DE3020088C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Motordrehzahl-Begrenzungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es ist allgemein üblich, Drehzahl-Begrenzungseinrichtungen bei Lastwagenmotoren vorzusehen, um ein längeres Auftreten von Drehzahlen zu verhindern, die unwirtschaftlich oder für den Motor schädlich sind. Normalerweise erhöht sich die Motor­ drehzahl bei dem Betrieb des Lastkraftwagens relativ langsam zur vorgegebenen Grenzdrehzahl, so daß eine Regelung leicht ausgeführt werden kann. Es treten jedoch auch abnormale Situati­ onen auf, bei denen eine sehr schnelle Beschleunigung des Motors auftritt. Die Drehzahl-Begrenzungseinrichtung muß dann einen zu einer Überdrehzahl führenden Zustand antizipieren, um eine Korrektur zeitig genug zur Verhinderung eines Motorschadens einzuleiten. Ein solcher Zustand kann beispielsweise dann auf­ treten, wenn bei Getriebeleerlauf oder ausgekuppeltem Zustand das Gaspedal betätigt wird, um den Motor rasch von Leerlaufdreh­ zahl auf eine kritische Drehzahl zu beschleunigen. Derartige möglicherweise zur Überdrehzahl führende Zustände ergeben sich auch, wenn der untere oder mittlere Übersetzungsbereich des Getriebes eingeschaltet ist.

Eine elektronische Drehzahl-Begrenzungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist aus der US-PS 41 34 373 bekannt. Sie enthält einen Proportional-Differential-Integral­ regelkreis, dem eingangsseitig ein der Motordrehzahl propor­ tionales Drehzahlsignal überstellt wird, und der ausgangsseitig ein Steuersignal liefert, mit dem eine Einrichtung zur automa­ tischen Beeinflussung der Motordrehzahl gesteuert wird, die einer weiteren Erhöhung der Motordrehzahl bei Annäherung an eine vorgegebene Grenzdrehzahl entgegenwirkt. Der proportionale Zweig des Regelkreises liefert eine das Regelverhalten stabi­ lisierende Komponente. Der differentielle Zweig liefert eine das Steuersignal bei starker Motorbeschleunigung dominierende Komponente, wodurch der Regelkreis unter derartigen Bedingungen schnell anspricht. Der integrale Zweig enthält einen als Inte­ grator dienenden Operationsverstärker, dessen integrierende Wirkung oberhalb einer vorgegebenen Drehzahlschwelle einsetzt und der vor allem bei langsamem Drehzahlanstieg eine dominie­ rende Steuersignalkomponente liefert. Das Steuersignal wird so geglättet, und es ist ein stabiler Betrieb des Motors dicht an der vorgegebenen Grenzdrehzahl möglich.

Bei dem Regelkreis der US-PS 41 34 373 läßt sich zwar die Drehzahlschwelle, oberhalb derer der Integrator einsetzt, mittels eines Potentiometers justieren. Die entsprechende Einstellung paßt sich aber nicht den laufenden Motorbetriebs­ bedingungen an, und auch die Verstärkung des Integrators ist apparativ unveränderlich vorgegeben. Damit läßt sich die Mo­ tordrehzahl bei geringen und mittleren Motorbeschleunigungen sicher begrenzen; der Gefahr von Überdrehzahlen bei sehr hohen Motorbeschleunigungen wird aber nicht mit Sicherheit begegnet.

