DE1751303C3 - Elektronisch gesteuerte Benzineinspritzanlage zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit einer Einrichtung zur Erzeugung einer drehzahlbegrenzten Kraftstoffmehrmenge während des Kaltstarts - Google Patents

Description

Aus der DT-AS 11 25 718 ist eine Einspritzeinrichung bekannt, bei welcher an den Steuermultivibrator :ine mit der gleichen Frequenz wie der Signalgeber iuslösbare erste Schalteinrichtung angeschlossen ist, leren Kippdauer die Mehrmenge bestimmt und mit Hilfe eines Handschalters und eines zusätzlichen Kondensators vergrößert werden kaEC. Dort ist jedoch die Verlängerung der Spritzdauer und demzufolge die Mehrmenge bei allen Drehzahlen gleich.

jedem Fall zündfähig ist und eine hohe Verbren-Eungsenergie ergibt, da sonst ein Drehzahlabfall infolge von Verbrennungsaussetzern odpr energiearmen Verbrennungen auftreten könnte.

Es ist schon vorgeschlagen worden, jedoch noch nicht St&nd der Technik, einen nur bei geschlossenem Anlaßschalter zur Wirkung kommenden, astabilen Multivibrator vorzusehen, der parallel zu dem syn-

folge der sich mit steigender Drehzahl rasch verkürzenden Schaltdauer der drehzahlabhängigen Schalteinrichtung die Kaltstartmehrmenge stark verringert. Wenn sich jedoch die Brennkraftmaschine bei einge-5 schaltetem Anlasser nicht dreht, wird der Signalgeber nicht betätigt und daher keine der beiden Schalteinrichtungen zur Wirkung gebracht. In diesem Falle kann daher auch kein Kraftstoff eingespritzt werden. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vor-

Versuche haben gezeigt, daß die zum Anlassen not- io geschlagen, daß die weite Schalteinrichtung als mowendige .Mehrmenge stark drehzahlabhängig ist, da nostabile Schaltstufe ausgebildet ist, die einen Tranbei den ersten Zündungen der Brennkraftmaschine sistor und ein die drehzahlunabhängige Schaltdauer die Drehzahl einsteigt und als Folge davon die Ge- bestimmendes Widerstand-Kondensator-Glied ummjschaufbereitung besser wird. Deshalb muß mit faßt, dessen Widerstand von der Basis des Transistors steigender Drehzahl die zusätzliche Einspritzmenge 15 zu einer seine Kollektorspannung liefernden Betriebskleiner werden, damit das Benzin-Luft-Gemisch in stromleitung führt und den Transistor im Ruhezustand stromleitend hält, während der Kondensator zwischen der Basis des Transistors und der ersten Schalteinrichtung angeordnet ist Weitere Ausgestal-20 tungen der Erfindung ergeben sich aus den nachstehend beschriebenen und in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispielen. Es zeigt

F i g. 1 als erstes Ausführungsbeispiel eine elektro-

chron zu jeder Kurbelwellenumdrehung betätigbaren 25 nisch gesteuerte Benzineinspritzanlage in ihrem Signalgeber den Steuermultivibrator auslöst. Da Schaltbild und teilweise in schematischer Darsteljedoch die Periodendauer des astabilen Multivibra- lung,

tors drehzahlunabhängig ist, gelangen bei steigen- F i g. 2 in einem Zeitdiagramm die zeitliche Zu-

der Drehzahl je Arbeitshub weniger Impulse über sammengehörigkeit einzelner, während des Kaltstarts den Steuermultivibrator zu den Ventilen i:nd die 3° vor sich gehender Schaltvorgänge in der Einrichtung Kaltstartmehrmenge nimmt umgekehrt proportional nach Fi g. 1 und

zur Drehung ab. Bei sehr kleinen Drehzahlen wird F i g. 3 ein Schaubild, in welchem die Ahh'dr.gig-

die Kaltstartmehrmenge allerdings sehr groß und keit der Kraftstoffmehrmenge von der Drehzahl der kann beim Blockieren des Anlassers bei der Zwei- Brennkraftmaschine bei verschiedenen Betriebstem-Kanal-Einspritzung zum Vollaufen zweier Zylinder 35 peraturen wiedergegeben ist.

führen. F i g. 4 zeigt das Schaltbild einer gegenüber der

Anlage nach F i g. 1 vereinfachten Benzineinspritzanlage,

F i g. 5 und 6 Zeitdiagramme für verschiedene Höchstwert zu begrenzen und außerdem eine Ein- 4° Drehzahlen und spritzung von Kraftstoff zu verhindern, wenn die F i g. 7 ein Schaubild, in welchem die mit der An-

Brennkraftmaschine sich bei eingeschaltetem Anlas- lage nach Fig. 4 erreichte Abhängigkeit der KaItser nicht dreht. startmehrmenge von der Drehzahl der Brennkraft-

