DE1526505C - Kraftstoffemspritzanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzanlage für eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine, insbesondere für einen mit Saugrohreinspritzung arbeitenden Kraftfahrzeugmotor, mit mindestens zwei abwechslungsweise öffnenden, jeweils wenigstens ein elektromagnetisch betätigbares Einspritzventil umfassenden Ventilgruppen und mit einem für alle Einspritzventile gemeinsamen Steuermultivibrator, der an seinem Ausgang elektrische, die Öffnungsdauer der Einspritzventile bestimmende Impulse liefert, die in ihrer Dauer abhängig von wenigstens einem Betriebsparameter der Brennkraftmaschine — insbesondere von dem im Ansaugrohr hinter der Drosselklappe herrschenden Ansaugluftdruck — veränderbar sind, und ferner mit einer der Anzahl der Ventilgruppen entsprechenden Zahl von Signalgebern, von denen jeder mit einem der voneinander getrennten Eingänge des Steuermultivibrators verbunden ist und im Wechsel mit den anderen Signalgebern synchron zu den Kurbelwellenumdrehungen betätigbar ist.

Kraftstoffeinspritzanlagen sind gewöhnlich so aufgebaut, daß einem oder mehreren Zylindern der Brennkraftmaschine jeweils ein Einspritzventil zugeordnet ist, das bei Anlagen der hier interessierenden Art elektrisch gesteuert wird. Dabei wird das Einspritzventil entsprechend der benötigten Kraftstoffmenge mehr oder weniger lang geöffnet, und zwar durch einen entsprechend langen Stromimpuls.

Da die einzelnen Zylinder den Kraftstoff zu verschiedenen Zeiten benötigen, müssen auch die Einspritzventile zu verschiedenen Zeiten geöffnet werden. Ohne wesentliche Beeinträchtigung der Funktion können die Einspritzventile zu Gruppen zusammengefaßt werden, z. B. bei einer Brennkraftmaschine mit vier Zylindern zu zwei Gruppen von zwei Einspritzventilen, bei sechs Zylindern zwei Gruppen von je drei Einspritzventilen, denen dann jeweils gemeinsam ein entsprechender Stromimpuls zugeführt wird.

Zum Erzeugen zeitlich gegeneinander versetzter Stromimpulse sind bereits verschiedene Wege bekannt.

So zeigt die deutsche Patentschrift 1 206 204 des Erfinders eine Kraftstoffeinspritzanlage mit einem einzigen Multivibrator, der die Stromimpulse für beide Ventilgruppen steuert. Zu diesem Zweck wird der Ausgang dieses Multivibrators durch einen von der Nockenwelle gesteuerten Umschalter einmal mit der einen und einmal mit der anderen Gruppe von Einspritzventilen verbunden.

Eine solche Anordnung arbeitet sehr zufriedenstellend; jedoch besteht bei mechanischen Umschaltern stets die Gefahr, daß die Kontaktgabe nicht zuverlässig ist, z. B. durch Verschmutzung oder Prellen. Man erhält also hier eine zusätzliche Störungsquelle. Außerdem wird der Umschalter sehr kompliziert, wenn eine größere Anzahl von Ventilgruppen gesteuert werden soll.

Aus der USA.-Patentschrift 2 867 200 ist ferner eine Schaltung für eine Kraftstolfeinspritzanlage bekannt, bei der zwei Ventile oder Ventilgruppen ohne einen solchen Umschalter gesteuert werden. Hierzu sind zwei getrennte monostabile Multivibratoren vorgesehen, denen je um 180° versetzte Triggerimpulse von einer Eingangsschaltung zugeführt werden. Die Impulsdauer beider Multivibratoren wird gleichsinnig in Abhängigkeit vom Unterdruck verstellt. Jeder Multivibrator steuert nur die ihm zugeordnete Grupj von Ventilen.

Diese Schaltung ist sehr aufwendig, da zwei g trennte monostabile Multivibratoren mit weitgehei gleichen Eigenschaften erforderlich sind. Ferner : besonders bei Multivibratoren mit induktiver Steu rung der Impulsdauer eine gleichartige Verstellui der Impulsdauer nur mit hohem Aufwand zu e reichen.

Ferner ist es aus der deutschen Patentschr 1 175 944 des Erfinders bereits bekannt, zwei j trennte Gruppen von Einspritzventilen mit eine einzigen Multivibrator zu steuern. Hierfür sind zv getrennte Signalgeber und zwei getrennte bistab Multivibratoren vorgesehen, die jeweils eine Grup von Einspritzventilen steuern. Jeder bistabile MuI vibrator wird von dem ihm zugeordneten Signalget eingeschaltet und vom monostabilen Multivibrai wieder ausgeschaltet.

Diese bekannte Anordnung liefert gute Ergebnis doch entsteht durch die Verwendung jeweils eir bistabilen Multivibrators je Ventilgruppe ein erhöh Aufwand an Bauteilen.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, die Nachte der bekannten Kraftstoffeinspritzanlagen zu verm den. Insbesondere ist es die Aufgabe der Erfindu eine Kraftstoffeinspritzanlage zu schaffen, die ι einen monostabilen Multivibrator mit vom Unt druck im Saugrohr abhängiger Impulsdauer benöi und die ohne Umschalter in einfacher Weise mini stens zwei getrennte Einspritzventile bzw. Grupj von Einspritzventilen steuern kann.