Die DE-OS 27 22 405 beschreibt einen Proportional-Differen­ tial-Integralregelkreis zum Konstanthalten der Drehzahl einer Brennkraftmaschine. Der Regelkreis enthält einen Operations­ verstärker, der ein die Abweichung der Ist-Drehzahl von der Soll-Drehzahl charakterisierendes Differenzsignal liefert. Die Verstärkung des Operationsverstärkers kann durch Schalt­ eingriffe verändert werden, um den Regelkreis an externe Be­ triebseigenschaften, insbesondere sich ändernde Lastbedin­ gungen, anpassen zu können. Bei der DE-OS 27 22 405 geht es somit nicht darum, Überdrehzahlen zu verhindern, und es er­ folgt auch keine automatische Änderung der Verstärkung eines Operationsverstärkers.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine konstruktiv einfache Dreh­ zahl-Begrenzungseinrichtung anzugeben, bei der aufwendige Justierarbeiten entfallen und die Gefahr von Überdrehzahlen weiter verringert wird, während ein kontinuierlicher Motorbe­ trieb dicht bei einer vorgegebenen Grenzdrehzahl möglich ist, ohne daß die Drehzahl-Begrenzungseinrichtung einsetzt.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Drehzahl-Begrenzungsein­ richtung nach Anspruch 1. Bevorzugte Weiterbildungen sind in abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung bei­ spielsweise näher erläutert; in der Zeichnung zeigt

Fig. 1 das Blockschaltbild einer Motor­ drehzahl-Begrenzungseinrichtung;

Fig. 2 ein schematisches Schaltbild eines Differenzierglieds, eines Beschleunigungssignalkreises und eines Integrationskreises mit variabler Empfindlichkeit als Teil der Einrichtung nach Fig. 1 und

Fig. 3 ein Schaltbild der Ausgangsspannung des Integrationskreises, aufgetragen über der Motordrehzahl zur Erläuterung der durch den Betrieb des Integrationskreises mit variabler Empfindlichkeit entstehenden Charakteristik mit zwei Verstärkungswerten.

Die Motordrehzahl-Begrenzungseinrichtung nach Fig. 1 enthält einen Drehzahlgeber 10, der Impulse von einem Zündkreis 12 empfängt und an die Leitung 14 ein Drehzahlsignal in Form einer der Motordrehzahl proportionalen Gleichspannung abgibt. Dieses Drehzahlsignal wird dann einer Steuerschaltung zugeführt, die ein Differenzierglied 16, einen Beschleuni­ gungssignalkreis 18 und einen Integrationskreis 20 mit variabler Empfindlichkeit enthält. Diese Elemente geben zusammen­ wirkend ein Steuersignal an die Leitung 22 ab, das das Einschaltverhältnis eines Oszillators 24 mit steuerbarem Einschaltverhältnis beeinflußt. Das Einschaltverhältnis ist 0 Prozent, wenn keine Dreh­ zahlbegrenzung erforderlich ist, und steigt im wesentlichen proportional mit der Größe des Steuersignals an Leitung 22 an. Das Ausgangssignal des Oszillators 24 steuert ein Magnet­ ventil 26 , welches wiederum ein unterdruckbetätigtes Stellglied 28 beaufschlagt, das in einer Verbindung zwischen dem Fahrpedal 32 und der Drossel 30 liegt.

Im Betrieb wird dann, wenn das Drehzahlsignal an Leitung 14 so ansteigt, daß eine Gefahr besteht, daß die Motordrehzahl die vorgegebene Grenzdrehzahl überschreitet, das unterdruckbetätigte Stellglied so beaufschlagt, daß es die durch das Fahrpedal eingeleitete Steuerung in ihrer Auswirkung übersteuert und die Drossel 30 zur Schließ­ stellung hin betätigt. Das Ausmaß der Bewegung der Drossel zur Schließstellung hin ist dann im wesentlichen proportional zum Einschaltverhältniswert des Oszillators 24 und damit proportional zum Steuersignal an Leitung 22.

Eine Modifizierungsschaltung, die dieses Ergebnis erzielt, ist im einzelnen in Fig. 2 dargestellt. Eine Differentialkomponente des Steuersignals wird von einem Differenzierglied 16 bereitgestellt, das aus einer Reihenschal­ tung eines Kondensators 36 und eines Widerstands 38 besteht, die zwischen der Leitung 14 und der Leitung 22 liegt. Damit ist das Ausgangssignal des Differenzierglieds 16 proportional zur Motorbeschleunigung, wie sie sich durch die Änderungsrate des an Leitung 14 anliegenden Drehzahlsignals ergibt, und es erreicht dann einen beträchtlichen Wert, wenn eine hohe Motorbeschleunigung auftritt. Wie bekannt, kann ein solches Steuersignal benutzt werden, um bei Zuständen hoher Motorbeschleunigung dem Auftreten von Überdrehzahlen entgegengewirkt werden. Unter entsprechenden Betriebsbedingungen ist das Auftreten von Überdrehzahlen am schwierigsten zu steuern. Andererseits ergibt die Differential­ komponente des Steuersignals eine Instabilität der geregelten Drehzahl, die ausgeglichen werden muß.

