DE3316447A1

DE3316447A1 - Steuersystem fuer eine gluehkerze eines motors mit innerer verbrennung

Info

Publication number: DE3316447A1
Application number: DE19833316447
Authority: DE
Inventors: Seishi Yokosuka Kanagawa Yasuhara
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1982-06-14
Filing date: 1983-05-05
Publication date: 1983-12-15
Also published as: DE3316447C2; JPS58189375U; US4491100A

Description

Steuersystem für eine Glühkerze eines Motors mit innerer Verbrennung

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Steuersystem für eine Glühkerze eines Motors mit innerer Verbrennung, wie z.B. eines Dieselmotors.

Dieselmotoren haben Glühkerzen zum Vorheizen der Motorbrennraumkammern vor dem Anlaßvorgang oder während des Anlaßvorganges, um ein zuverlässiges Anspringen des Motors zu erreichen. Es ist wünschenswert, daß die Zeitdauer, während der die Glühkerzen betätigt werden, als eine Funktion der Motor-Betriebsbedingungen, wie z.B. der Temperatur des Motorkühlmittels variiert.

In dem Fall, in dem ein Mikrocomputersystem zum Steuern der Glühkerzen in Reaktion auf Motor-Betriebsbedingungen verwendet wird, kann folgendes Problem auftreten: Wenn der Anlassermotor zum Drehen der Kurbelwelle betätigt wird, kann die Leistungsversorgungs-Spannung, die dem Mikrocomputersystem zugeführt wird, periodisch unter den minimalen Spannungswert fallen, der zum Betreiben des Mikrocomputersystems nötig ist, da die Leistungsversorgungs-Spannung zu diesem Zeitpunkt ebenso am An-

lassermotor anliegt. Diese Leistungsversorgungs-Spannung fällt allgemein ab, was dazu führt, daß die Glühkerzen in unerwünschter Weise außer Betrieb gesetzt werden. Daher kann der Betrieb der Glühkerzen während des Anlaßvorganges unzuverlässig sein.

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein stabileres Steuersystem für eine Glühkerze eines Motors mit innerer Verbrennung zu schaffen.

Das erfindungsgemäße Steuersystem für eine Glühkerze eines Motors mit innerer Verbrennung, welcher einen Anlassermotor hat, hat ein erstes Gerät zum wahlweisen Betätigen und Außerbetriebsetzen der Glühkerze. Ein Mikrocomputersystem ist mit dem ersten Gerät verbunden, um dieses zu steuern. Eine Gleichstrom-Leistungsquelle ist elektrisch mit dem Mikrocomputersystem und dem Anlassermotor verbunden, um dem Mikrocomputersystem und dem Anlassermotor zu deren Betätigung eine elektrische Gleichstrom-Leistung zuzuführen. Das Mikrocomputersystem wird außer Betrieb gesetzt und veranlaßt die erste Einrichtung, die Glühkerze außer Betrieb zu setzen, wenn die Spannung der elektrischen Gleichstrom-Leistung unter einen minimalen Wert abfällt. Ein Schalter liegt zwischen dem Anlassermotor und der Leistungsquelle, um wahlweise eine Betätigung oder eine Unterbrechung der Betätigung des Anlassermotors vorzunehmen. Ein zweites Gerät ist zur Betätigung der Glühkerze bei Betätigung des Schalters zum Inbetriebsetzen des Anlassermotors vorgesehen, wobei die Glühkerze unabhängig davon betätigt wird, ob oder ob nicht die Spannung der elektrischen Gleichstrom-Leistung unter einen minimalen Wert abfällt.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Diagramm eines Steuersystems für eine

Glühkerze eines Motors mit innerer Verbrennung gemäß eines ersten Ausführungsbeispieles

der vorliegenden Erfindung; 35

Fig. 2 ein Diagramm der Steuereinheit von Fig. 1;

Fig. 3 ein Zeitdiagramm der Betriebszustände von verschiedenen Elementen von Fig. 1 ;

Fig. 4 ein Flußdiagramm eines Programmes, das die

Betätigung der Steuereinheit von Fig. 1 festlegt ; und

Fig. 5 ein Diagramm eines ähnlichen Steuersystems

gemäß eines zweiten Ausführungsbeispieles der vorliegenden Erfindung.

Gleiche oder ähnliche Elemente sind in sämtlichen Figuren

mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. 10

Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Ein Schlüssel-Schalter 10 hat einen beweglichen Kontakt 11 und feste Kontakte 12 und 13-Wenn der Schalter 10 von seiner offenen bzw. Ruhe-Lage aus betätigt wird, kommt der bewegliche Kontakt 11 zunächst mit dem festen Kontakt 12 in Berührung und kommt daraufhin mit dem anderen festen Kontakt 13 in Berührung, wobei er mit dem festen Kontakt 12 in Verbindung bleibt. Wenn der Schalter 10 aus seiner vollständig geschlossenen Stellung zurückbewegt wird, kommt zunächst der bewegliche Kontakt 11 außer Berührung mit dem festen Kontakt 13, während er noch mit dem anderen festen Kontakt in Berührung bleibt, und bewegt sich dann außer Berührung mit dem festen Kontakt 12. Die hauptsächliche Betriebslage des Schalters 10 ist als derjenige Zustand festgelegt, in dem der bewegliche Kontakt 11 lediglich mit dem ersten festen Kontakt 12 in Verbindung steht. Die zweite Betriebsstellung des Schalters 10 ist derjenige Zustand, in dem der bewegliche Kontakt 11 sowohl

^O mit dem festen Kontakt 12 als auch mit dem festen Kontakt 13 in Verbindung steht.

