DE2521919A1 - Elektronisch gesteuertes kraftstoffeinspritzsystem - Google Patents
Elektronisch gesteuertes kraftstoffeinspritzsystemInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein elektronisch gesteuertes Kraftstoffeinspritzsystem, in welchem unter
Verwendung der in eine Brennkraftmaschine eingesaugten Luftmenge und der Maschinendrehzahl als hauptsächliche
Maschinenbetriebsparameter Rechenoperationen ausgeführt werden und zum Einspritzen von Kraftstoff in die Maschine
die geeignete Kraftstoffeinspritzmenge in Form einer digitalen Größe berechnet wird.
Es sind elektronisch gesteuerte
Kraftstoffeinspritzsysteme bekannt, bei denen elektronische Elemente wie beispielsweise Kondensatoren, Widerstände,
Transistoren und dgl. Verwendung finden; bei diesen bekann-
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ten Einspritzsystemen wird die erforderliche Kraftstoffeinspritzmenge
entsprechend den Werten, die die Maschinenansaugluftmenge
und die Maschinendrehzahl als hauptsächliche Maschinenparameter darstellen,und den Werten, die die Maschinenkühlwassertemperatur,
die Drosselklappenvollöffnung, den Leerlaufzustand, das Anlassen der Maschinen, die SpannungsSchwankungen
und dgl. als zusätzliche Maschinenparameter darstellen, auf analoge Weise berechnet, um so die geeignete Menge an
Kraftstoff in die Maschine einzuspritzen. Ein Nachteil dieses bekannten analogen Systems besteht darin, daß die Einwirkungen
der durch Temperatureinfluß und Alterung eintretenden Mängel der elektronischen Elemente so groß sind, daß die
Funktion des Systems unstabil wird. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Systemart besteht in der Notwendigkeit der
Einstellung bzw. des Abgleichs an einer Anzahl von Stellen wegen der Steuerung ' der Eigenschaften von elektronischen
Elementen gleicher Art oder gleiche.ri Typ S; ferner bewirkt das Auftreten elektrischer Störungen infolge
der Hochspannungsentladung in dem Zündkreis oder dgl., daß das System unstabil arbeitet.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein elektronisch gesteuertes Kraftstoffeinspritzsystem zu schaffen, das das
digitale Errechnen der richtigen Menge des in eine Brennkraftmaschine eingespritzen Kraftstoffs ermöglicht.
Das gemäß der Erfindung geschaffene elektronisch gesteuerte Kraftstoffeinspritzsystem besitzt eine Kraftstoffein-
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spritzvorrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff in eine Brennkraftmaschine, eine Festwertvoreinstellschaltung zum
Erzeugen eines Festwertsignals mit einer einem vorbestimmten Festwert bzw. einer vorbestimmten Konstante entsprechenden
Frequenz, eine Ansaugluftmengendetektorschaltung zum Erzeugen eines der Menge der in die Maschine angesaugten Luft entsprechenden
binär kodierten Ansaugluftmengensignals, eine Maschinendrehzahldetektorschaltung zum Erzeugen eines Maschinendrehzahlsignals
mit einer zur Maschinendrehzahl umgekehrt proportionalen Zeitdauer, eine Oszillatorschaltung
zum Erzeugen von Taktsignalen mit einer voreingestellten Frequenz, eine Multiplizierschaltung zum Vervielfachen des
Festwertsignals in Übereinstimmung mit dem Ansaugluftmengensignal und zum Erzeugen eines multiplizierten Signals mit
einer dem Produkt des Festwerts und der Ansaugluftmenge entsprechenden Frequenz, eine logische Rechenschaltung zum
Ausführen der logischen Rechenoperation an den multiplizierten Signalen und dem Maschinendrehzahlsignal und zum Erzeugen
eines binär kodierten Einspritzmengensignals, das eine Kraftstoffeinspritzmenge für eine vorbestimmte Maschinendrehung
anzeigt, sowie eine Umsetzerschaltung zum Betätigen der Kraftstoffeinspritzvorrichtung in Übereinstimmung mit
dem Einspritzmengensignal; in dem System wird dadurch die geeignete Kraftstoffeinspritzmenge auf digitale Weise
errechnet, wobei es keinen Einwirkungen durch temperaturbedingte Verschlechterung, Alterung, äußerliche elektrische
Störungen usw. unterliegt, so daß seine stabile Funktion sichergestellt ist; ferner ist durch die Verwendung integrier-
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ter Schaltungen der Schaltungsaufbau für die Berechnung der Kraftstoffeinspritzmenge beträchtlich vereinfacht, so daß
die Herstellungskosten des Systems verringert sind.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher
erläutert.
Fig. 1 ist ein Blockschaltbild zur Darstellung
des allgemeinen Aufbaus eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen elektronisch
gesteuerten Kraftstoffeinspritzsystems.
Fig. 2 ist ein Blockschaltbild des in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 verwendeten Phaseneinrastregelkreises
(phase lock loop, PLL).
Fig. 3 ist eine Signalkurvenformdarstellung zur
Erläuterung der Wirkungsweise des in Fig. dargestellten Phaseneinrastregelkreises.
Fig. 4 ist ein Schaltbild einer Ausführungsform der beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1
verwendeten Festwertvoreinstellschaltung bzw. Konstantenvorgabeschaltung.
Fig. 5 ist ein Schaltbild einer Ausführungsform der im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1
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verwendeten Maschinendrehzahldetektorschaltung.
Fig. 6 ist ein Schaltbild einer Ausfuhrungsform
der beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 verwendeten Ansaugluftmengendetektorschaltung.
Fig. 7 ist ein Kennliniendiagramm der in Fig. 6 dargestellten Ansaugluftmengendetektorschaltung.
Fig. 8 ist die Programmierkennlinie eines in der in Fig. 6 dargestellten Ansaugluftmengendetektorschaltung
verwendeten Festwertspeichers.
Fig. 9 ist ein Schaltbild einer Ausführungsform der beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 verwendeten
logischen Rechenschaltung.
Fig. 10 ist ein Schaltbild einer Ausführungsform der beim Ausgangsbeispiel gemäß Fig. 1 verwendeten
Umsetzerschaltung.
Fig. 11 ist eine Darstellung der an verschiedenen Stellen in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.
1 erzeugten Signalkurvenformen.
