DE2531109B2 - Vorrichtung zur indirekten, elektronischen Einspritzung von Kraftstoff in Ottomotoren - Google Patents
Vorrichtung zur indirekten, elektronischen Einspritzung von Kraftstoff in OttomotorenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur elektronisch gesteuerten, indirekten Kraftstoffeinspritzung
in Otto-Brennkraftmaschinen mit mindestens einer Luftansaugung, einer elektrisch steuerbaren Einspritzdüse
für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine, einer mit der Einspritzdüse verbundenen Kraftstoffzufuhreinrichtung,
deren Kraftstoff&usgangsdruck über einen
Druckfühler in der Luftansaugleitung und einen Druckmodulator bei zunehmender Ansaugluftmenge
der Brennkraftmaschine und bei Zunahme des Ansaugleitungsiinterdruckes
zunimmt, und einer elektronischen Steuereinrichtung, die mit einem Drehzahl-Bezugswin
kel-Fühler, mit einem stromaufwärts von der Drosselklappe
in der Ansaugleitung angeordneten, in Abhängigkeit von der Ansaugluftmenge verdrehbaren Drosselorgan
als Luftdurchsatzfühler und mit der Einspritzdüse für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine verbunden
ist und die Einspritzdüse mit elektrischen Einspritzimpulsen beaufschlagt, deren Dauer von der
Drehzahl der Brennkraftmaschine und dem Luftdurchsatz abhängt und in Übereinstimmung mit Luftdurchsatz
und Kraftstoffdruck jeweils die Kraftstoffmenge in einem bestimmten, festgelegten Verhältnis zur Luftmenge
steuert.
Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist aus der DE-OS 22 20 269 bekannt, die bereits einen
Druckmodulator zum Erhöhen des Kraftstoffdrucks bei Zunahme des Ansaugleitungsunterdrucks aufweist,
sowie ein elektronisches Aggregat mit einem an einer Ansaugleitung angeordneten, einstellbaren Drosselorgan
als Luftdurchsatzfühler zur Aufnahme des Luftdurchsatzes als weiteren Betriebsparameter, so daß die
abgegebene Impulsdauer in Übereinstimmung mit Luftdurchsatz und Kraftstoffdruck jeweils die Kraftstoffmenge
in einem bestimmten, festgelegten Vernältnis zur Luftmenge steuert
Dabei nimmt der Unterdruck wegen der starken
Strömungsgeschwindigkeit der Luft bei geöffnetem Drosselorgan mit größer werdender Belastung der
Maschine zu, was zu einer Erhöhung des Kraftstoffdrucks führt
Aus der DE-OS 22 42 795 ist es ferner bekannt die Einspritzimpulslänge, abhängig von der Luftmenge im
Ansaugrohr, von der Drehzahl der Brennkraftmaschine und von weiteren Parametern zu verändern, und zwar
mittels einer Steuervorrichtung, die sowohl ein von der Drehzahl abhängiges Signal, als auch ein von der
Stellung einer Luftklappe abhängiges Signal verarbeitet und die ein Einspritz-Grundsignal erzeugt, welches über
eine Korrektureinheit geführt und in dieser an die weiteren Parameter der Brennkraftmaschine angepaßt
wird. Dabei wird der Druck des den Einspritzvencilen zugeführten Kraftstoff mittels eines Druckreglers
abhängig vom Druck in der Luftansaugleitung geregelt Schließlich ist es aus der FR-PS 20 62 433 bekannt,
so eine Speichereinheit für digitale Signale, die von der Stellung eines Drosselorgans und von der Drehzahl der
Brennkraftmaschine abhängig sind, aus einer Vielzahl von Widerständen aufzubauen und die Einspritzventile,
abhängig von den gespeicherten und parameterabhängig angewählten Werten mittels der am Ausgang der
• Speichereinrichtung anstehenden resultierenden Spannung zu steuern.
Dabei wird durch das Steuersignal die Zündverstellung des Motors und/oder die Einspritzung beeinflußt.
Als Parameter werden dabei zwei Größen verwendet, die aus Drehzahl, Drosselklappenstellung oder Unterdruck
in der Luftansaugleitung ausgewählt sind.
