DE2407859A1 - FUEL CONTROL SYSTEM - Google Patents
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Description
/I // I /
COHAUSZ & FLORACKCOHAUSZ & FLORACK
PATE NTANWALT S BÜRO 2407859PATE NTANWALT S OFFICE 2407859
4 DÜSSELDORF SCHUMANNSTR. 974 DÜSSELDORF SCHUMANNSTR. 97
The Lucas Electrical Company LimitedThe Lucas Electrical Company Limited
Well StreetWell Street
GB-Birmingham . 18. Februar 1974GB-Birmingham. February 18, 1974
Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffregelsystem zur Verwendung in Kraftfahrzeugen, und ihr liegt die Aufgabe zugrunde, ein solches System in zweckmäßiger Form vorzusehen.The invention relates to a fuel control system for use in Motor vehicles, and its underlying task is to provide such a system in an expedient form.
Sin Kraft stoff regelsystem gemäß der Erfindung ist gekennzeichnet durch Mittel zur Erzeugung eines elektrischen Ausgangsimpulses, dessen Länge die dem Motor zuzuführende Kraftstoffmenge bestimmt, in Erwiderung auf mindestens eine Betriebsgröße des Motors, Mittel zur Überwachung der Auspuffemission des Motors, auf die Mittel zur Überwachung ansprechende Mittel zur Ableitung eines Signals als Wiedergabe der Art der Auspuffemission und Mittel zur Einstellung der Länge des elektrischen Ausgangsimpulses entsprechend dem abgeleiteten Signal.Sin fuel control system according to the invention is characterized by Means for generating an electrical output pulse, the length of which determines the amount of fuel to be supplied to the engine in response to at least one operating variable of the engine, means for monitoring the exhaust emissions of the engine, responsive to the means for monitoring Means for deriving a signal representative of the type of exhaust emission and means for adjusting the length of the electrical output pulse according to the derived signal.
Die Erfindung besteht ferner in einem Kraftstoffregelsystem, wie es vorstehend beschrieben worden ist und bei dem mindestens zwei unabhängige Mittel zur Einstellung der Länge des elektrischen Ausgangsimpulses entsprechend dem abgleiteten Signal vorgesehen sind, zusammen mit Mittel zur selektiven Betätigung deer einen und/oder der anderen der mindestens zwei unabhängigen Mittel.The invention also resides in a fuel control system as above has been described and in which at least two independent means for adjusting the length of the electrical output pulse accordingly the derived signal are provided, along with means for the selective actuation of one and / or the other of the at least two independent means.
Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der ein Blockschaltbild gezeigt ist, das ein Ausführungsbeispiel eines Kraftstoffregelsystems gemäß der Erfindung darstellt.The invention is explained in more detail below with reference to the drawing, in which there is shown a block diagram illustrating an embodiment of a fuel control system according to the invention.
