DE2331265C3 - Sequential injection system for the electronically controlled injection of fuel into the cylinders of multi-cylinder internal combustion engines during the intake stroke - Google Patents
Sequential injection system for the electronically controlled injection of fuel into the cylinders of multi-cylinder internal combustion engines during the intake strokeInfo
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Description
welches Nicht-Linearitäten zwischen den Änderungen ines oder mehrerer Betriebsparameter und der Steuergröße in noch weitgehenderem Maße vermeidet Is es bisher möglich war, und welches durch einen exakter vorzunehmenden Spannungsvergleich eine s bessere Auswertung der von den Betriebsparametern abgeleiteten Steuersignale ermöglicht.what non-linearities between changes avoids ines or several operating parameters and the control variable to an even greater extent Is it possible up to now, and which one s enables better evaluation of the control signals derived from the operating parameters.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Kondensator auf annähernd den Spannungswert einer regelbaren Bezugsspannungsquelle aufgela- io den und anschlieOend über eine mehrere Transistoren enthaltende und parallel zu ihm liegende Entladestufe in Abhängigkeit von der Größe der Steuerspannung des von der Drehzahl der Brennkraftmaschine beeinflußten Steuerspannungskreises annähernd zeitlich linear entla- 15 den wird, daß mit der als Differentialverstärker ausgebildeten Spannungsvergleichersufe der vom Druck im Ansaugrohr beeinflußte Steuerspannungskreis verbunden ist und daß am Ausgang der Spannungsvergleicherstufe ein die Einspritzventile 20 öffnendes Ausgangssignal nur dann auftritt, wenn und solange die Kondensatorspannung größer ist als die Steuerspannung des vom Druck im Ansaugrohr beeinflußten Steuerspannungskreises.According to the invention, this object is achieved in that the capacitor is charged to approximately the voltage value of a controllable reference voltage source and then via a discharge stage which contains several transistors and is located parallel to it Depending on the size of the control voltage influenced by the speed of the internal combustion engine Control voltage circuit approximately linearly over time 15 den is that with the as a differential amplifier trained voltage comparator stage the control voltage circuit influenced by the pressure in the intake manifold is connected and that the injection valves 20 at the output of the voltage comparator stage opening output signal only occurs if and as long as the capacitor voltage is greater than the Control voltage of the control voltage circuit influenced by the pressure in the suction pipe.
Anhand von Ausführungsbeispielen ist die Erfindung 25 in der Zeichnung dargestellt und im nachfolgenden erläutert; in der Zeichnung zeigtThe invention is 25 on the basis of exemplary embodiments shown in the drawing and explained below; shows in the drawing
Fig. 1 ein Prinzipschaltbild des Folgeeinspntzsystems für eine 8zylindrige Brennkraftmaschine; F i g. 2 das zugehörige Impuls-Diagramm;Fig. 1 is a basic circuit diagram of the follow-up injection system for an 8-cylinder internal combustion engine; F i g. 2 the associated pulse diagram;
F i g. 3 die Schaltungsanordnung der in F i g. 1 verwendeten Zeitstufe.F i g. 3 shows the circuit arrangement of the circuit shown in FIG. 1 time stage used.
