DE2034764A1

DE2034764A1 - Steuereinrichtung für Einspritzanlage

Info

Publication number: DE2034764A1
Application number: DE19702034764
Authority: DE
Inventors: Lothar 7141 Hochberg Raff
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1970-07-14
Filing date: 1970-07-14
Publication date: 1972-01-27
Also published as: AT311126B; US3736910A; FR2101674A5; CH526042A; SU442614A3; GB1335893A; SE368260B

Description

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IO.7.197O Sk/Sz

Anlage zur
Patentanmeldung

ROBERT BOSCH GMBH, Stuttgart

Steuereinrichtung für Einspritz anlage

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinrichtung zum Betrieb einer wenigstens eine Gruppe von gleichzeitig elektromagnetisch betätigbaren Einspritzventilen umfassenden Einspritzanlage für eine Brennkraftmaschine, mit wenigstens einem Schalttransistor zum Betätigen der Einspritzventile und mit einem monostabilen, synchron zu den Kurbelwellenumdrehungen auslösbaren Steuermultivibrator zur Bestimmung der Öffnungsdauer der Einspritzventile in Abhängigkeit von wenigstens einer Betriebsgröße, vorzugsweise vom Saugrohrdruck der Brennkraftmaschine.

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Eine solche Steuereinrichtung ist bekannt aus der deutschen Patentschrift 1 121 407. Diese Steuereinrichtung weist jedoch zwei Mangel auf, die sich bei bestimmten Betriebszustanden der Brennkraftmaschine bemerkbar machen: Erstens wird im Schiebebetrieb des Kraftfahrzeugs, d. h. wenn die Brennkraftmaschine zur Motorbremsung ausgenutzt wird,' weiterhin Benzin eingespritzt, wodurch sich sowohl die Bremswirkung verschlechtert als auch unnötige Mengen von schädlichen Abgasen entwickelt werden. Zweitens ist es leicht möglich, bei voll durchgetretenem Gaspedal während der Bergabfahrt die Höchstdrehzahl der Brennkraftmaschine zu überschreiten, da gerade dann sehr viel Benzin eingespritzt wird.

Zur Behebung des ersten Mangels ist es aus der schweizerischen Patentschrift 459 661 bekannt, einen bistabilen Multivibrator mit zwei RC-Netzwerken vorzusehen, der im Schiebebetrieb oberhalb einer oberen Grenzdrehzahl die Einspritzanlage sperrt und erst beim Unterschreiten einer unteren Grenzdrehzahl wieder freigibt. Zur Behebung des zweiten Mangels ist es bekannt, mit Hilfe eines Fliehkraftreglers die Zündung zu unterbrechen, wenn die Höchstdrehzahl der Brennkraftmaschine überschritten wird. Die Kombination dieser beiden bekannten Vorrichtungen bringt jedoch einen hohen technischen Aufwand mit sich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache Zusatzvorrichtung zu schaffen, die beide.Mangel der erwähnten Steuereinrichtung vermeidet. Eine besonders wirkungsvolle Lösung ergibt sich, wenn gemäß der Erfindung eine nur bei geschlossener Drosselklappe wirksame erste elektronische Vorrichtung zur Abschaltung der Steuerimpulse für die Einspritzventilgruppen oberhalb einer oberen Grenzdrehzahl und zum Wiedereinschalten der Steuerimpulse unterhalb einer über

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der Leerlaufdrehzahl liegenden unteren Grenzdrehzahl vorgesehen ist und daß eine bei allen Drosselklappenstellungen wirksame 'zweite elektronische Vorrichtung zur Abschaltung der Steuerimpulse oberhalb einer Höchstdrehzahl und zum Wiedereinschalten der Steuerimpulse unterhalb der Höchstdrehzahl vorgesehen ist.

Biese Steuereinrichtung mit zwei elektronischen Vorrichtungen, die zum Sperren der Einspritzanlage dienen und von denen die erste im Schiebebetrieb und die zweite beim Überschreiten der Höchstdrehzahl wirksam wird, läßt sich in Form verschiedener Ausführungsbeispiele realisieren. Dadurch ist es möglich, die Erfindung auch in solchen Steuereinrichtungen zu verwirklichen, die komplizierter aufgebaut sind als die eingangs genannte Einspritzanlage nach DT-PS 1 121 407«

Aus Sicherheitsgründen ist "es besonders vorteilhaft, daß die erste elektronische Vorrichtung eine Schalthysterese aufweist und daß die zweite elektronische Vorrichtung keine Schalthysterese aufweist. Dadurch wird einerseits bei Nullstellung des Gaspedals die Motorbremsung ermöglicht. Andererseits tritt beim Überschreiten der Höchstdrehzahl nur eine Drehzahlbegrenzung und keine Bremswirkung auf* Die zweite elektronische Vorrichtung darf auf keinen Fall eine Schalthysterese aufweisen, da die durch die Hysterese bedingte Bremswirkung bei _t Überholvorgängen gefährlich wäre.

Weitere Einzelheiten und zweckmäßige Weiterbildungen sind nachstehend anhand von zwei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben und erläutert.

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Es zeigen:

Fig. 1 das Schaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels und Fig. 2 das Schaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels.

Das in Fig. 1 dargestellte erste Ausführungsbeispiel dient zur Steuerung der Saugrohr-Einspritzanlage für eine Verzylinder-Brennkraftmaschine 80. Die vier Einspritzventile 90 werden gleichzeitig elektromagnetisch betätigt, und zwar mit dem Schalttransistor 11. Die Magnetspulen 13 der Einspritzventile 90 sind getrennt herausgezeichnet. Sie sind einerseits an die Plusleitung 66 und andererseits über Widerstände 12 an den Kollektor des Schalttransistors 11 angeschlossen.