In der Zeichnung ist ein Regelsystem für einen Motor in der Form eines 28 057 In the drawing is a control system for an engine in the form of a 28 057
409834/0406 _2_409834/0406 _ 2 _
Kraftstoffregelsystems gezeigt, das eine MassendurchflußmeßvorrichtungFuel control system is shown which includes a mass flow meter
10 aufweist, die einen elektrischen Ausgang erzeugt, welcher direkt proportional zum Massendurchfluß von Luft in der Ansaugsanifflelleiining10 has, which generates an electrical output, which directly proportional to the mass flow rate of air in the intake manifold line
11 eines Brennkraftinotors ist. Die Ma ssendurchflußmeß vorrichtung 10 weist einen Ionenerzeuger (nicht dargestellt) auf, der in der Ansaugsammelleitung 11 sitzt, ferner eine oder mehrere Elektroden (nicht dargestellt), die ebenfalls in der Ansaugsammmelleitung 11 gegenüber dem Ionenerzeuger sitzen, derart, daß der an der Elektrode oder an den Elektroden gemessene Strom den genannten Ausgang der Massendorchflußmeßvorrichtung ergibt. Der Ausgang der Massendurchflußmeßvorrichtung 10 wird zur Steuerung der Ausgangsfrequenz eines spannungsgeregelten Oszillatoxs11 of an internal combustion engine. The mass flow meter 10 has an ion generator (not shown) in the intake manifold 11 sits, furthermore one or more electrodes (not shown), which are also located in the intake manifold 11 opposite the ion generator, in such a way that the one on the electrode or on the electrodes measured current the said output of the mass flow measuring device results. The output of the mass flow meter 10 becomes to control the output frequency of a voltage-regulated oscillator
12 verwendet. Der iiusgang des Oszillators 12 wird einem binären Aufzähl-Zähler 15 zugeleitet, der die Zahl der Impulse zählt, welche vom spannungsgeregelten Oszillator 12 während eines Arbeitsspiels des Brennkraftmotors erzeugt werden. Eine Rückstellung des Zählers 13 nach jedem vollständigen Motorarbeitsspiel wird durch einen ersten zusätzlichen Kontaktunterbrecher 14 erreicht, der im Zündverteiler sitzt und der von der Selbstvorlauf- oder Saugkraftvorlaufwirkung unbeeinflußt bleibt.12 used. The output of the oscillator 12 becomes a binary count-up counter 15, which counts the number of pulses received from the voltage-regulated Oscillator 12 can be generated during a working cycle of the internal combustion engine. A reset of the counter 13 after each complete Engine work game is achieved by a first additional contact breaker 14, which is located in the distributor and from the Self-advance or suction force advance effect remains unaffected.
Wenn der Kontaktunterbrecher 14 in Funktion gesetzt wird, wird eine ain diesem Augenblick vorhandene Zählung an zwei Digitalspeichereinheiten in der Form von binären Abzähl-Zählern 15 und 16 übermittelt, die jeweils einer Kraftstoffeinspritzeinheit des Motors zugeordnet sind. Ia vorliegenden Fall besteht eine Einspritzeinheit aus einer Gruppe von Einspritzdüsen, die gleichzeitig in Funktion setzbar sind, aber in einer Alternativausführung kann jede Kraftstoffeinspritzeinheit aus einer einzigen Einspritzdüse bestehen, die nur einem Zylinder des Motors zugeordnet ist.When the contact breaker 14 is activated, an ain Counting available at that moment on two digital storage units in the form of binary counters 15 and 16, respectively are assigned to a fuel injection unit of the engine. Ia present In this case, an injection unit consists of a group of injection nozzles that can be activated at the same time, but in an alternative design each fuel injection unit can consist of a single one There are injectors that are assigned to only one cylinder of the engine.
Die Rückstellung des Hochzahl-Zählers 13 durch das Signal, das vom Kontaktunterbrecher 14 erzeugt wird, wird durch eine Yerzögerungsschaltung 17 verzögert, die in den Stromkreis zwischen dem Konbaktunterbrecher I4 und dem Zähler I3 eingeschaltet ist, und zwar eine kurze Zeit lang, die ausreeicht, um eine Übermittlung der Zählung im Hochzähl-Zähler I3 zu den Zählern I5 und 16 zu ermöglichen. In der Praxis ist diese Verzögerung kurz im Vergleich zur Zeitdauer eines Arbeitsspiels bzw. einer Periode des spannungsgeregelten Oszillators 12, und damit werden keine Zählun-The reset of the high number counter 13 by the signal from the contact breaker 14 is generated by a delay circuit 17 delayed in the circuit between the contact breaker I4 and the counter I3 is switched on for a short time, the sufficient to transmit the count in the count-up counter I3 to enable counters I5 and 16. In practice this is delay short compared to the duration of a work cycle or a period of the voltage-controlled oscillator 12, and thus no counting
409834/0406 " 5 "409834/0406 " 5 "
gen auf Grund dieser Verzögerung verloren. Die Abzähl-Zähler I5 und 16 können durch einen Uhrimpulsgenerator 18 abgezählt werden, der mit den Zählern 15 und 16 durch TJND-Torschaltungen 19 bzw. 20 verbunden ist,' und dessen Frequenz kann in einer noch zu beschreibenden Weise eingestellt werden. Me UND-Torschaltungen 19 un-d- 20 haben j-eweils zwei Eingänge, von denen einer jeweils mit dem Uhrimpulsgeuerator 18 verbunden ist, während der andere Eingang jeder TJITD-Torschaltung 19, 20 mit dem Ausgang eines bistabilen Multivibrators 21 bzw. 22 verbunden ist.gen lost due to this delay. The counters I5 and 16 can be counted by a clock pulse generator 18 which is connected to the counters 15 and 16 by TJND gates 19 and 20, respectively, and its frequency can be adjusted in a manner to be described. Me AND gate circuits 19 and 20 each have two inputs, one of which is connected to the clock pulse generator 18, while the other input of each TJITD gate circuit 19, 20 is connected to the output of a bistable multivibrator 21 and 22, respectively is.