Dies läßt sich bei einer Einspritzanlage der ein- maschine und ihrer Betriebstemperatur wiedergegangs beschriebenen Art dadurch erreichen, daß erfin- 45 geben ist.

dungsgemäß die erste Schalteinrichtung eine mit stei- Die Benzineinspritzanlage nach F i g. 1 ist zum Be-

gender Drehzahl kürzer werdende Schaltdauer und trieb einer Vier-Zylinder-Viertakt-Brennkraftmaeine zweite, ebenfalls in der Vorrichtung angeordnete schine 10 bestimmt und umfaßt als wesentliche Be- und mit der gleichen Frequenz wie der Signalgeber standteile vier elektromagnetisch betätigbare F.inauslösbare Schalteinrichtung hingegen eine drehzahl- 50 spritzventile 11 mit je einer zu einem Verteiler 12 unabhängige Schaltdauer hat, die kürzer ist als die führenden Leitung 13, eine eltktromotorisch ange-Periodendauer der Auslösesignale während des An- triebene Kraftstoff-Förderpumpe IS, einen Druck-Ia3vorgangs, jedoch langer als die drehzahlabhängige regler 16 sowie eine im folgenden näher beschrie-Schaltdauer der ersten Schalteinrichtung bei der bene Steuereinrichtung, die durch einen mit der niedrigst möglichen Leerlaufdrehzahl ist, und daß 55 Kurbelwelle 17 der Brennkraftmaschine gekuppelten ferner die jeweils kürzere Schaltdauer der beiden Signalgeber 18 bei jeder Kurbelwellenumdrehung Schalteinricntungen zur Bemessung der Kraftstoff- zweimal ausgelöst wird und dann je einen rechteckmehrmenge verwendet ist. förmigen elektrischen Öffnungsimpuls 19 für die Ein-

Durch diese erfindungsgemäße Zuordnung der spritzventile 11 liefert. Die in der Zeichnung ange-Schalteinrichtungen und durch die angegebene Be- 60 deutete zeitliche Dauer 7", der Öffnungsimpulse bemessung ihrer zugehörigen Schaltdauer wird es mög- stimmt die Öffnungsdauer der Einspritzventile und lieh, die Kaltstartmehrmenge für jede Kurbelumdre- demzufolge diejenige Kraftstoffmenge, welche wähhung auf einen festen Höchstwert zu begrenzen. Dies rend der jeweiligen öffnungsdaucr aus dem Innenist besonders während derjenigen Kurbelwellenum- raum der unter einem praktisch konstanten Kraftdrehungen wichtig, welche vor dem durch den ersten 65 stoffdruck von 2 alü stehenden Einspritzventile aus-Zündvorgang eingeleiteten Anspringen der Brenn- tritt.

kraftmaschine zurückgelegt werden. Sobald dann die Zur Erzeugung der Öffnungsimpulse 19 ist ein mo-

Brennkraftmaschine selbstätig weiterläuft, wird in- noslabiler Steuermultivibrator 20 vorgesehen, der

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kaltstartmehrmenge bei sehr niederen Drehzahlen auf einen für jede Kurbelwellenumdrehung geltenden

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 Γ, 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 KraftHnienleitstück 28 gekoppelt, das von einer an das Ansaugrohr 30 der Brennkraftmaschine angeschlossenen Druck dose 31 in Richtung des eingezeichneten Pfeiles von dem 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 über eine Diode 36 an die Basis des Eingangstransistors 21 angeschlossen, welcher ebenso wie der Ausgangstransistor 23 zum npn-Typ gehört und daher mit seinem Emitter an die Minusleitung 35 angeschlossen ist.

