DE1277627B - Elektronische Steuereinrichtung fuer die Saugrohreinspritzanlage einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

F02d

Deutsche Kl.: 46b2-16

Nummer: 1277 627

Aktenzeichen: P 12 77 627.1-13 (B 88606)

Anmeldetag: 24. August 1966

Auslegetag: 12. September 1968

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Steuereinrichtung zum Betrieb der Saugrohreinspritzanlage einer Brennkraftmaschine mit einem monostabilen, einen ersten und einen zweiten Kipptransistor umfassenden Kippschaltung zur Erzeugung von rechteckförmigen Schaltimpulsen mit veränderbarer, durch einen im Mitkopplungszweig zwischen beiden Transistoren liegenden Zeitkonstantenkreis bestimmter Zeitdauer.

Bei bekannten Steuereinrichtungen dieser Art wird in einer zu den Umdrehungen der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine synchronen Impulsfolge den elektromagnetisch betätigbaren Einspritzventilen über einen Leistungstransistor Strom zugeführt, der durch die rechteckförmigen, von der Kippschaltung gelieferten Schaltimpulse gesteuert wird, wobei die Dauer der Schaltimpulse die Öffnungsdauer der Einspritzventile und demzufolge die bei jedem Einspritzvorgang in das Ansaugrohr gelangende Brennstoffmenge bestimmt, wenn der Brennstoff in den Zuleitungen zu den Einspritzventilen unter praktisch konstant bleibendem Druck gehalten wird. Um eine gute Anpassung der eingespritzten Kraftstoffmenge an den jeweiligen Kraftstoffbedarf bei verschiedenen Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine zu erzielen, ist es notwendig, die am Leistungstransistor wirksamen Steuerimpulse in ihrer jeweiligen Dauer in einem verhältnismäßig großen Umfang, beispielsweise zwischen 2 und 6 Millisekunden Dauer, zu ändern. Da jedoch die Impulsdauer von der Zeitkonstanten des die jeweilige instabile Kipplage der Kippschaltung bestimmenden Mitkopplungszweiges abhängig ist, ergibt sich durch Änderung der im Mitkopplungszweig liegenden Schaltelemente gleichzeitig auch eine Änderung der Rückkopplungsbedingungen, so daß es häufig nur unter Schwierigkeiten möglich ist, den erforderlichen Variationsbereich sicherzustellen, wenn gleichzeitig berücksichtigt werden muß, daß eine zur Stromversorgung der Steuereinrichtung und der Ventile dienende Fahrzeugbatterie je nach ihrem Ladungszustand beträchtliche Spannungsschwankungen aufweisen kann.

Diese Schwierigkeiten treten besonders dann auf, wenn für die erforderliche Änderung der Impulsdauer und der Einspritzmenge ein durch die Bauart oder Baugröße der Brennkraftmaschine festgelegter Kennlinienverlauf in Abhängigkeit von einzelnen Betriebsbedingungen, wie beispielsweise der Drehzahl, dem Unterdruck im Ansaugrohr, dem barometrischen Luftdruck, der Kühlwassertemperatur u. dgl., notwendig ist. Für diese Änderungen der Einspritzdauer sind zwar schon verschiedenartige Lösungs-Elektronische Steuereinrichtung
für die Saugrohreinspritzanlage
einer Brennkraftmaschine

Anmelder:

Robert Bosch G. m. b. H.,

7000 Stuttgart, Breitscheidstr. 4

Als Erfinder benannt:

Dr.-Ing. Hermann Scholl, 7000 Stuttgart

wege bekanntgeworden, die jedoch vor allem im Bereich der obenerwähnten sehr kurzen Öffnungszeiten unterhalb von 4 Millisekunden Schwierigkeiten bereiten. Besonders mit Rücksicht auf möglichst geringe, in den Auspuffgasen enthaltende unverbrannte Abgasanteile ist es jedoch notwendig, die eingespritzten Kraftstoffmengen möglichst genau zu dosieren, um vor allem im Teillastbereich einen sparsamen und abgasfreien Betrieb ohne zu starke Abmagerung des Brennstoffluftgemisches sicherzustellen.

Diese Aufgaben lassen sich bei einer elektronischen Steuereinrichtung der eingangs beschriebenen Art dadurch lösen, daß erfindungsgemäß an die Kippschaltung eine Schaltstufe angeschlossen ist, die gegenüber dem Schaltimpulsbeginn der Kippschaltung verzögert umgeschaltet, aber durch den am Ende des Schaltimpulses auftretenden Spannungssprung zurückgeschaltet wird, wobei der für die Einspritzmenge maßgebende, gegenüber der Kippdauer der Kippschaltung um die Verzögerungszeit verkürzte Nutzimpuls an der Schaltstufe abgenommen wird.

Nach diesem Grundgedanken der Erfindung wird es möglich, mit der Kippschaltung rechteckförmige Schaltimpulse zu erzeugen, die in wesentlich geringerem Umfang als bei den seither üblichen Steuereinrichtungen in ihrer Impulsdauer verändert zu werden brauchen, weil von ihnen eine konstante, durch die Verzögerung der nachgeschalteten Schaltstufe festgelegte Anfangsverzögerungszeit abgezogen wird, so daß an dem die Öffnung der Einspritzventile bewirkenden Leistungstransistor nur Steuerimpulse wirksam werden, deren Dauer der Differenz aus der Impulslänge der von der Kippschaltung gelieferten,

