DE2143407A1 - Elektronisches Treibstoffeinspritz system fur Verbrennungsmaschinen - Google Patents

Description

Patentanwalt

Kar! A Br öse

Dipl.-Ing.

D-8023 Müfidien - Pullach WlMin]r,2,T.MdH.793870,79317S2

vln/By München-Pullach, 26.August 1971

Paris file 4624-A

THE BENDIX CORPORATION, Executive Offices, Bendix Center, Southfield, Michigan 48075, Michigan, USA.

Elektronisches Treibstoffeinspritzsystem für Verbrennungsmaschinen

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Treibstoffeinspritzsystem für Verbrennungsmaschinen und insbesondere eine Steuerschaltung für elektromagnetische Vorrichtungen, um einen plötzlichen, einheitlichen Energieabbau bei diesen elektromagnetischen Vorrichtungen zu bewirken, die bei Einspritzventilanordnungen in Verbindung mit einem elektronischen Treibstoffeinspritzsystem verwendet werden.

Es ist auf dem Gebiet von elektronischen Treibstoffeinspritzsystemen gut bekannt, eine elektrische oder elektronische Computerschaltung zu verwenden, um elektrische Impulse veränderlicher Dauer zu erzeugen, die letzten Endes eine elektromagnetische Einspritzventil-Anordnung steuern. Die Einspritzventil-Anordnung ist an eine Quelle von unter Druck gesetztem Treibstoff angeschlossen und kann einen Treibstoffstrom einer zugeordneten Maschine zuführen- jrenn.aie in Abhängigkeit von einem

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Hauptcomputer entsprechend mit Impulsen veränderlicher Dauer geöffnet wird. Die gesamte eingespritzte Treibstoffmenge für Jede Betätigung der Einspritzventilanordnung ist eine Funktion der Öffnungszeit der Einspritzventilanordnung.

Bei der Verwendung elektronischer Treibstoffeinspritzsysteme in Verbindung mit Verbrennungsmaschinen mit beweglichen Kolben ist die gesamte zur Verfügung stehende Öffnungszeit der Einspritzventilanordnung bei einem Betrieb auf hoher Geschwindigkeit hinsichtlich des gesamten eingespritzten Treibstoffes auf einen Betriebsfaktor begrenzt. Om demnach&ie eingespritzte Treibstoffmenge maximal zu gestalten, wobei die gesamte, zur Verfügung stehende Öffnungszeit der Einspritzventilanordnung minimal ist, ist es wesentlich, dass die elektromagnetische Einspritzventilanordnung so schnell wie möglich geöffnet und geschlossen wird, so dass die Einspritzventilanordnung für einen maximalen Prozentsatz der für die Einspritzung zur Verfügung stehenden Zeit weit geöffnet ist. Die elektronische Hauptcomputerschaltung lässt sich so ausgestalten und anpassen, dass sie Steuerimpulse erzeugt, die nahezu vertikal verlaufende Vorderflanken und Hinterflanken aufweisen, wobei Jedoch die Kapazi-P tat der elektromagnetischen Einspritzventilanordnung entsprechend dem Ansprechverhalten auf die Steuerimpulse einen einschränkenden Faktor darstellt. Eine kurze Ventilöffnungszeit kann erreicht werden, indem man die Einspritzventilanordnung, die an die elektronische oder elektrische Schaltung gekoppelt ist, optimal auslegt bzw. indem man das Ventil übererregt, es bleibt jedoch die Schliesszeit der Ventilanordnung relativ gross, was sich aufgrund der im elektromagnetischen Feld gespeicherten Energie ergibt. Es ist somit Ziel der vorliegenden Erfindung, eine elektrische Einrichtung zu schaffen, um mit dieser eine schnelle und plötzliche Vernichtung der im elektromagnetischen Feld der Einspritzventilanordnung gespeicherten Energie zu bewirken.

