DE3105572A1

DE3105572A1 - Steueranordnung

Info

Publication number: DE3105572A1
Application number: DE19813105572
Authority: DE
Inventors: Christopher Alcester Warwickshire Jones
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1980-02-19
Filing date: 1981-02-16
Publication date: 1982-01-28
Also published as: IT8119799A0; US4383511A; IT1135499B; JPS56132422A; FR2476213A1; BR8100944A

Description

LUCAS INDUSTRIES LIMITED Birmingham B19 2XF
Großbritannien

Steueranordnung

Die Erfindung betrifft eine Steueranordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bei einer derartigen Anordnung besteht die Möglichkeit, daß ein Fehler in der Kraftstoff-Bestimmungsschaltung auftritt, und die Schaltung ist so ausgelegt, daß sie fehlersicher ist bzw. vor dem Fehler schützt. Als Ergebnis hört nach einem Fehler die Pumpe auf, Kraftstoff zum Motor bzw. zur Brennkraftmaschine zu speisen. Wenn der Motor ein Fahrzeugmotor ist, dann bedeutet dies, daß das Fahrzeug liegenbleibt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Steueranordnung anzugeben, bei der die Ausgangsstufe so aufgebaut werden kann, daß ein begrenzter Strom zum Versteller (Betätigungsglied) gespeist wird, damit der Motor angelassen werden kann und das Fahrzeug mit verringerter Drehzahl angetrieben wird.

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Diese Aufgabe wird bei einer Steueranordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 erfindungsgemäß durch die in dessen kennzeichnendem Teil angegebenen Merkmale gelöst.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Kraftstoffpumpe, und

Fig. 2 ein Schaltbild der Steueranordnung.

In Fig. 1 der Zeichnung ist eine Kraftstoffpumpe 10 vorgesehen, die in zeitgesteuerter Beziehung mit dem zugeordneten Motor betrieben wird und die ein Kraftstoff-Steuerglied 11 aufweist, das axial beweglich ist, um die Menge an Kraftstoff zu bestimmen, die durch die Pumpe abgegeben wird. Eine Schneckenspann- oder -zugfeder 12 ist vorgesehen und spannt das Steuerglied 11 in die Null-Kraftstoffstellung gegen die Wirkung eines elektromagnetischen Betätigungsgliedes 13 vor, dessen Betriebsspule mit Strom durch die Steueranordnung versorgt wird. Das Betätigungsglied kann von herkömmlicher Art sein; es weist jedoch eine in Fig. 2 gezeigte Wicklung 14 auf. Wenn der Stromfluß in der Wicklung erhöht wird, so gibt die Kraftstoffpumpe mehr Kraftstoff ab, und wenn der Stromfluß aufhört, dann fährt die Feder 12 den Steuerstab 11 in die Stellung von Null-Kraftstoff.

Die Steuerschaltung umfaßt eine Ausgangsstufe, die zwei Transistoren 15 aufweist, die als Darlington-Paar verbunden sind, wobei deren gemeinsame Kollektoren an ein Ende der Wicklung 14 angeschlossen sind, deren ande-

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res Ende an einer Versorgungsleitung 16 liegt, die an eine Klemme einer Fahrzeugbatterie 17 angeschlossen ist. Die andere Klemme der Batterie 17 ist mit einer Erdleitung 18 verbunden. Der Emitter des zweiten Transistors des Darlington-Paares ist über einen Widerstand 19 mit der Versorgungsleitung 18 verbunden. Zusätzlich ist parallel zur Wicklung 14 eine Schwungraddiode 20 vorhanden.

