DE2005484B2 - Kraftstoffeinspritzsystem fuer eine brennkraftmaschine mit kompressionszuendung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kraftstoffein- ten elektronisch gesteuerten Benzineinspritzsystems Spritzsystem für eine Brennkraftmaschine mit Korn- bei Brennkraftmaschinen relativ gute Ergebnisse im pressionszündung, bei der je Motorzylinder eine 55 Hinblick auf die jeweilige Literleitung erzielt werden, elektroexpansive Kraftstoffeinspritzpumpe vorgesehen eignet sich das betreffende Einspritzsystem jedoch ist und vom Motor gesteuerte Einrichtungen vorhan- nicht ohne weiteres für eine Brennkraftmaschine mit den sind, die Steuersignale erzeugen, durch welche Kompressionszündung.

die jeweilige Kraftstoffeinspritzung festgelegt wird. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen

Elektroexpansive Kraftstoffeinspritzpumpen für die 60 Weg zu zeigen, wie ein Kraftstoffeinspritzsystem der Verwendung in einem Kraftstoffeinspritzsystem sind eingangs genannten Art auszubilden ist, damit unbereits bekannt (USA.-Patentschrift 3 354 327, abhängig von der jeweiligen Motordrehzahl stets eine 150 592 und 3194162). Obwohl mit derartigen optimale Verbrennung des jeweiligen Kraftstoffs er-Kraftstoffeinspritzpumpen arbeitende Kraftstoffein- zielt werden kann.

spritzsysteme in einer Reihe von Fällen wirksam zu 65 Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe arbeiten vermögen, ist in dem angegebenen Zusam- ' bei einem Kraftstoffemspritzsystem der eingangs gemenhang jedoch nicht bekannt, wie bei Verwendung nannten Art erfindungsgemäß dadurch, daß von dem derartiger elektroexpansiver Kraftstoffeinspritzpum- Motor gesteuerte erste Einrichtungen vorgesehen

sind, die unabhängig von der Winkelstellung der Merkmale und zweckmäßige Ausgestaltungen der Kurbelwelle, jedoch in vorgegebenem, im wesent- Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Belichen festen Zeitabstand vor der Erzeugung eines Schreibung an Hand von Zeichnungen,
zweiten Steuersignals ein erstes Steuersignal erzeu- F i g. 1 a und 1 b zeigen schematisch in Blockdiagen, durch das eine Steuerungs-Kraftstoffeinspritzung S grammen eine Anordnung gerrSß der Erfindung für in den jeweiligen Motorzylinder festgelegt ist, daß eine Kraftstoff-Einspritzsteuerung, wobei lediglich von dem Motor gesteuerte zweite Einrichtungen vor- zur Erläuterung ein Einzylinder-Motor angenomgesehen sind, die bei einer vorgegebenen Winkelstel- men ist;

lung der Kurbelwelle ein zweites Steuersignal erzeu- F i g. 2 zeigt in einem Zeitplan die Reihenfolge des

gen, durch das eine Haupt-Kraftstoffeinspritzung in io Auftretens der einzelnen Ereignisse, wobei verdeutden jeweiligen Motorzylinder festgelegt ist, und daß licht ist, wie die Spannungspegel sich mit der Motor-Einrichtungen vorgesehen sind, die die elc!:troex|ian- drehzahl ändern;

sive Pumpe des jeweiligen Motorzylinders auf das F i g. 3 zeigt schematisch ein Blockdiagramm eines

erste und/oder zweite Steuersignal hin betätigen. in Verbindung mit der Erfindung benutzbaren Kraft-

Gegenüber den oben betrachteten bekannten 15 stoff-Steuerreglers;

Kraftstoffeinspritzsystemen bringt die Erfindung den F i g. 4 zeigt schematisch in einem Blockdiagramm

Vorteil nut sich, daß mit relativ geringem konstruk- eine 4-Zylinder-Ausführungsform gemäß der Ertivem und schaltungstechnischem Aufwand erreicht findung;

wird, daß eine von der jeweiligen Motordrehzahl un- F i g. 5 zeigt schematisch in einem Blockdiagramm

abhängige optimale Verbrennung stets erzielt wird. 20 eine vereinfachte Anordnung einer 4-Zylinder-Aus-

Gemäß einer zweckmäßiger Ausgestaltung der Er- führungsform gemäß der Erfindung,
findung weisen die ersten Einrichtungen einen ersten Aus Fig. la und Ib sind die Einzelheiten einer

Schalter und die zweiten Einrichtungen einen zweiten Kraftstoffeinspritz-Steuerschaltung zusammen mit Schalter auf, und ferner sind Nockeneinrichtungen einer Kraftstoffeinspritz-Konstantsteuerschaltung ervorgesehen, die von dem Motor derart steuerbar sind, 25 sichtlich. F i g. 2 zeigt einen Zeitplan, der bei der daß sie nacheinander den ersten und den zweiten Betrachtung der in F i g. 1 a und 1 b dargestellten Schalter betätigen, wobei auf die Betätigung des Schaltungen herangezogen werden sollte. Jeder ersten und des zweiten Schalters hin eine erste Span- Kraftstoffeinspritz-Steuerschaltung ist ein motornung erzeugt wird, deren Amplitude ein Maß für getriebener Nocken 30 zugeordnet. Dem Nocken ist die Zeitspanne zwischen den Betätigungen des ersten 30 ein Start-Schalter 32, ein Haupt-Schalter 34 und ein und des zweiten Schalters ist. wobei ferner Einrich- Rückstellschalter 35 zugeordnet. Diese Schalter sind tungen vonje-ehen sind, die eine Motor-Konstant- sogenannte nockenbetätigte Schalter. Der Schalter 32 spannung erzeugen, deren Amplitude ein Maß für isHn seiner betätigten Stellung dargestellt, während den gewünschten Zeitpunkt der durchzuführenden die Schalter 34 und 35 in ihren nicht betätigten Stel-Steuerungs-Kraftstoffeinspritzung vor der Haupt- 35 lungen dargestellt sind. Die Schließung erfolgt durch Kraftstoffeinspritzung ist, und wobei Einrichtungen die Hinterkante des Nockenvorsprungs,
vorgesehen sind, die die Motor-Konstantspannung Die Nockenoberfläche und die Inbetriebsetzung

von der ersten Spannung unter Bildung einer resul- der Nockenschalter durch diese Nockenfläche sind in tierenden Spannung abziehen, deren Amplitude folgender Weise festgelegt. Der Haupt-Nockenschalkennzeichnend ist für die erforderliche Vorzeit für 40 ter 34 ist so angeordnet, daß er bei Erreichen des die Steuerungs-Kraftstoffeinspritzung. Neben den be- üblichen Kurbelwellenwinkels für die Erzielung der trachteten Einrichtungen sind noch Einrichtungen Hauptkraftstoffeinspritzung betätigt wird. Der Startvorgesehen, die die resultierende Spannung in ein Nockenschalter ist um einen solchen Abstand vor erstes Steuersignal umwandeln, und schließlich sind dem Haupt-Nockenschalter angeordnet, daß der für Einrichtungen vorgesehen, die: auf die Betätigung des 45 die Steuerungs-Kraftstoffeinspritzung erwünschte zweiten Schalters hm das zweite Steuersignal erzeu- größte Kurbelwinkel erzielt ist, bevor die Hauptkraftgen. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß eine mit Stoffeinspritzung bei der höchsten Motordrehzahl errelativ geringem schaltungstechnischem Aufwand aus- folgt. Der Rückstell-Nockenschalter 35 ist so angekommende Anordnung geschaffen ist, die als söge- ordnet, daß er nach der Haupt-Einspritzung und vor nannter Vorzeit-Rechner den Zeitpunkt der Steue- 5° Schließen des Start-Schalters während des nächsten rungs-Kraftstoffeinspritzung vor dem Zeitpunkt der Zyklus betätigt wird.

Haupt-Kraftstoffeinsprirzung zu bezeichnen gestattet. Ist der Start-Schalter 32 betätigt, so legt er eine

Gemäß einer noch weiteren zweckmäßigen Ausge- Spannung von dem stabilisierten Spannungsnetzteil staltung der Erfindung sind Einrichtungen vorge- 33 an eine Impulsformerschaltung 40 an. Der stabilisetien, die die genannten ersten Einrichtungen wäh- 55 sierte Spannungsteil 33 entnimmt dem elektrischen rend des Motoranlaufs stillsetzen, und ferner sind System des Fahrzeugs einen Strom. Die Impulsfor-Einrichtungen vorgesehen, die auf den Motoranlauf merschaltung 40 erzeugt im Augenblick des Schlie-Mn in Abhängigkeit von der Motortemperatur die Bens des Schalters einen Impuls..Dieser Impuls ist Abgabe des zweiten Steuersignals an die Einrichtung in Fig. 2 mit 40/4 bezeichnet. Er wird einem ersten zur Betätigung der elektroexpansiven Pumpe um eine 60 Sägezahnspannungsgenerator 42 und ferner einem für die Kompensierung der Auswirkungen der Motor- zweiten Sägezahnspannungsgenerator 44 zugeführt, temperatur erforderliche Zeitspanne verzögern. Hier- Dadurch werden beide Sägezahnspannungsgeneratodurch ergibt sich der Vorteil einer besonders günsti- ren 42 und 44 getriggert, wodurch sie mit der Ergen Anlaufeigenschaft der Brennkraftmaschine. Im zeugung einer Sägezahnspannung beginnen, wie dies übrigen wird hierdurch in vorteilhafter Weise die 65 die Kurven42A und 44A in Fig.2 veraaschau-Ausübung eines sonst gegebenenfalls auftretenden liehen.