Der Integrationskreis 20 mit variabler Empfindlichkeit enthält als Grundbestandteil einen Operationsverstärker 40 vom Norton-Typ, dessen positive Eingangsklemme über einen Eingangs­ widerstand 42 mit der Leitung 14 verbunden ist. Ein aus einer Reihenschaltung eines Kondensators 44 mit einem Wi­ derstand 46 bestehendes Differenzierglied liegt parallel zum Widerstand 42. Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 40 ist mit einer Leitung 48 verbunden, von der eine Rückkoppel­ schaltung zur negativen Eingangsklemme des Operationsverstär­ kers 40 führt, die aus einer Serienschaltung aus einem Wi­ derstand 50 und einem Kondensator 52 besteht. Zusätzlich liegt ein weiterer Rückkoppelwiderstand 54 parallel zu den Bauelementen 50 und 52 und verbindet also gleichfalls die Leitung 48 mit der negativen Eingangsklemme des Operationsverstärkers 40. Ein dritter Rückkoppelzweig, der nur beim Betriebszustand mit niedrigem Verstärkungsfaktor wirk­ sam ist, umfaßt eine Reihenschaltung aus zwei Widerständen 58 und 56 mit einem dazwischenliegenden Verbindungspunkt 60. Ein Vorstrom wird dem Verstärker 40 in erster Linie durch eine Spannungsquelle Z+ zugeführt, die über einen Widerstand 62 an die negative Eingangsklemme des Operationsverstärkers 40 geschaltet, ist. Das Vorstromsignal bestimmt die Stromschwelle, die am positiven Eingang des Operationsverstärkers 40 erreicht werden muß, damit ein Aus­ gangssignal erzeugt wird.

Das über die Leitung 48 abgegebene Ausgangssignal des Integrationskreises 20 wird über einen Reihenwider­ stand 64 der Leitung 22 zugeleitet und dort mit der Differentialkomponente des Steuersignals vereinigt, die von dem Differenzierglied 16 kommt, um auf diese Weise das Steuersignal für den Oszillator 24 mit steuerbarem Einschalt­ verhältnis zu bilden.

Der Beschleunigungssignalkreis 18 enthält einen Operations­ verstärker 66 vom Norton-Typ, dessen negative Eingangs­ klemme über eine Serienschaltung aus einem Widerstand 68 und einem Kondensator 70 mit der das Drehzahlsignal führenden Leitung 14 verbunden ist. Zwischen der negativen Eingangs­ klemme des Verstärkers 66 und seiner auf Masse lie­ genden positiven Eingangsklemme ist ein Widerstand 72 ge­ schaltet. Die Ausgangsklemme des Operationsverstärkers 66 ist mit der Anode einer Diode 74 verbunden, deren Kathode mit dem Verbindungspunkt 60 zwischen den Widerständen 56 und 58 ver­ bunden ist. Der Operationsverstärker 66 ist so aufgebaut, daß sein Ausgang hoch liegt, wenn die Eingangssignale in der Nähe von Massepotential liegen. Bei sehr geringen Motorbe­ schleunigungswerten fließt kein nennenswerter Strom durch den Kondensator 70 und das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 66 ist hoch, so daß ein Strom durch die Diode 74 fließt. Bei mittleren und hohen Motorbeschleunigungen, bevorzugt oberhalb einer Motorbeschleunigungsschwelle von annähernd 60 s^-1, schaltet der durch den Kondensator 70 zur negativen Eingangsklemme des Operationsverstärkers 66 fließende Strom den Operationsverstärker 66 so um, daß seine Ausgangsspannung niedrig wird und die Diode 74 in Sperrichtung vorspannt. Wenn die Diode 74 gesperrt ist, wird ein niedriger Ver­ stärkungsfaktor des Integrationskreises 20 durch die Gesamtimpedanz der drei Rückkoppelzweige mit den Bauteilen 50 bis 58 be­ stimmt, und der Vorstrom wird nur durch den Strom gebildet, der den Widerstand 62 durchfließt. Der geringe Vorstrom über den Widerstand 62 läßt den Integrationskreis schon auf relativ kleine Eingangssignale reagieren, d. h. die Empfindlichkeit des Integrationskreises ist relativ hoch. So ergibt sich bei über der Motorbeschleunigungsschwelle liegender Motorbeschleunigung ein Ausgangssignal des Integrationskreises, das zu dem Steuersignal an Leitung 22 so beiträgt, daß die automatische Beeinflussung der Motordrehzahl auch schon bei mittleren Drehzahlen einsetzt.

