DE2005484C - Kraftstoffeinspritzsystem fur eine Brennkraftmaschine mit Kompressions zündung - Google Patents

Description

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sind, die unabhängig von der Winkelstellung der Merkmale und zweckmäßige Ausgestaltungen der Kurbelwelle, jedoch in vorgegebenem, im wcslih- Erfindung ergeben sich aus der nadistchcnden Belichcn festen Zeitabstand vor der Erzeugung eines Schreibung an Hand von Zeichnungen,
zweiten Steuersignals ein erstes Steuersignal erzen- F i g. 1 a und 1 b zeigen schematisch in Blockdiagen, durch das eine Stcuerungs-KraTtstofleinspritzung 5 gmmmcn eine Anordnung gemäß der Erfindung für in den jeweiligen Motor/ylindcr festgelegt ist, daß eine KraflstofT-Eiiispiitzsleucrung, wobei lediglich von dem Motor gesteuerte zweite Hinrichtungen vor- zur F.rläutcrung ein Hinzylinder-Motor angenomgcschen 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-KraftstoHcinspritzung in m Auftretens der einzelnen Kreignisse, wobei vcrdeutdcn jeweiligen Motorzylinder lestgelegt ist. und daß licht ist. wie die Spannungspegel sich mit der Motor-Einrichtungen vorgesehen sind, i'.e die de' ΐΓο.\ρ;·η- drehzahl ändern;

sive Pumpe des jeweiligen Motorzylinders aul das Fi g. 3 zeigt schematisch ein Blockdiagramm eines

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

Ciegenüber den oben betrachteten bekannten 15 stoff-Steuerregiers:

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

Vorteil mit sich, daß mit relativ geringem konslruk- eine 4-Zylinder-Ausführungsform gemäß der Er-

livem und schaltungstechnischem Aufwand erreicht findung;

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

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

(lemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Er- führungsform gemäß der Erfindung,
lindunp weisen die ersten Einrichtungen einen ersten Aus Fig. 1a und 1b sind die Einzelheiten einer Schalter und die zweiten Einrichtungen einen zweiten KinitstofTeinsprilz-Stciierschaltung zusammen mit Schalter auf. und ferner sind Nockencinrichtungen einer KraftstotTeinsprilz-Konstantstcuerschaltung ervorgesehen, die von dem Motor derart steuerbar sind. 25 sichtlich. Fig. 2 zeigt einen Zeitplan, der bei der daß s'c nacheinander den ersten und den zweiten Betrachtung der in Fig. la und Ib dargestellten Schalter betätigen, wobei aul die Betätigung des Schaltungen herangezogen werden sollte. Jeder ersten und des zweiten Schalters hin eine erste Span- Kraftstofleinspritz-Steuer'chaltung ist ein motornung erzeugt wird, deren Amplitude ein Maß für getriebener Nocken 30 zugeordnet. Dem Nocken ist die Zeitspanne zwischen den Betätigungen des ersicn 30 ein Start-Schalter 32. ein Haupt-Schalter 34 und ein und des zweiten Schalters ist. wobei ferner Einricli- Rückstellschalter 35 zugeordnet. Diese Schalter sind tungen verge· eben sind, die eine Molor-KonMant- 'oj'ermrtc noci-.cpbctätiptc Schalter. Per Schalter 32 spannung erzeugen, deren Amplitude ein Maß für ist in seiner betätigten Stellung dargestellt, während den gewünschten Zeitpunkt der durchzuführenden die Schalter 34 und 35 in ihren nicht betätigten Stel-Stcuenings-Kraftstoffeinspritzung vor der Haupt- 35 hingen dargestellt sind. Die Schließung erfolgt durch Kraftstoffeinspritzung ist. und wobei Hinrichtungen die Hinterkante des Nockcnvorspnings.
vorgesehen sind, die die Motor-Konstantspannunji Die Noekcnoherfläche 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-Noekenschalkcnnzeichnend ist für die erforderliche Vor/eit für 40 ter 34 ist so angeordnet, daß er bei Erreichen des die Steuerungs-Kraftstoffemsprilzung. Neben den be- üblichen Kurbelwellenwinkels für die Erzielung der trachteten Hinrichtungen sind noch Einrichtungen '!auptkraftsloiTein'.prJtz.ung 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-Nockenschaller angeordnet, daß der für Einrichtungen vorgesehen, die auf die Betätigung des 45 die Steuerungs-Kraftstoffeinspritzung erwünschte zweiten Schalters hin das zweite Steuersignal erzen- gioßie Kurbeivvinkel erzielt ist. bevor die Hauptkraftgen. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß cine mil suiiTcinsprit/ung bei der höchsten Motordrehzahl errelativ geringem schaltungstechnischem Aufwand auv folgt. Der Rückstell-Nockenschalter 35 ist so angekommende Anordnung geschaffen tst, die als söge- ordnet, daß er nach der Haupt-Einspritzung und vor nannter Vorzcit-Rcthncr den Zeitpunkt der Steue- se Schließen des Start-Schalters während des nächsten rungs-Kraftstoffeinspritzung vor dem Zeitpunkt dei Z.vklu, betätigt wird.
Haupt-Kraftstoffeinspritzung zu bezeichnen gestattet. Ist der Start-Schalter 32 betätigt, so legt er eine

(iemäß einer muh weiteren zw.xkmaRifen Ausge- Spannung von dem stabilisierten Spannungsnetzteil

staltung der Erfindung sind Einrichtungen vorgc- 33 an eine Impulsformerschaltung 40 an. Der stabili-

sefier. die die genannten ersten Hinrichtungen wah 55 sicrte Spannungsteil 33 entnimmt dem elektrischen

rend des Motoranlaufs stillsetzen, und ferner '-ind System des Fahrzeugs einen Strom. Die Impulsfor-