Die Steuerimpulse für den Schalttransistor 11 werden von einem Impulsgeber erzeugt und von einer Verstärkerstufe 15 weiter verstärkt. Der Impulsgeber besteht im ersten Ausführungsbeispiel aus einem Schalter 17 und einem monostabilen Steuermultivibrator 16. Der Schalter 17 wird drehzahlsynchron von einem Nocken 88 betätigt, der in Wirkungsverbindung mit der Kurbelwelle 82 steht, wie es mit der unterbrochenen Linie 89 angedeutet ist. Der Steuermultivibrator 16 besteht aus den Transistoren 18 und 19 mit den Arbeitswiderständen 22 und 23«, Die gegenseitige Kopplung zwischen den Transistoren erfolgt einmal galvanisch über den Widerstand 21 und einmal induktiv über den Transformator 24, so daß sich eine monostabile Arbeitsweise ergibt. Wenn der'Schalter 17 geöffnet ist, befindet sich der Steuermultivibrator 16 in seinem stabilen Zustand, d. h. der Transistor 18 ist leitend und der Transistor 19 gesperrt. Eine mit dem Kollektor des Transistors 19 verbundene erste Anschlußklemme 67 hat also etwa das Potential der Plusleitung 66.

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Wenn der Schalter 17 kurzzeitig geschlossen wird, kippt der Steuermultivibrator 16 in seinen nicht stabilen Zustand. Die Verweilzeit im nicht stabilen Zustand hängt davon ab, wie groß die Gegeninduktivität zwischen den beiden Spulen des Transformators 24 ist. Diese Gegeninduktivität läßt sich durch Verschieben eines beweglichen Eisenkerns 25 variieren. Der Eisenkern 25 wird von einer Druckmeßdose 83 mit Hilfe einer durch eine unterbrochene Line 91 angedeuteten Führungsstange in Abhängigkeit vom Saugrohrdruck verschoben. Somit ist es möglich, die Dauer der Einspritzimpulse in Abhängigkeit vom Saugrohrdruck zu variieren, so daß bei geöffneter Drosselklappe 85 mehr Kraftstoff eingespritzt wird.

Bei den bekannten derartigen Steuereinrichtungen werden die Ausgangsimpulse des Steuermultivibrators 16 nach Verstärkung in der Verstärkerstufe 15 direkt dem Schalt transistor 11 zugeführt. Im folgenden werden die weiteren Baugruppen beschrieben, die den Gegenstand der Erfindung bilden. Es handelt sich um zwei bistabile Kippstufen 45 und 46 sowie um zwei passive Netzwerke 30 und 3O¹. Die passiven Netzwerke haben die Aufgabe, bestimmte Grenzfrequenzen, d. h. Grenzdrehzahlen, zu erkennen und die Kippstufen haben die Aufgabe, beim Überschreiten dieser Grenzfrequenz die vom Steuermultivibrator 16 abgegebenen Impulse nicht mehr zum Schalttransistor 11 gelangen zu lassen. Da beide Kippstufen 45 und 46 dieselbe Aufgabe haben, ist es möglich, einen Transistor einzusparen und einen zweiten Transistor 48 als gemeinsamen Ausgangstransistor beider Kippstufen vorzusehen.

Die erste bistabile Kippstufe 45 enthält einen ersten Transistor 47 und einen zweiten Transistor 48 mit Arbeitswiderständen 49 und 55· Die gegenseitige Kopplung der beiden Transistören 47 und 48 erfolgt jeweils galvanisch vom Kollektor des

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einen auf die Basis des anderen über die Widerstände 51 und 52. Der Bas is Spannungsteiler des zweiten Transistors 48 besteht aus den Widerständen 56, 57 und 58, wobei die Basis des zweiten Transistors 48 und der Widerstand 52 am Verbindungspunkt zwischen den Widerständen 56 und 57 angeschlossen sind» Parallel zum Widerstand 57 liegt außerdem ein aus einem Widerstand 59 und einem Kondensator 60 bestehendes RC-Glied» Der Verbindungspunkt zwischen den Widerständen 57 und 58 ist über eine Impulsleitung 73 an den Kollektor des Transistors angeschlossen, der einen Teil des Steuermultivibrators 16 bildet.

Die Basis des ersten Transistors 47 ist über die Reihenschaltung einer Diode 40 und zweier Widerstände 41 und 42 an die Plusleitung 66 angeschlossen. Der Verbindungspunkt zwischen den Widerständen 41 und 42 kann über einen Schalter 39 an die Minusleitung 65 angeschlossen werden. Der Schalter 39 wird vom Gaspedal 84 betätigt, wie es durch eine unterbrochene Linie 86 angedeutet ist. Der Schalter 39 ist geschlossen, wenn sich das Gaspedal in seiner Ruhelage befindet. Die Basis des ersten Transistors 47 ist außerdem über eine Diode 37 an eine dritte Anschlußklemme.68 des ersten passiven Netzwerks 30 angeschlossen.

Das erste passive Netzwerk 30 besitzt drei Anschlußklemmen 67, 68, 69· Die erste Anschlußklemme ist mit dem Kollektor des Transistors 19 verbunden, die zweite Anschlußklemme ist, wie schon beschrieben, über die Diode 37 an die Basis des ersten Transistors 47 angeschlossen, und die dritte Anschlußklemme ist mit der Minusleitung 65 verbunden.

