DE1576329C

DE1576329C - Device for controlling electromagnetic injection nozzles

Info

Publication number: DE1576329C
Authority: DE
Inventors: Jaques Paris; Monpetit Louis etang-la-Ville Yvelines; Bassot (Frankreich)
Original assignee: Societe des Precedes Modernes dlnjection SOPROMI, Les Mureaux (Frankreich)
Publication date: 1972-04-06

Description

1 21 2

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrich-. In Fig. 1 sind eine oder mehrere in Reihe oder tung zur Steuerung von elektromagnetischen Ein- parallel geschaltete elektromagnetische Einspritzspritzdüsen für Brennkraftmaschinen. düsen durch die Spule 6 dargestellt, die in Reihe mitThe present invention relates to a device. In Fig. 1, one or more are in series or device for the control of electromagnetic injection nozzles connected in parallel for internal combustion engines. nozzles represented by the coil 6, which are in series with

Es ist bekannt, bei Brennkraftmaschinen mit einem Kondensator 5 über eine der Diagonalen einer innerer Gemischbildung die Einspritzung des Kraft- 5 Brücke geschaltet ist, deren Zweige durch Thystoffs elektrisch zu steuern, und es ist insbesondere ratronröhren oder durch Thyristoren 1 bis 4 gebekannt, eine taktmäßig unterbrochene Einspritzung bildet sind. Über die andere Diagonale ist eine Spanvorzusehen, bei der die Gesamtmenge des einzusprit- nungsquelle 7, z. B. ein Akkumulator eines Fahrzenden Kraftstoffes durch eine bestimmte Anzahl von zeugs, zur Speisung des Stromkreises geschaltet. Mit-Einzeleinspritzungen eingeführt wird, deren Dauer io tels einer nicht dargestellten Steuereinrichtung, von und Zahl, d. h. deren Amplitude und Frequenz, in der aber Ausführungsbeispiele an anderer Stelle beAbhängigkeit von den Betriebsbedingungen des schrieben sind, werden zwei zusammengehörige Thy-Motors· geregelt werden. ristoren, d. h. zwei Thyristoren gleicher Schaltrich-It is known in internal combustion engines with a capacitor 5 across one of the diagonals internal mixture formation the injection of the power 5 bridge is switched, whose branches by Thystoffs to be controlled electrically, and it is known in particular ratron tubes or thyristors 1 to 4, a cyclically interrupted injection forms. A chip is to be provided across the other diagonal, in which the total amount of injection source 7, z. B. an accumulator of a vehicle Fuel by a certain number of stuff, switched to feed the circuit. With single injections is introduced whose duration io means of a control device, not shown, of and number, d. H. their amplitude and frequency, but in this case the examples are dependent on another point of the operating conditions of the two related Thy-Motors are be managed. ristors, d. H. two thyristors of the same switching direction

Aüfgäbe der vorliegenden Erfindung ist es, elek- tung, gleichzeitig gezündet, z.B. die Thyristoren 1It is an embodiment of the present invention, elek- tation, ignited at the same time, e.g. the thyristors 1

trische Vorrichtungen zu schaffen, mit denen die Ein- 15 und 3, wonach eine bestimmte Zeitspanne später dasto create tric devices with which the inputs 15 and 3, after which a certain period of time later the

spritzung in der oben geschilderten Weise gesteuert andere Thyristorenpaar, z. B. die Thyristoren 2 undinjection in the manner described above controlled other pair of thyristors, z. B. the thyristors 2 and

werden kann und die den Besonderheiten der elektro- 4, gezündet werden. Jede dieser Thyristorenzündun-can be and which the specifics of the electric 4, be ignited. Each of these thyristor ignition

. magnetischen Einspritzdüsen angepaßt sind. gen ruft eine Halbschwingung des LC-Kreises hervor,. magnetic injectors are adapted. gen causes a half oscillation of the LC circle,