Einrichtungen vorgesehen, die aul den Motoranlauf merschaltung 40 erzeugt im Augenblick des Schlie-

hin 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 40A bezeichnet. Er wird einem ersten

zur Betätigung der elektroi *pansi\cn Pumpe um eine 60 Sägczahnspannungsgenerator 42 und ferner einem

für die Kompensicrung der Auswirkungen der Motor- zweiten Sägezahnspannungsgencrator 44 zugeführt,

temperatur erforderliche Zeitspanne verzogern. Hier- Dadurch werden beide Sägczatmspannungsgenerato-

durch ergibt sich der Vorteil einet besonders gunsti- rcn 42 und 44 pclriggert, wodurch sie mit der Er-

gen Anlaufeigenschaft der Brennkraftmaschine. Im zeugung einer Sägezahnspannung beginnen, wie dies

übrigen wird hierdurch in vorteilhafter Weise die 65 die Kurven 42/4 und 44.4 in Fig. 2 veranschau-

AuMibung eines sonst gegebenenfalls auftretenden liehen.

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

Dcn (»egenstand der Erfindung weiter ausbildende Schalter 34 durch den Nocken 30 betätigt. Dadurch

wird cine Spannung von dem stabilisierten Netzteil 33 an eine Impulsformerschallung 46 angelegt. Diese Impu'sformersehaltung 46 gibt einen Impuls (s. den Impuls 46/1 in Fig. 2) an den Sägezahnspannungsgeneralor 42 ab, der daraufhin stillgesetzt wird. Die Ausgangsspannung dieses Sägezahnspannungsgencralor.s ist nunmehr eine Spannung, die proportional der Zeitspanne zwischen dem Schließen des Start-Schalters 32 und dem Schließen des Haupt-Schalters 34 ist. Der von der Haupt-Impulsformersehaltung46 abgegebene Impuls wird nach einer kurzen Verzögerung (bis zu K) Mikrosekunden) durch die Verzögerungsschaltung 48 einer Ablast- und Halteschaltung 50 zugeführt, die daraufhin ihre Abtastfunktion aufnimmt. Wenn die Abtast- und Halteschaltung SO einen Abtast-Steuerimpuls aufnimmt, wird sie sehne!! auf eine Spannung eingestellt, die gleich der Ausgangsspannuiig des Sägezahnspannungsgcnerators 42 ist. Die Abtast- und Halteschaltung 50 behält diese Spannung so lange bei, bis eine weitere Abtastung erfolgt (s. den Kurvenzug50A in I'ig. 2). Die Ausgangsimpulse der Hauptimpulsfornierschaliung 46 werden ferner dazu benutzt, die Haupt-KraftsloH-einsprit/ung in einer nachstehend noch näher zu bcschieibenden Weise auszulösen.

Das Ausgangssignal der Abtast- und Halteschaltung 50. dessen Amplitude der Zeilspanne zwischen dem Schließen des Start-Schalters 32 und dem Schließen des Haupt-Schalters 34 proportional ist, wird einer Siibirahiersohaltung 52 zugeführt. Diese Sub trahiersctialtung 52 subtrahiert dieses Ausgangssignal bzw. diese Ausgangsspannting von einei Spannung, die der gewünschten /.eilspanne /wischen der Steuerungs-I-ünspritzuiig und der Haupteinspritzung proportional ist Dies führt zu einer resultierenden Span ntiiij» 14 mi! dem in !· ι μ 2 dargestellten Vor laul 52A. Diese Spannung wird dadurch erhalten, daß die Spannung einer von Fabrik aus eingestellten Spannimgsqucllc 54. die einer Kiailstoflcetanzahl entsprechende Spannung einer Spannungsquelle 56. eine di rch einen Motortcmperatur-Ftihler 58 ermittelte Spannung und eine irgendeine andere Motorvariable kenn/nchnrnde Spannuni» von einer Sp;m niinp-qucllc ftO addiert werden Die bclrellende Variable, die zu bei ticksichtigen erwünscht sein kann, kann mil Hilfe eines Wandlers in ein elektrisches Si gnal umgesetzt werden. Die oben genannten Span num'si|uc!len 54. 56. 58 und 60 können duich feste Oik' \ariahlc Widerstände gebildet sein, du. hei dem stabilisierten Netzteil 33 angeschlossen sind Die bc-Irelfenden Spannungsqucllen können auch durch irecrvlwcldie anderen Wandler mit einem elektrischen Ausgang gebildet sein Die erwähnten Spannunpen werden einem Summien erstarker 62 zugeführt, des sen Aiisgangsspanniing 1'3 die Summe der l-'ingangsspannungen darstellt. D;is System ist im übrigen so ausgelegt. daß die Ausgangsspannung des Summier-Verstärkers 62 eine Spannung ist, die proportional dem richtigen Zeitabstand zwischen der Steuerung Finspritzung und der Haupteinspritzung für die Motorvanablen zu diesem Augenblick ist. Diese Spannung wird der Siibtrahiereinrichtung 52 züge fuhrt, die diese Spannung von der Spannung subtrahiert, welche der Zeitspanne /wischen dem Schließen des Start Schalters 32 und dem Schließen des Haupt Schalters 34 propotional ist Diese Spannung ist mit V 2 bezeichnet.