In der den allgemeinen Aufbau eines erfindungsge-509881/0707
mäßen elektronisch gesteuerten Kraftstoffeinspritzsystems
darstellenden Figur 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen Oszillator zur Erzeugung von Taktsignalen mit einer vorbestimmten
Frequenz, das Bezugszeichen 2 eine Festwertvoreinstell- bzw. Konstantenvorgabeschaltung zum Erzeugen eines
Festwertsignals mit einer einem gemäß den Eigenschaften einer Brennkraftmaschine vorbestimmten Festwert entsprechenden
Frequenz, das Bezugszeichen 3 eine Ansaugluftmengendetektorschaltung
zum Erzeugen eines binär kodierten Ansaugluftmengensignals, das Bezugszeichen 4 eine Multiplizierschaltung
zum Vervielfachen der Frequenz des FestwertSignaIs in Übereinstimmung
mit dem Ansaugluftmengensignal und zum Erzeugen eines multiplizierten Signals, das Bezugszeichen 5 eine
Maschinendrehzahldetektorschaltung zum Erzeugen eines Maschinendrehzahlsignals mit einer zur Maschinendrehzahl umgekehrt
proportionalen Zeitdauer, das Bezugszeichen 6 eine logische Rechenschaltung zum Berechnen der richtigen Kraftstoffeinspritzmenge
gemäß den von der Multiplizierschaltung 4 zugeführten multiplizierten Signale und dem Maschinendrehzahlsignal
von der Maschinendrehzahldetektorschaltung 5 und zum Erzeugen eines binär kodierten Einspritzmengensignals, das
Bezugszeichen 7 eine Umsetzerschaltung zum Erzeugen eines Impulssignals mit einer dem Einspritzmengensignal entsprechenden
Zeitdauer sowie das Bezugszeichen 8 eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff in die Maschine
.
Die Wirkungsweise des gewählten Ausführungsbeispiels 609881/0707
des erfindungsgemäßen elektronisch gesteuerten Kraftstoffeinspritzsystems
wird nachstehend kurz beschrieben. Wenn bei einer herkömmlichen Benzin-Brennkraftmaschine Kraftstoff
in einer zur Menge der in die Maschine eingesaugten Luft proportionalen Menge eingeführt wird, wird die von der Maschine
benötigte geeignete Kraftstoffmenge zugeführt, so daß dadurch
der optimale Zustand für die Abgasreinhaltung erreicht wird. Wenn also eine durch die Ansaugluftmengendetektorschaltung
3 ermittelte Ansaugluftmenge Q mit einer Proportionalitätskonstante K aus der Festwertvorgabeschaltung 2 multipliziert
wird und das sich ergebende Produkt K · Q durch die Maschinendrehzahl N aus der Maschinendrehzahldetektorschaltung 5 dividiert
wird, ist es folglich möglich, die von der Maschine benötigte geeignete Kraftstoffeinspritzmenge zu errechnen.
Erfindungsgemäß wird diese Kraftstoffeinspritzmenge auf digitale Weise errechnet. D.h., die Festwertvorgabeschaltung 2
erzeugt ein Festwertsignal mit einer der Proportionalitätskonstante K entsprechenden Frequenz fK, während die
Ansaugluftmengendetektorschaltung 3 ein der Ansaugluftmenge Q entsprechendes binär kodiertes Signal erzeugt, so daß die
Multiplizierschaltung 4 das Festwertsignal entsprechend der
Luftansaugmenge Q vervielfacht und ein multipliziertes Signal mit einer Frequenz Q · f„ erzeugt. Andererseits erzeugt die
Maschinendrehzahldetektorschaltung 5 ein Maschinendrehzahlsignal mit einer Zeitdauer T^, die umgekehrt proportional zu
der Maschinendrehzahl N ist, während die logische Rechenschaltung 6 die Anzahl der während der Zeitdauer T.T des Maschinen-
drehzahlsignals erzeugten multiplizierten Signale zählt. Das
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sich ergebende binär kodierte Ausgangssignal der logischen Rechenschaltung 6 stellt zweifellos die durch die Maschine
benötigte geeignete Kraftstoffeinspritzmenge K · Q/N dar.
Danach wird das binär kodierte Ausgangssignal der logischen Rechenschaltung 6 mittels der Umsetzerschaltung 7 in eine
Zeitdauer umgesetzt und die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 8 zum Einspritzen des erforderlichen Kraftstoffs in die
Maschine betätigt.
Zum Vervielfachen des Festwertsignals mit der Frequenz f„ in Übereinstimmung mit der Ansaugluftmenge
Q und somit zum Erzeugen des sich ergebenden multiplizierten Signals mit der Frequenz Q *fK wird in der Multiplizierschaltung
4 ein bekannter Phaseneinrastregelkreis (PLL) verwendet, dessen Funktionsprinzip nachstehend unter Bezugnahme auf die
Fig. 2 und 3 beschrieben wird.
In Fig. 2 ist 100 ein Phasenvergleicher, 200 ein
Tiefpaßfilter, 300 ein spannungsgesteuerter Oszillator und 400 ein Frequenzteiler mit einem Teilungsverhältnis von
P : 1. Unter der Annahme, daß die Frequenz des Eingangssignals des Phasenvergleichers 100 gleich f und die Frequenz des
Ausgangssignals des spannungsgesteuerten Oszillators 300 gleich f_ ist, werden die Phasen des Eingangssignals f und
des Rückführ- bzw. Gegenkopplungssignals f· gemäß der Darstellung
in Fig. 3 derart miteinander verglichen, daß bei Anstieg des Eingangssignals f vor dem Anstieg des Rückfühsignals
f' gemäß der Darstellung durch die Kurve V"c in Fig.
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für die Dauer der Vorlaufzeit ein Pegel "1" erzeugt wird,
wogegen bei Anstieg des Rückführsignals f· vor dem Anstieg des Eingangssignals f für die Dauer der Vorlaufzeit
ein Pegel "0" erzeugt wird. Unter anderen Bedingungen bleibt der Phasenvergleicher 100 außer Betrieb. Folglich erzeugt das
Tiefpaßfilter 200 die durch die Kurve VL in Fig. 3 dargestellte
Ausgangsspannung V, , die sich entsprechend der zeitlichen Dauer
der Pegel "1" und "0" des Ausgangssignals des Phasenvergleichers 100 verändert, wobei die Schwingfrequenz des spannungsgesteuerten
Oszillators 300 durch die Ausgangsspannung F_ des Tiefpaßfilters
200 gesteuert wird und der spannungsgesteuerte Oszillator 300 ein Ausgangssignal mit der Frequenz fQ erzeugt.
Der Frequenzteiler 400 teilt die Frequenz fQ dieses Ausgangssignals
durch einen Faktor P und erzeugt somit ein Ausgangssignal mit einer Frequenz fQ/P· Durch Rückführen des Ausgangssignals
des Frequenzteilers 400 zu dem Phasenvergleicher 100 als Rückführsignal wird während mehrerer Umläufe des Eingangssignals f des Phasenvergleichers 100 über den geschlossenen
Regelkreis die Veränderung der Ausgangsspannung VL des Tiefpaßfilters
200 vermindert, so daß schließlich die Phase des Eingangssignals f mit der Phase des Rückführsignals f' im
Gleichlauf gehalten wird und damit der geschlossene Regelkreis in einen stabilen Zustand gebracht wird. Bei diesem
stabilen Zustand besteht zwischen den Frequenzen des Eingangssignals f und des Rückführsignals f die Beziehung
f » fQ/P/ so daß auf diese Weise die Schwingfrequenz des
spannungsgesteuerten Osziallators 300 zu fQ = P · f wird.
Auf diese Weise wird der Phaseneinrastregelkreis dazu benützt,
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die Frequenz des Eingangssignals zur Erzeugung eines Ausgangssignals
mit der Frequenz P * f zu vervielfachen...