Wenn sehr geringe Motorbeschleu­ nigungswerte vorliegen, befindet sich die Diode 74 im Leitzustand und liefert über den Widerstand 58 einen zusätzlichen Vorstrom, der zusammen mit dem durch den Widerstand 62 fließenden Strom die Empfindlichkeit des Integrationskreises verringert und eine relativ hohe Einsetzdrehzahl der automatischen Beeinflussung in der Nähe der vorgegebenen Grenzdrehzahl des Motors ergibt. Der zum Verbin­ dungspunkt 60 fließende Strom macht die aus den Widerständen 56 und 58 bestehende Schaltung als Rückkoppel-Impedanzweg unwirksam und erhöht damit die Gesamt-Rückkoppelimpedanz auf den Wert, der sich durch die Bauteile 50, 52 und 54 ergibt; dadurch wird der Integrationskreis in seinen Betriebszu­ stand mit hoher Verstärkung versetzt. Die Ausgangsklemme des Operationsverstärkers 66 dient dann als Stromsenke für den durch den Widerstand 56 fließenden Strom.

Die hier beschriebene Schaltung 20 wird als Integrationskreis bezeichnet, wenn sie auch nicht im mathematischen Sinn ein reines Integrierglied ist. Beim Betriebszustand mit hoher Verstärkung bewirkt der Rückkoppelkreis eine große Zeitkonstante in der Größen­ ordnung von einigen s. Damit werden sich schnell ändernde Eingangssignale effektiv integriert, während die Schaltung für sich langsam ändernde Eingangssignale als Verstärker wirkt. Beim Betriebszustand mit niedriger Verstärkung ist die Zeitkonstante kleiner, und der Integrationskreis erzeugt, wenn sich rasch ändernde Eingangssignale, die beispielsweise eine Beschleunigung darstellen, anliegen, ein verstärktes Ausgangssignal, das in seiner Form dem Eingangssignal ähnelt, wenn auch eine leichte Verzögerung des Ausgangs­ signals gegenüber den Änderungen des Eingangssignales auf­ tritt.

Infolge dieser Wirkung der Schaltung wird ein hervor­ ragend stabilisierend wirkendes Signal erzeugt. Beim Be­ triebszustand mit niedriger Verstärkung führt das am Eingang des Integrationskreises diffe­ renzierte Eingangssignal zu einer Ausgangssignal­ komponente des Integrationskreises, die eine Quasi-Differentialkomponente des Steuersignals darstellt, die die Differentialkomponente des Differenzierglieds 16 verstärkt und so ein Auftreten von Überdrehzahlen vorweg zu verhindern hilft. Beim Betriebszustand mit hoher Verstärkung ergibt das gleiche Eingangssignal eine drehzahlproportionale oder stabilisierende Komponente, die die durch die Differentialkomponente induzierte Instabilität kompensiert. So gibt die Ausgangssignalkomponente des Integrationskreises in jedem Betriebszustand infolge des differenzierten Eingangssignals eine vorteilhafte Wirkung für den Regelbetrieb.

