DE2445317C3

DE2445317C3 - Elektrische Kraftstoffeinspritzanlage für Brennkraftmaschinen mit Steuerung durch die Ansaugluftmenge und mit einer Vorrichtung zur Verhinderung von Drehzahlschwingungen

Info

Publication number: DE2445317C3
Application number: DE2445317A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dipl.-Ing. 7143 Vaihingen Drews; Peter Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart Werner; Lothar 7140 Ludwigsburg Winkelmann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1974-09-23
Filing date: 1974-09-23
Publication date: 1979-09-13
Also published as: DE2445317B2; JPS5157341A; GB1511344A; US4015563A; FR2285518A1; DE2445317A1; FR2285518B1; IT1044626B

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrisch gesteuerte

to Kraftstoffeinspritzanlage für eine zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs dienende Brennkraftmaschine, mit wenigstens einem elektromagnetisch betätigbaren Einspritzventil und mit einem zur Magnetisierungswicklung des Ventils in Reihe, liegenden, wenigstens einen Transistor enthaltenden Leistungsstufe sowie mit einem dieser vorgeschalteten Steuermultivibrator, der synchron zu den Kurbelwellenumdrehungen der Brennkraftmaschine unter gleichzeitigem öffnen des Einspritzventils eingeschaltet und für eine die jeweilige

:ii Einspritzmenge bestimmende Zeitdauer in diesem Zustand während der Entiadezeit eines elektrischen, ais Zeitglied dienenden Kondensators gehalten wird, der vor jedem Entladevorgang während eines festgelegten Kurbelwellendrehwinkels mittels einer Aufladestrom-

2> quelle geladen wird, und ferner mit einem in der Ansaugleitung der Brennkraftmaschine angeordneten Luftmengenmesser, der eine dem zeitlichen Mittelwert der Ansaugluftmenge zugeordnete elektrische Steuergröße für den Lade- oder Entladevorgang liefert.

κι In manchen Kraftfahrzeugtypen, deren Brennkraftmaschine mit einer elektrisch gesteuerten Kraftstoffeinspritzanlage der eingangs beschriebenen Art ausgerüstet ist, können sich unangenehme und für das Fahrverhalten unzumutbare Drehzahlschwingungen

r> einstellen, weil das Kraftfahrzeug als große Masse zusammen mit der die Antriebskraft liefernden Brennkraftmaschine aufgrund der elastischen Motoraufhängung und der drehzahl- und lizftmengengesteuerten Einspritzung ein schwingungsfähigesbysiem bilden. Der

in Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Einspritzanlage der eingangs beschriebenen Art durch eine zusätzliche Schaltanordnung (Anti-Ruckel-Schaltung) das Auftreten derartiger Drehzahlschwingungen, die zum sog. »Ruckein« führen, zu vermeiden.

■r> Erfindungsgemäß wird hierzu vorgeschlagen, daß an den Kondensator über eine Diode ein zweiter Kondensator mit vorzugsweise größerer Kapazität angeschlossen ist, dem eine zweite Ladestromquelle zugeordnet ist und der den Ladevorgang am ersten

->» Kondensator verlangsamt, sobald die am ersten Kondensator entstehende Spannung diejenige am zweiten Kondensator übersteigt.

Weitere Ausgestaltungen und zweckmäßige Weiterbildungen ergeben sich aus dem nachstehend beschrie-

)'i benen Ausführungsbeispiel, das in der Zeichnung in drei verschiedenen Varianten für die Anti-Ruckel-Schaltung wiedergegeben ist.
Im einzelnen zeigt
Fig. 1 eine Kraftstoffeinspritzanlage und ihre zuge-

wi hörige Brennkraftmaschine in einem Übersichtsbild und in teilweise schematischer Darstellung ihres Signalgebers, ihrer Impulsformerstufc, ihrer F^requenzteilerstufe, ihres Steuermultivibrators, ihrer Impulsverlängerungsstufe und ihrer mit dem Steuermultivibrator zusammen·

h-> arbeitenden Anti-Ruckcl-Stufe,

F i g. 2 ein vereinfachtes elektrisches Schaltbild für die Impulsformerstufe, die Frequen/.teilerstufe und den Steuermultivibrator sowie für die Anti-Ruckel-Stufc

Fig.3 ein Zeitdiagramm für die sich im Steuermultivibrator abspielenden Lade- und Entladevorgänge ohne Einfluß der Anti-Ruckel-Schaltung;

F i g. 4 zeigt das Schaltbild einer ersten Ausführungsform der in F i g. 2 angedeuteten Anti-Ruckel-Schaltung und

F i g. 5 ein Zeitdiagramm für diese Schaltung;

Fig.6 ist eine zweite Ausführungsvariante der Anti-Ruckel-Schaltung in ihrem Schaltbild und in

Fig.7 ein zugehöriges Zeitdiagramm für diese Schaltung wiedergegeben;