Die positive Klemme einer Gleichspannungs-Leistungsquelle 14, wie z.B. Akkumulator, ist mit dem beweglichen Kon-³^ takt 11 des Schalters 10 verbunden. Die negative Klemme der Leistungsquelle 14 ist geerdet. Der erste feste Kon-

takt 12 des Schalters 10 ist mit der positiven Leistungsversorgungs-Eingangsklemme einer elektronischen Steuereinheit 15 verbunden. Die negative Leistungsversorgungs-Eingangsklemme der Steuereinheit 15 ist geerdet. Wenn der bewegliche Kontakt 11 mit dem festen Kontakt 12 in Berührung kommt, wird eine elektrische Gleichspannungs-Leistung von der Leistungsquelle 14 zu der Steuereinheit 15 geleitet, so daß die Steuereinheit 15 in Betrieb gesetzt werden kann.

Der zweite feste Kontakt 13 des Schalters 10 ist über einen Anlassermotor 16 geerdet. Wenn der bewegliche Kontakt 11 des Schalters 10 mit dem festen Kontakt 13 in Berührung kommt, wird eine elektrische Gleichspannungs Leistung von der Leistungsquelle 14 zu dem Anlassermotor 16 geleitet, so daß der Anlassermotor 16 in Betrieb genommen werden kann. Wenn der bewegliche Kontakt 11 von dem festen Kontakt 13 getrennt wird, wird keine elektrische Leistung zu dem Anlassermotor 16 geführt, so daß der Anlassermotor 16 außer Betrieb gesetzt ist. Der Anlassermotor 16 ist üblicherweise mit der Kurbelwelle eines Motors mit innerer Verbrennung (nicht dargestellt) verbunden, um die Kurbelwelle zum Durchdrehen des Motors zu drehen.

Ein Relais 17 hat eine Kontaktwicklung 18 und einen normalerweise geöffneten Schalter 19. Der Relais-Schalter ist geschlossen bzw. geöffnet, wenn die Steuerwicklung mit Energie versorgt wird oder nicht mit Energie versorgt wird. Ein Ende der Relais-Wicklung 18 ist mit dem ersten festen Kontakt 12 des Schalters 10 verbunden, während das andere Ende der Relais-Wicklung 18 über einen Glühkerzen-Steuerschalter 20 geerdet ist. Während Betriebszuständen, in denen der bewegliche Kontakt 11 des Schalters 10 mit dem festen Kontakt 12 in Berührung steht, fließt eine elektrische Gleichstrom-Leistung bei Schließen des Steuerschalters 20 von der Leistungsquel-

le 14 zu der Relais-Wicklung 18, so daß die Relais-Wicklung 18 mit Energie versorgt wird und somit den Relais-Schalter 19 schließt. Während der gleichen Betriebszustände wird bei öffnen des Steuerschalters 20 der Relais-Wicklung 18 keine elektrische Leistung zugeführt, so daß die Relais-Wicklung 18 außer Betrieb gesetzt wird und dabei den Relais-Schalter 19 öffnet. Wenn der bewegliche Kontakt 11 von dem festen Kontakt 12 getrennt wird, wird wiederum der Relais-Wicklung 18 keine elektrische Leistung zugeführt, was selbst dann zum Öffnen des Relais-Schalters 19 führt, wenn der Steuer-Schalter 20 geschlossen ist. Der Steuer-Schalter 20 ist ein Teil des Steuersystems 15. Der Glühkerzen-Abschnitt besteht aus einer Glühkerze, einer Parallelschaltung von Glühkerzen oder einer Serienschaltung von Glühkerzen.

Die Anzahl der Glühkerzen stimmt im allgemeinen mit der Anzahl der Brennkammern des Motors überein, so daß in jeder Brennkammer je eine Glühkerze angeordnet ist, wie dies dem Fachmann bekannt ist. Der erste feste Kontakt des Schalters 10 ist durch die Serienschaltung des Relais-Schalters 19 und des Glühkerzen-Abschnitts 21 geerdet. Wenn der bewegliche Kontakt 11 des Schalters 10 mit dem festen Kontakt 12 in Berührung ist und wenn der Relais-Schalter 19 geschlossen ist, fließt eine elektrische Gleichstrom-Leistung von der Leistungsquelle 14 zu dem Glühkerzen-Abschnitt 21, so daß dieser in Betrieb gesetzt wird. Wenn unter diesen Betriebsbedingungen der Relais-Schalter 19 geöffnet ist, fließt keine elektrische Leistung zu dem Glühkerzen-Abschnitt 21, so daß