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Im ersten passiven Netzwerk 30 ist die erste Anschlußklemme mit der zweiten Anschlußklemme 68 über die Reihenschaltung eines ersten LadewiderStandes 29 und eines ersten Kondensators 36 verbunden. Der Verbindungspunkt 71 zwischen dem ersten Ladewiderstand 29 und dem ersten Kondensator 36 ist mit der dritten Anschlußklemme 69 über die Reihenschaltung einer Diode 34-? eines zweiten Kondensators 32 und eines zweiten Ladewiderstandes 31 verbunden. Der Verbindungspunkt 72 zwischen der Diode 34· und dem zweiten Kondensator 32 ist erstens über einen dritten Ladewiderstand 33 mit dem Verbindungspunkt 71 und zweitens über einen vierten Ladewiderstand 35 nd.* der zweiten Anschlußklemme 68 verbunden.

Schließlich ist noch der Kollektor des ersten Transistors über einen Widerstand 53 mit dem Verbindungspunkt zwischen dem zweiten Ladewiderstand 31 und dem zweiten Kondensator verbunden.

Die Bauteile des zweiten passiven Netzwerks 30* unterscheiden sich nur in der Dimensionierung von denen des ersten passiven Netzwerks 30; dagegen ist die Anordnung dieselbe. Es ist lediglich kein dem Widerstand 53 entsprechender Widerstand vorgesehen. Dieser Widerstand muß im zweiten passiven Netzwerk fehlen, da er die Schalthysterese hervorruft.

Die zweite bistabile Kippstufe 46 ist eine vereinfachte Version der ersten bistabilen Kippstufe 45, da der vom Gaspedal betätigte Schalter 39 fehlt. Der dritte Transistor 47* besitzt einen Arbeitswiderstand 49', der seinen Kollektor mit der Plusleitung 66 verbindet. Die beiden Dioden 50 und 50' entkoppeln den Transistor 47 vom Transistor 47'. Der Kollektor des zweiten Transistors 48 ist über einen Widerstand 51' auf die Basis des dritten Transistors 47'gekoppelt.

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Im stabilen Ruhezustand der Schaltung ist der Transistor 18 im Steuermultivibrator 16 leitend und der Transistor 19 gesperrt. Der Kollektor des Transistors 19 liegt daher auf Pluspotential. Über die Impulsleitung 73 und den Basisspannungsteiler 56, 57, 58 wird das Basispotential des zweiten Transistors 43 soweit in positiver Richtung verschoben, daß dieser Transistor 46 leitet. Die Verstärkerstufe 15 ist so ausgelegt, daß sie die Ausgangsimpulse des zweiten Transistors 48 nur verstärkt und nicht umkehrt. Damit ist der Schalttransistor 11 im Ruhesustand gesperrt und die Einspritz- * ventile bleiben geschlossen.

Wird jetzt der monostabile Steuermultivibrator 16 durch Schließen des Schalters 17 in seinen nicht stabilen Zustand gekippt, dann springt das Kollektorpotential des Transistors 19 in negativer Richtung« Die Vorgänge im ersten passiven Netzwerk 30 und im ersten Transistor 47 seien zunächst vernachlässigt. Der negative Spannungssprung wird über die Impulsleitung 73, den Widerstand 57 und das RC-Glied 59, 60 auf die Basis des zweiten Transistors 48 übertragen, der dadurch gesperrt wird. Das Kollektorpotential des zweiten Transistors 48 springt deshalb in postiver Richtung. Dadurch k wird der Schalttransistor 11 leitend und die Einspritzventile 13 werden geöffnet. Beim Zurückkippen des monostabilen Steuermultivibrators 16 in seinen stabilen Zustand laufen die geschilderten Vorgänge in umgekehrter Richtung ab, und die Einspritzventile werden ,wieder geschlossen. Nach der bisherigen Funktionsbeschreibung wirkt der zweite Transistor einfach als Impulsumkehrstufe. Dabei muß der zweite Transistor 48 sperren, wenn die Einspritzventile geöffnet werden sollen.

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Wenn die beiden Dioden 37 und 37' , die die Kopplung zwischen den passiven Netzwerken 30, 30' und den bistabilen Kippstufen 4-5, 4-6 bewirken, entfernt werden, werden die Basiselektroden der Transistoren 47 und 4-7' nur noch über die Widerstände 51 iind 51' angesteuert. Die beiden Transistoren 4-7 und 4-7', die mit dem zweiten Transistor 48 je eine bistabile Kippstufe bilden, kippen dann jeweils in umgekehrter Richtung wie der zweite Transistor 4-8. Dasselbe geschieht, wenn die Dioden 37 "und 37' zwar eingebaut sind, aber von den passiven Netzwerken 30, 30' entweder gar keine Impulse oder nur Impulse in ihrer Sperrichtung zugeführt bekommen.

Die Steuereinrichtung hat die Aufgabe, bei zwei Betriebszustand en der Brennkraftmaschine das Öffnen der Einspritzventile 70 zu verhindern:

1. Ganz allgemein beim Überschreiten der Höchstdrehzahl von z. B. 6 000 TJ/min der Brennkraftmaschine.

2. Beim Überschreiten einer oberen Grenzdrehzahl von z. B. 1 800 U/min im Schiebebetrieb, d. h., wenn das Gaspedal sich in seiner Ruhelage befindet. Da in diesem Fall die Brennkraftmaschine zum Bremsen verwendet werden soll, muß das Öffnen der Einspritzventile auch nach dem Absinken der Drehzahl weiter verhindert werden. In diesem Fall muß die Sperrvorrichtung aus Sicherheitsgründen also eine Hysterese aufweisen. Erst nach üi te rsehreiten der unteren Grenzdrehzahl von z. B. 1 000 U/min müssen die Einspritzventile wieder geöffnet werden, um ein Abwürgen der Brennkraftmaschine zu vermeiden. Die beschriebene Schalthysterese ermöglicht also die Motorbremsung. Dabei ist zu beachten, daß die untere Grenzdrehzahl über der Leerlaufdrehzahl von z. B. 800 U/min liegt.

