CONTROL CIRCUIT FOR REGULATING AN INJECTION PUMP FOR DIESEL ENGINES

Abstract: 1. A circuit arrangement for controlling or regulating the positioning of a fuel delivery limiting stop for the control rod of a Diesel engine in accordance with operation parameters, e.g. supercharging pressure, atmospheric pressure, engine temperature, ambient temperature, fuel temperature, number of revolutions or the like, characterized by transducers for the operation parameters providing output signals representing the measuring value in the form of a time interval, period or frequency, resp., a digitally operating microcomputer (1) whose input receives the output signals of the transducers via electrical lines (2, 3, 4, 5, 6, 7), and a digitally controllable actuator (14) for the fuel delivery limiting stop (45) receiving the digital output signals of the microcomputer (1) via electrical lines (8, 9, 10).

Description: Schaltungsanordnung für die Steuerung oder Regelung des Verstellweges eines Fördermengenbegrenzungsanschlages für die Regelstange einer Dieseleinspritzbrennkraftmaschine Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für die Steuerung oder Regelung des Verstellweges eines Fördermengenbegrenzungsanschlages für die Regelstange einer Dieseleinspritzbrennkraftmaschine in Abhängigkeit von Betriebsgrössen derselben, wie z.B. Ladedruck, Aussendruck, Motortemperatur, Aussentemperatur, Kraftstofftemperatur, Drehzahl od.dgl. Während des Betriebes einer Dieseleinspritzbrennkraftmaschine muss ein zu fettes Gemisch vermieden werden, da ein solches Gemisch neben einer unerwünschten Abgastrübung, d.h. einem Überschreiten der Rauchgrenze, einen Leistungsabfall zur Folge hat und die Gefahr von Motorschäden durch über hitzung besteht. Bei Dieselmotoren ist es üblich, einen solchen Fördermengenbegrenzungsanschlag mechanisch und/oder pneumatisch oder hydraulisch zu verstellen. Derartige Anordnungen erfordern Federglieder im Regelgestänge, wie beispielsweise Rückholfedern oder überdrückbare Anschlagfedern, und bei solchen federnden Gestängeverbindungen können im Betrieb Resonanzschwingungen auftreten, wodurch die geforderte Präzision der Regelung nicht gewährleistet ist. Diese bekannten mechanischen Anordnungen erlauben ferner die Anpassung der Regeleinrichtungen an unterschiedliche Betriebsbedingungen nur in Grenzen. Es ist bereits bekannt, den Fördermengenbegrenzungsanschlag eines Dieselmotors unter Verwendung einer elektronischen Regelvorrichtung zu verstellen. Die Regelstangenverschiebung kann in üblicher Weise durch einen konventionellen Fliehkraftregler und die Betätigung eines willkürlich beeinflussbaren Fördermengenverstellgliedes erfolgen, jedoch soll das Ausmass dieser Verschiebung durch den Fördermengenbe grenzungsanschlag begrenzt werden. Die bekannten elektronischen Regelvorrichtungen arbeiten mit Messwertgebern, deren analoge Signale entsprechend verstärkt einem Regelkreis für die Verstellung des Fördermengenbegrenzungsanschlages zugeführt sind. Derartige analoge Signale sind in der Regel äusserst klein und müssen sehr stark verstärkt werden. Hohe Verstärkungen im Zusammenhang mit im Fahrzeug unvermeidlichen Spannungsschwankungen des elektrischen Bordnetzes führen nun zu mangelnder Linearität der Verstärkung und die gewünschte Präzision der Begrenzung ist daher nur äusserst schwer zu erreichen. Darüber hinaus sind solche Schaltungsanordnungen selbst stark temperaturempfindlich, wodurch sich eine weitere Verzerrung der Regelung ergibt. Es wurde bereits vorgeschlagen, zur Verminderung dieser störenden Effekte Rechenverstärker, d.h. sogenannte Operationsverstärker, mit hoher Gegenkopplung zur Temperaturstabilisierung und Linearisierung