DE1954485C3 - Elektromagnetisches Kraftstoffeinspritzsystem für Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektromagnetisches Kraftstoffeinspritzsystem für Brennkraftmaschinen, mit Einspnizveniil-Steuerspulen, die elektrisch zu einer bestimmten Anzahl von einander unabhängigen Spulengruppen verbunden sind, wobei jeder Spulengruppe ein UND-Gatter vorgeschaltet ist und wobei die Spulengruppen über die UND-Gatter abwechselnd mittels synchron zum Umlauf der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine erzeugter und einem Eingang jedes UND-Gatters zugeführter Ansteuerimpulse einschaltbar sind.

Bei einem solchen aus der CH-PS 4 61 178 bekannten Kraftstoffeinspritzsystem sind die Einspritzventile mehrerer Zylinder zu Gruppen zusammengefaßt, wobei die Einspritzventile einer Gruppen jeweils gemeinsam angesteuert, d. h. jeweils gemeinsam während einer bestimmten Zeitdauer geöffnet werden. Die unterschiedlichen Gruppen von Einspritzventilen werden dagegen nacheinander und abwechselnd angesteuert. Die elektrische Ansteuerung der Einspritzventile geschieht dabei von einem Multivibrator her, der die für die Ansteuerung der Einspritzventile benötigten Impulse vorbestimmter Zeitdauer und von der Drehzahl des Motors abhängiger Frequenz liefert. Das bekannte Kraftstoffeinspritzsystem benutzt für die abwechselnde Ansteuerung der zu Gruppen zusammengefaßten Einspritzventile nur einen einzigen Multivibrator, Signalgeber und ein logisches UND-Glied, wobei dieses logische UND-Glied nur dann Ansteuersignale für die jeweils anzusteuernde Gruppe von Einspritzventilen abgibt, wenn sowohl von dem Multivibrator als auch von einem Signalgeber an das logische UND-Glied gleichzeitig Signale abgegeben. Mit dieser bekannten Schaltungsanordnung ist es daher möglich, je nach der Länge der von den Signalgebern abgegebenen Impulse auch die Ansteuerimpulse für die Einspritzventile entsprechend bestimmten Betriebszuständen des Verbrennungsmotors zeitlich zu verkürzen oder zu verlängern.
Aus der US-PS 28 45 9)0 ist ein weiteres Kraftstoff-

fto einspritzsystem bekannt, bei dem ebenfalls die Einspritzventile mehrerer Zylinder zu unterschiedlichen Gruppen zusammengefaßt sind, wobei die Einspritzventile jeweils einer Gruppe· gleichzeitig und die einzelnen Gruppen nacheinander abwechselnd angesteuert werft;; den. Diese bekannte Anordnung hat bei einer Aufteilung aller Einspritzventile in zwei Gruppen zwei elektrische Impulsgeber, deren Impulsdauer steuerbar und deren Impulsfolge mit der Drehzahl des Verbrennungsmotors

synchronisierbar ist, wobei der erste Signalgeber jeweils die erste Gruppe von Einspritzventilen und der /weite Signalgeber jeweils die zweite Gruppe von Einspritzventilen steuert. Die von beiden elektrischen Signalgebern abgegebenen Impulse überlappen sich dabei um mindestens einen Teil ihrer Impulsdauer.

Bei diesen Kraftstoffeinspritzsystemen besteht ein wesentliches Problem in der Steuerung der jeweils einzuspritzenden Kraftstoff menge darin, daß bei hohen Drehzahlen des Verbrennungsmotors die für die Einspritzventile zur Verfügung stehende Steuerzeit so klein wird, daß der jeweils gewünschte Steuerbereich nicht mehr voll ausgenutzt werden kann, d. h. die jeweils gewünschte Kraftstoffmenge nicht mehr dosiert werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein neues Kraftstoffeinspritzsystem zu schaffen, mit dem bei unterschiedlichen Drehzahlen, also insbesondere bei sehr niedrigen und auch sehr hohen Drehzahlen die gewünschte Kraftstoffmengendosierung über die Öffnungszeit der Einspritzventile noch voll wirksam und ausreichend genau gesteuert werden kann.