Der zum Auslösen des Steuermultivibrators 20 dienende Signalgeber 18 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. 45 verbunden. Sie werden abwechslungsweise vom Schaltnocken 37 gegen einen der feststehenden und mit der Masseleitung 35 verbundenen Schaltkontakte 46 bzw. 47 gedruckt und in dieser Schließstellung während einer halben Umdrehung der Verteilerwelle 38 gehalten, wie dies in F i g. 2 durch die Kurvenzüge α und b angedeutet ist. Dort ist der Schließzeitpunkt des Kontakthebels 40 mit f, und der Schließzeitpunkt des Kontakthebels 41 mit t., bezeichnet. Bei jedem dieser Schließvorgänge wird der Steuermultrvibrator 20 in seinen instabilen Kippzustand gebracht, dessen Dauer die Impulslänge T₁ ergibt und von der jeweils vom KraftHnienleitstück eingestellten Induktivität abhängt. Um im Auslösezeitpunkt /, bzw. I₂ den Eingangstransistor 21 sperren zu können, sind die Kondensatoren 44 und 45 ober je eine Diode 48 bzw. 49 mit der Basis des Eingangstransistors und außerdem über je einen Ladewiderstand 50 bzw. mit der Minusleitung 35 verbunden. Solange ihre zugehörigen Kontakthebel 40, 41 sich in der Offenstellung befinden, können sich die Differenzierkonden- satoren 44, 45 jeweils aufladen und ihre Ladung in den Schließzeitpunkten f, bzw. t., ihrer Konlakthebel zur Sperrung des Eingangstransistors 21 abgeben. Sobald der Eingangstransistor 21 in den Sperrzustand übergeht, wird der Ausgangslransislor 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. ίο 55 versinnbildlichten Leislungskanälen anschließbar ist, in seinen stromleitenden Zustand gebracht. Sein die Primärwicklung 24 durchfließender, exponentiell ansteigender Kollektorslrom erzeugt in der Sekundärwicklung 27 eine Rückkopplungsspannung, welehe den Eingangstransistor 21 über den Auslösezeitpunkt r, bzw. t₂ hinaus noch so lange 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 Öffnungsimpuls beendet, der seither wirksam mit dem Steuermultivibrator 20 verbundene Leistungskanal wird stromlos, und die beiden zu diesem Kanal gehörendcn, seither geöffneten Einspritzventile 11 kehren in ihre Schließstellung zurück. Dem jeweiligen Kraftstoffbedarf der Brennkraftmaschine entsprechend, kann die Dauer Γ, der Öffnungsimpulse außer durch den angesaugten Lufdruck 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 -I- 10 C. Diese Kraftstoffmehrmenge muß vor allem während des Startvorgangs bereitgestellt werden, bei welchem der von der Sammlerbatterie des Kraftfahrzeugs gespeiste Startermotor die Brennkraftmaschine so lange 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 wer-

so den, daß bei gleichzeitig sinkender Kapazität der Batterie der innere Widerstand der Batterie erheblich mit sinkender Temperatur ansteigt.

Erfindungsgemäß ist zur Erzeugung einer drehzahlbegrenzten und temperaturabhängigen Kraftstoff- mehrmenge während des Kaltstarts eine Einrichtung vorgesehen, weiche in Fig. 1 unterhalb des Steuermultivibrators 20 dargestellt ist und den Steuermultivibrator zwischen je zwei 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 kürzer werdende Schaltdauer, welche im Zeitdiagramm nach F i g. 2 im Linienzug c mit T_n bezeichnet ist, wohingegen die Schaltdauer der zwei-

ten Schalteinrichtung 62 drehzahlabhängig und im Linienzug d der Fig. 2 bei T„ angedeutet ist. Außcrdem ist in Fi g. 2 a durch eine schraffierte Flüche die Schließperiode des Kontakthcbels 40 und entsprechend im Linienzug b jeweils diejenige des Kontakthcbels 41 dargestellt.

Im einzelnen enthält die erste Schalleinrichtung 61 zwei mit ihren Emittern an die gemeinsame Minusleitung 35 angeschlossene Transistoren von npn-Typ,

80 während des Startvorgangs der Brennkraftmaschine in seiner Schließstellung gehalten wird.

Das astabile Kippgerät 63 enthält eine Doppelbasisdiode 85. welche mit ihrer ersten Basis B₁ unmittelbar an die Minusleitung 35 und mit ihrer zweiten Basis B₁ an den Verbindungspunkt der beiden Widerstünde 82 und 83 der zweiten Schalteinrichtung 62 angeschlossen ist. Von dieser zweiten Basis führt außerdem ein Widerstand 86 zur Minusleitung 35.

verbundenen NTC-Widerstand 90 (Heißleiterwiderstand) und einem mit der Plusleitung 26 verbundenen Festwiderstand 91 besteht. Am NTC-Widerstand 20 90 entsteht eine mit absinkenden Betriebstemperaturen der Brennkraftmaschine ansteigende Ladespannung für den Speicherkondensator 88. der sich um so schneller auf einen für den Spannungsdurchbruch an der Doppelbasisdiode 85 erforderlichen Wert auf

nämlich einen F.ingangstransistor 64 und einen mit io Der F.mittcr /: der Doppelbasisdiode ist an die aus seiner Basis über den Kondensator 65 an den Kollck- einem Widerstand 87 und einem Speicherkondensator tor des Transistors 64 angeschlossenen und außerdem 88 bestehende Reihenschaltung angeschlossen, welche über einen Widerstand 66 mit der l'luslcitung 26 in mit der Minuslcitung 35 verbunden ist. Der Emitter £ Verbindung stehenden Ausgangstransistor 67, des- steht außerdem über einen Widerstand 89 mit dem sen Kollektor mit einem Arbeitswiderstand 68 und 15 Abgriff eines temperaturabhängigen Spannungsteilers außerdem mit einem Rückkopplungswidcr^tand 69 in Verbindung, der aus einem mit der Minusleitung 35 verbunden ist, der zur Basis des Eingangstransistors
64 führt. Da der Eingangstransistor an seiner Basis
über einen Widerstand 70 mit der Minuslcitung 35
verbunden ist, befindet er sich im Ruhezustand, d. h.
solange keine Ausloseimpulse über die beiden von
den Diffcrcnzicrkondcnsatoren 44 und 45 zu seiner
Basis führenden Dioden 71 und 72 geliefert werden,
im stromlosen Zustand, wohingegen der Ausgangstransistor 67 über seinen Basiswiderstand 66 strom- 25 lädt, je niedriger die jeweils herrschende Betriebsleitend gehalten wird. Hierbei kann sich der als Zeit- temperatur der Brennkraftmaschine ist. glied des Multivibrators dienende Kondensator 65 an Wenn die Ladung am Speicherkondensator 88 auf

