DE2841781A1 - Einrichtung zum betrieb von elektromagnetischen verbrauchern bei brennkraftmaschinen - Google Patents
Einrichtung zum betrieb von elektromagnetischen verbrauchern bei brennkraftmaschinenInfo
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Description
R. 50 1 6
20.9-1978 Mü/Kö
Einrichtung zum Betrieb von elektromagnetischen Verbrauchern bei Brennkraftmaschinen
Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung zum Betrieb eines Elektromagnetventils in Kraftstoffversorgungssystemen
bei Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon eine solche Einrichtung
bekannt (DE-OS 2 612 911O, die einen mit dem Pluspol der
Spannungsquelle verbundenen Meßwiderstand aufweist. Da dieser Widerstand jedoch bei einem unbeabsichtigten Masseschluß
der Verbindungsleitung zwischen Widerstand und Ventil zerstört wurde, ist diese Anordnung in der Praxis
meist unzulässig.
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Die erfindungsgemäße Einrichtung mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Hauptanspruchs hat gegenüber der Anordnung nach dem Stand der Technik den Vorteil, daß obere und
untere Stromschwellwerte des Stromes durch den Meßwiderstand separat erfaßt werden können und insbesondere der
Schwellwertschalter für den unteren Schwellwert, d.h. Ende des Stromflusses im Preilaufbetrieb, mit einer
schwimmenden, d.h. angepaßten Betriebsspannung arbeiten kann.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahme sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der
im Hauptanspruch angegebenen Einrichtung möglich. Als besonders einfach und vorteilhaft hat sich eine Stromsteuerung
der einzelnen Schwellen herausgestellt.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung
näher erläutert. Es zeigt Figur 1 eine erfindungsgemäße Einrichtung im Blockschaltbild und Figur 2 Impulsdiagramme
zur Erläuterung des Gegenstandes von Figur 1.
Figur !.zeigt die Endstufe einer Kraftstoffeinspritzanlage
bei einer Brennkraftmaschine mit Fremdzündung. Mit 10 ist die Magnetwicklung eines elektromagnetischen Ein-
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spritzventils angegeben3 zu der in Reihe ein Meßwiderstand
11 sowie ein Schalter 12 liegt. Angeschlossen ist diese Reihenschaltung zwischen eine Plus-Leitung 13 und eine
Minus- bzw. Masseleitung 14. Parallel zu der Reihenschaltung von Ventilwicklung 10 'und Meßwiderstand 11 findet
sich ein Freilaufsteuerkreis 15·
Mit 16 ist eine Schaltungsanordnung bezeichnet, die aus dem Stand der Technik bekannt ist und ausgehend von verschiedenen
Betriebskenngrößen wie z.B. Drehzahl, Luftdurchsatz im Ansaugrohr und Temperatur Einspritzsignale
bestimmter Dauer erzeugt und diese an einen Steuereingang 17 einer steuerbaren Stromquelle 18 weitergibt. Diese
steuerbare Stromquelle 18 besitzt einen weiteren Steuereingang 19 sowie einen Stromeingang 20 und einen Stromausgang
21, der mit der Masseleitung 14 verbunden ist.
Beiderseits des Meßwiderstandes 11 ist je ein Widerstand 23 und 24 angeschlossen. Sie führen zu den Eingängen
zweier Schwellwertschalter 25 und 26. Während der Widerstand 23 mit dem Minuseingang des Schwellwertschalters
25 und mit dem Pluseingang des Schwellwertschalters 26 verknüpft ist, steht der Widerstand 24 jeweils mit dem
anderen Eingang der beiden Schwellwertschalter 25 und in Verbindung. Ausgangsseitig sind diese Schwellwertschalter
25 und 26 an einem Flip-Flop 27 angeschlossen, dessen Ausgang 28 wiederum sowohl mit dem zweiten Steuereingang
19 der steuerbaren Stromquelle 18 als auch mit einem Steuereingang 29 des Schalters 12 in Verbindung steht.
Der Stromeingang 20 der steuerbaren Stromquelle 18 ist an der Verbindungsstelle von Widerstand 23 und den Schwellwertschaltern
25 und 26 angeschlossen.
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Seine Versorgungsspannung erhält der Schwellwertschalter 26 von der Plus-Leitung 13. Im Gegensatz dazu erhält der
Schwellwertschalter 25 die Betriebsspannung über einen Widerstand 30 von der Verbindungsstelle von Magnetventilwicklung
10 und Widerstand 11.