Als nächstes wird der Einzelaufbau und die Betriebsweise der einzelnen in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1
verwendeten Schaltungen beschrieben. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden in der Festwertvorgabeschaltung 2 die Temperatur
des Maschinenkühlwassers, der Leerlaufzustand und der Vollgaszustand als Hilfsbetriebsparameter der Maschine berücksichtigt,
während in der logischen Rechenschaltung 6 das Anlassen der Maschine und Veränderungen der den Kraftstoffeinspritzdüsen
zugeführten Spannung als Hilfsmaschinenparameter berücksichtigt werden. Der Oszillator 1 wird nicht im
einzelnen beschrieben, da er durch einen Quarzoszillator herkömmlicher Bauart gebildet sein kann; der Oszillator erzeugt
Taktsignale mit einer vorbestimmten Frequenz.
Gejmäß der Darstellung in Fig. 4 weist die Festwertvorgabeschaltung
2 einen Kühlwassertemperatursignalgeber 200a auf, der einen Thermistor 21, dessen Widerstandswert
sich mit der Temperatur des Maschinenkühlwassers verändert, Widerstände 22, 23 und 24, einen herkömmlichen spannungsgesteuerten
Oszillator 26 (wie beispielsweise die integrierte Schaltung CD 4046 von RCA), deren. Schwingfrequenz sich entsprechend
der Eingangsspannung verändert, einen Schwingkreiswiderstand 25 sowie einen Schwingkreiskondensator 27 enthält,
um mit diesen Mitteln ein Kühlwassertemperatursignal mit
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einer der Maschinenkühlwassertemperatur entsprechenden
Frequenz f„ zu erzeugen. Ferner besitzt die Festwertvorgabeschaltung
2 eine Leerlaufzusatzmengen-Vorgabevorrichtung 200b zum Erzeugen eines einer Leerlaufzusatzmenge dj entsprechenden
binär kodierten Ausgangssignals, die Widerstände 201a, 201b, 201c und 201d sowie normalerweise geschlossene Schalter
202a, 202b, 202c und 2O2d enthält, welche nur bei Maschinenleerlauf
geöffnet sind. Ferner enthält die Festwertvorgabeschaltung 2 eine Vollgaszusatzmengen-Vorgabevorrichtung 200c
zum Erzeugen eines einer Vollgaszusatzmenge Dp entsprechenden
binär kodierten Ausgangssignals, die Widerstände 211a, 211b, 211c, 21Id und 21Ie sowie normalerweise geschlossene Schalter
212a, 212b, 212c, 212d und 2l2e enthält, welche nur im Vollgaszustand geöffnet sind. Des weiteren besitzt die Festwertvorgabevorrichtung
2 eine Addiervorrichtung 20Od ... mit Paralleladdierern 221, 222, 223 und 224 (wie beispielsweise
die integrierten Schaltungen CD 4008 von RCA), von
denen die Paralleladdierer 221 und 222 sowie die Paralleladdierer 223 und 224 jeweils in Kaskade geschaltet sind, und
eine Multiplizier- bzw. Vervielfachungsvorrichtung 20Oe, die in Kaskade geschaltete voreinstellbare Zähler 231 und 232
(wie beispielsweise die integrierte Schaltung CD 4029 von RCA), einen Inverter 233, einen mit einer Phasenvergleichfunktions
ausgestatteten spannungsgesteuerten Oszillator 234 (wie beispielsweise die integrierte Schaltung CD 4046 von
RCA), Widerstände 235 und 236 und einen Kondensator 237, die ein Tiefpaßfilter bilden,sowie einen Schwingkreiswiderstand 238
und einen Schwingkreiskondensator 239 enthält. Außerdem besitzt
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die Festwertvorgabeschaltung 2 einen Binärzähler 241 (wie beispielsweise die integrierte Schaltung CD 4040 von
RCA) .
Bei der Festwertvorgabeschaltung 2 arbeitet die Multipliziervorrichtung 20Oe auf gleiche Weise wie der in
Fig. 2 dargestellte Phaseneinrastregelkreis, wobei das Kühlwassertemperatursignal mit der Frequenz f„ in den Signaleingangsanschluß
Si des mit einem Phasenvergleicher ausgestatteten spannungsgesteuerten Oszillator 234 eingegeben
wird, während der Frequenzteiler-Ausgangsanschluß C0 des
voreinstellbaren Zählers 232 über den Inverter 233 an den Rückführeingangsanschluß "comp in" des spannungsgesteuerten
Oszillators 234 angeschlossen ist. Wenn daher der Voreinstellwert der voreinstellbaren Zähler 231 und 232 durch P
gegeben ist, wird dann gemäß dem im Zusammenhang mit Fig. und 3 beschriebenen Funktionsprinzip ein Ausgangssignal mit
einer Frequenz P · f an dem Ausgangsanschluß "VCOout" des spannungsgesteuerten Oszillators 234 erzeugt. Ferner ist
der Ausgangsanschluß "C II out" des Phasenvergleichers des spannungsgesteuerten Oszillators 234 über das Tiefpaßfilter
mit dem Eingangsanschluß "VCO in" des spannungsgesteuerten Oszillators 234 verbunden. Die voreinstellbaren Zähler 231
und 232 werden als Rückwärtszähler benützt, wobei ihr Ausgangsanschluß, nämlich der Ausgangsanschluß "CQ" des
Zählers 232,über den Inverter 233 an ihre Dateneingangssteueranschlüsse
"P" angeschlossen ist, und die Zähler daher einen Frequenzteiler mit Eingangsanschlüssen für eine binär
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kodierte Einstellung mit acht Bits bilden, der zum Teilen der Frequenz der Eingangssignale geeignet ist. Bei dieser
Ausführungsform ist der Voreinstellwert P durch die Summe
aus der Leerlaufzusatzmenge an Kraftstoff, der Vollgaszusatzmenge
an Kraftstoff und einer festen Konstante K dargestellt, die durch die Addiervorrichtung 20Od erzeugt wird. Bei der
in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform wird die Leerlaufzusatzmenge und die Vollgaszusatzmenge jeweils in Form eines
binär kodierten Vier-Bit-Eingangssignals bzw. eines binär kodierten Fünf-Bit-Eingangssignals zugeführt, wobei diese
Eingangssignale mittels der Paralleladdierer 221 bis 224 zu der festen Konstante K (bei dieser Ausführungsform K = 128)
addiert werden. Das Additionsergebnis wird als Voreinstellsignal an die voreinstellbaren Zähler 231 und 232 angelegt und
bildet ein Ausgangssignal V- (K + D1 + D„). Unter der Annahme
von Dj = K * D'_ und Dp = K · D' wird ein Ausgangssignal
mit einer Frequenz P · fT = K · fT (1 + D'T + D'p) an
dem Ausgangsanschluß "VCO out" des spannungsgesteuerten Oszillators 234 erzeugt. Dieses Ausgangssignal wird in dem
Binärzähler 241 einer Teilung durch den Faktor K unterworfen, so daß ein Festwertsignal mit einer Frequenz fR = f ·
(1 + D'j + D'p) erzeugt wird. Auf diese Weise wird das Festwertsignal
mit der dem vorbestimmten Festwert entsprechenden Frequenz f„ an dem Ausgangsanschluß des BinärZählers 241 in
der Festwertvorgabeschaltung 2 erzeugt.