zu verwenden, wobei solche Schaltungen eine wesentlich geringere Abhängigkeit von Schwankungen der Versorgungsspannung aufweisen. Nachteilig bei den bekannten Anordnungen bleibt aber trotz verschiedener Verbesserungen die Tatsache, dass die Messwertgeber, welche analoge Signale liefern, nur sehr kleine Signale liefern. Derartig kleine Signale können in der Übertragungsleitung zum Verstärker durch Umwelteinflüsse, insbesondere Einstreuungen, wesentlich gestört werden und es besteht daher keine Garantie dafür, dass dem Verstärker ein richtiges Signal zugeführt wird. Es ist weiter bereits bekannt, in einem Kennliniengenerator auf elektronischem Weg Kurven züge nachzubilden, welche das Regelverhalten unter jeweils isolierten Bedingungen wiedergeben sollen. Die erforderliche Regelung kann in solchen Fällen durch entsprechende Schaltungsanordnungen, welche die tatsächlich gemessenen Werte mit den Kennlinienwerten verknüpfen, ausgelöst werden. Auch hier bestehen aber die eingangs geschilderten Probleme, welche eine völlig von Temperatur- und Versorgungsspannungsschwankungen unabhängige exakte Regelung nicht ohne weiteres zulassen. Die Erfindung hat sich nun die Aufgabe gestellt, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welcher der Fördermengenbegrenzungsanschlag für die Regelstange einer Dieseleinspritzbrennkraftmaschine in Abhängigkeit von Betriebsgrössen derselben, wie z.B. Ladedruck, Aussendruck, Motortemperatur, Aussentemperatur, Kraftstofftemperatur, Drehzahl od.dgl., gesteuert oder geregelt werden kann und welche sich durch eine gegenüber den bekannten Anordnungen wesentlich verbesserte Unabhängigkeit von Ausseneinflüssen auszeichnet. Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemässe Schaltungsanordnung im wesentlichen gekennzeichnet durch Messwertgeber für die Betriebsgrössen, deren Signale digital verwertbar sind, einen digital arbeitenden Mikrocomputer, dessen Eingang die Signale der Messwertgeber in unmittelbar digital verwertbarer Form, nämlich in Form eines Zeitintervalls oder einer Periodendauer bzw. Frequenz, über elektrische Leitungen zugeführt sind, und ein digital ansteuerbares Stellglied für den Begrenzungsanschlag, welchem die digitalen Ausgangssignale des Mikrocomputers über elektrische Leitungen zugeführt sind. Dadurch, dass erfindungsgemäss die Messwertgeber unmittelbar digital verwertbare Signale liefern, werden Schwankungen der Versorgungsspannung irrelevant und die für eine exakte Regelung erforderliche korrekte Information gewährleistet. Durch die Verwendung eines Mikrocomputers für die Aufarbeitung der Signale lässt sich durch entsprechende Software eine weitere Erhöhung der Betriebssicherheit erzielen und es können die erforderlichen Regelinformationen vom Messwertgeber rasch abgefragt und verifiziert werden. Die Verwendung eines Mikrocomputers erlaubt aber gegenüber den bekannten elektrischen Anordnungen mit Prozessrechnern darüberhinaus eine besonders einfache Anpassung und Justierung der Schaltungsanordnung, da derartige Mikrocomputer frei programmierbar sind. Mit einem solchen Mikrocomputer lassen sich beliebig komplexe Steuer- bzw. Regelvorgänge auslösen und es werden Verknüpfungen der Signale der Messwertgeber möglich, welche auf analogem Weg nur mit überaus hohem Schaltungsaufwand oder überhaupt nicht realisiert werden können. Vor allen Dingen wird bei der erfindungsgemässen Schaltungsanordnung bewusst auf gemischt analog-digital-analoge Einrichtungen, wie sie durch einfachen Ersatz des analog arbeitenden Prozessrechners durch einen digital arbeitenden Mikrocomputer bei den bekannten Regeleinrichtungen zu erreichen wären, verzichtet, wobei die Nachteile der Wandlung