Die Siibtrahiereinrichtung 52 gibt ihre der Diffe renz zwischen den Hingangsspannungen V2 und Vi proportionale Ausgangsspanining V4 an eine Vergleicherschaltung 62 bekannter Ausführungsform ab. Die Vergleicherschallung vergleicht die Ausgangsspannung V5 des Sägezahnspannungsgcnerators 44 mit der Ausgangsspannung V4 der Subtrahtereinrichtung 52. Ist die Spannung V5 kleiner als die Spannung 1^4, so ist die Ausgangsspannung 1^6 etwas niedriger oder negativ; ist di Spannung VS jedoch

ίο größer als die Spannung l^/4. so ist der Wert der Ausgangsspannung V6 der Vergleicherschaltung groß. Zu dem Zeitpunkt, zu dem die Spannung VS auf dci\ Wert der Spannung V 4 ansteigt, ändert sieh die Ausgangsspannung V6 schnell von einem niedrigen auf einen hohen Spannungswert. Eine Impulsfor- !TiC!schaltung 64 bewirkt eine Impulsformung der Verglcicher-Ausgangsspannung, und zwar in der Weise, daß ein Impuls zur Auslösung der Sleuerungs-Eiiispritzung in einer nachstehend näher beschriebcnen Weise erfolgt.

Auf die Schließung des Haupt-Schalters 34 hin wird der inipulsformcrschallung 46 eine Spannung zugeführt. Diese Impulsfonnerschaltung 46 gibt daraufhin einen Impuls an einen Kaltstart-Schalter 66

J5 sowie an den Sagezahnspannungsgenerator 42 und an die /Abiast- und Halteschaltung 50 ab. Befindet sich dei Kaltstart-Schalter 66 in seiner normalen Stellung, so wird der zugeführte Impuls einem Verstärker 68 des Haupt-Netzteiles zugeführt.

Ist der Kaltstart-Schalter 66 in die Stauer-Stellung eingestellt (z. B. durch Betätigen des Motor-Starter magnets 69). so kann der Impuls durch Betätigung eines auf die Umgebungstemperatur empfindlichen Scii.iltcrelcments zu den Zeitvei/ögerungsschaltungen

.(5 72 und 74 und zu der Zeitverzögerungsschaltung 70 hin gelangen. Dit Zeitvci/ogerungssehaltiingen 70. 72 und 74 haben feste Verzögerungszeiten, die so utuahlt sind, daß sie eine Verlangsamung der F.in sprii/ung bewirken und damit unter Kaltstaithedin gungen eine F.insprit/ung in der Nähe des oberen Kolbentotpunkts bewirken. Die Zeitverzögerungsein il'-htungen 72. 74 werden mit HiIIe eines temperatur i-nipfindhchen Schalte:·- ÜO pi,>g.-tNsn bei niednccrei icmpcidtur wirksam gemacht Auf diese Weise wml eine Vielzahl von Haupl-F.insprit/ungen in einem ein /igen /vkltis des Motors bei dei betreffenden Kurbel wellendiehzahl erzielt. Die Verzöperungszcit der Vcr zögciimgseinnchtungen 72. 74 ist entsprechend dem kürzesten Zeitintervall eingestellt, das für das Haupt

nci/k'il erforderlich ist. um seinen Kondensator nach erfolgter Einspritzung wieder aufzuladen Die Aus f.mcssignale der Zeitverzögerungsschaltungen 70, 72 und 74 werden alle dem Verstärker 68 zugeführt I ,luft der Motor weiter, so wird der Rücksteil-Schalter 35 durch den Nocken 10 betätigt. Der Rück stell-Schaltcr 35 schließt dabei, nachdem die Sleuerungs-Iiinspritzung und die Haupt-Einspritzung be endet sind, jedoch noch vor dem Schließen des Start Schalten. 32 während des nächsten Zyklus. Das

Schließen des Rückstell-Schaltcrs 35 führt dazu, daß cmc Spannung von dem stabilisierten Spannungsnetz-UmI 33 an die Ruckstell-impulsformerschaltung 80 ihfcßeben wird, die daraufhin einen Rückstellimpuls erzeugt. Dieser Impuls wird den Sägezahnspannung«-

generatoren 42 und 44 zugeführt, ri"'cn Ausgangsspanmingen daraufhin zur Vorbereitung auf den nächsten Z)klus 0 Volt werden.

Durch den oben bereits erwähnten Vorzeit

Rechner werden Zeitsteucr-Signale erzeugt. Diese Zeitsteuer-Signale werden dem Schalter 92 zugeführt, der daraufhin elektrische Energie von dem Steuerungs-Netzteil 84 zu der elektroexpansivcn Pumpe 82 hin überträgt. Der Steuerungs-Netzteil erhält seine elektrische Energie von dem elektrischen Netzteil (nicht dargestellt) des betreffenden Fahrzeugs. Diese Spannung wird durch den Steuerungs-Netzteil 84 in eine für die Steuerungs-Einspritzung geeignete Spannung von geeignetem Pegel umgesetzt. Der tatsächliche Spannungspegel des Steuerungs-Netzteils 84 wird durch die Steuerungs-Mengeneinstellschaltung 86 eingestellt. Diese Mengeneinstellschaltung86kann in der Herstcllfirma voreingestellt sein und Korrekturen für die Berücksichtigung von Motorbetricbsbedingungen ermöglichen. Die Stevierungs-Mcnueneinstellschaltung 86 kann ein Spannungsregler eines Typs sein, der zum Betrieb von Kraitfahrzeugmotoren geeignet ist.