Bei den bekannten Vorrichtungen dieser Art ru- der aus dem Kondensator 5 und der Spule 6 besteht, fen die Rechteckimpulse der Steuersignale in der ao Die Thyristoren erlöschen von selbst nach einer Spule einer elektromagnetischen Einspritzdüse einen Halbperiode. Die nachfolgende Halbperiode wird Strom hervor, der exponentiell ansteigt und abfällt. durch die Zündung des anderen Thyristorenpaares Das Ansprechen des Einspritzvorganges auf diese 2 und 4 verwirklicht. Bei jeder Schwingung erfolgt Rechteckimpulse ist daher verhältnismäßig langsam, eine Öffnung der Einspritzdüse 6 während einer Zeitaußerdem ergibt die Magnetspule beim Abschalten 25 spanne, die durch die charakteristischen Werte des einen sehr großen Stromstoß. Dieser kann leicht die Schwingkreises bestimmt ist. Man erkennt unmittel-Umschaltelemente zerstören. Schließlich muß die bar, daß sich nach einer vorübergehenden Anfahrelektrische Energie bei jeder Unterbrechung ver- zeit, während der sich in dem Schwingungssystem nichtet und als Wärme abgeführt werden. Der Wir- Energie ansammelt, verbunden mit einer Erhöhung kungsgrad eines derartigen Systems ist daher recht 30 des maximalen Stroms durch die Spule 6 der Eingering. Die besondere Aufgabe der Erfindung ist es spritzdüse und mit einer Erhöhung der maximalen daher, diese Nachteile der Steuermittel für elektro- Spannung an den Klemmen des Kondensators 5, ein magnetische Einspritzdüsen zu beseitigen. Gleichgewicht einstellt, bei welchem diejenigeIn the known devices of this type, which consists of the capacitor 5 and the coil 6 , the square-wave pulses of the control signals in the ao. The thyristors go out automatically for a half period after a coil of an electromagnetic injection nozzle. The subsequent half cycle will produce current that rises and falls exponentially. The response of the injection process to these 2 and 4 is realized by the ignition of the other pair of thyristors. With each oscillation, square-wave pulses are therefore relatively slow; an opening of the injection nozzle 6 during a period of time also results in the magnetic coil when switching off 25, which is determined by the characteristic values of a very large current surge. This can easily determine the resonant circuit. You can see immediate switching elements destroy. Finally, there must be the bar that after a temporary start-up electrical energy is delayed at every interruption during which it is lost in the oscillation system and dissipated as heat. The energy accumulation, combined with an increase in the efficiency of such a system, is therefore right 30 of the maximum current through the coil 6 of the input. The particular object of the invention is spray nozzle and with an increase in the maximum therefore to eliminate these disadvantages of the control means for electrical voltage at the terminals of the capacitor 5, a magnetic injection nozzle. Adjusts equilibrium at which the