Bei einem Kraftstoffeinspritzsystem der genannten Art ist diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß an den für die Ansteuerimpulse bestimmten Eingang jedes UND-Gatters eine Steuerschaltung angeschlossen ist, die dann ein Steuersignal führt. welches die zur abwechselnden Einschaltung der Spulengruppen dienenden Ansteuerimpulse überdeckt und mittels welchem alle Spuiengruppen gleichzeitig einschaltbar sind, wenn eine Schalteinrichtung beim Überschreiten einer der Dauer eines vollständigen Umlaufs der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine proportionalen Zeitdauer durch die Summe aus der Zeitdauer zum Einschalten der Spulengruppen und aus einer dem Einspritzmengen-Steuerbereich entsprechenden vorbestimmten Zeitdauer im Bereich hoher Drehzahlen der Brennkraftmaschine stromdurchlässig ist.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung wird also festgestellt, wann die zum Einschalten der Steuerspulen benutzte Zeitdauer zuzüglich der für den Einspritzmengen-Steuerbereich vorgesehenen Zeitdauer größer wird als die für einen vollständigen Umlauf der Kurbelwelle erforderliche Zeitdauer, was insbesondere bei hohen Motordrehzahlen der Fall ist, wodurch dann die jeweils gewünschte Einspritzmenge nicht mehr durch Änderung der Einspritzdauer zu steuern ist. Tritt diese Bedingung auf, so wird mit Hilfe einer dann leitend werdenden Schalteinrichtung eine abwechselnde Ansteuerung der Steuerventile unterbunden. Vielmehr werden dann die einzelnen Gruppen der Einspritzventile gleichzeitig angesteuert, wodurch die jetzt allen Zylindern gleichzeitig zugeführte Kraftstoffmenge wieder über die für den Steuerbereich vorgesehene Zeitdauer ausreichend genau zu steuern ist. Da bei dieser Betriebsweise jetzt kein abwechselndes Ansteuern unterschiedlicher Gruppen von Einspritzventilen mehr stattfindet, werden also bei jedem auftretenden Steuerimpuls gleichzeitig alle Zylinder mit'Kraftstoff versorgt. Damit wird also jedes der Einspritzventile gegenüber der Betriebsweise bei niedrigen Motordrehzahlen nicht mehr z. B. nur durch jeden zweiten Impuls, sondern vielmehr durch jeden erzeugten Impuls angesteuert. Damit trotzdem die jedem Zylinder zugeführte Kraftstoffmenge innerhalb des vorbestimmten Steuerbereiches jedoch gleich bleibt, wird die bei dieser Betriebsweise benutzte Impulsfolge gegenüber der zur abwechselnden Ansteuerung benutzten Impulsfolge im gleichen Verhältnis frequenzmäßig untersetzt, wie die Anzahl der gleichzeitig mit Kraftstoff versorgten Zylinder erhöht wird. Durch diesen relativ einfachen Trick, die zu getrennten Gruppen zusammengefaßten Einspritzventile, die bei einem Betriebszustand des Verbrennungsmotors abwechselnd angesteuert werden, bei einem anderen Betriebszustand des Motors, bei dem die zuvor genannte zeitliche Bedingung erfüllt ist, jeweils gleichzeitig anzusteuern, ist bei einfachstem funktioneilen und konstruktiven Aufbau der Schaltungsanordnung eine optimale Betriebsweise der Einspritzanlage über einen großen Drehzahlbereich des Verbrennungsmotors zu gewährleisten.

Vorzugsweise weist die Schalteinrichtung einen Thyristor und zwei Transistoren auf, wobei mittels des einen Transistors zwischen Anode und Kathode des Thyristors eine positive Spannung anlegbar ist, sobald die der Dauer eines vollständigen Umlaufs der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine proportionale Zeitdauer abgelaufen ist, und wobei mittels des anderen Transistors der Steuerelektrode des Thyristors eine positive Spannung während der dem Einspritzmengen-Steuerbereich entsprechenden vorbestimmten Zeitdauer zuführbar ist, sobald die Zeitdauer zum Einschalten der Spulengruppen abgelaufen ist. Der Thyristor und die beiden Transistoren sind mithin so ausgebildet und angeordnet, daß der eine der beiden Transistoren dem Thyristor zwischen Anode und Kathode eine positive Spannung unmittelbar und sofort zuführt, sobald die Zeitdauer einer Kurbelwellenumdrehung abgelaufen ist, wogegen der andere Transistor der Steuerelektrode des Thyristors eins positive Spannung während jenes Teils der vorbestimmten Zeitdauer zuführt, der auf die Einschaltzeitdauer Ffolgt. Bei dieser Betriebsweise der beiden Transistoren wird der Thyristor dann leitend, wenn die Summe der beiden Zeitdauern so weit zugenommen hat, daß sie der Dauer eines vollständigen Umlaufs der Kurbelwelle angepaßt ist oder gleichkommt.

