DE2440013A1

DE2440013A1 - Kraftstoffeinspritzanlage fuer eine fahrzeugbrennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2440013A1
Application number: DE2440013A
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl Ing Moeder; Hans Schnuerle; Rudolf Ing Grad Schwaemmle
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1974-08-21
Filing date: 1974-08-21
Publication date: 1976-03-11

Description

η. : —^:; - 24A0013

Lr/Lm 16.?.1974

Anlage zur

Pat ent anm eldung

EOBERT BOSCH GMBH, 7 Stuttgart 1

Kraftstoffeinspritzanlage für eine Fahrzeugbrenn-

kraftmaschine

Die Erfindung betrifft eine elektrisch, gesteuerte Kraftstoffeinspritzanlage für eine mit Fremdzündung arbeitende Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges, mit einer in deren Ansaugleitung angeordneten Drosselklappe, mit wenigstens einem elektromagnetischen Einspritzventil und mit einem, zur Magnetisierungswicklung des Einspritzventils in Reihe liegenden, mindestens einen Transistor enthaltenden Leistungsstufe, sowie mit einem Steuermultivibrator, der synchron zu den

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Kurbelwellenumdrehungen der Brennkraftmaschine unter gleichzeitigem öffnen des Einspritzventils ausgelöst wird und dann einen von wenigstens einer Betriebsgrösse der Brennkraftmaschine abhängigen Steuerimpuls liefert, und ferner mit einer an den Steuermultivibrator angeschlossenen Impulsverlängerungsstufe, die einen öffnungsimpuls für das Einspritzventil liefert, dessen Dauer um einen einstellbaren Faktor gegenüber dem Steuerimpuls verlängert ist.

Bei einer Brennkraftmaschine, die mit einer Kraftstoffeinspritzanlage dieser Art ausgerüstet ist, können Schwierigkeiten auftreten, wenn die Brennkraftmaschine unmittelbar nach dem Anlassvorgang durch öffnen der Drosselklappe beschleunigt wird um das Kraftfahrzeug anzufahren. Vor allem besteht dann die Gefahr, dass die Brennkraftmaschine während

des Anfahrvorgangs stehen bleibt, weil zum Beschleunigen aus dem Stand bei kaltem Motor wesentlich mehr Kraftstoff notwendig ist als bei betriebswarmem Motor.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Kraftstoff einspritzanlage der eingangs beschriebenen Art den Kraftstoffmehrbedarf während des Anfahrvorganges sicherzustellen, die Anfahranhebung der Einspritzmengen jedoch auf eine kurze Zeitspanne zu begrenzen und darüberhinaus sicherzustellen, dass die Anfahranhebung jeweils nur während eines Anfahrvorganges, nicht jedoch beim Gangwechsel wirksam wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäss eine auf den Verlängerungsfaktor der Impulsverlängerungsstufe ein-

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wirkende Steuerschaltung vorgesehen, die beim öffnen der Drosselklappe aus der Leerlaufstellung heraus für eine Zeitdauer von 1-3 Sekunden wirksam wird, solange die Temperatur der Brennkraftmaschine unter einem voreingestellten Mindestwert liegt und wenn die Drosselklappe vor dem öffnen über eine Zeitspanne von 1-3 Sekunden geschlossen war. Vorteilhaft kann die Steuerschaltung einen Eingangstransistor enthalten, dessen Basis mit einem beim Öffnen der Drosselklappe seinen Schaltzustand ändernden Leerlaufsehalter verbunden und mit seiner Emitter-Kollektor-Streeke - vorteilhaft unter Zwischenschaltung wenigstens eines Widerstandes mit der Emitter-Basis-Strecke eines zweiten Transistors in Reihe angeordnet ist, der seinerseits als Miller-Integrator geschaltet ist.

Weitere Einzelheiten und zweckmässige Ausgestaltung der Erfindung ergeben sich aus dem nachstehend beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Kraftstoffeinspritzanlage für eine Vierzylinder-Pahrzeug-Brennkraftmaschine.