Erfindungsgemäß wird dies bei einer eingangs nannten Anlage dadurch erreicht, daß jeder der V tilgruppen ein elektronisches UND-Glied vorgescr tet ist, das mit einem seiner Eingänge an den A gang des Steuermultivibrators und mit einem an ren Eingang an einen der Signalgeber angeschl sen ist.

Es ist also nur nötig, für jede zu steuernde Ver gruppe (bzw. jedes zu steuernde Einzelventil) ei Signalgeber und ein UND-Glied vorzusehen. Dadu lassen sich mit einem einzigen monostabilen Mi vibrator mehrere Ventilgruppen steuern, und ζ ohne Zwischenschaltung eines Umschalters.

Für den Aufbau der Signalgeber liegen versc dene Möglichkeiten vor. In vorteilhafter Weise \ den sie so ausgebildet, daß die Ausgangsimpulse Signalgeber mindestens gleich lang sind wie die / gangsimpulse des monostabilen Multivibrators. Einspritzdauer wird dann nur durch den monost len Multivibrator bestimmt.

Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, für zelne Betriebszustände der Brennkraftmaschine Ausgangsimpulse der Signalgeber kürzer zu mac als die Ausgangsimpulse des monostabilen M vibrators. Eine solche Lösung bietet sich z. B. an, wo bei bestimmten Betriebsbedingungen Kraftstoffeinspritzung reduziert werden soll, ζ wenn die Brennkraftmaschine als Bremse arb oder in bestimmten Drehzahlbereichen.

Eine einfache Möglichkeit ist ferner die, dat Signalgeber Kontakte dienen, die jeweils bis kurz Schließen des nächsten Kontakts geschlossen ! Mit Vorteil werden diese Kontakte im Zündvert der Brennkraftmaschine angeordnet.

Eine andere vorteilhafte Art der Signalgabe is durch gekennzeichnet, daft ein hkiabiier Multiv

tor vorgesehen ist, dessen beide Eingänge synchron mit der Drehzahl der Brennkraftmaschine abwechselnd ausgesteuert werden und daß die beiden Ausgänge des bistabilen Multivibrators als Signalgeber dienen. Zur Steuerung der Eingänge können hier auch kurze Impulse dienen, da der bistabile Multivibrator so lange in seiner einen Stellung bleibt, bis an den anderen Eingang der nächste Impuls gelegt wird. Eine solche Anordnung eignet sich also besonders für Eingangsimpulse, die von einem sogenannten ίο »kontaktlosen« Impulsgeber stammen, z. B. einem magnetischen oder fotoelektrischen Impulsgeber.

Eine besonders einfache Lösung ergibt sich, wenn die Eingangsimpulse von der Hochspannungsseite des Zündverteilers abgenommen werden. Durch eine kapazitive oder induktive Ankopplung an Zündkabel kann der Einbau zusätzlicher Teile in den Zündverteiler vermieden werden. Man wählt hierzu solche Zündkabel, bei denen der Zündimpuls zeitlich richtig liegt, z. B. bei einer Vierzylindermaschine in der Weise, daß bei einer Gruppe von zwei Einspritzventilen das eine Einspritzventil über das geöffnete Einlaßventil direkt in den zugehörigen Zylinder einspritzen kann.

Eine erfindungsgemäße Anlage erlaubt es auch in besonders einfacher Weise, die besonderen Bedingungen beim sogenannten Schiebebetrieb zu berücksichtigen, d. h. für den Fall, daß das Fahrzeug bei geschlossener Drosselklappe durch die Brennkraftmaschine abgebremst wird. Es ist bekannt, in diesem Fahrzustand die Kraftstoffzufuhr zu unterbrechen.

Hierfür wird die Anlage mit Vorteil so ausgebildet, daß die UND-Glieder einen weiteren Eingang aufweisen, dem ab einer bestimmten Drehzahl bei geschlossener Drosselklappe eine Sperrspannung züge- 3 führt wird.

Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den folgenden dargestellten Ausführungsbeispielen zusammen mit deren Beschreibung. Es zeigt

Fig. 1 das Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzanlage,

F i g. 2 ein Schaubild zum Erläutern der Wirkungsweise der Anlage nach Fig. 1,

F i g. 3 ein Schaltbild einer Kraftstoffeinspritzanlage,

F i g. 4 eine Schaltungsvariante zum Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 und

F i g. 5 eine zweite Schaltungsvariante zum Ausführungsbeispiel nach F i g. 3.