Eine wichtige Ausgestaltung besteht darin, daß die Steuerschaltung Dioden aufweist, mittels derer die Steuerspannung den UND-Gattern zuführbar ist.

Vorzugsweise ist mit der Steuerschaltung eine Schaltungsanordnung verbunden, mit welcher bei stromdurchlüssiger Schalteinrichtung die Einschallfrequenz der Spulengruppen herabsetzbar ist. Wird also die Schalteinrichtung leitend, so setzt diese Schaltung die Folgefrequenz der Impulsfolgen herab, wobei jeder einzelne Impuls die Länge der Einschaltdauer T bestimmt. Die Schaltung dient mithin dazu, beispielsweise bei einem Vierzylindermotor die Frequenz der Kraftstoffeinspritzung zusammen mit der Umschaltung von einer abwechselnden Zweizylindereinspritzung auf eine Vierzylindereinspritzung zu halbieren und auf diese Weise die Einspritzmengen vor und nach der Umschaltung auszugleichen.

Weitere Vorteile der Erfindung und diese weiter ausgestaltende Merkmale ergeben sich aus der folgen den Beschreibung eines Ausführungsbcispiels an Hund der Zeichnung. Darin zeigt

Fig. I ein Schaltbild eines erfindungsgemäßen Systems und

Fig. 2 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise des Systems nach Fig. 1.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten System besteht der Abschnitt A der Schaltungsanordnung aus einem Wandler bekannter Art zum Umsetzen der Drehzahl

der Brennkraftmaschine in eine Impulsspiinnung. Der Abschnitt ö ist ein nionostabilcr Multivibrator bekannter An, der Rechteckimpulse mit einer zur Drehzahl der Brennkraftmaschine proportionalen Signalfrequen/ und mit einer Signalbreitc erzeugt, die vom Unterdrück in der Ansaugleitung abhängt. Der Abschnitt D ist ein Ausgangsverstärker zum Steuern der Betätigung der Kraftstoff-Einspritzventile der Brennkraftmaschine. Der Abschnitt C umfallt eine Wähleinrichtung zum Auswählen der durch Umschalten auf gleichzeitige Einspritzung zu betätigenden Anzahl von Einspriizvcn tilen. Der Abschnitt Λ bildet eine (jlältungsstufe irgendeiner herkömmlichen Art

Der Wandler Λ weist zwei Schalter .Vi und .S; auf. die durch den Unterbrechernocken der Brennkraftmaschin ne betätigt werden, ferner Kondensatoren (Ί und C: sowie Widerstände η bis einschließlich /v hin Ende des Widerstandes η ist an eine Zuleitung IVi vom positiven Pol der (nicht dargestellten) Spannungsquclle angeschlossen. Das andere Ende liegt am beweglichen Kontakt des Schallers .Vi. dessen fester Kontakt mit der Zuleitung Wi verbunden ist, die vom negativen Pol der Spannunesquellc herkommt. In entsprechender Weise ist ein Ende des Widerstandes η an die Zuleitung IVi und das andere Ende an den beweglichen Kontakt des Schalters Si angeschlossen, dessen fester Kontakt mit der Zuleitung Wi verbunden ist. Zwischen den Zuleitungen VVi und W2 sind aus den Widerständen η, γα und r>, n> bestehende Spannungsteiler angeschlossen. Zwischen dem Schalter .Vi und der Verbindungsstelle /1 zwischen den.Widcrständcn n, r* hegt der Kondensator (Ί, und zwischen einem Schaltkreis der Abschnitte C, D und der Verbindungsstelle /2 der Widerstände π, π- liegt der Kondensator ("2.

