DE2039487A1 - Ausloeseeinrichtung fuer eine elektronisch gesteuerte Brennstoff-Einspritzanlage fuer Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

R. 9956
5.8.1970 Sk/Sz

Anlage zur
Patent anmeldung

ROBERT BO S GH GHBH, Stuttgart

Auslöseeinrichtung für eine elektronisch gesteuerte Brennstoff-Einspritzanlage für Bremikraftmaschinen

Die Erfindung besieht sich auf eine Auslöseeinrichtung für eine elektronisch gesteuerte Brennstoff-Einspritzanlage für Brennkraftmaschinen mit wenigstens drei abv;echslungsweise in ihre Offensteilung gelangenden Gruppen von Einspritzventilen.

Bei den bekannten elektronisch gesteuerten Einspritzanlagen für Saugrohreinspritzung werden meist zwei oder mehr Einspritzventil zu einer Gruppe zusammengefaßt und gleichzeitig betätigt. Man nimmt dabei in Kauf, daß die Vorlagerungszeit des Kraftstoff-Luft-Geraisches im Saugrohr Γ'ύτ die einzelnen Zylinder verschieden und damit die Durchmischung von Kraftstoff

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und Luft nicht für jeden Zylinder gleich ist. Der Grund für diese nicht ganz befriedigende Lösung liegt darin, daß man für jede Ventilgruppe eine Leitung vom Zündverteiler zur Einspritzanlage führen muß, da die Einspritzanlage ihre Auslöseimpulse von Kontakten erhält, die auf zusätzlichen Schaltebenen des Zündverteilers angeordnet sind.

Diese Zuleitungskabel vom Zündverteiler zur Einspritzanlage müssen abgeschirmt werden, damit sie keine Störimpulse von der Zündanlage her aufnehmen. Nach dieser bekannten Methode ist es sehr schwer möglich, die Einspritzventile einer Sechsoder Acht-Zylinder-Brennkraftmaschine einzeln auszulösen, da erstens zu viele abgeschirmte Kabel notwendig werden und da zweitens im Zündverteiler zu viele Schaltebenen erforderlich werden. Die Welle des Zündverteilers muß zu viele Nockenscheiben tragen und neigt daher zu Taumelbev/egungen. Das führt zu einem erhöhten Verschleiß des Zündverteilers und zu einer nicht gewollten Zündpunktverstellung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorasusetzungon dafür zu schaffen, daß man mit elektronisch gesteuerten Einspritzanlagen bekannter Bauart alle Einspritzventile einzeln auslösen kann, ohne die oben geschilderten Nachteils in Kauf nehmen zu müssen. Eine besonders einfache Lösung ergibt sich dadurch, daß gemäß der Erfindung einem elektrischen Eingang der Brennstoff-Einspritzanlage ein Binärzähler mit einem Binär~Dezimal-Dekoder vorgeschaltet ist.

Weitere Einzelheiten und zweckmäßige Weiterbildungen sind nachstehend anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Aur>führungsbei3piele naher beschrieben und erläutert.

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Es zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel in schematischer und teilweise perspektivischer Darstellung,

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel in schematischer Darstellung und

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Einspritzanlage bekannter Bauart, die von der Auslöseeinrichtung angesteuert werden kann. I

In Fig. 1 ist eine Auslöseeinrichtung für vier Einspritzventile oder für vier Gruppen von Einspritzventilen schematise!! dargestellt. Auf einer Zündverteilerwelle 11 iat eine erste Nockenscheibe 12 mit drei Nocken 12a, 12b, 1.2c befestigt. Die Nockenscheibe 12 betätigt ein erstes Kontaktpaar 14, dessen einer Kontakt an Masse angeschlossen ist und dessen anderer Kontakt mit einem Zähleingang 1? eines Binärzählers 16 verbunden ist. Außerdem ist auf der Zündverteilerwelle 11 eine zweite Nockenscheibe 13 mit einem Nocken angebracht, der ein aweites Kontaktpaar 15 betätigt. Vom.zweiten Kontaktpaar 15 ist wie~ deruHi ein Kontakt mit Masse verbunden, während der andere Kontakt mit einem Nullstellungseingang 18 des Binärzählers 16 | verbunden ist. Vier Ausgangsleitungen des Binärzählers 16 sind mit dem Eingang eines Binär-Dezimal-Dekoders 19 verbunden. Dieser Binär-Desimal-Dekoder 19 hat zehn Ausgangsleitungen bis 29, von denen je nach der Zahl der zu betätigenden Einspritzventile vier, sechs oder acht verwendet v/erden. Der Binärzähler 16 und der Binär-Dezimal-Dekoder 19 sind dabei in der Einspritzanlage eingebaut, so daß die Ausgangsleitungen 20 ... 29 keine große Länge zu besitzen brauchen.