In dem Blockschaltbild nach F i g. 1 ist eine Anlage dargestellt, die für eine vierzylindrige Brennkraftmaschine bestimmt ist und vier Einspritzventile 11, 12, 13, 14 aufweist, von denen jedes kurz vor dem Einlaßventil eines der vier Zylinder angeordnet ist. (Eine solche Anordnung ist in F i g. 3 dargestellt.) Diese Ventile sind in zwei Gruppen zusammengefaßt. Jede dieser Gruppen ist an den Ausgang eines Schaltverstärkers 15, 16 angeschlossen.

Zum taktrichtigen Steuern dieser Schaltverstärker 15, 16 sind zwei Signalgeber 17, 18 vorgesehen, die von der Nockenwelle der Brennkraftmaschine angetrieben werden. Sie erzeugen an ihrem Ausgang Spannungen M₁ und M₂, deren Spannungsform in F i g. 2 in den beiden obersten Reihen dargestellt ist, und zwar schließt jeweils der eine Kontakt kurz nachdem der andere Kontakt geöffnet hat.

Die Spannungen U₁ und w., werden einem Differenzierglied 19 zugeführt, in dem die Spannungen M₁ und M₂ getrennt differenziert werden. Dabei erzeugt jeweils die Vorderfianke dieser Spannungen (die Vorderflanke von M₁ liegt z. B. in F i g. 2 zum Zeitpunkt t_y an, und die Vorderflanke von M₂ zum Zeitpunkt t₃) einen Impuls, der einen monostabilen Multivibrator 22 jeweils in seine instabile Lage bringt, aus der er nach einer bestimmten Zeit wieder in seine Ruhelage zurückkippt. Diese Zeit wird bestimmt durch den Druck im Saugrohr 32 der Brennkraftmaschine, an das eine Druckmeßdose 24, ζ. B. von der in Barometern verwendeten Art, angeschlossen ist, die ihrerseits das Zeitglied des monostabilen Multivibrators 22 in bekannter Weise verstellt.

Am Ausgang des Multivibrators 22 erhält man Impulse M₃, die mit der Drehzahl der Brennkraftmaschine synchronisiert sind. Diese Impulse werden auf die Schaltverstärker 15 und 16 verteilt, und zwar durch zwei UND-Tore 25, 26, an deren Ausgänge die Schaltverstärker 15 und 16 angeschlossen sind. Ihre Zeitdauer ist vom Druck im Saugrohr 32 abhängig.

Jedes der UND-Tore 25, 26 ist mit drei Eingängen dargestellt. Der Ausgang des Multivibrators 22 ist mit einem Eingang jedes der beiden UND-Tore verbunden. Ferner ist ein Eingang des UND-Tores 25 an die Spannung M₁ und ein Eingang des UND-Tores 26 an die Spannung M₂ angeschlossen. An den dritten Eingang jedes der beiden UND-Tore ist ein Geber 27 angeschlossen, der von der Drehzahl der Brennkraftmaschine und der Stellung ihrer Drosselklappe abhängig ist und bei bestimmten Betriebszuständen beide UND-Tore sperrt, wie das im folgenden bei F i g. 4 noch beschrieben wird.

Für die Erläuterung der Arbeitsweise der Anordnung nach F i g. 1 kann zunächst angenommen werden, daß die Ausgangsspannung des Gebers 27 stets so groß ist, daß die UND-Tore 25 und 26 durch sie nicht gesperrt werden.

Da das UND-Tor 25 an die Spannung M₁ angeschlossen ist, kann es einen Impuls M₃ vom Multivibrator 22 nur durchlassen, wenn die Spannung M₁ eine bestimmte Größe hat, z. B. in F i g. 2 vom Zeitpunkt I₁ bis zum Zeitpunkt i₃. Ebenso kann das UND-Tor 26, das an die Spannung M₂ angeschlossen ist, nur dann einen Impuls M₃ vom Multivibrator 22 durchlassen, wenn die Spannung M₂ eine bestimmte Größe hat, z. B. in F i g. 2 vom Zeitpunkt t₃ bis zum Zeitpunkt f₅.

Am Ausgang des UND-Tores 25 erhält man deshalb Impulse M₄ und am Ausgang des UND-Tores 26 Impulse u₅, die jeweils die gleiche Zeitdauer, aber die halbe Frequenz wie die Impulse M₃ haben. Die Impulse M₄ steuern die Ventile 11 und 12, die Impulse M₅ die Ventile 13 und 14. Diese beiden Ventilgruppen werden also immer abwechselnd geöffnet.

Die Signalgeber 17 und 18 werden zweckmäßig im Zündverteiler eingebaut.

F i g. 3 zeigt die Schaltung der Einspritzanlage. Gleiche oder gleichwirkende Teile wie in den F i g. 1 und 2 sind mit den gleichen Bezugszeichen wie dort versehen.

Die Kraftstoffeinspritzanlage ist zum Betrieb einer vierzylindrigen Brennkraftmaschine 30 bestimmt, deren Zündkerzen 31 an eine nicht dargestellte Hochspannungszündanlage angeschlossen sind. In unmittelbarer Nähe der nicht dargestellten Einlaßventile sitzt auf jeder Verzweigung des Saugrohres 32 je eines der elektromagnetisch betätigbaren Einspritzventile

11 bis 14. Jedem Ventil wird über eine der bei 33 angedeuteten Kraftstoffleitungen Kraftstoff mit einem bestimmten Druck aus einem Vorratsbehälter 34 zugeführt.