Der den Abschnitt B bildende monostabile Multivibrator weist als zeitbestimmendc Elemente Transisto rcn Tn. Tn sowie einen Transformator L und Widerstände Ro, R< auf. Die Emitter dieser Transistoren sind unmittelbar an die Zuleitung W2 angeschlossen. Der Kollektor des Transistors Tn liegt über einen Widerstand η an der Zuleitung Wi und über Widerstände m, r» an der Zuleitung IV2. Zwischen den Zuleitungen Wi und Wi ist ferner ein Nebenzweig angeschlossen, der aus der Reihenschaltung des Widerstandes R*, einer Diode Db und eines Widerstandes Ri besteht. An die Verbindungsstelle zwischen letztcrem und der Didoe ZA ist die Basis des Transistors Tn angeschlossen. Der Emitter des Transistors Tn liegt unmittelbar an der Zuleitung W2. seine Basis J»n der Verbindungsstelle zwischen den Widerständen ra. η und sein Kollektor über die Primärwicklung Lt des Transformators L und den Widerstand no an der Fulcitung IVi. Zwischen letzterer und der Zuleitung Wi befindet sich ein aus den Widerständen Rt und &> bestehender Spannungsteiler. Ein Ende der Sekundärwicklung Lt ist an die Verbindungsstelle zwischen den Widerständen Ri. Ra angeschlossen, während das andere Ende über eine Diode Di an der Verbindungsstefle IV zwischen dem Widerstand fli and der Diode Db liest. Der (nicht dargestellte) Kern des Transformators L ist so ausgebildet, daß seine Stellung mittels einer Membrane D, verschiebbar ist. wckhe m Abhängigkeit vom Unterdruck bzw. Vakuum m der Ansaugleitung P beweglich ist. Durch eine solche Verschiebung des Kerns wird die Induktivität des Transformators /. in Abhängigkeit von den I interdruckscrrwankungen ver ändert Ok· Verbindungsstelle Wist aber je cmc Dtodc an dtc VerhmdnngsMcWen Ji. /? angeschlossen, d.h.

mittels der Diode D\ an /1 und mittels der Diode Di an /2.

Der vom Ausgangsverstärker gebildete Abschnitt D iimfatti zwei Gruppen von Transistoren Tm, Tp* und 7nn. 7hi. Diesen sind je zwei Gruppen von Widerständen n» bis einschließlich n\ und Steuerspulen Li 1 bis Lm für die elektromagnetischen Kraftstoff-Einspritzventile zugeordnet. Der Emitter des Transistors 77* liegt unmittelbar an der Zuleitung W2. Sein Kollektor ist über den Widerstand m mit der Zuleitung W, und über die Widerstände n*. m mit der Zuleitung W> verbunden. Seine Basis ist über die Widerstände n<>. πι und eine Leitung /1 an dem beweglichen Kontakt des Schallers £1 sowie über den Widerstand ni an dem Schaltungspunkt lh angeschlossen, der mit dem Kollektor des Transistors Tr. in Verbindung steht. Der Emitter des Transistors Tn ist an die Zuleitung Wj angeschlossen. Seine Basis ist mit der Verbindungsstelle zwischen den Widerständen η«, /v> verbunden, während sein Kollektor am einen Ende der beiden parallel geschalteten Steuerspulen Li, I.2 liegt. Das andere Ende dieser beiden parallelen Steuerspulen /.1. Li ist direkt mit der Zuleitung Wi verbunden. Die andere Hälfte des Abschnittes D mit den Transistoren 7n< >, Γηι ist ebenso aufgebaut wie die beschriebene Hälfte, jedoch mit der Abweichung, daß ein Ende des Widerstandes nt> über eine Leitung h mil dem beweglichen Kontakt des Schalters S2 verbunden ist.

Die Wähleinrichtung Cweist zwei Steuertransistoren Tm, 7ni und einen Schalllhyristor SCR auf; sie ermöglicht die Auswahl einer Anzahl von Einspritzventilen zum gleichzeitigen Einspritzen. Die Kathode des Thyristors SCR ist unmittelbar mil der Zuleitung W2 verbunden, die Anode liegt über den Widerstand Ru an der Zuleitung IVi. Der Transistor 7Vi2 ist derart parallel zum Thyristor SCR geschaltet, daß sein Emiller kathodenseitig und sein Kollektor anodenseitig angeschlossen ist. Die Basis des Transistors Tm isi mit der Verbindungsstelle zwischen den Widerständen Rm. Rw verbunden. Das äußere Ende des Widerstandes Rn, liegt an der Zuleitung W2. das äußere Ende des Widerstandes Ru hingegen an der Leitung h. Der Transistor Tm ist mit seinem Emitter unmittelbar an die Zuleitung W2 und mit seinem Kollektor an die Verbindungsstelle L)\2 zwischen den Widerständen Rm. Ris angeschlossen. Letztere bilden z.usammen mit dem Widerstand Ru einen Spannungsteiler zwischen den Zuleitungen IVi, Wi. An die Verbindungsstelle zwischen den Widerständen Ru. Rm ist die Steuerelektrode des Thyristors SCR angeschlossen. Die Basis des Transistors 7h 3 liegt an dem Schaltungspunkt zwischen einem Widerstand m und der Kathode «iner Diode Dta, wobei das äußere Ende des Widerstandes m mit der Zutemng IV2 verbunden ist und die Diode On anodenseitig über einen Widerstand rw, an die Zuleitung Wi sowie über einen Kondensator Cw und einem Widerstand Rw an den Kollektor des Transistors Tn angeschlossen ist Di« Anode des Thyristors SO? is» mit der Giätttmgssirfe I verbunden, die auf zwei getrennten Stromwegen übet eine Diode Di zur Verbindungssteile zwischen der Widerstanden nt, ni und aber eine Diode D* zui Verbindungsstelle zwischen den Widerständen ne. η fuhrt