Als nächstes wird zunächst die Maschinendrehzahldetektorschal tung 5 beschrieben. Die Maschinendrehzahldetek-
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torschaltung 5 nimmt als ihre Eingangssignale die Signale auf, die durch Kontaktgabe und Kontaktöffnen" der Unterbrecherkontakte
in einem nicht dargestellten herkömmlichen Zündverteiler erzeugt werden. Gemäß der Darstellung in Fig. 5 weist
die Maschinendrehzahldetektorschaltung 5 Widerstände 51, 52 und 53, einen Kondensator 54, einen Transistor 55 und ein
D-Flipflop 56 auf. Als Ergebnis werden beispielsweise im Falle eines Vierzylinder-Viertaktmotors durch die Unterbrecherkontakte
des Verteilers für jeden vollständigen Umlauf des Motors in Kurbelwellenwinkelabständen von 180 ° die durch die Kurve
(a) in Fig. 11 dargestellten vier Schließ- und Öffnungssignale erzeugt, um den Transistor 55 ein- und auszuschalten, so daß
das D-Flipflop 56 an seinem Ausgangsanschluß Q die durch die Kurve (b) in Fig. 11 dargestellten Maschinendrehzahlsignale
erzeugt, d.h., die Schließ- und Öffnungssignale einer 2:1-Frequenzteilung
unterzogen werden. Es ist offensichtlich, daß die Zeitdauer bzw. die Impulsbreite T„ des Maschinendrehzahlsignals
zur Maschinendrehzahl N umgekehrt proportional ist.
Die Ansaugluftmengendetektorschaltung 3 besitzt gemäß der Darstellung in Fig. 6 einen Ansaugluftmengendetektor
31, ein UND-Gatter 32, ein Signalverzögerungs-D-Flipflop
33 (wie beispielsweise das Flipflop CD 4013 von RCA), einen Binärzähler 34, ein Abzweignetzwerk aus Widerständen mit
Widerstandswerten R1 und R2/ einen Spannungsvergleicher 35,
ein R-S-Flipflop 36, Speicher 37 und 38 (wie beispielsweise
die Speicher CD 4042 von RCA) und einen Festwertspeicher 39 (wie beispielsweise den Festwertspeicher HPROM 1025 von
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Harris). Der Ansaugluftmengendetektor 31 besitzt die bekannte
Ausführungsform, bei der sich die Ausgangsspannung eines
Potentiometers in Übereinstimmung mit dem Drehwinkel einer in der Ansaugleitung der Maschine angebrachten Luftstrommeßplatte
verändert, wobei der Wert des Drehwinkels θ der Luftstrommeßplatte und der Wert der Ausgangsspannung VQ des
Potentiometers gemäß der Darstellung in Fig. 7 zu dem Wert der Ansaugluftmenge Q in einer nicht-linearen Beziehung
stehen. Der Festwertspeicher 39 ist ein Festwertspeicher bekannter Art und erzeugt auf ein bestimmtes binär kodiertes
Eingangssignal ansprechend ein vorher einprogrammiertes binär kodiertes Ausgangssignal; bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
ist der Festwertspeicher 39 derart programmiert, daß er eine Eingangssignal-Ausgangssignal-Kennlinie
aufweist, die der in Fig. 7 dargestellten Kennlinie des Ansaugluftmengendetektors
31 entspricht.
Gemäß Fig. 6 wird die Ausgangsspannung F des
Ansaugluftmengendetektors 31 an den nicht-invertierenden
Eingang (+) des Spannungsvergleichers 35 angelegt, wobei der
invertierende Eingang (-) des Spannungsvergleichers 35 mit dem Ausgang der Widerstands-Ketten- bzw. Abzweigschaltung
verbunden ist, während der Dateneingangsanschluß "D" des D-Flipflops 33 und der Rücksetzanschluß 11R" des Binärzählers
34 mit dem Ausgangsanschluß der Maschinendrehzahldetektorschaltung 5 verbunden sind und der Takteingangssignalanschluß
"CLM des D-Flipflops an den Ausgangsanschluß des Oszillators
1 angeschlossen ist.
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Wenn das von der Maschinendrehzahldetektorschaltung
5 erzeugte, durch die Kurve (b) in Fig. 11 dargestellte Maschinendrehzahlsignal
auf den Pegel "1" ansteigt, wird der Binärzähler 34 rückgesetzt, so daß der invertierende Eingang des
Spannungsvergleichers 35 gemäß der Darstellung durch die Kurve (c) in Fig. 11 die Spannung "Null" erhält und dadurch
der Ausgang des Spannungsvergleichers 35 den Pegel "1" annimmt. Nach Ablauf einer Taktperiode bringt das D-Flipflop 33 seinen
invertierten Ausgang Q auf den Pegel "0", wodurch das R-S-Flipflop 36 gesetzt und sein Q-Ausgangsanschluß auf den Pegel
"0" gebracht wird. Zu diesem Zeitpunkt wird an dem Q-Ausgang des R-S-Flipflops 36 gemäß der Darstellung durch die Kurve
(d) in Fig. 11 ein Signal mit hinsichtlich des Q-Ausgangs entgegengesetzter Phase (Pegel "1") erzeugt. Wenn das Maschinendrehzahlsignal
(b) um einen halben Zyklus fortschreitet, so daß es den Pegel "0" annimmt, beginnt der Binärzähler 34
die Anzahl der Taktsignale des Oszillators 1 zu zählen, wodurch die Spannung an dem invertierenden Eingang des Spannungsvergleichers
35 gemäß der Darstellung durch die Kurve (c) in Fig. 11 in Übereinstimmung mit der Anzahl der Taktsignale
stufenförmig ansteigt. Sobald die Spannung (c) größer wird als die Ausgangsspannung VQ des Ansaugluftmengendetektors 31,
wird das Ausgangssignal des Spannungsvergleichers 35 invertiert, so daß das R-S-Flipflop 36 rückgesetzt und sein Q-Ausgang
gemäß der Darstellung durch die Kurve (d) in Fig. 11 auf den Pegel "0" gebracht wird. Sobald dies eintritt, sperrt
das UND-Gatter 32 gemäß der Darstellung durch die Kurve (e) in Fig. 11 das Anlegen der Taktsignale des Oszillators 1 an
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den Binärzähler 34, so daß auf diese Weise der Binärzähler 34 den zu diesem Zeitpunkt erreichten Zählstand beibehält. Zugleich
kommt gemäß der Darstellung durch die Kurve (f) in
Fig. 11 der Q-Ausgang des R-S-Flipflops 36 auf den Pegel "1", so daß folglich durch die Speicher 37 und 38 in binär kodierter Form das Ausgangssignal des Binärzählers 34 erzeugt wird, das der Binärzähler 34 zum Zeitpunkt der Beendigung der Zählung erreicht hat. Da sich die Ausgangssignale der Speicher
37 und 38 nur ändern können, wenn an ihren Taktsignalanschlüssen "CL" der Pegel "1" ansteht, wird das binär kodierte Ausgangssignal der Speicher 37 und 38 beibehalten, bis das durch die Kurve (b) in Fig. 11 dargestellte Maschinendrehzahlsignal in den nächsten Abschnitt eintritt und der Q-Ausgang des
R-S-Flipflops 36 wieder auf den Pegel "1" kommt. Da das binär kodierte Ausgangssignal der Speicher 37 und 38 zwar dem Drehwinkel θ der Luftstrommeßplatte proportional ist, jedoch nicht der Ansaugluftmenge Q proportional ist, erzeugt der Festwertspeicher 39 mit der in Fig. 8 dargestellten vorprogrammierten Eingangs-Ausgangs-Kennlinie ein zur Ansaugluftmenge Q proportionales binär kodiertes Ausgangssignal.