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Das zuvor erwähnte Problem wurde bereits erkannt und auch teilweise gelöst, die vorgeschlagenen Lösungen sind jedoch unpraktisch und vom Standpunkt der Zuverlässigkeit, Grosse und Kostenaufwand ungeeignet. Gemäss den bekannten Lösungen wird ein elektrischer Oszillatorkreis mit jeder unabhängig Taetatigten Einspritzventileinrichtung gekoppelt, um dadurch eine schnellere Vernichtung der elektrischen Energie vorzusehen. Man hat jedoch festgestellt, dass beim Einsatz dieser Schaltungen die im Handel erhältlichen Kapazitäten, die mit Widerständen und/oder Induktivitäten kombiniert werden können, um einen Oszillatorkreis zu bilden, von ihrem Nennwert während ihrer betrieblichen Lebenszeit ziemlich abweichen, so dass die Schliesszeit für das Ventil und damit die Menge des eingespritzten Treibstoffes unbestimmt wird. Dies hat letzten Endes zur Folge, dass unkontrollierte Schwankungen in der an die Maschine abgegebenen Treibstoff menge auftreten. Darüberhinaus ist es bei Treibstoffeinspritzsystemen, die zwei oder mehrere unabhängig betätigte Einspritzventile aufweisen, möglich, dass die Ventile leicht voneinander abweichende Ventilschliesszeiten oder Eigenschaften aufweisen und zwar zwischen jedem unabhängig betätigtem Einspritzventil, so dass dadurch die Treibstoff mischungen (und Betriebseigenschaften) von einer Einspritzventilvorrichtung zur nächsten schwanken. Dies hat auch einen rauhen, unrunden Maschinenlauf zur Folge. Es ist somit Ziel der Erfindung, eine Schaltungsanordnung zum Abbauen der in einem elektrischen Feld gespeicherten Energie zu schaffen, die im wesentlichen sehr viel mehr einheitlich im Handel als Einheiten und Grossen erhältlich sein könnten. Ebenso ist es Gegenstand der Erfindung, eine Schaltungsanordnung zu schaffen, die während ihrer Betriebslebenszeit sehr viel stabiler ist. Weiter hat man festgestellt, dass viele der zuvor aufgeführten Oszillatorkreise nicht unmittelbar abstimmbar sind, so dass sich die Erfindung auch zur Aufgabe gestellt hat, eine Schaltungsanordnung zu schaffen, die die Vorteile des Standes der Technik aufweist und die mehr als nur ein unabhängig betätigtes elektromechanisches Einspritzventil verkraften kann, und dabei eine einheitliche und wiederhol-

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bare Betriebsweise oder Betrieb vorsieht. Auch sucht die Erfindung eine Schaltung zu schaffen, um mit dieser die gespeicherte elektromagnetische Energie abzubauen, die weniger kostspielig ist als bekannte Schaltungen und die im elektrischen Sinn von Einheit zu Einheit einheitlicher ist. Um eine billige Schaltung zu schaffen, hat sich die Erfindung auch zum Gegenstand gemacht, eine Schaltung zu schaffen, die unmittelbar wiederholt verwendet werden kann und eine einzige Schaltung darstellt, die die in einer Vielzahl von elektromagnetischen Wicklungen oder Spulen gespeicherte elektrische Energie abbauen kann, die in einer Aufeinanderfolge entregt werden.

Erfindungsgemäss werden unabhängig voneinander betätigte elektromagnetische Einspritzventile über eine Vielzahl von Dioden miteinander verbunden, wobei die Dioden an einem als gemeinsamer Anschluss bezeichneten Elektroden miteinander verbunden sind und so angeordnet sind, dass sie verhindern, dass ein Strom von einem Einspritzventil zum anderen Einspritzventil fHessen kann; weiter ist eine Zenerdiode vorgesehen und an die Diodenanordnung gekoppelt und zwar an der gemeinsamen Elektrode und andererseits mit Masse oder dem gemeinsamen Potential verbunden. Die Polarität der Zenerdiode ist so gewählt, dass sie leitet (d.h. über ihre Durchbruchsspannung vorgespannt wird) und zwar aufgrund einer Spannung, die durch den Stromfluss durch die elektromagnetischen Wicklungen und Spulen der Einspritzventile als Folge des elektromagnetischen Feldes induziert wird, welches elektromagnetische Feld versucht, nach dem Ende des Steuerimpulses sich selbst aufrecht zu erhalten. Die Zenerdioden-Anordnung ist derart ausgewählt, dass der Durchbruchspunkt sich bei einer Spannung befindet, die ausreichend niedrig liegt, so dass die in der Spule des Einspritzventils gespeicherte Energie im wesentlichen während der leitenden Periode der Zenerdiode vernichtet wird.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen

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unter Hinweis auf die Zeichnung. In dieser zeigen:

Fig.1 schematisch ein elektronisches Treibstoffeinspritzsystem, welches für Verbrennungsmaschinen mit einem beweglichen Kolben gedacht ist;

Fig.2 schematisch einen Schaltplari einer elektronischen Treibstoff-Hauptcomputerschaltung;

Fig.3 schematisch einen Schaltplan, der elektromagnetischen Einspritzventilanordnung und der Signalverstärkerstufen, die in geeigneter Weise durch die Computerschaltung gemäss Fig.2 gesteuert werden, und mit der elektronischen Energie abbauenden Steuereinrichtung nach der vorliegenden Erfindung;

Fig.4 eine Reihe von Kurven, die für ausgewählte Signalwerte kennzeichnend sind, die in dem elektronischen Treibstoffsteuersysteüi während eines Betriebszyklusses auftreten, und die zum anderen Einspritzventil-Öffnungszeit widergeben; und

Fig.5 eine Kurve in vergrössertem Maßstab entsprechend der Einspritzventilöffnung als Fuiüion der Zeit.