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Zunächst sei nun die Wirkungsweise der unter 1. genannten Überdrehzahlsicherung erläutert. Um das Öffnen der Einspritzventile zu verhindern, muß man der Basiselektrode des dritten Transistors 4-7' einen negativen Steuerimpuls zuführen und damit das Sperren des zweiten Transistors 48 verhindern» Wenn sich der monostabile Steuermultivibrator 16 in seinem stabilen Zustand befindet, also während der Impulspause, liegt die Kollektorelektrode des Transistors 19 auf Pluspotential. In dieser Zeit wird der zweite Kondensator 32' über die Widerstände 29') 33° und 31' aufgeladen. Beide P Anschlüsse des ersten Kondensators 36', dessen Kapazität viel kleiner als die des zweiten Kondensators 32' ist, sind über Widerstände 33' bzw. 35' mit dem positiven Anschluß 72' des zweiten Kondensators 32' verbunden und machen daher die Potentialänderung des Anschlusses 72' mit.

Zum Zeitpunkt ty. löst der Schalter 17 einen Impuls aus. Das Kollektorpotential des Transistors 19 springt um -U in negativer Richtung. Bis zur Zeit t,, hat sich der zweite Kondensator 32' auf die positive Spannung U, aufgeladen und auch die beiden Anschlüsse 71' und 68' des ersten Kondensators 36' weisen näherungs weise dieses Potential auf. Der Verbindungs_k punkt 71' macht nicht den vollen Po ten ti al sprung um U mit, sondern nur einen Sprung um U_c - U^ in negativer Richtung, da bei einem weiteren Absinken des Potentials unter diesen Wert die Diode 34·' leitend wird und der zweite Kondensator 32' sich über die Ladewiderstände 31' und 29' entlädt. Bei genauer Rechnung müßte man U, noch mit einem Faktor

^29'
c = ^d ¹^d multiplizieren, um den aus den Ladewider-

29' ⁺ 31'

ständen 29' und 31' gebildeten Spannungsteiler zu berücksichtigen. Da der zweite Ladewiderstand 31' jedoch auch wegge-

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lassen werden kann, ohne daß die Schaltung funktionsunfähig wird, kann man iii dieser qualitativen Betrachtung auf diesen Faktor verzichten.

Der Potentialsprung um U„ - U, wird vom ersten Kondensator 56'

c κ.

auf die zweite Anschlußklemme 68' übertragen. Diese Anschlußklemme 68' hatte unmittelbar vor dem Zeitpunkt t,, ungefähr das Potential +U, . Unmittelbar nach t. hat sie dann das Potential U_k - (U_c - U_fc) - 2 U_k - U_c. Dieses Potential 2U^- U_Q ■muß.negativ werden, damit über die Diode 57* unä den Wider-' stand 5^ der dritte Transistor 47' gesperrt werden kann. Es wird dann negativ, wenn TJL kleiner als -^ U wird, also bei höheren Impulsfolgefrequenzen, wenn nur noch eine kleine Zeitspanne zum Aufladen des zweiten Kondensators 52' zur Verfügung steht.

Das zweite passive Netzwerk 50' gibt also oberhalb der Höchstdrehzahl der Brennkraftmaschine an seiner zweiten Anschlußklemme 68' negative Ausgangsimpulse ab. Die Höchstdrehzahl läßt sich mit dem als Trimmpotentiometer ausgebildeten dritten Ladewiderstand 55' genau einstellen. Die Ausgangsimpulse des zweiten passiven Netzwerks 50' haben eine steile Anstiegsflanke und klingen dann exponentiell ab, da sich der erste Kondensator 56' über den vierten Ladewiderstand 55' entlädt.

Um eindeutige Schaltverhältnisse zu schaffen, kann man auch der Basis des zweiten Transistors 48 exponentiell abklingende Impulse zuführen. Dazu dient das aus dem Widerstand 59 und dem Kondensator 60 stehende RG-Glied, das eine sehr kurze Zeitkonstante von etwa 10 MikroSekunden hat. Dagegen klingen die Ausgangsimpulse des zweiten passiven Netzwerks 50' mit einer längeren Zeitkonstante von mindestens 100 MikroSekunden ab.

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Die geschilderte Funktionsweise der Überdrehzahlsicherung soll nochmals kurz zusammengefaßt werden: Unterhalb der Höchstdrehzahl wird der zweite Transistor 48 über die Impulsleitung 73 und das RC-Glied 59, 60 durch Impulse mit wechselnder Polarität angesteuert. Die zweite bistabile Kippstufe 46 kippt dabei Jeweils in den anderen stabilen Zustand. Solange der zweite Transistor 48 noch sperren kann, wird Benzin eingespritzt. Sobald die Höchstdrehzahl überschritten wird, kommt auf die Basis des zweiten Transistors zwar noch der kurze, etwa 10 MikroSekunden dauernde negative " Impuls von der Impulsleitung 73» aber gleichzeitig trifft vom dritten Transistor 47' ein positiver Impuls mit längerer Abklingzeit/ Da die Impulshöhe des kurzen negativen Impulses größer ist als die des positiven Impulses, wird der zweite Transistor 48 noch für 10 MikroSekunden gesperrt, aber die Einspritzventile sind wegen ihrer Massenträgheit nicht in der Lage, innerhalb von 10 MikroSekunden zu öffnen«, Der längere postive Impuls macht dann nach etwa 10 Mikrosekunden den zweiten Transistor 48 leitend und verhindert so das öffnen der Einspritzventile 90.