In dem Blockschaltbild der F i g. 1 bedeutet 120 ein Folgeeinspritzsystem für eine 8zylindrige Brennkraftmaschine mit der erfindungsgemäßen Zeitstufe. In diesem System sind acht Einspritzventile 121 bis 128 zwischen Masse und den Ausgängen von acht Treiber-Stufen 131 bis 138 geschaltet, deren Eingänge mit den Ausgängen von acht NAND-Gattern 141 bis 148 verbunden sind. Die Eingänge dieser Gatter sind mit den Ausgängen einer Folgesteuerschaltung 149 verbunden, welche von den Setz- und Rückseizsignalen einer vorgeschalteten Erregerstufe 150 beaufschlagt wird. Die den Gattern 141 bis 148 zugeführten Signale der Folgesteuerschaltung 149 sind mit der Zünd- bzw. Taktfolge der Brennkraftmaschine synchronisiert und bestimmen die Öffnungszeiten der Einspritzventile 121In the block diagram of FIG. 1 means 120 one Follow-up injection system for an 8-cylinder internal combustion engine with the timing stage according to the invention. In In this system there are eight injectors 121 through 128 between ground and the outputs of eight Driver stages 131 to 138 connected, whose inputs are connected to the outputs of eight NAND gates 141 to 148 connected. The inputs of these gates are connected to the outputs of a sequence control circuit 149, which is acted upon by the set and reset signals of an upstream exciter stage 150. the The signals of the sequence control circuit 149 fed to the gates 141 to 148 are connected to the ignition or The clock sequence of the internal combustion engine is synchronized and determines the opening times of the injection valves 121
bis 128. JJU-until JJU 128
Die Folgesteuerschaltung 149 wird durch vier Zeitstufen 151 bis 154 kontrolliert, von denen die Zeitstufe 151 mit den Eingängen der Gatter 141 und 145, die Zeitstufe 152 mit den Eingängen der Gatter 142 und 146, die Zeitstufe 153 mit den Eingängen der Gatter 143 und 147 und die Zeitstufe 154 mit den Eingängen der Gatter 144 und 148 verbunden sind. Über Leitungen 155 bis 158 erhalten diese Zeitstufen von der Folgesteuerschaltung 149 Rücksetzsignale und über Leitungen 159 und 160 erhalten sie Setzsignale. Von diesen Leitungen ist die Leitung 159 mit dem Ausgang eines von der Drehzahl beeinflußten Steuerspannungskreises 161 verbunden, der mit seinem Eingang an einen die Drehzahl messenden Fühler 162 angeschlossen ist. Der Eineang dieses Fühlers 162 ist wiederum mit der Erregerstufe 150 gekoppelt und erhält von dort Setiimpulse. Die Leitung 160 ist mit dem Ausgang eines < >5 weiteren vom Druck im Ansaugkrümmer beeinflußten Steuerspannungskreises 163 verbunden, der mit seinem Eingang an einen den absoluten Druck im Ansaugkrummer messenden Fühler 164 angeschlossen ist. Dieser Fühler 164 erzeugt in Abhängigkeit vom absoluten Druck im Ansaugkrümmer ein hierzu proportionales Signal. Die Steuerspannungskreise 161 und 163 sind dazu bestimmt, Nicht-Linearitäten im Verhältnis zwischen der optimalen Einspritzmenge, der Motorgeschwindigkeit und dem absoluten Druck im Ansaugkrümmer auszugleichen. Mit den Steuerspannungskreisen 161 und 163 kann ein Schalter 165 gekoppelt sein, mit dem zu vorgegebener Zeit ein Signalwechsel an den Zeitstufen 151 bis 154 und dadurch ein zeitlich abgestimmtes Ansteigen der Öffnungszeiten der Einspritzventile bei voll geöffnetem Schalter herbeigeführt werden kann.The sequence control circuit 149 is made up of four Time stages 151 to 154 controlled, of which the time stage 151 with the inputs of gates 141 and 145, the time stage 152 with the inputs of the gates 142 and 146, the time stage 153 with the inputs of the gates 143 and 147 and timing stage 154 are connected to the inputs of gates 144 and 148. Via lines 155 To 158, these time stages receive reset signals from the sequence control circuit 149 and via lines 159 and 160 they receive set signals. Of these lines, line 159 is connected to the output of one of the Speed influenced control voltage circuit 161 connected with its input to one of the Speed measuring sensor 162 is connected. The union of this sensor 162 is again with the Coupled exciter stage 150 and receives set pulses from there. The line 160 is connected to the output of a < > 5 further control voltage circuit 163, influenced by the pressure in the intake manifold, connected to his Input is connected to a sensor 164 measuring the absolute pressure in the intake manifold. This Depending on the absolute pressure in the intake manifold, sensor 164 generates a pressure proportional to this Signal. The control voltage circuits 161 and 163 are designed to detect non-linearities in the relationship between the optimal injection quantity, the engine speed and the absolute pressure in the intake manifold balance. A switch 165 can be coupled to the control voltage circuits 161 and 163, with the predetermined time a signal change at the time stages 151 to 154 and thus a temporal coordinated increase in the opening times of the injection valves brought about with the switch fully open can be.