F i g. 8 zeigt eine dritte Ausführungsvariante für die Anti-Ruckel-Schaltung und

F i g. 9 ein zugehöriges Zeitdiagramm; in

F i g. 10 ist ein Zeitdiagramm wiedergegeben, weiches den dynamischen Einfluß der dargestellten Anti-Ruckel-Schaltungen bei Drehzahländerungen erkennen läßt

Die dargestellte Benzineinspritzanlage ist zum Betrieb einer mit Batterie-Zündung arbeitenden Vierzylinder-Vieriakt-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, einen Druckregler 6, der den Kraftstoffdruck auf zwei atü konstant hält, sowie eine im folgenden näher beschriebene, elektronische Steuereinrichtung, die bei jeder Kurbelwellenumdrehung von der Zündeinrichtung der Brennkraftmaschine 1 einmal in der weiter unten näher beschriebenen Weise ausgelöst wird und dann je einen rechtecki'örmigen, elektrischen Öffnungsimpuls Jv für die Einspritzventile 2 liefert. Die in der Zeichnung angedeutete zeitliche Dauer 7Vder Öffnungsimpulse Jv bestimmt die Öffnungsdauer der Einspritzventile 2 und demzufolge diejenige Kraftstoffmenge, welche während des Öffnungszustandes aus den Einspritzventilen 2 austritt.

Die Magntiwicklungen 7 der Einspritzventile 2 sind zu je einem Entkopplungswiderstand 8 in Reihe geschaltet und an eine gemeinsame Verstärku-ngs- und Leistungsstufe 10 angeschlossen, die wenigstens einen Leistungstransistor 11 enthält, welcher mit seiner Emitter-Kollektor-Strecke in Reihe mit den Magnetwicklungen / 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 sicii entgegen der Kraft einer nicht dargestellten Rückstellfeder um so weiter verschwenkt, je größer die Ansaugluftmenge ist. Mit der nicht näher bezeichneten Welle der Stauklappe ist der Abgriff 16 eines elektrischen Potentiometers 17 gekuppelt, an welchem eine von der Winkelstellung der Stauklappe 15 abhängige Steuerspannung für die im folgenden läher beschriebene Steuereinrichtung abgenommen werden kann.

Die Steuereinrichtung enthält einen Auslöse-Signalgcber 20, eine Impulsformerstufe 21, eine Frequenzteilcrstufe 22 sowie einen Steuer-Multivibrator 23, an welchen eine Impulsverlängerungsstiifc 24 sowie eine Spannungskorrektur Stufe 25 angeschlossen ist, mit welcher die bei Batteriespannungsschwankungcn auftretenden Einflüsse auf die jeweilige Öffnungsdauer der Einspritzventil^ 2 kompensiert werden. Der Steueimultivibrator 23 liefert an seinem Ausgang Steuerimpulse Jo, deren Impulsdauer tp sich in Abhängigkeit von der am Potentiometer 17 eingestellten, luftmengenabhängigen Steuerspannung und der Drehzahl ändert. Diese Steuerimpulse Jo werden in der nachfolgenden Impuls-Verlängerungsstufe 24 um einen Faktor /"verlängert, der in Abhängigkeit von der Drosselklappenstellung durch einen Lastgeber 26, zur Start- und Nachstart-Anreicherung durch einen Startgeber 27 und während der

in Warmlauf-Phase durch einen Temperaturgeber 28 verändert werden kann. Der in seiner Dauer zum Steuerimpuls Jo proportionale, am Ausgang der Impuls-Verlängerungsstufe 24 entstehende Impuls wird zum Ausgleich der von der Batteriespannung abhängi gen Anzugs- und Abfallzeiten der Einspritzventile um einen festen Betrag verlängert, welcher durch die Spannungskorrektur-Stufe 25 bereitgestellt wird und um so größer wird, je weiter die Batteriespannung absinkt.

Die Auslösung der einzelnen öffnur ^.impulse Jv und der gleichzeitig mit diesen beginnenden Steuerimpulse Jo erfolgt synchron zu den Kurbelwellenumdrehungen der Brennkraftmaschine, weil als Auslösesignal-Stufe 20 der bei 30 angedeutete, mit dem Unterbrechernocken 31

2~λ des im 'ibrigen nicht dargestellten Zündverteilers zusammenarbeitende Unterbrecherhebel verwendet ist. Die Signalabnahme erfolgt an dem feststehenden Unterbrecherkontakt 32, welcher mit der in Fig. 2 bei 33 angedeuteten Primärwicklung der Zündspule ver-

!Ii bunden ist.