digital-analoger bzw. analog-digitaler Signale vermieden werden. Das Konzept der digitalen Verarbeitung wird erfindungsgemäss auch auf die Ansteuerung des Stellgliedes für den Begrenzungsanschlag angewendet, wodurch die Präzision und Exaktheit der gewünschten Zuordnung der Messwerte zu Positionen des Begrenzungsanschlages unabhängig von äusseren Einflüssen und vor allen Dingen mit hoher Langzeitstabilität gewährleistet ist. Gemäss einer bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemässen Schaltungsanordnung ist wenigstens ein Messwertgeber für die Erfassung einer Temperatur als temperaturabhängige Konstantstromquelle ausgebildet, welche mit einem Kondensator elektrisch verbunden ist und mit diesem das zeitbestimmende Glied eines Multivibrators bildet. Ein solcher Messwertgeber liefert unmittelbar digital auswertbare Ausgangsgrössen, nämlich Zeitperioden, wobei beispielsweise Impulsdauer oder Frequenz gemessen werden kann. Eine Konstantstromquelle zeichnet sich aufgrund ihres überaus hohen Innenwiderstandes durch Unempfindlichkeit gegenüber Induktionsströmen und Störspannungsspitzen, wie sie insbesondere im Bordnetz eines Kraftfahrzeuges auftreten können, aus und ist daher besonders geeignet für Temperaturmessungen im Kraftfahrzeug. Vorzugsweise ist wenigstens ein Messwertgeber für die Erfassung eines Druckes von wenigstens einem druckempfindlichen elektrischen Bauelement gebildet, welche(s) in einer vorzugsweise temperaturkompensierten Brückenschaltung wenigstens einen Teil des zeitbestimmenden Gliedes eines Multivibrators bildet oder bilden. Ein solcher Druckmesswertgeber liefert gleichfalls Zeitperioden, wobei mit Vorteil ebenso wie bei dem genannten Temperaturmesswertgeber ein monostabiler Multivibrator vorgesehen ist. Ein solcher monostabiler Multivibrator ist ohne Schwierigkeiten schaltbar und ermöglicht in einfacher Weise die Einleitung der Messvorgänge der Messwertgeber durch den Mikrocomputer selbst. Ein Druckmesswertgeber kann auch von einer Messdosen-Spulen-Anordnung gebildet sein, deren druckabhängige Induktivitätsveränderung die Resonanzfrequenz eines Schwingkreises bestimmt. Die Anregung des Schwingkreises kann in diesem Fall gleichfalls vom Mikrocomputer initialisiert werden, wofür ein kurzer Impuls abgegeben wird, worauf beispielsweise die Periodendauer der Resonanzfrequenz gemessen wird. Die Ausbildung kann hiebei in einfacher Weise so getroffen sein, dass die Messdosen-Spulen-Anordnung relativ zueinander verschieblich gelagerte Schalenkernhälften aufweist, wobei eine Schalenkernhälfte ortsfest gelagert und die andere bewegliche Schalenkernhälfte mit der Membran der Messdose verbunden ist. Mit Rücksicht auf die relativ hohe Spannungsüberhöhung im Resonanzfall ist es vorteilhaft, wenn das Ausgangssignal des Resonanzschwingkreises einem Begrenzerverstärker zugeführt ist, dessen im wesentlichen rechteckige Impulse dem Mikrocomputer zur Auswertung der Frequenz oder der Periodendauer zugeführt sind. Alle diese Messwertgeber zeichnen sich neben ihrer Störungsunempfindlichkeit auch noch dadurch aus, dass mit einem Minimum an Leitungen das Auslangen gefunden werden kann, da bei Verwendung eines Mikrocomputers mit bidirektionalen Ports lediglich eine Signalleitung pro Messwertgeber erforderlich ist. Die Signale eines üblichen Drehzahlmesswertgebers können in der Regel gleichfalls unmittelbar dem Mikrocomputer zugeführt werden, da diese Signale digital auswertbar sind. Gemäss einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist zur Verstellung des Fördermengenbegrenzungsanschlages ein Schrittmotor mit vorbestimmter und/oder rückgemeldeter Ausgangslage vorgesehen, welcher über eine Getriebekette, beispielsweise