Auf die beiden verwendeten Motorparameter kann wahlweise vor Verwendung des Signals ein Korrekturw°rt
berücksichtigt werden, wenn der Parameter eine bestimmte Größe nicht überschreitet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur elektronisch gesteuerten Kraftstoffein-
spritzung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß selbst bei besonderen Betriebssituationen eine möglichst genau an dem jeweiligen
Betriebszustand angepaßte Kraftstoff dosierung ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei der in Frage stehenden Vorrichtung zur Kraftstoffeinspritzung dadurch gelöst, daß die elektronische Steuereinrichtung sowohl eine Grundsteuereinheit enthält, die die
mittels des Luftdurchsaizfühlers gemessene Ansaugluftmenge durch die Drehzahl der Brennkraftmaschine
dividiert und ein dem Divisionsergebnis entsprechendes, die Dauer eines Grund-Einspritzimpulses bestimmendes
analoges Spannungssignal abgibt, als auch eine Verfeinerungseinheit, welcher ein vom Drehzahlfühler
erzeugtes, drehzahlproportionales analoges Spannungssignal und das von der Grundsteuereinheit abgegebene
Spannungssignal zugeführt wird und welche das von der Grundsteuereinheit abgegebene analoge Spannungssignal drehzahlabhängig hinsichtlich einer eingespeicher-
ten, alle Drehzahlen der Brennkraftmaschine umfassenden Betriebscharakteristik verändert und das veränderte analoge Spannungssignal an ihrem Ausgang abgibt
zur Bestimmung der Dauer eines gegenüber dem Grund-Einspritzimpuls entsprechend der Betriebscha- 2;
rakteristik veränderten Einspritzimpulses, als auch eine zeitschaltergesteuerte Leistungseinheit, die mit dem
Bezugswinkelfühler und dem Ausgang der Verfeinerungseinheit in Verbindung steht und in ihrer Dauer von
der Größe des analogen Ausgangsspannungssignals der Verfeinerungseinheit abhängende Einspritzimpulse erzeugt, welche den Einspritzdüsen in durch den
Bezugswinkelfühler festgelegten Steuerzeiten zugeführt werden, daß die Verfeinerungseinheit einen ersten
Verschlüßlerkreis, der das von der Grundsteuereinheit abgegebene analoge Spannungssignal in ein aus einer
bestimmten Anzahl von Spannungsniveaus bestehendes erstes analoges diskontinuierliches Stufensignal umwandelt, und einen zweiten Verschlüßlerkreis umfaßt, der
das vom Drehzahlfühier erzeugte, drehzahlproportiona- 4<>
ic analoge Spanmmgssignal in ein aus einer bestimmten
Anzahl von Spannungsniveaus bestehendes zweites analoges diskontinuierliches Stufensignal umwandelt,
ferner eine mit beiden analogen diskontinuierlichen Stufensignalen beaufschlagte Logik-Stufe, in der jedes
Spannungsniveau des ersten diskontinuierlichen Stufensignals mit jedem Spannungsniveau des zweiten
analogen diskontinuierlichen Stufensignals jeweils über eine UND-Logik verbunden ist, einen mit der
Logik-Stufe verbundenen Umschaltkreis und einen Speicherkreis, der aus so vielen Bildnern von vorgegebenen Spannungsniveaus besteht, wieviele UND-Logiken bestehen, wobei der Umschaltkreis vom Speicherkreis ein bestimmtes Spannungsniveau jeweils gewinnt,
wenn von der entsprechenden UND-Logik einer der Bildner der Spannungsniveaus wirksam gemacht wird,
und ein zwischen mindestens zwei der bestimmten Spannungsniveaus liegendes Spannungsniveau gewinnt,
wenn von den entsprechenden UND-Logiken mindestens zwei der Bildner der Spannungsniveaus gleichzei-
tig wirksam gemacht werden, und wobei die durch den Umschaltkreis vom Speicherkreis jeweils gewonnenen
Spannungsniveaus die eingespeicherte Betriebscharakteristik wiedergeben, und daß die Verfeinerungseinheit einen Kombinationskreis enthalt, dem das Span-
nungsniveau, welches der Umschaltkreis jeweils vom Speicherkreis gewinnt, und das von der Grundsteuereinheit abgegebene analoge Spannungssignal eingegeben