Der bistabile Multivibrator 21 wird durch ein Signal gestellt, das durch den Kontaktunterbrecher I4 erzeugt wird. Eine Verzögerungsschalfc*ng 23 ist jedoch in Heihe zwischen den Kontaktunterbrecher I4 und den bistabilen Multivibrator 21 geschaltet, um eine Stellung des Multivibrators 21 zu verhindern, bis der Hochzähl-Zähler I3 zurückgestellt worden ist. Der bistabile Multivibrator 21 wird durch dien Zähler I5 zurückgestellt, wenn der letztere einen Hullwert annimmt.The bistable multivibrator 21 is set by a signal that is transmitted by the contact breaker I4 is generated. A delay circuit 23 is however in Heihe between the contact breaker I4 and the bistable Multivibrator 21 switched to prevent a position of the multivibrator 21 until the count-up counter I3 has been reset. The bistable multivibrator 21 is reset by the counter I5, if the latter takes on a Hull value.
Der bistabile Multivibrator 22 wird durch einen zweiten zusätzlichen Kontaktunterbrecher 24 gestellt, der ebenfalls im Zündverteiler sitzt, welcher dem Brennkraftmotor zugeordnet ist und der eine halbe Periode nach dem Betrieb des Kontaktunterbrechers I4 in Funktion tritt. Der bistabile Multivibrator 22 wird durch einen Ausgang vom Zähler 16 zurückgestellt, wenn der letztere einen Nullwert annimmt.The bistable multivibrator 22 is supplemented by a second Contact breaker 24 placed, which is also located in the ignition distributor, which is assigned to the internal combustion engine and half a period comes into operation after the operation of the contact breaker I4. The bistable Multivibrator 22 is reset by an output from counter 16, when the latter takes a null value.
Da die Einspritzdüsen eine endliche Zeit brauchen, um zu offenen und zu schließen, ist es erforderlich,eine festliegende Zeit (unter der Annahme einer konstanten Betriebsspannung) zu der Zeit hinzuzuaddieren, die von der Massendurchflußmeßvorrichtung 10 und von der Motordrehzahl bestimmt wird. Das wird durch Rückstellung des Eoehzähl-Zälers 13 auf eine endliche Zahl erreicht, anstatt auf Null, wobei diese Zahl, multipliziert mit der Uhrimpulsperiode, der Impuslbreite der Ausgangssignale von den bistabilen Multifevibratoren 21 und 22 während des Betriebs des Kraftstoff systems hinzuaddiert werden.' TJm einen Ausgleich für Änderungen in der Batteriespannung zu erreichen, braucht lediglich die Rückstellzahl des Zählers von der Batteriespannung gesteuert zu werden.Because the injectors take a finite time to open and to close, it is necessary to set a fixed time (assuming a constant operating voltage) to be added to the time which is determined by the mass flow meter 10 and the engine speed. This is done by resetting the counting counter 13 reaches a finite number rather than zero, which number, multiplied by the clock pulse period, is the pulse width of the output signals of the bistable multi-vibrators 21 and 22 during the operation of the Fuel systems are added. ' TJm compensation for changes To achieve in the battery voltage, only needs the reset number of the meter to be controlled by the battery voltage.
