DE2262864B2 - Elektronisch gesteuerte brennstoffeinspritzvorrichtung fuer brennkraftmaschinen - Google Patents
Elektronisch gesteuerte brennstoffeinspritzvorrichtung fuer brennkraftmaschinenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine elektronisch gesteuerte Brennstoffeinspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen,
die vorzugsweise für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine einen elektrisch betätigten Brennstoffinjektor
aufweist, mit einer stabilisierten Spannungsquelle, einem im Ruhezustand gesperrten ersten Transistor,
einer mit diesem Transistor und dem Injektor in Reihe liegenden, insbesondere durch einen steuerbaren Siliziumgleichrichter
gebildeten Schalteinrichtung und einer die Schalteinrichtung mit einem Pol der Spannungsquelle
verbindenden Induktivität sowie mit einer Zeitstufe zum Erzeugen von ein Maß für den Brennstoffbedarf
darstellenden und die Öffnungszeit des Injektors bestimmenden Spannungssignalen.
Es sind bereits Brennstoffeinspritzvorrichtungen für Brennkraftmaschinen vorgeschlagen worden, in welchen
die einzelnen Injektoren aufeinanderfolgend betätigt werden. Bei hohen Drehzahlen der Brennkraftmaschine
müssen die Injektoren während einer Umdrehung der Brennkraftmaschine relativ lange Zeit
geöffnet bleiben, um die in diesem Falle verhältnismäßig große Menge an Brennstoff zuführen zu können. Damit
sind insofern Nachteile verbunden, als bei hohen Drehzahlen der Brennkraftmaschine die Injektoren
rasch aufeinanderfolgend betätigt werden müssen und für jeden einzelnen Injektor nur eine kurze Arbeitsdauer
zur Verfügung steht. Eine weitere Schwierigkeit bei mit elektromagnetisch gesteuerten Injektoren ausgestatteten
Brennstoffeinspritzvorrichtungen liegt darin, daß die Einspritzzeiten der einzelnen Injektoren wegen
kleiner Verschiedenheiten im Aufbau und anderer Faktoren untereinander verschieden sind. Es ist daher
unter anderem wichtig, daß die Injektoren äußerst rasch geöffnet werden, um Schwankungen der Zeitspanne
zwischen dem Aufsteuern des Injektors und dem Beginn
der Brennstoffeinspritzung möglichst klein zu halten
Bei einer bekannten Vorrichtung zur Steuerung der Erregung von einem oder mehreren Elektromagneten
oder von Gruppen von Elektromagneten, insbesondere zur Steuerung elektromagnetischer Einspritzdüsen
wobei den Elektromagneten oder Gruppen von Elektromagneten zu Beginn ihrer Erregung ein Signal
hoher Spannung und zur Aufrechterhaltung ihrer Erregung eine konstante Spannung variabler Dauer
zugeführt wird, ist in dem Schaltkreis zur Steuerung der
Elektromagnete oder der Gruppen von Elektromagneten mindestens eine Selbstinduktionsspule vorgesehen
die mit derselben Frequenz wie die Elektromagnete bzw. Gruppen von Elektromagneten mittels selektiver
Steuermittel periodisch erregt wird und deren elektro- i$
magnetische Energie bei Unterbrechung ihrer Erregung direkt oder indirekt einem nachfolgend zu erregenden
Elektromagneten zugeführt wird (DT-OS 10 64 543). Bei
einem solchen prinzipiellen Aufbau ergäbe sich beim Einschalten des ersten Elektromagneten nicht nur kerne
Beschleunigung des Stromanstieges, sondern durch die zusätzlich eingeschaltete Selbstinduktion beim Anlegen
des stromlosen Kreises an eine Spannungsquelle sogar eine Verlangsamung des Stromanstieges. Im Dauerbetrieb
wäre der gewünschte Effekt auch nur bei einer bestimmten Schaltfrequenz bzw. einer bestimmten
Pausendauer zwischen dem Abschalten eines Elektromagneten und dem Einschalten des nächstfolgenden
Elektromagneten erzielbar, da an der zusätzlichen Induktivität nach dem Unterbrechen des Stromes durch
parasitäre Kapazitäten eine gedämpfte Schwingung auftreten wird und eine günstige Energieausnützung nur
beim Einschalten des nächstfolgenden Elektromagneten in einer günstigen Phasenlage dieser gedämpften
Schwingung erfolgen kann. Die Ausführungsbeispiele der bekannten Vorrichtung betreffen die Steuerung der
Injektoren von Brennkraftmaschinen, und hierbei sind stets zusätzlich zu der im Ruhezustand stromlosen
Induktivität mindestens ein Gleichrichter und ein Speicherkondensator erforderlich, um die gewünschte
Energiespeicherung unabhängig von der Motordrehzahl bzw. Arbeitsfrequenz bewerkstelligen zu können.