wird und der ein das analoge Ausgangsspannungssignal der Verfeinerungseinheit darstellendes Signal durch
Kombination des eingegebenen Spannungsniveaus und des eingegebenen Spannungssignals bildet.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung einer Grundsteuereinheit, bei der mittels eines Luftdurchsatzfühlers die Ansaugluftmenge gemessen wird — womit
im Einklang mit der Lehre der FR-PS 20 62 433 bereits zwei Parameter, nämlich Drosselklappenstellung und
Drehzahl berücksichtigt werden, sowie einer weiteren Verfeinerungseinheit, welche die Drehzahl allein berücksichtigt und durch das von ihr abgegebene Signal
die Ausgangswerte der Grundsteuereinheit berichtigt, können auf sehr einfache Weise bei allen Motorleistungen auch unerwartete Betriebsfälle, beispielsweise
starkes Abbremsen nach schneller Fahrt, berücksichtigt werden, um jedesmal das günstigste Gemischverhältnis
zu erzielen, in dem das von der Grundsteuereinheit abgegebene analoge Spannungssignal drehzahlabhängig hinsichtlich einer eingespeicherten, alle Drehzahlen
der Brennkraftmaschine umfassenden Betriebscharakteristik verändert wird. Soweit gemäß dem Stand der
Technik ein Speicher zur Erzeugung eines Steuersignals, abhängig von den abgetasteten Betriebsparametern der
Brennkraftmaschine verwendet wird, dient dieser Speicher lediglich zur Erzeugung eines der Grundsteuereinheit entsprechenden Signals, ermöglicht es
jedoch nicht, das abgegebene Steuersignal für die Kraftstoffeinspritzung allein drehzahlabhängig noch
einmal zu verfeinern.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Vorrichtung zur elektronisch gesteuerten Kraftstoffeinspritzung wird insbesondere die Präzision der Kraftstoffeinspritzung bei niedrigen und mittleren Leistungen
verbessert, bei denen sehr kurze Einspritzzeiten vorliegen, je kürzer nämlich diese Zeiten sind, desto
beträchtlicher ist der Einfluß der öffnungs- und Schließungs-Übergangszeiten der elektrisch gesteuerten Einspritzdüsen. Die Dauer der Obergangszeiten ist
von der Einspritzdauer unabhängig und bildet einen großen Anteil an der Einspritzdauer selbst, wenn diese
einen sehr kleinen Wert betrifft Die Dosierungsungenauigkeiten waren daher bisher prozentual gesehen, um
so größer, je kleiner die von den elektrisch gesteuerten Einspritzdüsen abgegebenen Durchflußmengen sind.
Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung ist es möglich geworden, bei den kleinen und mittleren Motorleistungen jene Dosierungsfehler zu vermeiden, die bisher
auftraten, selbst wenn die den elektrisch gesteuerten Einspritzdüsen übertragenen Signale korrekt sind und
genau die Erfordernisse des Motors bei den verschiedenen Betriebsbedingungen darstellen.
Die Erfindung wird anschließend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine schematische Anordnung der erfindungsgemäßen Einspritzvorrichtung, in welcher in
einer Saugleitung 10, stromaufwärts einer Drosselklappe 11 ein LuftdurchfluBmengenmesser angeordnet ist,
der aus einem Luftdurchsatzfühler 12 besteht Die öffnung veränderlichen Querschnitts, die vom Luftdurchsatzfühler freigelassen wird, hängt von der
DurchfhiBmenge der vom Motor angesaugten Luft ab. Abhängig von dieser DurchfhiBmenge ist auch das
Druckgefalle, das die Luft über diese öffnung erfährt
Der Luftdurchsatzfühler 12 besteht aus einer Klappe 13, aus einer Membran 14, mit der die Klappe mittels des
Hebels 13' und der Stange 14' verbunden ist und aus einem Federabschnitt 15, der auf die Membran 14
einwirkt. Auf einer Seite der Membran 14 wirkt der stromaufwärts von der Klappe 13 herrschende Druck,
während auf der anderen Seite der Membran der stromabwärts von der Klappe herrschende Druck wirkt.
