DE2163108B2 - Steuerschaltung fuer das brennstoffeinspritzsteuersystem einer brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuerschaltung für das Brennstoffeinspritzsteuersystem einer Brennkraftmaschine, um elektrisch die Öffnungszeit einer elektromagnetisch betätigten Brennstoffeinspritr.ventileinrichtung in Abhängigkeit von wenigstens zwei veränderlichen Betriebskenngrößen der Maschine zu steuern, mit einer Einrichtung zur Erzeugung einer Schwellenspannung, mit einer Einrichtung zur Erzeugung einer zyklischen Sägezahnspannung, deren Wert sich in einer vorbestimmten Folge oder Geschwindigkeit von einem Anfangsspannungswert zur Schwellenspannung während eines Teiles jedes Maschinenzyklus ändert, und mit auf die zyklische Sägezahnspannung ansprechenden Mitteln, um die Brennstoffeinspritzventileinrichtung für eine Dauer bei jedem Maschinenzyklus zu erregen, die durch die Zeit bestimmt ist, welche die zyklische Sägezahnspannung benötigt, um sich vom Anfangsspannungswert zur Schwellenspannung zu ändern.
Eine derartige Steuerschaltung ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 20 16 167 bekannt. Bei dieser bekannten Steuerschaltung gelangt ebenfalls ein Sägezahngenerator für die Gewinnung bzw. Bemessung der Dauer der Einspritzimpulse zur Anwendung. Die Schaltung enthält unter anderem eine Verzögerungseinrichtung zum Erzeugen eines Signals, welches eine variable Zeitdauer aufweist, wobei die Verzögerungseinrichtung einen Funktionsgenerator enthält, der auf den Maschinen-Kurbelwinkel ansprechen kann und ein

lusgangssignal erzeugt, welches wenigstens eine eigenschaft besitzt, die sich als Funktion der Zeit ändert Außerdem gelangt ein Schwellendetektor zur Anwen-Jung, um festzustellen, wann diese Eigenschaft einen «stimmten Wert erreicht hat, wobei dieser Wert cennzeichnend für die geforderte Einspritzzeit ist Die sei dem bekannten System ebenfalls vorhandene Einspritzsteuereinrichtung kann auf das Schwellendetektorsignal ansprechen und erzeugt ein Einspritzbefehlssignal. Das mit Hilfe von Funktionsgeneraioren erzeugte Sägezahnsignal besitzt eine drehzahlabhängige Steigung. Das bekannte System enthält keine Einrichtung, um den Anfangswert des Sägezahnsignals in Abhängigkeit von der Drehzahl der Maschine zu verändern.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 19 39 611 ist eine Steuerschaltung für ein Brennstoffeinspritzsteuersystem einer Brennkraftmaschine bekannt, die folgende Einrichtungen enthält: einen Rückstaudetektor, der einen Oszillator bzw. einen nachgeschalttten Oszillator ansteuert, wobei die Ausgangsgröße des nachgeschalte ten Oszillator maßgebend für die Anstiegsneigung der Sägezahnspannung eines an diesen Oszillator angeschlossenen Sägezahngenerators ist. Der Sägezahngenerator empfängt als zweite Eingangsgröße die Ausgangsimpulse eines synchron mit der Drehzahl der Brennkraftmaschine laufenden Impulsgenerators und liefert zwei Ausgangsgrößen an zwei Ausgänge, die jeweils zu einem Differentialverstärkers gelangen. Die zweite Eingangsgröße der zwei Differentialverstärker besteht aus einer Bezugsspannung eines Frequenz/ Gleichspannungswandlers, der von dem genannten Impulsgenerator gespeist wird. Die Differentialverstärker steuern Verteiler, die wiederum Antriebseinheiten für die Einspritzventile treiben. Die Differentialverstär ker erzeugen eine Ausgangsgröße vorbestimmter Breite, die dann den jeweiligen elektromagnetischen Ventilen zugeordnet wird.

Aus der DL-Patentschrift 71 248 ist schließlich eine Steuereinrichtung für eine Benzineinspritzanlage einer Brennkraftmaschine bekannt, mit einem einen Eingangstransistor und einen Ausgangstransistor enthaltenden monostabilen Multivibrator zur Erzeugung von rechteckförmigen, die Öffnungsdauer des Einspritz ventils bestimmenden Schaltimpulsen, deren jeweilige Dauer durch eine die Basis des Eingangstransistors einwirkende Steuerspannung drehzahlabhängig verän derbar ist und die eine im Takt der Schaltimpulse periodisch sich ändernde Kurvenform hat und durch eine Steuerschalteinrichtung erzeugt wird, die wenigstens zwei mit zeitlicher Verzögerung gegenüber dem jeweiligen Ende des vorausgehenden Schaltimpulses wirksam werdende Schalttransistoren enthält, von denen der erste mit seiner Bais über einen Kondensator an den Kollektor des Eingangstransistors angeschlossen ist. Bei dieser bekannten Ausführungsform besteht die Steuereinrichtung aus einer Steuerschalteinrichtung, welche die Periodendauer des monostabilen Multivibrators steuert. Die Ausgangsstufe der Steuerschalteinrichtung besteht aus einer Speichereinrichtung bzw. einem Kondensator, wobei der Ladezeitraum für diesen Kondensator von der Drehzahl der betreffenden Maschine abhängig ist und daher im Endeffekt die Periode bzw. Impulsdauer des monostabilen Multivibrators in Abhängigkeit von der Drehzahl der Maschine verändert wird. Diese bekannte Steuerschaltung ist sehr empfindlich gegenüber Schwankungen der Versorgungsspannung, da einerseits die Impulsdauer des monostabilen Multivibrators bei Veränderung der Versorgungsspannung sich ändert und andererseits auch die Ladespannung des Kondensators sich mit der Versorgungsspannung ändert

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine Steuerschaltung der eingangs definierten Art derart weiter zu verbessern, daß eine Veränderung der die Brennstoffeinspritzung bewirkenden Impulse erst ab einer bestimmten Drehzahl der Maschine herbeigeführt wird. Dabei soll die Steuerschaltung auch unabhängig gegenüber Schwankungen in der Versorgungsspannung sein.