Fig.1 zeigt schematisch ein elektronisches Treibstoffeinspritzsystem. Das System besteht aus einer Computereinrichtung 10, einem Verteilerrohr-Druckabtaster 12, einem Temperaturfühler 14, einer Eingangszeitsteuerung 16 und aus verschiedenen anderen Abtastern, die mit 18 bezeichnet sind. Der Verteilerrohr-Druckabtaster 12 und die zugeordneten anderen Abtaster 18 sind am Körper 20 angeordnet. Der Ausgang der Computereinrichtung ist an ein elektromagnetisches Einspritzventilteil 22 gekoppelt,

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welches am Ansaugrohr 24 montiert ist und Treibstoff aus dem Tank 26 über die Pumpe 28 und Treibstoffleitungen 30 vorsieht, um einem Verbrennungszylinder 32 einer Verbrennungsmaschine Treibstoff zuzuführen. Obwohl das Einspritzventilteil 22 so dargestellt ist, dass es einen Treibstoffsprühstrahl zu einem offenen Einlassventil 34 richtet, so sei hervorgehoben, dass dies nur beispielhaft zu verstehen ist und dass auch andere Treibstoffabgäbeanordnungen verwendet werden können, die gut bekannt sind. Weiter ist es auf dem Gebiet elektrischer Treibstoffeinspritzsysteme gut bekannt, dass die Computereinrichtung Ψ 10 ein Einspritzventil, welches aus einem oder mehreren Einspritzventilteilen 22 besteht, steuern kann, die so angeordnet sind, dass sie einzeln oder in Gruppen sich ändernder Nummern in einer Aufeinanderfolge, aber auch gleichzeitig betätigt werden können. Die Computereinrichtung wird gemäss der Zeichnung durch eine Batterie 36 erregt, die eine Fahrzeugbatterie oder eine getrennte Batterie sein kann.

Die Figuren 1 und 2, insbesondere Fig. 2, zeigen ein elektronisches TreibstoffSteuersystem bzw. Hauptcomputerschaltung 110. Die Schaltung wird durch eine Versorgungsspannung erregt, die mit B+ bezeichnet ist und an verschiedenen Stellen zugeführt Wk wird. Bei der Verwendung dieses Systems in Verbindung mit einem Treibstoffsteuersystem für eine Verbrennungsmaschine kann die Spannung von der Batterie 36 und/oder dem Batterieladesystem stammen, die üblicherweise als elektrische Stromversorgung des Fahrzeugs mitgeführt wird. Ein Fachmann erkennt, dass die elektrische Polarität in der Stromversorgung auch umgedreht werden kann.

Die ScIbLtung 110 empfängt neben der Stromversorgung verschiedene Abtastereingagsgrössen in Form von SpannungsSignalen^ die kennzeichnend für verschiedene Betriebsparameter der sagsoräiieten Maschine sind. Der Verteilerrohr-Druckabtaster 12 sieht eine Spannung vor, die kennzeichnend für Ansaugdruck ist, der Temperaturabtaster 14 verändert die Spannung am parallel lie- ,

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genden Widerstand, um ein Spannungssignal vorzusehen, welches kennzeichnend für die Maschientemperatur ist. Spannungssignale, die kennzeichnend für die Geschwindigkeit der Maschine sind, werden von der Eingangszeitsteuerung 16 am Schaltungseingangsanschluss 116 empfangen. Dieses Signal kann von irgendeiner Quelle geliefert werden, die kennzeichnend für den Maschinenkurbelwinkel ist, es stammt jedoch in bevorzugter Weise vom Zündverteiler der Maschine.

