DE2006061C3 - Steuereinrichtung für eine Benzineinspritzanlage mit im Leerlauf wirksamer, elektronischer Spritzdauer-Einstellung - Google Patents

Description

an einer Stellstange 17, die mit der nicht dargestellten Membran einer Druckdose 18 verbunden ist. Die Druckdose ist mit ihrer Saugseile an den Ansaugkanal 3 der Brennkraftmaschine unmittelbar hinter der mit einem Fußhebel 19 verstellbaren Dros'elklappe 20 der Brennkraftmaschine angeschlossen und hebt bei abfallendem Druck den Anker 16 in der mit einem Pfeil bezeichneten Richtung so an, daß ein sich dann vergrößernder Luftspalt in dem nicht dargestellten Eisenkern die Induktivität der Primärwicklung 21 des Transformators um so mehr verkleinert, je niedriger der Druck im Ansaugrohr 3 wird.

Die Sekundärwicklung 22 der Eisendrossel 15 ist mit einem ihrer beiden Wicklungsenden an die Basis des Eingangstransistors 13 und einem mit einer gemeinsamen Plusleitung 23 verbundenen Widerstand 39 angeschlossen, während das andere Wicklungsende an einem Verbindungspunkt H liegt. Vom Punkt // führt ein Widerstand 25 zu der Pluslcitung 23 und ein Widerstand 26 zur gemeinsamen Minusleitung 30, die an Mas- ao se und an den Minuspol einer nicht dargestellten 12-Volt-Batierie angeschlossen ist. Die Transistoren 13 und 14. die beide vom npn-Typ sind, liegen mn ihren Emillern direkt an der Minusleitung 30. Der Kollektor des L'ingangsiransistors 13 ist über einen Widerstand »5 27 und der kollektor des Transistors 14 über die Primärwicklung 21 der Eisendrossel 15 und über einen zu dieser in Reihe liegenden Widerstand 28 an die Plusleitung 23 angeschlossen. Die Basis des Transistors 14 ist über einen kopplungswiderstand 29 mit dem Kollektor des Eingangstransisiors 13 verbunden. Von der Basis dieses Transistors führt eine Steuerlcitung über einen Differenzieikondensator 31 zum feststehenden Kon takt 32 eines Schalters, dessen Schaltarm 33 an die Minusleitung 30 angeschlossen ist und durch einen zweihöckrigen. mit der Nockenwelle 34 der Brennkraftmaschine umlaufenden Nocken 35 bei jeder Kurbelwellen Umdrehung einmal geschlossen wird und dabei den Transistor 13 spern. Zur Auf- und Entladung des Kon densators 31 ist seine mit dem Kontakt 32 verbundene Elektrode über einen Widerstand 36 an die Plusleitung 23 angeschlossen, während seine andere Elektrode über den Widerstand 37 an der Minusleitung 30 liegt. Von der Basis des Eingangslransistors 13 führt ein Widerstand 38 zur Minusleitung 30. ein Widerstand 39 zur Plusleitung 23 sowie eine Diode 40 zur Sekundärwicklung 22 und von dort zum Punkte H, und schließlich führt eine zweite Diode 41 zum Widerstand 37 und zum Kondensator 31.

Bevor auf die weiteren der Realisierung der Erfindung dienenden Schaltelemente des Steuergeräts eingegangen wird, soll im folgenden zunächst beschrieben werden, wie sich die bei jeder Schließung der Schaltkontakte 32, 33 entstehenden, die Öffnungsdauer der Einspritzventile 4 bestimmenden Impulsströme / andem, wenn sich der Druck im Ansaugrohr 3 und damit die Induktivität der Primärwicklung 21 ändert.

Unmittelbar vor den einzelnen Schließungszeitpunkten des Schaltarms 33 ist der Eingangstransistor 13 stromleitend und hält den Ausgangstransistor 14 in seinein Sperrzustand. Sobald der Schaltarm 33 durch den Nocken 35 gegen den Kontakt 32 gedruckt wird, senkt die im Kondensator 31 gespeicherte Ladung das Basispotential des Eingangstransistors 13 unter das Potential der Minusleitung 30 hinaus ins Negative ab. Dadurch wird der Transistor 13 gesperrt und der Multivibrator 12 kippt in seinen instabilen Betriebszustand, bei welchem der Transistor 14 stromleitend ist. Der Transistor 14 vermag dann einen exponentiell ansteigenden Kollektorstrom zu führen, welcher die Primärwicklung 21 durchfließt und in dem nicht dargestellten Eisenkern und in dem Anker 16 des Transformators ein ebenfalls wachsendes magnetisches Feld erzeugt. Der Anstieg des Stromes erfolgt um so rascher, je größer der Luftspalt und je kleiner die mit wachsendem Luftspalt abfallende Induktivität der Primärwicklung 21 ist.

Bei diesem Stromanstieg wird in der Sekundärwicklung 22 eine Rückkopplungsspannung induziert, die mit einer durch die Größe der Induktivität festgelegten Geschwindigkeit von ihrem im Schließungsaugenblick der Schaltkontakte 32,33 entstehenden Höchstwert exponentiell abnimmt und so gepolt 1st, daß sie den Eingangstransistor 13 gesperrt zu halten versucht und dabei der durch die Widerstände 38. 39 bzw. 25, 26 eingestellten, positiven Basisvorspannung entgegenwirkt, die bestrebt ist, den Eingangstransistor 13 in seinen stabilen, stromleitenden Betriebszustand zurückzuführen. Dies tritt dann ein. wenn die in der Sekundärwicklung 22 induzierte Rückkopplungsspannung ihrem Betrage nach kleiner als die Basisvorspannung wird.

Solange der Transistor 13 gesperrt ist. hält der stromiciicndc Transistor 14 die über einen Verstärker 38 angeschlossenen Leistungstransistoren 10 bzw. 11 ebenfal's in stromleitendem Zustand. Sobald jedoch der Transistor 13 in seinen stabilen, stromleitenden Betriebszustand zurückkehrt, werden die Transistoren 14. 10 und M wieder gesperrt. Die Dauer der die Ventile 4 in ihre Öffnungsstellung bringenden Impulse / reicht daher von dem Schließungszeitpunkt des Schalters 33 bis /u demjenigen Zeitpunkt, in welchem der Ausgangstransistor 14 gesperrt und der Engangstransistor 13 wieder siromleitend wird. Wenn die Induktivität der Primärwicklung 21 bei abfallendem Druck im Ansaugrohr 3 kleiner wird und demzufolge der Kollektorstrom des Transistors 14 rascher ansteigen kann, fällt die in der Sekundärwicklung 22 induzierte Rückkopplungsspannung ebenfalls rascher ab. und der Eingangstransislor 13 kehrt bereits /u einem früher liegenden Zeitpunkt wieder in seinen stromleitenden Zustand zurück. Die Ventile 4 werden in diesem Fall wesentlich früher geschlossen als in dem vorher geschilderten Fall großer Induktivität und großen Drucks.

Durch die beschriebene Änderung der Induktivität der Primärwicklung 21 wird zwar die Länge der Öffnungsimpulse / der Einspritzventile an den jeweiligen Druck der Brennkraftmaschine angepaßt. Versuche im Fahrbetrieb und auf dem Prüfstand haben jedoch ergeben, daß die einzuspritzenden Kraftstoffmengen geändert werden müssen. Da die durch den jeweiligen Druck eingestellten Impulslängen tür jeden Wert des Drucks eine von der Drehzahl unabhängige gleiche Größe haben, enthält das Regel- und Steuergerät zusätzlich eine Steuerschalteinrichtung A, mit welcher die zwischen dem Punkt H und der Minusleitung 30 anstehende Spannung periodisch im Takt der Einspritzvorgänge geändert wird. Solche, rein elektronisch arbeitende Steuerschalteinrichtung sind beispielsweise aus der deutschen Patentschrift 1 231 954 bekannt.

Darüberhinaus "haben die erwähnten Versuche gezeigt, daß es bei manchen Bauarten notwendig ist, die im Leerlauf einzuspritzenden Kraftstoffmengen bei jeder einzelnen Brennkraftmaschine einstellen zu können.

Zu der hierzu vorgesehenen Einstellvorrichtung gehört im einzelnen ein mit der Drosselklappe 20 bzw. mit dem Gaspedal 19 gekuppelter Leerlaufschalter 51,

2

P61

der nur in der Leerlaufstellung der Drosselklappe geschlossen ist und ein Potentiometer 52 mit verstellbarem Abgriff 53, der über einen Begrenzungswiderstand 54 mit den beiden, für die Basisvorspannung des Eingangstransistors 13 maßgebenden Spannungsteiler-Widerständen 25 und 26 verbunden ist. Das Potentiometer 52 liegt mit einem an seinem Emitter mit der gemeinsamen Pluslcitung 23 verbundenen Transistor 56, einem an dessen Kollektor angeschlossenen Widerstand 57 und einer Diode 58 in Reihe. Von dem mit dieser Diode und dem Leerlaufschalter 51 verbundenen Knotenpunkt K zweigen zwei als Spannungsteiler wirkende Widerstände 60 und 61 zur Plusleitung 23.

Wenn die Drosselklappe 20 sich in der Leerlaufstellung befindet und der Schalter 51 demzufolge geschlossen ist, kann über den Transistor 56 Strom fließen, je nach der Stellung des Potentiometerabgriffs 53 kann das Potential am Punkt H angehoben oder abgesenkt und durch die hierbei sich ergebende Änderung der Basisvorspannung des Eingangstransistors 13 eine verkürzte oder verlängerte Einspritzdauer für den Leerlauf eingestellt werden.

Sobald der Leerlaufschalter 51 geöffnet wird, kann über den Widerstand 60 kein Steuerstrom mehr für den Transistor 56 fließen. Der Transistor 56 wird gesperrt das Potentiometer 52 stromlos, und das Potential am Punkt H richtet sich nur nach dem Spannungsteiler 25 26 und der von der Steuerschalteinrichtung gelieferten drehzahlabhängigen Steuerspannung.

Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Einstellvorrichtung liegt darin, daß der Leerlaufschalter 51 einseilig an Masse liegen kann und daß der Einstellbereich, den das Potentiometer 52 bietet, beliebig gewähli werden kann, wobei es sich als besonders zweckmäßig erwiesen hat, daß keine Rückwirkungen auf andere Parameteranpassungen der Steuereinrichtung 12, z. B. aul die Warmlaufanreicherung oder auf eine Kaltstart mehrmenge, eintreten kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Steuereinrichtung zum Betrieb einer mindestens ein elektromagnetisches Einspritzventil umfassenden Einspritzanlage einer Brennkraftmaschine mit einer Drosselklappe im Saugrohr, mit einem einen Eingangstransistor und einen Ausgangstransistor enthaltenden, monostabilen Multivibrator zur Erzeugung von rechteckförmigen, die Öffnungsdauer des nindestens einen Einspritzventils bestimmenden Schaltimpulsen, deren jeweilige Dauer drehzahlabhängig durch eine Steuerspannung veränderbar ist, die an dem mit der Basis des Eingangstransistors verbundenen Abgriff eines über der Betriebsspannung des Multivibrators liegenden Spannungsteilers eingespeist wird, sowie mit einem in der Leerlaufstellung der Drosselklappe geschlossenen Schalter, der einseitig an einer Betriebsstromzuleitung der Steuereinrichtung liegt, dadurch gekennzeichnet, daß an den Schalter (51) über eine in Durchlaßrichtung gepolte Diode (58) ein Potentiometer (52) angeschlossen ist. das an seinem Abgriff (53) mit dem Abgriff (H) des Spannungsteilers (25, 26) verbunden ist und zur Emitter-Kollektorstrecke eines Transistors (56) in Reihe liegt, dessen Basis mit einem an seinen Emitter und die zweite Betriebsstromleitung (23) angeschlossenen Widerstand (61) und mit einem an den Schalter (51) angeschlossenen Widerstand (60) verbunden ist.

   Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung zum Betrieb einer mindestens ein elektromagnetisches Einspritzventil umfassenden Einspritzanlage einer Brennkraftmaschine mit einer Drosselklappe im Saugrohr, mit einem einen Eingangstransistor und einen Ausgangstransistor enthaltenden, monostabilen Multivibra-(or zur Erzeugung von rechteckförmigen, die Öffnungsdauer des mindestens einen Einspritzventils bestimmenden Schaltimpulsen, deren jeweilige Dauer durch eine Steuerspannung drehzahlabhängig veränderbar ist, die an dem mit der Basis des Eingangstransistors verbundenen Abgriff eines über der Betriebsspannung des Multivibrators liegenden Spannungsteilers eingespeist wirdi'sowie mit einem in der Leerlaufstellung der Drosselklappe geschlossenen Schalter, der einseitig an einer Betriebsstromzuleitung der Steuereinrichtung liegt.