Ausgehend von der Steuerschaltung der eingangs definierten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die die Schwellenspannung erzeugende Einrichtung nur auf den Ansaugrohrdruck anspricht und demzufolge der Wert der Schwellenspannung nur durch den Wert des Ansaugrohrdruckes der Maschine bestimmt ist, und daß eine auf die Drehzahl der Maschine ansprechende Einrichtung vorgesehen ist, die den Wert der Anfangsspannung ändert und entweder auf die Änderung der Anfangsspannung oder die Änderung der Schwellenspannung anspricht und dadurch die Zeit, die die zyklischen Sägezahnspannung benötigt, die Schwellenspannung zu erreichen, um einen Betrag ändert, der von der Größe der anderen Werte unabhängig ist.

Die Steuerschaltung nach der Erfindung enthüll somii zwei konstante Stromquellen, die getrennt und aufeinanderfolgend wenigstens eine Kapazität abwechselnd laden. Dabei wird eine Kapazität zunächst auf einen bestimmten Wert aufgeladen und dann eine bestimmte Zeit auf diesem Wert gehalten und wird dann anschließend auf einem noch höheren Wert aufgeladen.

Die Steuerschaltung nach der Erfindung ist jedoch auch gegenüber Schwankungen in der Versorgungsspannung weitgehendst unabhängig, da sich eine Veränderung der Versorgungsspannung in jedem Abschnitt des Ladespannungsverlaufes auswirkt bzw. auch der Wert der Schwellenspannung sich abhängig von der Versorgungsspannung ändert.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 7.

Weitere Vorteile der Erfindung und diese weiterausgestaltende Einzelheiten ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispiclen unter Hinweis auf die Zeichnung. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Brennstoffeinspritzsystems,

F i g. 2 ein Blockschaltbild einer Steuerschaltung für ein Brennstoffeinspritzsteuersystems, bei dem die Merkmale nach der Erfindung zur Anwendung gelangen,

F i g. 3 ein Zeitdiagramm, welches die verschiedenen Wellenformen veranschaulicht, die in der Steuerschaltung gemäß F i g. 2 auftreten,

Fig.4 Spannungssignale, die der Vergleichseinrichtung zugeführt werden, und zwar bei verschiedenen Drehzahlen bei einem konstanten Ansaugdruck im. Ansaugrohr der Maschine,

Fig.5 einen Vergleich der Ausgangsimpulse der Vergleichseinrichtung zum Erhöhen der Maschinendrehzahl,

Fig.6 einige mögliche Variationen der Wellenformen, welche die Drehzahl der Maschine wiedergeben und

F i g. 7 ein schematisches Schaltbild des Steuerschal-

s 6

tungsblockes gemäß F i g. 1 und 2. Pl und P2, die dem elektronischen Schalter-Netzwerk

F i g. 1 zeigt ein Steuersystem für eine Brennkraftma- 20 zugeführt werden, verzögern das Zuführen des

schine 7, bei dem die Steuerschaltung 1 ihre Steuersigna- Stromes Λ zu den Kapazitäten Cl und Cl um einen

Ie von Abtastern 3, 5 erhält, um den Betrieb der bestimmten zeitlichen Betrag, um eine bestimmte

Brennstoffeinspritzvorrichtungen 2 zu steuern. 5 Wellenform zu erhalten. Die Ausgangsgröße aus dem

Die Abtaster 3 und 5 weisen eine oder mehrere Kapazitätsnetzwerk 40 stellt die Spannungen dar, die an

Vorrichtungen zum Abtasten der Umdrehung der den Kapazitäten Cl und C2 während des Zuführens

Kurbelwelle der Maschine und des Druckes im der Ströme /1 und k zu den Kapazitäten Cl und C 2

Ansaugrohr der Maschine auf. erzeugt werden. Während der Zeitperiode Π, wenn ein

Die Brennstoffeinspritzvorrichtungen 2 bestehen aus 10 Triggerimpuls 77? 1 vorhanden ist, stellt die Ausgangselektromagnetisch betätigten Brennstoffeinspritzventi- spannung an Cl eine Funktion des Stromes /1, und die len, die allgemein unmittelbar in der Nachbarschaft des Ausgangsspannung von C2 eine Funktion von /₂ dar. Einlaßventils zu den Maschinenzylindern (nicht gezeigt) Während der Zeitperiode 7"2, wenn Triggerimpulse gelegen sind. Der Brennstoff wird nun unter Druck zu TR 2 vorhanden sind, stellt die Spannung an der jedem der Einspritzventile geleitet, so daß bei öffnung 15 Kapazität Cl eine Funktion des Stromes /₂, und die eines Ventils der Brennstoff in einem Zylinder der Spannung an der Kapazität C 2 eine Funktion des Maschine 7 eingespritzt wird. Bei einer Zweitaktmaschi- Stromes h dar.

ne sind allgemein zwei Gruppen von Brennstoffein- Das elektronische Schalter-Netzwerk 60 empfängt

Spritzvorrichtungen vorgesehen, die ein oder mehrere die Spannungen aus der Kapazität Cl und C 2 und

Brennstoffeinspritzventile aufweisen, um den Brenn- 20 erzeugt eine Ausgangsgröße, welche die Spannung an

stoff in die Zylinder der Maschine einzuführen. der Kapazitr t C1 während der Zeitperiode T2 ist, wenn

F i g. 2 zeigt ein Blockschaltbild welches veranschau- der Strom /₂ zur Kapazität Cl fließt, und die Spannung

licht, auf welche Weise die Steuerschaltungsanordnung an der Kapazität C2 während der Zeitperiode Tl,

auf Triggerimpulse TR1 und TR 2 anspricht, die mit der wenn der Strom /₂ zur Kapazität C 2 fließt.