Bei Durchflußmengenänderungen der vom Motor angesaugten Luft, wird der stromabwärts von der
Klappe 13 herrschende Druck und die auf die Klappe 13 wirkende Kraft aufgrund der auf den Seiten der
Membran 14 bestehenden Druckdifferenz ΔΡ, geändert.
Die Klappe 13 wird so lange zu einer Drehung um ihre Achse gesteuert, bis auf der Membran 14 die auf die
Druckdifferenz Δ P, zurückzuführende Kraft und die Reaktionskraft der Feder 15 ins Gleichgewicht kommen. Die Klappe 13 läßt eine Luftdurchtrittsöffnung frei,
die mit der Durchflußmenge selbst zu- und abnimmt. Das Bewegur.gsgesetz der Klappe ist daher eine
Funktion der Durchflußmenge der vom Motor angesaugten Luft, wobei die Elastizitätskennlinie der Feder
15 bekannt ist Mit der Klappe 13 ist ein elektromechanischer Geber 16 verbunden. Das bewegliche Glied des
Gebers 16, das beispielsweise nach der Art eines Potentiometers sein könnte, ändert eine elektrische
Größe, die daher für den Drehwinkel oca der Klappe 13 kennzeichnend ist Dieses elektrische Signal kann, mit
einer Feder 15 zweckmäßiger Kennlinie, dem Luftdurchtrittsquerschnitt in der Leitung 10,
<xa = A4, proportional sein und ist daher eine Funktion der
Durchflußmenge der vom Motor angesaugten Luft
Von der Leitung 10, in dem zwischen dem Drosselorgan 1:2 und der Drosselklappe 11 liegenden
Bereich zweigt ein Rohr 17 ab, das mit dem Druckmodulator 18 verbunden ist, der in dem
Kraftstoffzuführungssystem zu den elektrisch gesteuerten Einspritzdüsen 19, 20, 21, 22 (im vorliegenden Fall
vier für einen vierzylindrigen Motor eingebaut ist Zum Modulator 18 kann auch ein Rohr 23 (in Fig. 1
gestrichelt) führen, das von der Leitung 10 stromabwärts von der Drosselklappe U, vor dem Eintritt in den
Zylindern abgezweigt ist
Eine in den F i g. 2 und 3 näher dargestellte Einheit 18 besitzt die Aufgabe, den Druck des den elektrisch
gesteuerten Einspritzdüsen zugeführten Kraftstoffes zu überwachen, wobei dieser Druck mit dem, stromabwärts
vom Luftdurchiiatzfühler 12 herrschenden Druck und gegebenenfalls mit dem im Ansaugbereich der Zylinder
herrschenden Druck in Korrelation gebracht wird. Daraus geht hervor, daß auch der Einspritzdruck eine
Funktion der Durchflußmenge der vom Motor angesaugten Luft ist, da dieser Druck in Abhängigkeit des
von der Luft über die Klappe 13 erfahrenen Druckgefälles veränderlich ist
Der Modulator 18 ist zwischen der Druckleitung 24 der Pumpe 25 und der Leitung 26 geschaltet, von der die
einzelnen Leitungen 27, 28, 29, 30 abzweigen, die von
den elektrisch gesteuerten Einspritzdüsen ausgehen.
Eine Rückführleitung 34 führt den Kraftstoff in den Tank 31 zurück. Die Kraftstoff pumpe 25 taucht über den
Filter 32 in den Tank 31. Ein zweiter Filter 33 ist in der Druckleitung der Pumpe 25 angeordnet.
Die bei jedem Arbeitsspiel von jeder elektrisch gesteuerten Einspritzdüse abgegebene Kraftstoffmenge
hängt von der Verweilzeit in Offenstellung der elektrisch gesteuerten Einspritzdüse selbst und vom
Einspritzdruck, d.h. von der Differenz zwischen dem
Kraftstoffdruck und dem Druck (oder besser Unterdruck) ab; der in der Saugleitung stromabwärts von der
Drosselklappe im Bereich herrscht, in welchem die Abgabe des Kraftstoffes seitens der elektrisch gesteuerten Einspritzdüse erfolgt.