Rückwlrtsstoßes auf die Kurbelwelle vermieden. Wenn der Motor weiterläuft, wird der Haupt-

Den Gegenstand der Erfindung weiter ausbildende Schalter 34 durch den Nocken 30 betätigt Dadurch

wird eine Spannung von dem stabilisierten Netzteil 33 renz zwischen den Eingangsspannungen V 2 und V 3 an eine Impulsformerschaltung 46 angelegt. Diese proportionale Ausgangsspannung V 4 an eine Ver-Impulsformerschaltung 46 gibt einen Impuls (s. den gleicherschaltung 62 bekannter Ausführungsform ab. Impuls 46/4 in Fig. 2) an den Sägezahnspannungs- Die Vergleicherschaltung vergleicht die Ausgangsoenerator 42 ab, der daraufhin stillgesetzt wird. Die 5 spannung V 5 des Sägezahnspannungsgenerators 44 Ausgangsspannung dieses Sägezähnspannungsgene- mit der Ausgangsspannung V 4 der Subtrahiereinrichrators ist nunmehr eine Spannung, die proportional tung52. Ist die Spannung V5 kleiner als die Spander Zeitspanne zwischen dem Schließen des Start- nung V 4, so ist die Ausgangsspannung V 6 etwas Schalters 32 und dem Schließen des Haupt-Schalters niedriger oder negativ; ist die Spannung VS jedoch 34 ist. Der von der Haupt-Impulsformerschaltung 46 io größer als die Spannung V 4, so ist der Wert der abgegebene Impuls wird nach einer kurzen Verzöge- Ausgangsspannung V 6 der Vergleicherschaltung rung (bis zu 10 Mikrosekunden) durch die Verzöge- groß. Zu dem Zeitpunkt, zu dem die Spannung VS rungsschaltung 48 einer Abtast- und Halteschaltung auf den Wert der Spannung V 4 ansteigt, ändert sich 50 zugeführt, die daraufhin ihre Abtastfunktion auf- die Ausgangsspannung V 6 schnell von einem niedrinimmt. Wenn die Abtast- und Halteschaltung 50 ij gen auf einen hohen Spannungswert. Eine Impulsforeinen Abtast-Steuerimpuls aufnimmt, wird sie schnell merschaltung 64 bewirkt eine Impulsformung der auf eine Spannung eingestellt, die gleich der Aus- Vergleicher-Ausgangsspannung, und zwar in der oangsspannune des Sägezahnspannungsgenerators 42 Weise, daß ein Impuls zur Auslösung der Steuerungsist'"bie Abtart- und Halteschaltung 50 behält diese Einspritzung in einer nachstehend näher beschriebe-Spannung so lange bei, bis eine weitere Abtastung er- 20 nen Weise erfolgt.

folgt (s. den Kurvenzug50/4 in Fig. 2). Die Aus- Auf die Schließung des Haupt-Schalters 34 hin

gangsimpulse der Hauptimpulsformerschaltung 46 wird der Impulsformerschaltung 46 eine Spannung werden ferner dazu benutzt, die Haupt-Kraftstoff- zugeführt. Diese Impulsformerschaltung 46 gibt dareinspritzung in einer nachstehend noch näher zu be- aufhin einen Impuls an einen Kaltstart-Schalter 66 schreibenden Weise auszulösen. 25 sowie an den Sägezahnspannungsgenerator 42 und an

Das Ausgangssignal der Abtast- und Halteschal- die Abtast- und Halteschaltung 50 ab. Befindet sich tung 50, dessen Amplitude der Zeitspanne zwischen der Kaltstart-Schalter 66 in seiner normalen Stellung, dem Schließen des Start-Schalters 32 und dem Schlie- so wird der zugeführte Impuls einem Verstärker 68 ßen des Haupt-Schalters 34 proportional ist, wird des Haupt-Netzteiles zugeführt, einer Subtrahiersdhaltung 52 zugeführt. Diese Sub- 30 Ist der Kaltstart-Schalter 66 in die Starter-Stellung trahiersohaltung 52 subtrahiert dieses Ausgangssignal eingestellt (z. B. durch Betätigen des Motor-Starterbzw, diese Ausgangsspannung von einer Spannung, magnets 69), so kann der Impuls durch Betätigung die der gewünschten Zeitspanne zwischen der Sieue- eines auf die umgebungstemperatur empfindlichen rungs-Einspritzung und der Haupt-Einspritzung pro- Schalterelements zu den Zeitverzögerungsschaltungen portional ist. Dies führt zu einer resultierenden Span- 35 72 und 74 und zu der Zeitverzögerungsschaltun« 70 nung V4 mit dem in Fig. 2 dargestellten Ver- hin gelangen. Die Zeitverzögerungsschaltungen 70, lauf 52/4. Diese Spannung wird dadurch erhalten, 72 und 74 haben Teste Verzögerungszeiten, die so daß die Spannung einer von Fabrik aus eingestellten gewählt sind, daß sie eine Verlangsamung der Ein-Spannungsquelle 54, die einer Kraftstoffcetanzahl spritzung bewirken und damit unter Kaltstartbedinentsprechende Spannung einer Spannungsquelle 56, 40 gungen eine Einspritzung in der Nähe des oberen eine durch einen Motortemperatur-Fühler 58 ermii- Kolbentotpunkts bewirken. Die Zeitverzögerung?eintelte Spannung und eine irgendeine andere Motor- richtungen 72, 74 werden mit Hilfe eines temperaturvariable kennzeichnende Spannung von einer Span- empfindlichen Schalters 110 progressiv bei niedrigerer nungsquelle 60 addiert werden. Die betreffende Va- Temperatur wirksam gemacht. Auf diese Weise wird riable. die zu berücksichtigen erwünscht sein kann, 45 eine Vielzahl von Haupt-Einspritzungen in einem einkann mit Hilfe eines Wandlers in ein elektrisches Si- zigen Zyklus des Motors bei der betreffenden Kurbeignal umgesetzt werden. Die oben genannten Span- wellendrehzahl erzielt. Die Verzögerungszeit der Vernungsquellen 54. 56, 58 und 60 können durch feste zögerungseinrichtungen 72, 74 ist entsprechend dem oder" variable Widerstände gebildet sein, die bei dem kürzesten Zeitintervall eingestellt das für das Hauptstabilisierten Netzteil 33 angeschlossen sind. Die be- 50 netzteil erforderlich ist, um seinen Kondensator nach treffenden Spannungsquellen können auch durch erfolgter Einspritzung wieder aufzuladen. Die Ausirgendwelche anderen Wandler mit einem elektrischen gangssignale der Zeitverzögerungsschaltungen 70, Ausgang gebildet sein. Die erwähnten Spannungen und 74 werden alle dem Verstärker 68 zugeführt, werden einem Summierverstärker 62 zugeführt, des- Läuft der Motor weiter, so wird der Rückstellen Ausgangsspannung V3 die Summe der Eingangs- 55 Schalter 35 durch den Nocken 30 betätigt Der Rückspannungen darstellt Das System ist im übrigen so stell-Schalter 35 schließt dabei, nachdem die Steueausgelegt, daß die Ausgangsspannung des Summier- rungs-Einspritzung und die Haupt-Einspritzung beverstärkers 62 eine Spannung ist die proportional endet sind, jedoch noch vor dem Schließen des Startdem richtigen Zeitabstand zwischen der Steuerung^- Schalters 32 während des nächsten Zyklus. Das Einspritzung und der Haupt-Einspritzung für die 60 Schließen des Rückstell-Schalters 35 führt dazu, daß Motorvariablen zu diesem Augenblick ist. Diese eine Spannung von dem stabilisierten Spannungsnetz-Spatinung wird der Subtrahieremrichtung 52 züge- teil 33 an die Rückstell-ImpulsformerschaltungeO führt, die diese Spannung von der Spannung subtra- abgegeben wird, die daraufhin einen Rückstellimpuls hiert, welche der Zeitspanne zwischen dem Schließen erzeugt. Dieser Impuls wird den Sägezahnspannungsdes Start-Schalters 32 und dem Schließen des Haupt- 65 generatoren 42 und 44 zugeführt, deren Ausgangs-Schalters 34 proportional ist Diese Spannung ist mit spannungen daraufhin zur Vorbereitung auf den V2 bezeichnet nächsten Zyklus 0 Volt werden.