°Q dieser außer Betrieb gesetzt wird. Wenn der bewegliche Kontakt 11 von dem festen Kontakt 12 getrennt wird, fließt wiederum keine elektrische Leistung zu dem Glühkerzen-Abschnitt 21, so daß dieser außer Betrieb gesetzt

ist.
35

Ein anderes Relais 22 hat eine Steuerwicklung 23 und einen normalerweise geöffneten Schalter 24. Der Relais-

-A¹

Schalter 24 wird geschlossen und geöffnet, wenn die Steuer-Wicklung 23 jeweils mit Energie versorgt wird oder nicht mit Energie versorgt wird. Ein Ende der Relais-Wicklung 23 ist mit dem Verbindungspunkt des Steuerschalters 20 und der anderen Relais-Wicklung 18 verbunden, und das andere Ende der Relais-Wicklung 18 ist mit der Kathode einer Diode 40 verbunden. Die Anode der Diode ist mit dem zweiten festen Kontakt 13 des Schalters 10 verbunden. Der Verbindungspunkt des Steuerschalters 20 mit der Relais-Wicklung 18 ist über den Relais-Schalter geerdet. Wenn der Steuerschalter 20 geschlossen ist und wenn der bewegliche Kontakt 11 des Schalters 10 mit dem festen Kontakt 13 in Berührung kommt, fließt elektrische Gleichstrom-Leistung zu der Relais-Wicklung 23 über die Diode 48, so daß die Relais-Wicklung 23 mit Energie versorgt wird und dadurch den Relais-Schalter 24 schließt. Solange der bewegliche Kontakt 11 in Berührung mit dem festen Kontakt 13 bleibt, wird die Relais-Wicklung 23 durch das erste Schließen des Relais-Schalters 24 unabhängig vom Zustand des Steuerschalters mit Energie versorgt, so daß der Relais-Schalter 24 geschlossen bleibt. Auf diese Weise führt das Relais 22 eine Einrast-Betriebsweise bzw. Selbst-Energieversorgung durch. Wird der bewegliche Kontakt 11 von dem festen Kontakt 13 getrennt, wird keine elektrische Leistung zu der Relais-Wicklung 23 geführt, so daß die Relais-Wicklung 23 nicht mit Energie versorgt wird und dadurch den Relais-Schalter 24 öffnet. Wenn der bewegliche Kontakt 11 des Schalters in Berührung mit dessen erstem festen Kontakt 12 ge-

^ou bracht wird, verhindert die Diode 40 einen Stromfluß von der Leistungsquelle 14 zu dem Anlassermotor 16 über den Schalter 10, die Steuereinheit 15 oder die Relais-Wicklung 18, die andere Relais-Wicklung 23 und die Diode

40.
35

VV t · »

Ein Temperaturfühler 25 ist vorgesehen, um die Motortemperatur zu messen, und vorzugsweise, um die Kühlmitteltemperatur zu messen. Der Temperaturfühler 25 erzeugt ausgangsseitig ein analoges Signal T_w, dessen Spannung sich in Abhängigkeit von der Motortemperatur oder der Motorkühlmitteltemperatur verändert. Das Motortemperatursignal T_w wird an die Steuereinheit 15 angelegt.

Ein Zeitfühler 26 ist vorgesehen, um die Zeit zu ermitteln, die seit dem letzten Ausschalten des Motors vergangen ist. Der Zeitfühler 26 erzeugt ausgangsseitig ein Digitalsignal t, das die Zeitdauer darstellt, die seit dem letzten Betrieb des Motors vergangen ist.

Dieses Zeitsignal t wird an die Steuereinheit 15 angelegt.

Ein Drehzahlfühler 27 ist vorgesehen, um die Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle des Motors zu messen. Der Drehzahlfühler 27 erzeugt ausgangsseitig ein Digitalsignal S, das die Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle darstellt. Das Motordrehzahlsignal S wird an die Steuereinheit 15 angelegt.

Ein Anzeiger 28, wie z.B. eine Lampe, ist vorgesehen, um anzuzeigen, ob oder ob nicht das Vorheizen durch den Glühkerzen-Abschnitt 21 abgeschlossen ist. Der Anzeiger 28 ist mit der Steuereinheit 15 verbunden, um durch diese gesteuert ein- und ausgeschaltet zu werden.

Die Steuereinheit 15 betätigt den Steuerschalter 20 in Reaktion auf die Signale T_w, t und S, die die Motortemperatur, die seit der letzten Betätigung des Motors vergangene Zeitdauer und die Kurbelwellendrehzahl darstellen.