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Venn sich die Verteilerwelle 11 dreht, wird das Kontaktpaar durch die Nocken 12a, 12b, 12c periodisch geschlossen und gibt daher Impulse an den Zähleingang 17 des BinärZählers 16 ab. Der Binarzähler 16 zählt diese Impulse und gibt sie in binär verschlüsselter Form an seinen vier Aus gangsleitungen ab. Im Binär-Dezimal-Dekoder 19 werden diese binär verschlüsselten Zahlen entschlüsselt und in dieser Reihenfolge an die Ausgangsleitungen 21, 22, 23 abgegeben. Man könnte im Prinzip den Binärzähler 16 in geeigneter Weise rückkoppeln, so daß er jeweils nach vier, sechs oder acht Zählimpulsen wieder auf Null zurückgestellt wird, je nachdem, wie viele Einspritzventile ausgelöst werden sollen. Es entstünden jedoch Schwierigkeiten beim Starten der Brennkraftmaschine, da der Binärzähler dann auf jeden Fall bei eins zu zählen anfinge. Es würde also zuerst das Einspritzventil des Zylinders 1 geöffnet, während der Zündimpuls demjenigen Zylinder zugeleitet würde, bei dem der Verteilerfinger stehen geblieben war.

Das zweite Kontalctpaar 15 ist deshalb vorgesehen, um eine zwangsläufige Rückstellung des Binärzählers 16 auf Null zu erreichen. Beim Starten kommt somit die Einspritzanlage spätestens dann in Gleichlauf mit der Zündanlage» wenn alle Zylinder einmal gezündet worden sind.

In Fig. 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel dargestellt, das gegenüber dem ersten etwas abgewandelt ist. Das erste Ausführungsbeispiel benötigte immer noch zwei Schaltebenen im Zündverteiler, so daß immer noch zu starke Taumelbowegungen der Zündverteilerwelle 11 möglich sind. Im zweiten AuS-führungsbeispiel ict daher nur noch eine Nockenscheibe 30 vorgesehen, die drei Einbuchtungen 31 und eine Ausbuchtung 34- aufweist. Von dieser Nockenscheibe 30 wird ein beweglicher Kontakt 36 betätigt, der zusammen mit zwei feststehenden Kontak-

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ten 37 und. 38 einen Veenselschalter bildet. Der bewegliche Kontakt 36 ist auf einem Winkelhebel 35 befestigt. Der erste feststehende Kontakt 37 ist mit dem Zähleingang 17 des Binärzählers 16 verbunden. Dagegen ist der zweite feststehende Kontakt 38 mit dem Nullstelleingang 18 des Binärzählers 16 verbunden .

Der Winkelhebel 35 und der bewegliche Kontakt 36 sind so justiert, daß der bewegliche Kontakt 36 den ersten festen Kontakt 37 berührt, wenn der Winkelhebel 35 in einer Einbuchtung 31 liegt, und daß der bewegliche Kontakt 36 den zweiten feststehenden Kontakt 38 berührt, wenn der Winkelhebel 35 auf der Ausbuchtung 34- liegt.

Vom ersten feststehenden Kontakt 37 werden also die Zälilimpulse abgegeben und der zweite feststehende Kontakt 33 gibt den Nullstellimpuls ab. Im übrigen ist die Wirkungsweise des zv/eiten Ausführungsbeispiels gleich wie die des ersten. Beim zweiten Ausführungsbeispiel kann die Nockenscheibe auch so aungebildet sein, daß eine Einbuchtung den Nullstellimpuls auslöst und daß drei Ausbuchtungen die Zählimpulse auslösen.

Fig. 3 zeigt die Anwendung der Auslöseeinrichtung für die Auslösung von sechs Sinspritzventilen einer Brennkraftmaschine. Die Ausgangsleitungen 20 bis 25 des Binär-Dozimal-Dekoders 19» die den Zahlen 0 bis 5 entsprechen, sind an sechn Kiηgangο eines ODER-Gliedes 40 angeschlossen. Der Ausgang des ODER-Gliedes 40 ist über einen monostabilen S ttfuormiilfci vibrator· 50 mit drei UND-G-Ii ed em 54, 55 und 56 verbunden. Dan UIiD-Gl iod ΓΛ ist über einen Speicher/mi t zwei IJlID-Gl .Ladern 57 >uri t.>0 </■erblinden. Mit einem zweiten Eingang des Uin)~Gl i titlet; 5? i">b f-i-H ODEi-Gi U-d 44 verbunden, an dessen Eingang din ufui ku:}t':m?;i;~ 1 e i 11 in (; ο f ι 20, 21 ι j η 1 2 2 ö,n g esc h 1 ο α s en 3.1 η ■ i ■ hin * ■ ν; ■ I t~ τ ■; Kin--