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- Energiemenge, die während jedes Zyklus dem System löst, daß ein elektrischer Schwingkreis mit minde- 35 durch die Spannungsquelle 7 zugeführt wird, gleich stens einer elektromagnetischen Spule zur Betätigung ist derjenigen Energiemenge, die in dem Stromkreis einer Einspritzdüse und einem Kondensator von verbraucht wird, und zwar einerseits in Form von einer Spannungsquelle gespeist wird, wobei elek- mechanischer Energie in der Einspritzdüse 6 und trische Schaltmittel zur Unterbrechung des Stroms andererseits in Form von Wärmeverlusten (Joule'sche derart geschaltet sind, daß bei jeder Unterbrechung 40 Wärmeverluste oder dielektrische Verluste). ·
des Stroms eine Halbschwingung des Schwingkreises Die Schaltung · besitzt den Nachteil eines erheblibewirkt wird und die Mittel zur Stromunterbrechung chen Energieverbrauchs und eines schlechten Wirmindestens zwei Unterbrecher umfassen, die abwech- kungsgrades, da die Energie während des gesamten selnd derart betätigt werden, daß die Schwingungen Schwingungsvorganges, d. h. auch während des mit jeder Unterbrechung ihre Richtung ändern und 45 Maximalstroms, unter der Gesamtspannung der Spandie Frequenz und/oder die Amplitude der Schwin- nungsquelle 7 zugeführt wird und da der Maximalgungen zur Veränderung der Menge des einzusprit- strom notwendigerweise durch die Energiequelle hinzenden Kraftstoffes geregelt werden. durchgehen muß.According to the invention, this object is achieved by the amount of energy which the system resolves during each cycle in that an electrical oscillating circuit with at least 35 is supplied by the voltage source 7, equal to at least one electromagnetic coil for actuation, is the amount of energy that is present in the circuit of an injection nozzle and a capacitor is consumed, on the one hand in the form of a voltage source, with electromechanical energy in the injection nozzle 6 and tric switching means for interrupting the current on the other hand in the form of heat losses (Joule'sche are switched in such a way that with each interruption 40 heat losses or dielectric losses). ·
of the current a half oscillation of the resonant circuit The circuit has the disadvantage that it has a significant effect and the means for interrupting the current involve energy consumption and poor performance.At least two interrupters, the degree of alternation, since the energy is operated independently during the entire oscillation process , ie also during the change of direction with each interruption and 45 maximum current, below the total voltage of the span the frequency and / or the amplitude of the oscillation source 7 is supplied and since the maximum fluctuations for changing the amount of the injected current necessarily add to the energy source Fuel can be regulated. must go through.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand sehe- Die Menge des pro Zeiteinheit einzuspritzenden matischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen 50 Kraftstoffs wird variiert, indem man die Folgefrenäher erläutert. Es zeigt quenz der Impulse, die auf die beiden Thyristoren-In the following, the invention will be seen on the basis of the amount to be injected per unit of time matic drawings of exemplary embodiments 50 fuel is varied by following the subsequent closer explained. It shows the frequency of the pulses on the two thyristors

Fig. 1 ein elektrisches Schaltschema einer ersten paare gegeben werden, verändert und/oder durchFig. 1 is an electrical circuit diagram of a first pair are given, changed and / or by

Ausführungsform der erfindungsgemäßen ■ Vorrich- Veränderung der Schwingungsamplitude. .Embodiment of the device according to the invention change of the oscillation amplitude. .

tung, Wie in den F i g. 2 und 3 dargestellt, kann mantion, as shown in Figs. 2 and 3, one can

F i g. 2 ein elektrisches Schaltschema einer zweiten 55 durch verschiedene Kunstgriffe den energetischenF i g. 2 an electrical circuit diagram of a second 55 through various tricks the energetic

Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrich- Wirkungsgrad etwas verbessern, indem man den Ak-Embodiment of the device according to the invention improve efficiency somewhat by changing the ac-

tung, · kumulator unterteilt, indem man den Schwingkreistion, · accumulator subdivided by adding the oscillating circuit

F i g. 3 eine Abwandlung des elektrischen Schalt- 5, 6 an der Mittel anzapfung der Energiequelle 7 ab-F i g. 3 a modification of the electrical switching 5, 6 at the center tap of the energy source 7

schemas gemäß F i g. 2, zweigt und indem man zwei Thyristoren 8, 9 zurschemes according to FIG. 2, branches off and by connecting two thyristors 8, 9 to

Fig. 4 ein elektrisches Schaltschema einer dritten 60 Schwingungssteuerung vorsieht, wie in Fig. 2 dar-Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrich- gestellt. Man kann ferner die Batterie 7 in drei Betung, reiche aufteilen und bei einem analogen Aufbau dreiFIG. 4 provides an electrical schematic of a third 60 vibration controller as in FIG. 2 illustrated embodiment the device according to the invention. You can also use the battery 7 in three positions, Divide rich and with an analog structure three

Fig. 5 ein elektrisches Schaltschema einer vierten Paare von Thyristoren 10, 14; 12, 13; 11, 15 vor-5 shows an electrical circuit diagram of a fourth pair of thyristors 10, 14; 12, 13; 11, 15 before

Ausführungsform, sehen (F i g. 3).Embodiment, see (Fig. 3).