Am Einlaß des Saugrohres 32 befindet sich eine Drosselklappe 35, die von einem Gaspedal 36 aus betätigt werden kann. An dieses Gaspedal ist außerdem ein Schalter 37 angeschlossen, der nur geschlossen ist, wenn sich das Gaspedal 36 in oder in der Nähe seiner Leerlaufstellung befindet. — Vor der Drosselklappe 35 liegt ein Luftfilter 38.

Zur taktrichtigen Steuerung der vier Einspritzventile 11 bis 14, deren Magnetwicklungen in der Schaltung nach F i g. 3 getrennt dargestellt und ebenfalls mit den Bezugsziffern 11 bis 14 bezeichnet sind, dienen die zwei Signalgeber 17,18, die mit der Drehzahl der Nockenwelle der Brennkraftmaschine 30 angetrieben werden; an sie ist das Differenzierglied 19 angeschlossen, dessen Ausgang den monostabilen Multivibrator 22 steuert, der zwei npn-Transistoren 41, 42 enthält. Sein Ausgang sowie der Ausgang des Signalgebers 17 wird dem UND-Tor 25 zugeführt, das einen npn-Transistor 43 enthält. Ebenso wird der Ausgang des Multivibrators 22 und des Signalgebers 18 dem UND-Tor 26 zugeführt, das einen npn-Transistor 44 enthält.

Die Ausgänge der UND-Tore 25 und 26 steuern zwei npn-Leistungstransistoren 45 und 46, die den Schaltverstärkern 15 und 16 nach F i g. 1 entsprechen. Diese beiden Leistungstransistoren steuern ihrerseits den Strom durch die vier Einspritzventile 11 bis 14.

An die beiden UND-Tore 25 und 26 ist außerdem noch der Geber 27 angeschlossen, der aus dem Schalter 37 besteht, der mit einem Bimetallschalter 49 und einem drehzahlabhängigen Schalter 47 in Serie geschaltet ist. Der Schalter 47 wird bei hohen Werten der Motordrehzahl durch ein Fliehkraftpendel 48 oder eine gleichwertige elektronische Einrichtung geschlossen. Der Geber 27 ist ebenfalls an den Eingang der UND-Tore 25 und 26 angeschlossen, könnte jedoch z. B. auch so geschaltet sein, daß er bei Ansprechen den Eingang der Leistungstransistoren 45 und 46 kurzschließt. Der Bimetallschalter 49 ist mit der Brennkraftmaschine 30 wärmeleitend verbunden und schließt nur, wenn diese ihre Betriebstemperatur erreicht hat.

Im einzelnen ist die Schaltung wie folgt aufgebaut:

Zur Spannungsversorgung dient z. B. eine — nicht dargestellte — Autobatterie mit einer Spannung von

12 V, an die eine im folgenden als Plus-Leitung bezeichnete Leitung 51 und eine im folgenden als Minus-Leitung bezeichnete Leitung 52 angeschlossen sind. Die Minus-Leitung 52 liegt an Masse.

Die als Signalgeber dienenden Kontakte 17 und 18 sind mit ihrem einen Anschluß direkt an die Minus-Leitung 52 angeschlossen. Der andere Anschluß des Kontakts 17 ist über einen Verbindungspunkt 53 und einen Widerstand 54 an die Plus-Leitung 51 angeschlossen, an die auch der andere Anschluß des Kontakts 18 über einen Verbindungspunkt 55 und einen Widerstand 56 angeschlossen ist.

Der Verbindungspunkt 53 ist über einen Kondensator 57 mit der Kathode einer Diode 58 und dem einen Anschluß eines Widerstandes 59 verbunden, dessen anderer Anschluß an der Minus-Leitung 52 liegt. Die Anode der Diode 58 liegt an der Basis des Transistors 41.

Ebenso ist der Verbindungspunkt 55 über einen Kondensator 62 mit der Kathode einer Diode 63 sowie dem einen Anschluß eines Widerstands 64 verbunden, dessen anderer Anschluß an der Minus-Leitung 52 liegt. Die Anode der Diode 63 liegt ebenfalls an der Basis des Transistors 41.

Wie ersichtlich bilden Kondensator 57 und Widerstand 59 sowie Kondensator 62 und Widerstand 64 jeweils ein Differenzierglied, das bei jedem Schließen des Kontakts 17 bzw. 18 einen negativen und bei jedem Öffnen einen positiven Impuls erzeugt. Die Dioden 58 bzw. 63 lassen jeweils nur den negativen Impuls durch.