Mit dem die Drehzahl messenden Fühler 162 ist weiterhin ein Verzögerungsschaltkreis 167 gekoppelt, der in Abhängigkeit von der Stellung eines Schalters 168 an eines der Eingänge der Gatter 141 bis 148 ein Signal liefert, welches bei einer vorbestimmten Verzögerung der Maschine erzeugt wird, um das Einspritzen von Brennkraftstoff zu reduzieren oder abzuschalten.A delay circuit 167 is also coupled to the sensor 162 which measures the speed, which, depending on the position of a switch 168, sends a signal to one of the inputs of the gates 141 to 148 supplies, which is generated at a predetermined delay of the engine to the injection of Reduce or turn off fuel.
F i g. 2 zeigt ein Impuls-Diagramm der Schaltungsanordnung 120 nach F i g. 1. In den Zeilen 171 bis 178 sind die von der Folgesteuerschaltung 149 erzeugten Signale dargestellt, wie sie an den Eingängen der Gatter 141 bis 148 anliegen. Jedes dieser Signale hat während 360° Kurbelwellendrehung hohes Potential (Zustand »L«), und während der darauffolgenden 360° Kurbelwellendrehung niedriges Potential (Zustand »0«). Jedes Signal erscheint in bezug auf das in der benachbarten Zeile erscheinende Signal 90° phasenverschoben.F i g. FIG. 2 shows a pulse diagram of the circuit arrangement 120 according to FIG. 1. On lines 171 to 178 are the signals generated by the sequence control circuit 149 shown as they are at the inputs of the gates 141 to 148 pending. Each of these signals has a high potential during 360 ° rotation of the crankshaft (state »L«), and during the subsequent 360 ° crankshaft rotation, low potential (state “0”). Every signal appears 90 ° out of phase with respect to the signal appearing in the adjacent line.
Die Zeilen 181 bis 184 repräsentierer, die am Ausgang der Folgesteuerschaltung 149 auftretenden und über die Leitungen 155 bis 158 den Zeitstufen 151 bis 154 zugeführten Rücksetzsignale, wohingegen die Zeilen 185 bis 188 die Ausgangssignale dieser Zeitstufen während eines Betriebszyklus darstellen. Jede Zeitstufe wird somit alle 360° Kurbelwellendrehung getriggert, wobei die Trigger-Signale in bezug auf das Ausgangssignal der vorhergehenden Zeile um 90° phasenverschoben erscheint.Lines 181 to 184 represent the output the sequence control circuit 149 and the time stages 151 to 154 via the lines 155 to 158 applied reset signals, whereas lines 185 to 188 are the output signals of these time stages represent during an operating cycle. Each time stage is triggered every 360 ° crankshaft rotation, where the trigger signals are 90 ° out of phase with respect to the output signal of the previous line appears.
Die Zeilen 191 bis 198 des Impuls-Diagramms geben die an die Einspritzventile 121 bis 128 in Abhängigkeit der Zeitsignale 185 bis 188 abgegebenen Signale wieder. So entsteht beispielsweise das Impuls-Diagramm in Zeile 191 durch eine digitale »UND«-Funktion der in der Zeile 171 und 185 dargestellten Impulsformen. In ähnlicher Weise setzt sich das Impuls-Diagramm in Zeile 195 aus den Impulsformen aus Zeile 185 und zusammen. Wird die Impulsdarstellung in Zeile 186 mit der in Zeile 172 kombiniert, so ergibt sich die Impulsform in Zeile 192 usw. Durch diese Folgesteuerung wird unter Zugrundelegung der vier Zeitstufen bis 154 jedes Einspritzventil innerhalb eines Zeitintervalls geöffnet, welches zwischen 0 und nahezu 360° ■ Kurbelwellendrehung dauert.Lines 191 to 198 of the pulse diagram give the values to the injection valves 121 to 128 as a function of of the time signals 185 to 188 emitted signals again. This is how, for example, the momentum diagram in Line 191 by a digital "AND" function of the pulse shapes shown in lines 171 and 185. In Similarly, the pulse diagram in line 195 is made up of the pulse shapes from lines 185 and together. If the impulse display in line 186 is combined with that in line 172, the result is the Pulse shape in line 192 etc. This sequential control is based on the four time levels to 154 each injection valve is opened within a time interval which is between 0 and almost 360 ° ■ The crankshaft continues to turn.