Umdrehung der Kurbelwelle der Maschine synchroni- 25 Die Vergleichsstufe 80 empfängt jede Kapazitäts-

siert sind, um jede Gruppe der Brennstoffeinspritzventi- spannung während eines unterschiedlichen Zeitinter-

Ie zu einem richtigen Zeitpunkt zu öffnen. valls Ti und T2 und vergleicht diese mit einem Signa!

Der Triggerimpuls TR1 leitet den Impuls ein, welcher von der Abtastvorrichtung 5, welche den Druck im das Brennstoffeinspritzventil oder Ventile in der Ansaugrohr der Maschine überwacht. Die Vergleichs-Gruppe 1 öffnet, und der Triggerimpuls TR 2 leitet den 30 stufe 80 erzeugt dann Ausgangsimpulse mit Zeiten oder Impuls ein, welcher das Brennstoffeinspritzventil oder zeitlichen Dauern, die eine Funktion sowohl vom Druck Ventil in der Gruppe 2 öffnet, wobei dann ein im Ansaugrohr als auch/oder von der Umdrehung der Maschinenzyklus vervollständigt ist Die dick ausgezo- Kurbelwelle der Maschine sind, und die sich zeitmäßig genen Linien in der Zeichnung zeigen die Signale an. die oder in ihrer Dauer verändern, wenn entweder der vorhanden sind, wenn der Triggerimpuls 77? 2 vorhan- 35 Ansaugdruck sich ändert oder die Umdrehung der den ist. Die dünneren Linien zeigen die Signale an, die Kurbelwelle der Maschine sich ändert. Bei Situationen, vorhanden sind, wenn der Triggerimpuls TR1 vorhan- bei denen der Druck im Ansaugrohr konstant bleibt, den ist. jedoch die Umdrehung der Kurbelwelle veränderlich ist.

Die Steuerschaltung enthält eine Ladeschaltung 10, ändern sich entsprechend die Zeiten der Impulse oder

ein erstes elektronisches Schalter-Netzwerk 20, ein 40 zeitliche Dauer derselben, die die Vergleichsstufe

Triggerimpuls formendes Netzwerk 30, ein Kapazitäts- verlassen.

netzwerk 40, ein Impulsverzögerungsnetzwerk 50, ein Das dritte elektronische Schalter-Netzwerk 70

zweites elektronisches Schalter-Netzwerk 60, ein drittes empfängt die Ausgangsimpulse aus der Vergleichsstufe

elektronisches Schalter-Netzwerk 70 und eine Ver- 80 und es synchronisiert mit der Umdrehung der

gleichsstufe 80. Die Ladeschaltung 10 weist zwei ₄₅ Kurbelwelle das Anlegen dieser Impulse an die

konstante Stromquellen auf, die unterschiedliche Strö- Einspritzventile.

me Λ und /₂ zu dem ersten elektronischen Schalter- F i g. 3 zeigt ein Zeitdiagramm, welches grafisch die

Netzwerk 20 schicken, wobei die Größe der Ströme /1 Eingangsgrößen und die Signale der Brennstoffein-

und h aus den konstanten Stromquellen derart ist, daß I₂ spritzschaltungs-Anordnung gemäß F i g. 2 und 7 vpran-

eine Kapazität auf einen höheren Spannungswert 50 schaulicht

aufladen kann als /j. In bevorzugter Weise ist die Der Triggerimpulszug oder Folge μι und μ₂ bestehen

Aufladegeschwindigkeit durch den Strom h größer als aus einer Reihe von Impulsen 77? 1 und 77? 2 mit Zeiten

durch den Strom A. oder zeitlichen Dauern, die sich als Funktion der

Der Triggerimpuls aus den Netzwerk 30 und der Umdrehung der Kurbelwelle der Maschine verändern

Impuls aus dem Verzögerungsnetzwerk SO sehen 55 können. Wenn die Drehzahl der Kurbelwelle zunimmt

Impulse für das erste elektronische Schalter-Netzwerk so nimmt die Daner der Impulse 77? 1 und 77? 2 ab. Die

20 vor. Die Ausgangsgröße aus dem ersten elektroni- Zeit P entspricht derjenigen Zeit die für eine

sehen Schalter-Netzwerk 20 wird zum Kapazitätsnetz· Umdrehung der Kurbelwelle der Maschine erforderlich

werk 40 geführt welches die Kapazitäten Cl und C2 ist und sie ist gleich dem gesamten- nachfolgenden

enthält Während des Vorhandenseins eines Triggerim- 60 Zeitintervall von 77? 1 + 77? 2.