seiner mit dem Kollektor des Transistors 64 verbun- die Zündspannung angestiegen ist. zündet die Dopdenen Elektrode über den Arbeitswiderstand 73 des pclbasisdiode, so daß der Speicherkondensator 88 Eingangstransistors auf das Potential der Plusleitung 30 über die Emittcr-Basis-Strcckc E—B_x entladen wer-26 aufladen. Sobald einer der beiden Kontakthebel den kann. Während des Entladevorgangs tritt am 40, 41 in seine Offcnstcllung gelangt und dabei eine Emitter E ein negativer Spannungssprung auf, der Ladung des an ihm angeschlossenen Kondensators über einen Kondensator 92 und eine mit diesem in 44 oder 45 ermöglicht, erhält der Eingangslransistor Reihe liegende Diode 93 an die Basis des Eingangs-64 über eine der Dioden 71, 72 einen Auslöseimpuls, 35 transistors 21 des monostabilen Steuermultivibrators der ihn stromleitcnd macht und über den Zeitglicd- 20 gelangt und diesen in gleicher Weise wie ein vom Kondensator 65 den Ausgangbtransistor 67 gleich- Auslösesignalgcber 18 über die Dioden 48 oder 49 zeitig sperrt. In dieser instabilen Kipplage bleibt der gelieferter Auslöseimpuls sperrt. Diese zusätzlichen Ausgangstransistor 67 während der in F i g. 2 bei T_n Auslöseimpulse können vom Kippgerät 63 in rascher angedeuteten Zeitdauer so lange, bis der Konden- 40 Aufeinanderfolge geliefert werden, weil nach der sator 65 sich entladen hat. Dann wird der Ausgangs- Entladung des Speicherkondensators 88 die Emitter-Basis-Strecke E—B₁ der Doppelbasisdiode selbsttätig wieder hochohmig wird und dann der Speicherkondensator 88 sich rasch wieder bis zum nächsten 45 Spannungsdurchbruch aufladen kann. In Fig. 2 sind die über den Transistor 55 ausgelösten, zusätzlichen öffnungsimpulse J₁, Z₂, 7., im Kurvenzug e und die über den Transistor 56 an die ersten beiden Einspritzventile gelangenden öffnungsimpulse mit dem Linienabhängige Schaltdauer 7\ dieser Schalteinrichtung er- 5° zug / wiedergegeben, gibt sich durch den einerseits mit der Basis des I 'm jedoch sicherzustellen, daß solche zusätzlichen

Schalttransistors 75 und andererseits über eine Diode öffnungsimpulse für die Einspritzventile 11 nur je-76 mit dem Kollektor des Ausgangstransistors 67 weils während des Startvorgangs erzeugt werden und verbundenen Kondensator 77. der sich jeweils wäh- auch dann zahlenmäßig auf eine von der jeweiligen rend der Dauer T_n der instabilen Kipplage des Multi- 55 Anlaßdrehzahl unabhängige Anzahl begrenzt werden, vibrators 61 aufladen kann und bei der Rückkehr des ist der Emitter der Doppelbasisdiode 85 über eine Ausgangstransistor* 67 in seinen stromleitcnden Zu- Diode 84 an den Kollektor des Schalttransistors 75 stand den Schalttransistor 75 für die in F i g. 3 an- angeschlossen. Wenn sich die zweite Schalteinrichgedcutete, drehzahlunabhängige Schaltdaucr T„ ge- tung 62 im Ruhezustand befindet, bei welchem der sperrt wird. Die zweite Schalteinrichtung 62 enthält 60 Schalttransistor 75 stromleitend ist, schließt der darüber hinaus einen bei 80 angedeuteten Anlasser- Schalttransistor 75 die Emitter-Basis-Strecke E-B₁ schaher, weicher zum Eimchalten des Startermotors der Doppelbasisdiode 85 über die Diode 84 kurz. Die geschlossen werden muß und dann das Anlasser- von der Doppelbasisdiode 85 in der eben geschilderschaltschütz 81 mit Strom versorgt. Der Anlasser- ten Weise erzeugten Kippschwingungen können daschaltcr 80 liegt in Reihe mit zwei Widerständen 82 €5 her nur dann auftreten, wenn der Schalttransistor 75 und 83 im Kollcktorkreis des Schalttransistors 75. so während der drehzahiunabhängigcn SchaHdauer 7\ daß die zweite Schalteinrichtung 62 nur dann und so der zweiten Schalteinrichtung 62 gesperrt ist und lange wirksam werden kann, als der Anlasscrschalter wenn sich außerdem der Anlaßsehahcr 80 in seiner