Während vorstehend der Aufbau der Sdialtangsan Ordnung des erfindungsgemäßen Systems beschriebe! ist wird im folgenden an Hand c*cr F i g. I und 2 du Wirkungsweise dieser Schaltungsanordnung erlautcn Zunächst sei angnen, daß der Schalt-Thymio .Vi "Rsivh im nichtleitenden Zustand befindet. aHu snvrr

Dabei ist zu beachten, dalJ die Dioden /λ, />> kathodenseilig durch die GläUungssiufe Eauf positivem Potential gehalten sind, so daß bei öffnung der Schalter Si, 52 über diese Dioden dem Thyristor SCR keine positiven Spannungen zugeführt werden, welche den normalen Betrieb der Transistoren Tn, Tn\ beeinträchtigen könnten.

Die Schalter Si. S2 im Wandler bzw. Drehzahl-Impulsgeber A öffnen und schließen abwechselnd, wenn die Brennkraftmaschine läuft. Es sei angenommen, daß der Schalter Si eben geschlossen hat. Durch diese Schließbewegung gelangt eine negative Spannung von der Zuleitung Wi zur Basis des Transistors Th über die Widerstände no, ni und die Leitung /1, wobei sich gleichzeitig der Kondensator Ci entlädt. Der Entladestrom des Kondensators O, welcher durch das positive Potential der Zuleitung Wi aufgeladen war, fließt über den Schalter Si und den Widerstand rs, so daß das Potential an der Verbindungsstelle /1 negativ wird. Das negative Potential am Schaltungspunkt /1 bringt die Diode Di zum Leiten, wobei ein Trigger-Impuls erzeugt wird, und es bewirkt das Auftreten eines negativen Potentials an der Verbindungsstelle W. Die Diode LX wird durch dieses negative Poiential im Sperrzustand gehalten, so daß an der Basis des Transistors Tn eine negative Spannung liegt. Infolgedessen sperrt dieser Transistor Tn, und in diesem Zustand gelangt an die Basis des Transistors Tn eine positive Spannung, welche durch die Bemessung der Spannungsteilerwiderstände n, n, D bestimmt wird. Der Transistor Tn leitet nun, und es fließt Strom durch die Primärwicklung Li des Transformators L, so daß in der Sekundärwicklung Li eine Spannung induziert wird. Diese hat zur Folge, daß über die Widerstände Ro, R\, die Diode Ds und die Wicklung L· ein Strom fließt, der den Spannungsabfall am Widerstand R\ vergrößert und mithin die Basis des Transistors Tn noch negativer macht. Dieser Verlauf stellt mithin eine Rückkopplung (Mitkopplung) dar.

Der durch die exponentiell abnehmende induzierte Spannung bewirkte Strom hält die Basis des Transistors Tn negativ, so daß dieser im gesperrten Zustand bleibt, bis der Strom auf einen vorbestimmten Wert bzw. darunter exponentiell abgesunken ist. Es ist darauf hinzuweisen, daß der Primärstrom, welcher den Sekundärstrom induziert, von der Zeitkonstante der Blind- und Wirkwiderstände auf der Primärseite abhängt. Da sich der Blindwiderstand mit der Stellung des Transformatorkerns ändert und weil der Kern selbst in Abhängigkeit von Veränderungen des Unterdrucks in der Ansaugleitung verschoben wird, hängt die Breite des am Schaltungspunkt U\ auftretenden Impulses 7b von diesem Unterdruck ab.