Die Basis des Transistors 41 ist über einen Widerstand 66 mit der Plus-Leitung 51 verbunden. Außerdem steht diese Basis mit der Anode einer Diode 67 in Verbindung, deren Kathode mit dem einen Anschluß der Sekundärwicklung eines Übertragers 68 mit verschiebbarem Eisenkern 69 verbunden ist. Der andere Anschluß dieser Sekundärwicklung ist über einen Widerstand 71 mit der Minus-Leitung 52 und über einen Widerstand 72 mit der Plus-Leitung 51 verbunden. Die Primärwicklung des Übertragers 68 ist einerseits mit dem Kollektor des Transistors 42, andererseits über einen Widerstand 73 mit der Plus-Leitung 51 verbunden.

Der verschiebbare Eisenkern 69 ist mit der Druckmeßdose 24 verbunden, die an das Saugrohr 32 angeschlossen ist. Wird die Drosselklappe 35 geschlossen, so daß sich im Saugrohr 32 ein Unterdruck (Vakuum) bildet, so wird der Eisenkern 69 aus dem Übertrager 68 herausgezogen und die Induktivität der Primärwicklung entsprechend verkleinert.

Die Emitter der Transistoren 41 und 42 sind jeweils mit der Minus-Leitung 52 verbunden. Der Kollektor des Transistors 41 steht über einen Kollektorwiderstand 75 mit der Plus-Leitung 51 und über einen Widerstand 76 mit der Basis des Transistors 42 in Verbindung.

Die Transistoren 41 und 42 bilden zusammen den monostabilen Multivibrator 22 von an sich bekannter Bauart, weshalb seine Wirkungsweise nur kurz beschrieben wird. Normal ist der Transistor 41 leitend und der Transistor 42 gesperrt, da die Basis des Transistors 41 über den Widerstand 66 ein positives Potential gegenüber dem Emitter hat. Kommt jetzt ein negativer Impuls von einem der Signalgeber 17 oder 18 auf die Basis des Transistors 41, so wird dieser gesperrt; gleichzeitig wird der Transistor 42 leitend und beginnt über die in seinem Kollektorkreis liegende Primärwicklung des Übertragers 68 einen Strom zu führen, der rasch auf einen stationären Wert ansteigt, der durch die Größe des Wicklungswiderstandes und des Widerstandes 73 determiniert ist.

Während dieses Anstiegs entsteht in der Sekundärwicklung eine exponentiell abklingende Spannung, die die Basis des Transistors 41 negativer macht. Sobald diese Spannung genügend abgeklungen ist, wird die Basis des Transistors 41 wieder positiv und dieser Transistor wird wieder leitend, wobei er gleichzeitig den Transistor 42 sperrt.

Auf diese Weise entstehen am Kollektor des Transistors 42 Impulse «₃ (vgl. Fig. 2), deren Zeitdauer vom Unterdruck im Saugrohr 32 abhängt. (Falls erwünscht und für die Funktion der Brennkraftmaschine zweckmäßig, kann diese Impulsdauer auch noch von anderen Parametern beeinflußt werden, z. B. der Motortemperatur [vgl. hierzu die eingangs

genannte deutsche Patentschrift 1 206 204 des Erfinders], der Batteriespannung, der Motordrehzahl [vgl. hierzu das deutsche Patent 1 231 954 des Erfinders], der Startübermenge u. a.) Die Impulse u₃ werden über einen Widerstand 77 der Basis des Transistors 44 und über einen Widerstand 78 der Basis des Transistors 43 zugeführt.

Die Basis des Transistors 44 ist außerdem über einen Widerstand 82 mit dem Verbindungspunkt 55 und über einen Widerstand 83 mit dem Geber 27 verbunden.

Die Basis des Transistors 43 ist über einen Widerstand 84 mit dem Verbindungspunkt 53 und über einen Widerstand 85 mit dem Ausgang des Gebers 27 verbunden. Die Widerstände 85 und 83 sind so bemessen, daß die Eingänge der Transistoren 43 und 44 nicht miteinander gekoppelt sind. Gegebenenfalls können zur Entkopplung auch zwei Dioden vorgesehen werden.

Jeder der Transistoren 43 und 44 ist nur gesperrt, wenn an seinem Eingang über keinen der Widerstände 77, 78, 82 bis 85 ein positives Potential liegt. Die beiden Transistoren 43 und 44 wirken also als UND-Tore 25 und 26 mit Signalumkehr.

Die Emitter der beiden Transistoren 43 und 44 sind an die Minus-Leitung 52 angeschlossen. Der Kollektor des Transistors 44 ist mit der Basis des Transistors 46 und über einen Kollektorwiderstand 90 mit der Plus-Leitung 51 verbunden. Ebenso ist der Kollektor des Transistors 43 mit der Basis des Transistors 45 sowie über einen Kollektorwiderstand 91 mit der Plus-Leitung 51 verbunden.

Die Emitter der Transistoren 45 und 46 sind miteinander und mit der Anode einer Diode 92 verbunden, deren Kathode an der Minus-Leitung 52 liegt. Diese Diode dient zum Erzeugen einer entsprechenden Vorspannung.

Die Magnetwicklungen der Einspritzventile 11 und 12 sind in Serie mit je einem Widerstand 93, 94 zwischen den Kollektor des Transistors 45 und die Plusleitung 51 geschaltet. Ebenso sind die Magnetwicklungen der Einspritzventile 13 und 14 in Serie mit je einem Widerstand 95, 96 zwischen den Kollektor des Transistors 46 und die Plus-Leitung 51 geschaltet.