Fig. 11 der Q-Ausgang des R-S-Flipflops 36 auf den Pegel "1", so daß folglich durch die Speicher 37 und 38 in binär kodierter Form das Ausgangssignal des Binärzählers 34 erzeugt wird, das der Binärzähler 34 zum Zeitpunkt der Beendigung der Zählung erreicht hat. Da sich die Ausgangssignale der Speicher
37 und 38 nur ändern können, wenn an ihren Taktsignalanschlüssen "CL" der Pegel "1" ansteht, wird das binär kodierte Ausgangssignal der Speicher 37 und 38 beibehalten, bis das durch die Kurve (b) in Fig. 11 dargestellte Maschinendrehzahlsignal in den nächsten Abschnitt eintritt und der Q-Ausgang des
R-S-Flipflops 36 wieder auf den Pegel "1" kommt. Da das binär kodierte Ausgangssignal der Speicher 37 und 38 zwar dem Drehwinkel θ der Luftstrommeßplatte proportional ist, jedoch nicht der Ansaugluftmenge Q proportional ist, erzeugt der Festwertspeicher 39 mit der in Fig. 8 dargestellten vorprogrammierten Eingangs-Ausgangs-Kennlinie ein zur Ansaugluftmenge Q proportionales binär kodiertes Ausgangssignal.
Die Multiplizierschaltung 4 wird nicht im einzelnen beschrieben, da bei ihr der in Verbindung mit den Fig. 2 und
beschriebene Phaseneinrastregelkreis verwendet wird und ihre
Aufbaudetails die gleichen sind wie die der Multipliziervorrichtung 20Oe der in Fig. 4 dargestellten Festwertvorgabeschaltung 2. Mittels der Multiplizierschaltung 4 wird das von der Festwertvorgabeschaltung 2 erzeugte Festwertsignal mit
Aufbaudetails die gleichen sind wie die der Multipliziervorrichtung 20Oe der in Fig. 4 dargestellten Festwertvorgabeschaltung 2. Mittels der Multiplizierschaltung 4 wird das von der Festwertvorgabeschaltung 2 erzeugte Festwertsignal mit
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der Frequenz fR = f · (1 + D'j + D'F) mit dem die Ansaugluftmenge
Q darstellenden Vorgabewert multipliziert, so daß auf diese Weise ein multipliziertes Signal mit der Frequenz Q · fR
erzeugt wird.
Gemäß der Darstellung in Fig. 9 weist die logische Rechenschaltung 6 logische Rechenelemente auf, nämlich UND-Gatter
61 und 62, einen Zähl-Teiler 64 (wie beispielsweise
die integrierte Schaltung CD 4040 von RCA), einen Binärzähler 65.(wie beispielsweise die integrierte Schaltung CD 4040
von RCA) und einen Speicher 66 (wie beispielsweise die integrierte Schaltung CD 4042 von RCA), wobei die Vorgabevorrichtung
für die Maschinenanlaßzusatzmenge NOR-Gatter 611a bis 6111 und einen Paralleladdierer 612 (wie beispielsweise
die integrierte Schaltung CD 4008 von RCA) enthält und die Vorgabevorrichtung für die zusätzliche Spannungskompensations-Kraftstoffmenge
eine Zenerdiode 621, Widerstände 622, 623 und 624, einen Analog-Digital-Umsetzer 625 zum Erzeugen eines
seiner Eingangsspannung entsprechenden binär kodierten Ausgangssignals sowie einen Paralleladdierer 626 aufweist. Der
Taktsignaleingangsanschluß CL des Zähl-Teilers 64 ist mit
dem Ausgangsanschluß des Oszillators 1 verbunden, während sein Rücksetzanschluß R zusammen mit einem Eingangsanschluß
des UND-Gatters 61 an den Ausgangsanschluß der Maschinendrehzahldetektorschaltung
5 angeschlossen ist; der andere Eingangsanschluß des UND-Gatters 61 ist mit dem Ausgangsanschluß
der Multiplizierschaltung 4 verbunden; ein Eingangsanschluß des UND-Gatters 62 ist mit jeweils einem Eingangsanschluß
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der NOR-Gatter 611a bis 6111 der Vorgabevorrichtung für die Maschinenanlaßzusatzmenge derart verbunden, daß an jeweils
einen Eingangsanschluß der NOR-Gatter 611a bis 6111 der Pegel "O" nur angelegt wird, wenn der (nicht dargestellte) Anlaßer
in Betrieb genommen wird; die anderen Eingangsanschlüsse der NOR-Gatter 611a bis 6111 sind normalerweise auf den Pegel
"O" oder den Pegel "1" voreingestellt. Die Aufbaueinzelheiten des Analog-Digital-Umsetzers 625 werden nicht beschrieben;
er kann einen spannungsgesteuerten Oszillator und einen Binärzähler enthalten. Die logische Rechenschaltung 6 arbeitet
wie folgt: Wenn die aus der Multiplizierschaltung 4 kommenden und durch die Kurve (g) in Fig. 11 dargestellten multiplizierten
Signale mit der Frequenz fv · Q und das aus der Maschinenix
drehzahldetektorschaltung 5 kommende und durch die Kurve (b) in Fig. 11 dargestellte Maschinendrehzahlsignal mit der zur
Maschinendrehzahl umgekehrt proportionalen Signalbreite T..
an das UND-Gatter 61 angelegt werden, wird gemäß der Darstellung durch die Kurve (h) in Fig. 11 an dem Ausgang des UND-Gatters
61 mit Unterbrechungen eine zur Maschinendrehzahl N umgekehrt proportionale Anzahl von Taktsignalen, d.h. eine
Anzahl von Taktsignalen im Betrag von f„ · Q/N erzeugt.