An dem Schaltungspunkt U\ ist die Basis des Transistors Tn und auch die Basis des Transistors Tn 1 angeschlossen. Während der Dauer des Impulses To erteilt dieser daher jeder Basis ein negatives Potential. Weil der Schalter Si zu diesem Zeitpunkt offen war. hatte die Basis des Transistors Th 1 ein positives Potential. Im Verlauf der Zeitdauer To gelanget· daher zwei negative Impulse an die Basis des Transistors Tn, so daß dieser sperrt, während die Basis des Transistors Tm einen negativen Impuls erhält und zugleich einen von der offenen Stellung des Schalters 2 herrührenden positiven Impuls. Wegen der Spannungsteilerschaltung ist die Summe aus dem negativen und dem positiven Impuls an der Basis des Transistors 7h 1 positiv, so da 3 dieser Transistor leitet. Der Sperrzustand des Transistors Tn bewirkt daher, daß der Transistor Tn leitet wogegen der leitende Transistor Tn\ den Transistor Tino gesperrt hält. Es fließt also Strom über den Transistor Tn, und die Steuerspulen Lw, Lm werden erregt, so daß durch die zugeordneten Ventile Kraftstoff eingespritzt wird.

Wenn sich der Schalter Si öffnet, schließt der Schalter Si. Durch öffnen des Schalters Si gelangt eine positive Spannung über den Widerstand n, die Leitung /1 und die Widerstände no, ni an die Basis des Transistors Tn. Das Schließen des Schalters S2 bewirkt, daß eine negative Spannung von diesem Schalter aus über die Leitung k und die Widerstände ne, m zur Basis des Transistors Tn 1 gelangt. Gleichzeitig entlädt sich der Kondensator C2. der von der positiven Zuleitung Wi über den Widerstand n, die Leitung k, den Widerstand nt und die Leitung Is aufgeladen war. Der Entladestrom fließt durch den Widerstand η den Kondensator C2, die Leitung h, den Widerstand m und den Schalter S2; die Verbindungsstelle /2 erhält dadurch ein negatives Potential. Infolgedessen gelangt über die leitende Diode Ö2 ein Trigger-Impuls an die Verbindungsstelle W, genauso wie in dem zuvor beschriebenen Fall des Schließens des Schalters Ei. Dieser Impuls bewirkt, daß an dem Schaltungspunkt U\ ein negativer Impuls To auftritt, der zu der Basis der Transistoren Th, Tm gelangt und den Transistor Tn leitend macht, den Transistor Tn 1 jedoch sperrt. Dies hat zur Folge, daß der Transistor Tn sperrt, wogegen der Transistor Tho leitend wird und die Steuerspulen Lm, Lu erregt werden, so daß durch die zugeordneten Ventile Kraftstoff eingespritzt wird.

An dieser Stelle sollte daran erinnert werden, daß die Steuerspulen Lu bis Lu in zwei Gruppen Ln, L12; Las, Lh angeordnet sind. Jede Gruppe der Steuerspulen mit den zugeordneten Einspritzventilen wird gleichzeitig erregt, so daß die Kraftstoff-Einspritzung gleichzeitig erfolgt. Die Gruppen wechseln in der Aufeinanderfolge der Kraftstoff-Einspritzung ab. Diese Art des Einspritzens wird im folgenden kurz als Zweizylinder-Einspritzung bezeichnet.

Es sei nun die Wirkungsweise des Systems bei leitendem Thyristor SCR erläutert. Durch Schließen und öffnen des Schalters S2 entsteht ein Rechteck-Impuls, dessen Breite der Schließdauer entspricht und der über den Basiswiderstand Λ11 zur Basis des Transistors Tn2 gelangt, so daß dieser gesperrt bleibt. Die zwischen Emitter und Kollektor dann auftretende Spannung ist in F i g. 2 mit Wo bezeichnet und identisch mit einem Rechteckimpuls von der Dauer T10. Durch diese Spannung erhält die Anode des Thyristors SCR in bezug auf seine Kathode eine positive Polarität.