Die Basis des ersten Transistors des Darlington-Paares 15 ist mit der Versorgungsleitung 18 über die Kollektor-Emitter-Strecke eines Transistors 21 und außerdem mit der Versorgungsleitung 22 über einen Widerstand 23A verbunden. Die Leitung des Transistors 21 wird durch eine Kraftstoff-Bestimmungsschaltung 23 gesteuert, die zur Vereinfachung der Darstellung in Blockform gezeigt ist. Die Schaltung 23 bestimmt die Menge an Kraftstoff, die zum zugeordneten Motor durch die Kraftstoffpumpe gemäß verschiedenen Signalen gespeist werden sollte, die darin eingespeist sind, wobei ein derartiges Signal die Drehzahl des zugeordneten Motores darstellt und ein anderes Signal ein Bedarfssignal ist, das durch einen Pedalwandler 24 erzeugt wird, dessen Einstellung durch den Fahrer des Fahrzeuges gesteuert wird. Die Schaltung 23 gewährleistet, daß die Drehzahl des zugeordneten Motores nicht einen vorbestimmten Wert überschreitet, wobei auch verschiedene andere gewünschte Motor-Betriebsparameter berücksichtigt werden.

Der Wandler 24 hat die Form eines Potentiometers, dessen Schleifer mit der Versorgungsleitung 18 verbunden ist. Ein Ende des Widerstandselementes des Potentiometers ist über einen Widerstand 25 mit einem weiteren Versorgungsanschluß 26 verbunden, und der Verbindungspunkt des Wider-

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Standes 25 und des Widerstandselementes des Potentiometers ist an die Kraftstoff-Bestimmungsschaltung 23 angeschlossen. Wenn der Schleifer bewegt wird, dann ändert sich das an der Schaltung 23 liegende Signal. Die Schaltung steuert die Ein/ Aus-Periode oder -Zeitdauer des Transistors 21. Wenn der Transistor 21 leitend ist, dann wird kein Basisstrom zum ersten Transistor des Darlington-Paares gespeist, und somit sind beide Transistoren nichtleitend, und es fließt kein Strom in der Wicklung 14. Wenn jedoch der Transistor 21 zu leiten aufhört, dann wird ein Basisstrom zum ersten Transistor des Darlington-Paares über den Widerstand 23A gespeist, und beide Transistoren des Darlington-Paares leiten, so daß ein Strom in die Wicklung 14 des Betätigungsgliedes fließt. Als Ergebnis wird der Steuerstab 11 in eine Stellung bewegt, in der die Einspeisung von Kraftstoff in den Motor gewährleistet ist. Wenn die Steuerschaltung bewirkt, daß der Transistor 21 leitet, dann hören die das Darlington-Paar bildenden Transistoren zu leiten auf, und der Stromfluß in der Wicklung fällt langsam infolge der Diode 20 ab. Der mittlere Stromfluß in der Wicklung 14 kann daher gesteuert werden, indem die Ein/Aus-Zeitdauer oder -Periode des Transistors 21 verändert wird.

Die Anschlüsse 22 und 26 sind mit einer stabilisierten Strom- bzw. Spannungsquelle verbunden, die tatsächlich ihre Leistung von den Versorgungsleitungen 16, 18 ableitet. Wenn ein Fehler in der Schaltung auftritt, schalten Fehlererkennungseinrichtungen die oben erwähnte stabilisierte Strombzw. Spannungsquelle aus, und es fließt dann kein Strom in die Wicklung 14. Beispiele für die Kraftstoff-Bestimmungsschaltung wurden bereits beschrieben (vgl. GB-PS 1 429 und GB-PS 1 429 772).

Damit der Motor angelassen und das Fahrzeug angetrie-

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- V-

ben werden kann, liegt ein Widerstand 2 7 zwischen der Versorgungsleitung 16 und dem anderen Ende des Widerstandselementes des Potentiometers 24, das den Pedalwandler bildet. Außerdem ist eine Diode 28 zwischen der Basis des ersten Transistors des Darlington-Paares und dem Verbindungspunkt des Widerstandes 27 mit dem Widerstandselement des Potentiometers vorgesehen, wobei die Kathode der Diode 28 an die Basis des ersten Transistors des Darlington-Paares angeschlossen ist.