Außer der vorstehend beschriebenen Schaltungsanordnung
gibt es noch andere bekannte Möglichkeiten zur Beschleunigung des Stromanstieges beim Einschalten
einer induktiven Last, wobei jedoch nicht von der Reihenschaltung einer zusätzlichen Induktivität Ge
brauch gemacht wird. So ist die Verwendung eines Kondensators als kapazitiver Energiespeicher oder
eines Transformators als induktiver Energiespeicher bekannt, wobei die Zuführung zusätzlicher Anfengsenergie
zum Aufsteuern eines Injektors über eine Diode und/oder Transistoren erfolgt (DT-OS 17 51403).
Gemäß einem weiteren Vorschlag ist entweder in Reihe mit der Erregerwicklung eines Injektors ein ohmscher
Widerstand geschaltet, der durch einen Kondensator oder einen anfänglich leitenden Transistor überbrückt
ist, oder es wird die Basis des Schalttransistors für den Injektorstromkreis über eine Parallelschaltung aus
Widerstand und Kondensator angesteuert (DT-OS 20 15 589). In den letztgenannten Fällen wird die
Energie und insbesondere die Spannung der Speisequelle nicht günstig ausgenützt, weshalb im ersteren Fall e:n
Gleichspannungswandler zur Versorgung vorgesehen
ISt. fts
Die Erfindung zielt darauf ab, eine einfache Schaltung :ür eine elektronisch gesteuerte Brennstoffeinspritzvor-•ichtung
für Brennkraftmaschinen zu schaffen, bei welcher im Stromkreis der Erregerwicklungen der
Injektoren eine Induktivität liegt und mittels welcher von Beginn an, d.h. auch bereits für den ersten
aufzusteuernden Injektor, und unabhängig von tier Drthzahl der Brennkraftmaschine beim Einschalten
eines Injektors ein Energieimpuls zur Beschleunigung des Ansprechens zur Verfügung gesteüt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß die die Induktivität mit der Schalteinrichtung verbindende Leitung im Ruhezustand mit dem anderen,
an Masse liegenden Pol der Spannungsquelle in Verbindung steht und daß eine auf die ein Maß für den
Brennstoffbedarf darstellenden Spannungssignale ansprechende Steuereinrichtung vorgesehen ist, welche
den ersten Transistor und die Schalteinrichtung in den leitenden Zustand überführt und bewirkt, daß die
Induktivität dem Injektor einen Impuls hoher Energie zum raschen Öffnen desselben zuführt, wobei Steuereinrichtung,
erster Transistor und Schalteinrichtung in einem Ansteuerschaltkreis angeordnet sind.
Im Gegensatz zur bekannten Schaltung mit Serieninduktivität
im Stromkreis der Erregerwicklungen der Injektoren, bei welcher der Stromkreis der Serieninduktivität
im Ruhezustand offen ist, ist gemäß der Erfindung die Induktivität im Ruhezustand stromdurchflossen, und
dadurch ist in dieser ein Magnetfeld vorhanden. Beim Einschalten eines Injektors über den ersten Transistor
und die Schalteinrichtung wird die Überbrückung von dem vom einen Pol der Spannungsquelle abgewandten
Anschluß der Induktivität zum anderen, an Masse liegenden Pol der Spannungsquelle aufgehoben und
durch das hierbei zusammenbrechende Magnetfeld der induktivität wird unmittelbar ein elektrischer Energieimpuls
für die Beschleunigung der Erregung des Injektors gewonnen, ohne das eine Zwischenspeicherung
der von der Induktivität gelieferten Energie mittels Gleichrichter und Kondensator erforderlich ist wie im
bekannten Fall.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert.
In der Zeichnung zeigt Fig. 1 ein vereinfachtes Blockschaltbild des den Erregerstrom für den Magnet
eines Injektors liefernden Stellkreises in einem einzigen Zweig einer erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzvorrichtung
und die F i g. 2A und 2B zusammen ein Schaltschema für eine erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzvorrichtung.