F i g. 3 ist eine Schaltungsanordnung der in F i g. verwendeten Zeitstufe 151, wobei die Zeitstufen 152 bis 154 identisch ausgebildet sind. An dem hierin vorgesehenen Schaltungspunkt 201 ist ein Kondensator angelegt, der an Masse geschaltet ist. Mit dem Schaltungspunkt 201 ist weiterhin der Kollektor eines Transistors 202 verbunden, dessen Emitter an den Ausgang 203 einer regelbaren Bezugsspannungsquelle 204 angeschlossen sind, deren anderer Ausgang 205 an Masse geschaltet ist. Diese Bezugsspannungsquelle kann beispielsweise eine Bezugsspannung von 8,5 V an den Emitter des Transistors 202 liefern. EntsprechendF i g. 3 is a circuit arrangement of the circuit diagram shown in FIG. time stage 151 used, with time stages 152 to 154 are designed identically. At the node 201 provided herein, there is a capacitor applied, which is connected to ground. With node 201, the collector is still one Transistor 202 connected, the emitter of which is connected to the output 203 of a controllable reference voltage source 204 are connected, the other output 205 of which is connected to ground. This reference voltage source may, for example, provide a reference voltage of 8.5 V to the emitter of transistor 202. Accordingly
werden die übrigen Zeitstufen 152 bis 154 mit dieser Bezugsspannung versorgt Die Basis des Transistors 202 ist über einen Widerstand 207 mit dem Kollektor eines Transistors 208 verbunden, dessen Emitter an Masse gelegt ist, und dessen Basis über einen Kondensator 209 geerdet und mit der zur Folgesteuerschaltung 149 führenden Leitung 155 verbunden ist. Wenn über diese Leitung 155 ein Rücksetzimpuls an der Basis des Transistors 208 auftritt, wird sowohl der Transistor 208 als auch der Transistor 202 in leitenden Zustand versetzt, wodurch der Kondensator 200 aufgeladen bzw. auf annähernd den Spannungswert, der Bezugsspannungsquelle 204 vorgespannt wird. Dieser Rücksetzimpuls kann beispielsweise eine Dauer von 100 msec haben.the remaining time stages 152 to 154 will be with this Reference voltage supplied. The base of the transistor 202 is connected to the collector of a via a resistor 207 Transistor 208 connected, the emitter of which is connected to ground, and its base via a capacitor 209 grounded and connected to the line 155 leading to the sequence control circuit 149. If about this Line 155 a reset pulse occurs at the base of transistor 208, both transistor 208 as well as the transistor 202 is put into a conductive state, whereby the capacitor 200 is charged or to approximately the voltage value of the reference voltage source 204 is biased. This The reset pulse can have a duration of 100 msec, for example.