Die Ausgangsspannung der Impulsformerschaltung 64 wird einem Verstärker 88 zugeführt. Dieser Verstärker hebt die betreffende Triggersignalspannung auf einen geeigneten Spannungswerl an, um den elektronischen Schalter 92 triggern zu können. Der Impuls von dem Verstärker 88 wird über einen Steuerungs-lJnterdrückungs-Schalter 90 dem elektronischen Schalter 92 und einer Stcuerung-.-lmpulsbrcitensteuerschaltung94 zugeführt. Ist der Steucrungs-Unterdrückungs-Schalter 90 geöffnet, so erfolgt keine Steuerungs-Kraftstoffeinspritzung. Der Steuerungs-Unterdrückungs-Schalter kann an den Starlermagneten oder an Steuereinrichtungen fur die Bedienperson angeschlossen sein, und /war derart, daß er durch Betätigung die Steuerungs-Einspritzung zu unterdrücken erlaubt, wenn eine solche Unterdruckung zweckmäßig ist. Wie bereits erwähnt, ist eine solche Unterdrückung der Steuerungs-Einsprilzung während des Startens /weckmäßig.

1st der Steuerungs-l'nterdrückungs-Schalter i>esehlossen, so wird der von dem Verstärker 88 abgegebene Impuls dem elektronischen Schalter 92 zur Triggcrung und ferner der Stcuerungs-Impulsbreiiensteuerschuitung94 zugeführt. Die Sieueiungs-lmpulsbreitensteuerschaltung ist eine an sich bekannte Verzögerungsschaltung mit fester Verzöge π ingszeit. wie eine monostabile Kippstufe. Sie gibt den Triggerimpuls nach Ablauf ihrer Verzögerungszeit an den Triggcreingang eines elektronischen Schalters 96 ah Wenn der elektronische Schalter 92 einen Triwgei impuls aut nimmt, wird dieser Schalter übertragung*- ftiriig und ermöglicht, mit der Spannung des Steuerungs-Netzteils das elektroexpansive Flement der ekktroexpansiven Pumpt zu beaufschlagen Dies führt dazu, daß eine Steuerungs-Kraftstoffcinspritzung erfolgt. Nachdem das elektroexpansive Element der ekktroexpansiven Pumpe 82 die Spannung des Steuerungs-Netzteils 84 führt, wird der elektronische Schalter 92 au'omatisch abgeschaltet. Das verzierte Steuerungs-Triggersignal von der Steuerungs-Impulsbreitensteuerschaltung 94 wird dann an den elektronischen Schalter 96 angelegt, der daraufhin übertragungsfähig wird. Dieser Schalter dient dazu, die ekktrische Ladung von der ekktroexpansiven Pumpe 82 abzuführen und damit die Steuerungs-Einspritzung zu beenden. Es sei bemerkt, daß die elektronischen Schalter z. B. durch Thyratrons oder gesteuerte Siliziumgleichnchter gebildet sein können.

Durch das elektrische Svstem des betreffenden Fahrzeugs (nicht dargestellt) wird ein Haupt-Einspritznetzteil 100 gespeist. Nicses Netzteil 100 liefert in der Hcupt-Einspritzphase der elektroexpansiven Pumpe die geeignete Spannung und den geeigneten :> Strom. Zu einem geeigneten Zeitpunkt vor der Haupt-Einspritzung nimmt der Verstärker 6H von der Hauptlmpulsformersehaltung 46 einen Impuls auf. Der Verstärker 68 verstärkt diesen Triggerimpuls und hebt ihn auf einen geeigneten Pegel an, um den

ίο elektronischen Schalter 102 triggern und die Hauptlmpulsbreitensteuerschaltung 104 ansteuern zu können. Hierbei handelt es sich um eine an sich bekannte Zeitverzögerungsschallung, die der Schaltung 94 entspricht; sie kann im Herstellerwerk voreingestellt sein.

Wird der Triggerimpuls von dem Verstärker 68 dem elektronischen Schalter 102 zugeführt, so wird dieser elektronische Schalter übeiiragungsiähig; er gibt daraufhin eine Spannung von dem Haupt-Einspritz netzteil 100 an die Pumpe 82 ab. Ist dieser Lade-Vorgang beendet, so schaltet der elektronische Schalter 102 automatisch ab. Nach einer voreingestellten Verzögerungsdauer gibt die Haupt-lmpulsbreitensteuerschaltung 104 einen Triggerimpuls an einen elektronischen Schalter 106 ab, der daraufhin übertiagungsfähig wird und die elektrische Ladung von der Pumpe 82 ableitet. Dadurch wird die Haupt-Kraftstorfeinspritzung beendet. Damit ist der Krattstolf-Einspritzzyklus beendet.

Das vorstehend beschriebene System trifft für einen Motor mit einem einzelnen Zylinder zu. Das betreifende System kann jedoch auch bei einem Mehrzylinder-Motor angewandt werden, bei dem je Motorzylinder ein solches System vorgesehen ist Dies schließt nicht die Möglichkeit aus, daß einzelne EIemeine des Systems auf Zeitteilbasis einer Anzahl von Zylindern zugeordnet werden können und nicht doppelt vorgesehen zu werden brauchen.