Die Subtrahiereinrichtung 52 gibt ihre der Diffe- Durch den oben bereits erwähnten Vorzeit-

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Rechner werden Zeitsteuer-Signale erzeugt. Diese Fahrzeugs (nicht dargestellt) wird ein Haupt-Ein-Zeitsteuer-Signale werden dem Schalter 92 zugeführt, spritznetzteil 100 gespeist. Nieses Netzteil 100 liefert der daraufhin elektrische Energie von dem Steue- in der Haupt-Einspritzphase der elektroexpansiven rungs-Netzteil 84 zu der elektroexpansiven Pumpe Pumpe die geeignete Spannung und den geeigneten 82 hin überträgt. Der Steuerungs-Netzteil erhält seine 5 Strom. Zu einem geeigneten Zeitpunkt vor der Hauptelektrische Energie von dem elektrischen Netzteil Einspritzung nimmt der Verstärker 68 von der Haupt-(nicht dargestellt) des betreffenden Fahrzeugs. Diese Impulsformerschaltung 46 einen Impuls auf. Der Spannung wird durch den Steuerungs-Netzteil 84 in Verstärker 68 verstärkt diesen Triggerimpuls und eine für die Steuerungs-Einspritzung geeignete Span- hebt ihn auf einen geeigneten Pegel an, um den nung von geeignetem Pegel umgesetzt. Der tatsäch- io elektronischen Schalter 102 triggern und die Hauptliche Spannungspegel des Steuerungs-Netzteils 84 Impulsbreitensteuerschaltung 104 ansteuern zu könwird durch die Steuerungs-Mengeneinstellschaltung nen. Hierbei handelt es sich um eine an sich bekannte 86 eingestellt. Diese Mengeneinstellschaltung 86 kann Zcitverzögerungsschaltung, die der Schaltung 94 entin der Herstellfirma voreingestellt sein und Korrek- spricht; sie kann im Herstellerwerk voreingestellt sein, türen für die Berücksichtigung von Motorbetriebs- 15 Wird der Triggerimpuls von dem Verstärker 68 dem bedingungen ermöglichen. Die Steuerungs-Mengen- elektronischen Schalter 102 zugeführt, so wird dieser einstellschaltung 86 kann ein Spannungsregler eines elektronische Schalter übertragungEfähig; er gibt Typs sein, der zum Betrieb von Kraftfahrzeugmotoren daraufhin eine Spannung von dem Haupt-Einspritzgeeignet ist. netzteil 100 an die Pumpe 82 ab. Ist dieser Lade-

Die Ausgangsspannung der Impulsformerschaltung 20 Vorgang beendet, so schaltet der elektronische Schal-64 wird einem Verstärker 88 zugeführt. Dieser Ver- ter 102 automatisch ab. Nach einer voreingestellten stärker hebt die betreffende Triggersignalspannung Verzögerungsdauer gibt die Haupt-Impulsbreitenauf einen geeigneten Spannungswert an, um den steuerschaltung 104 einen Triggerimpuls an einen elektronischen Schalter 92 triggern zu können. Der elektronischen Schalter 106 ab, der daraufhin überImpuls von dem Verstärker 88 wird über einen 25 tragungsfähig wird und die elektrische Ladung von Steuerungs-Unterdrückungs-Schalter 90 dem elektro- der Pumpe 82 ableitet. Dadurch wird die Hauptnischen Schalter 92 und einer Steuerungs-Impuls- Kraftstoffeinspritzung beendet. Damit ist der Kraftbreitensteuerschaltung 94 zugeführt. Ist der Steue- stoff-Einspritzzyklus beendet.

rungs-Unterdrückungs-Schalter 90 geöffnet, so erfolgt Das vorstehend beschriebene System trifft für keine Steuerungs-Kraftstoffeinspritzung. Der Steue- 30 einen Motor mit einem einzelnen Zylinder zu. Das rungs-Unterdrückungs-Schalter kann an den Starter- betreffende System kann jedoch auch bei einem magneten oder an Steuereinrichtungen für die Be- Mehrzylinder-Motor angewandt werden, bei dem je dienperson angeschlossen sein, und zwar derart, daß Motorzylinder ein solches System vorgesehen ist. Dies er durch Betätigung die Steuerungs-Einspritzung zu schließt nichi die Möglichkeit aus, daß einzelne EIeunterdrücken erlaubt, wenn eine solche Unter- 35 mente des Systems auf Zeitteilbasis einer Anzahl von drückung zweckmäßig ist. Wie bereits erwähnt, ist Zylindern zugeordnet werden können und nicht dopeine solche Unterdrückung der Steuerungs-Einsprit- pelt vorgesehen zu werden brauchen,
zung während des Startens zweckmäßig. Die durch die elektroexpansive Pumpe eingespritzte

Ist der Steuerungs-Unterdrückungs-Schalter ge- Kraftstoffmenge kann entweder durch die Amplitude schlossen, so wird der von dem Verstärker 88 abge- 40 der der Pumpe von dem Haupl-Einspritznetzteil zugebene Impuls dem elektronischen Schalter 92 zur geführten Spannung oder von der Dauer des Auf-Triggerung und ferner Jer Steuerungs-Impulsbreiten- tretens dieser Spannung bestimmt sein. Dies trifft steuerschaltung 94 zugeführt. Die Steuerungs-Impuls- unabhängig davon zu, ob die Pumpe auf einen einbreitensteuerschaltung ist eine an sich bekannte Ver- zelnen Impuls hin in Betrieb gesetzt wird oder auf zögerungsschaltung mit fester Verzögerungszeit, wie 45 eine Vielzahl von Impulsen während des Haupteine monostabile Kippstufe. Sie gibt den Triggerim- Kraftstoffeinspritzintervalls. Da es bei unterschiedpuls nach Ablauf ihrer Verzögerungszeit an den liehen Motordrehzahlcn und -belastungen erforderlich Triggereingang eines elektronischen Schalters 96 ab. ist, die zugeführte Kraftstoffmenge zu ändern, ist eine Wenn der elektronische Schalter 92 einen Trigger- Kraftstoffregulierungs- und Steuerungsanordnung impuls aufnimmt, wird dieser Schalter übertragungs- 50 108 vorgesehen. Normalerweise wird die dem Motor fähig und ermöglicht, mit der Spannung des Steue- zugeführte Kraftstoffmenge durch ein Fußpeda! gerungs-Netzteils das elektroexpansive Element der regelt, das durch das »Bedienperson-Steuerelement« elektroexpansiven Pumpe zu beaufschlagen. Dies 109 dargestellt ist. Dieses Steuerelement kann durch führt dazu, daß eine Steuerungs-Kraftstoffeinspritzung eine Spannungsquelle gebildet sein, zu der ein Potenerfolgt. Nachdem das elektroexpansive Element der 55 tiometer oder ein Spannungsteiler parallel geschaltet elektroexpansiven Pumpe 82 die Spannung des Steue- ist, dessen Einstellung durch ein Fußpedal geändert rungs-Netzteils 84 führt, wird der elektronische werden kann und das bzw. der damit ein Ausgangs-Schalter 92 automatisch abgeschaltet Das verzögerte signal abgibt. Auf ein solches Ausgangssignal hin Steuerungs-Triggersignal von der Steuerungs-Impuls- kann die Kraftstoffregulieranordnung 108 die Ausbreitensteuerschaltung 94 wird dann an den elektro- 60 gangsspannung des Haupt-Einspritznetzteils odei das rüschen Schalter 96 angelegt, der daraufhin über- Verzögerungsintervall der Haupt-Impulsbreitentragungsfähig wird. Dieser Schalter dient dazu, die steuerschaltung oder beide Größen festlegen. Im elektrische Ladung von der elektroexpansiven Pumpe Unterschied dazu kann die Kraftstoffregulieranord-82 abzuführen und damit die Steuerungs-Einspritzung nung 108 auch Gelenkglieder enthalten, weiche die zu beenden. Es sei bemerkt, daß die elektronischen 65 Potentiometerwerte in dem Haupt-Einspritznetzteil Schalter z. B. durch Thyratrons oder gesteuerte oder in der Haupt-Impulsbreitensteuersciialtung Siliziumgleichrichter gebildet sein können. selbst zu ändern erlauben, und zwar im Sinne der

Durch das elektrische System des betreffenden dafür vorgesehenen Zwecke. Derart geregelte Netz-

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teile und variable Verzögerungsschaltungen sind bekannt und kommerziell erhältlich.