Gemäß F i g. 1 ist für jeden Zylinder, der im vorliegenden Falle acht Zylinder besitzenden Brennkraftmaschine,
ein logischer Schaltkreis 10 vorgesehen, welcher synchron zu den zugehörigen Zylindern den
Brennstoffbedarf simulierende Rechteckimpulse abgibt. Diese Rechteckimpulse werden nach einer negativen
Logik verarbeitet, d. h. daß die negativen Teile dieser Impulse als ElN-lmpulse und die positiven Teile als
AUS-lmpulse verwendet werden. Die Dauer der EIN-Impulse ist gleich dem Brennstoffeinspritzintervall
und proportional dem Brennstoffbedarf, der von der Brennkraftmaschine zugeordneten geeigneten Fühlern
erfaßt wird. In F i g. 1 ist nur der für den Zylinder 5 der Brennkraftmaschine zugeordnete Zweig der Brennstoffeinspritzvorrichtung
dargestellt. Dieser Zweig ist mit einem einen Stellimpuls an den Magnet für den zugehörigen Injektor liefernden, im folgenden Stellkreis
genannten Ansteuerschaltkreis 300 und einem Startkreis 400 ausgestattet. Die vom logischen Schaltkreis 10
gelieferten Impulse gelangen an den Eingang des Verstärkers 12. welcher eine StromeesenkoDDlune 15
besitzt und über die Leitung 14 an eine spannungsstabilisierte Stromquelle angeschlossen ist. Dieser Verstärker
12 ist ein vielstufiger Verstärker, der entsprechend F i g. 2A aufgebaut ist. Gemäß F i g. 2A gelangt im
wesentlichen die volle Versorgungsspannung über die Leitung 14, den Widerstand /?309, die Diode D 304 und
die Leitung 16 an einen Pol des Magneten des Injektors, welcher als elektromagnetisch gesteuertes Ventil
ausgebildet ist und in üblicher Weise mit der Brennstoffleitung in Verbindung steht. Zunächst fließt
jedoch durch den Magnet des Injektors noch kein Erregerstrom, da die Leitung 18 durch den Transistor
Q304 noch gesperrt ist, der seinerseits über den Ausgang 20 des Verstärkers 12 gesperrt gehalten wird,
weil der Verstärker 12 mit dem gleichen Ausgang am Tor 22 des gesteuerten Siliziumgleichrichters SCR 301
liegt.
Während der EIN-Impuls an den Verstärker 12
gelangt, wird der Verstärker 12 eingeschaltet und der Transistor Q304 leitend, womit Strom durch die Leitung
14,16 den Magnet des Injektors, die Leitung 18 und den Transistor ζ804 fließt, also der Injektor während der
Dauer des EIN-Impulses offengehalten wird. Um den Injektor rascher zu öffnen und damit den Zeitpunkt des
Aufsteuerns des Injektors genauer festzulegen, wird der Magnet des Injektors zusätzlich mit einem hohen
Erregerstrom versorgt, was im gezeigten Ausführungsbeispiel mittels des Startkreises 400 erreicht wird.
Dieser Startkreis 400 besitzt einen monostabilen Multivibrator 24, eine Verstärkerwirkung besitzende
Nebenschiußschaltung 26, eine Induktivität L401 und einen Widerstand /7411. Die vom logischen Schaltkreis
10 gelieferten Impulse 11 gelangen über die Leitung 28
an den Multivibrator 24. Im AUS-Zustand fließt Strom über die Leitung 14 und die Serienschaltung von /?411
und MOl und dann über die letzte Stufe der Nebenschlußschaltung 26 direkt gegen Masse, da die
Nebenschlußschaltung 26 durch den Multivibrator 24 leitend gemacht wurde. Über den gesteuerten Silizium-Gleichrichter
SCR30i fließt jedoch kein Strom zum Magnet des Injektors, da dieser durch die an seinem Tor