Eine Kaltstartanreicherung und eine .änderung im Luft/Kraftstoffverhält-A cold start enrichment and a change in the air / fuel ratio
40983A/0406 - 4 -40983A / 0406 - 4 -
nis als Erfordernis für einen richtigen Betrieb bei unterschiedliehen Kotortemperaturen während des Warmlaufens und eine Kraftstoffanreieherung bei maxiemaler Leistung bei voller Dorssel kann durch änderung der Ausgangsfrequenz des npannungsgeregelten Oszillators durch eine bei gezeigte Steuervorrichtung eingebaut werden.nis as a requirement for proper operation with different borrowings Motor temperatures during warm-up and a fuel build-up at maximum output with full Dorssel can be changed by changing the Output frequency of the voltage-regulated oscillator by a at Control device shown can be installed.
Die Frequenz des Uhrimpulsgenerators 18 kann in Erwiderung auf die Art der Auspuffemission des Motors geändert werden, um die Länge der Impulse einzustellen, die an den Ausgängen der bistabilen Hultivibratoren 21 und 22 erzeugt werden, um damit sicherzustellen, daß das dem Motor zugeleitete Kraftstoff/Luft-Gemisch derart ist, daß eine vollständige oder im wesentlichen vollständige Verbrennung dieses Gemisches vonstattengeht. Das kann durch kontinuierliches Überwachen der Auspuffemission erreicht werden, während der Motor läuft, und zwar mittels eines Monitors 26, der in einem Rohr oder in einer Kammer sitzt, durch das oder die die Auspuffemission strömt und der beispielsweise die Porm eines Sauerstoffsensors haben kann. Der letztere erzeugt ein elektrisches Signal, dessen Amplitude die Sauerstoffmenge wiedergibt, die in der Auspuffemission vorhanden ist, und dieses Signal wird einem Iliederpaßfilter 27 zugeleitet, das als eine Mittelungsschaltung dient. Der Ausgang des Niederpaßfilters 27 wird an einen Eingang eines Fehlerverstärkers 28 angelegt, uessen anderer Singang eine Bezugsspannung von einem Potentiometer 29 erhält, wobei diese Bezugsspannung den optimalen Wert des Signals wiedergibt, das am Ausgang des liiederpaßfilters 27 für einen Massendurchfluß von Luft erzeugt wird, der größer als ein Sollwert ist. Der Ausgang vom Fehlerverstärker 28 wird durch einen Schalter 26a an einen Gleichstrommotor JO geleitet, der die Position eines Scheiebers 3I eines Potentiometers 52 bestimmt. Die an den Schieber 3I angelegte Spannung ändert sich entsprechend dem Ausgang des Fehlerverstärkers 28, und das wiederum ändert die Frequenz des Uhrimpulsgenerators 18.The frequency of the clock pulse generator 18 can in response to the art the exhaust emission of the engine can be changed by the length of the pulses set, which are generated at the outputs of the bistable Hultivibratoren 21 and 22, in order to ensure that the motor supplied fuel / air mixture is such that a complete or substantially complete combustion of this mixture occurs. This can be done by continuously monitoring exhaust emissions can be achieved while the engine is running, by means of a monitor 26, which sits in a pipe or in a chamber, through the or the Exhaust emission flows and the, for example, the Porm of an oxygen sensor may have. The latter generates an electrical signal, the amplitude of which reflects the amount of oxygen used in the exhaust emission is present, and this signal is fed to a low-pass filter 27, which serves as an averaging circuit. The output of the low pass filter 27 is applied to an input of an error amplifier 28, The other signal receives a reference voltage from a potentiometer 29 obtained, this reference voltage reproducing the optimal value of the signal which is at the output of the liiederpaßfilters 27 for a mass flow is generated by air that is greater than a setpoint. The output from the error amplifier 28 is through a switch 26a to a Direct current motor JO directed the position of a slide 3I of a Potentiometer 52 is determined. The voltage applied to the spool 3I changes according to the output of the error amplifier 28, and that in turn, the frequency of the clock pulse generator 18 changes.
