende Schaltkreis für die Länge des Signalimpulses 50.1 aktiviert. Wenn der Schlitz bzw. das Fenster bei dem LED 34.1 steht, während das Signal 50.1 anwesend ist, so werden die LED's aktiviert, was den dem LED 34.1 zugeordneten Schaltkreis leitend macht, der seinerseits die Verstärker 38.1 und 38.5 einschaltet. Hierdurch wird zugelassen, daß ein Strom zu der Einspritzspule 42.1 fließt, was die Einspritzeinrichtung einschaltet. Die Spulen 42.2, 42.3 und 42.4 werden durch den Einsatz der Verstärker 38,6, 38.7 und 38.8 bzw. der Verstärker 38.2, 38.3 und 38.4 in ähnlicher Weise betätigt. Gleichzeitig mit der Erregung der Spule 42.1 schaltet der Ausgangsverstärker 38.1 die Verstärker 42.5 und 42.17 ab, so daß der Strom in der Spule 42.13 zu fließen aufhört. Diese Spule ist die "Abschalt"- Spule der gleichen Einspritzeinrichtung. Am Ende der "Einschalt"- Zeit geht der Ausgang 50.1 des Verstärkers 51 auf Null, was den Transistor 32′ abschaltet und ebenso den durch das LED 34.1 und den Verstärker 38.1 sowie den Verstärker 38.5 gebildeten Schalter, wodurch erneut Energie an die Spule 42.13 angelegt wird, und zwar über die Verstärker 42.5 und 42.17. In ähnlicher Weise schalten die Verstärker 42.6, 42.7, 42.8, die Verstärker 42.20, 42.19 und 42.18 sowie die Spulen 42.16, 42.15 und 42.14 ab, wenn Brennstoff einer bestimmten Brennstoffeinspritzeinrichtung zugeführt werden soll. Der Schlitz bzw. das Fenster des drehenden Teiles dreht sich dann weiter und wird für den nächsten Einspritzimpuls in entsprechender Stellung sein, wenn die Triggerspule 3 die Brennstoff-Steuerelektronik erneut aktiviert.

Es sei allerdings darauf hingewiesen, daß bei Verwendung einer üblichen 24-Volt-Batterie als Energiequelle die Anstiegszeit für die "Einschalt"- und "Ausschalt"-Spulen langsamer als gewünscht ist. Es können verschiedene Beschleunigungstechniken angewandt werden, die alle für eine kurze Zeitdauer eine höhere Spannung und/oder höheren Strom als den Nennwert verwenden, um die Spule anfänglich zu erregen. Die Mehrzahl dieser Techniken entwickelt eine Anfangsspannung für die Spulen, die für relativ lange Zeitdauer erregt werden. Wenn allerdings "Einschalt"- und "Abschalt"-Spulen für eine einzelne Einspritzeinrichtung verwendet werden, so steht nur eine kurze Zeit zur Verfügung, eine Anfangsspannung zu entwickeln, die die "Abschalt"-Spulen einschaltet, sofern nur ein kurzer "Einschalt"-Impuls vorhanden ist. Weitere Probleme entstehen dann, wenn diese bei einem 8-Zylinder-System durchgeführt werden soll, wo ein Strom von 16 Ampere im eingeschwungenen Zustand bei 24 Volt auftreten kann, damit in dieser Betriebsart die Einrichtung funktioniert, was eine beträchtliche zu liefernde Energiemenge und eine enorme abzuführende Wärmemenge bedeutet. Der für diesen Betrieb entwickelte Schaltkreis verwendet einen Gegentakteffekt, um einen Hochspannungs-Einleitungsimpuls von 68 Volt für beide Spulen zu erzeugen, wobei diese Spannung, wenn sie mit der Batteriespannung von 24 Volt addiert wird, eine Gesamtspannung von ungefähr 92 Volt zu den Spulen liefert. Unmittelbar vor dem Beginn des Brennstoff-"Einschalt"-Impulses sind zwei Kondensatoren 48.1 und 48.2 voll auf 68 Volt aufgeladen. Wenn der Transistor 32′ durch Auftreten des Brennstoff-"Einschalt"-Impulses aktiviert ist, sind folglich beide Kondensatoren 48.1 und 48.2 voll auf 68 Volt aufgeladen und der Kondensator 48.1 beginnt, sich zu entladen. Wenn der Transistor 32′ durch Auftreten des Brennstoff- "Einschalt"-Impulses einschaltet, entlädt sich der Kondensator 48.1 in eine der Spulen 42.1, 42.2, 42.3 bzw. 42.4, was deren entsprechende Einspritzeinrichtung einschaltet, wodurch die Anstiegszeit beschleunigt wird. Wenn der "Einschalt"-Impuls von dem Transistor 32′ zu Ende ist, wird einer der Silicium-Gleichrichter 49.9, 42.10, 42.11 bzw. 42.12, die der aktuellen Brennstoff- "Ausschalt"-Spule zugeordnet sind, getriggert, was zuläßt, daß der Kondensator 48.2 sich zur richtigen Spule hin entlädt. Soll beispielsweise die Spule 42.1 erregt werden, so entlädt sich der Kondensator 48.1 zur Spule 42.1 und der Kondensator 48.2 zur Spule 42.13, nachdem der Silicium-Gleichrichter 42.9 getriggert wurde. Der Silicium-Gleichrichter 42.9 schaltet nach der Entladung ab, da er in Sperrichtung vorgespannt wird, wenn der Transistor 48.4 einschaltet. Beide Verstärker 48.4 und 48.5 schalten zu Beginn des "Abschalt"-Impulses ein und senden ihren Strom zu der Spule 48.3, bis ein vorbestimmter Strompegel erreicht ist, wobei zu diesem Zeitpunkt die Verstärker 48.5 und 48.4 abschalten. Das Abschalten des Verstärkers 48.5 unterbricht den Strom in der Spule 48.3 und induziert eine Spannung von 68 Volt, die an die Kondensatoren 48.1 und 48.2 für die nächste Betätigung der Spulen angelegt wird.