liegende Spannung gesperrt ist und der Transistor ζβΟ4
ebenfalls gesperrt ist Sobald ein EIN-Impuls einsetzt,
wird der Multivibrator 24 über die Leitung 28 für eine kurze Zeit von etwa 1 msec in den EIN-Zustand
umgeschaltet, womit die Nebenschlußschaltung 26 gesperrt und gleichzeitig durch den Verstärker 12 der
gesteuerte Silizium-Gleichrichter SC/Ö01 und der
Transistor Q3Q4 in den leitenden Zustand gebracht wird,
so daß nun der über die Induktivität £401 fließende Strom über den gesteuerten Silizium-Gleichrichter
SCIQOi, den Magnet des Injektors und den Transistor Q304 fließt Der von der Induktivität £401 zu Beginn des
EIN-Impulses gelieferte hohe Eingangsstrom fließt nur so lange, als es zum raschen Aufsteuern des Injektors
erforderlich ist Anschließend schaltet der monostabile Multivibrator 24 wieder in seinen AUS-Zustand um und
macht die Ausgangsstufe der Nebenschlußschaltung 26 leitend, womit die Leitung 30 und auch die Anode des
gesteuerten Silizium-Gleichrichters SCR30i an Masse gelegt wird und damit auch verhindert wird, daß weiter
Strom über die Induktivität 1401 dem Magnet des Injektors zugeführt wird. Für die restliche Dauer des
EIN-Impulses wird der Injektor lediglich durch den über den Widerstand 309, die Diode £804 und die Leitung 16
fliessenden Strom offengehalten. Da der Verstärker 12 durch die Stromgegenkopplung 15 stabilisiert ist, kann
der E.rregerstroin für den Magnet des Injektors genau
auf einen bestimmten Wert festgelegt werden und damit erreicht werden, daß der Injektor beim Ablauf eines
EIN-Impulses rasch schließt Durch die beschriebene Anordnung kann mittels eines einzigen Startkreises 400
jeder der Zweige der Brennstoffeinspritzvorrichtung so beaufschlagt werden, daß zum richtigen Zeitpunkt ein
äußerst kurzer Einschaltstromimpuls hoher Stärke zu Beginn eines jeden EIN-impulses an den Stellkreis 300
des Zweiges geliefert wird.
Im Verbraucherstromkreis 32 wird am Ende eines jeden vom logischen Schaltkreis 10 gelieferten Impulses
die Erregerwicklung des Magneten des Injektors kurzgeschlossen und der zugeführte Strom in Verlustleistung
umgesetzt
tj Wie bereits erwähnt, liefert der logische Schaltkreis
10 die EIN-Impulse für jeden Injektor. Das vom
Schaltkreis 10 abgegebene Signal kommt über die in F i g. 2A gezeigte Leitung 55 an und ist nach einer
negativen Logik programmiert, so daß bei hohem
J0 Potential, beispielsweise Batteriespannung, der Leitung
55 der zugehörige Injektor geschlossen und bei niedrigem Potential, beispielsweise einem nahe bei
Nullpotential liegenden Potential, der Leitung 55 der Injektor geöffnet ist.
Die Arbeitsweise der Schaltung gemäß F i g. 2 wird im folgenden im Zusammenhang mit dem Zweig Nr. 5
der erfindungsgemäßen Vorrichtung näher erläutert. Bei hohem Eingangssignal 11 fließt durch die Dioden
£801 und £802 kein Strom und der Transistor 0302 ist gesperrt. Die Diode £805 ist in Sperrichtung vorgespannt,
womit der gesteuerte Silizium-Gleichrichter SC773O1 und der Transistor ζ801 gesperrt ist und im
Widerstand Ä314 kein Strom fließt Auch die Transistoren (*J03 und Q304 sind gesperrt, so daß kein
Erregerstrom den Magnet des zugehörigen Injektors durchfließt.
Bei abfallendem Signal 11 fließt Strom durch den Widerstand Ä301, womit die Dioden £001 und £302 in
Durchlaßrichtung vorgespannt und damit leitend werden. Der Widerstandswert der Widerstände /GO f,
/Ö02, Ä303 und des Regelwiderstandes VR301 sind so
bemessen, daß durch die Diode /3301 dann Strom fließt,
wenn das Potential der Leitung 55 mehrere Volt über Nullpotential liegt und daher die Stärke des die
Widerstände /Ö03, Ä302 und VR30t durchfließenden
Stromes vom genauen Betrag der Spannung in der Leitung 55 nicht nennenswert abhängt Die Widerstände
Ä303, Ä302 und V7Ö01 bilden einen Spannungsteiler,
durch weichen an die Basis des Transistors Q3O2 eine
genau bestimmte Spannung gelegt wird. Diese Spannung, weiche den Erregerstrom für den Magnet des
Injektors bestimmt, setzt sich aus dem Spannungsabfall am Widerstand /Z303 und dem Spannungsabfall an den
stromdurchflossenen Dioden £002 und £801 zusammen, wobei der Spannungsabfall an diesen beiden
Dioden eine Temperaturkompensation der Schaltung ergibt, da der Spannungsabfall an diesen Dioden die
gleiche Temperaturabhängigkeit besitzt wie die Emitter-Basis-Spannung am Transistor Q302. Auf diese
Weise kann eine ausreichend genaue Temperaturkompensation erzielt werden. Im Hinblick auf die Durchlaßkennlinie
der Dioden £801 und £802 ist auch der Spannungsabfall an dem erwähnten Spannungsteiler
gleich der etwa 5 V betragenden Spannung an der
Zenerdiode 2401, welcher über die Leitungen 29 und 14
an den Dioden £801 und £802 wirkt
Wenn man zunächst den Startkreis 400 unberücksichtigt läßt, ergibt sich folgende Arbeitsweise, Wenn das
980
Eingangssignal an der Leitung 55 abfällt, wird, weil der
Widerstandswert für R309 nur etwa 1 Ω beträgt, der
Transistor Q302 stark leitend, womit auch der
Transistor Q303 und dann der Transistor Q304 leitend
wird. Bei leitendem Transistor Q304 wird dem Magnet
des Injektors Erregerstrom zugeführc. Da eine hohe Stromverstärkung erzielt wird, wird der Transistor
Q304 bis in den Sättigungsbereich ausgesteuert, wobei
allerdings der Basistrom dieses Transistors durch den Widerstand Λ312 begrenzt wird. Im Hinblick darauf
liegt am Magnet des Injektors die nahezu unverminderte Batteriespannung. Der Erregerstrom durchfließt die
Diode D304 und den Widerstand Λ309. Der Widerstand
Λ309 mißt den fließenden Strom und liefert ein für Gegenkopplungszwecke verwendetes Steuersignal, und
zwar wird, wenn der Erregersirom für den Magnet am Widerstand Λ309 einen den Spannungsabfall am
Widerstand R303 nahezu gleichen Spannungsabfall ergibt, der Verstärker 12 in einen Gleichgewichtszustand
gebracht und der sich hierbei ergebende Strom so lange gehalten, als die Leitung 55 an niedrigem
Potential liegt. Um den im Verstärker konstant gehaltenen Strom auch innerhalb eines weiten Arbeitstemperaturbereiches konstant halten zu können, ist es
zweckmäßig, in der den Transistor Q303 aufweisenden
zweiten Verstärkerstufe eine Temperaturkompensation vorzusehen, welche im gezeigten Ausführungsbeispie!
durch die Widerstände Λ313, R307 und /?306 und die
Diode D3O3 erreicht wird. Die Widerstände /?314 und
R3t2 sind Begrenzerwiderstände und dienen hierbei dazu, eine Aussteuerung bis in den Sättigungsbereich zu
verhindern.
Der so konstant gehaltene Strom hält den Injektor offen und ermöglicht es, den Zeitpunkt der Beendigung
des Einspritzvorganges genau festzulegen. Wenn nämlich das Eingangssignal an der Leitung 55 ansteigt,
wird zwar der Transistor Q304 sofort stromlos, jedoch
muß wegen der induktivitätbehafteten Erregerwicklung des Magneten der Erregerstrom noch zusätzlich
unterdrückt werden. Zu diesem Zwecke wird folgendes unternommen. Bei stromlosem Transistor Q304 fließt
der Strom über den Widerstand R3i5, die Stromquelle, den Widerstand R309 und die Diode 304 und die
Erregerwicklung des Magneten zum Kondensator C304, wobei ein Teil der Energie an den Widerständen des
Stromkreises vernichtet und der Rest im Kondensator C304 gespeichert wird. Sobald der Strom in diesem
Resonanzkreis das erste Mal durch Null geht (nach einer halben Periode der Resonanzfrequenz), wird die Diode
D304 in Sperrichtung vorgespannt und damit auch der Erregerstrom unterbrochen. Die hierbei entstandene
Ladung am Kondensator C304 wird dadurch rasch vernichtet, daß die Ladung am Kondensator C304 über
die Erregerwicklung des Injektors und den Widerstand Ä303 abgeleitet wird und damit der Transistor Q30i
leitend gemacht wird Das vom Transistor Q30i abgegebene Signal gelangt verstärkt an den Transistor
ζ804, über welchen dann die Ladung des Kondensators
C304 rasch abgeleitet wird, wobei die Energie im Widerstand Ä315 vernichtet wird.
Es bestehen auch andere Möglichkeiten, in der
Erregerwicklung des Magneten des Injektors die gewünschte Stromverzögerung zu bewirken, jedoch
besitzt die beschriebene Möglichkeit den Vorteil, daß die stärkste Stromänderung dann erzielt werden kann,
wenn die Stromstärke gegen Null abfällt Da angenommen werden kann, daß die mechanisch beweglichen
Teile des Injektors kanpp vor Stromnulldurchgang bewegt werden, besitzen Schwankungen des tatsächli
ehen Abschaltzeitpunktes des Erregerstromes nur einer geringen Einfluß auf den tatsächlichen Schließzeitpunk
des Injektors.
Der Stellkreis 300 ist somit eine stabilisiert« Stromquelle für den erforderlichen Stellstrom und is
zusätzlich mit einer Schaltung zum Steuern de: Stromabfalls ausgestattet. Da der Stellkreis einer
rückgekoppelten Verstärker hoher Verstärkung auf
ίο weist, muß auch der Schwingneigung des Verstärker:
entgegengewirkt werden. Zu diesem Zwecke ist dei Kondensator C302 und der Widerstand R305 vorgese
hen, welche in Kombination eine Filterwirkung ergeber und den Stellkreis stabilisieren.
Der Stellkreis 300 ist auch mit Schaltelemente)· ausgestattet, welche in Kombination mit dem Startkrei:
400 die erforderlichen Schaltvorgänge auslösen.
Zu diesem Zwecke ist der Kondensator C301, di( Diode 306 und der Widerstand 308 vorgesehen, welche
an der voreilenden Flanke des EIN-lmpulses für der
Injektor an den Startkreis 400 einen negativer l;IN-lmpuls abgeben. Ein solcher EIN-Impuls wird vor
jedem Zweig der Brennstoffeinspritzvorrichtung abge geben, wobei alle Impulse übe: den Widerstand /?401 ar
den Startkreis 400 gelangen. Auf diese Weise wird dei Startkreis 400 mit der voreilenden Flanke eines jeder
EIN-lmpulses für jeden Injektor angesteuert. Das von Startkreis 400 abgegebene Ausgangssignal wird mittel:
des gesteuerten Siliciumgleichrichter SCR30i und der
zugehörigen Schaltelementen in jedem Zweig geson den verarbeitet. Wenn das Eingangssignal in dei
Leitung 55 abfällt (EIN-Signal für den Injektor), wird ir
der vorher beschriebenen Weise der Transistor ζβΟί
voll durchgesteuert, wobei über den Kondensator C303
die Diode D305 und den Widerstand 311 der gesteuert«
Siliziumgleichrichter 5C/?301 aufgesteuert wird, wel
eher seinerseits das vom Startkreis 400 ankommend« positive Ausgangssignal in den Stellkreis 300 einleitet
Es kann somit nur ein solcher Stellkreis 300 eir Ausgangssignal vom Startkreis 400 verarbeiten, welche:
eben über die Leitung 55 einen Eingangsimpuh empfangen hat.
Durch den vom gesteuerten Siliziumgleichrichtei SCR301 zugeführten positiven Impuls des Startkreise:
400 werden die Dioden D305 und /3304 in Sperrichtunf
vorgespannt (der Impuls selbst fließt über den Magne des Injektors und durch den Transistor Q304 geger
Masse). Da während dieses positiven Impulses di« Diode D304 in Sperrichtung vorgespannt ist, wird dei
Widerstand R3G9 nicht von Strom durchflossen, so dai
der Verstärker durch das über die Leitung 5! herangeführte Signal weiterhin bis in den Sättigungszu
stand aufgesteuert bleibt Aber auch wenn das in dei Leitung 55 aufscheinende Signal zu irgendeinen
Zeitpunkt während eines Leistungsimpulses ansteig (AUS-Signaf), ist es wichtig, den Transistor Q304 bis ii
den Sär:gungszustand durchgesteuert zu halten. Un dies zu erreichen, wird der positive Impuls von
Startkreis 400 über den Widerstand Λ304 an dei Transistor Q30\ gelegt und damit über den Verstärker
transistor Q303 auch der Transistor Q304 bis in dei
Sättigungsbereich durchgesteuert Es ist hierbei au: Kostengründen und im Hinblick auf die erforderlich!