Für die Beschreibung der Arbeitsweise sei zunächst angenommen, daß wenigstens einer der Kontakte 37 oder 47 geöffnet ist. Die Transistoren 43 und 44 sind dann gesperrt, falls sowohl der zugeordnete Signalgeberkontakt 17 oder 18 geschlossen ist und zugleich der Multivibrator 22 einen Impuls abgibt. Wenn der Transistor 43 gesperrt ist, ist der Transistor 45 leitend, und die Einspritzventile 11 und 12 werden geöffnet. Ebenso ist der Transistor 46 leitend, wenn der Transistor 44 gesperrt ist, und es werden dann die Einspritzventile 13 und 14 geöffnet.

Für die weitere Betrachtung sei angenommen, daß durch Drehung der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 30 der Kontakt 18 geöffnet und der Kontakt 17 geschlossen wird. Bei der Schließung des Kontakts 17 erhält der Eingang des Multivibrators 22 über den Kondensator 57, den Widerstand 59 und die Diode 58 einen negativen Impuls, der den Transistor 41 sperrt und den Transistor 42 während einer Zeitdauer leitend macht, die durch die Stellung der Druckmeßdose 24 bestimmt ist.

Am Kollektor des Transistors 42 entsteht also ein negativer Impuls, der zusammen mit dem Schaltimpuls des Impulsgeberkontakts 17 dem Eingang des Transistors 43 zugeführt wird und diesen so lange sperrt, wie beiue Impulse zugleich anliegen. Während dieser Sperrzeit, die gleich der Impulsdauer des Multivibrators 22 ist, öffnen die Einspritzventile 11 und 12 und spritzen eine entsprechende Kraftstoffmenge in den Ansaugstutzen des zugeordneten Zylinders.

Der Transistor 44 kann während dieser Zeit nicht

ίο gesperrt werden, da der Signalgeberkontakt 18 geöffnet ist und über die Widerstände 56 und 82 positives Potential an seine Basis gelegt wird. Die Einspritzventile 13 und 14 bleiben also während dieser Zeit gesperrt.

In gleicher Weise werden beim Öffnen des Kontakts 17 und Schließen des Kontakts 18 die Einspritzventile 13 und 14 betätigt, während die Einspritzventile 11 und 12 nicht betätigt werden können. Die Ventilgruppen 11, 12 und 13, 14 werden also abwechselnd betätigt, ohne daß hierfür ein mechanischer Umschalter oder zwei getrennte Multivibratoren notwendig wären.

Wenn sich das Gaspedal 36 in Leerlaufstellung befindet und die Drehzahl H₁ der Brennkraftmaschine 30 hoch ist, benötigt diese keinen Kraftstoff, da sie im sogenannten Schiebebetrieb arbeitet. In diesem Zustand sind die Kontakte 37 und 47 geschlossen, und die Basen der beiden Transistoren 43 und 44 erhalten über die Widerstände 85 und 83 ein positives Potential, so daß sie dauernd leitend werden und die Einspritzventile 11 bis 14 sperren. So wird auf einfache Weise der Kraftstoffverbrauch verringert; unverbrannte Abgase von der Brennkraftmaschine 30 können also nicht in die Atmosphäre hinausgestoßen werden. Solange jedoch die Brennkraftmaschine 30 nicht ihre Betriebstemperatur erreicht hat, wird eine Sperrung der Einspritzventile durch den Bimetallkontakt 49 verhindert, der dann geöffnet ist. Diese Maßnahme hat sich als sehr vorteilhaft erwiesen.

F i g. 4 zeigt eine andere Ausführungsform der Signalgeber. Da es schwierig ist, Kontakte so zu justieren, daß sie auch bei hohen Drehzahlen nicht prellen und daß Öffnen und Schließen der beiden Signalgeber zeitlich dicht hintereinander erfolgen, ist hier ein bistabiler Multivibrator 97 vorgesehen, der an Stelle der beiden Signalgeber 17, 18 in die Schaltung nach F i g. 3 eingefügt werden kann. Die Verbindungspunkte 53 und 55 nach F i g. 3 sind auch in F i g. 4 eingetragen, ebenso die Kondensatoren 57 und 62.

Zur Betätigung des Multivibrators 97 kann man verschiedene Geber verwenden, z. B. induktive, kapazitive, fotoelektrische oder — wie dargestellt — Kontaktgeber 98, 99, die mit der Nockenwellendrehzahl der Brennkraftmaschine angetrieben werden.

Der bistabile Multivibrator 97 enthält zwei npn-Transistoren 100 und 101, deren Emitter direkt an die Minus-Leitung 52 angeschlossen sind.

Die Basis des Transistors 100 ist direkt mit der Kathode einer Diode 104 sowie über einen Widerstand 105 mit der Minus-Leitung 52 verbunden. Die Anode der Diode 104 ist über einen Widerstand 106, einen Verbindungspunkt 107 und einen Widerstand 108 mit dem Kollektor des Transistors 101 und dem Verbindungspunkt 53 verbunden. Zwischen dem Verbindungspunkt 107 und der Minus-Leitung 52 liegt der Kontaktgeber 98.