Die Schaltung 110 kann zwei aufeinanderfolgende Impulse veränderlicher Dauer vorsehen, und zwar über nachfolgende Netz- ' werke zum Schaltungspunkt 118, um dadurch die "Ein"-Zeit des Transistors 120 zu steuern. Der erste Impuls wird über den Widerstand 122 von demjenigen Abschnitt der Schaltung 110 vorgesehen, dessen Eingangsgrössen kennzeichnend für den Kurbelwinkel der Maschine sind und ebenso kennzeichnend für den Ansaugdruck. Das Ende dieses Impulses lässt einen zweiten Impuls entstehen, der über den Widerstand 124 von demjenigen Abschnitt der Schaltung 110 vorgesehen wird, dessen Eingangsgrösse vom Temperaturabtaster 14 stammt. Diese Impulse, die aufeinanderfolgend am Schaltungspunkt 118 empfangen werden, dienen dazu, den Transistor 120 einzuschalten (d.h. der Transistor 120 wird in den leitenden Zustand getriggert) und ein relativ kleines a Spannungssignal ist am Schaltungsausgangsanschluss 126 vorhanden. Dieser Ausgang kann über geeignete Wärterstufen und/oder Verstärker mit den Einspritzventilen (in Fig.3 gezeigt) so verbunden werden, dass das ausgewählte Einspritzventil oder Gruppe erregt wird, wann immer der Transistor 120 eingeschaltet ist. Es ist üblich, eine Schaltereinrichtung zum Steuern zu verwenden, welche Einspritzventilgruppe oder Einspritzventil an den Schaltungspunkt 126 gekoppelt wird, wenn das System dazu verwendet wird, weniger als alle Einspritzventile zu irgendeinem Zeitpunkt zu betätigen. Da die Einspritzventilanordnung relativ langsam wirkt, und zwar verglichen mit der Geschwindigkeit elektronischer Einrichtungen, ergeben die aufeinanderfolgend am Schaltungspunkt 118 eintreffenden Impulse, dass die Ein-

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spritzventilanordnung offen bleibt, bis nach dem Ende des zweiten Impulses.

Die Dauer des ersten Impulses wird durch das monostabile Multivibratornetzwerk gesteuert, welchem die Transistoren 128 und 130 zugeordnet sind. Das Vorhandensein eines Impulses, der vom Eingangsanschluss 116 empfangen wird, triggert den Multivibrator in seinen unstabilen Zustand, wobei sich der Transistor in dem leitenden Zustand, und der Transistor 130 in dem nicht leitenden Zustand befindet. Die Zeitdauer, während welcher der Transistor 128 leitet, wird durch das Spannungssignal vom Ansaugdruckabtaster 12 gesteuert. Das Leiten des Transistors bewirkt, dass der Kollektor 128c desselben eine relativ niedrige Spannung nahe dem Massepotential oder der gemeinsamen Spannung annimmt. Diese niedrige Spannung hat zur Folge, dass die Basis 134b des Transistors 134 eine niedrige Spannung annimmt, die unterhalb derjenigen liegt, die zum Triggern des Transistors 134 in den leitenden Zustand erforderlich ist, so dass dadurch der Transistor 134 geschlossen wird. Die Spannung am Kollektor. 134c steigt daher auf die Spannung von B+ an und wird über den Widerstand 122 zum Schaltungspunkt 118 übertragen, wo der Transistor 120 dann in den leitenden Zustand getriggert wird, so dass am Schaltungsanschluss 126 eine relativ niedrige Spannung erscheint. Wie bereits ausgeführt wurde, bewirkt das Vorhandensein eines niedrigen Spannungssignals am Schaltungspunkt 126, dass das ausgewählte Einspritzventil oder Gruppe öffnet» Wenn das Spannungssignal aus dem Ansaugdruckabtaster 12 auf einen Wert abgefallen ist, der erforderlich ist, damit der Multivibrator in seinen stabilen Zustand zurückkehrt, wird der Transistor 130 in den leitenden Zustand getriggert und der Transistor 128 wird in den nicht leitenden Zustand oder geschlossenen Zustand getriggert. Dadurch wird bewirkt, dass der Transistor 134 in den leitenden Zustand gelangt, der Transistor schliesst und somit das Steuersignal am Schaltungsanschluss verschwindet.

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Während der Zeitdauer, während welcher der Transistor 134 sich im nichtleitenden Zustand befand, konnte die relativ hohe Spannung am Kollektor 134c zur Basis des Transistors 136 gelangen, so dass dadurch der Transistor 136 in den leitenden Zustand getriggert wurde. Das Widerstandsnetzwerk 138, welches an die Stromversorgung angeschlossen ist, wirkt zusammen mit dem Transistor 136 als Stromquelle und es fliesst ein Strom durch den leitenden Transistor 136, der die Kapazität 140 auflädt. Gleichzeitig wurde der Transistor 142 in den leitenden Zustand vorgespannt, wobei das Widerstandsnetzwerk 144 zusammen mit diesem Transistor eine zweite Stromquelle darstellt. Ströme aus beiden Quellen fliessen zur Basis des Transistors 146, wodurch dieser Transistor in dem leitenden Zustand gehalten wird, so dass eine niedrige Spannung am Kollektor 146c erscheint. Diese niedrige Spannung wird zur Basis des Transistors 120 über den Widerstand 124 geleitet.