In ähnlicher Weise funktioniert die erste bistabile Kippk stufe 45, die im Schiebebetrieb die Einspritzventile geschlossen hält. Die Basis des ersten Transistors 47 ist allerdings über die Widerstände 41 und 42 mit der Plusleitung verbunden, so daß der erste Transistor dauernd leitend ist, weil die über den hochohmigen Widerstand 51 kommenden Impulse nicht ausreichen, um ihn zusperren» Der erste Transistor 47 kann erst dann gesperrt werden, wenn gleichzeitig der Schalter 39 geschlossen ist (in der Ruhestellung des Gaspedals) und das erste passive Netzwerk JO negative Impulse abgibt» Wenn der erste Transistor 47 allerdings einmal gesperrt worden ist, wird der mit dem zweiten

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Ladewiderstand 31 verbundene Anschluß des .zweiten Kondensators 32 über den aus den Widerständen 49, 53 und 31 bestehenden Spannungsteiler potentialmäßig angehoben. Die am Kondensator 32 liegende Spannung U, wird dadurch kleiner. Nach dem oben beim zweiten passiven Netzwerk 30' Gesagten wird dadurch die obere Grenzfrequenz des ersten passiven Netzwerks 30 kleiner, sobald das erste passive Netzwerk 30 einmal einen negativen Impuls abgegeben hat. Der Widerstand 53 bewirkt so die geforderte Hysterese: Die Benzineinspritzung wird bei nicht getretenem Gaspedal oberhalb einer oberen Grenzdrehzahl verhindert. Diese Grenzdrehzahl kann z. B. bei 1 500 Umdrehungen pro Minute liegen. Wenn daraufhin die Motordrehzahl abnimmt, wird infolge der Hysterese weiterhin kein Benzin eingespritzt. Erst beim Unterschreiten der unteren Grenzdrehzahl setzt die Einspritzung wieder ein, um ein Abwürgen der Brennkraftmaschine zu vermeiden.

Die beiden Dioden 50 und 50' entkoppeln den ersten Transistor 4-7 vom dritten Transistor 47'. Das Sperren des zweiten Transistors 48 kann sowohl durch den ersten Transistor 47 als auch durch den dritten Transistor 47' bewirkt werden.

Der bei einer so vielseitig wirksamen Steuereinrichtung zu erwartende Schaltungsaufwand wurde beim beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel dadurch ganz wesentlich reduziert, daß der zweite Transistor 48 dreifach und der erste Transistor 47 zweifach ausgenützt wird. Der zweite Transistor 48 ist erstens Impulsumkehrstufe (wenn keines der passiven Netzwerke eingreift) , zweitens Teil der ersten bistabilen Kippstufe 45 ^¹¹^

drittens Teil der zweiten bistabilen Kippstufe 46. Der erste Transistor 47 ist erstens Teil der ersten bistabilen Kippstufe 45 und bildet zweitens mit den Dioden 37 und 40, den Widerständen 41 und 42 und mit dem Schalter 39 ein UND-Glied«

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In Fig. 2 ist das Schaltbild eines zweiten Ausführungsbeispieles der Steuereinrichtung dargestellt. Dieses Ausführungs«= Beispiel soll zeigen, daß der Anwendungsbereich der Erfindung nicht nur auf besonders einfach aufgebaute Einspritzanlagen beschränkt ist. Die vier Einspritzventile 90 sind in zwei Gruppen zu je zwei Einspritzventilen aufgeteilt, und jeder solchen Gruppe ist ein eigener Steuerkanal zugeordnet. Der Leistungstransistor 11 bildet zusammen mit einem ihm vorgeschalteten, als UND-Glied wirkenden Transistor 219 den ersten Steuerkanal und der Leistungstransistor 11' zusammen mit einem ebenfalls als UND-Glied wirkenden Transistor 220 den zweiten Steuerkanal der Eins pritzanlage. Jeweils einer der beiden Steuerkanäle kann abwechslungsweise für einen nachfolgenden Spritzvorgang an zwei der vier Einspritzventile durch einen gemeinsamen bistabilen Multivibrator 200 ausgewählt werden, der in der Zeichnung mit unterbrochenen Linien umrahmt ist. Dieser Multivibrator hat zwei mit ihren Emittern unmittelbar an die Minusleitung 65 angeschlossene Transistoren 201 und 202 vom npn-Typ, deren Kollektoren' über je einen Arbeitswiderstand 203 bzw. 204 an die Plusleitung 66 angeschlossen sind. Vom Kollektor bzw. vom Kollektorwiderstand 204 des Transistors 202 führt ein in dieser Reihenfolge aus einem Widerstand 205, einem Widerstand 206 und einer Diode 207 zusammengesetzter Rückkopplungskreis an die Basis des Transistors 201, welche über einen Widerstand 208 mit der Minusleitung 65 in Verbindung steht. In analoger V/eise ist der Kollektor des Transistors 201 mit der Basis des Transistors 202 über die beiden Widerstände 211 und 212 sowie die Diode 21J verbunden, wobei diese Basis über den Widerstand 214 mit der Minusleitung 65 in Verbindung steht. Die jeweilige Auswahl des Steuerkanals erfolgt durch die beiden Schalter 209 und 215, welche in dem nicht dargestellten Zündverteiler der HochspannungsZündanlage der Brennkraftmaschine untergebracht

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und jeweils mit ihrem feststehenden Kontakt an die Minusleitung 65 angeschlossen sind. Der Schaltarm des Schalters 209 ist an den Verbindungspunkt der beiden Rückkopplungswiderstände 205 und 206 und der Schaltarm des Schalters 215 an den Verbindungspunkt der zur Basis des Transistors 202 führenden Widerstände 211 und 212 angeschlossen.