Wenn im Betrieb angenommen wird, daß die Spannung an den Anschlüssen 22 und 26 aufgrund eines erfaßten Störungszustandes oder eines Fehlers den Wert Null hat, dann kann Strom in die Basis des ersten Transistors des Darlington-Paares über die Diode 28 fließen, wobei der Strom von der Potentiometerschaltung aus dem Widerstand 27 und einem Teil des den Pedalwandler 24 bildenden Potentiometers erhalten wird. Der Widerstandswert des Widerstandes 27 ist so gewählt, daß der Strom begrenzt ist, der fließen kann. In dieser Situation werden die das Darlington-Paar bildenden Transistoren nicht geschaltet, wie dies der Fall ist, wenn die Schaltungsanordnung arbeitet, wie dies oben erläutert wurde, und der Widerstandswert des Widerstandes 27 ist so gewählt, daß lediglich ein begrenzter Strom fließen kann und damit eine eingeschränkte Kraftstoffabgabe von der Kraftstoffpumpe erhalten wird. Dies ist erforderlich, um die Höchstdrehzahl des Motores zu begrenzen, so daß diese nicht den sicheren Wert überschreiten kann. Der Widerstand 27, die Diode 28 und der oben erwähnte Teil des Potentiometers, das den Pedalwandler 24 bildet, beeinflussen nicht den normalen Betrieb der Schaltungsanordnung. Dies beruht darauf, daß der Transistor 21 - wenn dieser leitend ist - den in den Widerstand 23A fließenden Strom und jeden Strom von der Schaltung aus dem Widerstand 27, dem oben erwähnten Teil des Po-

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tentiometers und der Diode 28 führt. Wenn der Transistor 21 nichtleitend ist, schaltet die Summe dieser Ströme den ersten Transistor des Darlington-Paares ein, wie dies erläutert wurde.

Die Diode 28 bewirkt, daß der erste Transistor des Darlington-Paares dann leitet, wenn der Schleifer des den Wandler 24 bildenden Potentiometers am äußersten rechten Ende liegt, d. h., wenn die entgegengesetzten Enden des Widerstandes 27 tatsächlich mit den Leitungen 16 und 18 verbunden sind. In dieser Situation ist die Diode rückwärts oder in Sperrichtung vorgespannt. Der Widerstand 19 liefert eine Gegenkopplung, die bewirkt, daß der durch den Pedalwandler vorgesehene Steuerbereich während eines Notbetriebes ausgedehnt wird.

Bei einem Fehler in der Schaltung 23 verläuft die Steuerung des Stromflusses im Betätigungsglied automatisch zu den zusätzlichen Bauteilen der Schaltungsanordnung. Es kann jedoch zweckmäßig sein, einen Notschalter in Reihe mit dem Widerstand 27 vorzusehen, der durch den Fahrer des Fahrzeuges betrieben werden muß, um einen Notbetrieb zu bewirken. Der Wandler 24 umfaßt ein Potentiometer, wie dies dargestellt ist. Eine ähnliche Wirkung kann erreicht werden mittels zwei veränderlichen Widerständen, die (zum Gleichlauf) gekoppelt sind, oder mittels eines veränderlichen Widerstandes, der zwei Widerstandsspuren besitzt.

In einem anderen Ausführungsbeispiel wird ein Potentiometer verwendet und dessen Widerstandselement in Reihe zum Widerstand 27 und der Versorgungsleitung 18 vorgesehen. Die Anode der Diode 28 ist mit dem Schleifer des Potentiometers anstelle des Verbindungspunktes des Widerstandselementes mit dem Widerstand 27 verbunden, und zusätzlich ist

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der Schleifer an die Kraftstoff-Bestimmungsschaltung 23 angeschlossen. In der Schaltung wird Vorsorge getroffen, daß sich das Signal zur Schaltung im entgegengesetzten Sinn im Vergleich mit der anhand der Fig. 2 beschriebenen Anordnung verändert. Darüber hinaus muß eine Schalteinrichtung vorgesehen werden, wenn es erforderlich ist, daß kein Signal zur Schaltung beim Auftreten einer Störung gespeist wird, da der Widerstand 25 nicht weiter benötigt wird.