Der Motor 26 kann in anderer Form vorgesehen sein, beispielsweise als Kohlenstoffmonoxidsensor.The motor 26 can be provided in another form, for example as Carbon monoxide sensor.
Das vom Monitor 26 erzeugte elektrische Signal wird ferner an eine weiteres ITiederpaßfilter 33 angelegt, das ebenfalls als eine Mittelungs-The electrical signal generated by the monitor 26 is also sent to another Low-pass filter 33 is applied, which is also used as an averaging
- 5 -409834/0406- 5 -409834/0406
schaltung dient. Der Ausgang1 des .-iederpaBfliters ;■;' wird an einen Eingang eines Fehlerverstärkera j/> angelegt, dessen anderer Atuingang eine Bezugs spannung von einem Potentiometer J-5 erhält, wobei die?e Se zugsspannung den optimalen Wert des Signals darstellt, das am Ausgang des Kiederpaßfilters 35 für einen Kassendurchfluß von Luft erzeugt wird, der geringer als ein Sollwert ist. Der Ausgang vom »ehlerverstärker 34 wird durch einen weiteren Schalter 26b an einen Gleichstrommotor 35 angelegt, der die Position eines Schiebers j6 eines Potentiometerscircuit is used. The output 1 of the.-Low-pass filter; ■; ' j to an input of Fehlerverstärkera /> applied, the other Atuingang a reference voltage from a potentiometer J-5 is replaced, the? e Se zugsspannung the optimum value of the signal representing that produces at the output of Kiederpaßfilters 35 for a Kassendurchfluß of air that is less than a target value. The output from the amplifier 34 is applied through a further switch 26b to a direct current motor 35 which controls the position of a slide j6 of a potentiometer
37 bestimmt. Me an den Schieber 36 angelegte Spannung ändert sich entsprechend dem Fehlerverstarker 34, und das wiederum ändert den MuIldrift der MassendurchflußmeBvorrichtung 10.37 determined. The voltage applied to the slide 36 changes accordingly the error amplifier 34, and that in turn changes the multidrift the mass flow meter 10.
Ferner sind Kittel zum selektiven Schließen der Schalter 26a und/oder 26b vorgesehen, derart, daß ein Signal als "viiedergabe d«s Ausgangs des Konitors 26 selektiv die Freuquenz des Uhrimpulsgenerators 16 und/oder den Kulidrift der Kassendurchflußmelivorrichtung einstellt. Solche Mittel bestehen aus zwei Komparatoren 38 und 39» deren erster Singang mit der Verbindung zwi sehen der Massendurchflußmeßvorrichatung 10 und dein spannungsgeregelten Oszillator 12 verbunden ist. Der andere Eingang des !Comparators 38 ist mit einer ersten Eezugsspannung verbunden, und ein Signal wird am Ausgang des !Comparators 38 erzeugt, wenn der Ausgang der Kassendurehflußvorrichtung 10 geringer als die Bezugsspannung ist, die an den anderen Eingang des !Comparators 38 angelegt ist, wobei ein solches Signal vom Komparator 38 ein Schließen des Schalters 26b bewirkt, der im übrigen die Form eines Halbleiter-Schalterlements haben kann, beispielsweise die Form eines Feidtransistore, oder der relaxsgeschaltet sein kann. Der andere Eingang des !Comparators 39 wird mit einer weiteren Bezugsspannung verbunden, die die gleiche oder eine andere als die Bezugsspannung sein kann, die an den anderen Eingang des !ComparatorsFurthermore, gowns for selectively closing the switches 26a and / or 26b is provided in such a way that a signal is used as the output of the Conitor 26 selectively the frequency of the clock pulse generator 16 and / or adjusts the drift of the cash flow meter. Such means consist of two comparators 38 and 39 »with their first singang the connection between the mass flow meter 10 and your see voltage controlled oscillator 12 is