Fig. 3 zeigt eine graphische Darstellung der über der Motor­ drehzahl aufgetragenen Ausgangsspannung des Integrationskreises bei einem exemplarischen Lastkraftwagenmotor. Die durch­ gezogene Linie 78 gibt den Betriebszustand des Integrationskreises mit hoher Verstärkung wieder, der in der Nähe der vorgegebenen Grenzdrehzahl (Punkt a) bei stetigen Betriebsbedingungen auftritt. Die Drehzahl beim Einsetzpunkt b des Integrationskreises beträgt 3930 min^-1, und die Grenzdrehzahl bei Vollast beträgt 4000 min^-1. Wenn die Motorbeschleunigung Werte aufweist, die unterhalb der Motorbeschleunigungsschwelle von 60 s^-1 liegen, kann das dynamische Eingangssignal des Integrationskreises bei Drehzahlen, die geringfügig unterhalb des Einsetzpunktes b liegen, ein niedriges Ausgangssignal des Integrationskreises bewirken. Bei diesen geringen Motorbeschleunigungswerten erzeugt auch das Differenzierglied 16 eine kleine Differentialkomponente, so daß das Gesamt-Steuer­ signal zur sanften Beeinflussung der Drosselstellung bei Drehzahlen wirksam ist, die etwas unter dem Einsetzpunkt b liegen. Wenn sich die Motorbeschleunigung bis in die Nähe der Grenzdrehzahl fortsetzt, steigt das Steuersignal entsprechend der Steigung der Geraden 78 an und schließt die Drossel weit genug, um die Drehzahl etwa am Punkt c (4035 min^-1) am oberen Ende der ansteigenden Geraden 78 abzufangen. Durch die resultierende Beschleunigungsabnahme kann das nunmehr drehzahlbegrenzte Steuersignal längs der Geraden 78 abnehmen, bis schließlich ein Einpendeln bei der Vollast zugeordneten Grenzdrehzahl Punkt a oder einer etwas höheren, Teillast zugeordneten Grenzdrehzahl erfolgt. Infolge der stabilisierenden Komponente wird das System trotz Vorliegens kleiner Störungen bei der Grenzdrehzahl beruhigt.

Treten Motorbeschleunigungswerte auf, die oberhalb der Motorbeschleunigungsschwelle von 60 s^-1 liegen, wird die Diode 74 in Sperrichtung vorgespannt, so daß der an der negativen Eingangsklemme des Operationsverstärkers 40 anliegende Eingangs-Vorstrom auf den über den Widerstand 62 fließenden Strom verringert wird. Damit wird der zur Erzeugung eines Integrationskreis-Ausgangssignals am Eingang des Operationsverstärkers 40 erforderliche Strom geringer. Deshalb reagiert der Inte­ grationskreis empfindlicher auf das an der Leitung 14 vorhandene Eingangssignal, als es bei Betrieb mit hoher Verstärkung der Fall ist. In Fig. 3 stellt Punkt d bei 3570 min^-1 eine Einsetzdrehzahl des Integrationskreises dar, die im Bereich mittlerer Motorbeschleunigungswerte auftreten kann. Bei höheren Motorbeschleu­ nigungswerten verschiebt sich der Einsetzpunkt des Integrationskreises zu fortschreitend niedriger werdenden Drehzahlen. Das geschieht deshalb, weil das Eingangsdifferenzierglied aus den Bauteilen 44 und 46 auf die Motorbeschleunigung so reagiert, daß das tatsächliche Einsetzen des Ausgangssignals des Integrationskreises schon bei viel geringeren Drehzahlen auftritt, als es durch das proportionale Drehzahleingangssignal allein er­ reicht würde. Wenn die Wirkung des Beschleunigungs­ signalkreises den Einsetzpunkt auf einen niedrigeren Wert ändert, ändert sich gleichzeitig der Verstärkungs­ faktor des Integrationskreises auf einen geringeren Wert, so daß die Steigung der Kurve des Integrationskreis-Ausgangssignals, in Fig. 3 durch die gestrichelt eingezeichnete Gerade 76 dargestellt, viel kleiner ist als die Steigung der Geraden 78, die den hohen Verstärkungsfaktor darstellt; sie ist jedoch ausreichend groß, um eine Integrationskreis-Sätti­ gung bei annähernd dem gleichen Punkt c am oberen Ende der ansteigenden Gerade zu erreichen. Diese Auslegung ver­ ringert Diskontinuitäten der Betriebspunkte, wenn der Ausgangswert des Beschleunigungssignalkreises sich von niedrig auf hoch ändert. Wenn die Motorbeschleunigung über den Wert von 60 s^-1 ansteigt, nimmt die Einsetzdrehzahl auf Werte unter dem Punkt d ab. Zusätzlich wird bei höheren Beschleunigungswerten die Steigung des Integrationskreis- Ausgangssignals flacher, so daß, wie in Fig. 3 durch die durchgezogene Gerade 80 dargestellt, die tatsächliche Ar­ beitskurve des Integrationskreises etwas links von der gestrichelt eingezeichneten Geraden 76 liegt; dabei läuft auch die Gerade 80 mit der Geraden 76 etwa in der Nähe des Punktes c zusammen. Diese dynamische Integrationswirkung ergibt, daß bei mittleren Motorbeschleunigungswerten der Integrationskreis sehr empfindlich auf einen Anstieg des Drehzahlsignals an Lei­ tung 14 anspricht und ausreichend schnell ein beträchtliches Ausgangssignal erzeugt, um drohenden Überdrehzahlen entgegenzuwirken und sie möglichst gering zu halten. Selbst­ verständlich wird bei diesen mittleren Motorbeschleunigungs­ werten von dem Differenzierglied 16 zusätzlich eine Differentialkomponente des Steuersignals erzeugt, die ebenfalls dem drohenden Auftreten von Überdrehzahlen entgegenwirkt.

