DE1751303A1 - Elektronisch gesteuerte Einspritzanlage fuer Brennkraftmaschinen mit einer Einrichtung zur Erzeugung einer drehzahlbegrenzten Kraftstoffmehrmenge waehrend des Kaltstarts - Google Patents

Description

R. 9122

30.4.1968 Lr/Sz

Anlage zur
Patentanmeldung

R QBE RT BOSCH GMBH, Stuttgart W, Breitscheidstraße 4-

Elektronisch gesteuerte Einspritzanlage für Brennkraftmaschinen mit einer Einrichtung zur Erzeugung einer drehzahlbegrenzten Kraftstoffmehrmenge während des Kaltstarts

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Erzeugung einer Kraftstoffmehrmenge für den Kaltstart bei einer zum Betrieb einer Brennkraftmaschine dienenden, elektronisch gesteuerten Benzineinspritzanlago mit mindestens einem elektromagnetisch betätigbaren Einspritzventil und mit einem monostabilen Steuermultivibrator zur Erzeugung von öffnungs impuls en für das Einspritzventil und mit einem synchron mit den Kurbelwellenumdrehungen betätigbaren Signalgeber zum Auslösen des Steuermultivibrators.

Beim Kaltstart einer Brennkraftmaschine muß zur Erzielung eines zündfähigen Kraftstoff-Luft-Gemischs je Arbeitstakt wesentlich mehr Kraftstoff eingespritzt werden als beim Start der betriebswarmen Brennkraftmaschine, weil sich ein Teil des Kraftstoffs an den kalten Wandungen

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der Ansaugleitung wieder niederschlägt. Es sind bereits Schaltungen bekannt, die beim Kaltstart die Einspritzdauer verlängern.

Eine solche Schaltung ist in der deutschen Patentschrift 1 125 718 beschrieben. Sie enthält zwei voneinander unabhängige elektrische Kippeinrichtungen, von denen die eine die Einspritzmenge in Abhängigkeit von der geforderten Leistung der Brennkraftmaschine bestimmt, während die andere Kippeinrichtung die Einspritzmenge in Abhängigkeit von der Motortemperatur additiv beeinflußt. Dieser zweite Teil der Einspritzmenge, im folgenden Anlaßmehrmenge genannt, wird beim Anlassen noch erheblich vergrößert. Versuche haben gezeigt, daß die notwendige Anlaßmehrmenge stark drehzahlabhängig ist, da bei den ersten Zündungen der Brennkraftmaschine die Drehzahl ansteigt und als Folge davon die Gemischaufbereitung besser wird. Deshalb muß mit steigender Drehzahl die zusätzliche Einspritzmenge kleiner werden, damit das Benzin-Luftgemisch in jedem Fall zündfähig ist und eine hohe Verbrennungsenergie ergibt, da sonst ein Drehzahlabfall infolge von Verbrennungsaussetzern oder energiearmen Verbrennungen auftreten könnte

Es ist schon vorgeschlagen worden, jedoch noch nicht «w Stand der Technik, einen nur bei geschlossenem Anlaßschalter zur Wirkung kommenden, astabilen Multivibrator vorzusehen, der parallel zu dem synchron zu jeder Kurbelwellenumdrehung betätigbaren Signalgeber den Steuermultivibrator auslöst. Da jedoch die Periodendauer des astabilen Multivibrators drehzahlunabhängig ist, gelangen bei steigender Drehzahl je Arbeitshub weniger Impulse über den Steuermultivibrator zu den Ventilen und die Kaltstartmehrmenge nimmt umgekehrt proportional zur Drehzahl ab. Bei sehr kleinen Drehzahlen wird die Kaltstartmehrmenge allerdings sehr groß und kann beim Blockieren des Anlassers bei .der Zwei-Kanal-Einspritzung zum Vollaufen zweier Zylinder führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kaltstartmehrmenge bei sehr niederen Drehzahlen auf einen für jede Kurbelwellenumdrehung geltenden Höchstwert zu begrenzen und außerdem eine Einspritzung von Kraftstoff zu verhindern, wenn die Brennkraftmaschine sich bei eingeschaltetem Anlasser nicht dreht.

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Dies läßt sich bei einer Einspritzanlage der eingangs beschriebenen Art dadurch erreichen, daß erfindungsgemäß zwei synchron zum Signalgeber auslösbare Schalteinrichtungen vorgesehen sind, von denen die erste eine mit steigender Drehzahl kürzer werdende Schaltdauer, die zweite Schalteinrichtung hingegen eine drehzahlunabhängige Schaltdauer hat, die kurzer ist als die Periodendauer der Auslösesignale während des Anlaßvorganges, jedoch langer als die drehzahlabhängige Schaltdauer der ersten Schalteinrichtung bei der niedrigstmöglicheη Leerlauf drehzahl- und bei der- ferner die jeweils kürzere Schaltdauer der beiden Schalteinrichtungen zur Bemessung der Kraftstoffmehrmenge ^ verwendet ist. Durch diese erfindungsgemäße Zuordnung von zwei Schalteinrichtungen und durch die angegebene Bemessung ihrer zugehörigen Schaltdauer wird es möglich, die Kaltstartmehrmenge für jede Kurbelumdrehung auf einen festen Höchstwert zu begrenzen. Dies ist besonders während derjenigen Kurbelwellenumdrehungen wichtig, welche vor dem durch den ersten Zündvorgang eingeleiteten Anspringen der Brennkraftmaschine zurückgelegt werden. Sobald dann die Brennkraftmaschine selbsttätig weiterläuft, wird infolge der sich mit steigender Drehzahl rasch verkürzenden Schaltdauer der drehzahlabhängigen Schalteinrichtung die Kaltstartmehrmenge stark verringert. Wenn sich jedoch die Brennkraftmaschine bei eingeschaltetem Anlasser nicht dreht, wird der Signalgeber nicht betätigt und daher keine der beiden Schalteinrichtungen zur Wirkung gebracht. In diesem Falle kann daher auch kein m Kraftstoff eingespritzt werden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß als zweite Schalteinrichtung, die nach den obenstehenden Angaben eine drehzahlunabhängige Schaltdauer hat, eine monostabile Schaltstufe verwendet wird, die einen Transistor und ein die drehzahlunabhängige Schaltdauer bestimmendes Widerstand-Kondensator-Glied umfaßt, wobei der Widerstand von der Basis des Transistors zu einer seine Kollektorspannung liefernden Betriebsstromleitung führt und den Transistor im Ruhezustand stromleitend hält, während der Kondensator zwischen der Basis des Transistors und der ersten Schalteinrichtung angeordnet ist. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den nächste- '