connected. The other input of the comparator 38 is connected to a first reference voltage, and a Signal is generated at the output of the comparator 38 when the output of the Checkout flow device 10 is less than the reference voltage that is applied to the other input of the comparator 38, with one such Signal from comparator 38 causes switch 26b to close, which can otherwise be in the form of a semiconductor switch element, for example the form of a Feidtransistore, or the relaxsgeschaltet can be. The other input of the! Comparator 39 is connected to another Reference voltage connected that is the same or different than can be the reference voltage that is applied to the other input of the! Comparator
38 angelegt wird. Ein Signal wird im Ausgang des Komparators 59 erzeugt, wenn das Ausgangssignal der Hassendurchflußmeßvorrichtung 10 größer alo die Bezugsspannung ist, die an den anderen Hingang des Komparators 39 angelegt wird, und ein solches Ausgangssignal wird zum Beiwkrn eine Schließens des Schalters 26a verwendet, der ebenfalls die Form eines Halbleiter-Sehaltelements wie ein Fehldtransistör haben kann dder der relaisgeschaltet sein kann..38 is created. A signal is generated in the output of the comparator 59, when the output of the hatch flow meter 10 is greater than alo is the reference voltage applied to the other input of the comparator 39 is applied, and such an output becomes a contributing factor Closing the switch 26a used, which can also have the form of a semiconductor Sehaltelement such as a false transistor dder can be relay switched ..
- 6 A0983A/0406 - 6 A0983A / 0406
Venn der Ausgang der l-Iassendurchflußmeßvorrichtung also einigermaßen gering ist, bewirkt das Ausgangssignal vom Monitor 26 eine Einstellung des Ivulldrifts der Kassendurchflußmeßvorrichtung 10, und diese Vorkehrungwird getroffen, weil das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Motors im starken Haße durch den Nulldrift in der Massendurchflußneßvorrichtung 10 Dei geringen Ausgängen derselben beeinflußt wird. Venn der Ausgang von der Kassendurchflußmeßvorrichtung 10 einen höheren l.'ert erreicht, wird der Schalter 26a geschlossen, derart, daß das vom Monitor 26 erzeugte Ausgangssignal die Frequenz des Uhrimpulsgenerators in einer vorstehend beschriebenen VJeise einstellt.If the output of the Iasseausflußmeßeinrichtung so to some extent is low, the output from monitor 26 causes adjustment of the ivull drift of the cash flow meter 10, and this provision is made hit because the engine's air / fuel ratio im strong hatred from the zero drift in the mass flow meter 10 The small outputs of the same is influenced. Venn the exit reaches a higher l'ert from the cash flow measuring device 10, the switch 26a is closed, so that the output signal generated by the monitor 26 the frequency of the clock pulse generator in a VJeise described above.
Es verstehe sich, daß diurch die richtige Wahl der an die anderen Eingangs der Komparatoren 38 iuid 39 angelegten Bezugsepannungen beide Schalter 26a und 26b geschlossen werden können oder beide Schalter geöffnet werden können, und zvar für bestimmte I.'erte der Ausgänge von der Kassendurchflußmeßvorrichtung 10.It is understood that by making the right choice of the input to the other the comparators 38 iuid 39 applied reference voltages both Switches 26a and 26b can be closed or both switches can be opened, and zvar for certain I.'erte of the outputs of the cash flow meter 10.
AnsprücheExpectations
409834/0406409834/0406
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