Bevor auf die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung von Figur 1 eingegangen wird, soll zuerst das gewünschte Signalverhalten
des Stromes durch die Ventilwicklung 10 anhand von Figur 2 erläutert werden.
Die Figuren 2a, 2b und 2c zeigen jeweils über der Zeit aufgetragen das Einspritzsignal, den gewünschten Stromverlauf
durch die Ventilwicklung des Magnetventils sowie eine Darstellung der zeitlichen Staffelung von Stromschwellwerten, deren Umschalten das dargestellte Stromsignal
durch die Ventilwicklung 10 ergibt.
Erkennbar ist aus Figur 2b, daß im Hinblick auf einen möglichst
raschen Anzug des Ankers des Magnetventils und-damit
einem recht frühen Spritzbeginn ein steiler Stromanstieg bis zu einer solchen Höhe erfolgt, an dem ein sicherer
Anzug sowie ein Unterbleiben von Prellbewegungen gewährleistet ist. Wurde die Energie für die Öffnungsbewegung
des Magnetventils einmal aufgebracht, dann genügt für das weitere Offenhalten des Magnetventils ein geringerer
Haltestrom, der mit einem Zweipunktregler jeweils zwischen einem oberen und einem unteren Stromgrenzwert gehalten
wird.
Im Ruhezustand des Gegenstandes von Figur 1 liegt am Steuereingang 17 der steuerbaren Stromquelle 18 ein Null-Signal
an und der Schalter 12 in Reihe zu Ventilwicklung
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und Meßwiderstand 11 ist geöffnet. Das Ausgangssignal
der beiden Schwellwertschalter 25 und 26 ist ebenfalls Null, und das Flip-Flop 27 weist ebenfals an seinem Ausgang
28 ein Null-Signal auf.
Erscheint am Steuereingang 17 der steuerbaren Stromquelle 18 ein positives Signal, dann durchfließt diese Stromquelle
ein bestimmter Strom, der ebenfalls Widerstand 23 und Ventilwicklung 10 durchfließt. Dieser Strom ist im
Vergleich zu Anzugs- und Haltestrom des Magnetventils sehr klein, jedoch bewirkt der entsprechende Spannungsabfall
am Widerstand 23 ein Schalten des Schwellwertschalters 25, wodurch dieser an seinem Ausgang ein positives
Signal abgibt und das Flip-Flop 27 kippen läßt. Als Folge davon schließt der Schalter 12 und der ansteigende Strom
durch den Meßwiderstand 11 erzeugt einen wachsenden Spannungsabfall über diesem Widerstand. Erreicht der Spannungsabfall
einen bestimmten Wert, dann schaltet aufgrund seiner gegebenen Eingangspolarität der Schwellwertschalter 26 um,
kippt das Flip-Flop 27 wieder in seine Ursprungslage und öffnet deshalb den Schalter 12.
Der durch Magnetventil 10 und Meßwiderstand 11 fließende Strom fließt nun durch die Freilaufanordnung 15· Entsprechend
der Zeitkonstanten des Freilaufkreises klingt der Strom in diesem Kreis ab und erreicht er eine untere
Schwellej dann spricht der Schwellwertschalter 25 wieder an, das Flip-Flop 27 kippt erneut und der Schalter 12
wird wieder in seinen geschlossenen Zustand gesteuert, wodurch der eingangs beschriebene Vorgang erneut abläuft.
Mit dem zweiten Steuereingang 19 der steuerbaren Stromquelle 18 lassen sich die einzelnen Schwellwerte steuern.
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Nach Figur 2b ist dies vor allem bei der oberen Schwelle wünschenswert, um während der Anzugs- und Haltephase unterschiedliche
Maximalstromwerte einstellen zu können. Dazu müssen die Eingangssignale an den Steuereingängen
17 und 19 der steuerbaren Stromquelle 18 wie folgt miteinander verknüpft werden:
Über den Eingang 17 wird mit einem negativen Impuls bzw.
•mit der Impulsabfallflanke am Ende einer Stromflußperiode (Figur 2) ein in 18 befindliches Flip-Flop gesetzt, das
die Maximalstromschwelle über das Signal am Eingang 20 auf einen hohen Anfangswert setzt. Wird der Eingang 17
positiv, so steigt der Strom bis zu diesem hohen Anfangswert. Ist dieser erreicht, so wird über 19 die Minimalstromschwelle
eingeschaltet, gleichzeitig das genannte Flip-Flop gelöscht. Dadurch wird als Maximalstromschwelle
der niedrigere Wert wirksam.