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hend beschriebenen und in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispiel.

Es zeigt: '·

Fig. 1 als erstes Ausführungsbeispiel eine elektronisch gesteuerte Benzineinspritzanlage in ihrem Schaltbild und teilweise in schematischer Darstellung,

Fig. 2 in einem Zeitdiagramm die zeitliche Zusammengehörigkeit einzelner, während des Kaltstarts vor sich gehender Schaltvorgänge in der Einrichtung nach Fig. 1 und

Fig. 3 ein Schaubild, in welchem die Abhängigkeit der Kraftstoffmehrmenge von der Drehzahl der Brennkraftmaschine bei verschiedenen Betriebstemperaturen wiedergegeben ist.

Fig. 4- zeigt das Schaltbild einer gegenüber der Anlage nach Fig. 1 vereinfachten Benzineinspritzanlage,

Fig. 5 Zeitdiagramme für verschiedene Drehzahlen, und und 6

Fig. 7 ein Schaubild, in welchem die mit der Anlage nach Fig. 4 erreichte Abhängigkeit der Kaltstartmehrmenge von der Drehzahl der Brennkraftmaschine und ihrer Betriebstemperatur wiedergegeben ist.

Die Benzineinspritzanlage nach Fig. 1 ist zum Betrieb einer Vier-Zylinder-Viertakt-Brennkraftmaschine 10 bestimmt und umfaßt als wesentliche Bestandteile vier elektromagnetisch betätigbare Einspritzventile 11 mit je einer zu einem Verteiler 12 führenden Leitung 13, eine elektromotorisch angetriebene Kraftstoff-Forderpumpe 15, einen Druckregler 16 sowie eine im folgenden näher beschriebene Steuereinrichtung, die durch einen mit der Kurbelwelle 17 der Brennkraftmaschine gekuppelten Signalgeber 18 bei jeder Kurbelwell-enumdrehung zweimal ausgelöst wird und dann je einen rechteckförmigen elektrischen üffnungsimpuls 19 für die Einspritzventile 11 liefert. Die in der Zeichnung angedeutete zeitliche Dauer T. der Öffnungsimpulse be-

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stimmt die Öffnungsdauer der Einspritzventile und demzufolge diejenige Kraftstoffmenge, welche während der jeweiligen Öffnungsdauer aus dem Innenraum der unter einem praktisch konstanten Kraftstoffdruck von 2 atü stehenden Einspritzventile austritt.

Zur Erzeugung der öffnungsimpulse 19 ist ein monostabiler Steuermultivibrator 20 vorgesehen, der einen im Ruhezustand stromleitenden Eingangstransistor 21 und einen an dessen Kollektor über einen Widerstand 22 mit seiner Basis angeschlossenen, im Ruhezustand gesperrten Ausgangstransistor 23 und außerdem ein die jeweilige Impulsdauer T. bestimmendes Zeitglied enthält. Dieses besteht bei dem lediglich als Ausführungsbeispiel zu wertenden Steuermultivibrator 20 aus einem Transformator, dessen Primärwicklung 24 in Reihe mit einem Widerstand 25 zwischen dem Kollektor und der für das elektronische Steuergerät gemeinsamen Plusleitung 26 liegt. Die Sekundärwicklung 27 ist induktiv mit der Primärwicklung über ein verstellbares Kraftlinienleitstück 28 gekoppelt, das von einer an das Ansaugrohr 30 der Brennkraftmaschine angeschlossenen Druckdose 31 in Richtung des eingezeichneten Pfeiles von dsm. nicht dargestellten Eisenkern des Transformators abgehoben wird, wenn der absolute Luftdruck im Ansaugrohr 30, beispielsweise durch Schließen der Drosselklappe 32, verringert wird. Bei steigendem Druck im Ansaugrohr 30 wird das Kraftlinienleitstück 28 unter der Wirkung nicht dargestellter Federn in der Gegenrichtung bewegt und vergrößert dann die Induktivität des als Zeitglied wirkenden Transformators. Die Sekundärwicklung 27 ist in der für Steuermultivibratoren dieser Art bekannten Weise einerseits an den Verbindungspunkt P zweier Widerstände 33 und 34- angeschlossen, die als Spannungsteiler zwischen der mit Masse verbundenen Minusleitung 35 und der Plusleitung 26 angeordnet sind. Mit ihrem anderen Wicklungsende ist die Sekundärwicklung 27*angeschlossen, welcher ebenso wie der Ausgangstransistor 23 zum npn-Typ gehört und daher mit seinem Emitter an die Minusleitung 35 angeschlossen ist.