Wie jas in F i g. 2 wiedergegebene, zur Ausführung in IC-I eci'.nik bestimmte Schaltbild erkennen läßt, enthält die Impulsformerstufe 21 eine an ihrem Eingang angeordnete Sicherungsstufe, die zur Unterdrückung

Ji von Fehlauslösungen dient, welche durch Störwellen auf den beiden Betriebsstromleitungen, nämlich der gemeinsamen Plusleitung 35 und der gemeinsamen Minusleitung 36 beim Betrieb von anderen Strorrwerbrauchern entstehen können. Die Sicherungsstufe

in besteht im wesentlichen aus einem lateralen pnp-Transistor 37, der mit seiner Basis an die Plusleitung 35 angeschlossen ist und mit seinem Emitter am Abgriff eines aus zwei Festwiderständen 38 und 39 bestehenden, zum Unterbrecher 30, 32 parallel liegenden Spannungs-

■n tellers angeschlossen ist. Zum Spannungsteileruiderstand 39 liegt ein Kondensator 40 und eine Diode 41 parallel, welche mit ihrer Anode an die Minusleitung 36 angeschlossen ist. Der Transistor 37 kann nur dann stromleitend werden, wenn das Potential an seinem

Ι" Emitter höher als das Potential an seiner mit der Plusleitung 35 verbundenen Basis wird. Dieser Fall tritt immer dann ein, wenn der Unterbrecherhebel 30 von seinem Gegenkontakt 32 abgehoben wird. Dann entsteht in der Primärwicklung 33 eine hohe induktive

v> Spannungsspitze, dip ein Mehrfaches der Spinnung der mit der Plusleitung 35 und der Minusleitung 36 verbundenen Batterie beträgt. Durch den von den Widerständen 38 und 39 gebildeten Spannungsteiler ist die Ansprechschwe'!e des Transistor·; 37 so hoch gelegt,

wi daß nur d'ese extrem hohen 'leim Öffnen des Unterbrechers 30, 32 entstehenden Spannungssoit/.en den Transistor 37 kurzzeitig stromleiicid machen können. An den Kollektor des Transistors 37 ist mit einem Widerstand 42 die Basis eines npn-Transistors 43,

h". der zusammen mit dr.cm zweiten npn-Transistor 44 einen monostabilen Multivibrator bildet, zu welchem außerdem ein Koppelkondensator 46 und ein Transistor 45 gehören, angeschlossen. Dieser ist mit seiner Basis an

den Kollektor des Transistors 43 und an zwei zur Minusleitung 36 führende Widerstände 47 und 4H eingeschlossen, deren Verbiridiingspunkt mit einer der beiden Elektroden des Koppelkondensators 4f> und iitii dem Emitter des Transistors 45 verbunden ist. Der Transistor 45 sorgt für eine schnelle Rückladung ties Koppelkondensators 46. so dall sich auch dann keine wesentlich kürzere Standzeit des monostabilen Multivibrators ergibt, wenn dieser kurz nach seinem Zuriickkippen in den stabilen Zustand erneut beim nächsten Zündvorgang getriggert wird. Außerdem ist ein als Zenerdiodc geschalteter, an seiner Basis-Kollektor-Strecke kurzgeschlossener Transistor 51 vorgesehen, dessen [Emitter mit der Basis eines Emitterfolger Transistors 52 vom npn-Typ und über einen Vorwiderstand 53 mit der Plusleitung 35 verbunden ist. Der Transistor 52 stellt in Verbindung mit dem Transistor 51 sicher. (IaB

<;;itor 4fi iinup

rhlnl

Battcriespannungsschwiinkiingen stets auf den gleichen .Spannungswert aufgeladen wird und dann jeweils im instabilen Kippzustand des Multivibrators eine konstante Standzeit ergibt.

Der Widerstand 48 sorgt dafür, daß auch nach Ablauf der sehr schnell über den leitenden Transistor 45 erfolgenden Aufladung des Kondensators 46 der Transistor 45 leitfähig bleibt. Dadurch wird der Emitter dieses Transistors auf einem bestimmten definierten Potential festgehalten, welches er nach Erde der schnellen Aufladung annimmt. Hierbei wird eine Drehzahlabhängigkeit der Standzeit der aus den Transistoren 43 und 44 bestehenden monostabilen Stufe weitgehend vermieden.

Der Transistor 44 wird im Ruhezustand des monostabilen Multivibrators durch einen einstellbaren, an den Emitter des Transistors 52 angeschlossenen Widerstand 54 stromleitend gehalten und sperrt dann nicht nur den Transistor 43 über den Rückkopplungswiderstünd 55. sondern auch den Ausgangstransistor 56 der Impulsformerstufe 21. Dieser ist an seiner Basis über einen ersten Spannungsteilerwidersiand 57 mit dem Kollektor des Transistors 44 und über einen zweiten ^pannungsteilerwiderstana :>» mit der Minusieitung Jb verbunden.