Wie erwähnt ergibt sich:
M,
β,
if
sowie auch, für ein bestimmtes Gemischverhältnis ίο AIB:
mb = M1,
und daher
Der Modulator 18 sieht dafür vor, den Kraftstoffdruck derart einzustellen, daß
P, = P„-P„m - Δ Ρα,
wie dies unter Bezugnahme auf die F i g. 2 und 3 näher
erklärt wird, ist. Das elektronische Aggregat, das in
die Verweilzeit in Offenstellung einer jeden elektrisch
gesteuerten Einspritzdüse einzustellen, indem diese
tion der Durchflußmenge) kennzeichnenden Signal
gemäß der Beziehung
7·- Jm.
abgeleitet wird.
Das zur Einstellung der Einspritzzeit bestimmte, elektronische Aggregat umfaßt einen Bezugswinkelfühler 35, 36, bestehend aus einem mit einer der
Motorwellendrehzahl proportionalen Umlaufgeschwindigkeit sich drehenden Organ und aus einem elektromechanischen Geber 35, der ein Signa! abgibt, das eine
Information über die Drehzahl und den Takt enthält Das aus dem Geber 35 austretende Signal wird in die
Einstelleinheit 36 eingegeben, in der es in ein Signal verwandelt wird, das dazu geeignet ist, in den
nachgeschalteten Bestandteilen des elektronischen Aggregates angewandt zu werden. Das vom Geber 35
abgegebene Signal kann beispielsweise impulsartig sein
so und es könnte zweckmäßig sein, daß in der nachgeschalteten Einstelleinheit 36 dieses Signal in ein pulsierendes
Signal geeigneter Form umgewandelt wird.
Das aus dem Bezugswinkelfühler austretende, die Takt- und Tachoinformation enthaltene Signal wird
einer Einheit 37 übertragen, in welcher es derart verarbeitet wird, daß ein rein drehzahlproportionales
Signal f(n) gewonnen wird.
Eine elektronische Grundsteuereinheit 38 erhält das von der Einheit 37 abgegebene Tachosignal und das die
Durchflußmenge der vom Motor angesaugten Luft kennzeichnende, vom Geber 16 abgegebene Signal. In
der Grundsteuereinheit 38 werden diese beiden Signale gemäß der Beziehung
η
η
miteinander kombiniert, wobei ein Signal gebildet wird,
a a
η
das einem der beiden Ausdrücke proportional ist, die an der rechten Seite der Durchflußmengengleichung
angegeben sind. Dieses Signal wird in der Form der Zeit
abgegeben und ist die Öffnungszeit, die dazu nötig ist, daß mit dem vom Modulator überwachten Einspritzdruck
Pi die von einer elektrisch gesteuerten Einspritzdüse
abgegebene Fördermenge der von einem Zylinder pro Arbeitsspiel angesaugten Luftmenge proportional
(gemäß einem vorbestimmten Verhältnis) sei. Das Signal Tb stellt daher die von einer elektrisch
gesteuerten Einspritzdüse abgegebene Fördermenge dar, die einem bestimmten konstanten Gemischverhältnis
entspricht und daher es erforderlich macht, abgeändert zu werden, um bei den verschiedenen
Betriebsbedingungen das geeignetste Gemischverhältnis derart zu verwirklichen, daß die Motorleistungen auf
ein Optimum gebracht werden. Diese Operation wickelt sich in einer Verfeinerungseinheit 39 ab, der das Signal
Tb und das von der Einheit 37 abgeleitete Tachosignal eingegeben wird. Im Zusammenhang mit der vollen
Motordrehzahl, wird das Signal Tb korrigiert und in ein Zeitsignal Γ umgewandelt, das die von einer elektrisch
gesteuerten Einspritzdüse abgegebene Fördermenge dargestellt, die dem Mischverhältnis entspricht, das für
den Motor im spezifischen Betriebszustand erforderlich ist Das so erzeugte Signal Γ wird der Leistungseinheit
40 übertragen, wobei es jedoch vor dem Eintritt in diese Einheit in der Übersetzungseinheit 42 von einem Signal
geändert werden kann, das von der Einheit 41 abgegeben wird, die imstande ist, die Zeitdauer ^mittels
Multiplikation durch einen Parameter K > 1 derart zu
verlängern, daß Kraftstoffabgabeergänzungen bei Motorbetriebsbedingungen
erfolgen, wo dies erforderlich ist
Das von der Einheit 41 austretende Signal wird nämlich durch die Verarbeitung der Eintrittssignale
gewonnen, die aus der Motortemperatur, der Tempera
tur der angesaugten Luft und einem kennzeichnenden Wert des Startvorganges des Motors bestehen.