   In Einspritzanlagen dieser Art erfolgt die Zumessung des für jeden nachfolgenden Arbeitstakt in einen Zylinder der Brennkraftmaschine gelangenden Kraftstoffs durch die jeweilige Öffnungsdauer des diesem Zylinder zugeordneten Einspritzventils, dem der Kraftstoff unter praktisch konstantem Druck zugeführt wird. Zur Veränderung der Dauer der Schaltimpulse enthält der Rückkopplungskreis des monostabilen Multivibrators einen elektrischen Energiespeicher, bestehend aus einer Eisendrossel, deren Größe durch den im Ansaugrohr hinter der Drosselklappe herrschenden Druck verstellt wird. Zusätzliche drehzahlabhängige Korrekturen der Impulsdauer, kann man bei sonst unveränderten Rückkopplungsbedingungen mit Hilfe der vorher erwähnten Steuerspannung erzielen. Vor allem bei hochtourigen Brennkraftmaschinen kann es notwendig werden, trotz gleicher Bauweise an jeder einzelnen Maschine die Einspritzmenge für den Leerlauf einzustellen.

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einstelleinrichtung zu schaffen, welche es ohne Beeinflussung der für die übrigen Betriebszustände (Vollast, Teillast. Drehzahl, Luit- und Mo'toriemperatur, Kaltstart usw.) voreingestellten Einspritzmengen möglich macht, die Leerlaufeinspritzmenge von einem Normal- oder Mittelwert ausgehend zu vergrößern oder zu verkleinern.

   Dies läßt sich erfindungsgemäß dadurch erreichen, daß an den Schalter über eine in Durchlaßrichtung gepolte Diode ein Potentiometer angeschlossen ist. das an seinem Abgriff mit dem Abgriff des Spannungsteilers verbunden ist und zur Emitter-Kollektorstrecke eines Transistors in Reihe liegt, dessen Basis mit einem an seinen Emitter und die zweite Betriebsstromleitung angeschlossenen Widerstand und mit einem an den Schalter angeschlossenen Widerstand verbunden ist.

   ao Weil das zur Leerlaufeinstellung dienende Potentiometer mit der E:miiter-Kollektorstrecke des Transisturs in Reihe liegt und nur dann stromleitend ist. wenn der Schalter geschlossen und der Transistor demzufolge leitend ist. wirkt der Transistor wie ein zweiter Schal ter. der gleichsinnig wie der eingangs genannte Leerlaufschalter arbeitet. Das Potentiometer und sein Abgritt sind somit potentialfrei und können daher die Grundeinsiel'iung des Spannungsteilers nicht mehr beeinflussen, wenn die Drosselklappe auch nur wenig gcöffnet wird.

   Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel. einer elektrisch gesteuerten Saugrohr-Emspritzanlage näher beschrieben, die in der Zeichnung in ihrem elektrischen Schaltbild und teilweise in schematiseher Darstellung wiedergegeben ist.

   Die Kraftstoffeinspritzanliige ist zum Betrieb einer Vierzylinderbrennkraftmaschine 1 bestimmt, deren Zündkerzen 2 an eine nicht dargestellte Hochspannungszündanlage angeschlossen sind. In unmittelbarer Nähe der nicht dargestellten Einlaßventile der Brennkraftmaschine sitzt auf den zu den einzelnen Zylindern führende;» Verzweigungsstutzen des Ansaugrohres 3 je ein elektromagnetisch betätigbares Einspritzventil 4. jedem Ventil wird über eine der bei 5 angedeuteten Kraftstoffleitungen aus einem Verteiler 6 Kraftstoff zugeführt. Der Kraftstoff wird im Verteiler und in den Leitungen 5 durch eine elektromotorisch angetriebene Pumpe 7 unter annähernd gleichbleibendem Druck von etwa 2 Atmosphären (2 atü) gehalten.

   jedes der Einspritzventile 4 enthält eine nicht dargestellte Magnetisierungswicklung, deren eines Ende an Masse liegt, während das andere Ende jeder der Wicklungen über Anschlußleitungen 8 mit einem von vier Widerständen 9 verbunden ist. jeweils zwei der Widerstände 9 sind zusammen an den Kollektor eines der beiden bei 10 und U dargestellten Leistungstransistoren angeschlossen, die zu einem im folgenden näher beschriebenen elektronischen Regel- und Steuergerät gehören.

   Dieses Regel- und Steuergerät enthält außer den Leistungstransistoren 10 und 11 einen zur Erzeugung von elektrischen Impulsen dienenden, mit einem gestrichelten Linienzug umrandeten monostabilen Transistor-Multivibrator 12, zu dem ein Eingangstransistor 13 und ein Ausgangstransistor 14 sowie als zeitbestimmendes Glied eine Eisendrossel 15 gehören.

   Die Eisendrossel 15 ist als Transformator ausgebildet und weist einen verstellbaren Anker 16 auf. Dieser sitzt