Der an die Impulsformerstufe 21 angeschlossene Frequenzteiler 22 ist als bistabilcr Multivibrator ausgebildet und enthält zwei Transistoren 61 und 62 vom npn-Typ, die beide mit ihren Emittern an die Minusleitung 36 angeschlossen sind und an ihrem Kollektor über je einen Arbeitswiderstand 63 bzw. 64 mit der Plusleitung 35 in Verbindung stehen. Ihre Basen sind über Kreuz durch je einen Rückkopplungswiderstand 65 bzw. 66 mit dem Kollektor des anderen Transistors verbunden und außerdem über je einen Basisableitwiderstand 67 bzw. 68 an die Minusleitung 36 angeschlossen. Darüber hinaus sind die Basen der Transistoren jeweils mit der Anode einer Diode 69 bzw. 70 verbunden, deren Kathoden über je einen Koppelkondensator 71 bzw. 72 an den Kollektor des Ausgangstransistors 56 der Impulsfcrmerstufe 21 angeschlossen sind. Zur rückwirkungsfreien Auskopplung der an den Kollektorwiderständen 63 und 64 entstehenden, zueinander gegenphasigen Schaltspannungen 80 und 81 sind zwei Emitterfolger-Transistoren 73 bzw. 74 jeweils mit ihrer Basis an den Kollektor der beiden Transistoren 61 und 62 angeschlossen, wobei ihre Emitier-Basis-Strecke durch jeweils eine in der Gegenrichtung leitfähige Diode 75 bzw. 76 überbrückt ist. Vom Emitter des Transistors 73 und der Anode der Diode 75 führt ein Widerstand 77 zum Verbindiings piinkl der Diode 69 und des Koppelkorr.lensators 71 wohingegen an den Emitter lies die .Schaltspannung 8 liefernden Transistors 74 cm mit der Diode 70 und den Koppelkondensator 72 verbundener Widerstand 7! sowie ein Widerstand 79 angeschlossen ist, der über eini Diode 82 diese Schaltspannung dem weiter untei beschriebenen Stcucrmiillivibrator 23 zuführt.

Die beiden Transistoren 61 und 62 befinden siel jeweils in zueinander entgegengesetztem I ciliingszu stand. Bei jedem Öffnungsvorgang des Unterbrecher 30, 32 wird der Ausgangstransistor 56 des Impulsfor mers 21 stromleitcnd. Dies hat zur Folge, daß derjcnigi der beiden Transistoren 61 und 62. welcher bishe stromleitcnd war. nunmehr in seinen Sperrzustam übergeht, wohingegen der andere, seither gesperrt! Transistor stromleitcnd wird. Auf diese Weise win prrpirht r):»R ipwPlU pinpr (Irr '/ünHvorijiinup rlpn pinpr

der beiden Transistoren 61 und 62 stromleitcnd mach und der nächste Zündvorgang dann den anderei Transistor in seinen stromleitenden Zustand bringt Dabei entsteht am Kollektor des Transistors 61 um demzufolge auch am Emitter des Transistors 73 dii angedeutete mäandcrförniige Schaltspannung 80. Dii Frequenz der Schaltspannung 80 ist nur halb so groß wii diejenige der beim Schließen und Öffnen des IJnterbre chers .'1,32 entstehenden Spannung.

Das bei dem Steuermultivibrator 23 verwenden Prinzip beruht darauf, daß der als Zeitglicd dicncndi Kondensator Cl über einen festgelegten, konstan bleibenden Drehwinkel der Kurbelwelle der Brenn kraftmaschine hinweg aus einer Konstantstrom-Qtielli aufgeladen und anschließend über eine zweite Kon stantstrom-Quelle entladen wird, wobei während de: Entladevorgangs ein Steuerimpuls Jo der in Fig. angedeuteten Art entsteht. Beim dargestellten Ausfüh rungsbeispiel wird dem Kondensator Cl aus einei Aufladestromquelle A ein konstanter, von der Ansaug luftmenge unabhängiger Ladestrom la zugeführt während der Entladevorgang mit einem Entladestron Ie erfolgt, welcher von der Entladestromquelle I gelielert und in seiner jeweiligen Stromstärke umge kehrt proportional zur Ansaugluftmenge von dei Stauklappe 15 am Potentiometer 17 eingestellt wird.

Der Sieuerrnultivibraior 23 enthält über det Speicherkondensator Cl hinaus zwei Transistoren 10! und 102 vom pnp-Typ, die beide mit ihren Emittern ar die Plusleitung 35 angeschlossen sind und mit je einen von zwei weiteren Transistoren 111 und 112 ir Lin-Schaltung betrieben werden. Der Transisto·" 101 is an seiner Basis über einen Widerstand 85 mit de Plusleitung 35 verbunden und wird dadurch in Ruhezustand des Multivibrators gesperrt gehalten Außerdem ist seine Basis über einen Koppelwiderstanc 86 und einen Koppelkondensator 87 mit der di< Schaltspannung 80 führenden Leitung 84 verbunden sowie über einen Widerstand 88 mit dem Kollekto eines Transistors 104 verbunden, der mit seinem Emittei an der Minusleitung 36 liegt und an seiner Basis mit zwe Widerständen 90 und 91 verbunden ist. Der eins Widerstand 91 rührt zum Kollektor eines Vortransistor 103 und über einen weiteren Widerstand 92 zui Plusleitung 35. Der Vortransistor 103 liegt mit seine Basis am Verbindungspunkt von zwei im Kollektor Stromkreis der Liri-Schaltung 102, 1J2 angeordneter Widerständen 93 und 94 und ist über einen Widerstanc 95 mit der Leitung 84 und deren Schaltspannung 8( verbunden. An den Kollektor des Transistors 103 is

außerdem die Basis eines transistors 105 über einen Koppelwidcrstand 96 angeschlossen und über einen Widerstand 97 mil der MinusleiUing 36 verbunden. Vom Transistor 105 wird ein weiterer Transistor 106 gesteuert, an dessen Kollektor die luftmengen- und dreh/ahlabhängigen Steuerimpulse Jo abgenommen wer;'' π können.