Wie in Fig. 2 dargestellt ist, hat die Steuereinheit 15 ein digitales Mikrocomputersystem mit einer Eingangs-/ Ausgangs-Schnittstellenschaltung 30, einer zentralen Verarbeitungseinheit (CPU) 31, einem Lese-/Schreib-Speicher bzw. Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) 32, und einem Festwertspeicher (ROM) 33. Die zentrale Verarbeitungseinheit 31 ist mit der Eingangs-/Ausgangs-Schnittstellenschaltung 30 und den Speichern 32 und 33 verbunden. Die Schnittstellenschaltung 30 ist mit den Fühlern 25, 26 und 27 verbunden, um von diesen die Signale T„, t und S zu empfangen. Die Eingangs-/Ausgangs-Schnittstellenschaltung 30 ist ebenso mit dem Anzeiger 28 verbunden, um an diesen ein Steuersignal anzulegen, das eine Betätigung oder Außerbetriebsetzung des Anzeigers 28 festlegt.

Die Eingangs-ZAusgangs-Schnittstellenschaltung 30 enthält einen (nicht dargestellten) Analog-Digital-Wandler, der das analoge Motortemperatursignal T„ in ein entsprechendes digitales Signal wandelt, so daß die zentrale Verarbeitungseinheit 31 diese Motortemperaturdaten verarbeiten kann.

Die Schnittstellenschaltung 30 enthält den Steuerschalter 20. Der Steuerschalter 20 besteht aus einem Analogschalter, der eine Steuerklemme und ein Paar von Schaltklemmen hat. Wenn ein Spannungssignal mit hohem Pegel an die Steuerklemme angelegt wird, wird der Pfad zwischen den Schaltklemmen leitend. Wenn ein Signal mit niedrigem Pegel an die Steuerklemme angeschlossen wird, wird der Pfad zwischen den Schalterklemmen nichtleitend. Die zentrale Verarbeitungseinheit 31 steuert das Signal, das an die Steuerklemme des Analogschalters angelegt wird. Einer der Schalterklemmen des Analogschalters ist ³^ geerdet, während die andere Schalterklemme mit dem Verbindungspunkt zwischen den Relais-Wicklungen 18 und 23 verbunden ist.

Der Steuerschalter 20 kann ebenso ein NPN-Leistungstransistor sein, dessen Emitter geerdet ist und dessen Kollektor mit dem Verbindungspunkt zwischen den Relais-Wicklungen 18 und 23 verbunden ist. Wenn ein Spannungssignal mit hohem Pegel an die Basis des Transistors angelegt wird, wird dessen Kollektor-Emitter-Pfad leitend. Wenn ein Spannungssignal mit niedrigem Pegel an die Basis des Transistors angelegt wird, wird dessen Kollektor-Emitter-Pfad nichtleitend. Die zentrale Verarbeitungseinheit 31 steuert- das Signal, das an die Basis des Transistors angelegt wird.

Die Schnittstellenschaltung 30, die zentrale Verarbeitungseinheit 31 und die Speicher 32 und 33, die die Steuereinheit 15 bilden, sind mit der Leistungsquelle über den Schalter 10 verbunden, um elektrische Gleichstrom-Leistung von der Leistungsquelle 14 zu erhalten. Die Leistungsversorgungs-Verbindung der Steuereinheit mit der Leistungsquelle 14 ist in der Fig. 2 aus Gründen der Einfachheit der Darstellung fortgelassen. Die Steuer einheit 15 wird außer Betrieb gesetzt, wenn die an die Steuereinheit 15 angelegte Spannung der elektrischen Gleichstrom-Leistung unter einen Minimalwert, wie z.B. 5 V, fällt, welcher von dem Mikrocomputersystem benötigt wird, das die Steuereinheit 15 bildet. Wenn die Steuerschaltung inaktiv wird bzw. außer Betrieb gesetzt wird, wird der Steuerschalter 20 automatisch und zwangsweise nichtleitend oder geöffnet, da nicht länger ein Spannungssignal mit hohem Pegel an die Steuerklemme des

3Q Analogschalters oder an die Basis des Transistors, der den Steuerschalter 20 bildet, anliegt. Erfindungsgemäß kann das zwangsweise öffnen des Steuerschalters 20, das in nachteiliger Weise den Betrieb des Glühkerzen-Abschnittes 21 beeinflußt, wie es nachfolgend beschrieben wird, verhindert werden.

Wenn während des Betriebes der Schalter 10 aus seiner Ruhestellung oder offenen Stellung in die hauptsächliche Betriebsstellung gebracht wird, in der der bewegliche Kontakt 11 mit dem ersten festen Kontakt 12 in Verbindung steht, beginnt die Steuereinheit 15 mit einem Betrieb in Übereinstimmung mit einem in dem Speicher 33 gespeicherten Programm.

Zuerst schließt die Steuereinheit 15 den Steuerschalter 20, wie es zum Zeitpunkt A. in Fig. 3 dargestellt ist, und berechnet die Zeitdauer, die nötig ist, um das Vorheizen des Glühkerzen-Abschnitts 21 zu vollenden, auf der Basis der Motortemperatur und der Zeit, die seit dem letzten Ausschalten des Motors vergangen ist, wobei diese Größen durch die Signale Ί\, und t jeweils dargestellt werden. Diese Berechnung wird derart ausgeführt, daß die Vorheizzeit ansteigt, wenn die Motortemperatur abfällt und/oder wenn die Zeit, die seit dem letzten Betrieb des Motors vergangen ist, ansteigt.