Wenn der Transistor 128 abschaltet, was das Ende des ersten Impulses bedeutet, dann wird der Transistor 134 eingeschaltet und das Potential am Kollektor 134c fällt auf einen niedrigen Wert. Der Strom von der Stromquelle, die aus dem Transistor 136 und dem Widerstandsnetzwerk 138 besteht, fliesst nun durch die Basis des Transistors 136 und die Kapazität 140 hört auf sich aufzuladen. Die Kapazität ist dann aufgeladen und zwar mit einer Polarität, wie sie in Fig.2 gezeigt ist, und auf einen Wert, der kennzeichnend für die Dauer des ersten Impulses ist. Am Ende des ersten Impulses , wenn der Transistor 134 eingeschaltet ist, ist jedoch der Kollektor-Basisübergang des Transistors 136 vorwärts vorgespannt, so dass die positive Seite der Kapazität 140 nur leicht positiv gegenüber Masse wird und zwar aufgrund der Trennung gegenüber Masse durch nur einige pn-Übergänge. Hierdurch wird am Schaltungspunkt 148 eine negative Spannung erzeugt, durch die Diode 150 rückwärts vorgespannt wird und der Transistor 146 schliesst. Dadurch wird ein hohes Spannungssignal am Kollektor des Transistors 146 zum Schaltungspunkt 118 über den Widerstand 124 übertragen, welches Signal

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den Transistor 120 erneut in den leitenden Zustand triggert und es erscheint ein zweiter Einspritz-Steuerimpuls am Schaltungspunkt 126. Die Zeitdauer während des ersten und zweiten Impulses ist ausreichend kurz bemessen, so dass die Einspritzvorrichtung nicht auf die Signalunterbrechung ansprechen kann.

Wenn die Diode 150 rückwärts vorgespannt ist, fliesst der Strom aus der Stromquelle, die aus dem Transistor 142 und dem Widerstandsnetzwerk 144 besteht, durch den Schaltungspunkt 148 zur Kapazität 140, so dass diese Kapazität auf einen Punkt aufgeladen wird, so dass der Schaltungspunkt 148 erneut positiv wird. Dadurch wird die Diode 150 vorwärts vorgespannt und der Transistor 146 wird in den leitenden Zustand zurückgeführt. Hierdurch wird der zweite Impuls beendet und die Einspritzventilanordnung (nicht gezeigt) schliesst anschliessend.

Die Dauer des zweiten Impulses ist eine Funktion der Zeit, die dazu erforderlich ist, damit der Schaltungspunkt 148 ausreichend positiv werden kann, damit die Diode 150 vorwärts vorgespannt wird. Dies ist seinerseits wieder eine Funktion der Ladung in der Kapazität 140 und der Grosse des Ladestromes, der von der Stromquelle, bestehend aus dem Transistor 142 und dem Widerstandsnetzwerk 144, zugeführt wird. Die Ladung in der Kapazität 140 stellt natürlich eine Funktion der Dauer des ersten Impulses dar. Die Ladegeschwindigkeit (d.h. die Grosse des Ladestromes) ist jedoch eine Funktion der Basisspannung am Transistor 142. Dieser Wert wird durch das Spannungsteilernetzwerk 152 und 154 gesteuert, wobei das Netzwerk 154 durch den Maschinentemperaturabtaster 14 gesteuert wird.

Die Fig. 2 und 3, insbesondere Fig. 3, zeigt die vorliegende Erfindung in Verbindung mit Einspritzventil-Steuerstufen. Fig. zeigt zwei miteinander gekoppelte im wesentlichen identische Schaltungen 200 und 202, die in geeigneter Weise die Erregung des ersten und zweiten Elektromagnets 204 und 206 selektiv steuern. Ein Abschnitt des Elektromagnets kann die Erregerein-

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richtung für das Einspritzventil oder Gruppe 22 aufweisen. Jeder Elektromagnet in der Betätigungsfolge weist eine Vielzahl von Elektromagnetspulenkörpern auf. Die Schaltungen 200 und 202 weisen ebenso einen Eingang von dem Schaltungsanschluss 126 der Fig. 2 auf, ebenso eine elektromagnetische Spulenauswähleinrichtung 208, und einen Leistungsverstärker 210 und 211.