Bei eier Urzeugung dieser Steuerimpulse Jo arbeitet der Steucrmultivibrator ohne die in F-i g. 2 mit stark ausgezogenen Linien angedeutete, erfi.icHingsgemaßc Anti-Ruckel-Schaltung folgendermaßen:

Zunächst wird der Speicherkondensator (I über einen festgelegten Kurbelwellen-Drehwinkel KW von 180' mit konstantem Aufladestrom la aufgeladen; die jeweiligen Aufladeperioden erstrecken sich von 180 KW bis 360" KW und von 540"bis zur Vollendung der /weiten Kurbclwcllenumdrehung bei 720" KW.

ihrem Prinzip dargestellte Anti-Ruckel-Schaltung vorgesehen, die an der Aufladestromquclle A angreift und einen /weiten Kondensator C2 mit einer wesentlich größeren Kapazität sowie eine zusätzliche I.adestromquelle /. und eine Diode I) I umfaßt, über welche der /weite Kondensator C2 vom ersten Kondensator Cl einen beträchtlichen Teil des Ladestromes abzieht und dadurch den Ladevorgang am ersten Kondensator erheblich verlangsamt, sobald die am ersten Kondensator entstehende Spannung diejenige am /weiten Kondensator übersteigt. In F" i g. 2 ist durch eine Stetierleitung 99 die Möglichkeit angedeutet, die Stromquelle L im Takt der Steuerspannung 80 ein- und auszuschalten. Von dieser Möglichkeit ist jedoch nur bei den beiden Anti-Ruckel-SehalHingcn nach den Y i g. 6 und 8 Gebrauch gemacht, wohingegen bei der ersten Ausführungsvariante nach F" ig. 4 ein zeitunabhängiger

W/nUretrtA ,lintor Λ 11Π -ι * \(* r\f*r \r\r\ ο η Κί ! AW* CJf > Vi ί Ii cn ί η. k nticl :l Π I ς t ΓΑΙΠ // ρίηϋΡίΠΟΚί UZ)TfI

nung 80 positive Werte, wohingegen die zur Steuerung der Aufladestromquclle A dienende Schaltspannung 81 während der Aufladepcrioden Null-Potential hat. Der während der Aufladeperiodc vom Zeitpunkt T < bis zum Zeitpunkt 7'3 fließende Ladestrom la erzeugt am Speicherkondensator Cl eine linear ansteigende Spannung Uc I. deren Endwert im Zeitpunkt Γ3 bei 360° bzw. 72O^c erreicht wird und umgekehrt proportional zur jeweiligen Drehzahl der Brennkraftmaschine ist. Während einer solchen Aufladeperiode sind die Transistoren 101 und 111 gesperrt, die Transistoren 102, 112 hingegen leitend und halten über den dann stromleitenden Transistor 103 den zu dem Transistor .01 komplementären Transistor 104 ebenfalls gesperrt. Dieser Zustand wird außerdem durch die Zwangssteuerung des Transistors 103 mit Hilfe der Schaltspannung 80 sichergestellt und dabei verhindert, daß irgendwelche auf der Plusleitung 35 entstehende Spannungseinbrüche dazu führen könnten, den Ladevorgang vorzeitig zu beenden.

Der Ladevorgang wird erst dann beendet, wenn im Zeitpunkt Ti bei 360° oder 720° die Schaltspannung 80 von den seitherigen Pluswerten auf Null-Potential zurückspringt. Dann überträgt der Differenzierkondensator 87 einen negativen Trigger-Impuls K auf die Basis des Transistors 101 und macht diesen leitend.

Gleichzeitig sperrt die zweite Schaltspannung 81 die Ladestromquelle A. Durch die auf dem Speicherkondensator Cl sitzende Ladung werden die seither stromleitenden Transistoren 102 und 112 gesperrt, so daß auch der Transistor 103 in den Sperrzustand übergeht und der Transistor 104 stromleitend wird. Während des hierbei beginnenden Entladevorgangs liefert die Entladestromquelle E einen konstanten Entladestrom Ie, welcher bewirkt, daß die Spannung Uc 1 am Speicherkondensator Cl linear abfällt. Sobald diese Spannung einen festgelegten, nahe bei Null liegenden Wert erreicht, vermag diese den Transistor 102 nicht mehr weiter gesperrt zu halten. Dieser geht vielmehr in stromleitenden Zustand über und bringt trotz der noch vorherrschenden Null-Werte der Schaltspannung 80 mit Hilfe seines über den Widerstand 94 fließenden Kollektorstromes den Transistor 103 in stromleitenden Zustand, der dann den Rückkopplungskreis zur Wirkung bringt und den Transistor 104 sperrt. In diesem in Fig. 3 bei 7"4 angedeuteten Zeitpunkt ist somit der seither laufende Steuerimpuls Ju beendigt

Zur Vermeidung der eingangs geschilderten, vor allem beim Anfahren zu unangenehmem Ruckein führenden Drehzahlschwingungen ist eine in Fig. 2 in Im einzelnen enthält die Anti-Ruckel-Schaltung nach F i g. 4 außer dem bereits erwähnten zweiten Kondensator C2 und der Diode D 1 einen Transistor 115, der mit seinem Emitter über einen Widerstand 116 an die Plusleitung 35 angeschlossen ist. Sein Kollektor ist mit der Anode der Diode D 1 verbunden, deren Kathode an dem ersten Kondensator Cl, dem Emitter des Transistors 111 und der Ausgangsklemme der Aufladestromquelle A liegt. Diese ist ebenso wie die Entladestromquelle E im einzelnen nicht näher dargestellt. Beide Stromquellen können vorteilhaft nach Fig. 4 bzw. Fig. 5 der DE-OS 22 42 795 ausgebildet sein und zweckmäßig in IC-Technik hergestellt werden.

Damit der vom Transistor 115 gelieferte Strom // weitgehend unabhängig von der Betriebstemperatur konstant gehalten werden kann, ist der Transistor 115 mit seiner Basis über einen Widerstand 117 unmittelbar an eine mit dem Pluspol einer Batterie verbundene Versorgungsleitung UO angeschlossen, welche mit der gemeinsamen Plusieitung 35 über eine zum Schutz der integrierten Schaltung gegen falsche Polung dienende Diode Do verbunden ist. Die Basis des Transistors 115 liegt außerdem über einen Vorwiderstand 118 an einem Spannungsteiler, dessen erster Zweig aus einem mit der Plusleitung 35 verbundenen Widerstand 119 und zwei zu diesem in Reihe liegenden Dioden D2 und D3 besteht, während der zweite Zweig von dem Festwiderstand i20 gebildet wird.

Diese Anti-Ruckel-Schaltung arbeitet nach F i g. 5 folgendermaßen:

Während der vom Zeitpunkt T\ bis zum Zeitpunkt 7"2 reichenden Zeit ίο wird der Kondensator Cl mit einem aus der Summe der Ströme la und /z gebildeten Gesamtstrom aufgeladen. Im Zeitpunkt Γ2 übersteigt die am Kondensator Cl entstehende Spannung UcX den Wert der Spannung Uc2 am zweiten Kondensator C2. Dadurch wird die Diode D1 leitend und der Gesamtstrom la + Iz verteilt sich nunmehr auf die beiden parallelgeschaheten Kondensatoren Cl und C2. Dadurch verlangsamt sich der Spannungsanstieg am Kondensator C1. Der Zeitpunkt 7"2 ist bestimmt durch die Bedingung

tv

fewobei mit L/tsder Spannungsabfall an der Crniüer-Basis-Strecke des Transistors 102 und mit U_D\ die Schwellspannung der Diode D1 bezeichnet ist. Die Dauer ίο des mit großer Steilheit erfolgenden ersten

Ladungsabschnitts /wischen den Zeitpunkten I \ und 72 ergibt sich dann aus

/.. ι /: ■ Il J.J

Ιιιί Zeitpunkt 73 wird die A'jfladcstromquelle /A mit Hilfe der Steiicrspannung 81 abgeschaltet und durch den Auslöseimpuls K der Fintladevorgang des Kondensators Cl eingeleitet, wobei der konstante Entladestrom Ic fließt. Das F.nde der Entladung ist in F-" i g. 5 mit 74 gekennzeichnet. Die für die Dauer der Impulse /o maßgebliche Entladeciaucr Ip ergibt sich aus folgender Beziehung:

(- Iz Ic

2 11

Die Dauer Ip der Impulse Jo ist im Sinne der Kraftstoffzumessung richtig eingestellt, wenn Iz — 2 Il ist.

Im Zeitpunkt 73 sperrt die Diode D 1 ebenfalls. Der zweite Kondensator C2 wird mit dem vom Transistor 115 gelieferten Strom // bis zum Zeitpunkt 76 im nächsten Auflade/.yklus entladen. Vom Zeitpunkt 75 ab wird der erste Kondensator Cl wieder mit dem Gesamtstrom la + Iz aufgeladen. Im Zeitpunkt 76 wird die Diode Dl erneut leitend, so daß nun die Parallelschaltung beider Kondensatoren C1 und C2 mit einem Strom I — la + Iz — Il geladen wird. Vom Zeitpunkt 77 ab werden beide Kondensatoren getrennt entladen.