* über eine Dipde 36 an die Basis des Eingangstransistors 21

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Der zum Auslösen des Steuermultivibrators 20 dienende Signalgeber ist im Gehäuse eines nicht dargestellten, zur HochspannungsZündanlage der Brennkraftmaschine gehörenden Zündverteilers untergebracht und enthält im einzelnen einen einhöckrigen Nocken 37» welcher auf der bei 38 angedeuteten Verteilerwelle sitzt und mit zwei Kontakthebeln 40 und 41 zusammenarbeitet. Die Kontakthebel sind über je einen Widerstand 42 bzw. 43 an die Plusleitung 26 angeschlossen und jeweils mit einer der Elektroden eines von zwei Differenzierkondensatoren 44 bzw. verbunden. Sie werden abwechs lungs weise vom Schaltnocken 37 gegen einen der feststehenden und mit der Masseleitung 35 verbundenen Schaltkontakte 46 bzw. 47 gedrückt und in dieser Schließstellung während einer halben Umdrehung der Verteilerwelle 38 gehalten, wie dies in Fig. 2 durch die Kurvenzüge a und b angedeutet ist. Dort ist der Schließzeitpunkt des Kontakthebels 40 mit t, und der Schließzeitpunkt des Kontakthebels 41 mit tp bezeichnet. Bei jedem dieser Schließvorgänge wird der Steuermultivibrator 20 in seinen instabilen Kippzustand gebracht, dessen Dauer die Impulslänge T. ergibt und von der jeweils vom Kraftlinienleitstück eingestellten Induktivität abhängt. Um im Auslösezeitpunkt t, bzw. tp den Eingangstransistor 21 sperren zu können, sind die Kondensatoren 44 und 45 über je eine Diode 48 bzw. 49 mit der Basis des Eingangstransistors und außerdem über je ieinen Ladewiderstand 50 bzw. 51 mit der Minusleitung 35 verbunden. Solange ihre zugehörigen Kontakthebel 40, 41 sich in der Offenstellung befinden, können sich die Differenzierkondensatoren 44, 45 jeweils aufladen und ihre Ladung in den Schließzeitpunkten t, bzw. to ihrer Kontakthebel zur Sperrung des Eingangstransistors 21 abgeben. Sobald der Eingangstransistor 21 in den Sperrzustand übergeht, wird der Ausgangstransistor 23, welcher durch einen mit der Verteilerwelle 38 gekuppelten Nocken 52 und einen mit diesem zusammenarbeitenden Schalthebel 53 abwechslungsweise an einen von zwei jeweils durch einen Leistungstransistor 54 bzw. 55 versinnbildlichte Leistungskaoäle anschließbar ist, in seinen stromleitenden Zustand gebracht. Sein die Primärwicklung 24 durchfließender, exponentiell ansteigender Kollektorstrom erzeugt in der Sekundärwicklung 27 eine RückkoppXungsspannung,

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welche den Eingangs trans is tor 21 über den Aus löse Zeitpunkt t-, bzw. tp hinaus noch solange gesperrt hält, bis die Rückkopplungsspannung unter einen durch das Potential des Spannungsteilerabgriffs P festgelegten Wert absinkt, bei welchem der Eingangstransistor wieder in seinen ursprünglichen leitenden Zustand zurückkehren kann. In diesem Zeitpunkt ist dann der öf.rnungsimpuls beendet, der seither wirksam mit dem Steuermultivibrator 20 verbundene Leistungskanal wird stromlos und die beiden zu diesem Kanal gehörenden, seither geöffneten Einspritzventile 11 kehren in ihre Schließstellung zurück. Dem jeweiligen Kraftstoffbedarf der Brennkraftmaschine entsprechend kann die Dauer T^ der öffnungsimpulse außer durch den angesaugten Luftdruck noch durch .andere , sich beim Betrieb der Brennkraftmaschine ändernde Größen beeinflußt werden, welche beispielsweise auf das Potential des Spannungsteilerabgriffs P einwirken.

Im Gegensatz zum betriebswarmen Zustand benötigt die Brennkraftmaschine erheblich größere Kraftstoffmengen beim Kaltstart, d. h. bei der Inbetriebnahme nach längerem Ruhezustand in einer Umgebungstemperatur von weniger als +10⁰C. Diese Kraftstoffmehrmenge muß vor allem während des Startvorgangs bereitgestellt werden, bei welchem der von der Sammlerbatterie des Kraftfahrzeugs gespeiste Startermotor die Brennkraftmaschine solange durchdreht, bis die ersten, einen selbständigen Leerlauf der Brennkraftmaschine gewährleisteten Zündvorgänge einsetzen. Es muß Jedoch darauf Bedacht genommen werden, daß mit sinkender Temperatur nicht nur die innere Reibung in der Brennkraftmaschine erheblich ansteigt und bei der begrenzten Leistung des Anlaßmotors zu stark abfallenden Anlaßdrehzahlen führt, sondern auch dem Umstand Rechnung getragen werden, daß bei gleichzeitig sinkender Kapazität der Batterie der innere Widerstand der Batterie erheblich mit sinkender Temperatur ansteigt.

Erfindungsgemäß ist zur Erzeugung einer drehzahlbegrenzten und tempera tür abhängigen Kraftstoffmehrmenge während des Kaltstarts eine Einrichtung vorgesehen, welche in Fig. 1 unterhalb des Steuermultivibrators 20 dargestellt ist und den Steuermultivibrator zwischen je zwei

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von den Kontakthebeln 40, 41 des Signalgebers 18 ausgelösten Öffnungsimpulsen zu weiteren, zusätzlichen öffnungsimpulsen veranlaßt. Im einzelnen besteht diese Steuereinrichtung aus zwei synchron zu dem Signalgeber 18 in Tätigkeit tretenden Schalteinrichtungen 61, 62 sowie einem astabilen Kippgerät 63« Die erste Schalteinrichtung 61 hat eine mit steigender Drehzahl der Brennkraftmaschine kurzer werdende Schaltdauer, welche im Zeitdiagramm nach Fig. 2 im Linienzug c mit T_n bezeichnet ist, wohingegen die Schaltdauer der zweiten Schalteinrichtung 62 drehzahlunabhängig und im Linienzug d der Fig. 2 bei T angedeutet ist. Außerdem ist in Fig. 2a durch eine schraffierte Fläche die Schließperiode des Kontakthebels 40 und entsprechend im Linienzug b jeweils diejenige des Kontakthebels 41 dargestellt.