Betriebssicherheit wichtig, den Transistor Q304 nich zum Modulieren von Einschalt- oder Abschaltimpulsei
zu verwenden, da diese Transistoren nur eine begrenzt* Druchbruchspannung besitzen.
Der Startkreis 400 ist so bemessen, daß er in de
Der Startkreis 400 ist so bemessen, daß er in de
709514/211
980
ίο
Induktivität LAOi eine bestimmte Energie speichert und
diese Energie auf Abruf in die Erregerwicklung des Magneten des jeweilig angesteuerten Injektors geleitet
werden kann. Zu diesem Zwecke ist eine Treiberschaltung vorgesehen, welche einen aus den Transistoren
QW3, QW4 und QW5 und zugehörigen Schaltgliedern aufgebauten rückgekoppelten Verstärker hohen Verstärkungsgrades
darstellt. Die Arbeitsweise dieses Verstärkers ist ähnlich jener des die Transistoren Q3Q2,
Q303 und Q304 und zugehörige Schaltglieder aufweisenden
Verstärkers.
Der die Transistoren Q4O3, QW4 und QW5
aufweisende Treiber wird durch das von einer die Transistoren QWi und QW2 aufweisenden Zeitverzögerungsschaltung
gelieferte Signal normalerweise im EIN-Zustand gehalten. In dieser Zeitverzögerungsschaltung
wird der Transistor QW2 durch die am Widerstand R407 erzeugte Basisspannung bis in den Sättigungsbereich
durchgesteuerl. womit der von dem Einstellwiderstand VR401, den Widerständen Ä410 und Ä409 und von
der Diode D401 gebildete Spannungsteiler von Strom durchflossen wird. Die an diesem Spannungsteiler
liegende Spannung ist gleich der an der Zenerdiode Z401 auftretenden Spannung. Die Diode D401 ergibt
eine Temperaturkompensation für den Transistor QW3.
Der Transistor QWi bildet zusammen mit dem Transistor QW2 einen für eine Zeitverzögerungsschaltung
ausgenützten Multivibrator, in welchem der Transistor QWi so lange stromlos ist, als der Transistor
QW2 leitet. Wenn nun in der beschriebenen Weise negative Eingangsimpulse einlangen, wird durch den
den Widerstand RWi durchfließende Strom der Transistor QW2 sofort abgeschaltet und der Transistor
QWi durch den den Widerstand Λ405 durchfließenden Strom eingeschaltet, wobei über den Koppelkondensator
C401 der Transistor QW2 gesperrt gehalten wird. Der Kondensator OWi wird nun über den Widerstand
RW7 so lange entladen, bis der Transistor QW2 wieder leitet, womit der Multivibrator wieder seinen stabilen
Ausgangszustand einnimmt. Die Zeit, während welcher der Multivibrator umgeschaltet ist, wird durch den
Kondensator C401 und den Widerstand RW7 bestimmt.
Diese Übergangszeit von einem stabilen Zustand in den nächstfolgenden wurde in der Regel mit etwa 1 msec,
gewählt, jedoch kann die beste Einstellung in Abhängigkeit von der Konstruktion des Injektors gewählt
werden.
Im Ruhezustand des Startkreises 400 sind die Transistoren QW3, QW4 und Q405 gesperrt. Wenn der
Transistor QWS in gesperrtem Zustand übergeht, gibt die Induktivität LAOi den zum öffnen des Injektors
erforderlichen Stromimpuls an den Magnet des Injektors ab. Die Scheitelspannung dieses Stromimpulses
wird durch den Widerstand R4i7 und die Impedanz der Erregerwicklung des Magneten begrenzt. Wegen
der hohen Impulsleistung muß der Anstieg der Impulsleisiung begrenzt werden, um den Transistor
QW5 nicht zu zerstören. Die Flankensteilheit des Impulses wird durch den Kondensator C402 und den
Widerstand Λ416 begrenzt. In praktisch ausgeführten Ausführungsformen betrug der Einschaltstrom 2 bis 3 A.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
0 .
0 d.