Der bistabile Multivibrator 200 hat nicht nur die Aufgabe, jeweils einen der Steuerkanäle auszuwählen, sondern er liefert auch die Steuerimpulse für den monostabilen Steuermultivibrator 18, die im ersten Ausführungsbeispiel von dem Schalter 17 geliefert werden. Zu diesem Zweck sind zwei Differenzierglieder vorgesehen, die jeweils aus der Reihenschaltung eines Kondensators 229 bzw. 230 und eines Widerstandes 2jl bzw. 232 bestehen. Dabei ist der freie Anschluß des Kondensators 229 an den Kollektor des Transistors 202 und der freie Anschluß des Kondensators 230 an den Kollektor des Transistors 201 angeschlossen. Die freien Anschlüsse der beiden Widerstände 231 bzw. 232 sind an die Minus leitung 65 angeschlossen. Jeweils vom Verbindungspunkt des Kondensators mit dem Widerstand führt eine Diode 233 bzw. 234- zur Basis des Transistors 18, der einen Teil des monostabilen Steuermultivibrators 16 bildet. Der monostabile Steuemultivibrator 16 wird daher ausgelöst, wenn entweder der Schalter 209 oder der Schalter 215 geschlossen wird. Deshalb kann der monostabile Steuermultivibrator 16 die Impulslänge in beiden Steuerkanälen der Einspritzanlage bestimmen.

Die am Kollektor des Transistors 19 abgegebenen Ausgangsimpulse werden in einer Schaltung weiterverarbeitet, die der im ersten Ausführungsbeispiels verwendeten gleicht. Im normalen Betrieb wirkt wieder der zweite Transistor 48 als Impulsumkehrstufe. Er steuert einen Schalttransistor 226 an, dessen Kollektor über Widerstände 222 bzw. 223 mit den Basis-

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elektroden der beiden als UND-Glieder wirkenden !Transistoren 219 bzw. 220 verbunden ist. Die Wirkungsweise des UND-Gliedes sei am Beispiel des ersten Steuerkanals erklärt: Der Schalttransistor 11 kann nur leiten, wenn der Transistor 219 gesperrt ist. Dazu müssen zwei Bedingungen erfüllt sein. Erstens muß der Transistor 201 im bistabilen Multivibrator 200 leitend sein und zweitend muß der Schalt transistor 226 leitend sein. Der Treiber transistor 226 leitet jedoch nur, wenn der zweite Transistor 48 gesperrt ist.

Die beiden Nocken 210 und 216, die die beiden Schalter 209 und 215 drehzahlsynchron auslösen, werden so justiert, daß jeweils ein Schalter schließt, wenn der andere öffnet. Venn jetzt z. B. der Schalter 215 schließt, wird der Transistor 202 gesperrt und der Transistor 201 wird leitend, über die Differenzierglieder wird der monostabile Steuermultivibrator 16 ausgelöst und dadurch auch der zweite Transistor 48 gesperrt. Damit sind beide Eingänge des. als UND-Glied wirkenden Transistors 219 auf negativem Potential, und dieser Transistor wird gesperrt. Der Schalttransistor 11 leitet daher und betätigt beide Einspritzventile der ersten Gruppe.

Im zweiten Ausführungsbeispiel sind weiterhin Mittel vorgesehen, um die Abschaltdrehzahl und die Wiedereinschaltdrehzahl im Schiebebetrieb in Abhängigkeit von der Motortemperatur zu variieren. Dazu dienen der Widerstand 133 und der aus dem Widerstand 132 und dem Heißleiter 131 bestehende Spannungsteiler. Im ersten Ausführungsbeispiel wird die Aufladespannung des ersten Kondensators 36 durch den Widerstand 35 auf den Wert der Spannung am zweiten Kondensator 32 festgelegt. Der Widerstand 35 fehlt im zweiten Ausführungsbeispiel. Die Aufladespannung des ersten Kondensators 36 wird durch den Spannungsteiler 152, 131 bestimmt. Da der Heißleiter 131, der

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in thermischen Kontakt mit dem Motorblock steht, bei niedrigen Temperaturen einen hohen Widerstand aufweist, wird der erste Kondensator 36 bei niederen Temperaturen auf höhere Spannungswerte aufgeladen, so daß die Grenzfrequenz des ersten passiven Netzwerks 50 sich zu höheren Werten hin verschiebt. Damit wird erreicht, daß die Wiedereinschaltdrehzahl bei kalter Brennkraftmaschine auf die erforderliche höhere Leerlaufdrehzahl nachgezogen wird. Das ist erforderlich, damit die Brennkraftmaschine auch bei niedrigen Temperaturen einwandfrei rundläuft. ■

Das zweite Ausführungsbeispiel weist noch eine weitere wesentliche Verbesserung gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel auf; Die erste Anschlußklemme 6?' des zweiten passiven Netzwerkes 30 * ist nicht mit dem Ausgang des Steuermultivibrators 16, sondern mit dem Kollektor des Transistors 202 im bistabilen Multivibrator 200 verbunden. Diese Schaltungsmaßnahme ist vorteilhaft, weil daß Tastverhältnis der Ausgangsimpulse des monostabilen Steuermultivibrators 16, d. h. das Verhältnis der Impulsdauer zur Periodendauer, vom Saugrohrunterdruck der Brennkraftmaschine abhängt. Da die Aufladespannung des zweiten Kondensators von der Länder der Impulspause bestimmt wird, hängt beim ersten Ausführungsbeispiel die Grenzfrequenz des zweiten passiven Netzwerkes. 30' vom Saugrohrunterdruck ab. Beim ersten passiven Netzwerk 30 spielt das keine Rolle, da die Drosselklappe ohnehin im Schiebebetrieb geschlossen ist. Dagegen ändert sich beim ersten Ausführungsbeispiel die Höchstdrehzahl, bei der das zweite passive Netzwerk 30' die Benzineinspritzung unterbindet, in Abhängigkeit vom Saugrohrunterdruck um bis zu 15 %·