eine Nockenscheibe, einen Gewindetrieb, einen Kurbeltrieb oder einen Zahnstangentrieb, mit dem Fördermengenbegrenzungsanschlag verbunden ist. Ein solcher Schrittmotor kann, wenn er von einer vorbestimmten Ausgangslage aus mit digitalen Signalen angesteuert wird, unmittelbar die gewünschte Positionierung einnehmen, ohne dass hiefür ein gesonderter Regelkreis erforderlich ist. Das Signal des Mikrocomputers muss zu diesem Zweck lediglich verstärkt werden, wobei die Linearität der Verstärkung unkritisch ist. Diese Ausbildung ermöglicht auch einen vernünftigen Notbetrieb, bei welchem der Begrenzungsanschlag in einer für alle Betriebszustände unterhalb der Rauchgrenze liegenden Begrenzungsstellung verbleibt, bis seinem Stellglied wiederum Signale des Mikrocomputers zur Verfügung stehen. Hiezu kann der Schrittmotor beispielsweise im stromlosen Zustand mechanisch, beispielsweise durch Federn, in die gewünschte Notbetriebslage verdreht werden. Das Stellglied des Fördermengenbegrenzungsanschlages kann aber auch vom gemeinsamen Kern einer Spulenkombination gebildet sein, welcher Kern in jeder Stellung mechanisch feststellbar ist und in einem geschlossenen Regelkreis durch Änderung des Tastverhältnisses der Versorgungsspannung der Spulen durch den Mikrocomputer verstellbar ist. Auch ein solches Stellglied kann unmittelbar digital angesteuert werden und es ist somit eine digital-analoge Umwandlung nicht erforderlich. Eine weitere Möglichkeit für die Ausbildung des Stellgliedes besteht in einem an sich bekannten Servosystem darin, dass ein digital angesteuertes Hilfsaggregat, insbesondere ein elektromagnetisches Ventil, vorgesehen ist. Ein solches elektromagnetisches Ventil kann beispielsweise von einem Schrittmotor oder vom gemeinsamen Kern einer Spulenkombination betätigt sein. Die Erfindung ist nachfolgend an Hand der Figuren der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 ein Diagramm, welches die Fördermenge als Funktion der Drehzahl bei unveränderter Regel gliedstellung und die Rauchgrenze über der Dreh zahl darstellt, Fig. 2 eine diagrammatische Darstellung der zu lässigen Fördermenge bei konstanter Drehzahl und veränderlicher Lufttemperatur über dem absoluten Luftdruck, Fig. 3 die erforderliche Startmenge bei ver schiedenen Motortemperaturen sowie den Regel bereich eines mechanischen Drehzahlreglers, Fig. 4 ein Blockdiagramm der erfindungsgemässen Schaltungsanordnung, Fig. 5 ein Blockdiagramm eines Temperaturmesswert gebers, Fig. 6 ein Blockdiagramm eines Druckmesswert gebers, Fig. 7 eine Schnittdarstellung eines druck empfindlichen Elementes für die Anordnung nach Fig. 6, Fig. 8 eine Brückenschaltung mit einem Multi vibrator für den Druckmesswertgeber, Fig. 9 einen Druckmesswertgeber mit einem Schwing kreis, Fig. 10 ein Stellglied für die Verstellung des Fördermengenbegrenzungsanschlages und Fig. 11 eine weitere Ausführungsform eines Stell gliedes für den Fördermengenbegrenzungsanschlag. Fig. 1 zeigt, wie bei verschiedenen Regelgliedstellungen s1 bis s3 die Kraftstoffmenge über der Drehzahl n der Einspritzpumpe verläuft. Will man z.B. die Grenze der rauchfreien Verbrennung (Rauchgrenze) nicht überschreiten, so darf man bei der angenommenen Höchstdrehzahl n1 höchstens die Fördermenge ss1 fördern, welche der Regelgliedstellung s2 entspricht. Bei einem Betrieb des Motors mit einer Drehzahl unterhalb n1 wird mit der konstanten Regelgliedstellung s2 dann nicht mehr das bei dieser Drehzahl höchstmögliche Drehmoment erreicht, da die Fördermenge ss entsprechend niedriger ist. Aus diesem Grund ist ein fest eingestellter Fördermengenbegrenzungsanschlag von Nachteil. Es wurden deshalb Einrichtungen geschaffen, welche den Fördermengenbegrenzungsanschlag in Abhängigkeit von der Drehzahl verändern. Mit solchen Ausgleichvorrichtungen können auch komplizierte Kurvenverläufe der Rauchgrenze oder der thermischen Belastbarkeit des Motors über der Drehzahl in Form von Nocken oder Kulissen dargestellt werden. Das Regelglied tastet dann die sinnvoll verstellte oder verdrehte Kulissen- oder Nockenform ab und kann auf diese Weise dem. Motor in der Vollaststellung die höchste zulässige Fördermenge zukommen lassen. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, ist die grösste zulässige Kraftstoffördermenge weiters auch eine Funktion des absoluten Luftdruckes und der Lufttemperatur. Es kann also mit steigendem Luftdruck und mit sinkender Lufttemperatur dem Motor eine wachsende Kraftstoffhöchstmenge zur,rauchfreien Verbrennung zugeführt werden. Als weiterer Einfluss auf die Regelgliedanschlagstellung ist noch die Kraftstofftemperatur von Bedeutung. Mit zunehmender Kraftstofftemperatur ist nämlich die volumetrisch geförderte Kraftstoffmasse pro Förderhub geringer und bedarf einer entsprechenden Korrektur. Dieselmotoren benötigen für den Anlassvorgang im allgemeinen eine erhöhte Kraftstoffmenge, die manchmal auch grösser ist als die grösste bei Vollast und maximalem Ladedruck geförderte Kraftstoffmenge. Diese Startmenge hängt auch von der Motortemperatur (Zylinderkopftemperatur, Kühlwassertemperatur) und von der Temperatur der angesaugten Luft ab. Sie soll überdies nur dann vom Regelgliedanschlag freigegeben werden, wenn die Drehzahl vom Wert Null aus ansteigt, und soll dann bei Erreichen eines bestimmten Drehzahlwertes auf den normalen Betriebshöchstwert zurückgenommen werden. Eine Freigabe der Startmenge während des Motorlaufes darf auch bei geringer Motordrehzahl nicht erfolgen. Diese Zusammenhänge sind in Fig. 3 dargestellt. Im Gebiet der Teillast wird die Steuerung der Kraftstoffördermenge beim Leerlauf-Enddrehzahlregler über das Fahrpedal bewirkt. Nur an der unteren Drehzahlgrenze (Leerlaufregelung) und an der oberen Drehzahlgrenze (Endabregelung) setzt jeweils ein Regelvorgang ein, welcher das Überschreiten dieser Grenzen verhindert. Beim Alldrehzahlregler wird jeweils eine Drehzahl im Rahmen des Betriebsdrehzahlbereiches vorgewählt, welche dann mit einer vom jeweiligen Lastdrehmoment abhängigen Genauigkeit eingeregelt wird. Die Fördermenge kann dabei sämtliche Werte zwischen Null und der Höchstfördermenge aufweisen und wird vom Fliehkraftregler in ihrer Grösse bestimmt. Die Höchstfördermenge wird jeweils bei beiden Reglerbauarten durch den Vollastanschlag bzw. Fördermengenbegrenzungsanschlag festgelegt. In Fig. 4 ist die erfindungsgemässe Schaltungsanordnung schematisch dargestellt. Die Betriebsgrössen, Aussentemperatur (TA), Aussendruck (PA), Motortemperatur (TM), Ladedruck (po), Treibstofftemperatur zu (TD) und Motor- drehzahl (n) werden als digital verwertbare Signale in einem digital arbeitendem Mikrocomputer 1 verarbeitet. Die Messwertgeber sind über elektrische Leitungen 2, 3, 4, 5, 6 und 7 mit dem Eingang des Mikrocomputers 1 verbunden. Der Ausgang des Mikrocomputers führt über Leitungen 8, 9, 10 und Verstärker 11, 12, 13 zum Stellglied 14 für die Verstellung des Fördermengenbegrenzungsanschlages. Die Position des Fördermengenbegren zungsanschlages kann von einem Sensor 15 erfasst werden, dessen Signale über die Leitung 16 an den Mikrocomputer 1 rückgeführt werden können. Durch die Weiterleitung der digital verarbeitbaren Signale der Messwertgeber über die Leitungen 2, 3, 4, 5, 6 und 7 zum digital arbeitenden Mikrocomputer und die Weiterleitung der digitalen Signale des Mikrocomputers über die elektrischen Leitungen 8, 9 und 10 zum Stellglied 