Nach Durchlauf dieses Rücksetzimpulses wird der Kondensator 200 zeitlich linear über eine von der auf der Leitung 159 anliegenden Steuerspannung gesteuerten Entladestufe 210 entladen. Diese Entladestufe 210 umfaßt drei Transistoren 211, 212 und 213. Der to Kollektor des Transistors 211 ist hierbei an dem Schaltungspunkt 201 angelegt, wohingegen sein Emitter mit dem Kollektor und der Basis des Transistors 212 und mit der Basis des Transistors 213 verbunden ist. Die Emitter der Transistoren 212 und 213 sind an Masse geschaltet. Sowohl die Basis des Transistors 211 als auch der Kollektor des Transistors 213 sind über einen Regelwiderstand 214 und einen festen Widerstand 215 mit der Leitung 159 verbunden, welche zum Ausgang des von der Drehzahl beeinflußten Steuerspannungskreises 161 führtAfter this reset pulse has passed through, the capacitor 200 is discharged linearly over time via a discharge stage 210 controlled by the control voltage applied to the line 159. This discharging stage 210 includes three transistors 211, 212 and 213. The collector of transistor 211 to here is applied to the circuit point 201, its emitter whereas the collector and the base of transistor 212 and to the base of transistor 213 is connected. The emitters of transistors 212 and 213 are connected to ground. Both the base of the transistor 211 and the collector of the transistor 213 are connected via a variable resistor 214 and a fixed resistor 215 to the line 159, which leads to the output of the control voltage circuit 161, which is influenced by the speed
In Betrieb bewirken die Transistoren 211 bis 213 einen konstanten Entladestrom des Kondensators 200, welcher durch die Höhe der Steuerspannung an der Leitung 159 geregelt ist. Wenn beispielsweise der durch die Transistoren 211 und 212 fließende Entladestrom ansteigen soll, würde dies auch ein Anwachsen des Basis-Emitter-Stromes durch den Transistor 213 zur Folge haben, wodurch der Stromfluß durch den Transistor 213 ansteigt und die Spannung an der Basis des Transistors 211 verringert wird, so daß einem weiteren Ansteigen des Stromes entgegengewirkt wird. Bei Verwendung von Transistoren mit bestimmten ausgewählten Kennlinien läßt sich der Entladestrom innerhalb geringer Grenzen auf einem konstanten Wert halten, der direkt proportional zu der über die LeitungIn operation, the transistors 211 to 213 cause a constant discharge current of the capacitor 200, which is regulated by the level of the control voltage on line 159. For example, if the through the transistors 211 and 212 are to increase the discharge current flowing, this would also increase the Base-emitter current through the transistor 213 result, whereby the current flow through the Transistor 213 rises and the voltage at the base of transistor 211 is reduced, so that a further increase in the current is counteracted. When using transistors with certain selected characteristic curves, the discharge current can be kept at a constant value within small limits keep that is directly proportional to that of the line
159 angelieferten Steuerspannung ist. Durch den Regelwiderstand 214 läßt sich das Verhältnis zwischen dieser Steuerspannung und der Spannungsänderungsrate am Schaltungspunkt 201 genau einstellen, um alle vier Zeitstufen 151 bis 154 einander anzupassen.159 delivered control voltage. The ratio between precisely adjust this control voltage and the rate of voltage change at node 201 to all four Adjust time levels 151 to 154 to one another.
Um sicherzustellen, daß die Spannung am Kondensator 200 und somit am Schaltungspunkt 201 nicht unter den Wert der Steuerspannung, wie sie über die LeitungIn order to ensure that the voltage on capacitor 200 and thus on node 201 is not under the value of the control voltage as it is across the line
160 angeliefert wird, abfällt, ist eine Spannungsvergleicherstufe vorgesehen, die im wesentlichen aus einem Differentialverstärker 218 besteht. Der eine Eingang dieses Differentialverstärkers 218 ist mit dem Schaltungspunkt 201 und der andere Eingang mit der Leitung 160 verbunden. Sein Ausgang ist über eine als Spannungsteiler wirkende Widerstandskombination 219 und 220 an Masse geschaltet. Das zwischen diesen beiden Widerständen abgegriffene Ausgangssignal wird dem zugehörigen Gatter zugeführt; im vorliegenden Fall sind dies für die Zeitstufe 151 die Gatter 141 und 145.160 is delivered, drops, is a voltage comparator stage which consists essentially of a differential amplifier 218. The one entrance this differential amplifier 218 is connected to node 201 and the other input is connected to the line 160 connected. Its output is via a resistor combination acting as a voltage divider 219 and 220 connected to ground. The output signal tapped between these two resistors is supplied to the associated gate; in the present case these are gates 141 and for time stage 151 145.