Sobald die Berechnung der Vorheizzeit vollendet ist, setzt die Steuereinheit 15 den Anzeiger 28 in Betrieb. Das Schließen des Steuerschalters 20 führt der Relais-Wicklung 18 Energie zu, wodurch der Relais-Schalter geschlossen wird und den Glühkerzen-Abschnitt 21 in Betrieb setzt, wie es zum Zeitpunkt A. in Fig. 3 dargestellt ist. Das Inbetriebsetzen des Anzeigers 28 stellt den Beginn des Inbetriebsetzens des Glühkerzen-Abschnitts 21 dar und stellt ebenso dar, daß die Vorheiz-Zeit noch nicht beendet ist. Das Inbetriebsetzen des Glühkerzen-Abschnitts 21 bedingt einen Abfall der Spannung der Leistungsquelle 14 von einem normalen Wert auf einen erheblich niedriegeren Wert, wie z.B. von 12 V auf 7,5 V,

wie es zum Zeitpunkt A₁ in Fig. 3 dargestellt ist. 35

Nachdem eine vorberechnete Zeitdauer seit dem Schließen des Steuerschalters 20 vergangen ist, d.h. seit der Betätigung des Glühkerzen-Abschnittes 21, setzt die Steuereinheit 15 den Anzeiger 28 außer Betrieb. Das Außerbetriebsetzen des Anzeigers 28 informiert darüber, daß das Vorheizen beendet ist und informiert ebenso darüber, daß der Motor startbereit ist. Im allgemeinen veranlaßt diese Information die Bedienungsperson des Motors dazu, den nächsten Schritt im Hinblick auf das Anlassen des Motors auszuführen.

Wenn der Schalter 10 nachfolgend in die zweite Betriebslage gebracht wird, in der der bewegliche Kontakt 11 sowohl den festen Kontakt 12 als auch den festen Kontakt 13 berührt, wird der Anlassermotor 16 betätigt und die Relais-Wicklung 23 mit Energie versorgt. Die Betätigung des Anlassermotors 16 führt zum Drehen der Kurbelwelle und verursacht einen Abfall der Spannung der Leistungsquelle 14 zu dem Zeitpunkt A₂ von Fig. 3. Solange der Anlassermotor 16 dreht, schwankt die Spannung der Leistungsquelle 14 in periodischer Weise um einen 5-Volt-Pegel, wie es in der Fig. 3 für die Zeitdauer zwischen dem Zeitpunkt Ap und dem nachfolgenden Zeitpunkt A- dargestellt ist, da die Drehung der Kurbelwelle eine'zyklische Last auf den Anlassermotor 16 bewirkt. Die Spannung der Leistungsquelle 14 fällt höchstwahrscheinlich während des Motoranlassens unter 5 V, wenn die Leistungsquelle 14 ungenügend aufgeladen ist und/oder die Umgebungstemperatur derart niedrig ist,

³^ daß ein starker Lastanstieg beim Motorstarten auftritt. Unterdessen bewirkt die Energiezufuhr zu der Relais-Wicklung 23, daß der Relais-Schalter 24 zu dem in Fig. gezeigten Zeitpunkt A« geschlossen wird. Der Relais-Schalter 24 bleibt aufgrund der selbsteinrastenden Betriebsweise oder aufgrund der Selbst-Energieversorgung des Relais 22 bis zu dem in Fig. 3 dargestellten

Ak-

Zeitpunkt A^ geschlossen, zu dem der Schalter normalerweise in seine hauptsächliche Betriebslage rückgestellt wird, so daß der bewegliche Kontakt 11 von dem festen Kontakt 13 getrennt wird.
5

Wenn die Spannung der Leistungsquelle 14 unter 5 V sinkt, ist der Steuerschalter 20, wie es in Fig. 3 gezeigt ist, aufgrund der Tatsache geöffnet, daß die Steuereinheit 15 bei den oben genannten Spannungszuständen inaktiv bzw. außer Betrieb gesetzt ist. Wenn die Spannung der Leistungsquelle 14 5 V übersteigt, wird der Steuerschalter 20 geschlossen, wie es in Fig. gezeigt ist, da die Steuereinheit 15 in gleicher Weise ihren Betrieb aufnimmt, als wenn der Schalter 10 zum ersten Mal in seine hauptsächliche Betriebslage gebracht wird, in der der bewegliche Kontakt 11 mit dem ersten festen Kontakt 12 in Berührung steht.