Das in Fig.2 mi» Uu bezeichnete Potential am Schaltungspunkt M ist dasselbe Potential das am Kollektor des Transistors Tn anliegt und das sich in Abhängigkeit davon verändert, ob die Steuerspulen Lu, L12 erregt werden oder nicht Wird das Potential am Schaltungspunkt M positiv, so fließt durch den Widerstand Ra ein Strom in den Kondensator Oo und lädt ihn auf. Diese Aufladung erfolgt schnell da der Widerstand Rk niederohmig ist, und der Strompfad besteht aus dem Widerstand R\s. dem Kondensator C10. der Diode Dio, der Basis und dem Emitter des Transistors 7ni Sobald das Potential des Schaitungspunktes M negativ wird, entlädt sich der Kondensator Cio aber den Widerstand Rib. den Kondensator Oo und den Widerstand Jfa. Während dieser Endadestrom fließt bleibt die Basis des Transistors Tm in bezug auf den Emitter negativ, d. h. der Transistor wird gesperrt

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gehalten. Die Dauer des Spcrr/.ustandes hängt ab von der Zeilkonstante des Entladekrciscs, d. h. hauptsächlich von Cm und R\b. Die Zeitdauer der Impulsspannung, die bei gesperrtem Transistor Tn ι an seinem Kollektor und Emitter anliegt, wird durch diese Zeitkonstante bedingt und entspricht der Dauer Γι2 der Spannung i/12. Wie man aus F i g. 2 ersieht, folgt der Rechteckinipuls ί/12 unmittelbar dem Impuls t/11. Überschreitet die Summe aus den Zeitdauern Tn und 711 die Zeitdauer 710, welche der Dauer eines Umlaufs der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine proportional ist, wie eingangs erläutert, so wird der Thyristor SCR leitend. An seiner Steuerelektrode liegt nämlich eine positive Spannung, die durch die Bemessung der Spannungstcilerwiderständc Rw, R)4 bestimmt ist, während zwischen Anode und Kathode des Thyristors SCR eine positive Spannung anliegt, da der Schalter & zu diesem Zeitpunkt geschlossen ist. Ist also der Thyristor SCR in dieser Weise leitend, so bedeutet dies, daß die Steuerung der Einspritzmenge durch abwechselnde Zweizylinder-Einspritzung vorübergehend aussetzt. Um diesen Zustand zu beheben, muß die Anzahl der gleichzeitig einspritzenden Ventile gesteigert werden und gleichzeitig muß die Einspritzfrequenz in entsprechendem Verhältnis zum Ansteig der Ventilanzahl herabgesetzt werden, damit die erwähnte Überschreitung verschwindet und die Einspritzmenge wieder steuerbar, d. h. die Steuerdaucr I wirksam wird. Diese Forderungen werden gemäß vorliegender Erfindung in folgender Weise erfüllt.

Leitet der Thyristor SCR wie oben beschrieben, so fließen die Impulsfolgen, die ausgehend von den Schaltern Si. S2 der Basis der Transistoren Tr», Th 1 zum Einschalten der Steuerspulen zugeführt werden, über die Dioden Da, Ch und dem Thyristor SCR zur negativen Zuleitung Wi. Infolgedessen bleibt die Basis dieser Transistoren auf negativem Potential, so daß die Transistoren Tn und Tno gleichzeitig leitend werden, wodurch beide Gruppen von Steuerspulen Lu, L12 und Lm, Lh erregt werden. Im dargestellten Ausführungsbei- spiel entsteht durch die Strompfade von den Dioden Da, D*> zum Thyristor SCR ein Nebenschluß von der Basis der Transistoren Tn, Tn\ zum Thyristor SCR. Dieser Nebenschluß bewirkt die Umschaltung von der abwechselnden Zweizylinder-Einspritzung zur gleichzeitigen Vierzylinder-Einspritzung.

Es ist darauf hinzuweisen, daß der Kondensator d mit der Basis des Transistors Tru verbunden ist, so daß bei leitendem Thyristor SCR die vom Schalter S2 ausgehende Impulsfolge zur negativen Zuleitung Wi abgeleitet wird. Das bedeutet, daß einer der beiden von dem monostabilen Multivibrator B erzeugten Trigger- Impulse beseitigt wird, wodurch die Triggerimpulsfre quenz halbiert und der Zeitabstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen verdoppelt wird. Die tatsächliche Wirkung des verdoppelten Zeitabstandes besteht offensichtlich darin, daß auch beim Übergang von der abwecnselnden Zweizylinder-Einspritzung zur gleichzeitigen Vierzylinder-Einspritzung die Kraftstoff-Einspritzmenge gleichbleibt.