Die Elektromagnete 204 und 206 werden durch eine Diodenanordnung, bestehend aus einem Paar von Diodenteilen 212 und 214, miteinander verbunden. Diese Dioden sind in einer eins-zu-eins Beziehung zu Jeder Elektromagnetgruppe 204 und 206 angeordnet und sind mit diesen durch eine gemeinsame Elektrode verbunden, in diesem Falle die Katode. Somit sind die Dioden so angeordnet, dass sie den Stromfluss vom Leistungsverstärker 210 und 211 blockieren. Die Dioden sind zusätzlich an ihren anderen Anschlüssen verbunden (d.h. in diesem Fall an den Anoden), um einen Schaltungspunkt 215 vorzusehen, zu welchem der Strom aus den Verstärkern 210 und 211 nicht fliessen kann. Eine Zenerdiode 216 ist ebenso in der Diodenanordnung vorgesehen und ist an den Schaltungspunkt 215 an der Elektrode angeschlossen. Die Leistungsverstärker 210 und 211 bestehen aus einer Vielzahl von Transistoren 218, 220, 222, 224 und Widerständen 226, 228, 230, 232 und arbeiten derart, dass sie im wesentlichen Rechteckwellen bzw. Spannungen mit nahezu einem Spannungswert entsprechend der Stromversorgung vorsehen, die den Elektromagnetgruppen 204 und 206 zugeführt werden. Demzufolge erzeugt ein relativ schwaches Signal am Schaltungspunkt 126 ein im wesentlichen identisches Signal für die ausgewählte Spule, die jedoch eine höhere maximale Spannung hat.

Im folgenden soll die Betriebsweise der Schaltung unter Hinweis auf die Figuren 2, 3 und 4 beschrieben werden:

Die Schaltung gemäss Fig. 3 empfängt am Eingangsanschluss 126 elektrische Signale von der Hauptcomputerschaltung 110, wie sie durch die Kurven A und B in Fig. 4 dargestellt sind. Die

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Impulse gemäss der Zeile B folgen unmittelbar auf die Impulse gemäss Zeile A und diese Signale gelangen zu den Eingängen der Leistungsverstärker 210 und 211 an der Basis der Transistoren 218, wie in Zeile E veranschaulicht ist. Es sei hervorgehoben, dass, während die Zeilen oder Kurven A, B, C, D und E positive Signalwellenformen darstellen, die spezifischen Signale, die dargestellt sind, auf gemeinsamem Massepotential liegen, da die spezielle hier gezeigte Ausführungsform so beschaffen ist, dass eine Spannung, die sich der Versorgungsspannung nähert, als ein Fehlen eines Signals behandelt wird. Die Auswahleinrichtung 208, die beispielsweise ein bistabiler Flip-Flop sein kann, der durch eine Vorrichtung selektiv getriggert wird, die kennzeichnend für den Maschinenkurbelwinkel ist, wie beispielsweise der Taktgeber 16, führt dem Leistungsverstärker 210 ein Signal entsprechend der Impulsform C, und dem Leistungsverstärker 211 entsprechend der Impulsform D zu. Die mit T in den Diagrammen der Fig. 4 bezeichnete Zeitdauer stellt somit einen Betriebszyklus für die Schaltung 110 (von Fig. 2) dar, und bei der vorliegenden Ausführungsform, die zwei unabhängig betätigte Einspritzventile zeigt, die von der Elektromagnetanordnung betätigt werden, stellt sie eine Hälfte eines vollständigen Zyklusses der Schaltung von Fig. 3 oder eine Umdrehung des Maschinenkurbelwinkels dar. Während die Signale aus der Hauptcomputerschaltung 110 jedem Leistungsverstärker 210 und 211 zugeführt werden, wird das Signal aus der Auswähleinrichtung 208 nur einem Leistungsverstärker 210 oder 211 zugeführt. Der einzige Leistungsverstärker, der anspricht, aber ist derjenige Leistungsvestärker, der die Signale sowohl von der Hauptcomputerschaltung 110 als auch von der Auswähleinrichtung 208 empfängt. Für den Rest der verbleibenden Beschreibung ist angenommen, dass das Signal, welches durch die Impulsform C dargestellt ist, an den Leistungsverstärker 210 angelegt ist. Hierdurch entsteht ein Spannungsabfall am Kollektor-Basisübergang des Transistors 220 und der Transistor 220 gelangt in den leitenden Zustand. Weiter entsteht dadurch ein Spannungsunterschied am Emitter-Basisübergang des Transistors 222. Hierdurch kann eine Spannung zur Basis