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variablen Schaltimpulse und der von der Schaltstufe liegender Spannungsteiler vorgesehen ist, der aus gelieferten Verzögerungszeit entspricht. Demzufolge einem spannungsunabhängigen, zusammen mit dem kann der Variationsbereich der im Mitkopplungs- Emitter dieses Kipptransistors an eine der Betriebszweig der Kippschaltung liegenden Schaltelemente Spannungsleitungen angeschlossenen Widerstand und wesentlich verkleinert werden. 5 aus einem spannungsabhängigen Widerstand, insbe-Die elektronische Impulstechnik bietet für die Ver- sondere einer Zenerdiode besteht, und daß zwischen Wendung einer Schaltstufe mit konstanter Verzöge- dem Abgriff des Spannungsteilers und dem Verbinrungszeit verschiedenartige Schaltanordnungen an, dungspunkt der zusätzlichen Diode und des Koppelwobei es jedoch notwendig ist, den Ausgang der die kondensators ein Widerstand vorgesehen ist.
variablen Schaltimpulse liefernden Kippschaltung und io Die Erfindung ist nachstehend an Hand mehrerer den Ausgang der die Verzögerungszeit bestimmenden in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele Schaltstufe logisch so zu verknüpfen, daß am näher beschrieben und erläutert. Es zeigt
Leistungstransistor ein Nutzimpuls der erforderlichen F i g. 1 eine Saugrohreinspritzanlage mit ihrer elek-Zeitdifferenz entsteht Eine diese elektrische Ver- tronischen Steuereinrichtung im Schaltbild und in knüpfung in besonders einfacher Weise gewähr- 15 teilweise schematischer Darstellung,
leistende Anordnung ergibt sich, wenn gemäß einem Fig. 2 ein Schaubild zur Erläuterung der Wirden Gegenstand der Erfindung weiter ausbildenden kungsweise der erfindungsgemäßen, die Differenz-Vorschlag die zur Erzielung der konstanten Ver- bildung bewirkenden Schaltstufe;
zögerungszeit dienende Schaltstufe aus einem ein- F i g. 3 und 4 zeigen abgewandelte Ausführungszigen Schalttransistor besteht, dessen Basis über 20 beispiele der elektronischen Steuereinrichtung nach einen Koppelwiderstand an den Kollektor des einen . Fig. 1;

der beiden Kipptransistoren und über einen Koppel- Fig. 5 ist eine weitere elektronische Steuereinrichkondensator an den Kollektor des anderen der beiden tung mit einer die Verzögerungszeit ergebenden Kipptransistoren angeschlossen ist. Hierbei empfiehlt Schaltstufe dargestellt, in welcher außerdem eine es sich, die Anordnung so zu treffen, daß der in der 25 Kompensationsschaltung zum Ausgleich der mit Schaltstufe verwendete Schalttransistor im Ruhe- sinkender Batteriespannung sich vergrößernden zustand der Kippschaltung gesperrt ist, damit seine Ansprechverzögerung der Einspritzventile vorStromverstärkung keinen nennenswerten Einfluß auf gesehen ist.

die Verzögerungszeit hat. Um sicherzustellen, daß Die Kraftstoffeinspritzanlage nach Fig. 1 ist zum der Schalttransistor ohne eine zusätzliche Verzöge- 30 Betrieb einer Vierzylinderbrennkraftmaschine 10 berungszeit gleichzeitig mit der Kippschaltung am Ende stimmt, deren Zündkerzen 11 an eine nicht dargedes von der Kippschaltung gelieferten variablen stellte Hochspannungszündanlage angeschlossen sind. Schaltimpulses in seinen während der stabilen In unmittelbarer Nähe der nicht dargestellten Einlaß-Betriebslage der Kippschaltung eingenommenen ventile der Brennkraftmaschine sitzt auf den zu den Sperrzustand zurückkehren kann, empfiehlt es sich in 35 einzelnen Zylindern führenden Verzweigungsstutzen weiterer Ausgestaltung der Erfindung, daß parallel des Ansaugrohres 12 je ein elektromagnetisch bezur Emitter-Basis-Strecke des Schalttransistors die tätigbares Einspritzventil 13. Jedem Ventil wird über Reihenschaltung aus einem mindestens in einer Rieh- eine der bei 14 angedeuteten Kraftstoffleitungen aus tung für Gleichstrom durchlässigen Schaltelement einem Verteiler 15 Kraftstoff zugeführt. Der Kraft- und einer Diode vorgesehen ist, wobei die Diode in 40 stoff wird im Verteiler und in den Leitungen 14 durch der gleichen Richtung wie die Emitter-Basis-Strecke eine bei 16 angedeutete, mit der Kurbelwelle 17 der stromdurchlässig und mit einer ihrer beiden Elek- Brennkraftmaschine gekuppelte Pumpe unter antroden unmittelbar an die Basis des Schalttransistors nähernd gleichbleibendem Druck von etwa 2 Atmoangeschlossen ist, und daß der Koppelkondensator Sphären (2 atü) gehalten.