Die durch die elektroexpansive Pumpe eingespritzte Kraftstollmenge kann entweder durch die Amplitude

4η der der Pumpe von dem Haupt-Einspritznetzteil zugeführtcn Spannung oder von der Dauer des Auftretens dieser Spannung bestimmt sein. Dies trifft unabhängig davon zu, ob die Pumpe auf einen ein zelnen Impuls hm in Betrieb gesetzt wird nder ,r.if eine Vielzahl von Impulsen während des Haupt Kraftstotfeinspritzintervalls. Da es bei unterschiedlichen Motordrehzahlen und-beiastungen erforderlich ist. die zugeführte Kraftstoffmenge zu ändern, ist eine Kraftstoffregulierungs- und Steucruiigsanordnum 108 vorgesehen. Normalerweise wird die dem M »to· zueeführte Kraftstoffmenge durch ein Fußpeda! uv regelt, das durch das »Bedienperson-SteucrelemeTv 109 dargestellt ist Dieses Steuerelement kann il\<;^; eine Spannungsquelle gebildet sein, zu dei ein Poten tiometer oder ein Spannungsteiler parallel geschalte ist. dessen Einstellung durch ein Fußpedal geände; werden kann und das bzw. der damit ein Ausgang» signal abgibt. Auf ein solches Ausgangssignal In kann die Kraftstoftregulieranordnung 108 die Au¹ gangsspannung des Haupt-Einspritznetztcils oder d; Verzogerungsintervall der Haupt-Impulsbreitei steuerschaltung oder beide (irößen festlegen. 1 Unterschied dazu kann die Kraftstoffregulieranon nung 108 auch Geknkglieder enthalten, welche d Potentiometerwerte in dem Haupt-Einspritznetzt. oder in der Haupt-Impulsbreitensteuerschaltu selbst zu ändern erlauben, und zwar im Sinne d äafür vorgo.ehenen Zwecke. Derart geregelte Ne

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teile und variable Verzögerungsschaltungen sind be- berechnet wird, die während des. vorhergehenden *

kannt und kommerziell erhältlich. Motortaktes gemessen worden ist, keine bedeutende J

Der Kraftstoffregulieranordnung 108 kann ein zu- Auswirkung auf die Rechengenauig!keit. '

!■älzliches Eingangssignal von der Haupt-Impuls- Während des Betriebs erfolgt somit zunächst eine '

iormerschaltung 46 her zugeführt werden. Der Zweck 5 Schließung eines Start-Schalters und danach eine

der Zuführung eines solchen Eingangssignals liegt in Schließung eines zweiten Schalters, der die Haupt-

der Begrenzung der Rauchentwicklung. Dieses Ein- Einspritzung signalisiert. Nach Betätigung eines

gangssignal ist eine Spannung, die der Motordrehzahl Rückstell-Schalters erfolgt eine weitere Schließung

proportional ist; das betreffende Eingangssignal wird des Start-Schalters, woraufhin eine Steuerungs-Ein-

dazu benutzt, die dem Motor zuzuführende Kraft- io spritzung erfolgt. Sodann erfolgt eine Haupt-Ein-

storTmenge zu programmieren, d. h. festzulegen. Die spritzung, woraufhin der Rückstell-Schalter wieder

Aufgabe einer solchen Programmierung besteht betätigt wird.

darin, eine Drehzahlregulierung vorzunehmen oder In Fig. 3 ist schematisch eine Schaltungsanord-

die Entwicklung von Auspuffrauch durch Beschrän- nung einer Kraftstoffsteuerungs- und Reguliereinrich-

kung der maximalen Kraftstoffmenge in einer be- 15 tung 108 gezeigt. Ein von einer Haupiimpulsformer-

stimmten Beziehung zu der Motordrehzahl zu ver- schaltung 46 abgegebener Impuls wird einem eiekim

hindern. Eine derartige Regulierung wird bei den nischen Drehzahlmesser 110 zugeführt. Dieser DrJi-

heutigen Diesel-Motoren vorgenommen, bei denen zahlnicsser kai<n ein an sich bekannter rVo!v.<y-

die maximale KraftstofTmenge für eine bestimmte messer sein und z. B. eine monostabile Kippstufe und

Motordrehzahl begrenzt oder reguliert ist. Die Einzel- 20 eine eine Mittelwertbildung vornehmende Schaltung

lieiten einer bevorzugten Ausführungsform einer enthalten, wie dies bei kommerziell erhältlichen Dicli-

Rauchregulierungseigenschaften besitzenden Kraft- zahlmessern der Fall ist. Andere Arten von elck

Moffregulierungsanordnung 108 sind in Fig. 3 dar- irischen oder elektronischen Drehzahlmessern kön-

L'cstellt. nen ebenfalls verwendet werden. Auf eine Eingangs

Zusammenfassend läßt sich folgendes feststellen. 25 impulsfolge hin gibt der Drehzahlmesser eine Aus-

Der Start-Schalter 32 und der Haupt-Schalter 34 sind gangsspannung ab, die proportional der tatsächlichen

in Ixzug auf die Betätigung durch den Nocken 30 Motordrehzahl ist. Diese Spannung wird einer Ver-

dcrnrt voneinander versetzt, daß die Zeitspanne zwi- gleicherschaltung 112 zugeführt, welche diese Span-

schen diesen Betätigungen bei maximaler Motordreh- nung mit einer Spannung von einer Spannungsquelle

zahl etwas größer ist als die maximale Zeitspanne, 30 114 vergleicht. Die Spannnung der Spannungsquelle

die zwischen der Steuerungs-Kraftstoffeinspritzung 114 ist proportional der maximal erwünschten Motor- ;

und der Haupt-Kraftstoffeinspritzung erwünscht ist. drehzahl. Wenn die von dem Drehzahlmesser 110 j

Die Zeilspanne zwischen den Schalterbetätigungen abgegebene Spannung in die Nähe des Maximalwerts

wird mit abnehmender Motordrehzahl größer, da die gelangt, wird das Vergleicher-Ausgangssignal nega-