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transistor wieder stromleitcnd und bleibt in diesem Zustand über die drchzahlabhängige Schaltdaucr T_n bis zum nächsten Auslösevorgang, welcher im Zeitpunkt f₂ stattfindet.

Die zweite Schalteinrichtung 62 ist als einfache, monostabiie Schaltstufc ausgebildet und enthält einen Schalttransistor 75, der mit seinem Emitter an die Minusleitung 35 angeschlossen ist. Die drehzahlun-

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Schließstellung befindet, in welcher die zweite Basis Betriebstemperatur unter diese Tcmperaturschwelle B., der Doppelbasisdiode 85 über den Widerstand 83 absinkt, so steigt die Schwingungsfrequenz eier Doneine ausreichend hohe positive Spannung erhält. Es pelbasisdiodc 85, weil dann für die Ladung des Konergibt sich somit die in F i g. 3 über der Drehzahl η densators 88 eine mit fallender Betriebstemperatur aufgetragene Abhängigkeit der je Kurbelwellenum- 5 steigende Ladespannung zur Verfügung steht,
drehung eingespritzten Kraftstoffmenge M, welche Da beim Abschalten des Anlaßmagnetschalters 81 mit steigender Betriebstemperatur erheblich verrin- am Anlasserschalter 80 eine hohe Abschallspannung gert wird. Diese Kraftstoffmenge ist bis zu einer in auftritt, welche über den Arbeitswiderstand 83 an die Fig. 3 bei H₁ angedeuteten Anlaßdrehzahl von etwa Basis ZJ₂ der Doppelbasisdiode 85 gelangen könnte, 120 U/min etwa gleich groß. Oberhalb dieses Dreh- 10 ist zum Schutz der Doppelbasisdiode eine Ableitungszahlwertes «j, bei welchem die Summe aus der dreh- diode 99 vorgesehen, welche die auftretende Störzahlunabhängigen Schaltdauer T_s der zweiten spannung auf einen sehr kleinen Wert begrenzt.
Schalteinrichtung 62 und der Dauer T₀ des instabi- Einer der wesentlichen Vorteile der oben beschneien, unmittelbar an die Auslösezeitpunkte Z₁ bzw. t₂ benen Einrichtung zur Erzeugung einer Kaltstartanschließenden Betriebszustandes des Multivibrators 15 mehrmenge ergibt sich daraus, daß wegen der Aus-61 gleich groß ist wie die Periodendauer T_n zwischen bildung der ersten Schalteinrichtung 61 als monostazwei Auslösevorgängen, nimmt die eingespritzte Kraft- biler Multivibrator, welcher in seinem stabilen Ruhestoffmenge hyperbolisch mit steigender Drehzahl η zustand die drehzahlabhängige Schalldauer T_n beab. Die Zeitdiagramme nach F i g. 2 sind für eine An- reitstellt, eine im Laufe des Betriebes auftretende Ablaßdrehzahl von etwa 60 U/ min dargestellt, bei wel- 20 nutzung an den beiden Kontakthebeln 40 und 41 und eher die Periodendauer T_n zwischen zwei Auslöse- an den mit ihnen zusammenarbeitenden Nocken 37 Zeitpunkten f, und t₂ sich über eine Sekunde erstreckt. keinen Einfluß auf die Schaltgenauigkeit hat. Es ist Es muß jedoch darauf hingewiesen werden, daß die deshalb auch nicht erforderlich, daß der Schließzeit-Dauer 7", der im Zeitpunkt Z₁ bzw. t₂ ausgelösten öff- punk't des Kontakthebels 40 mit dem öffnungszeitnungsimpulse sowie die sich daran während des Start- 25 punkt des Kontaklhebels 41 zeitlich genau zusamvcrgangs anschließenden zusätzlichen öffnungsim- menfällt.

pulse J₁, J₀, Λ, im Vergleich zur Periodendauer T_n Das zweite Ausführungsbeispiel nach den F i g. 4

nicht maßstabsgerecht wiedergegeben sind, weil sie in bis 7 ist wesentlich einfacher aufgebaut als das erste

Wirklichkeit nur etwa 0,040 see lang sind. Ausführungsbeispiel. Soweit gleiche oder gleichwir-