Fig. 6 eine Abwandlung des elektrischen Schalt- 65 Indessen bringt jedoch diese Schaltweise eine Häu-Fig. 6 shows a modification of the electrical switching 65 However, this switching method often

schemas gemäß F i g. 5, ' fung der Schaltelemente mit sich und verursacht hin-schemes according to FIG. 5, the switching elements with it and causes back

F i g. 7 eine Abwandlung des elektrischen Schalt- sichtlich einer gleichmäßigen Verteilung der Ladungsschemas gemäß Fig. 6. energie auf die verschiedenen Elemente der Energie- F i g. 7 shows a modification of the electrical circuit, showing a uniform distribution of the charge scheme according to FIG. 6.

quelle Schwierigkeiten, ohne zu verhindern, daß die Energiequelle von dem Maximalstrom durchflossen wird.source difficulties without preventing the energy source from flowing through the maximum current will.

Deshalb wurde bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Schwingkreis mit einer oder mehreren Einspritzdüsen und einem Kondensator vorgesehen, der bei jedem Impuls, welcher an bestimmten Stellen des Stromkreises in diesen eingegeben wird, eine Halbschwingung bewirkt. Der Energieverbrauch wird bei jedem Zyklus aus einer elektrischen Energiequelle in Form von Rechteckimpulsen wieder an das System nachgeliefert, die nahezu einen Nullstrom aufweisen werden. Auf diese Weise erreicht der Wirkungsgrad höhere Werte. ■Therefore, in a preferred embodiment of the present invention, an oscillating circuit was used provided with one or more injection nozzles and a capacitor, which with each pulse, which is entered at certain points in the circuit, a half oscillation causes. The energy consumption is taken from an electrical energy source in the form of Rectangular pulses are delivered back to the system, which will have almost zero current. In this way, the efficiency reaches higher values. ■

Mittels einer nicht dargestellten Vorrichtung schließt man abwechselnd die Unterbrecherpaare 101 und 103 einerseits und 102 und 104 andererseits, wie in Fig. 4 dargestellt, die man jeweils nach einer Halbschwingung des aus dem Kondensator 5 und der Spule 6 bestehenden LC-Kreises wieder öffnet. Zu Beginn eines jeden Schließungszyklus schließt man während einer bestimmten, zur Aufrechterhaltung der Schwingung notwendigen Zeitspanne den Unterbrecher 105. Die Energiequelle 7 ist daher mit dem Schwingkreis nur dann verbunden, wenn der Unterbrecher 105 geschlossen ist, während der Maximalstrom der Schwingungen durch die Diode 106 fließt.The pairs of breakers 101 are alternately closed by means of a device (not shown) and 103 on the one hand and 102 and 104 on the other hand, like shown in Fig. 4, each after a half oscillation of the capacitor 5 and the Coil 6 opens the existing LC circuit again. One closes at the beginning of each closing cycle the interrupter during a certain period of time necessary to maintain the oscillation 105. The energy source 7 is therefore only connected to the resonant circuit when the interrupter 105 is closed, while the maximum current of the oscillations flows through the diode 106.

Bei einer speziellen Ausführungsform (F i g. 5) bestehen die vier Unterbrecher aus Thyristoren 201 bis 204 und der fünfte Unterbrecher aus einem Transistor 205.In a special embodiment (FIG. 5), the four breakers consist of thyristors 201 to 204 and the fifth breaker from a transistor 205.