Der ivraftstofiregxuieranordnung 108 kann ein zusätzliches Eingangssignal von der Haupt-Impulsformerschaltung46 her zugeführt werden. Der Zweck der Zuführung eines solchen Eingangssignals liegt in der Begrenzung der Rauchentwicklung. Dieses Eingangssignal ist eine Spannung, die der Motordrehzahl proportional ist; das betreffende Eingangssignal wird dazu benutzt, die dem Motor zuzuführende Kraftstofiinenge zu programmieren, d. h. festzulegen. Die Aufgabe einer solchen Programmierung besteht darin, eine Drehzahlregulierung vorzunehmen oder die Entwicklung von Auspuffrauch durch Beschränkung der maximalen Kraftstoffmenge in einer bestimmten Beziehung zu der Motordrehzahl zu verhindern. Eine derartige Regulierung wird bei den heutigen Diescl-Motorcn vorgenommen, bei denen die maximale Kraftstoffmenge für eine bestimmte Motordrehzahl begrenzt oder reguliert ist. Die Einzelheiten einer bevorzugten Ausführungsform einer Rauchregulierungseigenschaften besitzenden Kraftstoffregulierungsanordnung 108 sind in F i g. 3 dargestellt.

Zusammenfassend läßt sich folgendes feststellen. Der Start-Schalter 32 und der Haupt-Schalter 34 sind in bezug auf die Betätigung durch den Nocken 30 derart voneinander versetzt, daß die Zeitspanne zwischen diesen Betätigungen bei maximaler Motordrehzahl etwas größer ist als die maximale Zeitspanne, die zwischen der Steuerungs-Kraftstoffeinspritzung und der Haupt-Kraftstoffeinspritzung erwünscht ist. Die Zeitspanne zwischen den Schalterbetätigungen wird mit abnehmender Motordrehzahl größer, da die Stellungen des Start-Schalters und des Haupt-Schalters festliegen.

Der Sägezahnspannungsgeneratot 42 wird dazu benutzt, eine Spannung zu erzeugen, deren Amplitude für die Zeitspanne zwischen dem Schließen der Schalter 32 und 34 charakteristisch ist. Diese Spannung wird durch eine weitere Spannung verringert, deren Amplitude für die gewünschte Zeitspanne zwischen der Steuerungs-Einspritzung und der Haupt-Einspritzung charakteristisch ist. Dieser Spannungswert ist der tatsächliche Ausgangsspannungswert einer für die Steuerungs-Kraftstoffeinspritzung vorgesehenen Steuer-Konstantschaltung. Die sich ergebende Spannung entspricht der vorherbestimmten, erwünschten Zeitspanne zwischen dem Schließen des Schalters 32 und dem Augenblick der Steuerungs-Einspritzung während des nächsten Motortaktes.

Der zweite Sägezahnspannungsgenerator 44 wirkt mit dem Vergleicher 62 derart zusammen, daß der Zeitpunkt ermittelt wird, zu dem diese Zeitspanne abgelaufen ist. Ferner wird die Auslösung der Steuerungs-Einspritzung signalisiert. Da es nicht möglich ist, die Vor-Zeit zu berechnen und dann von einer Haupt-Einspritzung ausgehend zeitlich zurückzugehen, um eine Vor-Kraftstoffeinspritzung zu dem berechneten Zeitpunkt zu erzeugen, wird die berechnete Vor-Zeitspanne für die Steuerungs-Einspritzung in eine sich an das folgende Schließen des Start-Schalters anschließende Nachlauf-Zeitspanne für die Steuerungs-Einspritzung umgesetzt. Da im wesentüchen keine große Zeitdifferenz zwischen aufeinanderfolgenden Motortakten vorhanden ist, hat die Tatsache, daß die Nachlauf-Zeitspanne für die Steuerungs-Einspritzung von ein.er Zeitspanne aus berechnet wird, die während des vorhergehenden Motortaktes gemessen worden ist, keine bedeutende Auswirkung auf die Rechengenauigkeit.

Während des Betriebs erfolgt somit zunächst eine Schließung eines Start-Schalters und danach eine Schließung eines zweiten Schalters, der die Haupt-Einspritzung signalisiert. Nach Betätigung eines Rückstell-Schalters erfolgt eine weitere Schließung des Start-Schalters, woraufhin eine Steuerungs-Einspritzung erfolgt. Sodann erfolgt eine Haupt-Einspritzung, woraufhin der Rückstell-Schalter wieder betätigt wird.

In Fig. 3 ist schematisch eine Schaltungsanordnung einer Kraftstoffsteuerungs- und Reguliereinrich-

tung 108 gezeigt. Ein von einer Hauptimpulsfonnerschaltung46 abgegebener Impuls wird einem elektronischen Drehzahlmesser HO zugeführt. Dieser Drehzahlgeber kann ^a.\n an sich bekannter Drehzahlmesser sein und z. B. eine monostabile Kippstufe und eine eine Mittel- .ertbildung vornehmende Schaltung enthalten, wie dies bei kommerziell erhältlichen Drehzahlmessern der Fall ist. Andere Arten von elektrischen oder elektronischen Drehzahlmessern können ebenfalls verwendet werden. Auf eine Eingangsimpulsfolge hin gibt der Drehzahlmesser eine Ausgangsspannung ab, die proportional der tatsächlichen Motordrehzahl ist. Diese Spannung wird einer Vergleicherschaltung 112 zugeführt, welche diese Spannung mit einer Spannung von einer Spannungsquelle

114 vergleicht. Die Spannnung der Spannungsquelle 114 ist proportional der maximal erwünschten Motordrehzahl. Wenn die von dem Drehzahlmesser 110 abgegebene Spannung in die Nähe des Maximalwerts gelangt, wird das Vergleicher-Ausgangssignal nega-

tiv. Daraufhin wird an den Verstärker 116 über eine Diode 117 und einen Widerstand 118 eine negative Spannung angelegt. Die Diode 117 wird dadurch leitend. Der am Eingang des Verstärkers 116 auftretende Spannungsabfall ist dabei durch die relativen

Werte der in Reihe geschalteten Widerstände 118 und 120 und durch die Verstärkung des Vergleichers 112 bestimmt. Der Spannungsabfall am Eingang des Verstärkers 116 bewirkt mit Anstieg der Drehzahl auf den Maximalwert eine Beschränkung der Kraftstoffmenge, so daß der Motor nicht über eine voreingestellte Maximaldrehzahl hinaus zu laufen imstande ist. Liegt die Motordrehzahl unterhalb des Maximalwerts, so ist die Ausgangsspannung des Vergleichers 112 positiv. Die Diode 117 ist dann nichtleitend, und

die Ausgangsspannung des Vergleichers hat keine Auswirkung auf den Verstärker.

Die von dem Drehzahlmesser abgegebene drehzahlproportionale Spannung wird einem programmierten nichtlinearen Netzwerk 122 bekannter Ausführungsform zugeführt. Bei diesem Netzwerk kann es sich um Widerstands-Dioden-Netzwerke handeln, wie sie allgemein in Analog-Rechnern zur Erzeugung einer Ausgangsspannung mit einer bestimmten Amplitude auf eine Eingangsspannungsamplitude hin

verwendet werden. Das programmierte nichtlineare Netzwerk 122 ist so programmiert, daß die pro Hub eingespritzte Kraftstoffmenge nicht so groß ist, daß es zu einer Rauchentwicklung kommt. Diese Grenze hängt von der Motordrehzahl ab; sie wird im Hersteilerwerk eingestellt. Die Ausgangsspannung des programmierten nichtlinearen Netzwerks 122 wird über eine Diode 125 dem Ausgang des Verstärkers 116 zugeführt. Auf diese Weise wird dje Ausgangs-

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spannung dieses Verstärkers derart begrenzt, daß sie Zylinder. Diese Schalter sind in gleichen Winkeljeweils geringer ist als der programmierte Grenzwert, abständen voneinander angeordnet (360° dividiert niemals aber größer. Wena die Ausgangsspannung durch die Anzahl der Zylinder; d. n. 90° bei einem den programmierten oder festgelegten Grenzwert 4-Zylinder-Motor). Die betreffenden Schalter werden überschreitet, wird die Diode 125 leitend. Dies führt 5 durch den Nocken 30 betätigt Dieser Nocken 30 wird zu einem Spannungsabfall an dem Widerstand 124, mit halber Kurbelweliendrehzahl angetrieben. Diese wodurch die dem Haupt-Einspritz-Netzteil zugeführte Schalter dienen· ferner als Start-Schalter (Schalter 32 Spannung sinkt Die dngespritzte Kraftstofftnenge ist in Fig. 2) für den nächsten Zylinder in der Zünddabei der Ausgangsspannung des Verstärkers 116 folge. Dies bedeutet, daß der Schalter 34 d als Startproportional. I₀ Schalter für den nächsten Zylinder und ferner als