Der Kollektor des Transistors 100 ist über einen

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Widerstand 111, der Kollektor des Transistors 101 über einen Widerstand 112 mit der Plus-Leitung 51 verbunden.

Die Basis des Transistors 101 ist direkt mit der Kathode einer Diode 113 verbunden sowie über einen Widerstand 114 mit der Minus-Leitung 52. Die Anode der Diode 113 ist über die Serienschaltung zweier über einen Verbindungspunkt 115 in Serie liegender Widerstände 116, 117 mit dem Verbindungspunkt 55 und dem Kollektor des Transistors 100 verbunden. Zwischen dem Verbindungspunkt 115 und der Minus-Leitung 52 liegt der Kontaktgeber 99. — Die Dioden 104 und 113 dienen dazu, die Transistoren 100 und 101 vor negativen Spannungsspitzen zu schützen.

Der bistabile Multivibrator 97 nach F i g. 4 arbeitet wie folgt:

Es sei angenommen, daß zunächst der Transistor 100 leitend und der Transistor 101 gesperrt ist. Wird jetzt der Kontaktgeber 98 geschlossen, so erhält die Basis des Transistors 100 das Potential der Minus-Leitung 52, und dieser Transistor wird gesperrt, wobei zur Sperrung schon ein kurzer Impuls genügt. Dadurch wird der Transistor 101 leitend und bleibt es so lange, bis der Kontaktgeber 98 seinerseits kurzschließt. Man erhält also an den Kollektoren der Transistoren 100 und 101 eine Serie von rechteckförmigen Spannungsimpulsen, wobei jeweils der Beginn eines Impulses ganz kurz auf das Ende des vorausgehenden Impulses folgt. — Die Einrichtung nach F i g. 4 hat den Vorteil, daß man sehr gleichmäßige Spannungsimpulse bekommt und Fehlschaltungen durch Kontaktprellen verschmutzte Kontakte und dergleichen weitgehend vermieden werden. — Wie ersichtlich, wirkt jeder der Transistoren 100 und 1.01 als Signalgeber für die nachfolgende Schaltung.

Auch bei der Schaltung nach F i g. 4 werden die Kontaktgeber 98 und 99 zweckmäßig im Zündverteiler angeordnet.

F i g. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform der Signalgeber. Auch diese Schaltungsvariante kann an Stelle der Signalgeber 17, 18 in die Schaltung nach F i g. 3 eingefügt werden. Die Verbindungspunkte 53, 55 und die Kondensatoren 57, 62 nach F i g. 3 sind deshalb auch in F i g. 5 eingetragen.

Die Schaltung nach F i g. 5 enthält einen von einem einzigen Kontaktgeber 120 gesteuerten zweistufigen Verstärker 121, der zwei npn-Transistoren 122, 123 enthält und zusammen mit dem Kontaktgeber 120 als Signalgeber dient. Der Kontaktgeber 120 ist dabei so ausgebildet, daß er bei einem vollen Umlauf von 360° jeweils 180° geöffnet und 180° geschlossen ist. Er ist mit seinem einen Anschluß mit der Minus-Leitung 52 und mit dem anderen Anschluß mit der Kathode einer Diode 124 verbunden, deren Anode mit der Basis des Transistors 122 und über einen Widerstand 125 mit der Plus-Leitung 51 verbunden ist.

Die Emitter der Transistoren 122 und 123 sind miteinander und mit der Anode einer Diode 126 verbunden, deren Kathode an die Minus-Leitung 52 angeschlossen ist. Diese Diode dient dazu, eine Vorspannung für die Emitter der Transistoren 122 und 123 zu erzeugen.

Der Kollektor des Transistors 122 ist über den Knotenpunkt 55 und einen Kollektorwiderstand 127 mit der Plus-Leitung 51 verbunden, außerdem über einen Koppelwiderstand 128 mit der Basis des Transistors 123, die ihrerseits über einen Widerstand 129 mit der Minus-Leitung 52 verbunden ist.

Der Kollektor des Transistors 123 ist über den Knotenpunkt 53 mit der einen Elektrode eines Kondensators 132 verbunden und über einen Kollektorwiderstand 133 an die Plus-Leitung 51 angeschlossen. Die andere Elektrode des Kondensators 132 ist mit der Basis des Transistors 122 verbunden.

Die Signalgebeeinrichtung nach F i g. 5 arbeitet

ίο wie folgt:

Solange der Kontaktgeber 120 geöffnet ist, wird der Transistor 122 über den Widerstand 125 leitend gehalten, und der Transistor 123 ist gesperrt. Dabei lädt sich der Kondensator 132, wie in F i g. 5 durch die Zeichen + und — angedeutet, auf. Der Verbindungspunkt 55 hat während dieser Zeit etwa das Potential der Minus-Leitung 52.