Es zeigen:

Fig. 1 die Einspritzanlage in einem Übersichtsbild und teilweise in schematischer Darstellung,

Fig. 2 ein Zeitdiagramm für die angestrebte, temperaturabhängige Anfahranhebung der Einspritzmenge und

Fig. 3 ein Schaltbild für die zur Erzielung der Anfahränhebung vorgesehene Steuerschaltung.

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Die dargestellte Benzineinspritzanlage ist zum Betrieb der Brennkraftmaschine 1 bestimmt und umfasst als wesentliche Bestandteile vier elektromagnetisch betätigbare Einspritzventile 2, denen aus einem Verteiler 3 über je eine Rohrleitung 4 der einzuspritzende Kraftstoff zugeführt wird, eine elektromotorisch angetriebene Kraftstoff-Förderpumpe 5 und einen Druckregler 6, der den Kraftstoffdruck auf zwei atü konstant hält. Bei jeder Kurbelwellenumdrehung der Brennkraftmaschine wird ein rechteckförmiger, elektrischer Öffnungsimpuls Jv für die Einspritzventile 2 geliefert. Die in der Zeichnung angedeutete zeitliche Dauer Tv der Öffnungsimpulse Jv bestimmt die Öffnungsdauer der Einspritzventile 2 und demzufolge diejenige Kraftstoffmenge, welche aus den Einspritzventilen 2 austritt.

Die Magnetwicklungen 7 der Einspritzventile 2 sind zu je' einem Entkopplungswiderstand 8 in Reihe geschaltet und an eine gemeinsame Verstärkungs- und Leistungsstufe 10 angeschlossen, die wenigstens einen Leistungstransistor 11 enthält, welcher mit seiner Emitter-Kollektor-Strecke in Reihe mit den Wagnetwicklungen 7 geschaltet und mit seinem Emitter an Masse und den Minuspol einer nicht dargestellten Batterie angeschlossen ist.

Zur Messung der Ansaugluftmenge ist im Ansaugrohr 12 der Brennkraftmaschine vor der mit einem Gaspedal 13 betätigbaren Drosselklappe 14 eine Stauklappe 15 vorgesehen, die sich entgegen der Kraft einer nicht dargestellten Rückstellfeder umso weiter verschwenkt, je grosser die Ansaugluftmenge ist. Mit der nicht näher bezeichneten Welle der Stauklappe ist der Abgriff 16 eines elektrischen Potentiometers gekuppelt, an welchem eine von der Winkelstellung der Stauklappe 15 abhängige Steuerspannung für die im folgenden näher beschriebene Steuereinrichtung abgenommen werden

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Die Steuereinrichtung enthält einen Aus Ib" se-Signal geber 20, eine Impulsformerstufe 21, eine.Frequenzteilerstufe 22 sowie einen Steuer-Multivibrator 25, an welchen eine Impulsverlängerungsstufe 24 sowie eine Spannungskorrektur-Stufe 25 angeschlossen ist, mit welcher die bei Batteriespannungsschwankungen auftretenden Einflüsse auf 'die jeweilige Öffnungsdauer der Einspritzventile 2 kompensiert werden. Der Steuermultivibrator 25 liefert an seinem Ausgang Steuerimpulse Jo, deren Impulsdauer To sich in Abhängigkeit von der am Potentiometer 17 eingestellten, luftmengenabhängigen Steuerspannung ändert. Diese Steuerimpulse Jo werden in der nachfolgenden Impuls-Verlängerungsstufe 24 um. einen Faktor f verlängert, der in Abhängigkeit von der Drosselklappenstellung durch einen nicht dargestellten, bei 26 angedeuteten Lastgeber.; zur Start- und Nachstart-Anreicherung durch einen Startgeber 27 und während der Warmlauf-Phase durch einen bei 28 angedeuteten Temperaturgeber verändert werden kann.

Die den Startgeber 27 bildende, in Fig. 5 wiedergegebene Steuerschaltung umfasst einen Eingangstransistor T1 vom npn-Typ, der mit seinem Emitter an eine gemeinsame Hinusleitung 50 und mit seiner Basis über einen Widerstand R1 an einen Leerlaufschalter LS angeschlossen ist, und zwei als Miller-Integrator geschaltete Transistoren T2 und T5_} die beide vom pnp-Typ sind. Der Emitter des Transistors T5 liegt zusammen mit einem Basis-Widerstand an der mit dem Emitter eines weiteren Transistors T4 verbundenen Hilfsleitung 51· Von dieser führt die Reihenschaltung zweier Widerstände R5 und R4 zum Kollektor des Eingangstransistors T1. Parallel zum Widerstand R4 liegen drei hintereinandergeschaltete Dioden D1, D2, D5. Vom Verbindungspunkt der Wider-

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stände R3 und R4 führt ein Widerstand R5 zur Basis des Transistors T2, dessen Kollektor mit dem Kollektor des Transistors T3 und einem Integrierkondensator C2 sowie einem Widerstand R8 verbunden ist, der an der Minusleitung 30 liegt. Der Kondensator 02 überbrückt die Basis-Kollektor-Strecke des Transistors T2. Der Widerstand R7 führt zum Verbindungspunkt zweier Dioden, von denen die Diode D4 mit ihrer Kathode an den Kollektor des Transistors ΤΊ angeschlossen ist, wohingegen die Kathode der Diode D5 mit einem nicht dargestellten Ladetransistor verbunden ist, welcher zu der in bekannter Weise, z.B. nach der DT-PS 1 526 506 aufgebauten* Je grosser der über die Diode D5 und die in Fig. 1 und Fig. 3 bei 32 angedeutete Steuerleitung fliessende Steuerstrom Jf ist, desto grosser wird der Verlängerungsfaktor f, um welchen die am Ausgang des Steuermultivibrators 23 auftretenden Grundimpulse Jo von der Dauer To auf die Dauer Tv der Öffnungsimpuls Jv verlängert werden.

Der Leerlaufschalter LS ist mechanisch mit dem Gaspedal 13 derart gekuppelt, dass er sich in seiner Schließstellung befindet, wenn die Drosselklappe in ihrer Leerlaufstellung ganz oder nahezu geschlossen ist. In dieser Schließstellung ist der Leerlaufschalter LS über einen Widerstand R20 mit dem Kollektor des Transistors T4 verbunden, der seinerseits als Emitterfolger betrieben wird und an der Hilfsleitung 31 ein umso höheres positives Potential bereitstellt, je niedriger die Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine ist.

Solange der Leerlaufschalter LS geschlossen ist, wird der Eingangstransistor T1 in stromleitendem Zustand gehalten. Dann befinden sich die beiden Transistoren T2 und T3 ebenfalls

* Impulsverlängerungsstufe 24 gehört. - 7 -

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in stromleitendem Zustand und der Kondensator 02 ist entladen. Sobald der Leerlaufschalter zum Anfahren geöffnet wird, sperrt der Transistor T1. Die beiden Transistoren T2 und TJ gehen jedoch erst dann während einer Zeitspanne von 1-3 Sekunden in ihren Sperrzustand über, wenn sich der Kondensator C2 aufgeladen hat. Während dieses Aufladevorgangs kann der Steuerstrom Jf fliessen, geht jedoch von einem bei niederen Betriebstemperaturen der Brennkraftmaschine relativ hohen Wert auf Null zurück. Damit dieser für die Dauer der Anfahranhebung massgebliche Aufladevorgang des Kondensators C2 durch in die Verbindung zwischen der Basis des Transistors T1 zum geöffneten Leerlaufschalter LS eingestreute Störwellen nicht beeinträchtigt werden kann, ist zwischen dem Leerlaufschalter LS und der Minusleitung ein Entstörkondensator C1 vorgesehen, über welchen einfallende Störwellen so abgeleitet werden können, dass sie den gesperrten Transistor T1 nicht leitend machen können.

Der gesperrte Transistor T1 wird vielmehr erst dann leitend, wenn der Leerlaufschalter LS erneut geschlossen wird, über die Dioden D1, D2, DJ, den Widerstand R5 und E8 kann sich die " Ladung des Kondensators 02 zwar ausgleichen, benötigt hierzu aber ebenso wie zur vorher beschriebenen Ladung eine Zeitspanne von 1-3 Sekunden, welche praktisch durch die Grosse der Widerstände R5 und E8 sowie durch die Kapazität des Kondensators C2 festgelegt ist. Wenn vor Beendigung dieser Entladezeit der Leerlaufschalter erneut geöffnet wird, wie dies beispielsweise beim Gangwechsel zum Hochschalten des nicht dargestellten Kraftfahrzeuggetriebes auftritt, verhindert die noch auf den Kondensator C2 sitzende Restladung dass die Transistoren T2 und T3 einen"zu einer Anfahranhebung führenden Steuerstrom Jf liefern könneil. Auf diese

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Weise wird sichergestellt, dass die Anfahranhebung nur dann wirksam wird, wenn zuvor der Leerlaufschalter 1-3 Sekunden lang geschlossen war, wie dies beim Anfahren regelmässig der Fall ist, hingegen während des Gangwechsel unwirksam bleibt.

Diese Anfahranhebung soll nach dem Schaubild gemäss Fig. 2 bei Betriebstemperaturen der Brennkraftmaschine von weniger als O⁰C zu einer zusätzlich eingespritzten Kraftstoffmehrmenge Z führen, die im dargestellten Beispiel um 50 % über derjenigen Kraftstoff menge liegt, die nach ,Ablauf der oben genannten Zeitspanne von 1-3 Sekunden eingespritzt wird. Diese Kraftstoffmehrmenge soll mit steigender Temperatur /vS auf den Wert Null zurückgehen, wenn die Betriebstemperatur 8O⁰C erreicht.

Für eine derartige temperaturabhängige Beeinflussung der Kraftstoff mehrmenge Z sorgt der Transistor T4·, der an seiner Basis über den Widerstand R18 mit dem Pluspol einer nicht dargestellten Starterbatterie des Kraftfahrzeugs über die Plusleitung 34 verbunden ist. Diese Basis ist ausserdem mit dem Kollektor eines ebenfalls zum npn-Typ gehörenden Transistors T5 verbunden, der mit seinem Emitter über den Widerstand R9 und an seiner Basis über einen Widerstand R10 an die Minusleitung 30 angeschlossen ist. An die Basis des Transistors T5, von welcher die aus einer Diode D6 und einem Widerstand R11 bestehende Reihenschaltung zur Minusleitung 30 führt, ist der Kollektor eines zum pnp-Typ gehörenden Transistors T6 angeschlossen, dessen Emitter über einen Widerstand R15 am Verbindungspunkt zweier Spannungsteiler-Widerstände R12 und R16 liegt. Seiner Basis wird über

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einen Wirderstand. R13 ein Potential zugeführt', welches bei tiefen Temperaturen der Brennkraftmaschine hoch ist und m'it steigender Betriebstemperatur fällt. Wenn die Betriebs- . temperatur niedrig ist, führt der Transistor T6 ebenso wie der Transistor T5 nur einen sehr kleinen Emitter- bzw. ■ Kollektorstrom, was zur Folge hat, dass der Transistor T4 nahezu voll stromleitend ist und dann das Potential der Hilfsleitung 31 nahe beim Potential der Plusleitung 34- liegt. Mit steigender Betriebstemperatur wird der Kollektorstrom des Transistors T5 grosser und ergibt dann ein niedrigeres Potential an der Basis des Transistors T4· und demzufolge ein niedrigeres Potential an der Hilfsleitung 31· Dies hat zur Folge, dass die Kraftstoffmehrmenge nach der in Fig. 2 wiedergegebenen Kurve mit steigender Betriebstemperatur ab-'nimmt.

Der besondere Vorteil der beschriebenen Steuervorrichtung liegt darin, dass die Anfahranhebung nicht nur temperaturabhängig gesteuert wird, sondern auch während der Ladezeit des Kondensators G2 kontinuierlich verringert wird und darüberhinaus bei Schaltvorgängen nicht eintreten kann.

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Claims

Robert Bosch GmbH R. Stuttgart Ansprüche

1.) Elektrisch gesteuerte Kraftstoffeinspritzanlage für eine mit Fremdzündung arbeitende Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges, mit einer in deren Ansaugleitung angeordneten Drosselklappe, mit wenigstens einem elektromagnetischen Einspritzventil und mit einem zur Magnetisierungswicklung des Einspritzventils in Reihe liegenden, mindestens einen Transistor enthaltenden Leistungsstufe, sowie mit einem Steuermultivibrator, der synchron zu den Kurbelwellenumdrehungen der Brennkraftmaschine unter gleichzeitigem Öffnen des Einspritzventils ausgelöst wird und dann einen von wenigstens einer Betriebsgrösse der Brennkraftmaschine abhängigen Steuerimpuls liefert, und ferner mit einer an den Steuermultivibrator angeschlossenen Impulsverlängerungsstufe, die einen öffnungsimpuls für das Einspritzventil liefert, dessen Dauer um einen einstellbaren Faktor gegenüber dem Steuerimpuls verlängert ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine auf den Verlängerungsfaktor (f) der Impulsverlängerungsstufe (24) einwirkende Steuerschaltung (27) vorgesehen ist,

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die beim Öffnen der Drosselklappe (14-) aus der Leerlaufstellung heraus für eine Zeitdauer von 1-3 Sekunden wirksam wird, solange die Temperatur (^) der Brennkraftmaschine (1) unter einem voreingestellten Mindestwert liegt und wenn die Drosselklappe vor dem Öffnen über eine Zeitspanne von 1 - 3 Sekunden geschlossen war.

2. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung (27) einen Eingangstransistor enthält, dessen Basis mit einem beim Öffnen der Drosselklappe (14) seinen Schaltzustand ändernden Leerlaufschalter (LS) und mit seiner Emitter-Kollektor-Strecke - vorteilhaft unter Zwischenschaltung eines Widerstandes (R5) - mit der Emitter-Basis-Strecke ■ eines zweiten Transistors (T2) in Reihe angeordnet ist, der seinerseits als Miller-Integrator geschaltet ist.

3· Kraf tstoff einspritzanlage nach Anspruch. 2,. dadurch gekennzeichnet, dass zum Miller-Integrator ausser dem zweiten Transistor (T2) noch ein dritter Transistor vom gleichen Leitungstyp gehört, der mit seinem Emitter unmittelbar an eine ein temperaturabhängig veränderbares Potential führende Hilfsleitung (31), mit seiner Basis an den-

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Emitter des zweiten Transistors (T2) und einen zur Hilfsleitung (51) führenden Emitterwiderstand (R6) angeschlossen ist, während die beiden Kollektoren des zweiten und des dritten Transistors untereinander verbunden und über einen Arbeitswiderstand (R8) mit einer entgegengesetztes Potential führenden Versorgungsleitung (50) sowie einem zur Basis des zweiten Transistors führenden Integrier-Kondensator (C2) und ausserdem mit einer Steuerleitung (52) verbunden sind, über welche ein den Yerlängerungsfaktor (f) beeinflussender Steuerstrom für die Impulsverlängerungsstufe (24) bereitgestellt \tfird.

4. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 5? dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsleitung (51) am Kollektor eines als Emitterfolger geschalteten Transistors (T4) angeschlossen ist, dessen Basispotential temperaturabhängig veränderbar ist.

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