Eine Vorrichtung 207 mit zwei Ausgängen 208 und 209 vom Typ eines Multivibrators mit zwei Ausgängen ist vorgesehen, welcher alternierend die beiden Paare von Thyristoren 201, 203 und 202,204 zündet. Er schaltet ferner jedesmal über den Ausgang 210 das System 211, welches über den Ausgang 212 während einer bestimmten Zeitspanne die Sättigung des Transistors 205 sicherstellt, und damit auch die Eingabe einer bestimmten Energiemenge aus der Energiequelle 7 in den Stromkreis.A device 207 with two outputs 208 and 209 of the multivibrator type with two outputs is provided, which alternates the two pairs of thyristors 201, 203 and 202, 204 ignites. It also switches the system 211 each time via the output 210, which is via the output 212 ensures the saturation of the transistor 205 for a certain period of time, and thus also the input of a certain amount of energy from the energy source 7 into the circuit.

Die Vorrichtungen 207 und 211 weisen Eingänge 213, 214 auf, welche einerseits mit Hilfe der Vorrichtung 207 die Einspritzfrequenz und welche andererseits mit Hilfe der Vorrichtung 211 die Dauer der Energieeingabe während jedes Zyklus und damit auch den Phasenwinkel, während dessen die Einspritzdüse oder die Einspritzdüsen geöffnet werden, zu regeln oder zu steuern erlauben. Die Diode 206 entspricht der Diode 106 in F i g. 4.Devices 207 and 211 have inputs 213, 214, which on the one hand the injection frequency with the aid of the device 207 and which on the other hand with the aid of the device 211 the duration of the energy input during each cycle and thus also the phase angle during which the injector or injectors are opened, to regulate or control. Diode 206 corresponds to diode 106 in FIG. 4th

In F i g. 6 ist der Aufbau einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, bei der zwei der Thyristoren durch die Dioden 307 und 308 ersetzt sind. In diesem Fall ist der Schwingkreis 5, 6 immer über eine der Diagonalen der Brücke geschaltet, welche aus den Dioden 307, 308 und den Thyristoren 302 und 303 besteht, wobei der Stromkreis jeweils zwischen den Dioden und den Thy-, ristoren 308, 303 bzw. 307, 302 verzweigt ist. Die andere Diagonale der Brücke ist an Masse angeschlossen, während die Energiequelle 7 zwischen den beiden Dioden 307, 308 einerseits und zwischen den Eingängen zweier Transistoren 305, 306 andererseits angeschlossen ist. Die Transistoren 305, 306 liegen mit ihren Ausgängen an den Enden des Schwingkreises 5, 6. Eine Vorrichtung 310 steuert alternierend die Steuerelektroden 302 und 303 und steuert ebenfalls alternierend die Transistoren 305, 306 genau bei Beginn eines jeden Zyklus zur Schließung der Thyristoren 302 und 303, um so die Energiezufuhr aus der Energiequelle 7 in den Stromkreis zu ermöglichen. .In Fig. 6 shows the structure of a further embodiment of the present invention at of which two of the thyristors are replaced by diodes 307 and 308. In this case it is the resonant circuit 5, 6 is always connected via one of the diagonals of the bridge, which consists of diodes 307, 308 and the Thyristors 302 and 303, with the circuit between the diodes and the Thy, transistors 308, 303 or 307, 302 is branched. The other diagonal of the bridge is connected to ground, while the energy source 7 between the two diodes 307, 308 on the one hand and between the Inputs of two transistors 305, 306 on the other hand is connected. The transistors 305, 306 are connected with their outputs at the ends of the resonant circuit 5, 6. A device 310 controls alternately the control electrodes 302 and 303 and also alternately controls the transistors 305, 306 precisely at the beginning of each cycle to close the thyristors 302 and 303 so as to supply power enable from the energy source 7 in the circuit. .