Die Leistungseinheit 40, die außer dem Signal Tauch
ein von der Einstelleinheit 36 abgeleitetes Signal empfängt, sorgt dafür, die Intensität des Signals T zu
verstärken und es mit einer zweckmäßigen Einstellung den elektrisch gesteuerten Einspritzdüsen zu übertragen.
In F i g. 2 ist eine erste Ausführungsart des Druckmodulators 18 dargestellt Die, jenen in F i g. 1 entsprechenden Elemente sind mit denselben Bezugsziffern
angegeben. Der eigentliche Modulator besteht aus einer Kammer 43, die fiber die Leitung 17 mit dem
stromabwärts vom Luftdurchsatzfühler 12 gelegenen Bereich der Leitung 10 in Verbindung steht und durch
die Membran 44 abgeschlossen ist
An den mittigen starren Bereich der Membran 44 ist eine Stange 45 angelenkt, die auch in 46 an ein Ende des
zweiarmigen Hebels 47 angelenkt ist
Der Hebel 47 ist bei 48 schwenkbar gelagert und ist bei 49 an die Stange 50 angelenkt, die an den mittigen
starren Bereich der Membran 51 angelenkt ist, die die Kammer 52 abschließt. Die Kammer 52 ist über die
Leitung 53 mit der druckseitigen Leitung 24 der Kraftstoffpumpe und mit der Zuführleitung 26 der
elektrisch gesteuerten Einspritzdüsen 19, 20, 21, 22
verbunden. Am starren mittigen Bereich der Membran 51 ist ein Nadelventil 54 befestigt, das mit der geeichten
Eintrittsöffnung der Rückführleitung 34 des Kraftstoffes zum Tank 31 in Eingriff steht.
Die Fläche der Membran 44 ist größer als die Fläche
Die Fläche der Membran 44 ist größer als die Fläche
ίο der Membran 51 und auch der Hebelarm der Stange 45
ist größer als der Hebelarm der Stange 50, so daß ein zweckmäßiges Übersetzungsverhältnis der auf das
Nadelventil 54 wirkenden Kraft entsteht. Dies ist erforderlich, um die entgegengesetzte Kraft zu überwinden,
die vom Kraftstoffdruck hervorgerufen wird, der durchschnittlich größer ist, als der absolute Wert des
Unterdruckes in der Kammer 43. Diese Kraftübersetzung ist auch erforderlich, um eine größere Ansprechgenauigkeit
zu erreichen, da auch kleine Unterdruckänderungen wahrnehmbare Zunahmen der im Spiel stehenden
Kräfte ausmachen, so daß diese vom Modulator wahrgenommen werden.
Wenn mit Z?der Durchmesser der Membranen 44, mit i/der Durchmesser der Membran 51 und mit
P =
das Verhältnis angegeben wird, das zwischen dem
Kraftstoffdruck stromaufwärts von den elektrisch gesteuerten Einspritzdüsen und dem Luftdruck in der
Leitung 10 stromabwärts vom Drosselorgan 12 besteht, so ergibt sich:
Wird mit c der Hebelarm der Stange 45, mit b der Hebelarm der Stange 50, mit A die Fläche der Membran
44 und mit a die Fläche der Membran 51 angegeben, so kann die Gleichgewichtsgleichung der auf die Membranen
wirkenden Kräfte bezüglich des Schwenklagers 48 wie folgt geschrieben werden:
d.h.
Α.
P\
P= r
Wird mit ρ der Drehwinkel des Hebels 47 um das Schwenklager 48 angegeben, so muß für eine korrekte
Funktionsweise der Membran lauten:
D - VÄ
und daher —
b
b
b φ
,.AUA-A 3/2
α V α
α
und daher:
Bei Zunahme der Durchflußmenge der vom Motor angesaugten Luft, dreht sich die Klappe 13 um ihre
Achse, wodurch der Luftdurchtrittsquerschnitt in der Leitung 10 vergrößert wird.