Die primäre Steuereinrichtung für die Steuerung Haupt- und Rückstell-Schalter für den vorhergehender Ausgangsspannung des Verstärkers 116 ist die den Zylinder in der Zündfolge dient Da die Schalter-Bedienungs-Steuereinrichtung 109, die mit dem Ein- Schließungen in gleichen Winkelabständen der Kurbelgang des Verstärkers 116 verbunden ist. Die Aus- drehung voneinander erfolgen, sind somit die Zeitgangsspannung des Verstärkers und damit die einge- 15 Intervalle zwischen den ersten beiden Schalterschliespritzte Kraftstoffmenge ist so lange der Bedienungs- ßungen und den letzten beiden Schalterschließungen Steuerung proportional, bis die Drehzahl in die Nähe in der Zündfolge bei irgendeinem Motortakt gleich, der maximal eingestellten Drehzahl gelangt. Dies be- Demgemäß werden auf der Basis des Zeitintervalls deutet, daß dann die Kraftstoffmenge einen program- Berechnungen zwischen den ersten beiden Schliemierten oder festgelegten Grenzwert erreicht. In 20 ßungen durchgeführt. Das Trägheitsvermögen der jedem dieser beiden Fälle wird die Ausgangsspannung sich drehenden Teile des Motors verhindert bedeudurch die Regulierungseinrichtung oder durch die tende Änderungen in der Winkelgeschwindigkeit vom programmierte Rauchbeschränkungs-Steuereinrich- Zeitpunkt des Auftretens eines Motortaktes ab. SoIltung begrenzt. ten diese Änderungen jedoch Betriebsschwierigkeiten

Die Bedienungs-Steuereinrichtung kann anstatt as hervorrufen, so können zusätzliche Schaltungen vormit einer die Kraftstoffmenge regulierenden Einrich- gesehen sein, welche ein Signal abzuleiten gestatten, tung mit einer Drehzahlsteutreinrichtung verbunden das der Winkelbeschleunigung des Motors proportiosein. In diesem Fall kann die Bedienungssteuerein- nal ist. Die Schalter dienen ferner als Taktquellen für richtung an den Vergleicher 112 angeschlossen sein, die Schaltung, die die betreffende Spannung berech- und zwar an Stelle der Maximaldrehzahl-Einstellung, 30 net, welche dem Zeitintervall zwischen dem Schließen derart, daß die Maximaldrehzahl niemals überschrit- des Start-Schalters und dem berechneten Augenblick ten wird. Die Kraftstoffmenge nimmt dabei automa- der Steuerungs-Einspritzung proportional ist.
tisch zu, bis der Motor die Rauchgrenze erreicht. Der Im folgenden wird die Betriebsweise dieses Systems

Verstärkungsgrad der Vergleicher kann so eingestellt unter Zugrundelegung eines 4-Zylinder-Motors näher sein, daß eine gleitende Steuerung erzielt wird. 35 erläutert. Das Schließen des Schalters 34d, der hier

In F i g. 4 ist eine Ausführungsform eines Vorzeit- die gleiche Funktion hat wie der Schalter 32 in Rechners dargestellt, wobei die spezielle Anordnung Fig. la, bewirkt, daß die Impulsformerschaltung veranschaulicht ist, die für einen 4-Zylinder-Motor 46 d einen Impuls abgibt, der den Sägezahnspanerforderlich ist. In F i g. 4 sind Anordnungen, die in nungsgenerator 42 in Betrieb setzt. Ein Schließen des Fig. la und Ib bereits vorgesehen sind, durch ent- 40 Schalters34a zu einem späteren Zeitpunkt bewirkt, sprechende Bezugszeichen bezeichnet. Zusätzlich sind daß der Sägezahnspannungsgenerator die Spannungsjedoch doppelt vorgesehene Einrichtungen mit dem abgabe beendet. Außerdem wird durch diese Schalterjeweiligen Bezugszeiclun nachfolgendem Buch- Schließung die Abtast-und Halteschaltung 50 veranstaben a, b und c bezeichnet. Der Netzteil der Schal- laßt, die Ausgangsspannung des Sägezahnspannungstung umfaßt den Steuerungs-Einepritz-Netzteil und 45 generators abzutasten. Die der gewünschten Vor-Zeit den Haupt-Einspritz-Netztril sowie elektronische proportionale Spannung, die vom Herstellerwerk Schalter und Impulsbreit'?nsteuerschaltungen (in voreingestellt worden ist und die vom Ausgang des F i g. 4 nicht näher dargestellt). Verstärkers 62 abgegeben wird, wird von der Aus-

Die Komponenten des Netzteiles, die je Zylinder gangsspannung der Abtast- und Halteschaltung 50 doppelt vorgesehen werden müssen, sind elektro- 50 subtrahiert. Hierzu dient die Subtrahierschaltung 52. nische Schalter 92, 96, 102 und 106, Verstärker 68 Vom Ausgang der Subtrahierschaltung 52 wird eine und 88, die Steuerungs-Impulsbreitensteuerschaltung resultierende Spannung V 4 abgegeben, die propor- 94, die Haupt-Impulsbreitensteuerschaltung 104 und tional der Zeitspanne zwischen dem Schließen des die elektroexpansive Pumpe IJ2. Das Steuerungs- Start-Schalters und dem berechneten Augenblick der Netzteil 84, die Steuerungs-Mengeneinstelleinrichtung 55 Steuerungs-Einspritzung ist. Diese Spannung V 4 wird 86 und das Haupt-Einspritz-Netzteil 100 und die den Vergleichern 62 a, 62 b, 62 c und 62 d für sämt-Kraftstoff-Steuereinrichtung 108 brauchen nicht je liehe vier Zylinder zugeführt. Der Rechenzyklus wird Zylinder doppelt vorgesehen zu sein. beendet, indem der Schalter 43 b geschlossen wird.

Bestimmte Komponenten des Vorzeit-Rechners Dadurch wird der Sägezahnspannungsgenerator 42 sind je Zylinder doppelt vorgesehen. Es sind dies der 60 zurückgestellt. Die Spannung V 4 wird jeweils einmal Hauptschalter 34, die Impulsformerschaltung 46, der pro Motortakt berechnet; sie wird dazu benutzt, den Sägezahnspannungsgenerator 44, der Vergleicher 62 Augenblick der Steuerungs-Einspritzung für jeden und die Impulsformerschaltung 64. Die übrigen Korn- der vier Zylinder festzulegen.

ponenten des Vorzelt-^pechneis sind nicht doppelt Die Festlegung der Steuerungs-Einspritzung für

vorgesehen. Ein gesonderter Siteuerungj-Unterdrük- 65 den ersten Zylinder wird in folgender Weise bewirkt, kungsschalter 90 ist je Zylinder erforderlich. Das Schließen des Schalters 34 d hat zur Folge, daß

Die Schalter 34 a, 34 b, 34 c· und 34 d dienen als eine Spannung an die Impulsformerschaltung 46 d Haupt-Einspritzschalter für die entsprechenden angelegt wird. Diese Impulsformerschaltung 46 d gibt

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17 ¹⁸

ihrerseits einen ImpuJs an den Sägezahnspannungs- takt aufweist^ der an die J^^^f

generator 44a ab, der daraufhin mit der Abgabe einer 146a, 146b, 146c bzw. I46d angeschossen

Sägezahnspannung beginnt Die Ausgang5pann™g deren jeder W⁶!^ JS

S5«ÄSiii Jü

des Vergleichers 62a einen hohen Wert an. Diese io zung für den entsprechenden y b
hohe Spannung wird der Impulsformerschaltung 64a Ferner wird der betreffende Ausg^simpvu, dem zugeführt, die aus dieser Spannung einen Trigger- ODER-Gatter 149 zupf uhrt Das ODER-Gatter gibt impuls bildet und die Steuerungs-Kraftstoffeinsprit- einen Ausgangsunpuls jeweils dann ab wenn an zung im Zylinder Nr. 1 auslöst. Einen kurzen Augen- irgendeinem semer vier Eingänge em Impuls auftritt blick danach bewirkt der Nocken 30 das Schließen x₅ (von irgendeiner der Impulsformerschaltungen 146 a des Schalters 34ö, wodurch ein Spannungsimpuls an bis 146d). Der von dem ODER-Gatter 149 abgedie Impulsformerschaltung 46a abgegeben wird. gebene Ausgangsimpuls wird der Abtast- und Halte-Diese Impulsformersdialrung 46a erzeugt daraufhin schaltung 150 zugeführt, die daraufhin die Spannung einen Impuls, der dann die Haupt-Kraftstoffeinsprit- des Sägezahnspannungsgenerators 152 abtastet und zung in dem Zylinder Nr. 1 auslöst. Dieser auf das *o den betreffenden Spannungswert festhält. Uer Ausschließen des Schalters 34a hin auftretende impuls gangsimpuls des ODER-Gatters 149 wird ferner einer wird ferner dazu herangezogen, den Sägezahnspan- Zeitverzögerungsschaltung 154 zugeführt, deren v_ernungsgenerator 446 für den nächsten Zylinder in der zögenmgsdauer für die Abtast- und Halteschaltung Zündfolge in Betrieb zu setzen und den Sägezahn- 150 lang genug ist (einige wenige Mikrosekunden), spannungsgenerator 44 a in Vorbereitung auf das *5 um die Abtastung der erwähnten Spann-ang zu benächste Startsignal für den Zylinder Nr. 1 zurück- enden, bevor der Sägezahnspannungsgenerator 152 zustellen. Die Sägezahnspannungsgeneratoren446, wieder zurückgestellt wird.