Im einzelnen enthält die erste Schalteinrichtung 61 zwei mit ihren Emittern an die gemeinsame Minusleitung 35 angeschlossene Transistoren von npn-Typ, nämlich einen Eingangstransistor 64 und einen mit seiner Basis über den Kondensator 65 an den Kollektor des Transistors 64 angeschlossenen und außerdem über einen Widerstand 65 mit der Plusleitung 26 in Verbindung stehenden Ausgangstransistors 67, dessen Kollektor mit einem Arbeitswiderstand 68 und außerdem mit einem Rückkopplungswiderstand 69 verbunden ist, der zur Basis des Eingangstransistors 64 führt. Da der Eingangstransistor an seiner Basis über einen Widerstand 70 mit der Minusleitung 35 verbunden ist, befindet er sich im Ruhezustand, d. h. solange keine Auslöseimpulse über die beiden von den Differenzierkondensatoren 44 und 45 zu seiner Basis führenden Dioden 71 und 72 geliefert werden, im stromlosen Zustand, wohingegen der Ausgangstransistor 67 über seinen Basiswiderstand 66 stromleitend gehalten wird. Hierbei kann sich der als Zeitglied des Multivibrators dienende Kondensator 65 an seiner mit dem Kollektor des Transistors 64 .verbundenen Elektrode über deiL Arbeitswiderstand -73_des Eingangstran-— sistors auf das Potential der Plusleitung 26 aufladen. Sobald einer der beiden Kontakthebel 40, 41 in seine Offenstellung gelangt und dabei eine Ladung des an ihm angeschlossenen Kondensators 44 oder 45 ermöglicht, erhält der Eingangstransistor 64 über eine der Dioden 71, 12 Qinen Auslöseimpuls, der ihn stromleitend macht und über den Zeit-

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glied-Kondensator 65 den Ausgangstransistor 67 gleichzeitig sperrt. In dieser instabilen Kippläge bleibt der Ausgangstransistor 6? während, der in Fig. 2 bei T angedeuteten Zeitdauer so lange, bis der Kondensator 65 sich entladen hat. Dann wird der Ausgangstransistor wieder stromleitend und bleibt in diesem Zustand über die drehzahlabhängige Schaltdauer T bis zum nächsten Auslösevorgang, welcher im Zeitpunkt tp stattfindet.

Die zweite Schalteinrichtung 62 ist als einfache, monostabile Schaltstufe ausgebildet und enthält einen Schalttransistor 75» d.er mit seinem. Emitter an die Minusleitung 35 angeschlossen ist. Die drehzahlun- · abhängige Schaltdauer T₀ dieser Schalteinrichtung ergibt sich durch den· einerseits mit der Basis des Schalttransistors 75. und andererseits über eine Diode 76 mit dem_: Kollektor des Ausgangstransistors 67 verbundenen Kondensator 77-, der sich jeweils während-der Dauer T der. instabilen Kipplage des Multivibrators 61 aufladen kann und bei der Rückkehr des Ausgangs transistors 67 in seinen stromleitenden Zustand den Schalttransistor 75 für die in Fig. 3 angedeutete, drehzahlunabhängige Schaltdauer T gesperrt wird. Die zweite Schalteinrichtung 62 enthält darüber hinaus einen bei 80 angedeuteten Anlasserschalter, welcher zum Einschalten des Startermotors geschlossen werden muß und dann das Anlasserschaltschütz 81 mit Strom versorgt. Der Anlasserschalter 80 liegt in R -ihe mit zwei Widerständen 82 und 83 im Kollektorkreis des Schalttransistors 75, so daß die zweite Schalteinrichtung 62 nur dann und so lange wirksam werden kann, als der Anlasserschalter 80 während des Startvorgangs der Brennkraftmaschine in seiner Schließstellung gehalten wird.

eine_ Doppelbasisdiode 85, welche

mit ihrer ersten Basis B₁ unmittelbar an die Minusleitung 35 und mit ihrer zweiten Basis B~ an den Verbindungspunkt der beiden Widerstände 8P \uid 83 der zweiten Schalteinrichtung 62 angeschlossen ist. Von dieser zweiten Basis führt außerdem ein Widerstand 86 zur Minusleitung 35 Der Emitter E der Doppelbasisdiode ist an die aus einem Widerstand 87 und einem Speicherkondensator 88 bestehende Reihenschaltung angeschlos

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sen, welche mit der Minusleitung 35 verbunden ist. Der Emitter E steht außerdem über einen Widerstand 89 mit dem Abgriff eines temperaturabhängigen Spannungsteilers in Verbindung, der aus einem mit der Minusleitung 35 verbundenen NTC-Widerstand 90 (Heißleiterwiderstand) und einem mit der Plusleitung 26 verbundenen Pestwiderstand 91 besteht. Am NTC-Widerstand 90 entsteht eine mit absinkenden Betriebstemperaturen der Brennkraftmaschine ansteigende Ladespannung für den Speichßrkondensator 88, der sich um so schneller auf einen für den Spannungsdurchbruch an der Doppelbasisdiode 85 erforderlichen Wert auflädt, je niedriger die jeweils herrschende Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine ist.