Die F i g. 7 zeigt eine Variante des StromkreisesThe F i g. 7 shows a variant of the circuit

gemäß F i g. 6, und zwar die Steuerung von zwei Ein-according to FIG. 6, namely the control of two single

• spritzdüsen 6, 6', die abwechselnd mittels- der Thy-. ristoren 303, 302 mit Masse verbunden werden und ίο zusammen mit dem Kondensator 5 den Schwingkreis bilden.• spray nozzles 6, 6 ', which alternately by means of Thy-. Resistors 303, 302 are connected to ground and ίο together with the capacitor 5, the resonant circuit form.

Claims

Patent claims:

1. Device for controlling electromagnetic injection nozzles for internal combustion engines, characterized in that an electrical oscillating circuit with at least one electromagnetic coil (6, 6 ') for loading

ao actuation of an injection nozzle and a capacitor (5) fed by a voltage source (7) is, wherein electrical switching means for interrupting the current are connected such that every time the power is interrupted, a half

s5 oscillation of the resonant circuit is caused and the means for current interruption comprise at least two breakers, which alternate in such a way be actuated that the vibrations change their direction with each interruption and the frequency and / or the amplitude of the vibrations to change the amount of fuel to be injected are regulated.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the coil (6) of the injection nozzle with the capacitor (5) is connected in series, • whose output is connected to the center tap with the potential E / 2 of the voltage source (7), wherein the input of the coil (6) is connected via a first thyristor (9) to the terminal with the potential O of the voltage source (7), while the terminal with the potential E of the voltage source (7) via a second thyristor (8) with the Input of the coil (6) is connected.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the coil (6) of the injection nozzle in series with the capacitor (5) over the first diagonal one of four thyristors (1 to 4) Bridge is connected and the voltage source (7) across the other diagonal of the Bridge is connected, the thyristors (1 to 4) are connected so that two thyristors (1, 3 or 4, 2) the same switching direction at the same time and alternating with the two other thyristors are triggered.

4. Apparatus according to claim 1, characterized in that that the coil (6) of the injection nozzle is connected in series with the capacitor (5) where the resonant circuit has three pairs of thyristors (10.14 or 12.13 or 11.15) from the voltage source (7) is fed, and each of the thyristor pairs at a fraction connected to the potential of the voltage source (7) and is switched on alternately with the others.

5. Apparatus according to claim 1, characterized in that the coil (6) of the injection nozzle in series with the capacitor (5) via one of the

Diagonals of a bridge with four interrupters (101 to 104) is connected, the voltage source (7) being connected to the other diagonal of the bridge via a fifth interrupter (105) , and a diode (106) connected in parallel to the voltage source (7) and two breakers (101, 103 or 104, 102) are switched simultaneously and alternately with the other 'two' breakers, while the fifth breaker (105) is periodically controlled at the beginning of each cycle to switch the two breaker pairs, namely during a period of time required to maintain the vibrations.

6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the two pairs of interrupters consist of thyristors (201, 203 or 204, 202) whose control electrodes are connected to a control device (207) of the multivibrator type with two outputs, the ao these alternately ignites, the fifth interrupter consisting of a transistor (205) which is switched every time one or the other thyristor pair is closed.

7. The device according to claim 1, characterized

indicates that the coil (6) of the injection nozzle is connected in series with the capacitor (5) via one of the diagonals of a bridge with two diodes (307, 308) and two thyristors (302, 303) , each between a diode and a thyristor on each side, with the other diagonal connected to ground, the power supply is ensured by the voltage source (7), which is connected on the one hand between the two diodes (307, 308) and on the other hand between two transistors (305,306) , which themselves are connected in parallel to the resonant circuit, which consists of the coil (6) and the capacitor (5), and the two thyristors (302, 303) are fired alternately by a control device (310) , while the transistors (305, 306) are alternately saturated at the beginning of each switching cycle of the thyristors (302, 303).

8. The device according to claim 1, characterized in that the resonant circuit consists of a capacitor (5) and two injection nozzle coils (6, 6 '), which from each terminal of the capacitor (5) by a thyristor (303 or 302) or a Diode are disconnected.

1 sheet of drawings