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gang des UND-Glieds 66 ist über ein ODER-Glied 47 an die Ausgangsleitungen 23, 24 und 25 angeschlossen. Die UND-Glieder 57 |urid 66 steuern zwei Schaltverstärker 63 bzw. 66 an. Die Schaltverstärker 63 und 66 dienen zur Ansteuerung zweier nicht dargestellter Einspritzventile.

Zur Ansteuerung der übrigen vier Einspritzventile dienen die Schaltverstärker 64, 65, 67 und 68. Diese Schaltverstärker sind in gleicher Weise mit den Ausgangsleitungen 20 bis 25 verschaltet, wie es für die beiden Schaltverstärker 63 und 66 beschrieben wurde.

Der relativ große Aufwand an UND- und ODER-Gliedern ist dadurch bedingt, daß sich die Einspritzimpiilse teilweise überschneiden müssen. Jede der Ausgangsleitungen 20 bis 25 erzeugt einen Ausgangsimpuls des monostabilen Steuermultivibrators 50, dessen Impulsdauer von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine abhängig sein kann. Der Ausgangsimpuls des monostabilen Steuermultivibrators 50 wird von den Speichern 51, 52 und 53 verlängert und den entsprechenden Einspritzventilen zugeführt.

Die Speicher 51, 52 und 53 sind wiederum als monostabile Kippstufen ausgebildet. Die Functions v/eise sei kurz am Beiß{>iel des ersten Schaltverstärkers erläutert: Wenn die erste Ausgangsleibung 20 des Binär-Dezimal-Dekoders 19 einen Impuls abgibt, gibt auch der monoatabile Steuermultivibrator 50 einen Ausgangeimpuls ab. Dieser Aus gangsimpuls gelangt über das UND-Glied 54 ζ Lim ernten üpeichor 51. Dieser Speicher 51 gibt einen ve r Langer ten. Au:-, range impuls ab, und zwar an die bei den UND-Glieder 57 und bü. is kann aber nur der Gchaltvcrstärker 63 an s ρ ι ■ w> c h e η, d a i h i:t gleichzeitig ü t > e r das 0 DiE'ί - G1 i e d 44 der Ausgangsirapul ■; c;^v Ausf;Dii(^r;lei tun^ 20 zugeführt wird. Da der

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Ausgangs impuls der Aus gangs leitung 20 kürzer ist als der verlängerte Impuls vom ersten Speicher 51» werden, dem UND-Glied außerdem noch die Aus gangs impulse der beiden Ausgangs leitungen 21 und 22 zugeführt, die sich unmittelbar aneinander anschließen. Das erste Einspritzventil, das am Schaltverstärker 63 angeschlossen ist, kann also maximal so lange offen bleiben, wie die drei Aus gangs impulse der Leitungen 20, 21 und 22 zusammen dauern. Die Öffnungsdauer wird begrenzt durch die Länge des Ausgangsimpulses des ersten Speichers 51·

Der zusätzliche Schaltungsaufwand, der von der erfindungsge- i mäßen Auslöseeinrichtung verursacht wird, ist relativ gering, da erstens die Speicher 51» 52, 53 und der monostabile Steuermultivibrator 50 ohnehin schon in der Einspritzanlage eingebaut sine⁷ , und da zweitens alle übrigen erforderlichen Bauteile als integrierte Bausteine erhältlich sind.

Der Binär""· ;.p 1'" ,:r _Λ .„«;,::· Binär-Dezimal-Dekoder 19 sind als integrierte E^ steine bekannt. Dabei besteht der Binärzähler aus vier in Reihe geschalteten bistabilen Xippstufen und der Binär-Dezimal-Dekoder besteht aus einigen UHD-Gliedern. Ebenso sind alle UND-Glieder und alle ODER-Glieder als integrierte Bausteine bekannt. Man benötigt für die Auslöseeinrichtung j

also nur noch zwei Leitungen vom Zündverteiler zur Einspritzanlage. Das Abseil irmproblem ist für zwei Leitungen leicht zu lösen. Weiterhin wird insbesondere bein zweiten Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 der mechanische Verschleiß des Zündvortei iirs auf ein Minimum begrenzt, da nur noch eine zusätzliche Schal«ebene für die Auslösung der Einspritzventile notwendig ist. Die Auslöseeinrichtung v/eist daher die geforderten Vorteile pm T. Es int sogar möglich, ohne zusätzliche Schalteb'-vi·; aus^u-rommen. Man kann nä;nlich die Zählispulse am Unterbrecht-: :··- kontakt des Zündverteilers abnehmen nxwl die RückstolliiLpulct-