pulses (TR 1 oder 77? 2) gelangen die Ströme /1 und /₂ zu Die Impulszüge μ₂ und u* stellen die Verzögenmgsim-

den Kapazitäten C1 und C2. Der Triggerimpuls 77? 2 pulse dar, die dem elektronischen Schalter Netzwerk 20

bewirkt, daß das erste elektronische Schalter-Netzwerk in F ig. 2 zugeführt werden, und sie werden mit der

20 den Strom /j zur Kapazität Cl und den Strom A zur Vorderflanke des entsprechenden Triggerimpulses Kapazität C2 fließen läßt Der Triggerimpuls 77? 1 65 derart synchronisiert, daß die Folgefrequenz jedes

bewirkt daß das erste elektronische Schalter-Netzwerk Impulszuges U₃, U₄ von der entsprechenden Folgefre-

20 den Strom /1 zur Kapazität C1 und den Strom /₂ zur quenz der Triggerimpulszüge μ« und μ₂ abhängig ist

Kanazität C2 fließen läßt Die Verzögerungsimpulse Die lmpulszüge Us und μ* stellen die jeweils an den

7 8

Kapazitäten C1 und C 2 entstehenden Spannungen dar. wird durch Formung der Spannungswelle (A bis D; D bis

Während der Zeitperiode Ti wird der Strom /ι zur E; Λ'bis D'und D'bis E') der Kapazitäten Cl und C2

Kapazität Cl und der Strom I₂ zur Kapazität C 2 erreicht.

geleitet. Ein Verzögerungsimpuls Ti verzögert jedoch Es seien nun die Impulse Wi, W2, W3, W4, W5,

das Zuführen des Stromes/i zur Kapazität C1 um einen 5 W6 und W 7 betrachtet, welche die gleiche Dauer

bestimmten zeitlichen Intervall. Die Punkte A -D zeigen aufweisen, da die anfängliche Größe (Linien CD und

den Zeitintervall an, wenn kein Strom zur Kapazität C1 CD'), bei welcher die entsprechende Sägezahnspan-

fließt; die Punkte B nach C zeigen die Zeitdauer an, nung (DE und D'E') anfängt, die gleiche ist und die

während welcher die Kapazität Cl durch den Strom U Größe Fund F'ebenfalls gleich ist. Die Ausgangsimpul-

aufgeladen wird; die Punkte C nach D zeigen die io se Wi und W9 weisen jedoch eine längere Dauer als

Zeitperiode an, während welcher die Kapazität Cl die vorausgehenden Impulse auf, da die ansteigenden

durch den Strom h voll aufgeladen wird. Die Spannungen D£ und D'£' an einem Punkt längs der

Zeitperiode T2 zeigt den Zeitintervall an, während Linie BCund ß'C'beginnen, der unterhalb der Größe C

welchem der Strom /₂ zur Kapazität C1 und der Strom und C'liegt. Da mit anderen Worten der Strom I₂, der zu

/ι zur Kapazität C2 fließt. Während dieses Zeitintervalls 15 den Kapazitäten C1 und C2 geschickt wird, bei einem

T2 verhindert der Verzögerungsimpuls P 2, daß der niedrigeren Anfangswert beginnt, so wird ein größerer

Strom /1 die Kapazität C2 entsprechend einem Zeitintervall W8 und W9 (D bis F und D' bis F')

bestimmmten Zeitintervall aufladen kann. Von den benötigt, damit ein bestimmter Wert (Fund F') erreicht

Punkten Λ'nach B' fließt kein Strom l\ zur Kapazität wird.

C2. Von den Punkten ß'nach C'lädt der Strom h die 20 Ein wesentliches Urterscheidungsmerkmal zwischen

Kapazität C2 auf. Von den Punkten C'nach D'wird die dem Stand der Technin und der vorliegenden Erfindung

Kapazität C2 durch den Strom /1 voll aufgeladen und liegt in der Tatsache begründet, daß die Impulszüge μβ

bleibt auf einem konstanten Spannungswert. Zwischen und μ₉ keine Impulszüge darstellen, die eine konstante

den Punkten Dund £lädt der Strom I₂ die Kapazität Cl Periode und Dauer aufweisen, da der Impuls (Wi und

auf, wobei die Konstant-Stromquelle derart ausgelegt *5 W2 usw.) nicht immer zeitmäßig oder in der Dauer

ist, daß die Kapazität C1 keinen Dauerzustandswert, immer identisch sind und da die Wiederholungsperiode

der unterhalb eines bestimmten Wertes liegt, erreichen P kein regelmäßiger Intervall ist, sondern sich mit einer

kann. Änderung der Drehzahl der Kurbelwelle ändert.

Ein besonderes Merkmal nach der vorliegenden F i g. 4 zeigt eine grafische Darstellung des Drucksi-

Erfindung ist die Form der Impulszüge μ₅ und μ* 3» gnals Pfür die Vergleichsstufe (Fig. 2,80), welches eine

zwischen den Punkten A und Dund A'und D' welche Anzeige des Druckes im Ansaugrohr der Maschine

den Ort der Startpunkte für die Sägezahnspannung D darstellt und ebenso die an einer der Kapazitäten (Ct,

bis £und D'bis £'aufbauen. Die Neigung der Linien von C2) für einen Zeitintervall (Ti + T2) erzeugte Span-

D nach £ und von D'nach £'bleibt für jede Periode die nung, der gleich derjenigen Zeit ist, die für die

gleiche, und zwar ungeachtet von Änderungen in der 35 Kurbelwelle der Maschine erforderlich ist, um eine

Deuer von 7"! und T2. Diese Sägezahnspannung, die so Umdrehung zu vervollständigen,

erzeugt wird, unterscheidet sich somit von einer Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel nach der