Wenn die Ladung am Speicherkondensator 88 auf die Zündspannung angestiegen ist, zündet die Doppelbasisdiode, so daß der Speicherkondensator 88 über die Emitter-Basis-Strecke E-B-, entladen werden kann. Während des Entladevorgangs tritt am Emitter E ein negativer Spannungssprung auf, der über einen Kondensator 92 und eine mit diesem in Reihe liegende Diode 93 an die Basis des Eingangstransistors 21 des monostabilen Steuermultivibrators 20 gelangt und diesen in gleicher Weise wie ein vom Auslösesignalgeber 18 über die Dioden 48 oder 49 gelieferter Auslöseimpuls sperrt. Diese zusätzlichen Auslöseimpulse können vom Kippgerät 63 in rascher Aufeinanderfolge geliefert werden, weil nach der Entladung des Speicherkondensators 88 die Emitter-Basis-Strecke E-B-, der Doppelbasisdiode selbsttätig wieder hochohmig wird und dann der Speicherkondensator 88 sich rasch wieder bis zum nächsten Spannungsdurchbruch aufladen kann. In Fig. 2 sind die über den Transistor 55 ausgelösten, zusätzlichen öffnungsimpulse J, , J^, J* im Kurvenzug e und die über den Transistor 56 an die ersten beiden Einspritzventile gelangenden öffnungsimpulse mit dem Linienzug f wiedergegeben.

Um jedoch sicherzustellen, daß solche zusätzlichen öffnungsimpulse für die Einspritzventile 11 nur jeweils während des Startvorgangs erzeugt werden und auch dann zahlenmäßig auf eine von der jeweiligen Anlaßdrehzahl unabhängige Anzahl begrenzt werden, ist der Emitter der

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Doppelbasisdiode 85 über eine Diode 84 an den Kollektor des Schalttransistors 75 angeschlossen. Wenn sich die zweite Schalteinrichtung im Ruhezustand befindet, bei welchem der Schalttransistor 75 stromleitend, ist, schließt der Schalttransistor 75 die Emitter-Basis-Strecke E-B-, der Doppelbasisdiode 85 über die Diode 84 kurz. Die von der Doppelbasisdiode 85 in der eben geschilderten Weise erzeugten Kippschwingungen können daher nur dann auftreten, wenn der Schalttransistor 75 während der drehzahlunabhängigen Schaltdauer T_ der zweiten Schalteinrichtung 62 gesperrt ist und wenn sich außerdem der Anlaßschalter 80 in seher Schließstellung befindet, in welcher die zweite Basis B₂ der Doppelbasisdiode 85 über den Widerstand 83 eine ausreichend hohe positive Spannung erhält. Es ergibt sich somit die in Fig. 3 über der Drehzahl η aufgetragene Abhängigkeit der je Kurbelwellenumdrehung eingespritzten Kraftstoffmenge M, welche mit steigender Betriebstemperatur erheblich verringert wird. Diese Kraftstoffmenge ist bis zu einer in Fig. 3 bei n, angedeuteten Anlaßdrehzahl von etwa 120 U/min etwa gleich groß. Oberhalb dieses Drehzahlwertes n^, bei welchem die Summe aus der drehzahlunabhängigen Schaltdauer T_ der zweiten Schalteinrichtung 62 und der Dauer T des instabilen, unmittelbar an die Auslösezeitpunkte t, bzw. t~ anschließenden Betriebszustandes des Multivibrators 61 gleich groß ist wie die Periodendauer Q? zwischen zwei Auslösevorgängen, nimmt die eingespritzte Kraftstoffmenge hyperbolisch mit steigender Drehzahl η ab. Die Zeitdiagramme nach Fig. 2 sind für eine Anlaßdrehzahl von etwa 60 U/min dargestellt, bei welcher die Periodendauer T zwischen zwei Auslösezeitpunkten t·, und t~ sich über eine Sekunde erstreckt. Es muß jedoch darauf hingewiesen werden, daß die Dauer T^ der im Zeitpunkt t, bzw. t^ ausgelösten Öffnungsimpulse sowie die sich daran während des Startvorgangs anschließenden zusätzlichen öffnungsimpulse J-, , Jp, J₃, im Vergleich zur Periodendauer T nicht maßstabsgerecht wiedergegeben sind, weil sie in Wirklichkeit nur etwa 0,040 see lang sind.

Die Abnahme der Kraftstoffmehrmenge M bei Drehzahlen oberhalb n, kommt, dadurch zustande, daß bei diesen Drehzahlen die drehzahlabhänfpRo GehalUlauer T_n der ersten Schalteinrichtung 61 endigt, bevor di.o och;i"l tdciuer T der zweiten Schalteinrichtung abgelaufen ist. Durch

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den im zeitlichen Ablauf wesentlich näher am ersten AuslöseZeitpunkt t, liegenden nächsten Auslösezeitpunkt tp wird dann der die erste Schalteinrichtung bildende monostabile Multivibrator 61 in seine -instabile Krpplage-^gebracht und dabei der Tr ans is to~τΓ~Β7 gesperrt. Dies hat zur Folge, daß der Schalttransistor 75 sofort in seinen, stromleitenden Zustand zurückkehrt, weil der inzwischen teilweise entladene Kondensator 77 sich über den Widerstand 78 und die Emitter-B2B.S-Strecke des Schalttransistors 75 aufzuladen versucht. Sobald jedoch der Schalttransistor 75 erneut stromleitend wird, schließt er, wie oben bereits angedeutet, die Emitter-Bas is-S trecke E-B-, der Doppelbasisdiode 85 kurz, so daß dort keine zusätzlichen öffnungsimpulse führende Schwingungen mehr entstehen können.