980
Claims (10)
1. Elektronisch gesteuerte Brennstoffeinspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen, die vorzugsweise
für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine einen elektrisch betätigten Brennstoffinjektor aufweist,
mit einer stabilisierten Spannungsquelle, einem im Ruhezustand gesperrten ersten Transistor, einer mit
diesem Transistor und dem Injektor in Reihe liegenden, insbesondere durch einen steuerbaren
Siliziumgieichrichter gebildeten Schalteinrichtung und einer die Schalteinrichtung mit einem Pol der
Spannungsquelle verbindenden Induktivität sowie mit einer Zeitstufe zum Erzeugen von ein Maß für
den Brennstoffbedarf darstellenden und die Öffnungszeit des Injektors bestimmenden Spannungssignalen,
dadurch gekennzeichnet, daß die die Induktivität (Z. 401) mit der Schalteinrichtung
(SCR30t) verbindende Leitung (30) im Ruhezustand mit dem anderen, an Masse liegenden
Po! der Spannungsquelle in Verbindung steht und daß eine auf die ein Maß für den Brennstoffbedarf
darstellenden Spannungssignale (11) ansprechende Steuereinrichtung (12) vorgesehen ist, welche den
ersten Transistor (<?304) und die Schalteinrichtung (SCR 301) in den leitenden Zustand überführt und
bewirkt, daß die Induktivität (Z.401) dem Injektor einen Impuls hoher Energie zum raschen Öffnen
desselben zuführt, wobei Steuereinrichtung (12), erster Transistor (Q304) und Schalteinrichtung
(SCR 301) in einem Ansteuerschaltkreis (300) angeordnet sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß eine erste Einrichtung (26) vorgesehen ist, die nach einem vorgegebenen und im Vergleich
zur Dauer des ein Maß für den Brennstoffbedarf darstellenden Spannungssignals (11) kurzen Zeitintervall
den dem Injektor zugeführten Impuls hoher Energie beendet.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung (26) einen
zweiten Transistor (Q 405) aufweist, welcher normalerweise im leitenden Zustand ist und den mit
der Schalteinrichtung (SCR 301) verbundenen Anschluß der Induktivität(Z.401)an Masse legt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem zweiten Transistor (Q 405) ein
den Leitzustand desselben steuernder monostabiler Multivibrator (24; <?401. Q 402, R 404 bis /?407,
C401) verbunden ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Multivibrator auf ein einsetzendes
Spannungssignal (II) anspricht, um während des öffnens des Injektors den zweiten Transistor
(Q405) zu sperren.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Spannungssignale (11) ansprechende Steuereinrichtung ein
Verstärker (12) ist und daß eine auf den Erregerstrom des Injektors ansprechende zweite Einrichtung
(Ä309) vorgesehen ist, welche für diesen Verstärker (12) eine Stromgegenkopplung bildet, um
den dem Injektor zugeführten Strom auf einen Betrag zu stabilisieren, welcher etwas größer ist als
sein Haltestrom.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehrzyiindrigen
Brennkraftmaschinen für den Injektor jedes Zylinders ein gesonderter Ansteuerschaltkreis (300) und
eine gesonderte Zeitstufe (10) und für alle Ansteuerschaltkreise die Induktivität (L 401) gemeinsam
vorgesehen ist
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufnahme der
beim Abschalten des Stromes im Magneterregerstromkreis des Injektors gespeicherten Energie eine
Reihenschaltung aus einem Kondensator (C304) und einem Widerstand (Ä315) vorhanden ist und
daß eine auf den Erregerstrom des Injektors ansprechende drifte Einrichtung (32) zur Ableitung
der im Kondensator (C304) gespeicherten Ladung vorgesehen ist
9 Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen der zweiten Einrichtung (/?309) und der Erregerwicklung des Injektors ein
Schaltelement (D304) angeordnet ist, durch welches
bei einem nahe bei Null Hegenden Erregerstrom des
Injektors der Strompfad von der Spannungsquelle zum Injektor unterbrochen wird.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Transistor (Q 304) mit
der dritten Einrichtung (32) verbunden ist und die Reihenschaltung aus Kondensator (C304) und
Widerstand (Ä315) überbrückt und daß der erste Transistor (Q304) bei einem nahe bei Null liegenden
Erregerstrom des Injektors durch die dritte Einrichtung (32) leitend gemacht wird.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US21236371A | 1971-12-27 | 1971-12-27 | |
US21236371 | 1971-12-27 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2262864A1 DE2262864A1 (de) | 1973-06-28 |
DE2262864B2 true DE2262864B2 (de) | 1977-04-07 |
DE2262864C3 DE2262864C3 (de) | 1977-11-17 |
Family
ID=
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA987023A (en) | 1976-04-06 |
US3768449A (en) | 1973-10-30 |
DE2262864A1 (de) | 1973-06-28 |
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