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Claims

Ansprüche

.) Steueranordnung für eine Kraftstoffpumpe einer Brennkraftmaschine, mit

- einem elektromagnetischen Betätigungsglied., das betreibbar ist, um die durch die Pumpe eingespeiste Menge an Kraftstoff zu bestimmen,

- einer Steuereinrichtung einschließlich einer Ausgangsstufe zum Steuern des elektrischen Stromflusses im Betätigungsglied und einer Kraftstoff-Bestimmungsschaltung, die die Ausgangsstufe steuert, und

- einem Wandler, der durch den Bediener der Brennkraftmaschine betreibbar ist, um ein Bedarfssignal zur Kraftstoff-Bestimmungsschaltung zu speisen,

dadurch gekennzeichnet,

- daß der Bedarfswandler (24) unabhängig von der Kraftstoff-Bestimmungsschaltung (23) betreibbar ist, um ein Signal zur Ausgangsstufe (15) zu speisen, so daß ein elektrischer Strom in das Betätigungsglied hervorgerufen wird.
2. Steueranordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
- daß die Ausgangsstufe aufweist:

- einen Ausgangstransistor,

- einen ersten Widerstand (23A), durch den ein Basisstrom zum Ausgangstransistor gespeist werden kann, um dessen

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Leitung zu bewirken, wobei der Stromfluß durch den ersten Widerstand (23A) abgeschaltet wird, wenn ein Fehler oder eine Störung in der Kraftstoff-Bestimmungsschaltung (23) auftritt,

- einen Eingangstransistor (21), dessen Leitung durch die Kraftstoff-Bestimmungsschaltung (23) gesteuert ist, wobei der Eingangstransistor (21) die Einspeisung des Basisstromes in den Ausgangstransistor steuert, und

- eine Potentiometerkette (24), deren Abgriff mit der Basis des Ausgangstransistors verbunden ist,

- wobei der Bedarfswandler ein Bauteil der Potentiometerkette (24) bildet, wodurch bei Auftreten eines Fehlers oder einer Störung in der Kraftstoff-Bestimmungsschaltung (23) ein Basisstrom zum Ausgangstransistor unter direkter Steuerung des Bedarfswandlers gespeist wird.
3. Steueranordnung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,

- daß das Bauteil ein Potentiometer umfaßt, dessen Schleifer den Abgriff bildet.
4. Steueranordnung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,

- daß das Bauteil einen veränderlichen Widerstand umfaßt, und

- daß der Abgriff an einem festen Punkt in der Potentiometerkette liegt.
5. Steueranordnung nach Anspruch 4,
gekennzeichnet durch

- einen weiteren veränderlichen Widerstand, der einen Teil des Bedarfswandlers bildet,

- wobei der weitere veränderliche Widerstand einen Teil einer weiteren Potentiometerkette bildet, die einen Abgriff aufweist, an dem das Bedarfssignal verfügbar ist.

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6. Steueranordnung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,

- daß die veränderlichen Widerstände durch ein Potentiometer festgelegt sind, dessen Schleifer mit einem Anschluß einer elektrischen Strom- bzw. Spannungsquelle verbunden ist.
7. Steueranordnung nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet durch

- eine Diode (28) zwischen dem Abgriff und der Basis des Eingangstransistors,

- wobei die Diode (28) in Sperrichtung vorgespannt ist, um einen Stromfluß vom ersten Widerstand (23A) zur Potentiometerkette zu verhindern.
8. Steueranordnung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,

- daß die Kollektor-Emitter-Strecke des Eingangstransistors mit der Basis des Ausgangstransistors verbunden ist, um den in den ersten Widerstand (23A) fließenden Strom umzuleiten, wenn der Eingangstransistor in einem leitenden Zustand ist.

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