Wird der Kontaktgeber 120 geschlossen, so wird der Transistor 122 gesperrt, da dank der Vorspannungsdiode 126 sein Emitter positiver ist als seine Basis. Dabei wird das Potential des Verbindungspunkts 55 positiver, und entsprechend wird der Transistor 123 leitend, so daß sein Kollektorpotential (am Verbindungspunkt 53) negativer wird. Dieser Potentialsprung wird über den Kondensator 132 auf die Basis des Transistors 122 übertragen und hält diesen auch dann gesperrt, wenn der Kontaktgeber 120 beim Schließen zunächst prellen sollte, also nochmals kurzzeitig öffnet. Kondensator 132 und Widerstand 125 sind dabei so klein gewählt, daß diese Spannungserhöhung an der Basis des Transistors 122 nur ganz kurzzeitig auftritt, z. B. 1 ... 2 msec, also kürzer, als die kürzeste Schließdauer des Kontaktgebers 120, die bei den höchsten Drehzahlen der Brennkraftmaschine 30 etwa 10 msec beträgt.

Durch den Kondensator 132 wirkt also der zweistufige Verstärker 121 beim Schließen des Kontaktgebers 120 ganz kurzzeitig wie ein monostabiler Multivibrator, und dadurch werden Störungen durch Kontaktprellen vermieden.

Wie ersichtlich, ist es mit einer erfindungsgemäßen Anordnung möglich, auch eine größere Anzahl von Einspritzventilen einzeln zu steuern, wenn man eine entsprechende Anzahl von UND-Gattern und Signalgebern vorsieht. Bei Anwendung kontaktloser Geber kann auch die gesamte Schaltung ohne mechanische Kontakte aufgebaut werden.

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Kraftstoffeinspritzanlage für eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine, insbesondere für einen mit Saugrohreinspritzung arbeitenden Kraftfahrzeugmotor, mit mindestens zwei abwechslungsweise öffnenden, jeweils wenigstens ein elektromagnetisch betätigbares Einspritzventil umfassenden Ventilgruppen und mit einem für alle Einspritzventile gemeinsamen Steuermultivibrator, der an seinem Ausgang elektrische, die Öffnungsdauer der Einspritzventile bestimmende Impulse liefert, die in ihrer Dauer abhängig von wenigstens einem Betriebsparameter der Brennkraftmaschine — insbesondere von dem im Ansaugrohr hinter der Drosselklappe herrschenden Ansaugluftdruck — veränderbar sind, und ferner mit einer der Anzahl der Ventilgruppen entsprechenden Zahl von Signalgebern, von denen jeder mit einem der voneinander getrennten Eingänge des Steuermultivibrators verbunden ist und im Wech-

sei mit den anderen Signalgebern synchron zu den Kurbelwellenumdrehungen betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Ventilgruppen ein elektronisches UND-Glied (25, 26) vorgeschaltet ist, das mit einem seiner Eingänge an den Ausgang des Steuermultivibrators (22) und mit einem anderen Eingang an einen der Signalgeber (17,18) angeschlossen ist.

2. Kraftstoff einspritzaniage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsimpulse (M₁, m„) der Signalgeber mindestens gleich lang sind wie die Ausgangsimpulse (w₃) des monostabilen Multivibrators (22).

3. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Signalgeber Kontakte (17, 18) dienen, die jeweils bis kurz vor Schließen des nächsten Kontakts geschlossen sind.

4. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte im Zündverteiler der Brennkraftmaschine angeordnet sind.

5. Kraftstoffeinspritzanlage nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein bistabiler Multivibrator (97) vorgesehen ist, dessen beide Eingänge synchron mit der Drehzahl der Brennkraftmaschine abwechselnd ausgesteuert werden, und daß die beiden Ausgänge (53, 55) des bistabilen Multivibrators als Signalgeber dienen (F i g. 4).

6. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter monostabiler Multivibrator (121) vorgesehen ist, der synchron mit der Drehzahl der Brennkraftmaschine (30) gesteuert wird, und daß zwei gegenphasige Ausgänge dieses Multivibrators in an sich bekannter Weise als Signalgeber dienen (Fig. 5).

7. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite monostabile Multivibrator (121) eine Zeitkonstante hat, die klein ist gegenüber der kürzesten im Betrieb vorkommenden Einspritzdauer, und daß zu seiner Steuerung ein mechanischer Kontakt (120) dient, dessen Schließ- und Öffnungszeiten mindestens nahezu gleich lang sind.

8. Kraftstoffeinspritzanlage nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die UND-Glieder (25, 26) einen weiteren Eingang (85, 83) aufweisen, dem bei hohen Drehzahlen (H₁) und gleichzeitig in Leerlaufstellung befindlichem Gaspedal (36) eine Sperrspannung zugeführt wird.

9. Kraftstoffeinspritzanlage nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalgeber durch kontaktlose Geber gesteuert werden.

10. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als kontaktloser Geber ein elektromagnetischer Geber vorgesehen ist.

11. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als kontaktloser Geber ein fotoelektrischer Geber vorgesehen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen