DE2245492A1 - FUEL METERING SYSTEM - Google Patents
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Description
Su/Lm E. f 1 0 5Su / Lm E. f 1 0 5
Anlage zurAttachment to
Patent- undPatent and
Gebr auchsrnust erhil fö>Gebr alsosrnust erhil f ö >
ROBERT BOSCH GMBH, StuttgartROBERT BOSCH GMBH, Stuttgart
Kraf 151 ο Force 151 ο 1 1 f zuae s s anl af zuae s s anl a
Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffzuniessanlage für gerüischverdichtende, freradgezündete Brermkraftmaschinen, in deren Saugrohr ein Luftmessorgan und eine willkürlich betätigbare Drosselklappe hintereinander angeordnet sind und der durchströmenden Luftmenge eine im wesentlichen proportionalen Kraftstoffmenge zugemessen wird und diese- Proportionalität durchThe invention relates to a fuel injection system for soil compacting, Freradgegnete internal combustion engines, in their Suction pipe, an air measuring element and an arbitrarily actuatable throttle valve are arranged one behind the other and the flowing through Air amount is a substantially proportional amount of fuel is measured and this- proportionality through
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Robert Bosch GmbH Su/Lm R.Robert Bosch GmbH Su / Lm R.
StuttgartStuttgart
Steuerung eines das Luftmessorgan umgehenden Bypass in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen'einer im Auspuffrohr angeordneten, den Sauerstoffgehalt ermittelnden Abgasmeßsonde.Control of a bypass bypassing the air measuring element as a function of the output signals of one in the exhaust pipe arranged, the oxygen content determining exhaust gas measuring probe.
Bei einer bekannten Kraftstoffzumessanlage dieser Art wird der Sauerstoffgehalt der Abgase mit einem Sauerstoffmessfühler gemessen, der aus einem Sauerstoffionen leitenden Pestelektrolyten - vorzugsweise Zirkondioxyd - besteht. Das Ausgangssignal des Sauerstoffmessfühlers beeinflusst über einen Regelverstärker die Stellung des Bypassventils. Bei Sauerstoffmangel in den Abgasen, der auf ein zu fettes Gemisch hinweist, v/ird -das Bypassventil veiter geöffnet und das Luft-Kraftstoff-Gemisch wird abgemagert. Bei diesem bekannten Verfahren ist allerdings die relative Änderung der Proportionalität des Luft-Kraftstoff ·- Gemisches bei grossem Luftdurchsatz im Ansaugrohr, d.h. bei weit geöffneter Drosselklappe, wesentlich kleiner als bei niedrigem Luftdurchsatz. Obwohl die Zusammensetzung des Kraftstoff-Luft-Gemisches auf den gleichen Wert eingeregelt werden kann, ergeben sich bei grossem Luftdurchsatz, bis die richtige Zusammensetzung des Gemisches eingestellt ist, erhebliche Verzögerungezeiten. In a known fuel metering system of this type, the Oxygen content of the exhaust gases measured with an oxygen sensor, the plague electrolyte made of a conductive oxygen ion - preferably zirconium dioxide - consists. The output signal of the oxygen sensor is influenced by a control amplifier the position of the bypass valve. If there is a lack of oxygen in the exhaust gases, which indicates that the mixture is too rich, the bypass valve is used v is opened further and the air-fuel mixture is emaciated. In this known method, however, is the relative change in the proportionality of the air-fuel mixture with a large air flow in the intake pipe, i.e. with wide open throttle valve, much smaller than with low air flow. Although the composition of the fuel-air mixture can be adjusted to the same value, there are considerable delay times with a large air throughput until the correct composition of the mixture is set.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte KraftstoffzumessRnlage so zu verbessern, dass die Verzögerungszeit des geschlossenen Regelkreises unabhängig vom Luftdurchsatz im Saugrohr einen möglichst niederen· V/ert annimmt und dass die Regelabv;eichung möglichst in allen Betriebspunkten konstant ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss-dadurch gelöst, dass eine Grundsteuerung des Bypass abhängig von der Drosselklappenstellung und einer Zusatzsteuerung durch die Abgasmeßsonde erfolgt und dass die Steuerung mittells einer vorzugsweise einseitig gelagerten Klappe mit rechteckigerThe invention is based on the object of improving the fuel metering system mentioned at the outset in such a way that the delay time of the closed control loop is independent of the air throughput assumes a V / ert that is as low as possible in the intake manifold and that the control calibration is as low as possible in all operating points is constant. According to the invention, this object is achieved by that a basic control of the bypass depends on the Throttle position and an additional control through the Exhaust gas measuring probe takes place and that the control by means of a preferably one-sided mounted flap with a rectangular
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Robert" Bosch GmbH ' Su/Lm E.Robert "Bosch GmbH 'Su / Lm E.
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Fläche erfolgt, die in einem Bypassabschnitt rechteckigen Querschnitts angeordnet, mindestens veinen rechteckigen Durchgangsquerschnitt zwischen der sich auf einer Kreisbahn bewegenden Stirnkante der Klappe und der gegenüberliegenden, eine Kontur aufweisenden Fläche des Bypass bestimmt. Bei fester Zuordnung A7On Verstellung der Drosselklappe zur Bypassklappe kann bei entsprechender Wahl der Kontur die angestrebte, multiplikative Regelabweichung erreicht werden, d.h. es wird für eine konstante Änderung der Stellgrösse eine hierzu proportionale Änderung der Gesamtluftmenge bewirkt. Durch die Zuordnung von Drosselklappe und Bypassklappe wird ausserdem bei einer plötzlichen Tergrösserung des Luftdurchsatzes im Saugrohr auch ein grösserer Durchsatz im Bypass bewirkt. Der Regelverstärker kann dann die erforderliche Korrektur in einer'wesentlich kürzeren.Zeit vornehmen als sie ohne die Grundverstellung möglich wäre.Face takes place, arranged in a rectangular bypass section cross section, at least v a rectangular passage cross-section between the moving on a circular path end edge of the flap and the opposite, a contour having determined area of the bypass. With a fixed assignment A 7 On adjustment of the throttle valve to the bypass valve, the desired, multiplicative control deviation can be achieved with the appropriate selection of the contour, ie a constant change in the manipulated variable results in a proportional change in the total air volume. The assignment of the throttle valve and the bypass valve also results in a greater throughput in the bypass in the event of a sudden increase in the air throughput in the intake manifold. The control amplifier can then make the necessary correction in a significantly shorter time than would be possible without the basic adjustment.
Die Kontur kann gem äs s einer Differentialgleichung bestimmt wer-The contour can be determined according to a differential equation
d '!
den, welche aus der Forderung ·γ—-~ - konstant entsteht.d ' !
the one which arises from the requirement · γ—- ~ - constant.
Hierbei kennzeichnet λ die Zusammensetzung des Kraftstoffluftgemisches, wobei nach einem stöchiometrischen Gemisch die Luftzahl ?-.. = 1 ist. Die Abgasmeßsonde wiederum greift jeweils dann in die Regelung ein, wenn eine Änderung der Luftzahl K. erfolgt. Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung "der Erfindung ist die eine Kontur aufweisende Fläche an einem Teil des Bypsssrohres angeordnet, der auswechselbar ist. Auf diese Weise ist es verhältnismässig einfach, Λ. überhaupt eine derartige Kontur anzubringen und 2. ein für einen Grossteil der Motoren gleiches Bypassrohr zu haben, bei dem lediglich zur Anpassung an die Forderungen das die Kontur aufweisende Teil entsprechend ausgewählt wird. In jedem Fall kann hierdurch auf verhältnismässig einfache'Weise bei Änderung der Proportionalität zwischen Kraftstoff und Luft diese Proportionalität als solche über den ganzen Last- und Drehzahlbereich erhalten bleiben.Here, λ denotes the composition of the fuel-air mixture, with the air ratio? - .. = 1 after a stoichiometric mixture. The exhaust gas measuring probe, in turn, intervenes in the regulation whenever there is a change in the air ratio K. According to an advantageous embodiment of 'the invention, a contour having surface is disposed on a part of Bypsssrohres which is interchangeable. In this way it is relatively simple, Λ. Ever to install such a contour and 2. an equal for the majority of the motors bypass tube in which the part having the contour is selected accordingly only to adapt to the requirements. In any case, this proportionality can be obtained as such over the entire load and speed range in a relatively simple manner when the proportionality between fuel and air is changed stay.
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Nach einer zusätzlichen Ausgestaltung der Erfindung ist das Koppelungsverhältnis Drosselklappendrehwinkel ·.'/! zu Bypassklappcndrehwinkel "'2 grosser als 1 (—7-5— *- 1). Erfindungsgemäss kann hierdurch die Klappe den Bypassquerschnitt noch vergrö'ssern, wenn die Drosselklappe über 90 verdreht bereits den Saug-. rohrquerschnitt verkleinert. Hierdurch ist eine Regelung nicht nur zu kleineren, sondern insbesondere bei Vollast 'erforderlichen grösseren Luftverhältnissen "Λ möglich.According to an additional embodiment of the invention, the coupling ratio of the throttle valve rotation angle is ·. '/! to bypass flap angle of rotation "'2 greater than 1 (—7-5— * - 1). According to the invention, the flap can thereby increase the bypass cross-section if the throttle flap rotates over 90 already reduces the intake pipe cross-section only possible for smaller, but especially at full load 'required larger air conditions "Λ.
Ein /äusführungsb ei.spiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. An example of the subject of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below.
Es zeigen:Show it:
Pig. 1 eine stark vereinfachte Darstellung der Brennkraftmaschine mit einem Hegelkreis, Fig. 2 den? gesteuerte Bypass ab schnitt im Querschnitt.Pig. 1 shows a greatly simplified representation of the internal combustion engine with a Hegel circle, Fig. 2 the? controlled bypass section in cross section.
Eine Brennkraftmaschine 11 wird durch einen Filter 12 und ein Saugrohr 13? in dem eine willkürlich betätigbare Drosselklappe 14 und eine Vergaserdüse 15 mit Kraftstoffleitung 16 hintereinander angeordnet sind, mit Kraftstoff-Luft-Gemisch versorgt. Vergaserdüse 15 und Drosselklappe 14 werden durch einen Bypass 17 des Saugrohres 13 umgangen. Im Bypass 17 ist eine Bypassklappe 18 angeordnet, die einen elektrischen Eingang aufweist, der mit dem Ausgang eines Regelverstärkers 25 verbunden ist. Ausserdera kann die Bypassklappe. 18 mechanisch vorn Gaspedal 30 aus verstellt werden, über das auch die Drosselklappe 14 verstellt wird.An internal combustion engine 11 is through a filter 12 and a Suction pipe 13? in which an arbitrarily actuatable throttle valve 14 and a carburetor nozzle 15 with fuel line 16 one behind the other are arranged, supplied with a fuel-air mixture. Carburetor nozzle 15 and throttle valve 14 are bypassed 17 of the suction pipe 13 bypassed. In the bypass 17 is a bypass flap 18, which has an electrical input which is connected to the output of a control amplifier 25. The bypass valve can also. 18 mechanical front accelerator pedal 30 can be adjusted, via which the throttle valve 14 is adjusted.
Die Abgase der Brennkraftmaschine 11 werden in einer Abgassammelleitung 19 gesammelt, deren Wand 20 thermisch gegenüberThe exhaust gases from the internal combustion engine 11 are in an exhaust manifold 19 collected, the wall 20 thermally opposite
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der Umgebungsluft isoliert ist. .Die Abgassanmelleitung 19 (Auspuffrohr1) mündet in einen katalytischer! Reaktor 21 mit Ausgangsleitung 22. Yor dem katalytischer! Reaktor 21 iat in der Wand 20 der Abgassamaielleitung 19" eine SauerstoffmeSsonde 23 angeordnet. Der elektrische Ausgang der Sauerstoffmefisonde ist über einen Vorverstärker. 24 an einen Eingang des RegelveT-stärkers 25 angeschlossen. Die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 11 treibt einen Drehzahlgeber an, der aus der Reihenschaltung ' eines Impuls geber s 32 und eines Prequenagleichspp.nnungsvjandlers 33 besteht. Der Ausgang des 5'"requeri2gleichspannurigs\.randlers 33 ist mit einen zweiten.Eingang des Regelverstärkers 25 verbun-· den.is isolated from the ambient air. The exhaust gas pipe 19 (exhaust pipe 1 ) opens into a catalytic! Reactor 21 with output line 22. Yor the more catalytic! Reactor 21 has an oxygen measuring probe 23 arranged in the wall 20 of the exhaust gas pipe 19 ″. The electrical output of the oxygen measuring probe is connected via a preamplifier 24 to an input of the control amplifier 25. The crankshaft of the internal combustion engine 11 drives a speed sensor which is derived from the There is a series connection 'of a pulse generator 32 and a prequena equal voltage transducer 33. The output of the 5'"requeri2 Gleichspannurigs \. The controller 33 is connected to a second input of the control amplifier 25.
Hit dem Gaspedal 30 wird weiterhin ein Weggeber 31 betätigb, der1 als Potentiometer ausgebildet ist. Die Aus gangs spannung des Weggebers 31 ist proportional zun Auslenkungsv.'inkel des Gaspedals 30 und ist mit seinem Ausgang mit einem dritten Eingang. des Regelverstärkers" 25 verbunden.Hit the accelerator pedal 30, a travel sensor 31 is still actuated, which is 1 designed as a potentiometer. The output voltage of the transducer 31 is proportional to the deflection angle of the accelerator pedal 30 and its output is connected to a third input. of the control amplifier "25 is connected.
Sobald die Bypassklappe soweit verstellt ist und der-Zusatzluft-, strom so abgenommen hat, dass die Luft zahl ?.. unter-den Wert 0,98 absinkt, steigt die Aus gangs spannung der Sa\ierstoffmeßsondeAs soon as the bypass damper is ready adjusted and the supplementary air-current-removed so that the air speed? .. drops below-the value of 0.98, which rises from gangs voltage of Sa \ ierstoffmeßsonde
23 und entsprechend die Ausgangsspannung des Vorverstärkers23 and accordingly the output voltage of the preamplifier
24 stark an. Im Regelverstärker 25 wird damit eine Nachstellung der Bypassklappe bewirkt, immer abhängig von der Hotordrehzahl bzw. der Dross elklapperis teilung (Last des Motors)/24 strong. A readjustment is thus carried out in the control amplifier 25 the bypass valve, always depending on the hotord speed or the throttle valve division (engine load) /
In Fig. 2 ist der Abschnitt des- Bypassrohres 17 vergrössert dargestellt, in dem die Bypaasklappe 18 angeordnet ist. Das Bypassrohr 17 hat in diesem Abschnitt einen nicht näher dargestellten rechteckigen Querschnitt. Die Bypassklappe 18 ist auf einer -Welle 19 einseitig gelagert und steueret bei der Drehbewegung einen ebenfalls rechteckigen lichten Querschnitt 20.In Fig. 2, the section of the bypass pipe 17 is enlarged shown, in which the bypass valve 18 is arranged. That Bypass pipe 17 has a not shown in detail in this section rectangular cross-section. The bypass flap 18 is mounted on one side on a shaft 19 and controls the rotary movement a clear cross section 20, which is also rectangular.
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Robert Boοch GmbH Su/Lm R.Robert Boοch GmbH Su / Lm R.
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Die Änderung des Querschnitts 20 mit dem Drehvinkel der Klappe 18 hängt von der der Klappe gegenüber angeordneten Kontur 21 der Vand des Bypasses ab, die an einesa auswechselbaren Einsatzteil 22 angeordnet ist. Die Bypassklappe 18 wird durch einen Stellmotor 25 betätigt, der seine Stellgrösse von den1 iiegelvcrstärker 25 erhält. Je nach Voraussetzungen der Kraftstoff ;iu:;:essanlagc kann ein Einsatzteil 22 mit entsprechender Kontur 21 eingesetzt v/erden.The change in the cross-section 20 with the angle of rotation of the flap 18 depends on the contour 21 of the edge of the bypass, which is arranged opposite the flap and which is arranged on an exchangeable insert part 22. The bypass flap 18 is actuated by a servomotor 25 which receives its manipulated variable from the 1 iiegelvcrkraftker 25. Depending on the requirements of the fuel, an insert part 22 with a corresponding contour 21 can be inserted.
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