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Beim zweiten Ausführungsbeispiel werden daher dem zweiten passiven Netzwerk 30' Impulse zugeführt, deren Tastverhältnis nicht vom Saugrohrunterdruck abhängt. Allerdings treffen diese Impulse nur bei der Auslösung eines einzigen Steuerkanals ein, so daß beim überschreiten der Höchstdrehzahl nur die Ventile einer einzigen Ventilgruppe gesperrt werden. Trotzdem ergibt sich bei Brennkraftmaschinen kleinerer Leistung, d. g. bis zu etwa 120 PS, eine wirksame Überdrehzahlsicherung, da die Leistung der Brennkraftmaschine auf weniger als die Hälfte abfällt, wenn die Hälfte der Einspritzventile gesperrt wird.

Soll die Erfindung bei Brennkraftmaschinen mit großer Leistung eingesetzt werden, dann muß man alle Einspritzventile beim Überschreiten der Höchstdrehzahl sperren können. Das erste Ausführungsbeispiel ist für diesen Zweck grundsätzlich anwendbar. Man muß im zweiten passiven Netzwerk 30' den Widerstand 33' so einstellen, daß bei keinem in der Praxis auftretenden Saugrohrunterdruck die Grenzfrequenz des zweiten passiven Netzwerks über der maximal zulässigen Höchstdrehzahl der Brennkraftmaschine liegt. Man muß jedoch in Kauf nehmen, daß die Überdrehzahlsicherung je nach dem Saugrohrunterdruck bei verschiedenen Höchstdrehzahlen zur Wirkung kommt.

Wenn diese Abhängigkeit der Höchstdrehzahl vom Saugrohrunterdruck nicht in Kauf genommen werden kann, läßt sich die Steuereinrichtung ohne großen Schaltungsaufwand in geeigneter Weise modifizieren. Man benötigt lediglich einen Impulsgeber, der bei der Auslösung jedes Steuerkanals einen Impuls an das zweite passive Netzwerk 30' abgibt, wobei das Tastverhältnis der Impulse nicht vom Saugrohrunterdruck abhängt. Es bietet sich in diesem Fall an, die Ausgangsimpulse des monostabilen Steuermultivibrators 16 einem weiteren monostabilen Multivibrator zuzuführen. Dieser weitere monostabile Multivibrator

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erzeugt dann Impulse, deren Tastverhältnis nicht mehr vom Saugrohrunterdruck abhängt und die zur Ansteuerung des zweiten passiven Netzwerks verwendet werden können.

Aus den vorstehenden Erläuterungen geht hervor, daß der Grundgedanke der Erfindung,nämlich mit zwei elektronischen Vorrichtungen, die auf die Einspritzventile einwirken, eine Abschaltung im Schiebebetrieb und eine Überdrehzahlsicherung zu ermöglichen, in verschiedenen Schaltungen verwirktlicht werden kann. Vor allem ist es möglich, die Schaltungen so auszubilden, daß sie noch weitere Parameter, wie z. B. die Motortemperatur berücksichtigen. Es ist z. B. ohne weiteres möglich, das zweite passive Netzwerk 30' durch Einfügen eines stark temperaturabhängigen Widerstandes so zu modifizieren, daß die Höchstdrehzahl bei niedrigen Temperaturen auf kleinere Werte begrenzt wird. Das ist günstig, weil bei kaltem Motor die Schmierung Schwierigkeiten bereitet.

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Claims

Ό3476Α Robert Bosch GmbH R. 9921 Sk/Sz Stuttgart ... ■Ansprüche

1./Steuereinrichtung zum Betrieb einer wenigstens eine Gruppe von gleichzeitig elektromagnetisch betätigbaren Einspritzventilen umfassenden Einspritzanlage für eine Brennkraftmaschine, mit wenigstens einem Schalttransistor zum Betätigen der Einspritzventile und mit einem monostabilen, synchron zu den Kurbelwellenumdrehungen auslösbaren Steuermultivibrator zur Bestimmung der Öffnungsdauer der Einspritzventile in Abhängigkeit von wenigstens einer Betriebsgröße, vorzugsweise vom Saugrohrdruck der Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß eine nur bei geschlossener Dro^elklappe wirksame erste elektronische Vorrichtung (30, 4-5) zur Abschaltung der Steuerimpulse oberhalb einer oberen Grenzdrehzahl und zum Wiedereinschalten der Steuerimpulse unterhalb einer über der \ Leerlaufdrehzahl liegenden unteren Grenzdrehzahl vorgesehen ist und daß eine bei allen Drosselklappenstellungen v/irksame zweite elektronische Vorrichtung (JO', 46) zui' Abschaltung der Steuerimpulse oberhalb einer Höchstdrehzahl und zum Wiedereinschalten der Steuerimpulse unterhalb der Höchstdrehzahl vorgesehen ist.

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2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als erste elektronische Vorrichtung und als zweite elektronische Vorrichtung jeweils eine bistabile Kippstufe (45, 46) vorgesehen ist, die vorzugsweise zwei Eingänge aufweist, und daß jeweils wenigstens einem Eingang jeder Kippstufe (45, 46) ein aus Widerständen, Kapazitäten und Dioden bestehendes, passives Netzwerk (30, 30') vorgeschaltet ist.

3· Steuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste passive Netzwerk (30) drei Anschlußklemmen (67» 68, 69) besitzt, daß die erste Anschlußklemme (67) mit einem drehzahlsynchronen Impulsgeber verbunden ist, vorzugsweise mit dem monostabilen Steuermultivibrator (16), daß die zweite Anschlußklemme (68) vorzugsweise über eine Diode (37) an einen ersten Eingang (70) der ersten bistabilen Kippstufe (45) angeschlossen ist und daß die dritte Anschlußklemme (69) mit einer der Betriebsstromleitungen (65f 66) verbunden ist.

4. Steuereinrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß im ersten passiven Netzwerk (30) die erste Anschlußklemme (67) mit der zweiten Anschlußklemme (68) über die Reihenschaltung eines ersten Lade v/i der stands (29) und eines ersten Kondensators (36) verbunden ist, daß der Verbindungspunkt (71) zwischen ersten Ladewiderstand (29) und

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ersten Kondensator (36) mit der dritten Anschlußklemme (69) über die Reihenschaltung einer Diode (3*0» eines zweiten Kondensators (32) und eines zweiten Ladewiderstandes (31) verbunden ist, daß der Verbindungspunkt (72) zwischen der Diode (34·) und dem zweiten Kondensator (32) erstens über einen dritten Ladewiderstand (33) mit dem Verbindungspunkt (71) und zweitens über einen vierten Ladewiderstand (35) niit der zweiten Anschlußklemme (68) verbunden ist.

5· Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnungen der Bauteile in den beiden passiven Netzwerken (30, 30') identisch sind und daß die Widerstände und Kondensatoren in den beiden passiven Netzwerken (30, 30') entsprechend den verschiedenen oberen Drehzahlgrenzen verschieden dimensioniert sind.

6. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5> dadurch gekennzeichnet, daß die erste bistabile Kippstufe (45) den ersten Transistor (47) mit dem ersten Arbeitswiderstand (49) und den zweiten Transistor (48) mit dem zweiten Arbeitswiderstand (55) enthält, daß jeweils die Ausgangselektrode, vorzugsweise der Kollektor des einen Transistors über einen Widerstand (51, 52) auf die Eingangselektrode, vorzugsweise die Basis des anderen Transistors gekoppelt ist.

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7· Steuereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangselektrode des zweiten Transistors (48) erstens über einen Widerstand (56) an die erste Betriebsstromleitung (65), zweitens über die Reihenschaltung zweier Widerstände (57, 58) an die zweite Betriebsstromleitung (66) und drittens über die Reihenschaltung eines Kondensators (60) und eines Widerstandes (59) an eine Impulsleitung (73) angeschlossen ist, daß der Verbindungspunkt zwischen den Widerständen (57) und. (58) direkt an die Impulsleitung (75) angeschlossen ist und daß die Impulsleitung (73) mit einem drehzahlsynchronen Impulsgeber verbunden ist, vorzugsweise mit demselben Impulsgeber, an den auch die erste Anschlußklemme (67) des ersten passiven Netzwerks (30) angeschlossen ist.

8. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis-7, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite bistabile Kippstufe (46) einen dritten Transistor (4-7') und den zweiten Transistor (48), der auch Bestandteil der ersten stabilen Kippstufe (45) ist, enthält, daß die Ausgangselektrode des dritten Transistors (47') über den Widerstand (52) auf die Eingangselektrode des zweiten Transistors (48) und daß die Ausgangselektrode des zweiten Transistors (48) über'einen Widerstand (51') auf die Eingangselektrode des dritten Transistors (47') gekoppelt ist.

9. Steuereinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangselektrodondes ersten Transistors (47) und des dritten Transits tors (47') über die zur gegenseitigen Entkopplung der Transistoren (47) und (47') dienenden Dioden (50) und (50') an den \iiderstand (52) angeschlossen sind, der zur Kox^plung auf die Eingangselektrode des zweiten Transistors (48) dient.

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10» Steuereinrichtung nach, einem der Ansprüche 2 bis 9? dadurch gekennzeichnet,, daß die erste Anschlußklemme (67') des zweiten passiven Netzwerks (30') an einen drehzahlsynchronen Impulsgeber angeschlossen ist, vorzugsweise an den Steuermultivibrator (16), daß die zweite Anschlußklemme (68') des zweiten passiven Netzwerks (30), vorzugsweise über eine Diode (37°) und einen Widerstand (5²I-) an die Eingangselektrode des dritten Transistors (47') angeschlossen ist, daß die dritte Anschlußklemme (69') des zweiten passiven Netzwerks (30^f) an eine der Betriebsstromleitungen (65?.66) angeschlossen ist und daß die Ausgangselektrode des zweiten Transistors (48), vorzugsweise über eine Verstärkerstufe (15)» mit der Steuerelektrode des Schalttransistors (Ii) verbunden ist.

11. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung einer Schalthysterese im ersten passiven Netzwerk (50) der Kollektor des ersten Transistors (47) in der ersten bistabilen Kippstufe (45) über einen Widerstand (53) mit dem Verbindungspunkt zwischen zweitem Kondensator (32) und zweitem Ladewiderstand (31) im ersten passiven Netzwerk (.30) verbunden ist.

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12. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis H₁ dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ausgang des monostabilen Steuermultivibrators (16) und der ersten Anschlußklemme (67¹) des zweiten passiven Netzwerks (30¹) ein zweiter monostabiler Multivibrator eingeschaltet ist.

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