Stellungen des Start-Schalters und des Haupt-Schalters 35 tiv. Daraufhin wird an den Verstärker 116 über eine

festliegen. Diode 117 und einen Widerstand 118 eine negative

Der Sägczaiinspannungsgenerator 42 wird dazu Spannung angelegt. Die Diode 117 wird dadurch benutzt, eine Spannung zu erzeugen, deren Ampli- leitend. Der am Eingang des Verstärkers 116 auftude für die Zeitspanne zwischen dem Schließen der tretende Spannungsabfall ist dabei durch die relativen Schalter32 und 34 charakteristisch ist. Diese Span- 40 Werte der in Reihe geschalteten Widerständelle nung wird durch eine weitere Spannung verringert. und 120 und durch die Verstärkung des Vergleichers deren Amplitude für die gewünschte Zeitspanne 112 bestimmt. Der Spannungsabfall am Eingang des zwischen der Steuerungs-Einspritzung und der Haupt· Verstärkers 116 bewirkt mit Anstieg der Drehzahl Einspritzung charakteristisch ist. Dieser Spannungs- auf den Maximalwert eine Beschränkung der Kraftwert ist der tatsächliche Ausgangsspannungswert einer 45 stoffmenge, so daß der Motor nicht über eine voreinfür die Steuerungs-Kraftstoffeinspritzung vorgesehe- gestellte Maximaldrehzahl hinaus zu laufen imstande nen Steuer-Konstantschaltung. Die sich ergebende ist. Liegt die Motordrehzahl unterhalb des Maximal-Spannung entspricht der vorherbestimmten, er- werts, so ist die Ausgangsspannung des Vergleichers wünschten Zeitspanne zwischen dem Schließen des 112 positiv. Die Diode 117 ist dann nichtleitend, und Schalters 32 und dem Augenblick der Sttuerungs- 50 die Ausgangsspannung des Vergleichers hat keine Einspritzung während des nächsten Motortaktes. Auswirkung auf den Verstärker.

Der zweite Sägezahnspannungsgenerator 44 wirkt Die von dem Drehzahlmesser abgegebene drehinit dem Vergleicher 62 derart zusammen, daß der zahlproportionale Spannung wird einem program-Zeitpunkt ermittelt wird, zu dem diese Zeitspanne mierten nichtlinearen Netzwerk 122 bekannter Ausabgelaufen ist. Ferner wird die Auslösung der Steue- 55 führungsform zugeführt. Bei diesem Netzwerk kann rungs-Einspritzung signalisiert. Da es nicht möglich es sich um Widerstands-Dioden-Netzwerke handeln, ist, die Vor-Zeit zu berechnen und dann von einer wie sie allgemein in Analog-Rechnern zur Erzeugung Haupt-Einspritzung ausgehend zeitlich zurückzu- einer Ausgangsspannung mit einer bestimmten Amgehen, um eine Vor-Kraftstoffeinspritzung zu dem plitude auf eine Eingangsspannungsamplitude hin berechneten Zeitpunkt zu erzeugen, wird die berech- 60 verwendet werden. Das programmierte nichtlineare nete Vor-Zeitspanne für die Stcuerungs-Einspritzung Netzwerk 122 ist so programmiert, daß die pro Hub in eine sich an das folgende Schließen des Start- eingespritzte Kraftstoffmenge nicht so groß ist, daß Schalters anschließende Nachlauf-Zeitspanne für die es zu einer Rauchentwicklung kommt. Diese Grenze Steuerungs-Einsprilzung umgesetzt. Da im wesent- hängt von der Motordrehzahl ab; sie wird im Hereichen keine große Zeitdifferenz zwischen aufein- 65 Stellerwerk eingestellt. Die Ausgangsspannung des anderfolgenden Motortakten vorhanden ist, hat die programmierten nichtlinearen Netzwerks 122 wird Tatsache, daß die Nachlauf-Zeitspanne für die über eine Diode 125 dem Ausgang des Verstärkers Steucrungs-Einspritzung von einer Zeitspanne aus 116 zugeführt. Auf diese Weise wird die Ausgangs-

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spannung dieses Verstärkers derart begrenzt, daß sie Zylinder. Diese Schalter sind in gleichen Winkeljeweik geringer ist als cer programmierte Grenzwert, abständen voneinander angeordnet (360° dividiert niemals aber größer. Wenn die Ausgangsspannung durch die Anzahl der Zylinder; d. h. 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 Kurbelwellendrehzahl angetrieben. Diese wodurch die dem Haupt-Einspritz-Netzteil zugeführte Schalter dienen ferner als Start-Schalter (Schalter 32 Spannung sinkt. Die eingespritzte Kraftstoffmenge 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, ίο 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 Kraftstoflmenge einen program- Berechnungen zwischen den ersten beiden Schliej mierlen oder festgelegten Grenzwert erreicht. In 20 ßungen durchgeführt. Das Trägheitsvermögen der j 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 25 hervorrufen, so können zusätzliche Schaltungen vor-

mit einer die Kraftstoffmenge regulierenden Einrich- gesehen sein, welche ein Signal abzuleiten gestatten,

tung mit einer Drehzahlsteuereinrichtung verbunden das der Winkelbeschleunigung des Motors proportio-

sein. 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 Steusrungs-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 vird. 35 erläutert. Das Schließen des Schalters 34 d, 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 Bezugszeichen 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-Einspritz-Netzteil und 45 generators abzutasten. Die der gewünschten Vor-Zeit den Haupt-Einspritz-Netzteil sowie elektronische proportionale Spannung, die vom Herstellerwerk Schalter und Impulsbreitensteuerschaltungen (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 82. 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 43b 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 Vorzeit-Rechners sind nicht doppelt Die Festlegung der Steuerungs-Einspritzung für

vorgesehen. Ein gesonderter Steuerungs-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 34a, 34 b, 34c und 34d dienen als eine Spannung an die Impulsformerschaltung 46 d