üblichen Sägezahnspannung, deren Steigung sich mit Erfindung in Verbindung mit einer Zweitaktermaschine,

sich ändernder Dauer ändern würde. ist die für die Kurbelwelle der Maschine erforderliche

Aus den Impulszügen μ₅ und μ« läßt sich erkennen, 40 Zeit, um eine Umdrehung (Zyklus) zu vervollständigen,

daß sich mit abnehmenden Zeiten des Signals, sich die in zwei gleiche Teile (Ti und T2) aufgeteilt. Während

bestimmte Form des Signals zwischen den Punkten A der ersten Hälfte des Zyklus ist eine bestimmte

und D ändert, während sich die Form des Signals Zeitverzögerung (Linie A B) vorhanden, bevor der

zwischen den Punkten D und £ nicht ändert bzw. die Strom /1 zu einer Kapazität gelangt Da der Strom h aus

gleiche bleibt. 45 einer konstanten Stromquelle stammt, lädt sich die

Die Impulszüge μβ und μ₉ geben zusammen die Dauer Kapazität in der gezeigten Weise (Linie BC) auf. Die der Ausgangsimpulse der Vergleichsstufe bei Abwesen- Spannung erreicht nach Überschreiten des Zeitinterheit irgendeiner Druckänderung im Ansaugrohr der vails BC einen maximalen Wert (Linie CDJL Obwohl Maschine an. Die Impulszüge μβ und μβ weisen eine sowohl die Form als auch der maximale Wert der Linie Wiederholfrequenz oder Folgefrequenz auf. die von den 5° BCdurch die in F i g. 7 gezeigte Schaltung vorbestimmt Triggerimpulszügen m und μ2 abhängig ist und in dem sind, so können die Komponenten der Schaltung so Fall, wenn der Druck im Ansaugrohr konstant bleibt angeordnet und/oder abgewandelt werden, um irgendkann sich die Dauer des Ausgangsimpulses ändern. eine gewünschte Form und einen maximalen Wert wenn sich die Geschwindigkeit der Kurbelwelle der vorzusehen. Während der zweiten Hälfte des Zyklus Maschine ändert Die Dauer jedes Impulses Wi, W3, 55 gelangt der Strom h zu der Kapazität um die W5, W7, W9 usw. des Impulszuges u« beginnt wenn Sägezahnspannung entsprechend der Linie D£ zu der Strom /2 zur Kapazität C 2 fließt und endet wenn erhalten. Da der Strom k aus einer konstanten die Spannung einen bestimmten Wert F* erreicht der Stromquelle stammt wird die Kapazität mit derselben durch die Vergleichsstufe 80 aufgebaut wird In Geschwindigkeit jedesmal wenn die Kapazität durch ähnlicher Weise beginnt die Dauer jedes Impulses W2, &> den Strom h aufgeladen wird, aufgeladen. WA, W6, W8 usw. des Impulszuges μ* wenn der Strom Wenn die Maschinendrehzahl zunimmt so nehmen /2 zur Kapazität Cl fließt und endet wenn die die Zeitintervalle Π und Γ2 um gleiche Beträge ab. Spannung einen bestimmten Wert Ferreicht der durch Hierdurch wird der erste Halbzyklus (Ti), welcher die Vergleichsstufe 80 aufgebaut wird diejenige Zeit bestimmt während welcher der Strom /1

Da eine Drehzahl-Korrektur für alle Drehzahlen der ⁶S zur Kapazität fließt verkürzt In gleicher Weise wird Maschine nicht erforderlich ist kann die Dauer der der zweite Halbzyklus Γ2, welcher die Dauer bestimmt Ausgangsimpulse programmiert werden, so daß sie nur während weicher der Strom h zur Kapazität fließt

für bestimmte Maschinendrehzahlen zunimmt Dies verkürzt Dies ist durch die strichlierten Linien 2,3 und 4"

angezeigt, die die gleichen Steigungen wie die Linie 1 aufweisen, jedoch zu einem Zeitpunkt vor der Linie 1 (Τ>£ζ) beginnen.

Die Ausgangsimpulsbreite Wl der Vergleichsstufe ist der Intervall D bis F, der von der Zeit (£>,} ausgeht, bis zu welcher der Strom h zu einer Kapazität geflossen ist, bis die Spannung an der Kapazität einen bestimmten Wert (F) erreicht hat, welcher Wert durch den Druck im Ansaugrohr der Maschine aufgebaut wird. Beim Betrachten der strichlierten Linien 2, 3 und 4, die progressiv zunehmende Maschinendrehzahl darstellen, geht hervor, daß die Impulsbreite W2, erzeugt durch die Linie 2, in ihrer zeitlichen Dauer die gleiche ist wie diejenige des Impulses Wt₁ da die anfängliche Größe des Startpunktes der Sägezahnspannung die gleiche ist. Da jedoch die anfängliche Größe der Linie 3 unterhalb derjenigen der Linie 2 liegt, wird zum Aufladen der Kapazität auf denselben Wert F wie die Linien 1 und 2 eine größere Zeit benötigt. Daher ist auch die Impulsbreite W3 größer als Wl und W2. In ähnlicher Weise ist die Impulsbreite IV4 größer als die Impulsbreite W3. Zum besseren Verständnis wurde angenommen, daß der Druck Pirn Ansaugrohr konstant bleibt, während sich die Drehzahl der Maschine ändert, wie dies durch die strichlierten Linien 2, 3 und 4 angezeigt ist. In der Praxis ergibt sich eine unendliche Anzahl von Linien, die parallel zur Linie Pverlaufen, die den Druck im Ansaugrohr der Maschine darstellen können. Um jedoch den Gegenstand der Erfindung besser verständlicher zu machen — um eine Korrektur in der Ausgangsimpulsbreite für eine Änderung in der Drehzahl der Maschine zu erzielen, wenn keine Druckänderung im Ansaugrohr der Maschine auftritt, ist das Drucksignal als konstant bleibend gezeigt.