an den Verbindungspunkt des Schaltelements und der 45 Jedes der Einspritzventile 13 enthält eine nicht Diode angeschlossen ist und daß ferner der Koppel- dargestellte Magnetisierungswicklung, deren eines widerstand unmittelbar mit der Basis des Schalt- Ende an Masse liegt, während das andere Ende jeder transistors verbunden ist. Zweckmäßig wird als das der Wicklungen über Anschlußleitungen 18 mit einem für Gleichstrom durchlässige Bauelement eine zweite von vier Widerständen 19 verbunden ist. Die WiderDiode vorgesehen, deren Durchlaßrichtung mit der 50 stände 19 sind zusammen an den Kollektor eines zu ihr in Reihe liegenden ersten Diode übereinstimmt. bei 20 dargestellten Leistungstransistors angeschlos-Da es sich beim praktischen Betrieb von Saugrohr- sen, der von einem im folgenden näher beschriebenen einspritzanlagen auf Kraftfahrzeugen gezeigt hat, daß elektronischen Regel- und Steuergerät über einen die Einspritzventile mit um so größerer Ansprech- Transistorverstärker 21 mit rechteckförmigen Steuerverzögerung in ihre Öffnungsstellung gelangen, je 55 impulsen bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle 17 niedriger die Spannung der zur Stromversorgung versorgt wird und dabei einen die Einspritzventile 13 dienenden Fahrzeugbatterie liegt, wird gemäß einem über die Dauer dieser Impulse öffnenden Strom die Erfindung weiter ausbildenden Vorschlag die der liefert. Zur Öffnungsdauer proportional ist die bei Kippschaltung nachgeordnete, die Verzögerungszeit jedem Einspritzvorgang in das Ansaugrohr und von liefernde Schaltstufe dazu benutzt, die mit fallender 60 dort in die Zylinder gelangende Einspritzmenge, die Batteriespannung wachsende Ansprechverzögerung den jeweiligen Betriebsbedingungen der Brennkraftder Einspritzventile zu kompensieren. Dies läßt sich maschine angepaßt werden muß.
in einfacher Weise dadurch erreichen, daß in der Das hierzu dienende Regel- und Steuergerät Verbindungsleitung vom Kollektor eines der Kipp- besteht im wesentlichen aus zwei Baugruppen, nämtransistoren zu dem Koppelkondensator eine zusatz- 65 lieh aus einem monostabilen Kippgerät KG, das einen liehe Diode vorgesehen ist, die im Sperrzustand in F i g. 2 wiedergegebenen rechteckförmigen Grunddieses Kipptransistors in Sperrichtung beansprucht schaltimpuls I₀ mit einer unter Anpassung an die wird, und daß ferner ein über der Batteriespannung jeweiligen Betriebsbedingungen . der Brennkraft-

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maschine veränderbaren Impulsdauer T₀ liefert, und Um zu vermeiden, daß diese Impulsdauer T₀ für ferner aus einer an das Kippgerät KG angeschossenen die hier in Betracht gezogene Bauart und Baugröße Schaltstufe ST, die nach F i g. 2 gegenüber dem ebenso wie die jeweilige Öffnungsdauer der Magnet-Beginn des im Zeitpunkt t_t ausgelösten Grund- ventile im Verhältnis 1: 3 zwischen 2 Millisekunden impulses I₀ um eine im wesentlichen konstante Ver- 5 und 6 Millisekunden geändert werden muß, ist beim zögerungszeit T_v später im Zeitpunkt t₂ eingeschaltet, Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 die SchaltstufeST aber zusammen mit dem Kippgerät KG im Zeit- vorgesehen, welche zur Bildung des am Leistungspunkt t_s in den Ausgangszustand zurückgeschaltet transistors 20 wirksamen Nutzimpulses I_n mit der der wird. Die Schaltstufe liefert zwischen den Zeit- Öffnungsdauer der Ventile entsprechenden Impulspunkten t₂ und ig einen für die Öffnung der Magnet- io dauer T_n eine Verzögerungszeit T_v liefert. Mit Rückventile maßgebenden Nutzimpuls I_n, dessen Impuls- sieht auf die erwähnten Zahlenwerte für den Nutz^ dauer T_n der Differenz aus der Impulsdauer T₀ des impuls beträgt im vorliegenden Ausführungsbeispiel Grundimpulses I₀ und der Verzögerungszeit T_v der diese Verzögerungszeit T_v 2 Millisekunden. Infolge Schaltstufe 5Γ entspricht. der erfindungsgemäßen Differenzbildung kann der

Im einzelnen enthält das monostabile Kippgerät 15 kürzeste, von dem Kippgerät zu liefernde Grund- KG nach F i g. 1 einen ersten Kipptransistor T₁ vom impuls /_G statt 2 Millisekunden nunmehr 4 Millip-n-p-Typ und einen zweiten Transistor T₂ mit der Sekunden lang andauern und der längste, bei größtem gleichen Zonenfolge. Die Emitter beider Transistoren Brennstoffbedarf der Brennkraftmaschine einzustelsind über eine Plusleitung 25 mit dem Pluspol einer lende Grundimpuls eine Dauer von 8 Millisekunden als Betriebsstromquelle dienenden Fahrzeugbatterie ao haben; es ergibt sich demzufolge, daß durch Vermit einer Nennspannung von 12,6 Volt verbunden. stellen des Widerstandes 34 der Grundimpuls I₀ Vom Kollektor des ersten Transistors T₁ führt ein lediglich im Verhältnis 1:2 verändert werden muß. Arbeitswiderstand 26 und vom Kollektor des zweiten Im einzelnen besteht die Schaltstufe ST aus einem Transistors T₂ ein Arbeitswiderstand 27 zu einer einzigen Schalttransistor T₃, der die gleiche Zonengemeinsamen, mit Masse verbundenen Minusleitung 35 folge wie die beiden Kipptransistoren T₁ und T₉ des 28, die an den Minuspol der Fahrzeugbatterie an- Kippgerätes KG hat und wie diese mit seinem Emitter geschlossen ist. unmittelbar an die Plusleitung 25 angeschlossen ist.