Das Änderungsgesetz des Luftdurchtrittsquerschnit- ι ο tes und folglich das Änderungsgesetz des Unterdruckes
stromabwärts der Klappe 13 in Abhängigkeit der Durchflußmenge der vom Motor angesaugten Luft,
hängen von der Elastizitätskennlinie der Feder 15 ab.
Bei Zunahme des Unterdruckes stromabwärts von der Klappe 13, nimmt die Kraft zu, die auf die Membran
44 aufgrund der Druckdifferenz auf den beiden Membranseiten wirkt. Diese Kraft (die in der Figur nach
oben gerichtet ist) ist dazu bestrebt, eine Drehung des Hebels 47 im Uhrzeigersinn hervorzurufen und das
Nadelventil 54 derart zu bewegen, daß die Rückführleitung 34 abgesperrt wird, wodurch der Kraftstoffdurchtrittsquerschnitt
herabgesetzt wird. Folglich nimmt der Kraftstoffdruck auf der Druckseite der Pumpe und
stromaufwärts von den elektrisch gesteuerten Einspritzdüsen zu. Der Kraftstoffdruck geht von einem
Kleinstwert, der den niedrigen Lasten und kleinen Luftdurchflußmengen entspricht, auf einen Höchstwert
über, der den Höchstlasten und großen Luftdurchflußmengen entspricht, wobei der Druck gemäß einem
Gesetz geändert wird, das eine Funktion des Unterdrukkes stromabwärts der Klappe 13 ist (für ein gegebenes
Profil des Nadelventils 54).
Die Möglichkeit über einen kleineren Betriebsdruck zu verfügen, wenn die Durchflußmenge der vom Motor
angesaugten Luft und daher die Kraftstoffdurchflußmenge der elektrisch gesteuerten Einspritzdüsen klein
sind, ist deshalb von großem Vorteil, da bei Gleichheit des eingespritzten Kraftstoffes es möglich ist, die
Öffnungszeiten der elektrisch gesteuerten Einspritzdüse gegenüber dem Fall zu verlängern, bei dem der
Betriebsdruck höher liegt Auf diese Weise werden die Dosierungsfehler vermieden, die in den Einspritzvorrichtungen
vorkommen, bei denen der Betriebsdruck konstant ist und dessen Wert derart gewählt wird, daß
die Öffnungszeiten der elektrisch gesteuerten Einspritzdüsen bei hohen Lasten nicht übermäßig verlängert
werden, wenn die vom Motor verlangten Durchflußmengen des Kraftstoffes hoch sind.
Wird der Kraftstoffdruck mit dem Unterdruck stromabwärts von der Klappe 13 geändert, der eine
Funktion der Durchflußmenge der vom Motor angesaugten Luft ist, werden die Dosierungsfehler vermieden,
die die Unempfindlichkeit des Gebers 16 bei kleinen Durchflußmengenänderungen aufgrund von
Reibungen verursachen würde, die dessen bewegliches Glied erfährt
Die Druckänderungen stromabwärts vom Drosselorgan 12 werden vom Modulator 18 wahrgenommen, auch
wenn sie kleinen Betrages sind, und rufen Kraftstoffdruckänderungen
und dadurch Durchflußmengenänderungen hervor, die mit den Änderungen der angesaugten
Luft abereinstimmen, wobei die Fehler berichtigt werden, die auf das Nichteintreten des der Klappe 13
zugeordneten Gebers zurückzuführen sind.
Der gemäß der Lösung der Fig.2 ausgeführte
Modulator ist insbesondere für mehrere Drosselklappen aufweisende Motoren geeignet, d. h. für Motoren, die so
viele Drosselklappen besitzen, wie viele Motorzylinder vorliegen. In diesem Fall wird nämlich der Unterdruckverlauf
in der einzelnen Ansaugleitung von Unterdruckzuständen in den anderen Ansaugleitungen nicht
beeinflußt und es ist möglich, die Einspritzung derart einzustellen, daß die Kraftstoffabgabe mit vorgegebenen
Werten des Unterdruckes selbst erfolgt.