Oberhalb einer beispielsweise bei +15 C liegenden Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine soll beim Startvorgang keine Kraftstoffmehrmenge geliefert werden können. Hierzu wird die Aufladung des Speicherkondensators 88 mit Hilfe einer Diode 95 so begrenzt, daß die Zündspannung der Doppelbasisdiode 85 nicht mehr erreicht werden kann. Parallel zum NTC-Widerstand 90 ist daher ein zweiter, aus den Widerständen 96 und 97 bestehender Spannungsteiler vorgesehen, der mit der Emitterelektrode E der Doppelbasisdiode 85 und dem zum Speicherkondensator 88 führenden Ladewiderstandes 87 über die Diode 95 verbunden ist. Mit dem veränderbaren Widerstand 96 und mit einem weiteren veränderbaren Widerstand 98 kann diejenige Temperaturschwelle eingestellt werden, bei welcher das astabile Kippgerät 63 nicht mehr schwingen und daher auch keine Kraftstoffmehrmenge auslösen kann. Wenn jedoch die Betriebstemperatur unter diese Temperaturschwelle absinkt, so steigt die Schwingungsfrequenz der Doppelbasisdiode 85, weil dann für die Ladung des Kondensators 88 eine mit fallender Betriebstemperatur steigende Ladespannung zur Verfügung steht.

Da beim Abschalten des Anlaßmagnetschalters 81 am Anlasserschalter 80 eine hohe Abschaltspannung auftritt, welche über den Arbeitswiderstand 83 an die Basis Bp dn? Doppelbasisdiode 85 gelangen könnte, ist zum Schutz der Doppelbasisdiode eine Ableitungsdiode 99 vorgesehen,

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welche die auftretende Störspannung auf einen sehr kleinen Wert begrenzt.

Einer der wesentlichen Vorteile der oben beschriebenen Einrichtung zur Erzeugung einer Kaltstartmehrmenge ergibt sich daraus, daß wegen der Ausbildung der ersten Schalteinrichtung 61 als monostabiler Multivibrator, welcher in seinem stabilen Ruhezustand die drehzahlabhängige Schaltdauer T bereitstellt, eine im Laufe des Betriebes auftretende Abnützung an den beiden Kontakthebeln 40 und 41 und an den mit ihnen zusammenarbeitenden Nocken 37 keinenEinfluß auf die Schaltgenauigkeit hat. Es ist deshalb auch nicht erforderlich, daß der Schließzeitpunkt des Kontakthebels 40 mit dem Öffnungszeitpunkt des Kontakthebels 41 zeitlich genau zusammenfällt.

Das zweite Ausführungsbeispiel nach den Pig. 4 bis 7 ist wesentlich einfacher aufgebaut als das erste Ausführungsbeispiel. Soweit gleiche oder gleichwirkende Teile vorgesehen sind, tragen sie gleiche Bezugszeichen wie im Schaltbild nach Fig. 1.

Für die Vereinfachung ist besonders wichtig, daß die erste, eine drehzahlabhängige Schaltdauer aufweisende Schalteinrichtung durch den Steuersignalgeber 100 selbst gebildet wird. Hierzu enthält er einen mit der Verteilerwelle gekuppelten Steuernocken 101, welcher die mit ihm zusammen arbeitenden Kontakthebol 40 und 41 jeweils um 180° Nockenwellendrehwinkel versetzt, in ihre Schließstellung bringt. Die Schließperioden sind jeweils durch schraffierte Flächen in den Fig. 5 und 6 dargestellt, und zwar jeweils mit einem Linienzug a für den Kontakthebel 40 und mit einem Linienzug b für den Kontakthebel Diese Schließperioden erstrecken sich jeweils nur über einen Nockenwellendrehwinkel von 90° und ergeben die drehzahlabhängige Schließdauer T . Als zweite, eine drehzahlunabhängige Schaltdauer T_ liefernde η . s

Schalteinrichtung 62 ist praktisch die gleiche Einrichtung wie in Fig.l verwendet. Abweichend von der Anordnung nach Fig. 1 ist jedoch bei der Einspr.it zanlage nach Fig. ^l\ ein als ODER-Glied 44 wirkender npn-Transistor 105 vorgesehen, welcher an seiner Basis einerseits über einen

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Widerstand 106 mit dem Kollektor des zur zweiten Schalteinrichtung gehörenden Transistors 75 und andererseits über einen Widerstand an den Ausgang des bei 20 angedeuteten, wie in Fig. 1 aufgebauten Steucrmultivibrator angeschlossen. Die in der unten näher beschriebenen Weise entweder vom Steuermultivibrator oder von den beiden Schalteinrichtungen gelieferten Öffnungsimpulse werden den beiden Ventilgruppen abwechslungsweise über einen Umschalter 52, 53 zugeführt, wobei jedoch abweichend von der Anordnung nach Fig. 1 jedem der Leistungstransistoren 55» 56 ein Vorverstärker 110 bzw. 111 vorgeschaltet ist.

Um die drehzahlabhängige Schaltdauer der ersten, von dem Steuersignalgeber 100 gebildeten Schalteinrichtung in Abhängigkeit von der Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine beeinflussen zu können, ist zwischen den Kontakthebeln 40 und 41 und den beiden Widerständen 42 und 43 jeweils ein zusätzlicher Widerstand 112 und 115 angeordnet. Jeder dieser Widerstände ist über eine getrennte Diode 115 bzw. 116 an einen gemeinsamen, mit der Plusleitung verbundenen Widerstand und außerdem an den als Zeitglied der Schalteinrichtung 62 wirkenden Kondensator 77 angeschlossen. Die Höhe der jeweiligen Ladespannung des Kondensators 77 wird durch einen temperaturabhängigen Spannungsteiler begrenzt, welcher von einem NTC-Widerstand 120 und einem mit diesem in Reihe liegenden Festwiderstand 121 gebildet wird und an seinem Abgriff über eine Diode 122 mit der gleichen Elektrode .des Kondensators 77 verbunden ist, an welche der Widerstand 117 und die beiden zu den Schaltkontakthebeln 40 und 41 führenden Dioden 115 und 116 angeschlossen sind.