Um sicherzustellen, daß der Transistor T₂ in der Damit der Schalttransistor T₃ im Ruhezustand des stabilen Ruhelage des Kippgerätes KG gesperrt ge- Kippgerätes KG stromlos ist, liegt er mit seiner Basis halten wird, ist seine Basis über einen Widerstand 30 30 über einen Koppelwiderstand 40 am Kollektor des mit dem Kollektor des ersten Kipptransistors T₁ und im Ruhezustand stromleitenden ersten Kippmit der Plusleitung 25 über einen Widerstand 31 ver- transistors T₁. Außerdem ist die Basis des Schaltbunden. Zwischen dem Kollektor des zweiten transistors über einen Koppelkondensator 41 mit dem Transistors T₂ und der Basis des ersten Transistors T₁ Kollektor des im Ruhezustand gesperrten zweiten liegt der Rückkopplungskondensator 33, welcher zu- 35 Kipptransistors T₂ verbunden, wobei die der Basis sammen mit einem veränderbaren, von der Basis des des Schalttransistors zugekehrte Elektrode des Transistors T₁ zur Minusleitung 28 führenden Wider- Koppelkondensators 41 mit der Anode einer ersten stand 34 den Mitkopplungszweig zwischen diesen mit ihrer Kathode an den Koppelwiderstand 40 und beiden Transistoren bildet. Die Zeitkonstante dieses die Basis des Schalttransistors T₃ angeschlossenen Mitkopplungszweiges ist für die instabile Kipplage 40 ersten Diode 42 und mit der Kathode einer zweiten des Kippgerätes KG und daher für die Impuls- Diode 43 verbunden ist, deren Anode an der Plusdauer T₀ des Grundimpulses I₀ maßgebend. leitung 25 liegt. Vom Kollektor des Schalt-

Bei den seither bekanntgewordenen elektronischen transistors T₃ zur Minusleitung 28 führt ein Arbeits-Steuereinrichtungen für Einspritzanlagen dient der widerstand 44, der während der in F i g. 2 dargestellam Kollektor des zweiten Kipptransistors T₂ ab- 45 ten Impulsdauer T^ des Nutzimpulses I_n vom KoI-nehmbare Schaltimpuls unmittelbar zur Steuerung lektorstrom des Schalttransistors T₃ durchflossen wird, des mit den Einspritzventilen in Reihe liegenden Im einzelnen arbeitet die aus dem Kippgerät KG Leistungstransistors, dem in gleicher Weise wie beim und der Schaltstufe ST bestehende Steuereinrichtung Ausführungsbeispiel eine oder mehrere Verstärkungs- folgendermaßen:

stufen 21 vorgeschaltet sein können. Bei diesen be- 50 Sobald der Schaltarm A des am Eingang des Kippkannten Einspritzanlagen muß der Schaltimpuls in geräts liegenden Auslöseschalters in dem in F i g. 2 seiner Dauer zwischen 2 Millisekunden und 6 Milli- bei t_x angedeuteten Zeitpunkt durch den mit der Sekunden, d. h. im Verhältnis 1: 3 geändert werden. Kurbelwelle 17 der Brennkraftmaschine 10 umlaufen-Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist zur Ände- den Nocken N geschlossen wird, hebt der sich Währung der Impulsdauer des Kippgerätes KG vor- 55 rend des Öffnungszustandes dieses Schalters über die gesehen, daß eine an das Ansaugrohr 12 der Brenn- Widerstände 50, 52 auf den Wert der Batteriekraftmaschine angeschlossene Membrandose 35, spannung aufladende Kondensator 51 über einen in welche in Richtung des Ansaugluftstromes hinter der Richtung zur Basis des ersten Kipptransistors T₁ mit einem Gaspedal 36 verstellbaren Drosselklappe stromdurchlässigen Gleichrichter 53 das Potential 37 der Brennkraftmaschine liegt, den Widerstand 34 60 dieser Basis so weit ins Positive an, daß der bis zu um so stärker verkleinert, je weiter der im Ansaug- diesem Zeitpunkt stromleitende erste Kipptransistor rohr herrschende absolute Luftdruck absinkt, d. h. je T₁ augenblicklich gesperrt und der seither gesperrte größer der Unterdruck im Ansaugrohr wird. Durch zweite Kipptransistor T₂ gleichzeitig stromleitend Verkleinerung des Widerstandes 34 wird auch die wird. Da der Rückkopplungskondensator 33 an seiner Zeitkonstante des aus diesem Widerstand und dem 65 mit der Basis des Transistors T₁ verbundenen Elek-Kondensator 33 bestehenden Mitkopplungszweiges trode sich vorher positiv aufladen konnte, hält er den und daher auch die Impulsdauer T₀ der Schalt- Transistor T₁ so lange gesperrt, bis seine Ladung impulse I₀ des Kippgerätes KG verkleinert. über den veränderbaren Widerstand 34 abgeflossen

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ist und das Basispotential des Transistors T₁ gering- einflußt bleibt und daher gleichzeitig mit dem Kippfiigig unter das Potential der Plusleitung 25 zurück- transistor T₂ in den Sperrzustand zurückkehren kann, gesunken ist. Unabhängig von einer in der Zwischen- Mit der erfindungsgemäßen Anordnung erreicht

zeit erfolgten Öffnung des Schaltarms A, der wegen man demzufolge eine Verkürzung des Grundimpulses des Gleichrichters 53 nach erfolgter Auslösung keinen 5 I₀ um die konstante Verzögerungszeit T_v. Man kann Einfluß mehr auf das Kippgerät hat, kehrt daher das daher den vom Kippgerät KG bereitzustellenden und Kippgerät KG nach der durch die Kapazität des an die jeweiligen Betriebsbedingungen der Brenn-Rückkopplungskondensators 33 und den Wert des kraftmaschine anzupassenden Grundimpuls I_G um veränderbaren Widerstandes 34 festgelegten Impuls- die Verzögerungszeit T_v langer wählen. Demzufolge dauer T₀ im Zeitpunkt t₃ in seinen ursprünglichen, io kann der Variationsbereich am Widerstand 34 erhebstabilen Zustand zurück, wobei der zweite Kipp- lieh kleiner sein. Da dieser Widerstand mit Rücktransistor T₂ erneut gesperrt wird. Der vom Kipp- sieht auf die Betriebssicherheit des ersten Kippgerät KG gelieferte und mit Hilfe der Membrandose transistors T₁ innerhalb festgelegter Mindest- und veränderbare Grundimpuls /_G ist daher im Zeit- Höchstgrenzen liegen muß, ergibt sich eine erhebpunkt t₃ beendet. 15 liehe Vereinfachung für die Anpassung der Kraftstoff-