Selbst unter derartigen Betriebszuständen, bei denen die Spannung der Leistungsquelle 14 unter 5 V fällt, so daß der Steuerschalter 20 geöffnet ist, bleibt die Relais-Wicklung 18 durch die Leistungsquelle 14 mit Energie versorgt, so daß der Relais-Schalter 19 geschlossen bleibt, wie es in Fig. 3 gezeigt ist, da der Relais-Schalter 24 in der oben beschriebenen Weise geschlossen bleibt. Auf diese Weise bleibt der Glühkerzen-Abschnitt 21 ständig aktiviert bzw. in Betrieb.

Wenn der Schalter 10 von seiner zweiten Betriebslage in seine hauptsächliche Betriebslage zurückgedreht wird, so daß der bewegliche Kontakt 11 von dem festen Kontakt 13 getrennt wird, jedoch mit dem anderen festen Kontakt 12 in Berührung bleibt, wird der Anlassermotor abgeschaltet und die Relais-Wicklung 23 nicht länger mit Energie versorgt. Das Außerbetriebsetzen der Relais-Wicklung 23 öffnet den Relais-Schalter 24, wie es in Fig. 3 zum Zeitpunkt A~ dargestellt ist. Das Außerbe-

1. triebsetzen des Anlassermotors 16 verursacht einen Spannungsanstieg der Spannung der Leistungsquelle 14 auf beispielsweise 7,5 V. In diesem Fall ist die Steuereinheit 15 im allgemeinen in Betrieb gesetzt, um den . Steuerschalter 20 in der in Fig. 3 gezeigten Art geschlossen zu halten, so daß der Glühkerzen-Abschnitt weiterhin in Betrieb gesetzt bleibt.

Wenn die Drehzahl der Kurbelwelle, die durch das Drehzahlsignal S dargestellt wird, einen Bezugswert übersteigt, weil der Motor vor Abschalten des Anlassermotors 16 anspringt, Öffnet die Steuereinheit 15 den Steuerschalter 20, wie es in Fig. 3 zum Zeitpunkt A₁, dargestellt ist. Diese Bezugsdrehzahl ist derart gewählt, daß sie einen Zustand darstellt, bei dem eine selbsterhaltende Betriebsweise des Motors zuverlässig erreicht ist. Das Öffnen des Steuerschalters 20 beendet die Energiezufuhr zur Relais-Wicklung 18, so daß der Relais-Schalter 17 geöffnet wird, wie es zum Zeitpunkt Ak in Fig. 3 gezeigt ist, woraufhin die Glühkerzen-Einheit 21 außer Betrieb gesetzt wird.

Die Zeitdauer, während der der Glühkerzen-Abschnitt * ständig in Betrieb genommen ist, ist auf einen vorbestimmten Wert begrenzt, um zu verhindern, daß der Glühkerzen-Abschnitt 21 Schaden nimmt. Die Steuereinheit 15 verwirklicht diese Begrenzung durch zwangsweises öffnen des Steuerschalters 20.

^ow Ein Kraftstoffversorgungs-Steuersystem mit einer Kraftstoffeinspritzpumpe versorgt den Motor während des Anlaßvorganges und nach dem Anlaßvorgang mit einer benötigten Kraftstoffmenge, um das Anspringen und die selbsterhaltende Betriebsweise des Motors zu ermöglichen. Die Relais 17 und 22 müssen derart ausgelegt sein, daß die jeweiligen Relais-Schalter 19 und 24 auch dann geschlossen bleiben können, wenn die Spannung der Leistungs-

quelle 14 unter einen vorbestimmten Minimalwert für die Steuereinheit 15 fällt, jedoch oberhalb eines Pegels bleibt, der geringfügig über null Volt liegt.

Fig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel eines Flußdiagrararns eines Programmes, das die Betätigung der Steuereinheit steuert. Wenn der Schalter 10 aus einer Ruhelage oder geöffneten Lage in seine erste oder hauptsächliche Betriebslage gebracht wird, in der der bewegliche Kontakt 11 den ersten festen Kontakt 12 berührt, beginnt die Steuereinheit 15 bei Programmschritt 50 mit ihrem Betrieb.

Während des Programmschrittes 50 schließt die Steuereinheit 15 den Steuerschalter 20, ι Abschnitt 21 in Betrieb zu setzen.

einheit 15 den Steuerschalter 20, um den Glühkerzen-

Während des auf den Programmschritt 50 folgenden Prograramschrittes 52 bestimmt die Steuereinheit 15, ob

oder ob nicht die Drehzahl der Kurbelwelle, die durch das Drehzahlsignal S dargestellt ist, gleich Null ist, d.h. ob oder ob nicht eine Kurbelwellendrehung vorliegt. Wenn die Kurbelwelle stillsteht, fährt der Betrieb der Steuereinheit 15 bei einem Programmschritt 54

fort. Wenn sich die Kurbelwelle dreht, fährt der Betrieb der Steuereinheit 15 bei einem Programraschritt 62 fort.