F i g. 5 zeigt einen Vergleich der zeitlichen Dauer von einigen der Ausgangsimpulse Wi, W 2, Wii und W 4 der Vergleichsstufe, und zwar für Maschinendrehzahlen, die auf die Linien 1,2,3 und 4 in F i g. 4 bezogen sind.

F i g. 6 veranschaulicht einige mögliche Abänderungen in der Wellenform A bis £, die dadurch erreicht werden können, in dem man unterschiedliche Stromquellen auf eine oder mehrere Kapazitäten über unterschiedliche Komponente schaltet. Die Linie BC (11) bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist z. B. linear, obwohl sie auch nicht linear sein könnte, wie durch die strichlierten Linien 10,12 gezeigt ist, oder aus einer Reihe von kleinen Stufen bestehen könnte. In ähnlicher Weise ist die Linie DE (1) bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel linear und weist eine bestimmte Steigung auf. die gemäß der strichlierten Linie 5 veränderlich ist Die Linien 15 und 17 stellen zwei aus einer Vielzahl von möglichen Drucksignalen dar. die der Vergleichsstufe zugeführt werden, um die Endpunkte (F) der Ausgangsimpulse der Vergleichsstufe aufzubauen.

F i g. 7 zeigt ein schematisches Schaltbild gemäß einer bevorzugten Ausführungsform zum Erzielen der Funktion der Steuerschaltung gemäß F i g. 2.

Die Komponenten der Ladeschaltung 10 sind mit einer strichlierten Linie umrandet, diese enthält die Spannungsquelle 100, die Transistoren 101 und 102; Widerstände 110 bis 115. Die Ausgangsgrößen der Transistoren 101 und 102 sind die Ströme /i und I₂, welche also die konstanten Ströme zum Aufladen der Kapazitäten CI und CT. darstellen.

Die Komponenten des ersten elektronischen Schalter-Netzwerkes 20 sind ebenfalls mit einer strichlierten ι inie umrandet Das erste elektronische Schalter-Netzwerk 20 enthält Transistoren 131 bis 138; Widerstände 141 bis 148; und Dioden 151 bis 160. Die Ströme U und h aus der Ladeschaltung 10 werden in das erste elektronische Schalter-Netzwerk 20 an den Kollektoren der Transistoren 131 bis 134 eingespeist. Die Ströme /ι und h werden dann zwischen den Transistoren durch Anlegen der Triggerimpulse TR 1 an die Basisanschlüsse der Transistoren 132 und 133 über Widerstände 143' und 144 eingeschaltet und ebenfalls durch Triggerimpulse 77? 2 an den Basisanschlüssen der Transistoren 131 und 134 über Widerstände !41 und 142 eingeschaltet.

Dieser Vorgang bewirkt, daß die Ströme I\ und k abwechselnd die Kapazitäten Ci und C 2 aufladen.

Das Kapazitätsnetzwerk 40 weist zwei Kapazitäten Cl und C2 auf, welche abwechselnd durch die Ströme /1 und h in Abhängigkeit von Triggerimpulsen TR i und TR 2 geladen werden.

Das zweite elektronische Schalter-Netzwerk 60 besteht aus zwei Dioden 161 und 162, die abwechselnd vorwärts und rückwärts durch die Spannungen an der Kapazität Cl und C2 vorgespannt werden und die periodischen Signale zur Vergleichsstufe 80 zuführen.

Die Vergleichsstufe 80 ist im rechten unteren Abschnitt der Fig.7 gelegen und ist durch eine strichliertc Linie umrahmt. Die Vergleichsstufe 80 enthält Transistoren 171, 172, 173; und Widerstände 181, 182 und 183. Die Vergleichsstufe 80 empfängt ein Eingangssignal vom Ansaugrohr der Maschine an der Basis des Transistors 172 und die periodischen Signale, die durch die Kapazitäten Cl und C2 erzeugt werden, erscheinen an der Basis des Transistors 171. Das Signal von dem Ansaugrohr der Maschine baut die Bezugsspannung auf, welche die Beendigung eines Eingangsimpulses (μ₈, μ?) bewirkt, wenn die Kapazitätsspannung (μ5, μβ) diese Spannung (F und F') erreicht. Die Ausgangsgröße der Vergleicherstufe 80 besteht dann aus einer Reihe von Impulsen, die von dem Verbindungspunkt zwischen den Widerständen 182 und 183 abgegriffen werden. Die Ausgangsimpulse weisen

Zeiten oder eine Dauer auf. die sich mit den Änderungen des Druckes im Ansaugrohr und/oder mit den Änderungen der Drehzahl der Kurbelwelle der Maschine ändern.