Um nun die gewünschte Verkürzung des Grund- menge an die Betriebsbedingungen. Dies fällt um so impulses I₀ um die konstante Verzögerungszeit T_v mehr ins Gewicht, je größer die Zahl der zu berückder Schaltstufe ST zu erzielen, darf der Schalt- sichtigenden Betriebsgrößen ist. Von den hierfür transistor T₃ erst um diese Verzögerungszeit später bereits bekannten Anordnungen ist beim Ausfühals der zweite Kipptransistor T₂ stromleitend werden. 20 rungsbeispiel nach F i g. 1 nur die dargestellte, mit Dies wird mit dem Koppelkondensator 41 erreicht. Hilfe der an die Ansaugleitung angeschlossenen Wenn dieser Kondensator 41 herausgeschnitten wäre Membrandose 35 durchführbare Veränderung des und daher keine Verbindung von der Basis des Widerstandes 34 ausgewählt worden, da sie besonders Schalttransistors zum Transistor T₂ bestehen würde, einfach zu übersehen ist und im Rahmen der Erfinmüßte der Schalttransistor T₃ gleichzeitig mit dem 25 dung als stellvertretend für andere, ebenfalls beseither ebenfalls gesperrten Kipptransistor T₂ strom- kannte, aber wesentlich kompliziertere Einrichtungen leitend werden. Während des Sperrzustandes des zur Anpassung des Grundimpulses I₀ an die jeweils Transistors T₂ kann sich aber der Koppelkondensator zu berücksichtigenden Betriebsgrößen gelten kann. 41 über die Diode 43 an seiner mit dieser verbun- Wie oben dargelegt wurde, dienen die beiden

denen Elektrode positiv aufladen. Wenn daher der 30 Dioden 42 und 43 in der Schaltstufe ST dazu, einen Kipptransistor T₂ im Zeitpunkt I₁ leitend wird, hebt gemeinsamen Rückschaltzeitpunkt Z₃ für das Kippdiese Ladung des Koppelkondensators 41 das Basis- gerät KG und die Schaltstufe ST sicherzustellen. Man potential des Schalttransistors T₃ weit ins Positive an kann jedoch an Stelle der zweiten Diode 43 einen und sperrt dadurch den Schalttransistor T₃ über den Widerstand vorsehen, der aber mit Rücksicht auf die Zeitpunkt t_± hinaus noch so lange, bis diese Ladung 35 zu erzielende Einschaltverzögerung T_v wesentlich über die Diode 42, den Koppelwiderstand 40 und den größer als der Kopplungswiderstand 40 gewählt Arbeitswiderstand 26 des schon in seinem Sperr- werden soll. Bei einem ausreichend kleinen Wert des zustand befindlichen ersten Kipptransistors T₁ zur Arbeitswiderstandes 27 kann man sogar auf die erste Minusleitung geflossen ist. Erst dann kann am Schalt- Diode 42 verzichten und diese durch eine Verbintranisistor T₃ das Basispotential unter das Emitter- 40 dungsleitung ersetzen. Es entsteht dann zwar auch potential absinken und der Schalttransistor T₃ strom- im Rückschaltzeitpunkt eine durch den Aufladestrom leitend werden. Dies geschieht im Zeitpunkt i„ so des Kopplungskondensators 41 verursachte Rückdaß eine vom Zeitpunkt t_t bis zum Zeitpunkt f, schaltverzögerung, die man jedoch sehr klein gegenreichende Einschaltverzögerung T_v entsteht, die zur über der durch den Entladevorgang des Kopplungs-Entladungszeitkonstanten des Koppelkondensators 41 45 kondensators 41 erreichten Einschaltverzögerung halproportional ist. ten kann.

Der an den Einspritzventilen wirksame Nutzimpuls Bei den Ausführungsbeispielen nach F i g. 3 und 4

I_n beginnt demzufolge um die Verzögerungszeit Ty besteht die Schaltstufe ST zwar ebenfalls aus einem später. einzigen Schalttransistor T₄. Dieser ist jedoch vom

Die Forderung, daß gleichzetig mit dem Kipp- 50 n-p-n-Typ und weist daher eine komplementäre transistor T₂ auch der Schalttransistor T₃ im Zeit- Zonenfolge zu dem Schalttransistor T₃ der Schaltpunkt t₃ am Ende des vom KippgerätKG gelieferten stufe nach Fig. 1 und zu dem jeweils am Eingang Grundimpulses I₀ in den Sperrzustand zurückkehrt, des Kippgerätes KG angeordneten ersten Kippwird durch die erste Diode 42 sichergestellt. Vor dem transistor T₁ auf, der bei allen Ausführungsbeispielen Übergang des Kipptransistors T₂ in den Sperrzustand 55 vom p-n-p-Typ ist und durch den von seiner Basis ist zwar der Koppelkondensator 41 entladen und ge- zur Minusleitung 28 führenden Widerstand im Ruhelangt, sobald dieser Transistor gesperrt wird, mit zustand der Kippschaltung stromleitend gehalten seiner an das Kippgerät KG angeschlossenen Elek- wird.

trode über den Widerstand 27 an Minuspotential. Der Das Kippgerät KG des Ausführungsbeispieles nach

einer anderen Elektrode zufließende Aufladestrom 60 Fig. 3 hat den gleichen Aufbau wie beim Auskann jedoch nicht über die Emitter-Basis-Strecke des führungsbeispiel nach Fig. 1. Da der zweite Kipp-Schalttransistors T₃ fließen und diesen Transistor transistor T₂ im Ruhezustand gesperrt ist und der über den Zeitpunkt t₃ hinaus stromleitend halten, Schalttransistor T₁ der Schaltstufe ST im Ruhezustand Denn die erste Diode 42 läßt keinen Stromfluß von des Kippgerätes KG ebenfalls gesperrt sein soll, ist der Basis zum Koppelkondensator 41 zu. Der Auf- 65 der Schalttransistor T₄ mit seiner Basis über den ladestrom wird vielmehr über die zweite Diode 43 Widerstand 40 an den Kollektor des zweiten Kippdem Koppelkondensator 41 direkt zugeleitet, so daß transistors T₂ angeschlossen. Wegen der komplemender Schaltkondensator T₃ vom Aufladestrom unbe- tären Zonenfolge des Schalttransistors T₄ ist sein