44c, 44d\ die Vergleicher 626, 62c, 62d und die Am Ende des Verzögerungsintervalls wird der Impulsformerschaltungen 646, 64 c und 64 a" führen Sägezahnspannungsgenerator 152 durch die Ausfur jeden Zylinder den gleichen Arbeitszyklus aus, 3o gangsspannung der Verzögerungsschaltung 154 zuwie er für den Zylinder Nr. 1 beschrieben worden rückgestellt. Diese Ausgangsspannung wird ferner ist. Bei jedem Zylinder wird die berechnete Spannung der Verzögerungsschaltung 156 zugeführt, deren Ver- V 4 herangezogen, die dem Zeitintervall zwischen zögenmgsdauer langer ist als die Zeitspanne, die für dem Schließen eines dem jeweiligen Zylinder züge- die Zurückstellung des Sägezahnspannungsgenerators hörigen Start-Schalters und dem gewünschten Augen- 35 erforderlich ist (weniger als eine Millisekunde). Am blick der Steuerungs-Einspritzung bei dem betreffen- Ende des durch die Verzögerungsschaltung 156 einden Zylinder proportional ist, und zwar bei der vor- geführten Verzögerungsintervalls wird der Sägezahnherrschenden Motordrehzahl und bei den vorliegen- spannungsgenerator 152 veranlaßt, eine neue Sägeden Motorbetriebsbedingungen. Zahnspannung zu erzeugen. Diese Sägezahnspannung

Die vorstehende Beschreibung dürfte die Art und 40 ist dem Zeitintervall proportional, das seit Schließen Weise gezeigt haben, in der die Erfindung bei einem des Schalters 134 a vergangen ist, jedoch abzüglich der 4-Zylinder-Motor angewandt werden kann. Das Summe der durch die Verzögerungsschaltungen einSystem ist dabei als beispielhaft anzusehen. Es sei geführten Verzögerungszeiten. Mit Schließen des bemerkt, daß andere Anordnungen der Kompo- Schalters 1346 wird die Ausgangsspannung des Sägenenten in Anpassung an irgendeine Anzahl vorge- 45 zahnspannungsgenerators erneut abgetastet und gesehener Zylinder verwendet werden können. Einzelne speichert. Diese abgetastete Spannung ist nunmehr Komponenten können in einer Einheit zusammen- proportional der Zeitspanne zwischen dem Schließen gefaßt werden, ohne daß dabei von den Prinzipien zweier benachbarter Schalter (134a, 1346), jedoch der beschriebenen Arbeitsweise abgewichen wird. abzüglich der Summe der Zeitverzögerungen. Diese

Bei einem Mehrzylinder-Motor sind weitere Ver- 5° Spannung wird der Subtrahiereinrichtung 158 zugeringerungen in der Anzahl vorgesehener Komponen- führt. Die von dem Summierverstärker 62 abgenomten oder Bauelemente für einen Vorzeit-Rechner mene Spannung, die der berechneten Vor-Zeit promöglich. Ein Beispiel für eine derartige Aufwands- portional ist, wird subtrahiert, wodurch man zu der verringerung zeigt Fig. 5 für einen 4-Zylinder-Motor. Spannung V 4 gelangt. Die Spannung V 4 wird dann Dieses System benötigt nicht einzelne Sägezahnspan- 55 mit Hilfe des Vergleichers 160 mit der Ausgangsnungsgeneratoren, Vergleicher und Pulsformerschal- spannung des Sägezahnspannungsgenerators 152 vertungen je Zylinder. Ferner braucht hier der Sägezahn- glichen. Sind die miteinander verglichenen Spannunspannungsgenerator 42 nicht vorgesehen zu werden, gen gleich, so wird eine Ausgangsspannung an die der bei den zuvor betrachteten Systemen vorgesehen Impulsformerschaltung 162 abgegeben. Dies« Impulswar. Die Einsparung des Sägezahnspannungsgenera- 6o formerschaltung kann im Augenblick, in dem die tors 42 ist dadurch möglich gemacht worden, daß beiden Spannungen gleich sind (das ist der berech' eine Abtast- und Halteschaltung verwendet wird, die nete Augenblick für die Steuerungs-Einspritzung) ihre jeweilige Abtastprobe, sofern erforderlich, inner- einen Steuerungs-Triggerimpuls abgeben. Dieser Verhalb einiger weniger Mikrosekunden aufzunehmen gleichsvorgang vermeidet die Auswirkungen der Zeit- und den Wert dann für Sekunden festzuhalten ver- 65 Verzögerungen auf das Ausgartgssignal des Sägezahnmag. Derartige Schaltungen sind an sich bekannt. Spannungsgenerators 152, solange die Zeitverzöge-

Die Schalter 134 a, 134 b, 134 c und 134 d sind ein- rungen von Takt zu Takt konstant bleiben,

polige Umschalter, deren jeder einen vorderen Kon- Das im folgenden beschriebene System unter-

^SyStemen Vertragen werden und damit die Steuerungs-Ein-

p an einer spritzung in dem entsprechenden Zylinder auslösen.

S ^J?**"« Der betreffende Steuerimpuls wird jedoch nicht

^34C' ^{134d 1}^ ^er" ^öber «Se ^ren UND-Gatter übertragen werden

5 Pi BegL Durch Schalters 134c mit dem zugehörigen feststehenden

H Spannung an ein ausgewähltes hinteren Kontaktteil in Berührung Dieser Schalter

™ a™ ,nt/ ³T¹¹¹F ^rungs-Trigger- 134c ist dann der einzige Schalter, bei dem der be-

p zu dem entsprechenden Zylinder hin ge- wegliche Kontaktteil mit dem hinteren feststehenden

¹S Kontaktteil in Verbindung steht. Dadurch wird ledig-

^d«h Gatter 148c entsprechenden Zylinder hin geleitet

^SfJ^ ^. Schaltern 134«, 134*, wird. Die Arbeitsweise der übrigen Schalter im IEn- λ w³ ν ι ¹H^ ^eT^S ^^ere X^erweilzeit besitzt als *, bUck auf die Erzeugung der Haupt-Einspritzimpulse dem Winkelabstand zwischen diesen Schaltern ent- und im Hinblick auf die genaue Ansteuerung der spricht Der .^N«*envorsprung ist so eingestellt, daß UND-Gatter dürfte somit ersichtlich sein,
jeweils nur ein Schalter durch den Nocken angehoben Im Vorstehenden ist ein neues und brauchbares ist und mit seinem zugehörigen Gegenkontakt schließt. System für eine Steuerungs-Kraftstoffeinspritzung er-Γτ^ίηΤ^ί; ^W·^ ^J!^{Weils ein ents}Prechendes a₅ läutert worden, bei dem ein Vorzeit-Rechner in VerUND-Gatter ausgewählt, das dann einen Impuls ab- bindung mit einer elektroexpansiven Kraftstoffeingibt, wenn an seinem anderen Eingang ein Signal spritzung benutzt wird. Dieser Rechner berechnet ^au _T ¹V,'. - . _n dabei die genaue Vorzeit für die Steuerungs-Kraft-InMg. 3istz. b der Nocken 130 in einer Stellung Stoffeinspritzung. Bei einer realisierten und erfolggezeigt, in der die Gegenkontakte des Schalters 134 b 30 reich betriebenen Ausführungsform der Erfindung geschlossen sind, wodurch das UND-Gatter 148 b war nicht nur das normale Diesel-»Klopfen« verausgewahlt und geöffnet ist. Wird zu diesem Zeit- mieden, sondern vielmehr war der Betrieb des Motors punkt ein Steuerungs-Einspntz-Impuls von der Im- wesentlich gleichmäßiger, und außerdem war der pulsiormerscnaltung 162 her zugeführt, so würde Anteil an giftigen Bestandteilen, die aus dem Ausder Steuerungs-Impuls über das UND-Gatter 148 b 35 pufftopf des Motors austraten, stark herabgesetzt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (20)

Patentansprüche:

1. Kraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine mit Kompressionszündung, bei der je Motorzylinder eine elektroexpansive Kraftstoffeinspritzpumpe vorgesehen ist und vom Motor gesteuerte Einrichtungen vorhanden sind, die Steuersignale erzeugen, durch, welche die jeweilige Kraftstoffeinspritzung festgelegt wird, da- »o durch gekennzeichnet, daß von dem Motor gesteuerte erste Einrichtungen (32) vorgesehen sind, die unabhängig von der Winkelstellung der Kurbelwelle, jedoch in vorgegebenem, im wesentlichen festen Zeitabstand vor der Erzeugung eines zweiten Steuersignals ein erstes Steuersignal erzeugen, durch das eine Steuerungs-Kraftstoffeinspritzung in den jeweiligen Motorzylinder festgelegt ist, daß von dem Motor gesteuerte zweite Einrichtungen (34) vorgesehen ao sind, die bei einer vorgegebenen Winkelstellung der Kurbelwelle ein zweites Steuersignal erzeugen, durch das eine Haupt-Kraftstoffeinspritzung

in den jeweiligen Motorzylinder festgelegt ist, und daß Einrichtungen (92, 96, 102, 106) vorgesehen as sind, die die elektroexpansive Pumpe (82) des jeweiligen Motorzylinders auf das erste und/oder zweite Steuersignal hin betätigen.

2. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Einrichtungen einen ersten Schalter (32) und die zweiten Einrichtungen einen zweiten Schalter (34) aufweisen und daß Nockeneinrichtungen (30) vorgesehen sind, die von dem Motor derart steuerbar sind, daß sie nacheinander den ersten und den zweiten Schalter (32, 34) betätigen, daß auf die Betätigung des ersten und des zweiten Schalters (32, 34) hin eine erste Spannung erzeugt wird, deren Amplitude ein Maß für die Zeitspanne zwischen den Betätigungen des ersten und des zweiten Schalters (32, 34) ist, daß Einrichtungen (54, 56, 58, 60, 62) vorgesehen sind, die eine Motor-Konstantspannung erzeugen, deren Amplitude ein Maß für den gewünschten Zeitpunkt der durchzuführenden Steuerungs-Kraftstoffeinspritzung vor der Haupt-Kraftstoffeinspritzung ist, daß Einrichtungen (52) vorgesehen sind, die die Motor-Konstantspannung von der ersten Spannung unter Bildung einer resultierenden Spannung abziehen, deren Amplitude kennzeichnend ist für die erforderliche Vorzeit für die Steuerungs-Kraftstoffeinspritzung, daß Einrichtungen (62) vorgesehen sind, die die resultierende Spannung in ein erstes Steuersignal umwandeln, und daß Einrichtungen vorgesehen sind, die auf die Betätigung des zweiten Schalters (34) hin das zweite Steuersignal erzeugen.

3. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen, die die erste Spannung erzeugen, durch einen ,60 ersten Sägezahnspannungsgenerator (42) gebildet sind, daß Einrichtungen (40) vorgesehen sind, die den ersten Sängezahnspannungsgenerator (42) auf die Betätigung des ersten Schalters (32) hin in Betrieb setzen, daß Einrichtungen (46) vorgesehen sind, die den Betrieb des ersten Sägezahnspannungsgenerators (42) auf die Betätigung des zweiten Schalters (34) hin unterbrechen, daß diejenigen Einrichtungen, die die resultierende Spannung in ein erstes Steuersignal umsetzen, einen zweiten Sägezahnspannungsgenerator (44) enthalten, daß Einrichtungen (40) vorgesehen sind, die den zweiten Sägezahnspannungsgenerator (44) auf die Betätigung des ersten Schalters (32) hin in Betrieb setzen, und daß ein Vergleicfaer (62) vorgesehen ist, der die Amplitude der resultierenden Spannung mit der Amplitude der zweiten Sägezahnspannung vergleicht und der ein erstes Steuersignal am Ausgang abgibt, wena die Amplituden gleich groß sind.

4. Kraftstoffeinspritzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen vorgesehen sind, die die ersten Einrichtungen während des Motoranlaufs stillsetzen, und daß Einrichtungen vorgesehen sind, die auf den Motoranlauf hin in Abhängigkeit von der Motortemperatur die Abgabe des zweiten Steuersignals an die Einrichtung zur Betätigung der elektroexpansiven Pumpe (82) um eine für die Konipensieruflg der Auswirkungen der Motortemperatur erforderliche Zeitspanne verzögern.

5. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein dritter Schalter (35) vorgesehen ist, der im Anschluß an die Betätigung des zweiten Schalters durch die Nockeneinrichtung (30) geschlossen wird und der den ersten und zweiten Sägezahnspannungsgenerator (42, 44) zurückstellt.

6. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Motor gesteuerten zweiten Einrichtungen ein zweites Steuersignal erzeugen, das für eine Haupt-Kraftstoffeinspritzung in den jeweiligen Zylinder bestimmt ist, und einen Schalter (34) für jeden Zylinder enthalten, daß die von dem Motor gesteuerte Nockeneinrichtung (30) nacheinander die Schalter (34) betätigt und daß Einrichtungen (46) vorgesehen sind, die auf die Betätigung des jeweiligen Schalters hin ein zweites Steuersignal für den zugehörigen Zylinder erzeugen.

7. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die motorbetätigten ersten Einrichtungen für die Erzeugung eines ersten, für eine Steuerungs-Kraftstoffeinspritzung in den jeweiligen Zylinder bestimmten Steuersignals einen ersten Sägezahnspannungsgenerator (42) enthalten, daß Einrichtungen vorgesehen sind, die den ersten Sägezahnspannungsgenerator (42) auf die Betätigung eines ersten Schalters hin in Betrieb setzen, daß Einrichtungen vorgesehen sind, die den Betrieb des Sägezahnspannungsgenerators (42) auf die Betätigung eines zweiten Schalters beenden, daß jedem Zylinder ein zweiter Sägezahnspannungsgenerator (44) zugehörig ist, daß Einrichtungen vorgesehen sind, die den jeweiligen zweiten Sägezahnspannungsgenerator (44) auf die Betätigung einer dem jeweils folgenden Zylinder zugehörigen Schaltereinrichtung in Betrieb setzen, daß Einrichtungen vorgesehen sind, die den jeweiligen zweiten Sägezahnspannungsgenerator (44) auf die Betätigung einer dem gleichen Zylinder zugehörigen Schaltereinrichtung zurückzustellen erlauben, daß Einrichtungen (62) vorgesehen sind, die eine Motor-Konstantspannung erzeugen, deren Amplitude kennzeichnend ist für eine gewünschte Vorzeit der Steue-

rungs-Kraftstoffeinspritzung in bezug auf die Haupt-Kraftstofleinspritzung, daß Einrichtungen (52) vorgesehen sind, die die Ausgangsspannung des ersten Sägezahnspannungsgenerators (42) von der Motor-Konstantsparaung subtrahieren und ein DiSerenzspannungssignal bilden, und daß je Zylinder ein Vergleicher (62) vorgesehen ist, der die Amplitude des Differenzspannungäsignals init der Ausgangsspannung des jeweiligen zweiten Sägezahnspannungsgenerator.? (44) vergleicht und iö ein erstes Steuersignal für den betreffenden Zylinder erzeugt, wenn die Amplituden gleich groß sind.

8. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schalteinrichtung auf den Motoranlauf hin anspricht und die Abgabe des ersten Steuersignals zur Betätigung der elekrroexpansiven Pumpe (82) des jeweiligen Zylinders während des Motoranlaufs verhindert.

9. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 7 so oder 8. dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (62) zur Erzeugung einer Motor-Konstantspannung eine erste, auf die Motortemperatur ansprechende Einrichtung (58) zur Erzeugung einer ersten Spannung, eine zweite, auf die as Kraftstoff-Cetanzahl ansprechende Einrichtung (56) zur Erzeugung einer zweiten Spannung, eine auf Motorkonstanten ansprechende Einrichtung (60) zur Erzeugung einer dritten Spannung und eine Einrichtung (62) aufweisen, die die erste, zweite und dritte Spannung zur Erzeugung der Motor-Konstantspannung zusammenfaßt.

10. Kraftstoffeinspritzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Einrichtungen zur Erzeugung eines ersten Steuersignals für eine Steuerungs-Kraftstoffeinspritzung des jeweiligen Zylinders folgende Elemente enthalten: ein ODER-Glied (149), dessen Eingängen jedes der zweiten Steuersignale zugeführt wird, eine erste Verzögerungsschaltung (154), eine zweite Verzögerungsschaltung (156), deren Eingang an den Ausgang der ersten Verzögerungsschaltung (154) angeschlossen ist und deren Verzögerungsdauer länger ist als die der ersten Verzögerungsschaltung (154), eine Abtast- und Halteschaltung (150), Einrichtungen zur Verbindung des Ausgangs des ODER-Gliedes (149) mit der Abtast- und Halteschaltung (150) zwecks Auslösung des Abtastens und Festhaltens eines zugeführten Spannungssignals auf ein von dem ODER-Glied (149) her empfangenes Impulssignal, Einrichtungen zur Verbindung des Ausgangs des ODER-Gliedes (149) mit dem Eingang der ersten Verzögerungsschaltung (154), einen Sägezahnspannungsgenera*or (152), Einrichtungen zur Abgabe des Ausgangssignals der ersten Verzögerungsschaltung (154) an den Sägezahnspannungsgenerator (152) zwecks Zurückstellung dieses Sägezahnspannungsgenerators, Einrichtungen zur Abgabe des Ausgangssigna'is der zweiten Verzögerungsschaltung (156) an den Eingang des Sägezahnspannungsgenerators (152) zwecks Auslösung des Betriebs dieses Sägezahnspannungsgenerators (152), Einrichtungen zur Abgabe des Ausgangssignals des Sägezahnspannungsgenerators (152) an den Eingang der Abtast- und Halteschaltung (150), Einrichtungen (62) zur Erzeugung einer Motor-Konstantspannung, deren Amplitude kennzeichnend ist für eine gewünschte Vorzeit der Steuerungs-Kraftstoffeinspritzung, Einrichtungen (158) zur Subtrahierung der Motor-Konstantspannung von der Spannung der Abtast- und Halteschaltung (150) zwecks Erzeugung einer resultierenden Spannung, Einrichtungen (160) zum Vergleich der resultierenden Spannung mit der Spannung des Sägezahnspannungsgenerators (152) und Abgabe eines ersten Steuersignals, wenn diese miteinander verglichenen Spannungen gleich groß sind, und Einrichtungen (162) zur Abgabe des ersten Steuersignals an eine ausgewählte Einrichtung (148) für die Betätigung einer elektroexpansiven Pumpe (82).

11. Kraftftoffeinspritzsystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgabe des ersten Steuersignals für die Betätigung der elektroexpansiven Pumpe (82) des jeweiligen Zylinders über ein zwei Eingänge besitzendes UND-Glied (148) erfolgt, daß jedes UND-Glied (148) mit seinem Ausgang an eine der der elektroexpansiven Pumpen (82) angeschlossen ist, daß Einrichtungen (162) zur Abgabe des ersten Steuersignals an den jeweils einen Eingang sämtlicher UND-Glieder (148) vorgesehen sind und daß Einrichtungen (134) auf Ansteuerung durch die Schaltereinrichtung ein Freigabesignal an den zweiten Eingang des jeweils ausgewählten UND-Gatters (148) abgeben.

12. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltereinrichtung vorgesehen ist, die beim Anlaufen des Motors die Abgabe der Steuerungs-Kraftstoffeinspritz-Signale an die elektroexpansiven Kraftstoffpumpen (82) verhindert.

13. Kraftstoffeinspritzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kontrolleinrichtung (109) vorgesehen ist, die zur Regulierung der Drehzahl der Maschine und der Rauchentwicklung auf die Betätigung der zweiten Schaltereinrichtung hin den in die Motorzylinder eingespritzten Kraftstoff beschränkt.

14. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontrolleinrichtung (109) einen Drehzahlmesser (110) enthält, der auf die Betätigung durch die zweite Schaltereinrichtung ein Ausgangssignal abgibt, dessen Amplitude kennzeichnend ist für die Motordrehzahl, daß Einrichtungen (114) zur Abgabe einer drehzahlbezogenen Spannung vorgesehen sind, deren Amplitude kennzeichnend ist für eine gewünschte Maximaldrehzahl, daß Vergleichereinrichtungen (112) vorgesehen sind, die das Ausgangssignal des Drehzahlmessers (110) mit der drehzahlbezogenen Spannung vergleichen und die ein resultierendes Signal abgeben, und daß Einrichtungen (112, 125) vorgesehen sind, die auf das resultierende Signal hin die in die Motorzylinder eingespritzte Kraftstoffmenge begrenzen und damit die Motordrehzahl.

15. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein programmierbares Filter (122) vorgesehen ist, dem das Ausgangssignal des Drehzahlmessers (110) zur Erzeugung eines die maximale Kraftstoffmenge für eine bestimmte Motordrehzahl, bei der kein Rauch entwickelt wird, festlegenden Aus-

gangssignals zugeführt wird, und daß Einrich- pen bei. Brennkraftmaschinen mit Kompressionszüntungen (116) für die Abgabe dieses Ausgangs- dung eine von der jeweiligen Motordrehzahl unabsignals an die jeweilige elektroexpansive Pumpe hängige optimale Verbrennung des jeweiligen Kraft-(82) vorgesehen sind. . Stoffs erzielt werden kann.

16. Kraftstoffeinspritzsystem nach einem der .5 Es ist ferner eine Brennkraftmaschine bekannt Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, ^v (USA.-Patentschrift 2 012086), bei der die Steuedaß cine manuell betätigbare Einrichtung für eine rung der Kraftstoffeinspritzung unter einem fest vorunabhängige Steuerung der in zwei oder mehreren gegebenen Kurbelwinkel vor einer Haupt-Kraftstoffdiskreten Einspritzperioden pro Motorumlauf ein- einspritzung erfolgt. Je schneller der Motor dabei gespritzten Kraftstoffmenge vorgesehen ist und io läuft, um so kürzer ist das zeitliche Intervall zwischen daß eine manuell betätigbare Einrichtung für der Steuerungs-Kraftstoffeinspritzung und der Haupteine unabhängige Steuerung der Dauer der in Kraftstoffeinspritzung. Die Steuerungs-Kraftstoffeinzwei oder mehreren diskreten Einspritzperioden spritzung kommt daher zu spät, um das Kraftstoffpro Motorumlauf erfolgenden Kraftstoffein- gemisch optimal zu verbrennen, und in entsprechenspritzung vorgesehen ist. 15 der Weise wird auch durch die Haupt-Kraftstoffein-

17. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 15, " spritzung das Kraftstoffgemisch nicht optimal verdadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (110) branni. Stellt man nun die Einspritzungen auf hohe zur Ermittlung der Motortemperatur und Verzö- Drehzahlen ein, so ist beim Langsamlauf des Motors gerungseinriehtungen (70. 72. 74) zur verzöger- das Zeitintervall zwischen der Steuerungs-Kraftstoff-

, ten Ausführung der jeweiligen Haupt-Kraftstoff- 20 einspritzung und der Haupt-Kraftstoffeinspritzung zu einspritzung vorgesehen sind und daß diese Ein- lang, um zu einer optimalen Verbrennung des Kraftrichtungen eine Einspritzung in der Nähe des obe- stoffgemischs zu führen. Dies bedeutet, daß bei der ren Kolbentotpunktes bei relativ kaltem Motor betreffenden bekannten Brennkraftmaschine ebenbewirken, falls keine von der Motordrehzahl unabhängige opti-

18. Kraftstoffeinspritzsystem nach einem der 25 male Verbrennung des jeweiligen Kraftstoffgemischs Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß erzielt werden kann.

während des Motoranlaufs in Abhängigkeit von Es ist schließlich auch schon ein elektronisch geder Motortemperatur eine Vielzahl von zweiten steuertes Benzineinspritzsystem für Brennkraft-Steuersignalen nacheinander während eines Mo- maschinen bekannt (»Funk-Technik«, Nr. 23, 1963, tortaktes zur Unterstützung des Motorkaltstarts 30 S. 862 bis 864), bei dem der jeweiligen Motordrehabgegeben wird. zahl und der jeweiligen Drosselklappenstellung ent-

19. Kraftstoffeinspritzsystem nach einem der sprechende Steuersignale über einen Strom- und Zeit-Ansprüche 2 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß wandler und einen diesem nachgeordneten elektrodie Subtraktion der Ausgangsspannung des ersten nischen Verteiler zur Steuerung der einzelnen Ven-Sägezahnspannungsgenerators (42) von der Mo- 35 tile herangezogen werden. In dem Stromzeitwandler tor-Konstantspannung zu dem Zeitpunkt erfolgt, wird durch einen aus der Zündanlage gewonnenen zu dem der Betrieb dieses Sägezahnspannungs- Triggerimpuls ein genau bemessener Kondensator generators (42) beendet ist. sehr schnell über einen Schalttransistor von einer sta-

20. Kraftstoffeinspritzsystem nach einem der bilisierten Betriebsspannung aufgeladen, und durch Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, 40 einen weiteren Transistor wird der betreffende Kondaß die Schalter (134) durch Umschalter gebildet densator anschließend mit gleichbleibendem Strom sind, deren bewegliche Kontaktfedern eine Span- entladen, so daß die Spannung an dem betreffenden nung führen und je nach Schaltlage diese Span- Kondensator die Form eines Sägezahns mit linearem nung an die Abtast- und Halteschaltung (150) Spannungsabfall in Abhängigkeit von der Zeit hat. oder au die jeweilige elektroexpansive Pumpe 45 Diese Spannung wird von einem Schmitt-Trigger mit (82) ansteuernde Schalteinrichtungen (148) zur zwei definierten Schaltpunkten abgetastet. Durch ent-Änsteuerung abgeben. sprechende Ansteuerung des Transistors, der den

Kondensator entlädt, erhält man eine entsprechende Steilheit der sägezahnförmigen Spannung an dem 50 Kondensator, wodurch der Schmitt-Trigger während verschieden langer Zeiten im geöffneten Zustand gehalten werden kann. Obwohl mit Hilfe dieses bekann-