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des Transistors 224 gelangen, die diesen in den leitenden Zustand bringt,und die Versorgungsspannung wird praktisch ungeschwächt der Wicklung 204 zugeführt. Die Diode 212 blockiert den Stromfluss durch den Verbindungszweig, während Strom durch die Elektromagnetgruppe 204 fliesst. Wenn der Strom sich in den elektromagnetischen Wicklungen der Elektromagnetanordnung 204 aufbaut, fängt die Einspritzventilanordnung, die dieser Gruppe zugeordnet ist, an zu öffnen entsprechend der Impulsform F von Fig. 4. Nach dem Ende der Impulsform E gelangen die Transistoren 218, 220, 222, 224 in den nicht leitenden Zustand und die Versorgungsspannung wird von der Einspritzventilanordnung, die der Elektromagnetanordnung 204 zugeordnet ist, entfernt. Aufgrund der Induktivitäten der elektromagnetischen Spulen und aufgrund der in den elektromagnetischen Feldern gespeicherten Energie hört der durch die elektromagnetische Anordnung fliessende Strom nicht unmittelbar auf zu fHessen, sondern neigt dazu, weiterhin zu fliessen. Da der Transistor 224 nicht leitend ist, wird der induzierte Strom durch die Diode 212 in Vorwärtsrichtung gezogen und durch die Zenerdiode 216 in Rückwärtsrichtung. Der induzierte Strom wird aufgrund der in der Elektromagnetanordnung 204 induzierten Spannung erzeugt, deren Polarität umgedreht ist, so dass der Einspritzventil-Öffnungsstrom und die Grosse dieser Spannung ausreichend ist, damit die Zenerdiode 216 die Durchbruchsspannung erhält. Die in den elektromagnetischen Feldern gespeicherte Energie wird durch die Zenerdiode 216 und die verschiedenen Stromkreiswiderstände, die in den elektromagnetischen Wicklungen der elektromagnetischen Anordnung 204 vorhanden sind, vernichtet. Auf diese Weise wird ein Stromflusspfad und eine Einrichtung zum Vernichten der Energie vorgesehen, um das Schliessen der Einspritzventilanordnung 22 zu beschleunigen.

Während des nächsten Betriebszyklus wird die elektromagnetische Anordnung 206 in der gleichen Weise, wie dies zuvor in Beziehung mit der Einspritzventilanordnung 204 beschrieben wurde, erregt. Das Ende des zweiten Impulses, der in Zeile B gezeigt ist, be-

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wirkt, dass der Transistor 224 im Leistungsverstärker 211 in den nicht leitenden Zustand gelangt und die elektromagnetische Anordnung 206 nicht weiter erregt wird. Ein induzierter Strom wird durch die Diode 214 (diese ist nunmehr vorwärts vorgespannt) und durch die Zenerdiode 216 gezogen, die einen Stromflusspfad vorsehen, so dass dadurch die in den elektromagnetischen Feldern, die den Induktivitäten der elektromagnetischen Anordnung 206 zugeordnet sind, gespeicherte Energie zuverlässig vernichtet wird.

Fig. 5 zeigt nun die verbesserte Schliesszeit der Einspritzventilanordnung in graphischer Form. Die Fig. 5 zeigt eine vergrösserte Darstellung der Wellenform gemäss Zeile F in Fig. 4. Die Wellenform ist mit zwei Abfallflanken gezeigt, und zwar mit einer Abfallflanke 300 und einer Abfallflanke 301. Fig. 5 zeigt die Ventilöffnung oder Öffnungsgrad als Funktion der Zeit t und die Abfallflanke 300 ist kennzeichnend für die Schliesszeit, die mit Hilfe üblicher Oszillatorschaltungen erreicht wird, und die Abfallflanke 301 ist kennzeichnend für die Schliesszeit, die bei einer praktischen Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung erreicht wird. Unter der praktischen Ausführungsform ist eine Anordnung von Elementen zu verstehen_s die im Handel Wk, erhältlich sind und so ausgewählt und bemessen sind, dass sie für einen Betrieb in einem elektronischen Treibstoffeinspritzsystem für Verbrennungsmaschinen geeignet sind.

Für einen Fachmann geht nun hervor, dass die Zenerdiode 216 auch durch ein Paar von Zenerdioden ersetzt werden kann, wobei eine dieser Zenerdioden an die Diode 212 angeschlossen ist und die andere Zenerdiode an die Diode 214 angeschlossen ist. In einer solchen Anordnung können die Dioden 212 und 214 elektrisch miteinander verbunden sein, wie dies gezeigt ist, oder sie können elektrisch unabhängig voneinander sein.