Die Abnahme der Kraftstoffmehrmenge M bei 30 kende Teile vorgesehen sind, tragen sie gleiche BeDrehzahlen oberhalb n_x kommt dadurch zustande, zugszeichen wie im Schaltbild nach Fig. 1.
daß bei diesen Drehzahlen die drehzahlabhängige Für die Vereinfachung ist besonders wichtig, daß Schaltdauer T_n der ersten Schalteinrichtung 61 en- die erste, eine drehzahlabhängige Schaltdauer aufdigt, bevor die Schaltdauer 7_S der zweiten Schaltein- weisende Schalteinrichtung durch den Steuersignalrichtung abgelaufen ist. Durch den im zeitlichen Ab- 35 geber 100 selbst gebildet wird. Hierzu enthält er lauf wesentlich näher am ersten Auslösezeitpunkt t, einen mit der Verteilerwelle gekuppelten Steuernokliegenden nächsten Auslösezeitpunkt f., wird dann der ken 101, welcher die mit ihm zusammenarbeitenden die erste Schalteinrichtung bildende monostabile MuI- Kontakthebel 40 und 41, jeweils um 180'Nockentivibrator 61 in seine instabile Kipplage gebracht und wellendrehwinkel versetzt, in ihre Schließstellung dabei der Transistor 67 gesperrt. Dies hat zur Folge, 4° bringt. Die Schließperioden sind jeweils durch schrafdaß der Schalttransistor 75 sofort in seinen slromlei- fierte Flächen in den F i g. 5 und 6 dargestellt, und te iden Zustand zurückkehrt, weil der inzwischen teil- zwar jeweils mit einem Linienzug α für den Kontaktweise entladene Kondensator 77 sich über den Wi- hebel 40 und mit einem Linienzug b für den Kontaktderstand 78 und die Emitter-Basis-Strecke des Schalt- hebel 41. Diese Schließperioden erstrecken sich jetransistors 75 aufzuladen versucht. Sobald jedoch der 45 weils nur über einen Nockenwellendrehwinkel von Schalttransistor 75 erneut stromleitend wird, schließt 90" und ergeben die drehzahlabhängig Schließdauer er, wie oben bereits angedeutet, die Emitter-Basis- T_n. Als zweite, eine drehzahlunabhängige Schalt-Strecke E-B₁ der Doppelbasisdiode 85 kurz, so daß dauer 7"_s liefernde Schalteinrichtung 62 ist praktisch dort keine zusätzlichen öffnungsimpulse führende die gleiche Einrichtung wie in F i 5. 1 verwendet. AbSchwingungen mehr entstehen können. 50 weichend von der Anordnung nach Fig I ist jedoch

Oberhalb einer beispielsweise bei + 15°C liegen- bei der Einspritzanlage nach Fig. 4 ein als ODER-

den Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine soll Glied 44 wirkender npn-Transistor 105 vorgesehen,

beim Startvorgang keine Kraftstoffmehrmenge gelie- welcher an seiner Basis einerseits über einen Wider-

fert werden können. Hierzu wird die Aufladung des stand 106 mit dem Kollektor des zur zweiten Schalt-

Speicherkondensators 88 mit Hilfe einer Diode 95 so 55 einrichtung 62 gehörenden Transistors 75 und ande-

begrenzt, daß die Zündspannung der Doppelbasis- rerseits über einen Widerstand 107 an den Ausgang

diode 85 nicht mehr erreicht werden kann. Parallel des bei 20 angedeuteten, wie in F i g. 1 aufgebauter

zum NTC-Widerstand *>0 ist daher ein zweiter, aus Steuermultivibrator angeschlossen. Die in der unter

den Widerständen 96 und 97 bestehender Spannungs- näher beschriebenen Weise entweder vom Steuermul·

teiler vorgesehen, der mit der Emitterelektrode E der 60 tivibrator oder von den beiden Schalteinrichtunger

Doppelbasisdiode 85 und dem zum Speicherkonden- gelieferten Öffnungsimpulse werden den beiden Ven

sator 88 führenden Ladewiderstand 87 über die tilgruppen abwechslungsweise über einen Umschaltei

Diode 95 verbunden ist Mit dem veränderbaren Wi- 52, 53 zugeführt, wobei jedoch abweichend von da

derstand 96 und mit einem weiteren veränderbaren Anordnung nach F i g. 1 jedem der Leistungstran

Widerstand 98 kann diejenige Temperaturschwelle 65 sistoren 55, 56 ein Vorverstärker 110 bzw. 111 vor

eingestellt werden, bei welcher das astabile Kippge- geschaltet ist.

rät 63 nicht mehr schwingen und daher auch keine Um die drehzahlabhängige Schakdauer der ersten

Kraftstoffmehrmenge auslösen kann. Wenn jedoch die von dem Steuersignalgeber 100 gebildeten Schaltein

richtung in Abhängigkeit von der Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine beeinflussen zu können, ist zwischen den Kontaklhebeln 40 und 41 und den beiden Widerständen 42 und 43 jeweils ein zusätzlicher Widerstand 112 und 113 angeordnet. Jeder dieser Widerstände ist über eine getrennte Diode 115 bzw. 116 an einen gemeinsamen, mit der Pluslcitung verbundenen Widerstand 117 und außerdem an den als Zeitglied der Schalteinrichtung 62 wirkenden Kondensator 77 angeschlossen. Die Höhe der jeweiligen Ladespannung des Kondensators 77 wird durch einen temperaturabhängig^! 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 Schallkontakthebeln 40 und 41 führenden Dioden 115 und 116 angeschlossen sind.