Dynamisches Verhalten

Die obenstehenden Darlegungen betreffen das Verhalten der Anti-Ruckel-Schaltung bei konstanter Drehzahl. In diesem stationären Zustand können die

einem Dreh/ah'~prung in Richtung auf die höhere Drehzahl /; 1 ergibt sich, daß sich ohne Anti-Ruckel-Schaltung infolge der dann kürzeren Aufladeperiode In 1 eine wesentlich kürzere Impulszeit Ip I einstellen würde als dies für die mit der Anti-Ruckel-Schaltung sich ergebende Impulslänge Ip gilt. Daher wird beim Obergang auf höhere Drehzahl ein fetteres Kraftstoff-Luft-Gemisch erzeugt. Beim Übergang auf eine niedrigere Drehzahl, für welche die Fig. 10c gilt, stellt sich eine Impulsdauer Ip ein, welche infolge des in I- i g. 2 /wischen den Zeitpunkten T2 und 73 wiedergegebenen, verlangsamten Spannungsanstiegs am Kondensator CI wesentlich kürzer ist als die ohne An'.i-Ruckcl-Sehaltung sich ergebende Impulsdauer lp 2. In allen drei Darstellungen der Fig. 10 ist unterstellt, daß für die einzelnen Drehzahlen während des Aufladevorgangs jeweils gleiche Ladeströme fließen und daher die Spannungskennlinien gleiche Steigung aufweisen. Ferner ist unterstellt, daß bei den drei verschiedenen Geschwindigkeiten jeweils ein gleich großer Entladestrom Ic fließt.

Für die angestrebte Wirkung der Anti-Ruckel-Schaltung, die beim Übergang auf höhere Drehzahlen eine Anfettung, beim Übergang auf niedrigere Drehzahlen jedoch eine Abmagerung des Kraftstoff-Luft-Gemisches bewirkt, ist es von Vorteil, wenn der zweite Kondensator C2 eine größere Kapazität als der erste Kondensator C 1 hat und verglichen mit der Gesamtaufladezeit T bzw. Tno bzw. Tn I bzw. Tn 2 nur während eines kleinen Zeitraumes geladen wird. Um daher den zweiten Kondensator C2 auf ein höheres, einer neuen niedrigeren Drehzahl entsprechendes Ladepotential zu bringen, sind daher mehrere Aufladezyklen erforderlich Andererseits ist der vom Transistor 115 gelieferte Entladestrom //, mit welchem der zweite Kondensator C2 entladen wird, so klein, daß er mehrere Entladezyklen benötigt, um den Kondensator C2 auf ein niedrigeres, einer höheren Drehzahl entsprechendes Ladepotential zu bringen.

Den beiden Ausführungsvarianten nach den Fig. 6 und 8 ist gemeinsam, daß dort der als zusätzliche

Schaltung keinen verändernden Einfluß auf die Impulsdauer To hat. Die Anti-Ruckel-Schaltung zeigt jedoch ihre vorteilhaften Wirkungen, bei dynamischen Änderungen der Drehzahl, wie im folgenden an zwei verschiedenen Drehzahlsprüngen, die von einer Drehzahl no aus erfolgen, gezeigt ist. In Fig. 10a ist der stationäre Betrieb vor einem Drehzahlsprung dargestellt.

Fig. 10b gibt den Spannungsverlauf am Kondensator Cl wieder, der unmittelbar nach dem Drehzahlsprung auftritt, wenn die Drehzahl vom Wert no auf einen etwa 30% höheren Wert η 1 gesprungen ist.

F i g. 10c stellt das Verhalten dar, wenn die Drehzahl vom Wert no auf einen etwa 20% kleineren Wert π 2 gesprungen ist.

In den Zeitdiagrammen Fig. 10a, Fig. 10b und Fig. 10c ist der Anstieg der Spannung am ersten Kondensator Cl mit unterbrochenen Linien für den Fall wiedergegeben, daß der Steuermultivibrator 23 in der seither bekannten Weise ohne Anti-Ruckel-Schaltung betrieben wird, während der am Kondensator Cl entstehende Spannungsanstieg, der sich unter Verwendung der Anti-Ruckel-Schaliung einstellt, jeweilr, mit ausgezogenen Linien wiedergegeben ist.

Bei der Darstellung nach F i g. 10a ist unterstellt, daß sich bei .!er Drehzahl nodie Impulsdauer ipergibt. Nach dauernd nach Fig.4 leitend gehalten wird, sondern im Takt der vom Frequenzteiler 22 gelieferten Schaltspannungen 80 bzw. 8i aus- und eingeschaltet wird

In der Schaltung nach F i g. 6 ist der mit der Basis des Transistors 115 verbundene Widerstand 120 mit der Leitung 84 verbunden und liegt demgemäß an der Schaltspannung 80. Der Transistor 115 wird daher stromleitend gehalten solange die Aufladestromquelle A ausgeschaltet ist, er wird jedoch gesperrt, wenn die Ladestromquelle den Aufladestrom Ia + Iz liefert. Die Spannung U_c2 am zweiten Kondensator C2 bleibt somit jeweils zwischen den Zeitpunkten 71 und 72 sowie zwischen 75 und 76 konstant.