Wenn also im Betrieb ein von der Folgesteuerschaltung 149 über die Leitung 155 angelieferter Rücksetzimpuls an der Basis des Transistors 208 anliegt, wird dieser und der Transistor 202 in leitenden Zustand versetzt und der Kondensator 200 bis nahezu auf die Bezugsspannung aufgeladen. Diese Spannung erscheint auch am Schaltungspunkt 201 und ist damit größer als die Steuerspannung auf der Leitung 160, was zur Folge hat, daß der Differentialverstärker 218 an seinem Ausgang ein beispielsweise positives, die zugeordneten Einspritzventile 121 und 125 öffnendes Ausgangssignal erzeugt, welches so lange auftritt, wie die Kondensatorspannung größer ist als die Steuerspannung des vom Druck im Ansaugrohr beeinflußten Steuerspannungskreises 163, denn nach Durchgang des Rücksetzimpulses fällt die Spannung am Schaltungspunkt 201 zeitlich linear ab, wobei der Spannungsabfall proportional zur Steuerspannung auf der Leitung 159 ist. Sobald die Spannung am Schaltungspunkt 201 kleiner ist als die Spannung auf der Leitung 160 regelt der Verstärker 280 seinen Verstärkungsgrad momentan auf ein solches Maß herab, daß kein Ausgangssignal erzeugt wirdSo if a reset pulse supplied by the sequence control circuit 149 via the line 155 during operation is applied to the base of the transistor 208, this and the transistor 202 is placed in the conductive state and the capacitor 200 is charged almost to the reference voltage. This tension also appears on Circuit point 201 and is therefore greater than the control voltage on line 160, which has the consequence that the differential amplifier 218 at its output a positive, for example, the associated injection valves 121 and 125 generate an opening output signal which occurs as long as the capacitor voltage is greater than the control voltage of the control voltage circuit 163 influenced by the pressure in the intake manifold, because after the reset pulse has passed through, the voltage at circuit point 201 drops linearly over time, the voltage drop being proportional to the control voltage on line 159. As soon as the tension at node 201 is less than the voltage on line 160, amplifier 280 regulates it Gain momentarily reduced to such an extent that no output signal is generated
Die Dauer eines von der Zeitstufe 151 erzeugten Signals ist direkt proportional zum Produkt der beiden Steuerspannungen auf den Leitungen 159 und 160. Die Zeitstufe wirkt somit als logische Multiplikationsschaltung. The duration of a signal generated by timing stage 151 is directly proportional to the product of the two Control voltages on lines 159 and 160. The timer thus acts as a logic multiplication circuit.
Die in F i g. 1 schematisch dargestellten Steuerspannungskreise 161 und 163 sind nicht Gegenstand der Erfindung und sind daher im einzelnen nicht erläutert. Ihr Betriebsverhalten ist im Hinblick auf einen optimalen Einspritzvorgang während sämtlicher Betriebsbedingungen nichtlinear. Da andererseits die Schaltungsanordnung der Zeitstufen linear arbeitet, brauchen sowohl der Rechner als auch die Steuerspannungskreise nicht so ausgelegt zu sein, daß sie mögliche Nichtlinearitäten im Betrieb der Zeitstufen zu kompensieren imstande sind. Hierdurch verbilligen sich die bei der Herstellung solcher Schaltkreise verwendeten Schaltelemente.The in F i g. 1 schematically illustrated control voltage circuits 161 and 163 are not the subject of the Invention and are therefore not explained in detail. Your performance is with regard to one optimal injection process during all operating conditions non-linear. On the other hand, the Circuit arrangement of the time stages works linearly, both the computer and the control voltage circuits need not to be designed in such a way that they compensate for possible non-linearities in the operation of the time stages are able to. This makes those used in the manufacture of such circuits cheaper Switching elements.
Die Schaltungsanordnung nach Fig.3 kann im übrigen dahingehend abgewandelt werden, daß jede der verwendeten Zeitstufen durch einen eigenen Regel widerstand eingestellt werden kann, wie dies durch der gemeinsamen Regelwiderstand 214 für sämtliche Zeitstufen gemäß F i g. 3 möglich ist, um ein vorbe stimmtes Verhältnis zwischen den Steuerspannunger und der Dauer der Zeitimpulse zu erreichen.The circuit arrangement according to Figure 3 can also be modified in such a way that each of the The time steps used can be set by its own control resistor, as can be done by the common variable resistor 214 for all time stages according to FIG. 3 is possible to a pre to achieve the correct ratio between the control voltage and the duration of the time pulses.
Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings
Claims (2)
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Publications (3)
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DE2331265B2 DE2331265B2 (en) | 1977-03-10 |
DE2331265C3 true DE2331265C3 (en) | 1977-10-20 |
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