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aus einer Hochspannungszuleitung zu einer Zündkerze kapazitiv oder induktiv auskoppeln. Diesem kleineren mechanischen Aufwand steht dann aber ein vergrößerter elektronischer Aufwand gegenüber, da die Einspritzimpulse mit Hilfe bekannter Schaltungen um definierte Kurbelwellenwinkel gegenüber den Zündimpulsen verschoben werden müssen.

Es ist außerdem möglich, die Auslöseeinrichtung im Kraftfahrzeug nicht nur zur Auslösung der Einspritzventile zu verwenden, sondern man kann sie auch für die Auslösung von elektrohydraulisch oder elektropneumatisch betätigten Auslaß-· und Einlaßventilen verwenden. Diese elektrohydraulisch^ oder elektropneumatisch^ Ventilsteuerung wird bei Versuchsmotoren 'bereits angewandt.

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Claims (7)

Robert Bosch GmbH R. 9956 Sk/Sz Stuttgart Ansprüche

1. JAuslöseeinrichtung fur eine elektronisch gesteuerte

Brennstoff-Einspritzanlage für Brennkraftmaschinen mit wenigstens drei abv/echslungsv/eise in ihre Off ens te llung gelangenden Gruppen von Einspritzventilen, dadurch gekennzeichnet, daß einem elektrischen. Eingang (20 ..» 29) der Brennetoff-Einspritzarilage ein Binärzähler (16) mit einem Binär-Dezimal-Dekoder (19) vorgeschaltet ist.

2. Auslöseeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Zähleingang (17) des Binärzählers (16) ein erstes Kontaktpaar (14-) angeschlossen ist;, das ύοώ. einer Nockenscheibe (12) betätigbar ist, die vorzιuj,^-3weise auf der Zündvertoilerv/elle (11) befestigt ist.

3. Auslöseeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch g^kernigοlohnet, daß an einem Ifullstellimgaeingang (lö) dos Binärzähl or s (16) ein zweites Kontaktpaar (15) angeschlossen 1st, das von einer zweiten Nockenscheibe (13) bc-tätigbar i s t, die ν ο ι · ζ u gs w e ί s e au f d e r Z ündv e r i; 0 i 1 e r w e .11 ΰ (11) bcfes b.igt i.:.sfc,

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4. Auslöseeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Zähleingang (17) d.es Binärzühlers (16) ein erster feststehender Kontakt angeschlossen ist, daß an den Nullstellungseingang (18) des Binärzählers (16) ein zweiter feststehender Kontakt angeschlossen, ist, und daß ein beweglicher Kontakt ($6) von einer Nockenscheibe (30) betätigbar und abwechslungsweise mit beiden feststehenden Kontakten (37, 38) verbindbar ist.

5· Auslöseeinrichtung nac h Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenscheibe (30) eine einzig· Ausbuchtung (34) und mehrere Einbuchtungen (31) oui'weist, wobei die Zahl der Einbuchtungen gleich der um eins verminderten Zahl der Gruppen von Einspritzventilen ist.

6. Auslöseeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, 'laß die nockenscheibe (30) eine cinzif-;) Einbuchtung (31) und mehrere Ausbuchtungen (34) aufweist, wobei die Zahl der Ausbuchtungen gleich der um eins verrvinäei'tcn Zahl der Graopen von Einsjpritzven feilen ist.

7. /uir, 1 ^;)Seeinric,^v! irung nach Anspruch 1, dsdurc-h gekonnzeichiK;.,, .Lou 'L.^ /ZhIeingang (17) des ilLnärsahlers (IG) an eirv.;::; \Ui\.;rt:'(ichovtZi η Tj₁ ¹Ct elnns Zünev --rtciiers ;.m^i-;achloüSGn v>^!, κ.; ; .laß I -; :■ .'.' il I s t;;llei .n.jnng (lü) kr.:: ;:.z) ILv mit oj.nem v,u • ^;· '■■ ,., : : ■ . lüh :·.:π·ί; η Zün'ltc¹· :L ■■:■■'·'...·.,;>olI ir.L.

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