Die Wellenformen μι, μ2, μ3, μ«, μ5, μ*, μβ und μο, die in F i g. 3 gezeigt sind, sind in dem Schema gemäß F i g. 7 gezeigt. Die Ausgangsgröße der Vergleichsstufe 80, die beispielsweise zum dritten elektronischen Schalter 70 gelangt, besteht aus den Impulszügen μ₈, μ₉. Ähnlich gelangen die Impulszüge von μ5 und μ« zu den Eingängen des zweiten elektronischen Schalter-Netzwerkes 60. Die Impulszüge μι. μ₂, μ₃ und μ4 gelangen als Eingangsgrößen zu dem ersten elektronischen Schalter-Netzwerk 20. An dieser Stelle sei erneut hervorgehoben, daß die Breiten der Impulse W9 und W8 der Impulszüge u« und μ« (F i g. 3) eine Dauer aufweisen, die größer ist als diejenige der vorangegangenen Impulse Wl, W2 usw. Dies ist deshalb der Fall, da die Sägezahnspannungsabschnitte DE und D'£"der Impulszüge μ5 und μ« zu einem Zeitpunkt auf der Steigung der

Linie BC und B'C beginnen. Da die Steigung der Sägezahnspannungen DE und D'E' für alle Zyklen die gleiche bleibt und da die Sägezahnspannungen D£ und D'E' bei einem niedrigeren Anfangswert fur W8 und W9 starten, wird zum Erreichen der Sägezahnspannung

des bestimmten Wertes F und P ein größerer Zeitintervall benötigt so daß die Zeiten oder Dauer der Impulse W8 und W$ länger sind als bei einem entsprechenden vorausgegangenen Impuls.

Betriebsweise

Das Steuersystem nach der vorliegenden Erfindung arbeitet nun in folgender Weise: Die Abtastvorrichtung 3, welche die Drehzahl der Maschine abtastet, und die Abtastvorrichtung 5, welche den Druck im Ansaugrohr der Maschine abtastet, senden Signale zur Steuerschaltung t. Das Signal aus dem Abtaster 3 wird einem Triggerimpuls formenden Netzwerk 30 eingespeist, dessen Ausgangsgrößen zu den elektronischen Schal- to ter-Netzwerken 20, 30 und 70 geführt werden, um das Anlegen der Spannungsimpulse an die Brennstoffeinspritzventile mit der Drehzahl der Maschine zu synchronisieren. Die Steuerschaltungs-Anordnung enthält zwei konstante Stromquellen, die abwechselnd an die Kapazitäten Cl und C2 in Abhängigkeit von den durch das impulsformende Netzwerk 30 erzeugten Triggerimpulse angelegt werden. Die Kapazitäten Cl und C2 werden dann periodisch auf die Spannungen aufgeladen, die in F i g. 3 auf μ5 und μ6 gezeigt sind. Das zweite elektronische Schalter-Netzwerk 60 überträgt dann die an der Kapazität Cl für die Periode T2 erzeugte Spannung und die Spannung, die an der Kapazität C2 für die Periode ΤΊ erzeugt wird, zur Vergleichsstufe 80, die ebenso ein Signal empfängt, *5 welches kennzeichnend für den Druck im Ansaugrohr der Maschine ist. Dieses den Druck im Ansaugrohr kennzeichnende Signal baut einen Bezugsspannungswert auf, der, wenn er durch die Kapazitätsspannung μ₅ und μβ erreicht wird, einen Impuls (Wi, VV 2 usw.) endigen läßt, der die Vergleichsstufe 80 verläßt. Die Vergleichsstufe 80 erzeugt daher Impulszüge μβ und μ9, deren Impulse zeitliche Dauer aufweisen, die eine Funktion des Druckes im Ausgang&roiir der Maschine und/oder der Drehzhal der Maschine sind. Die Zeiten der Impulse (Wl, W2 usw.) aus der Vergleichsstufe 80 ändern sich daher, wenn entweder die Drehzahl der Maschine oder der Druck im Ansaugrohr der Maschine erhöht wird oder vermindert wird. Von größerer Bedeutung ist jedoch, daß sich die Dauer der Impulse, die zu den Brennstoffeinspritzventilen geschickt werden, verändern kann, wenn die Drehzahl der Kurbelwelle der Maschine sich ändert, obwohl der Druck im Ansaugrohr der Maschine konstant bleibt.

Nachdem die Impulse die Vergleichsstufe 80 verlassen haben, gelangen si^ in das dritte elektronische Schalter-Netzwerk 70, welches das Anlegen dieser Impulse mil der Drehzahl der Kurbelwelle der Maschine synchronisiert.

Daher ändert sich die zeitliche Dauer der Impulse, welche die Öffnungszeit der Brennstoffeinspritzventile steuern, wenn die für eine Umdrehung der Kurbelwelle der Maschine erforderliche Zeit sich ändert. Diese kurze Ansprechzeit, die bisher noch nie erreicht wurde, führt zu einem optimalen Luft-Zu-Treibstoffverhältnis während des Betriebes der Maschine, wodurch der Wirkungsgrad der Maschine maximal gestaltet wird und die Giftstoffe vermindert werden, die normalerweise in die umgebende Atmosphäre ausgestoßen werden.