14 wird die Störanfälligkeit der Schaltungsanordnung bei Schwankungen der Versorgungsspannung wesentlich verringert und es treten keine Probleme mit der Temperaturstabilität und der Langzeitstabilität auf. Die jeweiligen Kennlinienfelder für verschiedene Motoren und Regler temperaturen können durch geeignete Software dem frei programmierbaren Mikrocomputer eingegeben werden und es sind somit für die verschiedensten Motoren immer nur die gleichen Bauteile erforderlich. über die Software des Mikrocomputers ist es ohne weiteres möglich, die Freigabe der Startmenge nur dann zuzulassen, wenn der Motor eine vom Wert Null aus ansteigende Drehzahl liefert, und das Ausmass der Freigabe der Startmenge kann ebenso einfach in Funktion von der Motortemperatur, beispielsweise der Zylinderkopftemperatur oder der Kühlwassertemperatur, und von der Temperatur der angesaugten Luft bestimmt sein. Eine unzulässige Freigabe der Startmenge bei laufendem Motor kann durch den Mikrocomputer in einfacher Weise verhindert werden. In Fig. 5 ist ein Temperaturmesswertgeber schematisch dargestellt. Mit 17 ist eine temperaturabhängige Konstantstromquelle bezeichnet. Der temperaturabhängige Strom der integrierten Halbleiterschaltung der Konstantstromquelle 17 ist von der Versorgungsspannung unabhängig und wird einem monostabilen Multivibrator 18 zugeführt, welcher anstelle eines konventionellen RC-Gliedes die Konstantstromquelle 17 und den Kondensator 19 aufweist. Die Konstantstromquelle 17 wird somit das zeitbestimmende Glied dieser Anordnung und zeichnet sich durch einen sehr hohen Innenwiderstand aus, wodurch die Störanfälligkeit wesentlich herabgesetzt ist. Über die Leitung 20 wird dem Mikrocomputer eine der gemessenen Temperatur proportionale Zeitdauer zugeführt. Die Konstantstromquelle 17 und der Multivibrator 18 können ohne weiteres räumlich getrennt sein, ohne dass Störeinflüsse zu befürchten sind. In Fig. 6 ist ein Druckmesswertgeber schematisch dargestellt. Hiebei ist ein Drucksensor 21 als Teil eines Schwingkreises 22 eingesetzt, welcher durch einen Impulsgeber 23 angeregt wird, wobei der Impuls ohne weiteres vom Mikrocomputer selbst kommen kann. Der Schwingkreis wird durch den kurzen Impuls angeregt und die Periodendauer der Eigenschwingung durch die Schaltungsanordnung 24 gemessen. Das Signal der Schaltung 24 liegt somit bereits digital vor. Da im Resonanzfall beträchtliche Spannungserhöhungen auftreten, können der Kondensator und die restliche Messanordnung räumlich getrennt vom Drucksensor 21 angeordnet werden. Eventuelle Nichtlinearitäten dieser Anordnung können bei der späteren Kennlinienberechnung im Mikrocomputer berücksichtigt werden. Die Schaltungsanordnung 24 kann bereits im Mikrocomputer enthalten sein. In Fig. 7 ist eine Druckmessdosen-Spulen-Anordnung 25 dargestellt, deren Membran 26 von einem zu messenden Druck über eine Leitung 27 beaufschlagt ist. Die Spule 28 weist zwei Schalenkernhälften 29 und 30 auf. Die Schalenkernhälfte 29 ist hiebei starr festgelegt und die Schalenkernhälfte 30 über eine Verbindungsstange 31 mit der Membran 26 gekoppelt. Eine Bewegung der Membran ergibt somit eine Veränderung des Luftspaltes 32 und damit eine Veränderung der Induktivität. Diese Induktivität kann beispielsweise in der in Fig. 6 oder 9 gezeigten Schaltung durch Veränderung der Ligenre- sonanz eines Schwingkreises zur Messung des Druckes herangezogen werden. In Fig. 8 ist eine Brückenschaltung 33 dargestellt, deren elektrisches Bauelemellt 34 druckemlfin(llicll ist. In der gezeigten temperaturkompensierten Schaltung handelt es sich um Widerstände, jedoch kann das druckempfindliche elektrische Bauelement 34 in analoger Weise von einem