Bei hohen Motorbeschleunigungswerten von beispielsweise mehr als 1000 s^-1 arbeitet das Steuersystem im wesentlichen in der gleichen Weise, wie sie bei niedrigen oder mittleren Motorbeschleunigungswerten beschreiben wurde. Jedoch ist nun die von dem Differenzierglied 16 gelieferte Differentialkomponente im Steuersignal vorherrschend, und sie kann bereits bei sehr niedrigen Motordrehzahlen auftreten. Dabei wirkt die Quasi-Differentialkomponente, die der Integrationskreis abgibt, noch unterstützend, und auch diese Quasi-Differentialkomponente kann schon bei niedrigen Drehzahlen auf­ treten. Durch diese Schaltungsauslegung sind die Auswirkungen der verschiedenen Komponenten des Steuersignals bei allen Beschleunigungszuständen so ausgeglichen, daß ein Integrationskreis- Ausgangssignal im richtigen Betriebsspannungsbereich sicher erreicht wird, wenn die Motordrehzahl die Grenzdrehzahl er­ reicht, so daß sich ein glatter Übergang von der Beschleu­ nigungsbegrenzung auf die Drehzahlbegrenzung ergibt. Gleich­ gültig, ob der Betriebszustand bei hoher oder mittlerer Motorbeschleunigung vorhanden ist, so wird immer dann, wenn die Motordrehzahl in die Nähe der Grenzdrehzahl kommt, durch das Schließen der Drossel die Motorbeschleunigung auf einen Wert unter dem Schaltpunkt des Beschleunigungssignalkreises reduziert sein, so daß die Beschleunigung schnell aufhört oder sogar eine Drehzahlabnahme erfolgt. Dadurch, daß der Integrationskreis in seinen Betriebszustand mit hohem Verstärkungsfaktor zurückkehrt, erzeugt er ein Ausgangs­ signal, das sich proportional zu den Drehzahländerungen ändert. Dieses als Komponente des Steuersignals wirkende Ausgangssignal ist ein stabilisierendes Signal, das die dynamische Instabilität ausgleicht, die durch die sich rasch ändernde Differentialkomponente des Differenzierglieds 16 erzeugt wird. Dann bewegt sich das Ausgangssignal des Integrationskreises wie im Fall der geringeren Beschleunigung längs der Geraden 78 nach unten, bis es bei der Grenzdrehzahl zur Ruhe kommt.