Wenngleich vorstehend an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels eine abwechselnde Zweizylinder-Einspritzung und eine gleichzeitige Vierzylinder-Einspritzung beschrieben sind, fällt es auch in den Rahmen der Erfindung, das Einspritzsystem auf die Umschaltung bzw. das Wech seln zwischen drei und sechs Zylindern anzuwenden, aber auch bei einem Vierzylindermotor auf die Umschaltung zwischen einem Zylinder und zwei Zylindern oder allgemein auf irgendwelche zwei Anzahlen von Zylindern, so lange nur das Anzahlverhältnis eins zu zwei beträgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Elektromagnetisches Kraftstoffeinspritzsysteni für Brennkraftmaschinen, mit Einspritzventil-Steuerspulen, die elektrisch zu einer bestimmten Anzahl von einander unabhängigen Spulengruppen verbunden sind, wobei jeder Spulengruppe ein UND-Gatter vorgeschaltet ist und wobei die Spulengruppen über die UND-Gatter abwechselnd mittels synchron zum Umlauf der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine erzeugter und einem Eingang jedes UND-Gatters zugeführter Ansteuerimpulse einschaltbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß an den für die Ansteuerimpulse bestimmten Eingang jedes UND-Gatters (πι, n2-,m. ns) eine Steuerschaltung (E, Dt, Ds) angeschlossen ist, die dann ein Steuersignal führt, welches die zur abwechselnden Einschaltung der Spulengruppen (Ln, L12; Lu, Lu) dienenden Ansteuerimpulse überdeckt und mittels welchem alle Spulengruppen (Lw, L12; Lu, Lu) gleichzeitig einschaltbar sind, wenn eine Schalteinrichtung (C) beim Überschreiten einer der Dauer (t) eines vollständigen Umlaufs der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine proportionalen Zeitdauer (Γιο) durch die Summe aus der Zeitdauer (Γ11) zum Einschalten der Spulengruppen und aus einer dem Einspritzmengen-Steuerbereich entsprechenden vorbestimmten Zeitdauer (Γ12) im Bereich hoher Drehzahlen der Brennkraftmaschine stromdurchlässig ist.

2. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch t, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung fCV einen Thyristor (SCR) und zwei Transistoren (Γη?, 7>u) aufweist, wobei mittels des einen Transistors (ΓΓ12) zwischen Anode und Kathode des Thyristors (SCR) eine positive Spannung anlegbar ist. sobald die der Dauer (t) eines vollständigen Umlaufs der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine proportionale Zeitdauer (Γιο) abgelaufen ist, und wobei mittels des anderen Transistors (Γη3) der Steuerelektrode des Thyristors (SCR) eine positive Spannung während der dem Einspritzmengen-Steuerbereich entsprechenden vorbestimmten Zeitdauer (Γ12) zuführbar ist, sobald die Zeitdauer (Γ11) zum Einschalten der Spulengruppen abgelaufen ist.

3. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem anderen Transistor [Tm) der Schalteinrichtung (C) ein einen Kondensator (C10) sowie einen Widerstand (R\b) aufweisender Zeitkreis zur Bestimmung der dem Einspritzmengen-Steuerbereich entsprechenden vorbestimmten Zeitdauer (Γ12) nach Ablauf der Zeitdauer (Γ11) zum Einschalten der Spulengruppen (Li , Li2; /.π, Lu) vorgeschaltet ist.

4. Kraftstoffeinspr'tzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (Zf, D*, Di) Dioden (Da, Di) aufweist, mittels derer die Steuerspannung den UND-Gattern (ni, r\2\ m, ns) zuführbar ist.

5. Kraftstoffeinspritzsysteni nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Steuerschaltung (Zf, Da, Z>) eine Schaltungsanordnung (C2, Is) verbunden ist, mil welcher bei stromdurchlässiger Schalteinrichtung (C) die Einschaltfrequenz der Spulengruppen (Ln, L12; Lu. Lu) herabsetzbar ist.

6. Kraftstoffeinspritzsysteni nach Anspruch I oder

5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschaltung jeder Spulengruppe (Lu. Lu; Lu. Lu) über das vorgeschaltete UND-Gauer (ni, n>; m, n«) mittels zweier Transistoren (Tns, Tn; Tna, Tn\) erfolgt, von denen der eine (Th; Tho)die Spulengruppe (Lu, L12: Lu, Lu) unmittelbar mit einer Spannungsquelle verbindet und der andere (Tm; Th 1) den einen Transistor ( Γ/ί; Tno) ansteuert, wenn am UND-Gatter (ni, Π2; m. η») entweder die zum Umlauf der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine synchronen Ansteuerimpulse oder die Steuersignale der Steuerschaltung (E. Da, Di) und gleichzeitig von der Drehzahl und vom Ansaugleitungsunterdruck der Brennkraftmaschine abhängige Einspritzimpuise (To) anliegen.