Solange die beiden Kontakthebel 40 und 41 von ihren Gcgenkonlakten abgehoben sind, wird der Transistor 75 über seinen mit der Plusleitung 26 verbundenen Basiswiderstand 79 stromleitend gehalten, und der Kondensator 77 kann sich dann über die Diode 122 auf das am Abgriff des temperalurabhängigen Spannungsteilers 120, 121 herrschende Potential aufladen. Wenn im Zeitpunkt /, der Kontakthebel 40 in seine Schließstellung gelangt, so tritt am Verbindungspunkt A der beiden 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 beibehaltenden 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 dieses in der Darstellung gemäß F i g. 5 c vom Auslösezeitpunkt /, bis zum Zeitpunkt r, reichenden, die drehzahlunabhängige Schaltdauer f_s der Schalteinrichtung 62 ergebenden Sperrzuslandes 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 ^DDER-Glied wirkende Transistor 105 über den Widerstand 106 eine positive Steuerspannung an seiner Basis und befindet sich daher während der Schaltdauer T_s in stromleitenden Zustand, so daß der jeweils mit ihm durch den Schalter 53 verbundene Verstärkungskanal 110 oder 111 die zugehörige Ventilgruppe in ihre Öffnungsstellung bringt und bis zum Zeitpunkt i₂ offenhält. Es wird deshalb während der ganzen drehzahl unabhängigen Schaltdauer T₅ Kraftstoff eingespritzt, wobei diese Kraftstoffmehrmenge erheblich von der Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine abhängt. Je tiefer nämlich die Betriel stemperatur 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 Entladczeit. Der nächste Einsprilzvorgang wird erst dann ausgelöst, wenn der eingeschaltete Starlcrmotor die Kurbelwelle der Brenrikraftmaschine gegenüber der im Zeitpunkt t_i erreichten Stellung um 18U° weitergedreht hat und dann der Kontakthebel 41 in dem in F i g. 5 c bei /., angedeuteten Zeitpunkt schließt. Bei den eine Kaltslartmehrmenge erfordernden tiefen Betriebstemperaturen kann

ίο der Slarlermotor die Brennkraftmaschine wegen der dann vorherrschenden hohen inneren Reibung nur langsam durchdrehen. Bei einer derart verminderten Anlaßdrehzahl, welche für F i g. 5 mit etwa 60 U/min zugrunde gelegt ist, beträgt der zeitliche Abstand zwisehen /, und /„ 0,5 see. Sobald jedoch die ersten Zündvorgänge einsetzen und die Brennkraftmaschine selbsttätig weilerläuft, 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 F i g. 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 i₄ des Kontakthebels 40 wesentlich später lag als das beim Zeitpunkt /₂ angedeutete Ende der drehzahlunabhängigen Schaltdauer T_s der Schalteinrichtung 62, ergibt sich für die in F i g .6 zugrunde gelegte erhöhte Drehzahl, daß der auf den Öffnungszeitpunkt i, folgende nächste Schließvorgang des Kontakthebels 40 im Zeitpunkt I₆ 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 r_n hat zur Folge, daß der Kondensator 75 zwangsweise in seinen ursprünglichen stromleitenden Zustand zurückgesteuert wird. Die für die Kraftstoffmehrmenge maßgebliche Öffnungsdauer T, der Einspritzventile ist somit identisch mit der drehzahlabhängigen Schließungsdauer T_n der Kontakthebel 40 bzw. 41 und nimmt daher umgekehrt proportional zur Drehzahl η in der in F i g. 7 dargestellten Weise ab. In diesem Schaubild ist die während des Anlaßvorgangs erzielte Öffnungsdauer T₁ der Einspritzventile für verschiedene Betriebstemperaturen # zwischen + 10¹C und — 20"C aufgetragen. Die zugehörigen Kraftstoffmehrmengen bleiben mit zunehmender Drehzahl bis zu solchen Drehzahlwerten konstant, bei welchen die drehzahlabhängige Schaltdauer T_n kleiner wird als die drehzahlunabhängige Schaltdauer T_s der zweiten Schalteinrichtung 62.