Wie schon erwähnt, liegt die Grenzdrehzahl unter Vollast bei Punkt a, jedoch ändert sich die Grenzdrehzahl in Abhängigkeit von der Fahrzeuglast. Beim Betriebszustand mit geringer oder keiner Last ist die Grenzdrehzahl höher, wie es beispielsweise dem Punkt e entspricht. Der Integrationskreis mit hohem Verstär­ kungsfaktor bewirkt nun, daß die Regeldrehzahlen bei Vollast und bei keiner Last nahe aneinander gehalten werden, da bei Gleichgewichtsbedingungen die steile Gerade 78 das vorherrschende Signal darstellt. Auch der Einsetzpunkt b, der der höchsten Drehzahl entspricht, bei der unter stetigen Betriebsbedingungen volle Motorleistung ohne Infunktiontreten der automatischen Beeinflussung der Motordrehzahl erreicht werden kann, liegt sehr dicht bei der Grenzdrehzahl unter Vollast, wodurch die Drehzahl, bei der die volle Motorleistung unter stetigen Betriebsbedingungen er­ zeugt werden kann, möglichst hoch gehalten wird. Der Betrag der Überdrehzahl, der durch die erfindungsgemäße Schaltung zugelassen wird, bewegt sich in der Größenordnung von 50 bis 100 min^-1 über der Grenzdrehzahl je nach Be­ triebsbedingung. Dadurch ergibt sich eine bedeutende Ver­ besserung gegenüber bekannten Regelschaltungen.

Claims (4)