Claims (8)

1. Elektronische Einrichtung zur Steuerung einer magnetspulenbetätigten Einspritzeinrichtung einer Verbrennungskraftmaschine mit einer Kurbelwelle, die sich während eines Arbeitszyklus der Verbrennungskraftmaschine dreht und mit Hilfe einer Triggereinrichtung einen Triggerimpuls bei jedem Maschinenzyklus erzeugt, um einen Erregerimpuls, welcher in Abhängigkeit der Betriebsbedingungen der Verbrennungskraftmaschine gebildet wird, zu starten, der ein Magnetventil einer Einspritzeinrichtung bei jedem Arbeitszyklus der Maschine betätigt,
gekennzeichnet durch

• - eine erste Einrichtung (30), die infolge eines Triggerimpulses (20.1) einen Referenz-Erregerimpuls (30.1) in Abhängigkeit der Betriebsbedingungen mit einer Pulsbreite erzeugt, die einer konstanten Winkeldrehung, welche unabhängig von der Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle (1) ist, entspricht und
• - eine zweite Einrichtung (60), die infolge des Triggerimpulses (20.1) einen Steuerimpuls (60.1) in Abhängigkeit eines vorgegebenen Winkelgeschwindigkeits-Bereichs der Kurbelwelle erzeugt, wobei der Steuerimpuls (60.1) einer konstanten Winkeldrehung der Kurbelwelle entspricht; und
• - eine dritte Einrichtung (51), die die Pulsbreiten des Referenz- Erregerimpulses (30.1) und des Steuerimpulses (60.1) vergleicht und dann den Erregerimpuls (50.1) erzeugt, der gleich dem kürzeren der beiden Impulse (30.1, 60.1) ist und an die Erregerspule des Magnetventils (40) geleitet wird.

2. Elektronische Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung (60), die den Steuerimpuls erzeugt, Mittel (69; 62-67) enthält, die einen Impuls erzeugen, der eine konstante Breite in Drehwinkelgraden der Kurbelwelle (1) für jeden von mehreren Maschinen-Kurbelwellen- Drehzahl-Bereichen aufweist.

3. Elektronische Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung (30), die den Referenz- Erreger-Impuls (30.1) erzeugt, folgende Einrichtungen enthält: Mittel (32), die ein rampenförmiges Signal erzeugen, dessen Größe mit der Drehzahl der Maschinen-Kurbelwelle anwächst; und einen monostabilen Multivibrator (31), der auf jeden Triggerimpuls anspricht, um einen Steuerimpuls zu liefern, wobei der monostabile Multivibrator (31) Einrichtungen aufweist, die das rampenförmige Signal empfangen, um die Dauer des Steuerimpulses zu steuern, wodurch die Steuerimpulsbreite durch das rampenförmige Signal überwacht wird, um eine Pulsbreite vorzusehen, die einen festen Drehwinkel der Kurbelwelle (1) für einen vorgewählten Drehzahlbereich der Maschinen-Kurbelwelle ist.

4. Elektronische Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Triggereinrichtung (10), die für jeden Arbeitszyklus der Verbrennungskraftmaschine einen Triggerimpuls (10.1) erzeugt, eine Einrichtung (4) enthält, die den Triggerimpuls bei dem gleichen speziellen Drehwinkel der Kurbelwelle (1) bei jedem Arbeitszyklus der Maschine erzeugt.

5. Elektronische Einrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (80) zur automatischen Änderung des Beginns des Triggerimpulses durch den spezifischen Drehwinkel der Kurbelwelle (1) als Funktion der Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle.

6. Elektronische Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (37) vorgesehen ist, die verhindert, daß die Drehzahl der Maschinenkurbelwelle eine vorbestimmte Drehzahl überschreitet.

7. Elektronische Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das gesamte System mit einer Vielzahl von Einspritzeinrichtungen, Trigger- und Erregerimpulsen ausgestattet werden kann, wobei sich die Anzahl der Einspritzeinrichtungen nach der Anzahl der Zylinder der Verbrennungskraftmaschine richtet.

8. Elektronische Einrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zur Verteilung der Erregerimpulse zu den einzelnen Einspritzeinrichtungen während eines Maschinenzyklus.