Während eine Vielzahl von Zenerdioden verwendet werden kann, und eine solche Anordnung weniger kostspielig, mehr zuverlässig

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und eine einheitliche und gesteuerte Energievernichtung der Einspritzventilanordnung bedingt und zwar verglichen mit Schaltungsanordnungen nach dem Stand der Technik, sind auch noch zusätzliche Vorteile in einem System zu verzeichnen, bei dem eine Vielzahl von in einer Aufeinanderfolge betätigten Einspritzventilen zur Anwendung gelangen. Während bekannte derartige Einrichtungen zur Unterstützung des Energieabbaus der in den elektromagnetischen Feldern gespeicherten Energie, die den elektromechanischen Treibstoffeinspritzventilen zugeordnet sind, eine inaktive Periode zum Abbauen der gespeicherten Energie erforderlich machen, kann die Zenerdiodenanordnung, wie sie zuvor beschrieben wurde, wiederholt verwendet werden, ohne dass dabei die Forderung nach einer inaktiven Periode besteht. Demnach ist eine einzige Zenerdiode für irgendeine Anzahl von aufeinanderfolgend betätigten Einspritzventilen ausreichend.

Sämtliche in der Beschreibung erkennbaren und in den Zeichnungen dargestellten Einzelheiten sind für die Erfindung von Bedeutung.

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Claims (6)

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   Patentansprüche

   Elektronisches Treibstoffeinspritzsystem für Verbrennungsmaschinen, mit einer elektromagnetisch betätigten Einspritzventilanordnung für eine gesteuerte Abgabe des Treibstoffs in die Maschine, mit einer elektromagnetischen Einrichtung zum Betätigen der Einspritzventilanordnung, mit einer Computerschaltung zum Erzeugen eines Signals, welches kennzeichnend für die Treibstoffanforderung der Maschine ist, und mit einer Steuereinrichtung, die auf das von der Computerschaltung erzeugte Signal anspricht, um die elektromagnetische Einrichtung gesteuert zu erregen, dadurch gekennzeichnet, dass an die elektromagnetische Einrichtung (204, 206) eine Diodenanordnung (212, 214, 216) elektrisch angeschlossen ist, der Art, dass diese Diodenanordnung bei Erregung der elektromagnetischen Einrichtung (204 oder 206) durch die Steuereinrichtung rückwärts vorspannbar ist und nach dem Ende der Erregung leitend ist.
2. 2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Diodenanordnung eine Zenerdiode (216) enthält.
3. 3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zenerdiode (216) so angeordnet ist, dass sie über die Durchbruchsspannung oder den DurchbruchsSpannungspunkt rückwärts vorgespannt ist, jedoch durch einen induzierten Stromfluss leitend wird.
4. 4. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Diodenanordnung eine Diode (212, 214) enthält, die an die elektromagnetische Einrichtung (204, 206) gekoppelt ist und elektrisch so angeordnet ist, dass sie immer dann nicht leitet,

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   wenn die elektromagnetische Einrichtung (204 oder 206) in Abhängigkeit von der Steuereinrichtung erregt wird,, und dass die Zenerdiode (216) mit der Diode (212, 214) mit einer gleich bezeichneten Elektrode verbunden ist.
5. 5. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzventilanordnung (204, 206) eine Vielzahl von in einer Aufeinanderfolge betätigbaren elektromagnetisch betätigten Einspritzventilen enthält,und dass die Diodenanordnung aus einer Vielzahl von Dioden (212, 214) besteht, die je ein Elektrodenpaar aufweisen und die elektromagnetische Einrichtung (204, 206) miteinander verbinden und an diese angeschlossen sind und zwar an einer gleichartigen oder gleichartig bezeichneten Elektrode, wobei der von der Steuereinrichtung zur elektromagnetischen Einrichtung (204, 206) fliessende Strom daran gehindert wird, durch die Dioden (212, 214) zu fliessen; dass weiter die anderen Elektroden der Dioden an einen gemeinsamen Schaltungspunkt (215) geführt sind und dass eine Zenerdiode (216) mit zwei Elektroden, an die genannten Elektroden (215) mit einer Elektrode angeschlossen ist, die die gleiche Bezeichnung trägt wie die anderen Elektroden (215) der Dioden.
6. 6. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Dioden (212, 214, 216) vorgesehen ist, deren Anzahl mindestens gleich der Anzahl der elektromagnetischen Vorrichtungen (204, 206) in der Betätigungsfolge ist.

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   Lee/Lite