druckempfindlichen Kondensator gebildet sein. Die Brückenschaltung 33 liegt bei 35 an einer konstanten Referenzspannung und die beiden Brückenausgänge sind mit einem Operationsverstärker 36 verbunden, dessen Ausgangsspannung proportional dem Druckmesswert ist. Dieses Signal ist dem mit 37 bezeichneten monostabilen Multivibrator zugeführt, welcher bei 38 mit der Versorgungsspannung verbindbar ist. Der Multivibrator dient der Spannungs- bzw. Strom-Frequenzwandlung und das entsprechende unmittelbar digital verwertbare Signal wird über die Leitung 39 dem Mikrocomputer zugeführt. In Fig. 9 ist eine spezielle Schaltungsanordnung für die Druckmessung mittels einer Druckmessdosen-Spulen Kombination näher erläutert. Die Schaltungsanordnung der Fig. 9 verwendet einen Serienschwingkreis, jedoch ist es ohne weiteres möglich, die prinzipiell gleiche Schaltung mit einem Parallelschwingkreis zu realisieren. Das Signal zur Anregung des Schwingkreises gelangt über eine Treiberstufe 40 an einen niederohmigen Gegentaktleistungsverstärker 41. Der Schwingkreis ist von einem Kondensator 42 und der veränderlichen Induktivität 43 gebildet, wobei die Induktivität in Abhängigkeit vom Druck, beispielsweise durch Verwendung einer Ausbildung des Druckmesssensors nach Fig. 7, veränderlich ist. Die Eigenschwingung des Serienschwingkreises führt zu relativ grossen Signalen, welche mit Vorteil der mit 44 bezeichneten Begrenzerverstärkungsschaltung zugeführt werden, wobei beispielsweise die Periodendauer der Resonanzfrequenz gemessen wird. In Fig. 10 ist schematisch ein von einer Nockenscheibe gebildeter degrenzungsanschlag 45 dargestellt, welcher von einem koaxial zur Drehachse 46 der Nockenscheibe angeordneten Schrittmotor verstellt werden kann und mit einem Fördermengenverstellglied 47, d. h. der Regelstange des Dieselmotors, zusammenwirkt. Der Schrittmotor kann unmittelbar durch die Signale des Mikrocomputers angesteuert werden, sofern seine Ausgangslage vor Ansteuerung genau bekannt ist. Hiezu kann der Schrittmotor entweder im stromlosen Zustand immer in eine für den Notbetrieb geeignete Stellung, welche einem genau definierten Schritt des Schrittmotors entspricht, durch Federn verstellt werden, oder aber ein Schalter 48 vorgesehen sein, welcher einer genau definierten Stellung des Schrittmotors entspricht und dessen Schaltimpuls das Erreichen dieser genau definierten Stellung dem Mikrocomputer meldet. Das Stellglied für den Fördermengenbegrenzungsanschlag 45 kann aber auch, wie in Fig. 11 dargestellt ist, mit dem gemeinsamen Kern 49 und einer Spulenanordnung mit zwei Spulen 50 und 51 starr verbunden sein. Die Posi tion des Kernes 49 kann durch eine mit 52 schematisch dargestellte. Verriegelung gesichert sein und die jeweilige Position kann durch den Sensor 15 abgetastet und dem Mikrocomputer über die Leitung 16 mitgeteilt werden. Die Verschiebung in eine der beiden Richtungen des Doppelpfeiles 53 ergibt sich durch das Tastverhältnis, mit welchem die Spulen 50 und 51 an Spannung gelegt werden. Als Drehzahlmassgeber kann ein einfacher nicht dargestellter induktiver oder optoelektronischer Sensor verwendet werden, dessen Impulsfrequenz oder Pulsbreite in einfacher Weise unmittelbar durch den Mikrocomputer 1 ausgewertet werden kann. Patentansprüche:

Claims: Patentansprüche : 1. Schaltungsanordnung für die Steuerung oder Regelung des Verstellweges eines Fördermengenbegrenzungsanschlages (45) für die Regelstange (47) einer Dieseleinspritzbrennkraftmaschine in Abhängigkeit von Betriebsgrössen derselben, wie z. B. Ladedruck, Aussendruck, Motortemperatur, Aussentemperatur, Kraftstofftemperatur, Drehzahl od. dgl., gekennzeichnet durch Messwertgeber für die Betriebsgrössen, deren Signale digital verwertbar sind, einen digital arbeitenden Mikrocomputer (1), dessen Eingang die Signale der Messwertgeber in unmittelbar digital verwertbarer Form, nämlich in Form eines Zeitintervalls oder einer Periodendauer bzw. Frequenz, über elektrische Leitungen (2, 3, 4, 5, 6, 7) zugeführt sind, und ein digital ansteuerbares Stellglied (14) für den Begrenzungsanschlag (45), welchem die digitalen Ausgangssignale des Mikrocomputers (1) über elektrische Leitungen (8, 9, 10) zugeführt sind. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Messwertgeber für die Erfassung einer Temperatur als temperaturabhängige Konstantstromquelle (17) ausgebildet ist, welche mit einem Kondensator (19) elektrisch verbunden ist und mit diesem das zeitbestimmende Glied eines Multivibrators (18) bildet. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Messwertgeber für die Erfassung eines Druckes von wenigstens einem druckempfindlichen elektrischen Bauelement (34) gebildet ist, welche(s) in einer vorzugsweise temperaturkompensierten Brückenschaltung (33) wenigstens einen Teil des zeitbestimmenden Gliedes eines Multivibrators (37) bildet oder bilden. 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein monostabiler Multivibrator (18, 37) vorgesehen ist. 5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Messwertgeber für die Erfassung eines Druckes von einer Messdosen-Spulen Anordnung (25) gebildet ist, deren druckabhängige Induktivitätsveränderung die Resonanz frequenz eines Schwingkreises bestimmt. 6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Messdosen-Spulen-Anordnung (25) relativ zueinander verschieblich gelagerte Schalenkernhälften (29, 30) aufweist, wobei eine Schalenkernhälfte (29) ortsfest gelagert und die andere bewegliche Schalenkernhälfte (30) mit der Membran (26) der Messdose verbunden ist. 7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangssignal des Resonanzschwingkreises einem Begrenzerverstärker (44) zugeführt ist, dessen im wesentlichen rechteckige Impulse dem Mikrocomputer zur Auswertung der Frequenz oder der Periodendauer zugeführt sind. 8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorgänge der Messwertgeber vom Mikrocomputer (1) einleitbar sind. 9. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Drehzahlmesswertge ber (nM) ein optoelektronischer, induktiver oder kapazitiver Aufnehmer eingesetzt ist, dessen Signal dem Mikrocomputer (1) zugeführt ist. 10. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verstellung des Fördermengenbegrenzungsanschlages (45) ein Schrittmotor mit vorbestimmter und/oder rückgemeldeter Ausgangslage vorgesehen ist, welcher über eine Getriebekette, beispielsweise eine Nockenscheibe, einen Gewindetrieb, einen Kurbeltrieb oder einen Zahnstanyentrieb, mit dem Fördermengenbegrenzungsanschlag verbunden ist. 11. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied des Fördermengenbegrenzungsanschlages (45) vom gemeinsamen Kern (49) einer Spulenkombination (50, 51) gebildet ist, welcher Kern in jeder Stellung mechanisch feststellbar ist und in einem geschlossenen Regelkreis durch Änderung des Tastverhältnisses der Versorgungsspannung der Spulen durch den Mikrocomputer (1) verstellbar ist. 12. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Stellglied in einem an sich bekannten Servosystem, insbesondere in einem hydraulischen Servosystem, ein digital angesteuertes ilfsaggregat, insbesondere ein elektromagnetisches Ventil vorgesehen ist.

Inventors: BRASSEUR, GEORG, DIPL. ING., PACHA, FRANZ, DIPL. ING.
Applicants: FRIEDMANN & MAIER AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1980
Main classification: F02D5
IPC codes: F02B3, F02D41