Emitter unmittelbar an die Minusleitung 28 und sein gangen eine zeitliche Verzögerung auftreten kann, Kollektor über den Arbeitswiderstand 44 an die Plus- weil der Einfluß des sich vom Rückschaltzeitpunkt t_s leitung 25 angeschlossen. Demzufolge dürfen die an aufladenden Koppelkondensators 41 durch die parallel zur Emitter-Basis-Strecke des Schalt- Diode 42 verhindert wird.

transistors verlaufenden beiden Dioden 42 und 43 5 Abweichend von den seither beschriebenen Ausnur für einen von der Basis zur Minusleitung fließen- führungsbeispielen ist beim Kippgerät KG des Ausden Strom durchlässig sein und müssen in entgegen- führungsbeispiels nach F i g. 5 ein induktives, die gesetzter Richtung sperren. Der Koppelkondensator Impulsdauer T₀ des Grundimpulses I₀ bestimmendes 41 ist ebenfalls abweichend von F i g. 1 an den Zeitglied vorgesehen. Dieses besteht im wesentlichen Kollektor des ersten Kipptransistors T₁ angeschlossen, io aus einem Transformator T, der einen in Längsrichder im Ruhezustand leitend ist, während der instabi- rung des eingezeichneten Pfeiles mit Hilfe der len Kipplage des Kippgerätes KG jedoch sperrt und Membrandose 35 verstellbaren Eisenkern 60 hat, die Entladung des Koppelkondensators ermöglicht. dessen jeweilige Stellung sowohl die Induktivität In diesem Falle entstehen jedoch auf der mit der seiner im Kollektorkreis des zweiten Kipptransistors Basis des Schalttransistors T₄ verbundenen Elektrode 15 T₂ in Reihe mit dem Arbeitswiderstand 27 angeorddes Koppelkondensators negative Ladungen, welche neten Primärwicklung 61 als auch die magnetische bei dem im Steuerzeitpunkt Z₁ erfolgenden Übergang Kopplung zwischen der Primärwicklung und seiner des ersten Kipptransistors T₁ in den Sperrzustand das Sekundärwicklung 62 bestimmt. Die Sekundärwick-Basispotential des Schalttransistors T₄ unter das lung 62 ist mit einem ihrer Wicklungsenden an die Potential der Minusleitung ins Negative verschieben ao Basis des ersten Kipptransistors T₁ und an einen von und dadurch den Schalttransistor T₄ noch bis zum der Basis zur Minusleitung 28 führenden Festwider-Zeitpunkt t_t gesperrt halten, weil der Kopplungs- stand 63 angeschlossen, der den Transistor T₁ im kondensator 41 sich erst nach Ablauf der Verzöge- Ruhezustand des Kippgerätes stromleitend hält. Das rungszeit T_v so weit entladen hat, daß die Basis des andere Wicklungsende der Sekundärwicklung 62 ist Schalttransistors T₄ gegenüber der Minusleitung 28 25 an den Verbindungspunkt von zwei weiteren, einen positive Potentialwerte annehmen und der Schalt- Spannungsteiler bildenden Widerständen 64 und 65 transistor leitend werden kann. angeschlossen. Der im Ruhezustand gesperrte zweite

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist das Kipptransistor T₂ liegt mit seiner Basis über den Kippgerät KG im Gegensatz zu den seither beschrie- Widerstand 30 am Kollektor des ersten Transistors benen Ausführungsbeispielen aus zwei komplemen- 30 T₁ und kann daher erst dann stromleitend werden, tären Transistoren, nämlich dem ersten Kipp- wenn der Schaltarm des Steuerschalters von dem mit transistor T₁ vom p-n-p-Typ und einem zweiten Kipp- der Kurbelwelle umlaufenden Nocken N gegen seinen transistor T₅ aufgebaut, der jedoch vom n-p-n-Typ mit der Plusleitung 25 verbundenen, nicht näher beist. Damit die instabile, für die Impulsdauer TG des zeichneten Gegenkontakt gedrückt wird und in der Grundimpulses I₀ maßgebende Betriebslage des 35 beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 beschriebenen Kippgerätes KG durch die Entladezeit des im Mit- Weise den ersten Kippschalter T₁ in seinen Sperrkopplungszweig liegenden Kondensators 33 bestimmt zustand steuert. Je nach der durch die Stellung des und demzufolge ein genau definierter Rückschalt- Eisenkerns 60 bestimmten Induktivität der Primärzeitpunkt t₃ für den Grundimpuls I₀ gewährleistet ist, wicklung 61, deren Gleichstromwiderstand vernachwerden die beiden Kipptransistoren im stabilen Zu- 40 lässigbar klein gegenüber dem Arbeitswiderstand 27 stand des Kippgerätes stromleitend gehalten. Dies ist, steigt der vom stromleitenden zweiten Transistor wird durch den veränderbaren Widerstand 34, der T₂ geführte Kollektorstrom an und erzeugt in der von der Basis des Kipptransistors T₁ zur Minusleitung Sekundärwicklung 62 eine den ersten Kipptransistor 28 führt, sichergestellt. Wegen der zueinander korn- T₁ gesperrt haltende Rückkopplungsspannung, welche plementären Zonenfolgen der Kipptransistoren T₁ 45 erst im Zeitpunkt t₃ in der für induktiv rückgekop- und T₅ ist der Koppelkondensator 41 der Schalt- pelte Kippgeräte bekannten Weise den Transistor T₁ stufe ST ebenso wie beim Ausführungsbeispiel nach erneut stromleitend werden läßt, der dann gleichzeitig Fig. 3 an den Kollektor des im Ruhezustand strom- den zweiten Kipptransistor T₂ sperrt,
leitenden ersten Kipptransistors T₁, der Koppel- Die an das Kippgerät KG angeschlossene Schaltwiderstand 40 an den Kollektor des zweiten Tran- 50 stufe ST ist in gleicher Weise wie die Schaltstufe sistors T₅ angeschlossen. nach F i g. 1 aufgebaut, enthält jedoch darüber