.Solange die beiden Kontakthebel 40 und 41 von ihren Gegenkon takten j abgehoben sind, wird der Transistor 75 über seinen mit der Pluslei-j tung 26 verbundenen Basiswiderstand 79 strojaleitend gehalten und aep Kondensator 77 kann sich dann über die Diode 122 auf das am Abgriff; des temperaturabhängigen Spannungsteilers 120, 121 herrschende Potential aufladen. Wenn im Zeitpunkt t-^ der Kontakthebel 40 in seine Schließstellung gelangt, so tritt am Verbindungspunkt A der beiden

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Widerstände 112 und 42 ein negativer Potentialsprung auf, welcher dem am Widerstand 42 dann abfallenden Teil der Batteriespannung entspricht. Dieser negative Sprung wird über den seine Ladung zunächst bei behaltenden Kondensator 77 auf die Basis des Transistors 75 übertragen und sperrt diesen Transistor so lange, bis sich der Kondensator 77 über den Widerstand 79 so weit entladen hat, daß die Basis des Transistors 75 wieder positiv gegenüber dem Emitter wird. Während die ses in der Darstellung gemäß Fig. 5c vom Auslösezeitpunkt t, bis zum Zeitpunkt t_? reichenden, die-drehzahlunabhängige Schaltdauer T₃ der Schalteinrichtung 62 ergebenden Sperrzustandes des Transistors 75 ist das Kollektorpotential dieses Transistors positiv, falls der Anlasserschalter 80 sich in seiner Schließstellung zur Betätigung des Startermotors befindet. Dann erhält der als ODER-Glied wirkende Transistor 105 über den Widerstand 106 eine positive Steuerspannung an seiner Basis und befindet sich daher während der Schaltdauer T_

in stromleitenden Zustand, so daß der jeweils mit ihm durch den Schal ter 53 verbundene Verstärkungskanal 110 oder 111 die zugehörige Ventilgruppe in ihre Öffnungsstellung bringt und bis zum Zeitpunkt tp offenhält. Es wicd deshalb während der ganzen drehzahlunabhängigen Schaltdauer T Kraftstoff eingespritzt, wobei diese Kraftstoffmehrmenge erheblich von der Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine abhängt. Je tiefer nämlich die Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine ist, desto höher wird der Widerstand des Heißleiters 120 und desto größer wird demzufolge die vor jedem Schaltvorgang auf dem Kondensator 77 sitzende elektrische Ladung und daher die bis zum Erreichen positiver Basispotentialwerte des Transistors 75 erforderliche Entladezeit. Der nächste Einspritzvorgang wird erst dann ausgelöst, wenn der eingeschaltete Startermotor die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine gegenüber der im Zeitpunkt t-, erreichten Stellung um 180° weitergedreht hat und dann der Kontakthebel 41 in dem in !•'ig. 5c bei t, angedeuteten Zeitpunkt schließt. Bei den eine KaItstartmehrmenge erfordernden tiefen Betriebstemperaturen kann der Startermotor die Brennkraftmaschine wegen der dann vorherrschenden hohen inneren Reibung nur angsam durchdrehen. Bei einer derart verminderten Anlaßdrehzahl, welche für Fig. 5 mit etwa 60 U/min zugrunde-

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gelegt ist, beträgt der zeitliche Abstand zwischen t₁ und t, 0,5 see. Sobald jedoch die ersten Zündvorgänge einsetzen und die Brennkraftmaschine selbsttätig weiterläuft ^ erhöht sich ihre Drehzahl auf einen Wert von etwa 500 bis 600 U/min.

Um Jedoch den Einfluß der Drehzahl der Brennkraftmaschine während' des Anlaßvorgangs auf die bei jeder halben Kurbelwellenumdrehung eingespritzte Kraftstoffmehrmenge deutlicher darstellen zu können, ist in Fig. 6 eine Kurbelwellendrehzahl unterstellt, die doppelt so groß ist wie diejenige nach Fig. 5· Während in dem vorher behandelten Fall bei sehr niedrigen Anlaßdrehzahlen der Öffnungszeitpunkt t^ des Kontakthebels 40 wesentlich später lag als das beim Zeitpunkt tp angedeutete Ende der drehzahlunabhängigen Schaltdauer T₃ der Schalteinrichtung 62, ergibt sich für die in Fig. 6 zugrundegelegte erhöhte Drehzahl, daß der auf den Öffnungszeitpunkt t-, folgende nächste Schließvorgang des Kontakthebels 40 im Zeitpunkt tg eintritt, bevor der Kondensator 77 sich entladen hat und bevor der Transistor 75 selbsttätig in seinen ursprünglichen stromleitenden Zustand zurückkehren konnte. Der Öffnungsvorgang im Zeitpunkt t_& hat zur Folge, daß der Kondensator 75 zwangszweise in seinen ursprünglichen stromleitenden Zustand zurückgesteuert wird. Die für die Kraftstoffmehrmenge maßgebliche Öffnungsdauer T. der Einspritzventile ist somit identisch mit der drehzahlabhängigen Schließungsdauer T der Kontakthebel 40 bzw. und nimmt daher umgekehrt proportional zur Drehzahl η in der in Fig. dargestellten Weise ab. In diesem Schaubild ist die während des Anlaßvorgangs erzielte Öffnungsdauer T. der Einspritzventile für verschiedene Betriebstemperaturen*»* zwischen +10⁰C und -20⁰C aufgetragen. Die zugehörigen Kraftstoffmehrmengen bleiben mit zunehmender Drehzahl

bis zu solchen Drehzahl werten konstant, bei welchen_di^_drehzahlab-

hängige Schaltdauer T_n kleiner wird als die drehzahlunabhängige Schaltdauer T der zweiten Schalteinrichtung 62.

Der besondere Vorteil der Einrichtung zur Erzeugung einer KaltstartmehrmenRc liegt darin, daß die Kraftstoffmenge selbsttätig in Abhängigkeit von der Drehzahl und außerdem in Abhängigkeit von der Tempe-

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ratur geregelt werden kann, ohne daß dabei die für den Rundlauf der Brennkraftmaschine ~im betriebswarmen Zustand und die geringstmögliche Abgasmengo ermittelte Einstellung der Leerlaufkraftstoffmenge geändert zu werden braucht.