Der besondere Vorteil der Einrichtung zur Erzeu-

gung einer Kaltstartmehrmenge liegt darin, daß die Kraftstoffmenge selbsttätig in Abhängigkeit von der Drehzahl und außerdem in Abhängigkeit von der Temperatur geregelt werden kann, ohne daß dabei die für den Rundlauf der Brennkraftmaschine im betriebswarmen Zustand und die geringstmögliche Abgasmenge ermittelte Einstellung der Leerlauflcraftstotfmenge geändert zu werden braucht.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

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 Einspritzventil und mit einem synchron mit den KurbelweUenumdrehungen be- ίο tätigbaren Signalgeber zum Auslösen des Steuermultivibrators sowie mit einer Vorrichtung zur Erzeugung einer drehzahlbegrenzten Kraftstoffmehrmenge während des Kaltstartes, in der eine mit der gleichen Frequenz wie der Signalgeber auslösbare erste Schalteinrichtung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß ate erste Schalteinrichtung (61, 100) eine mit steigender Drehzahl kürzer werdende Schaltdauer (T_n) und eine zweite, ebenfalls in der Vorrichtung ange- ao ordnete und mit der gleichen Frequenz wie der Signalgeber auslösbare Schalteinrichtung (62) hingegen eine drehzahlunabhängige Schaltdauer (T_s) hat, die kürzer ist als die Periodendauer (7"„) der Auslösesignale während des Anlaßvorgangs, »5 jedoch langer als die drehzahlabhängige Schaltdauer (T_n) 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 (T₅) bestimmendes Widerstand-Kondensator-Glied umfaßt, dessen Widerstand (79) von der Basis des Transistors zu einer seine Kollektorspannung liefernden Betriebsistromleitung (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.

3. 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. 5"

4. Einspritzanlage nach Anspruch 3, dadurch

gekennzeichnet, daß der Kondensator (77) der

.nonostabilen Schaltstufe (62) an den Kollektor
des zum monostabilen Multivibrator (61) gehörenden Ausgangstransistors (67) angeschlossen 55
ist. Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronisch

5. Einspritzanlagf; nach Anspruch 4, dadurch gesteuerte Benzineinspritzanlage zum Betrieb einei gekennzeichnet, daß die Dauer (T₀) der instabilen Brennkraftmaschine, mit mindestens einem elektro-Kipplage des Multivibrators (61) mindestens fünf- magnetisch betätigbaicn Einspritzventil und mil mal größer ist als die Ladezeitkonstante des zur 60 einem monostabilen Steuermultivibrator zur Erzeumonostabilen Schaltstufe (62) gehörenden Kon- gung von Öffnungsimpulsen für das Einspritzventil densators (77), jedoch höchstens ein Fünftel und mit einem synchron mit den Kurbelwellenumdreder drehzahlunabhängigen Schaltdauer (T_s) der hungen betätigbaren Signalgeber zum Auslösen de« Schaltstufe (62) und höchstens ein Zehntel der Steuermultivibrators sowie mit einer Vorrichtung zui Periodendauer (T_n) der Ausiösesignale während 65 Erzeugung einer drehzahlbegrenzten Kraftstoffmehrdes Anlaßvorgangs beträgt. menge während des Kaltstartes, in der eine mit dei

6. Einspritzanlage nach Anspruch 4 oder 5, gleichen Frequenz vie der Signalgeber auslösbare dadurch gekennzeichnet, daß an den Kollektor erste Schalteinrichtung vorgesehen ist.

des zur monostabilen Schaltstufe (62) geLcrenden Transistors (75) — vorzugsweise über eine Diode (84) — ein Sperrschwingkreis (63) angeschlossen ist, dessen Sperrschwingpenoden (T_n) höchstens ein Drittel der drehzahlunabhangigen Schaltdauer (T_s) betragen.

7 Einspritzanlage nach Anspruch 6, dedurch gekennzeichnet, daß an den Abgriff eines im Kollektorkreis des zur monostabilen Schaltstufe <62) oehörenden Transistors (75) liegenden Spannungsteilers (82, 83) eine (BJ der Basen einer Doppelbasisdiode (85) angeschlossen ist, deren andere Basis (B₁) an einer Betriebsstromleitung f35) des Steuermultivibrators (20) hegt und deren Emitter (E) sowohl mit einem an seiner anderen Elektrode mit dieser Betriebsstromleitung (35) verbundenen Speicherkondensator (88) und mit einem zur anderen Betriebsstromleitung (26) führenden Widerstand (89) als auch miteiner 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 SteuermultivArators (20) verbunden ist.

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

9 Einspritzanlage nach Anspruch 2, dadurch «kennzeichnet, 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 itromleitende Verbindung mit einer (35) der 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, Zeitelied (Kondensator 77, Basiswiderstand 79) des iur zweiten Schalteinrichtung (62) gehörenden Transistors (75) angeschlossen ist.