Zum Zeitpunkt des Wechselns des Maschinendrehzahlsignals von dem Pegel "1" auf den Pegel "0" beginnt andererseits
der Zähl-Teiler 64 die Anzahl der Taktsignale zu zählen,
wobei in Übereinstimmung mit der Anzahl der angelegten Taktsignale der Pegel "1" aufeinanderfolgend von dem Ausgang QQ
bis zum Ausgang Q7 des Zähl-Teilers 64 verschoben wird. Wenn
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schließlich der Pegel "1" an dem Ausgang Q- erzeugt wird, kommt der Taktsperranschluß CE auf den Pegel "1", so daß
der Zähl-Teiler 64 aufhört zu zählen und dieser Zustand beibehalten
wird, bis wieder an seinen mit der Maschinendrehzahldetektorschaltung 5 verbundenen Rücksetzanschluß R ein Pegel
"1" angelegt wird. In diesem Fall wird zum Zeitpunkt des Entstehens des Pegels "1" an dem Ausgangsanschluß Q3 des
Zähl-Teilers 64 gemäß der Darstellung durch die Kurve (j)
in Fig. 11 der Binärzähler 65 zum Zählen der durch die Kurve (h) in Fig. 11 dargestellten und über das UND-Gatter 62 angelegten
Signale rückgesetzt. Wenn der Zähl-Teiler 64 nach Abschluß des Zählvorgangs in dem Binärzähler 65 auf vorstehend
beschriebene Weise an seinem Ausgangsanschluß Q, den durch die Kurve (i) in Fig. 11 dargestellten Pegel "1" erzeugt,
speichert der Speicher 66 in binär kodierter Form die Anzahl der mittels des Binärzählers 65 gezählten Taktsignale. Nach
den nächsten zwei Taktimpulsen erzeugt der Zähl-Teiler 64 an seinem Ausgangsanschluß Q3 wieder einen
Pegel "1", so daß dadurch der Binärzähler 65 rückgesetzt wird.
Während auf die vorstehend beschriebene Weise außer bei Betrieb ies Anlassers der Binärsähler 65 den Zählvorgang
ausführt und der Speicher 66 dan "ählbetrag des Binärzählars
65 speichert, wird bei Inbetriebnahme des Anlassers zura Anlassen der Maschine an das UND-Gatter 62 der Pegel "0"
angelegt? so daß die Signale von dem UND-Gatter 61 durch das UND-Gatter 62 gesperrt werden und die Ausgänge des Speichers
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66 den Pegel "O" einnehmen. In diesem Fall erzeugen nur diejenigen
der NOR-Gatter 611a bis 6111 einen Pegel "1" an ihren Ausgängen, an die normalerweise der Pegel "0" angelegt ist,
so daß an den Paralleladdierer 612 nur ein einer Maschinenanlaßzusatzmenge Dg entsprechendes binär kodiertes Eingangssignal
angelegt wird. Wenn die Maschine im Betrieb ist, ist nämlich die Maschinenanlaßzusatzmenge D gleich 0, so daß
daher das binär kodierte Ausgangssignal des Paralleladdierers 612 gleich dem binär kodierten Ausgangssignal des Speichers
66 ist, wogegen während der Anlaßperiode der Maschine das binär kodierte Ausgangssignal des Paralleladdierers 612
gleich dem durch die NOR-Gatter 611a bis 6111 erzeugten binär kodierten Ausgangssignal wird. D.h., das binär kodierte
Ausgangssignal des Paralleladdierers 612 entspricht während der Anlaßdauer der Maschine der Maschinenanlaßzusatzmenge
Dg, während es während des Betriebs der Maschine der
Zahl f.. * Q/N ent spricht. Das binär kodierte Ausgangssignal
des Paralleladdierers 612 wird in dem Paralleladdierer 626 zu dessen binär kodiertem Eingangssignal addiert, das einer
Spannungskompensationszusatzmenge DE entspricht. In der Spannungskompensationsvoreinstellvorrichtung
erzeugt nämlich der Analog-Digital-Umsetzer 625 ein binär kodiertes Ausgangssignal
in Übereinstimmung mit der Änderung der Spannung einer (nicht dargestellten) Batterie, die an einem Anschluß der
Zenerdiode 621 angeschlossen ist, wobei das binär kodierte
Ausgangssignal in dem Paralleladdierer 626 zu dem binär kodierten Ausgangssignal des Paralleladdierers 612 addiert
wird, so daß daher die erforderliche Kompensation der Kraft-
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stoffeinspritzmenge bewerkstelligt wird. Auf diese Weise
erzeugt die logische Rechenschaltung 6 ein binär kodiertes Einspritzmengensignal, das der derart kompensierten Kraftstoff
einspritzmenge (fK · Q/N) + Dg + DE entspricht.
Die Umsetzerschaltung 7 besitzt gemäß der Darstellung in Fig. 10 voreinstellbare Zähler 71, 72 und 73, die
in Kaskade geschaltet sind, ein R-Sr-Flipflop 74, einen Inverter
75 und ein UND-Gatter 76. Die Taktanschlüsse CL der voreinstellbaren Zähler 71, 72 und 73 sind über das UND-Gatter
76 mit dem Oszillator 1 verbunden, während die Dateneingangssteueranschlüsse PE der voreinstellbaren Zähler 71, 72 und 73
bzw. der Eingangsanschluß des Inverters 75 jeweils mit dem Ausgangsanschluß Q- bzw. dem Ausgangsanschluß Q1. des Zähl-Teilers
64 verbunden sind, wobei das binär kodierte Einspritzmengensignal aus der logischen Rechenschaltung 6 an die
voreinstellbaren Zähler 71, 72 und 73 angelegt wird. Die Funktion der Umsetzerschaltung 7 ist die folgende: Wenn der
in Fig. 9 dargestellte Zähl-Teiler 64 an seinem Ausgangsanschluß
Q3 den Pegel "1" erzeugt, wird dieser Pegel "1" an
die Dateneingangssteueranschlüsse PE der in Kaskade geschalteten voreinstellbaren Zähler 71, 72 und 73 angelegt, die
ihrerseits das binär kodierte Ausgangssignal der logischen Rechenschaltung 6 als Voreinstellwert auslesen. Nach den
nächsten beiden Taktimpulsen wird der an dem Ausgangsanschluß Q5 des Zähl-Teilers 64 erzeugte Pegel "1" mittels des Inverters
75 in den durch die Kurve (k) in Fig. 11 dargestellten Pegel "0" invertiert und auf diese Weise das R-S-Flipflop 74
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rückgesetzt. Jeder der voreinstellbaren Zähler 71, 72 und 73 ist als Abwärtszähler bzw. Rückwärtszähler aufgebaut, so daß
bei gesetztem R-S-Flipflop 74 das UND-Gatter 76 zum Durchlassen
der Taktsignale von dem Oszillator 1 geöffnet wird und die voreinstellbaren Zähler 71, 72 und 73 ihre Zählfunktion
aufnehmen. Wenn der sich ergebende Zählwert den Voreinstellwert erreicht, wird der durch die Kurve (1) in Fig. 11 dargestellte
Pegel "0" an dem Frequenzteilerausgangsanschluß Cn
des voreinstellbaren Zählers 73 erzeugt. Dieser Pegel "0" setzt das R-S-Flipflop 74 zurück, so daß an dem Ausgangsanschluß des R-S-Flipflops 74 gemäß der Darstellung durch
die Kurve (m) in Fig. 11 ein Impulssignal mit einer zu dem Voreinstellwert proportionalen Zeitdauer T erzeugt wird, wobei
diese Zeitdauer T der vorstehend genannten Kraftstoffeinspritzmenge (fR · Q/N) + D„ + D„ entspricht. Wenn das R-S-Elipflop
74 rückgesetzt wird, so daß das UND-Gatter 76 gesperrt wird, beenden die voreinstellbaren Zähler 71, 72 und
die Zählung, wobei die Zählung nicht wieder aufgenommen wird, bis das R-S-Flipflop 74 durch den Pegel "1" an dem Ausgangsanschluß Q5 des Zähl-Teilers 64 in der logischen Rechenschaltung
6 wieder gesetzt wird.