Während des Programmschrittes 54 berechnet die Steuereinheit 15 die Zeitdauer, die zur Vervollständigung des 30

Vorheizens durch den Glühkerzen-Abschnitt 21 nötig ist, und zwar auf der Basis der Motortemperatur und der seit dem letzten Ausschalten des Motors vergangenen Zeit, wobei diese Werte jeweils durch die Signale T_y und t

dargestellt werden. Diese Berechnung wird durch Verwen-35

den einer vorgegebenen Gleichung ausgeführt, wobei die Gleichung so ausgestaltet ist, daß die Vorheizzeit ansteigt, wenn die Motortemperatur abfällt und/oder die

/IB
-yt-

seit der letzten Betätigung des Motors vergangene Zeit ansteigt. Insbesondere wird in dem Fall, in dem die Motortemperatur höher ist als ein Bezugswert, der darstellt, daß ein Vorheizen unnötig ist, die Vorheizzeit gleich Null gesetzt, um zu verhindern, daß der Glühkerzen- ·■ Abschnitt 21 unnötig lange in Betrieb gesetzt wird. Das Ansteigen der Vorheizzeit in Übereinstimmung mit dem Ansteigen der seit dem letzten Motorbetrieb vergangenen Zeit dient dazu, zu verhindern, daß der Glühkerzen-Abschnitt 21 unerwünscht oder unnötig lange betrieben wird, um den Motor unmittelbar nach dem Abschalten des Motors oder eine kurze Zeitdauer nach dem Abschalten des Motors wieder anzulassen.

Die die Vorheizzeit berechnende Gleichung kann ebenso

derart ausgebildet sein, daß die Vorheizzeit nur von der Motortemperatur abhängt. In diesem Falle kann der Zeit-.. fühler 26 fortgelassen werden.

Während des auf den Programmschritt 54 folgenden Programmschrittes 56 ermittelt die Steuereinheit 15, ob oder ob nicht die seit dem Schließen des Steuerschalters 20 vergangene Zeitdauer eine vorbestimmte Vorheizzeitdauer übersteigt. Zu diesem Zwecke enthält die Schnittstellenschaltung 30 der Steuereinheit 15 eine

Zeitmeßschaltung, die getriggert wird, wenn der Steuerschalter 20 geschlossen wird. Wenn diese Zeitdauer nicht die berechnete Vorheizzeitdauer übersteigt, fährt der Betrieb der Steuereinheit 15 bei Programmschritt 58 . ^w fort. Wenn diese Zeitdauer die vorberechnete Vorheizzeitdauer übersteigt, fährt der Betrieb der Steuereinheit 15 bei Programmschritt 60 fort.

In dem Programmschritt 58 aktiviert die Steuereinheit den Anzeiger 28, um darüber zu informieren, daß das Vorheizen noch nicht beendet ist. Nach dem Programmschritt 58 geht der Betrieb der Steuereinheit 15 zu dem Programmschritt 56 zurück.

Während des Programmschrittes 60 schaltet die Steuereinheit 15 den Anzeiger 28 aus, um darüber zu informieren, daß das Vorheizen abgeschlossen ist. Auf diese Weise bleibt der Anzeiger 28 in Betrieb, bis das Vorheizen abgeschlossen ist. Nach dem Programmschritt 60 fährt die Betätigung der Steuereinheit 15 mit dem Programmschritt 62 fort.

Während des Programmschrittes 62 ermittelt die Steuereinheit 15, ob oder ob nicht die seit dem Schließen des Steuerschalters 20 vergangene Zeit eine Grenze übersteigt, die eine Über-Betätigung des Glühkerzen-Abschnittes 21 darstellt. Wenn diese Zeitdauer die vorgesetzte Grenze übersteigt, fährt der Betrieb der Steuereinheit bei Programmschritt 68 fort. Wenn diese Zeitdauer nicht die vorgesetzte Grenze übersteigt, fährt der Betrieb der Steuereinheit 15 bei Programmschritt 66 fort.

Während des Programmschrittes 66 bestimmt die Steueren
"⁰^ einheit, ob oder ob nicht die Drehzahl der Kurbelwelle, die durch das Drehzahlsignal S dargestellt wird, einen Bezugswert übersteigt, der denjenigen Zustand darstellt, bei dem eine selbsterhaltende Betriebsweise des Motors erreichbar ist. Wenn die Drehzahl der Kurbelwelle nicht

den Bezugswert übersteigt, geht der Betrieb der Steuereinheit 15 zu dem Programmschritt 62 zurück. Wenn die Drehzahl der Kurbelwelle den Bezugswert übersteigt, geht der Betrieb der Steuereinheit zum Programmschritt 68.

Während des Programmschrittes 68 öffnet die Steuereinheit 15 den Steuerschalter 20, um den Glühkerzen-Abschnitt 21 außer Betrieb zu setzen. Nach dem Programmschritt 68 endet der Betrieb der Steuereinheit 15.

Auf diese Art und Weise bleibt der Glühkerzen-Abschnitt 21 solange in Betrieb, bis die Drehzahl der Kurbelwelle einen selbsterhaltenden Wert übersteigt, vorausgesetzt

daß die Zeitdauer, die seit Schließen des Steuerschalters 20 vergangen ist, niedriger als eine vorbestimmte Grenze ist.