Wesentlich beim Gegenstand der Figur 1 ist, daß die Stromquelle 18 am Widerstand 23 eine "schwimmende", d.h. von
der Betriebsspannung unabhängige Referenzspannung erzeugt. Die beiden Schwellwertschalter 25 und 26 vergleichen gemeinsam
diese Referenzspannung mit der am Meßwiderstand erzeugten und dem Strom durch die induktive Last 10 proportionalen
Meßspannung.
Zweckmäßigerweise wird der Schwellwertschalter 26 als Differenzverstärker mit pnp-Eingangstransistoren aufgebaut
und kann daher mit Gleichtaktpotentialen nahe dem Massepotential betrieben werden. Aufgrund dieser Eigenschaft
ist der Betrieb dieses Schwellwertschalters 26 mit Gleichtaktpotentialen nahe dem Pluspotential nicht möglich.
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Der Widerstand 30, über den der Plus-Versorgungsanschluß
des Schwellwertschalters 25 mit dem induktiven Verbraucher, der Ventilwicklung 10, und dem Meßwiderstand 11
verbunden ist, dient zum Schutz des Schwellwertschalters 25 gegen zu hohe Ströme bei Überspannungen bei der Ventilwicklung
10. Diese Überspannungen können z.B. über die Plus-Leitung 13 aus dem Bordnetz eines Kraftfahrzeuges
eingestreut werden. Eine Überspannung entsteht jedoch
auch aufgrund von Selbstinduktion nach dem Ausschalten des Schalters 12, dann nämlich, wenn der Freilaufkreis
in Aktion tritt und somit beim Meßwiderstand 11 eine so weit erhöhte Spannung auftritt, als über der Freilaufkreisanordnung
15 (z.B. Diodenspannung) abfällt. Damit der Schwellwertschalter 25 auch während dieser Betriebsphasen korrekt arbeitet, ist sein Betriebsspannungsanschluß
an der Verbindungsstelle von Magnetwicklung 10 und Meßwiderstand 11 angeschlossen, so daß das Versorgungspotential des Schwellwertschalters 25 ebenfalls "schwimmt",
d.h., daß es auch bei offenem Schalter 12 höher ist als das höchste Potential an einem seiner Eingänge.
Auch der Widerstand 23 erfüllt eine Schutzfunktion für die Eingänge der Schwellwertschalter 25 und 26. Das
gleiche gilt für den Widerstand 24, der für die Funktion an sich entbehrlich ist. Darüber hinaus kann der Widerstand
24 jedoch zur Kompensation des Spannungsabfalls am Widerstand 23 durch Eingangsströme der Schwellwertschalter
25 und 26 verwendet werden, in dem für die beiden Widerstände 23 und 24 die gleichen Werte gewählt werden.
Das Flip-Flop 15 kann grundsätzlich durch eine NOR-Schaltung
ersetzt werden, die jedoch dynamisch schlechtere Eigenschaften aufweist.
03001 S/0113
Claims (2)
- R-50 120.9.1978 Mü/KöROBERT BOSCH GMBH, 7OOO Stuttgart 1Ansprüchel} Einrichtung zum Betrieb von elektromagnetischen Verbrauchern, insbesondere Elektromagnetventilen in Kraftstoffversorgungssystemen bei Brennkraftmaschinen, mit einer Reihenschaltung von Verbraucher, Meßwiderstand und Schalter zwischen den Betriebsspannungsanschlüssen, dadurch gekennzeichnet, daß dem Meßwiderstand (11) zwei Schwellwertschalter (25, 26) parallel geschaltet sind, denen wenigstens ein Widerstand (23) vorangestellt ist und zwischen der Verbindungsstelle von Schwellwertschalter (25) und verbrauchernahem Widerstand (23) sowie einer Betriebsspannungsleitung (14) eine vorzugsweise steuerbare Stromquelle (18) liegt.
- 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Versorgungsspannungsanschluß des ersten Schwellwertschalters (25) vorzugsweise über einen Widerstand (30) an der Verbindungsstelle von Meßwiderstand (11) und Verbraucher (10) angeschlossen ist._ 2 —030015/0113OfIGfNAL INSPECTED3· Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromquelle (18) beim Betrieb eines Magnetventils als Verbraucher (10) abhängig von Anzugs- und Haltephase des Ankers des Magnetventils steuerbar ist.030015/0113
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8125 | Change of the main classification |
Ipc: F02D 41/20 |
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D2 | Grant after examination | ||
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