1. Einrichtung zur Begrenzung von Motordrehzahlen auf Werte in der Nähe einer vorgegebenen Grenzdrehzahl mit einer Ein­ richtung zur automatischen Beeinflussung der Motordrehzahl und einer damit verbundenen Steuerschaltung, die einen Dreh­ zahlsignalgeber zur Erzeugung eines der Motordrehzahl pro­ portionalen elektrischen Drehzahlsignals, und eine mit dem Drehzahlsignalgeber zur Erzeugung eines Steuersignals verbun­ dene Modifizierungsschaltung enthält, die die Einrichtung zur automatischen Beeinflussung der Motordrehzahl in Abhän­ gigkeit von der Motordrehzahl beaufschlagt, wobei die Modi­ fizierungsschaltung einen Steuerkreis, der als Komponente des Steuersignals eine Regelgröße entsprechend der Motorbe­ schleunigung erzeugt, sowie einen Integrationskreis umfaßt, der parallel zu dem Steuerkreis liegt und ebenfalls eine Komponente des Steuersignals erzeugt, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Integrationskreis (20) einen Integrator mit variabler Empfindlichkeit umfaßt, der während niedriger Motorbeschleunigungswerte in einer Betriebsart mit geringer Empfindlichkeit und bei mittleren und hohen Motorbeschleunigungswerten in einer Betriebsart mit hoher Empfindlichkeit betreibbar ist, daß dem Integrator eine Empfindlichkeits-Einstelleinrichtung (56, 58, 60, 62) zugeordnet ist, daß die Steuerschaltung einen mit dem Drehzahlsignalgeber (10) verbundenen Beschleu­ nigungssignalkreis (18) umfaßt, der auf die Motorbeschleu­ nigung reagiert und mit der Empfindlichkeits-Einstellein­ richtung (56, 58, 60, 62) des Integrationskreises (20) so verbunden ist, daß diese die jeweilige Betriebsart mit hoher bzw. geringer Empfindlichkeit herbeiführt, und daß die Inte­ grator-Eingangsimpedanz ein Differenzierglied (44, 46) um­ faßt, dem das Drehzahlsignal überstellt wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Integrator (20) mit variabler Em­ pfindlichkeit in seiner Verstärkung ebenfalls variabel ist und in einer während geringer Motorbeschleuni­ gung wirksamen Betriebsart mit geringer Empfindlichkeit und hoher Verstärkung und in einer während mittlerer und hoher Motorbeschleunigung wirksamen Betriebsart mit hoher Empfindlichkeit und geringer Verstärkung betreibbar ist, daß der Beschleunigungssignalkreis (18) ein mit dem Drehzahl­ signalgeber (10) verbundenes Schaltelement (66) umfaßt, das bei oberhalb einer vorgegebenen Motorbeschleunigungs­ schwelle liegender Motorbeschleunigung einen ersten Schaltzu­ stand und bei unterhalb der Motorbeschleunigungsschwelle liegender Motorbeschleunigung einen zweiten Schaltzustand annimmt, und daß mit dem Schaltelement (66) eine Einrich­ tung (56, 58, 60, 74) verbunden ist, die auf den Schaltzu­ stand zur Nachstellung der Rückkoppelimpedanz des Integrators und seines Eingangs-Vorstromes so reagiert, daß dann, wenn das Schaltelement (66) in seinem ersten Schaltzustand ist, der Integrator eine geringe Verstärkung und hohe Empfind­ lichkeit für kleine Eingangssignale besitzt und, wenn das Schaltelement (66) in seinem zweiten Schaltzustand ist, der Integrator eine hohe Verstärkung und eine geringere Empfindlichkeit für kleine Eingangssignale besitzt, und daß das Differenzierglied (44, 46) in der Integrator-Ein­ gangsimpedanz auf das Drehzahlsignal zur Erzeugung einer stabilisierenden Komponente im Steuersignal reagiert, wenn der Integrator hohe Verstärkung hat, und zur Erzeugung einer weiteren Quasi-Differentialkomponente, wenn der Integrator niedrige Verstärkung hat.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Integrator mit variabler Empfindlichkeit ein Operationsverstärker (40) ist, an dessen erster Eingangsklemme die Integrator-Eingangsimpedanz ange­ schaltet ist, die das das Drehzahlsignal empfangende Differ­ enzierglied (44, 46) umfaßt zur Erzeugung einer stabilisie­ renden Komponente im Ausgangssignal, während zwischen der Operationsverstärker-Ausgangsklemme und einer zweiten Ein­ gangsklemme eine Rückkoppelschaltung (50, 52, 54, 56, 58) zur Erzeugung der Integrationswirkung liegt und eine Ein­ gangs-Vorstromeinrichtung (62) mit der zweiten Eingangsklemme zur Bestimmung eines Empfindlichkeits-Nennwertes verbunden ist, wobei die Empfindlichkeits-Einstelleinrichtung (56, 58, 60, 74) wahlweise einen zusätzlichen Vorstrom zum Ein­ gang liefern kann, um die Empfindlichkeit zu verringern, und daß das zu dem Beschleunigungssignalkreis (18) gehörige Schaltelement (66) mit der zweiten Eingangsklemme verbunden ist, um wahlweise den zusätzlichen Vorstrom an diese zu steuern.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Integrationskreis (20) mit variabler Empfindlichkeit und variabler Verstärkung einen Operationsverstärker (40) mit einem kapazitiven Rück­ koppelzweig (50, 52), einem ersten Widerstands-Rückkoppel­ zweig (54) und einem zweiten, aus einer Reihenschaltung von zwei Widerständen (56, 58) mit einem Verbindungspunkt (60) bestehenden Widerstands-Rückkoppelzweig umfaßt, wobei die Rückkoppelzweige parallel zueinander zwischen Ausgang des Operationsverstärkers (40) und seiner zweiten Eingangs­ klemme liegen und die Integrationsverstärkung bestimmen, daß die Empfindlichkeits-Einstelleinrichtung eine mit der zweiten Eingangsklemme des Operationsverstärkers (40) ver­ bundene Vorstromeinrichtung (62, Z+) umfaßt, und daß eine Steuereinrichtung zur Erhöhung der Verstärkung und Erniedri­ gung der Empfindlichkeit vorgesehen ist durch Aufbringen einer relativ hohen Spannung an dem Verbindungspunkt (60), um den Eingangs-Vorstrom zu erhöhen und den zweiten Wider­ standszweig (56, 58) zu sperren, bestehend aus dem mit dem Drehzahlsignalgeber (10) verbundenen Beschleunigungssignal­ kreis (18), der auf die Motorbeschleunigung reagiert und mit dem Verbindungspunkt (60) so verbunden ist, daß die angelegte Spannung die jeweiligen Empfindlichkeits- und Verstärkungs-Änderungen bewirkt.