Bei der Ausführungsvariante nach Fig.8 wird der Transistor 115 jeweils dann stromleitend gehalten und liefert dann den Entladestrom // für den zweiten Kondensator C2, wenn und solange die Aufladestromquelle A stromleitend ist. Er wird demgemäß zusammen mit der Aufladestromquelle A eingeschaltet und zusammen mit dieser durch die Schaltspannung 80 ausgeschaltet. Hierzu ist der Emitter des Transistors !15 über einen Widerstand 121 und eine Diode DA an die Leitung 84 angeschlossen.

Wenn die Ladestromquelle L bzw. der Transistor 115 im Takt der Schaltspannung 80 betrieben wird, kann der Strom //der Stromquelle höher eingestellt werden, als in

Il

der ungelakteten Version der Ariti-Ruckel-Sehallung nach F i g. 4. in der dargestellten Ausrührungsform der Ladestromquelle bestehend aus dem Transistor 115, den beiden Dioden D 2 und D3 sowie den Widerständen 116—120 ergibt sich ein Strom //, der ebenso wie die

Ströme /.·/ + // und Ic proportional zur Versorgungsspannung an der Plusleitung 35 und außerdem temperaturkompensiert ist, so daß nach der Gleichung (3) die Impulsdauer tp von der Batteriespannung und von der Umgebungstemperatur unabhängig ^;<;t.

Hierzu 3 Wall Zcidiiuiniien

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrisch gesteuerte Kraftstoffeinspritzanlage für eine zum Antrieb eines Kraftfahrzeuges dienende Brennkraftmaschine, mit wenigstens einem elektromagnetisch betätigbaren Einspritzventil und mit einem zur Magnetisierungswicklung des Ventils in Reihe liegenden, wenigstens einen Transistor enthaltenden Leistungsstufe sowie mit einem dieser vorgeschalteten Steuermultivibrator, der synchron zu den Kurbelwellenumdrehungen der Brennkraftmaschine unter gleichzeitigem öffnen des Einspritzventils eingeschaltet und für eine die jeweilige Einspritzmenge bestimmende Zeitdauer in diesem Zustand während der Entladezeit eines elektrischen, als Zeitglied dienenden Kondensators gehalten wird, der vor jedem Entladevorgang während eines festgelegten Kurbelwellendrehwinkels mittels einer Aufladcstroin^uellc geladen wird, und ferner mit einem in der Ansaugleitung der Brennkraftmaschine angeordneten Luftmengenmesser, der eine dem zeitlichen Mittelwert der Ansaugluftmenge zugeordnete elektrische Steuergröße für den Lade- oder Entladevorgang liefert, dadurch gekennzeichnet, daß an den Kondensator (Ci) über eine Diode (D 1) ein zweiter Kondensator (C2) mit vorzugsweise größerer Kapazität angeschlossen ist, dem eine zweite Ladestromquelle (L) zugeordnet ist und der den Ladevorgang am ersten Kondensator (C \) verlangsamt, sobald die am ersten Kondensator entstehende Spannung dir;cnige am zweiten Kondensator übersteigt.

2. Kraftstoffeinspritzanlage rirh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Ladestromquelle (L) einen an seinem Emitter über einen Vorwiderstand (116) an eine Betriebsstromquelle (Plusleitung 35) angeschlossenen Transistor (115) umfaßt, dessen Kollektor mit der Diode (D 1) und einer Elektrode des zweiten Kondensators (C2) verbunden ist, dessen zweite Elektrode ebenfalls an der Betriebsstromquelle liegt.

3. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelektrode des Transistors (115) — vorzugsweise über einen Widerstand (118) — mit einer an die gleiche Betriebsstromleitung wie der zweite Kondensator (C2) angeschlossenen Reihenschaltung verbunden ist, die mindestens eine weitere Diode (D 2, D 3) und einen Widerstand (119) umfaßt.

4. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß vom Verbindungspunkt der Reihenschaltung (D2, D3. 11) mit dem Transistor (115) ein Widerstand (120) zu einer zweiten, entgegengesetztes Betriebspotential führenden Betriebsstromleitung (36) führt.

5. Kraftstoffcinspritzanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Transistor (115) im gleichen Takt wie die Aufladestromqtielle (A) des ersten Kondensators (CI) stromleitend gemachi und anschließend wieder gesperrt wird.

6. Krafistoffeinspritzanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Transistor (115) stromleitend gemacht wird, solange die Aufladestromquellc (A) für den ersten Kondensator gesperrt ist und umgekehrt.

7. Kraftstoffeinspritzanlage nach einem der

Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelektrode des Transistors (115) über einen Widerstand (117) mit einer der Betriebsstromleitungen (35,36 oder 110) verbunden ist