Dieses Impulssignal wird nach Leistungsverstärkung in der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 8 zum öffnen der jeweiligen
Kraftstoffeinspritzdüsen verwendet, wobei die Leistungsveretärkungsschaltung
und die Kraftstoffeinspritzdüsen nicht näher beschrieben werden, da sie in der Technik gut bekannt
sind. D.h., die vier Kraftstoffeinspritzdüsen können parallel
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an die Leistungsverstärkungsschaltung angeschlossen sein, so
daß in die jeweiligen Zylinder zu gleicher Zeit zweimal bei jedem vollständigen Umlauf der Maschine Kraftstoff.eingespritzt
wird.
Während bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung das erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzsystem
zum Betrieb einer Vierzylinder-Brennkraftmaschine verwendet wird, kann das Kraftstoffeinspritzsystem
durch Wählen des Frequenzteilungsverhältnisses der Maschinendrehzahldetektorschaltung
5 zu 3:1 und durch geeignetes Ändern der Frequenz f„ des von der Festwertvorgabeschaltung 2 erzeugten
Festwertsignals auf einfach Weise zum Betrieb einer Sechszylinder-Brennkraftmaschine verwendet werden.
Ferner kann die Eingangs-Ausgangs-Kennlinie des Festwertspeichers 39 in der Ansaugluftmengendetektorschaltung
3 geändert werden, um die scheinbare Ansaugluftmenge zu verändern und dadurch Kraftstoffeinspritzmengen zu berechnen,
die Luft-Kraftstoff-Verhältnisse ergeben, welche bezüglich der in die Maschine eingesaugten Luftmengen uneingeschränkte
bzw. frei wählbare Eigenschaften aufweisen.
Zum Anpassen des erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzsystems
an ein Einzelzylinder-Einspritzverfahren, bei dem Kraftstoff in die jeweiligen Zylinder aufeinanderfolgend
eingespritzt wird, ist es erforderlich, so viele Umsetzerschaltungen 7 und Leistungsverstärkerschaltungen der Kraft-
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Stoffeinspritzvorrichtung 8 vorzusehen wie Zylinder vorhanden sind oder es können alternativ synchron mit der Umdrehung
der Maschinenkurbelwelle Bezugssignale für das Festlegen der Synchronisierung der Kraftstoffeinspritzung in die jeweiligen
Zylinder erzeugt werden, um so die Impulssignale von der Umsetzerschaltung an die jeweiligen Zylinder zu verteilen.
Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich/ daß das erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzsystem unter
anderen die Vorteile aufweist, daß die Menge der in die Maschine eingesaugten Luft und die Maschinendrehzahl als
hauptsächliche Maschinenparameter ermittelt werden und daß die Schaltungsanordnung zum Berechnen der Menge einzuspritzenden
Kraftstoffs aus digitalen Elementen zum digitalen Errechnen der Kraftstoffeinspritzmenge aufgebaut ist, so daß auf
diese Weise die Auswirkungen der Verschlechterung durch Wärme, der Alterung, usw. auf das System auf ein Mindestmaß
zurückgeführt ist, die Notwendigkeit von Einstellungen wegen Eigenschaftabweichungen zwischen gleichartigen elektronischen
Elementen entfällt, die stabile Funktion des Systems gegen äußere Störungen gesichert ist und zur Verringerung
der Herstellungskosten des Systems die Anwendung von integrierten Schaltungen ermöglicht ist.
Ein weiterer großer Vorteil besteht darin, daß Multiplizierrrechenoperationen mittels eines Frequenzmultiplizierverfahrens
und Teilungsrechenoperationen mit Hilfe von UND-Gattern ausgeführt werden, so daß daher der Aufbau
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der Schaltungsanordnung zum Berechnen der richtigen Kraftstoff einspritzmenge beträchtlich vereinfacht ist.
Mit der Erfindung ist ein elektronisch gesteuertes Kraftstoffeinspritzsystem geschaffen, in welchem eine Festwertvorgabeschaltung
ein Proportionalitätskonstanten—
Signal mit einer einer Proportionalitätskonstante entsprechenden Frequenz erzeugt, eine Ansaugluftmengendetektorschaltung ein der Menge der in eine Brennkraftmaschine eingesaugten Luft entsprechendes binär kodiertes Signal erzeugt sowie eine Multiplizierschaltung das Proportionalitätskonstanten-Signal mit diesem binär kodierten Signal multipliziert und ein
Ausgangssignal mit einer dem Produkt der zwei Signale entsprechenden Frequenz erzeugt. Andererseits erzeugt eine
Maschinendrehzahldetektorschaltung ein Maschinendrehzahlsignal mit einer zur Maschinendrehzahl umgekehrt proportionalen Impulsbreite, wobei die Anzahl der von der Multiplizierschaltung erzeugten multiplizierten Signale während der
Impulsbreite des Maschinendrehzählsignals gezählt wird, um so ein binär kodiertes Signal zu erzeugen, das die von der Maschine benötigte Kraftstoffeinspritzmenge darstellt. Eine Umsetzerschaltung erzeugt ein ImpulsscLgnal mit einer Zeitdauer, die dem die erforderliche Kraftstoffeinspritzmenge
darstellenden binär kodierten Signal entspricht, wobei das Impulssignal zum Betätigen von Kraftstoffeinspritzventilen verwendet wird.
Signal mit einer einer Proportionalitätskonstante entsprechenden Frequenz erzeugt, eine Ansaugluftmengendetektorschaltung ein der Menge der in eine Brennkraftmaschine eingesaugten Luft entsprechendes binär kodiertes Signal erzeugt sowie eine Multiplizierschaltung das Proportionalitätskonstanten-Signal mit diesem binär kodierten Signal multipliziert und ein
Ausgangssignal mit einer dem Produkt der zwei Signale entsprechenden Frequenz erzeugt. Andererseits erzeugt eine
Maschinendrehzahldetektorschaltung ein Maschinendrehzahlsignal mit einer zur Maschinendrehzahl umgekehrt proportionalen Impulsbreite, wobei die Anzahl der von der Multiplizierschaltung erzeugten multiplizierten Signale während der
Impulsbreite des Maschinendrehzählsignals gezählt wird, um so ein binär kodiertes Signal zu erzeugen, das die von der Maschine benötigte Kraftstoffeinspritzmenge darstellt. Eine Umsetzerschaltung erzeugt ein ImpulsscLgnal mit einer Zeitdauer, die dem die erforderliche Kraftstoffeinspritzmenge
darstellenden binär kodierten Signal entspricht, wobei das Impulssignal zum Betätigen von Kraftstoffeinspritzventilen verwendet wird.
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Claims (5)
- - 27 - 2521319Patentansprüche/l /!Elektronisch gesteuertes Kraftstoffeinspritzsystem mit einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung, die durch ein Impulssignal betätigbar ist, dessen Impulsbreite gemäß mindestens der in die Brennkraftmaschine gesaugten Luftmenge und der Drehzahl der Maschinegesteuert ist, und die die Menge des in die Maschine eingespritzten Kraftstoffsgemäß der Impulsbreite steuert, gekennzeichnet durch eine Festwertvorgabeschaltung (2) zum Erzeugen eines Festwertsignals mit einer einem vorgegebenen numerischen Wert entsprechenden Frequenz, durch eine Ansaugluftmengendetektorschaltung (3) zum Erzeugen eines der in die Maschine eingesaugten Luftmenge entsprechenden binär kodierten Ansaugluf tmengensignals , durch eine Maschinendrehzahldetektorschaltung (5) zum Erzeugen eines Maschinendrehzahlimpulssignals mit einjer Impulsbreite, die zur Maschinendrehzahl umgekehrt proportional ist, durch einen Oszillator (1) zum Erzeugen von Taktsignalen mit einer vorbestimmten Frequenz, durch eine mit der Festwertvorgabeschaltung (2) und der Ansaugluftmengendetektorschaltung (3^verbundene Multiplizierschaltung (4) zum Vervielfachen der Frequenz des Festwertsignals gemäß dem Ansaugluftmengensignal und zum Erzeugen eines multiplizierten Signals mit einer dem Produkt aus dem vorgegebenen numerischen Wert und der in die Maschine angesaugten Luftmenge entsprechenden Frequenz, durch eine mit der Multiplizierschaltung (4) und der Maschinendrehzahldetektorschaltung (5) verbundene logische Rechenschaltung (6) zum Au^führen einer50988 1 /0707logischen Rechenoperation an den multiplizierten Signalen und dem Maschinendrehzahlimpulssignal und zum Erzeugen eines binär kodierten Kraftstoffeinspritzmengensignals, das die Menge des für jede Umdrehungseinheit der Maschine in die Maschine einzuspritzenden Kraftstoff bestimmt, sowie durch eine mit der logischen Rechenschaltung (6) und dem Oszillator (1) verbundene Umsetzerschaltung (7) zum Erzeugen des Impulssignals zur Einspritzbetätigung, das eine zum Kraftstoffeinspritzmengensignal proportionale Imp'ulsbreite hat.
- 2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Festwertvorgabeschaltung (2) einen Kühlwassertemperatursignalgeber (200a), einen Drosselklappenöffnungssignalgeber (200b; 200c, 20Od) zum Erzeugen eines der Öffnung eines Drosselklappenventils der Maschine entsprechenden binär kodierten Drosselklappenöffnungssignals und eines mit dem Kühlwassertemperatursignalgeber (200a)und dem Drosselklappenöffnungssignalgeber (200b> 200c, 200d) verbundene Multipliziervorrichtung (20Oe) zum Vervielfachen der Frequenz des Kühlwassertemperatursignals in Übereinstimmung mit dem Drosselklappenöffnungssignal aufweist, wobei die Frequenz des Festwertsignals gemäß den Betriebszuständen der Maschine verändert wird.
- 3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaugluftmengendetektorschaltung (3) einen in einer Ansaugleitung der Maschine angebrachten Ansaugluftmengendetektor (31) zum Erzeugen einer in die Maschine eingesaugten Luftmenge entsprechenden Ansaugluft-50988 1 /0707mengenausgangsspannung, einen mit der Maschinendrehzahldetektorschaltung (5) und dem Oszillator (1) verbundenen Binärzähler (34) zum Zählen der Anzahl der von dem Oszillator (1) zugeführten Taktsignale im Ansprechen auf das Maschinendrehzahlimpulssignal, einen mit dem Ansaugluftmengendetektor (31) und dem Binärzähler (34) verbundenen Spannungsvergleicher (35) zum Vergleichen der Ansaugluftmengenausgangsspannung und einer dem Zählstand des Binärzählers (34) entsprechenden Spannung und zum Erzeugen einer Vergleichsausgangsspannung, eine mit dem Binärzähler (34) verbundene Speichervorrichtung (374, 38) sowie ein mit dem Spannungsvergleicher (35) und der Speichervorrichtung (37, 38) verbundenes Flipflop (36) aufweist, welches auf die Vergleichsausgangsspannung des Spannungsvergleichers (35) ansprechend die Zählung des Binärzählers (34) anhält und das Einspeichern des zum Zeitpunkt der Beendigung der Zählung des Binärzählers (34) erreichten Zählstandes des Binärzählers (34) in die Speichervorrichtung (37, 38) bewirkt.
- 4. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die logische Rechenschaltung (6) einen mit dem Oszillator (1) und der Maschinendrehzahldetektorschaltung (5) verbundenen Teiler-Zähler bzw. Zählteiler (64) zum Zählen der Taktsignale im Ansprechen auf das Maschinendrehzahlimpulssignal, einen mit der Multiplizierschaltung (4) und dem Zählteiler (64) verbundenen und auf ein erstes Ausgangssignal des Zählteilers (64) ansprechenden Binärzähler (65) zum Zählen des multiplizierten Signals509881/0707für die Dauer der zeitlichen Impulsbreite des Maschinendrehzahlimpulssignals und eine mit dem Zählteiler (64) und dem Binärzähler (65) verbundene und auf ein zweites Ausgangssignal des Zählteilers (64) ansprechende Speichervorrichtung (66) zum Speichern des Zählstandes des Binärzählers (65) als Kraftstoffeinspritzmengensignal aufweist.
- 5. System, nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzerschaltung (7) mit dem Oszillator (1) , der logischen Rechenschaltung (6) und der Speichervorrichtung (66) in der logischen Rechenschaltung verbundene und auf das erste Ausgangssignal der logischen Rechenschaltung (6) ansprechende, voreinstellbare Zähler (71/ 72, 73) zum Auslesen des in der Speichervorrichtung (66) als Kraftstoffeinspritzmengensignal gespeicherten Zählstandes als einen Voreinstellwert und zum Zählen der Taktsignale zur Erzeugung eines Ausgangssignals, wenn die Taktsignalzählung den Voreinstellwert erreicht, ein auf das zweite Ausgangssignal der logischen Rechenschaltung (6) und das Ausgangssignal der voreinstellbaren Zähler (71, 72, 73) ansprechendes Flipflop (74) zum Erzeugen des Impulssignals zur Einspritzbetätigung und zwischen die Speichervorrichtung (66) in der logischen Rechenschaltung und die voreinstellbaren Zähler (71, 72, 73) geschaltete Addierer (612, 626) zum jeweiligen Addieren eines voreingestellten binär kodierten Signals zu dem binär kodierten Kraftstoffeinspritzmengensignal aufweist.509881 /0707Leerseite
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