Haupt-Einspritzschalter für die entsprechenden angelegt wird. Diese Impulsformerschaltung 46 d gibt

17 18

ihrerseits einen Impuls an den Sägezahnspannungs- takt aufweist, der an die Impulsformerschaltung generator 44 α ab, der daraufhin mit der Abgabe einer 146 a, 1466, 146 c bzw. 146 d angeschlossen ist und Sägezahnspannung beginnt. Die Ausgangsspannung deren jeder einen hinteren Kontakt besiM, der an des Sägezahnspannungsgenerators 44a ist der Zelt- das UND-Gatter 148a, 1486, 148c bzw. 148«/ anspanne proportional, die seit Schließen des Schalters 5 geschlossen ist. Die Schließung des Schalters 134a 34d vergangen ist. Diese Ausgangsspannung wird ^vordere Kontaktlage) hat zur Folge, daß eine Spandem Vergleicher 62 a zugeführt. Erreicht diese Span- nung an die Impulsfonnerschalrungl46a abgegeben nung den Wert der Ausgangsspannung V 4 der Sub- wird. Der Ausgangsimpuls der Impulsformerschaltrahiereinrichtung, so nimmt die Ausgangsspannung tung wird dazu benutzt, die Haupt-Kraftstoffeinspritdes Vergleichers 62 a einen hohen Wert an. Diese io zung für den entsprechenden Zylinder auszulösen, hohe Spannung wird der Impulsformerschaltung 64a Ferner wird der betreffende Ausgangsimpuls dem zugeführt, die aus dieser Spannung einen Trigger- ODER-Gatter 149 zugeführt. Das ODER-Gatter gibt impuls bildet und die Steuerungs-Kraftstoffeinsprit- einen Ausgangsimpuls jeweils dann ab, wenn an zung im Zylinder Nr. 1 auslöst. Einen kurzen Augen- irgendeinem seiner vier Eingänge ein Impuls auftritt blick danach bewirkt der Necken 30 das Schließen :s (von irgendeiner der Impulsformerschaltungen 146 a des Schalters 34a, wodurch ein Spannungsimpuls an bis 146*/). Der von dem ODER-Gatter 149 abgedie Impulsformerschaltung 46a abgegeben wird. gebene Ausgangsimpuls wird der Abtast- und Halte-Diese Impulsformerschaltung 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 ao den betreffenden Spannungswert festhält. Der Aus-Schließen des Schalters 34a hin auftretende Impuls gangsimpuls des ODER-Gatters 149 wird ferner einer wird ferner dazu herangezogen, den Sägezahnspan- Zeitverzögerungsschaltung 154 zugeführt, deren Vernungsgenerator 446 für den nächsten Zylinder in der zögerungsdauer 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 35 um die Abtastung der erwähnten Spannung zu benächste Startsignal für den Zylinder Nr. 1 zurück- enden, bevor der Sägezahnspannungsgenerator 152 zustellen. Die Sägezahnspannungsgeneratoren 44 6, wieder zurückgestellt wird.

44c, 44a", die Vergleicher 626, 62c, 62a¹ und die Am Ende des Verzögerungsintervalls wird der Impulsformerschaltungen 646, 64c und 64d führen Sägezahnspannungsgenerator 152 durch die Ausfür jeden Zylinder den gleichen Arbeitszyklus aus, 3« 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 zögerungsdauer länger 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 134a vergangen ist, jedoch abzüglich der 4-Zylinder-Motor angewandt werden kann. Das Surr.me 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. Diese Impulswar. Die Einsparung des Sägezahnspannungsgenera- ⁶° formerschaltung kann im Augenblick, in dem die tors 42 ist dadurch möglich gemacht worden, daß beiden Spannungen gleich sind (das ist der berecheine 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 Ausgangssignal des Sägezahnmag. Derartige Schaltungen sind an sich bekannt. spannungsgenerators 152, solange die Zeitverzöge-

Die Schalter 134a, 1346, 134c und 134a" sind ein- rungen von Takt zu Takt konstant bleiben,

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

scheidet sich von den früher beschriebenen Systemen darin, daß ein Steuerangs-Tiiggenmpuls an einer gemeinsamen Verbindungsstelle auf jede Schließung fines der Schalter 134«, 134£>, 134c, 134<* hm erzeugt wird. Dieser Impuls muß dem richtigen ZyImdeAugeführt werden, was Aufgabe der UND-Gatter 149a, 148i>, 148c, 148d ist. Dahei tntt ein ausoangsimpuls des jeweiligen UND-Gatters nur dann fuf⁸wenn einem Eingang dieses UND-Gatters ein Impuls zugeführt wird und gleichzeitig am anderen Eingang eine entsprechende Spannung hegt. Durch Anlegen einer solchen Spannung an ein ausgewähltes UND-Gatter wird der jeweilige Steuerungs-Tnggerimpuls zu dem entsprechenden Zylinder hin ge-Der ^^_re;
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_DL * die Abwahl de, richtigen Zylinders dienende Spannung wird mit Hilfe eines Nockens 130 erhalten, der sich mit halber Kurbelwellendrehzahl dreht und zwischen den Schaltern 134a, 134b, 134c, 134d eine etwas kürzere Verweilzeit besitzt als dem Winkelabstand zwischen diesen Schaltern entspricht. Der Nockenvorsprung ist so e.ngestellt, daß jeweils nur ein Schalter durch den Nocken angehoben ist und mit seinem zugehörigen Gegenkontakt schließt. Auf diese Weise wird jeweils ein entsprechendes UND-Gatter ausgewählt, das dann einen impuU abgibt, wenn an seinem anderen Eingang em Signal