Der Schalttransistor T₄ befindet sich ebenso wie hinaus eine Einrichtung, mit welcher die Verzögebei den vorher beschriebenen Ausführungsbeispielen rungszeit T_v der Schaltstufe ST um so stärker verwährend der Ruhelage des Kippgerätes KG in seinem kürzt wird, je niedriger die Spannung der als Sperrzustand und wird erst nach der auf den Steuer- 55 Betriebsstromquelle dienenden Batterie liegt.
Zeitpunkt t_x des Kippgerätes KG folgenden Ver- Es hat sich nämlich gezeigt, daß die Einspritz-

zögerungszeit T_v im Zeitpunkt i₂ stromleitend, wobei ventile 13 um so langsamer ihre Öffnungsstellung die Einspritzventile 13 in ihre Offenstellung gelangen. erreichen, je niedriger die Spannung der Betriebs-Die Verzögerungszeit wird dabei durch die Kapazität Stromquelle ist. Die beim Betrieb von Kraftdes auf die Betriebsspannung aufgeladenen Koppel- 60 fahrzeugen üblicherweise verwendeten Sammlerkondensators 41 und die Größe der in seinem batterien mit einer Nennspannung von 12,6 Volt Entladungsweg über die Diode 42 liegenden Wider- liefern in vollem Ladezustand und bei geringer stände 40, 27 und 26 bestimmt. Am Ende des Grund- Belastung eine Spannung von 15 Volt. Diese Spanimpulses I₀ wird der zweite Kipptransistor T₅ im nung kann unter übermäßig starker Belastung und Zeitpunkt t₃ ebenso wie der erste Kipptransistor T₁ 65 bei unzureichendem Ladungszustand bis auf 12 Volt stromleitend und sperrt über den Koppelwiderstand und darunter absinken. Bei gleichbleibender Impuls-40 den die gleiche Zonenfolge aufweisenden Schalt- dauer T_n der die Ventile steuernden Nutzimpulse I_n transistor T₄, ohne daß zwischen diesen beiden Vor- verkürzt sich die Öffnungsdauer der Ventile praktisch

um jeweils 0,3 Millisekunden, wenn die Spannung der Stromquelle um 1 Volt sinkt.

Die in der Schaltstufe ST zur Kompensation derartiger Spannungseinflüsse vorgesehene Einrichtung enthält eine in ihrer Sperrichtung betriebene Zenerdiode Z, die unmittelbar an die Minusleitung 28 angeschlossen ist und eine Durchbruchsspannung von etwa 9 Volt hat. In Reihe mit der Zenerdiode Z liegt ein Widerstand 67. An diesem Widerstand entsteht eine Restspannung U^ von 3 Volt, wenn die Batteriespannung 12 Volt beträgt; bei einer Batteriespannung von 15 Volt hingegen hat die Restspannung U% einen Wert von 6 Volt. Der Koppelkondensator 41 ist über einen Ladewiderstand 68 an den Verbindungspunkt P zwischen der Zenerdiode Z und dem Widerstand 67 angeschlossen. Außerdem ist in die Verbindungsleitung vom Koppelkondensator 41 zum Kollektor des zweiten Kipptransistors T₂ eine zusätzliche dritte Diode 69 eingeschaltet, die so gepolt ist, daß sie einen Stromfluß nur in der vom Kollektor zum Koppelkondensator 41 gehenden Richtung zuläßt, in entgegengesetzter Richtung aber sperrt. Sie bewirkt daher bei gesperrtem Transistor T₂, daß die mit ihr verbundene Elektrode des Koppelkondensators 41 sich nicht auf das Potential der Minusleitung 28, sondern nur auf das Potential des Verbindungspunktes P negativ aufladen kann. Beim Übergang des Kipptransistors T₂ im Zeitpunkt t_t vom gesperrten in den stromleitenden Zustand weist daher der geladene Kondensator 41 eine Spannung auf, die der Restspannung U_R entspricht. Um diesen Wert wird das Potential der Basis des Schalttransistors T₃ ins Positive angehoben, wenn der Kipptransistor T₂ stromleitend wird und sein Kollektor daher annähernd das Potential der Plusleitung 25 annimmt. Der Einschaltzeitpunkt t₂ des weiterhin gesperrt bleibenden Schalttransistors wird erst dann erreicht, wenn der Koppelkondensator 41 sich von seiner im Einschaltzeitpunkt vorhandenen Spannung U_R über den Entladewiderstand 40 entladen hat. Dieser die Verzögerungszeit T_v bestimmende Entladevorgang dauert um so länger, je höher die anfängliche Ladespannung t/^ des Doppelkondensators 41 war. Da die Spannung U_R bei hoher Batteriespannung ebenfalls hoch ist, aber bei niedriger Batteriespannung wegen des praktisch konstant bleibenden Spannungsabfalls von 9 Volt an der Zenerdiode Z nur niedrige Werte hat, tritt bei fallender Batteriespannung eine Verkürzung der Verzögerungszeit T_v und demzufolge eine entsprechende Ver- längerung der Dauer T_n des für die Einspritzungen maßgebenden, sich als zeitliche Differenz zwischen dem unverändert bleibenden Grundimpuls Z₀ und der Verzögerungszeit T_v einstellenden Nutzimpulses I_n auf, wobei diese Verlängerung um so größer wird, je weiter die Batteriespannung sinkt und je langsamer demzufolge die Magnetventile 13 ihre Öfinungsstellung erreichen.