Wenn die Spannung der Leistungsquelle 14 unter einen minimalen Wert abfällt, wird die Steuereinheit 15 außer Betrieb gesetzt. Wenn daraufhin die Spannung der Leistungsquelle 14 zu einem Wert oberhalb des Minimalwertes zurückkehrt, wird der Programmablauf der Steuereinheit 15 automatisch rückgesetzt, um bei dem ersten Programmschritt 50 zu beginnen. Während des Anlaßvorganges des Motors geht der Betrieb der Steuereinheit 15 vom Programmschritt 52 direkt zu dem Programmschritt 62 nach dem Programmschritt 50, wenn die Spannung der Leistungsquelle 14 über den Minimalwert steigt. Daher bleibt in diesem Fall der Anzeiger 28 außer Betrieb gesetzt.

Fig. 5 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung, das mit Ausnahme der folgenden Anordnungen in ähnlicher Weise wie das erste Ausführungsbeispiel aufgebaut ist:

Ein Ende der Relais-Wicklung 18 ist geerdet. Das andere

Ende der Relais-Wicklung 18 ist mit dem ersten festen 25

Kontakt 12 des Schalters 10 über den Steuerschalter 20 verbunden.

Die Anode der Diode 40 ist mit dem zweiten festen Kontakt 13 des Schalters 10 verbunden. Die Kathode der 30

Diode 40 ist mit dem Verbindungspunkt des Steuerschalters 20 mit der Relais-Wicklung 18 über den Relais-Schalter 24 verbunden. Der Verbindungspunkt zwischen dem Steuerschalter 20 und der Relais-Wicklung 18 ist über die Relais-Wicklung 23 geerdet.

Die Betriebsweise des zweiten Ausführungsbeispiels ist ähnlich zu der Betriebsweise des ersten Ausführungsbei-

1 spieles.

Es sei angemerkt, daß Veränderungen und Abwandlungen dieser Ausführungsbeispiele durchgeführt werden können, 5 ohne vom Schutzbereich der beiliegenden Ansprüche abzuweichen.

Claims

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Japan

Steuersystem für eine Glühkerze eines Motors mit innerer Verbrennung

Patentansprüche

1y Steuersystem für eine Glühkerze eines Motors mit innerer Verbrennung, der mit einem Anlassermotor ausgerüstet ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

(a) eine erste Einrichtung zum wahlweisen Inbetriebsetzen und Außerbetriebsetzen der Glühkerze (21);

(b) ein Mikrocomputersystem (15), das mit der ersten Einrichtung verbunden ist, um diese zu steuern;

(c) eine Gleichstrom-Leistungsquelle (14), die elektrisch mit dem Mikrocomputersystem und dem Anlassermotor verbunden ist, um dem Mikrocomputersystera und dem Anlassermotor eine elektrische Gleichstrom-Leistung zuzuführen, um diese in Betrieb zu setzen,

3316 U 7

wobei das Mikrocomputersystem außer Betrieb gesetzt wird und die erste Einrichtung dazu veranlaßt, die Glühkerze außer Betrieb zu setzen, wenn die Spannung der elektrischen Gleichstrom-Leistung unter einen Minimalwert fällt;

(d) einen Schalter (10), der in der elektrischen Verbindung zwischen dem Anlassermotor und der Leistungsquelle liegt, um wahlweise den Anlassermotor in

Betrieb zu setzen und außer Betrieb zu setzen; und 10

(e) eine zweite Einrichtung, um die Glühkerze unabhängig davon in Betrieb zu setzen, ob oder ob nicht die Spannung der elektrischen Gleichstrom-Leistung unter den Minimalwert fällt, wenn der Schalter den Anlassermotor in Betrieb setzt.

2. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die zweite Einrichtung betätigbar ist, um die Glühkerze bei Inbetriebsetzen des Anlasser-

2Q motors durch den Schalter ständig in Betrieb zu halten, vorausgesetzt daß das Mikrocomputersystem die erste Einrichtung dazu veranlaßt, die Glühkerze in Betrieb zu setzen, wenn der Schalter zunächst mit dem Inbetriebsetzen des Anlassermotors beginnt.

3. Steuersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die zweite Einrichtung einen zweiten Schalter (24) und eine Relais-Wicklung (23) zur Betätigung des zweiten Schalters aufweist, wobei die Relais-Wicklung in Reihe mit dem zweiten Schalter liegt, daß die Serienschaltung der Relais-Wicklung und des zweiten Schalters mit der Leistungsquelle über den ersten Schalter verbunden ist, und daß die Reihenschaltung der Relais-Wicklung und des zweiten Schalters der ersten Einrichtung zugeordnet ist, um die Glühkerze unabhängig davon in Betrieb zu setzen, ob oder ob nicht die Spannung der elektrischen Gleichstrom-Leistung unter den

¹ Minimalwert fällt, wenn der erste Schalter den Anlassermotor in Betrieb setzt.