^!Kontakts 134 b mit dem des κο _Berührung, und j bewegte Kontaktteil des

^^ ^₁. £„*^ghörigen feststehenden Schalters 134 c mad_ZUg_B ^^ ^^

hinteren Kontaktteil in Berührg ^ ^ ^ 134c ist J^ JfA hinteren feststehenden ^ wird lB

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?^ _{E ritzimpu}i_{se aufdi}e genau? Ansteuerung der ^^"erShtiich sein.

^ n neues und brauchbares ^f J^ .Kraftstoffeinspritzung er-System fur eine ^^υε™^η|_η^_ΟΓζείι._Κε,_:ηη_εΓ in Ver- »₅ lautert wordeη bei «^ _{iven K}raftstoffein-

bmdung ^^^S^ Rechner berechnet jpntz-ng benutzt wir^ ^ ^ _Steuerungs._{K ft}.

Γη F i g. 5 ist z. B. der Nocken 130 in einer Stellung gezeigt, in der die Gegenkontakte des Schalters 1346 ieschlossen sind, wodurch das UND-Gatter 148 b Lgewählt und geöffnet ist. Wird zu diesem Zenpunkt ein Steuerungs-Einspntz-Impuls von der Imreich

„._w„„ ver-

der Betrieb des Motors außerdem war der Bestandteilen, die aus dem Ausstark 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, dadurch 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 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 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-Kraftstoheinspritzung, 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 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, eiaen zweiten Sägezahuspannungsgenerator (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 Vergleicher (62) vorgesehen ist, der die Amplitude der resultierenden Spannung mit der Amplitude der zweiten Sägezahnspannung vergleicht und der ein erstes Steuersignal am Ausgang abgibt, wenn 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 Kompensierung 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 Ansprach 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 dje 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 Steuc-

rungs-Kraftstoffeinspritzung in bezug auf die Haupt-Kraftstoffeimpritzung, daß Einrichtungen (52) vorgesehen sind, die die Ausgangsspannung des ersten Sägezahnspannungsgenerators (42) von der Motor-Konstanlspannung subtrahieren und ein Differenzspannungssignal bilden, und daß je Zylinder ein Vergleicher (62) vorgesehen ist, der die Amplitude des Differenzspannungssignals mit der Ausgangsspannung des jeweiligen zweiten Sägezahnspannungsgenerators (44) vergleicht und ein erstes Steuersignal für den betreffenden Zylinder erzeugt, wenn die Amplituden gleich groß sind.

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

9. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 7 ao 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 Verzögerungssohaltung (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 Sägezahnspannungsgenerator (152), Einrichtungen zur Abgabe des Ausgangssignals der ersten Verzögerungsschaltung (154) aa den Sägezahnspannungsgenerator (152) zwecks Zurückstellung dieses Sägezahnspannungsgenerators, Einrichtungen zur Abgabe des Ausgangs- 60 ■ signals der zweiten Verzögerungsschaltung (156) an den Eingang des Sägezahnspannungsgenerators (152) zwecks Auslösung des Betriebs dieses Sägezahnspannungsgenerators (152), Einrichtungen zur Abgabe des Ausgangssignals des Sägezahn-Spannungsgenerators (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 (1.62) 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 drehzahlbezogcnen Spannung vorgesehen sind, deren Amplitude kennzeichnend ist für eine gewünschte Maximaldrehzahl, daß Vergleichereinrichtungen (112) vorgesehen sind, die das Ausgangssignal des Drehzahlmessers (HO) 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 Kompressionszün-

tungen (116) für die Abgabe dieses Ausgangs- dung eine von der jeweiligen Motordrehzahl unab-

signals 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, (USA.-Patentschrift 2 012 086), bei der die Steuedaß eine 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-Kraftstoffeän-

17. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 15, spritzung das Kraftstoffgemisch nicht optimal verdadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (110) brannt. Stellt man nun die Einspritzungen auf hohe zur Ermittlung der Motortemperatur und Verzö- Drehzahlen ein, so ist beim Langsamlauf des Motors gerungseinrichtungen (70, 72, 74) zur verzöger- das Zeitintervall zwischen der Steuerungs-Kraftstofften Ausführung der jeweiligen Haupt-Kraftstoff- 40 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 35 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-Sägczahnspannungsgenerators (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 an die jeweilige elektroexpansive Pumpe 45 Diese Spannung wird von einem Schmitt-Trigger mit (82) ansteuernde Schalteinrichtungen (148) zur zwei definierten Schaltpunkten abgetastet. Durch ent-Ansteuerung 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-

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 vornan- 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 dei 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 592 und 3 194162). Obwohl mit derartigen optimale Verbrennung des jeweiligen Kraftstoffe 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 Kraftstoffeinspritzsystem der eingangs gemenhang jedoch nicht bekannt, wie bei Verwendung nannten Art erfindungsgemäß dadurch, daß von dem derartiger elektroexpansiver Kraftstoffeinspritzpum- Motor gesteuerte erste Einrichtungen vorgesehen