Claims (9)

Patentansprüche: 60

1. Elektronische Steuereinrichtung zum Betrieb der Saugrohreinspritzanlage einer Brennkraftmaschine, mit einer monostabilen, einen ersten und einen zweiten Kipptransistor umfassenden Kippschaltung zur Erzeugung von rechteckförmigen Schaltimpulsen mit veränderbarer, durch einen im Mitkopplungszweig zwischen beiden Transistoren liegenden Zeitkonstantenkreis bestimmter Zeitdauer, dadurch gekennzeichnet, daß an die Kippschaltung (KG) eine Schaltstufe (ST) angeschlossen ist, die gegenüber dem Schaltimpulsbeginn (Z₁) der Kippschaltung verzögert umgeschaltet, aber durch den am Ende (/₃) des Schaltimpulses (/_G) auftretenden Spannungssprung zurückgeschaltet wird, wobei der für die Einspritzmenge maßgebende, gegenüber der Kippdauer (T₀) der Kippschaltung um die Verzögerungszeit (T_v) verkürzte Nutzimpuls (I_n) an der Schaltstufe (ST) abgenommen wird.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltstufe (ST) aus einem einzigen Schalttransistor (T₃ bzw. T₄) besteht, dessen Basis über einen Koppelwiderstand (40) an den Kollektor des einen der beiden Kipptransistoren (T₁, T₂ bzw. T₅) und über einen Koppelkondensator an den Kollektor des anderen der beiden Kipptransistoren angeschlossen ist.

3. Steuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalttransistor (T₃ bzw. T₄) im Ruhezustand der Kippschaltung (KG) gesperrt ist.

4. Steuereinrichtung nach Anspruch 3, bei welcher die Kippschaltung (KG) zwei Kipptransistoren (T₁, T₂) mit gleicher Zonenfolge enthält, von denen der eine (T₁) im stabilen Zustand leitend, der andere (T₂) im stabilen Zustand der Kippschaltung nichtleitend ist, und bei welcher der Schalttransistor (T₃) die gleiche Zonenfolge wie die beiden Kipptransistoren aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalttransistor (T₃) mit seinem Koppelwiderstand (40) an den Kollektor des im stabilen Zustand leitenden Kipptransistors (T₁), mit seinem Koppelkondensator (41) dagegen an den Kollektor des im stabilen Zustand nichtleitenden Kipptransistors (T₂) angeschlossen ist.

5. Steuereinrichtung nach Anspruch 3, mit zwei Kipptransistoren (T₁, T₂) mit untereinander gleicher Zonenfolge und einem Schalttransistor (T₄) mit entgegengesetzter Zonenfolge, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalttransistor (T₄) mit seinem Koppelwiderstand (40) an den im stabilen Zustand nichtleitenden Kipptransistor (T₂), mit seinem Koppelkondensator (41) dagegen an den im stabilen Zustand leitenden Kipptransistor (T₁) angeschlossen ist.

6. Steuereinrichtung nach Anspruch 3, deren Kippschaltung zwei Kipptransistoren (T₁, TS) mit zueinander entgegengesetzter Zonenfolge (komplementäre Transistoren) enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Kipptransistoren (T₁, T₅) im stabilen Zustand der Kippschaltung leitend sind und daß der Schalttransistor (T₄) über seinen Koppelwiderstand (40) an den Kollektor desjenigen Kipptransistors (T₅) angeschlossen ist, der die gleiche Zonenfolge wie der Schalttransistor hat.

7. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur Emitter-Basis-Strecke des Schalttransistors (T₃ bzw. T₄) die Reihenschaltung aus einem mindestens in einer Richtung für Gleichstrom durchlässigen Schaltelement (43) und einer Diode (42) vorgesehen ist, wobei die Diode in der gleichen Richtung wie die Emitter-Basis-Strecke

des Schalttransistors stromdurchlässig und mit einer ihrer beiden Elektroden unmittelbar an die Basis des Schalttransistors angeschlossen ist, und daß der Koppelkondensator an den Verbindungspunkt des Schaltelements (43) und der Diode (42) angeschlossen ist und daß ferner der Koppelwiderstand (40) unmittelbar mit der Basis des Schalttransistors verbunden ist.

8. Steuereinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das für Gleichstrom durchlässige Bauelement als zweite Diode (43) ausgebildet ist, deren Durchlaßrichtung mit der zu ihr in Reihe liegenden ersten Diode (42) übereinstimmt.

9. Steuereinrichtung nach einem der An-Sprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in

der Verbindungsleitung vom Kollektor eines der Kipptransistoren (T₂) zu dem Koppelkondensator (41) eine zusätzliche Diode (69) vorgesehen ist, die im Sperrzustand dieses Kipptransistors in Sperrichtung beansprucht wird, und daß ferner ein über der Batteriespannung liegender Spannungsteiler vorgesehen ist, der aus einem spannungsabhängigen, zusammen mit dem Emitter dieses Kipptransistors an eine (25) der Betriebsspannungsleitungen angeschlossenen Widerstand (67) und aus einem spannungsabhängigen Widerstand, insbesondere einer Zenerdiode (Z) besteht, und daß zwischen dem Abgriff (F) des Spannungsteilers und dem Verbindungspunkt der zusätzlichen Diode (69) und des Koppelkondensators (41) ein Widerstand (68) vorgesehen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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