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Claims (1)

1. Robert Bosch GmbH Jf R. 9122 Lr/Sz

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   Ansprüche

   1. Elektronisch gesteuerte Benzineinspritzanlage zum Betrieb einer Brennkraftmaschine, mit mindestens einem elektromagnetisch betätigbaren Einspritzventil und mit einem monostabilen Steuermultivibrator zur Erzeugung von öffnungsimpulsen für das Einspritzven-

   fe til und mit einem synchron mit den Kurbelwellenumdrehungen betätigbaren Signalgeber zum Auslösen des Steuermultivibrators sowie mit einer Einrichtung zur Erzeugung einer drehzahlbegrenzten Kraftstoff mehrmenge während des Kaltstarts, dadurch gekennzeichnet, daß mit der gleichen Frequenz wie der Signalgeber auslösbare Schalteinrichtungen vorgesehen sind, von denen die erste (61, 100) eine mit steigender Drehzahl kürzer werdende Schaltdauer (T_n), die zweite (62) hingegen eine drehzahlunabhängige Schaltdauer (T_) hat, die kürzer ist als die Periodendauer (T ) der Auslösesignale während des Anlaßvorgangs, jedoch länger als die drehzahlabhängige Schalt-

   • dauer (T ) der ersten Schalteinrichtung bei der niedrigst möglichen Leerlaufdrehzahl ist, und daß ferner die jeweils kürzere Schaltdauer der beiden Schalteinrichtungen zur Bemessung der Kraftstoffmehrmenge verwendet ist.

   2. Einspritzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schalteinrichtung (62) als monostabile Schaltstufe ausgebildet ist und einen Transistor (75) und ein die drehzahlunabhängige Schaltdauer (T₀) bestimmendes Wideretand-Kondensator-Glied

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   umfaßt, dessen Widerstand (79) von der Basis des Transistors zu einer seine Kollektorspannung liefernden Betriebsstromleitung (26) führt und den Transistor im Ruhezustand stromleitend hält, während der Kondensator (77) zwischen der Basis des Transistors und der ersten Schalteinrichtung (61, 100) angeordnet ist.

   5. Einspritzanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schalteinrichtung (61) als monostabiler Multivibrator ^ ausgebildet ist, der bei seiner Rückkehr in seine stabile Ruhelage die zweite Schalteinrichtung (62) aus ihrer Ruhelage in ihre Arbeitslage bringt.

   4. Einspritzanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (77) der monostabilen Schaltstufe (62) an den Kollektor des zum Monostabilen Multivibrator (61) gehörenden Ausgangstransistors (67) angeschlossen ist.

   5. Einspritzanlage nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß die m Dauer (T ) der instabilen Kipplage des Multivibrators (61) mindestens fünfmal größer ist als die Ladezeitkontakte des zur monostabilen Schaltstufe (62) gehörenden Kondensators (77)ι jedoch höchstens ein Fünftel der drehzahlunabhängigen Schaltdauer (T,)

   der Schaltstufe (62) und höchstens ein Zehntel der Periodendauer (T ) der- Auslösesignale während des Anlaßvorgangs beträgt.

   6. Einspritzanlage nach Anspruch 4- oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß an den Kollektor des zur monostabilen Schaltstufe (62) ge-

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   hörenden Transistors (75) - vorzugsweise über eine Diode (84) ein Sperrschwingkreis (65) angeschlossen ist, dessen Sperrschwingperioden (T ) höchstens ein Drittel der drehzahlunabhängigen Schaltdauer (T_n) betragen.

   7. Einspritzanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an den Abgriff eines im Kollektorkreis des zur monostabilen Schaltstufe (62) gehörenden Transistors (75) liegenden Spannungsteilers (82, 85) eine (B2) der Basen einer Doppelbasisdiode (85) angeschlossen ist, deren andere Basis (B-,) an einer Betriebsstromleitung (35) des Steuermultivibrators (20) liegt und deren Emitter (E) sowohl mit einem an seiner anderen Elektrode mit dieser Betriebsstromleitung (55) verbundenen Speicherkondensator (88) und mit einem zur anderen Betriebsstromleitung (26) führenden Widerstand (89) als auch mit einer Diode (84) verbunden ist, deren andere Elektrode am .Kollektor des Transistors (75) liegt, und deren Emitter (E) außerdem über einen Kondensator (92) mit dem Eingangskreis des Steuermultivibrators (20) verbunden ist.

   8. Einspritzanlage nach Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Betriebsstromleitungen (26, 35) ein wenigstens einen temperaturabhängigen Widerstand (90) umfassender Spannungsteiler (90, 91) vorgesehen ist, an den der Speicherkondensator (88) - vorzugsweise über einen Ladewiderstand (87) - angeschlossen ist.

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   9· Einspritzanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl als Signalgeber als auch als erste Schalteinrichtung ein mechanischer Schalter (100) vorgesehen ist, der einen mit der Kurbelwelle (17) der Brennkraftmaschine (10) gekuppelten Nocken (101) und wenigstens einen mit dem Nocken zusammenarbeitenden Kontakt (40, 41) hat, der abwechslungsweise vom Nocken in stromleitende Verbindung mit einer (35) cLer Betriebsstromleitungen gebracht wird und über mindestens einen Widerstand (42, 43) mit der anderen Betriebsstromleitung (26) dauernd verbunden ist und dabei sowohl an den Eingang des Steuermultivibrators (20) als auch an das Zeitglied (Kondensator 77, Basiswiderstand 79) des zur zweiten Schalteinrichtung (62) gehörenden Transistors (75) angeschlossen ist.

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