Obwohl nur ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel nach der Erfindung beschrieben wurde, so geht für einen Fachmann hervo ·, daß eine Reihe von Abwandlungen und Abänderungen vorgenommen werden können, ohne jedoch dabei den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Man kann beispielsweise die Größen, Zeiten und Polaritäten der in den Diagrammen gezeigten Impulse auf verschiedene Weise abändern. Beispielsweise kann die Form der Spannung an den Kapazitäten Cl und C2(Fig. 3) von A bis Dund A'bis D' geändert werden, und zwar entsprechend irgendeiner gewünschten Form, indem man die Komponenten der Ladeschaltung 10 in geeigneter Weise auswählt. Darüber hinaus kann die Schaltungsanordnung so abgewandelt werden, daß mehr als zwei Einspritzventil-Gruppen gesteuert werden, oder es können mehr als zwei konstante Stromquellen verwendet werden, um die gewünschten Wellenformen zu erhalten. Auch die Steigerungen der linear ansteigenden Spannungen, die an den Kapazitäten C1 und C2 erzeugt werden, können für unterschiedliche Maschinentypen zugeschnitten werden, so daß die Öffnungszeit der Einspritzventile, die eine Funktion der Drehzahl der Maschine ist, mehr den Anforderungen der Maschine angepaßt wird.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Steuerschaltung für das Brennstoffeinspritzsteuersystem einer Brennkraftmaschine, um elektrisch die Öffnungszeit einer elektronisch betätigten Brennstoffeinspritzventileinrichtung in Abhängigkeit von wenigstens zwei veränderlichen Betriebskenngrößen'der Maschine zu steuern, mit einer Einrichtung zur Erzeugung einer Schwellenspannung, mit einer Einrichtung zur Erzeugung einer zyklischen Sägezahnspannung, deren Wert sich in einer vorbestimmten Folge oder Geschwindigkeit von einem Anfangsspannungswert zur Schwellen spannung während eines Teiles jedes Maschinenzyklus ändert und mit auf die zyklische Sägezahnspannung ansprechenden Mitteln, um die Brennstoffeinspritzventileinrichtung für eine Dauer bei jedem Mascbinen2ykJus zu erregen, die durch die Zeit bestimmt ist, welche die zyklische Sägezahnspannung benötigt, um sich vom Anfangsspannungswert zur Schwellenspannung zu ändern, dadurch gekennzeichnet, daß die die Schwellenspannung erzeugende Einrichtung (5) nur auf den Ansaugrohrdruck anspricht und demzufolge der Wert (F) der Schwellenspannung nur durch den Wert des Ansaugrohrdruckes der Maschine bestimmt ist, und daß eine auf die Drehzahl der Maschine ansprechende Einrichtung (20, 40, 60, 80) vorgesehen ist, die den Wert der Anfangsspannung (D) ändert und entweder auf die Änderung der Anfangsspannung (D) oder die Änderung der Schwellenspannung (F) anspricht und dadurch die Zeit, die die zyklische Sägezahnspannung benötigt, die Schwellenspannung zu erreichen, um einen Betrag ändert, der von der Größe der anderen Werte unabhängig ist.

2. Steuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Erzeugen der zyklischen Sägezahnspannung folgende Einrichtungen und Merkmale aufweist: eine erste konstante Stromquelle (100,101,110,111,112), die einen ersten Strom (A) liefert; eine zweite konstante Stromquelle (100,102,113,114,115), die einen zweiten Strom (I₂) liefert; wenigstens eine abwechselnd mit der ersten und der zweiten Stromquelle (100-112, 100-115) verbindbare Kapazität (Ci), wobei die zweite Stromquelle (100-115) die Kapazität (Ci) auf eine höhrere Spannung aufladen kann als die erste Stromquelle (100-112); und eine Schaltervorrichtung (132, 134) zum Schalten des ersten und des zweiten Stromes (A, /2), um die Kapazität (Ci) für eine Zeitperiode getrennt und aufeinanderfolgend zu laden, die eine Funktion der Drehzahl der Maschine ist.

3. Steuerschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazität (Ci) über die Schaltervorrichtung (132, 134) durch den ersten Strom (A) derart aufladbar ist, daß eine erste Sägezahnspannungskomponente an der Kapazität (Ci) erzeugt werden kann, die nach einem vorbestimmten Zeitintervall auf einem konstanten Wert hin ausläuft, und daß die Kapazität (Ci) über die Schaltervorrichtung (132, 134) durch den zweiten Strom (I₂) derart aufladbar ist, daß eine zweite Sägezahnspannungskomponente an der Kapazität (Ci) erzeugt werden kann, die kontinuierlich zunimmt bzw. ansteigt.

4. Steuerschaltung nach Anspruch 2, mit einer auf die Drehung der Kurbelwelle der Maschine ansprechenden Einrichtung zum Erzeugen von Triggerimpulsen, deren Folgefrequenz eine Funktion der Drehzahl der Kurbelwelle der Maschine ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Triggerimpulse der Schaltervorrichtung (132,134) zugeführt werden, um das getrennte und aufeinanderfolgende Zuführen des ersten und des zweiten Stromes (Iu I₂) zur Kapazität (Ci) durch die Schaltervorrichtung (132, 134) zu steuern.

5. Steuerschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Zuführen des ersten Stromes (/]) zur Kapazität (Ci) durch die Schalter-

vorrichtung (132, 134) mit der Vorderflanke der Triggerimpulse synchronisiert ist und daß das Zuführen des zweiten Stromes (h) zur Kapazität (Ci) durch die Schaltervorrichtung (132, 134) mit der Hinterflanke der Triggerimpulse synchronisiert ist

6. Steuerschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verzögerungsnetzwerk (50) vorgesehen ist, um das Zuführen des ersten Stromes (A) zur Kapazität (Ci) durch die Schaltervorrichtung (132, 134) um einen vorbestimmten Zeitintervall gegenüber der Vorderflanke der Triggerimpulse zu verzögern.

7. Steuerschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Zuführen des ersten Stromes (A) zur Kapazität (Ci) durch die Schaltervorrichtung (132,134) synchron mit der Hinterflanke der Triggerimpulse endet und daß das Zuführen des zweiten Stromes (/2) zur Kapazität (Ci) durch die Schaltervorrichtung (132, 134) synchron mit der Hinterflanke der Triggerimpulse beginnt und mit der Vorderflanke der Triggerimpulse endet.