Es besteht keine Notwendigkeit den Zuführdruck zu den elektrisch gesteuerten Einspritzdüsen mit dem
Ansaugunterdruck stromabwärts der Drosselklappe in Beziehung zu setzen, da derselbe Unterdruck bei der
Einspritzung auch mit dem gewünschten Wert in den verschiedenen Betriebsbedingungen beibehalten werden
kann. Der Zuführdruck Pb, der im Ausdruck des
Einspritzdruckes Pi hervorgeht, ist nur in Abhängigkeit
des Unterdruckes stromabwärts der Klappe 13 veränderlich, da Pb = Δ Pa und Pans = konstant ist. ■
Der in F i g. 3 gezeigte Modulator unterscheidet sich von jenem in F i g. 2 dadurch, daß er die Überwachung
des Zuführdruckes der elektrisch gesteuerten Einspritzdüsen auch in Abhängigkeit des Unterdruckes in der
Ansaugleitung stromabwärts von der Drosselklappe erlaubt
Diese zweite Lösung wird vor allem in, eine einzige Drosselklappe aufweisenden Motoren angewandt bei
welchen der Unterdruckverlauf im Ansaugsammelrohr vom Unterdruckverlauf in den Leitungen beeinflußt
wird, die stromabwärts abzweigen und deshalb ist es schwieriger, den Wert des Unterdruckes selbst bei der
Einspritzung festzulegen.
Der Modulator 18 besteht in diesem Fall aus der Kammer 43, der entsprechenden Membran 44, der
Kammer 52 mit der Membran 51, dem Verbindungsgestänge zwischen den beiden Membranen, d. h. aus den
Stangen 45 und 50 und dem Hebel 47 und überdies aus der Kammer 55, die über die Leitung 23 mit dem
Ansaugleitungsabschnitt stromabwärts von der Klappe 11 verbunden und durch die Membran 56 abgeschlossen
ist Mit dem mittigen starren Bereich der Membran 56 ist eine Stange 57 befestigt, die in 58 an ein Ende des
Hebels 47 und an die Stange 50 angelenkt ist, die ihrerseits an der Membran 51 befestigt ist
Das Nadelventil 54, das an der Membran 51 festliegt wird in diesem Fall durch das Zusammenwirken der
Steuerungen von der Membran 44 und von der Membran 56 betätigt, so daß der Kraftstoffdruck
stromaufwärts von den elektrisch gesteuerten Einspritzdüsen vom Unterdruck in der Leitung 10 stromabwärts
von der Klappe 13 und vom Unterdruck stromabwärts von der Drosselklappe 11 überwacht wird, der, wie
bekannt, ein Mittel der in den einzelnen Ansaugleitungen herrschenden Unterdrücke ist
Bei einem bestimmten Wert des Unterdruckes stromabwärts von der Klappe 13 und daher bei einem
bestimmten Wert der Durchflußmenge der vom Motor angesaugten Luft wird das Nadelventil 54 von der
Membran 56 in Öffnungsstellung oder in eine größere Schließstellung gesteuert, je nachdem, ob der Unterdruck
stromabwärts von der Klappe größer oder kleiner ist, als ein bestimmter Bezugswert und folglich
der Kraftstoffdruck stromaufwärts von den elektrisch gesteuerten Einspritzdüsen ab- oder zunimmt
Der Modulator der F i g. 3 besitzt immer die Aufgabe,
den Einspritzdruck Pi = Pb— P** mit dem Luftdruckgefälle
APt in Beziehung zu setzen. Wegen der Veränderbarkeit
des Druckes im Bereich der Ansaugleitung, in welchem die elektrisch gesteuerten Einspritzdüsen die
Abgabe ausfuhren, wird jedoch in diesem Fall der
Zuführdruck, auch in Abhängigkeit dieser Veränderlichen gemäß der Beziehung Pb = F^s+AP, verändert.
In F i g. 4 ist das Schaltschtma eines Teils der Einheit 37 und der elektronischen Grundsteuereinheit 38
dargestellt
In der Zeichnung ist mit der Bezugsziffer 410 eine
Leitung mit einer Spannung angegeben, die auf einem unterhalb der Bordspannung festgesetzten Wert stabilisiert ist Die Leitung 410 speist das Potentiometer 16,
dessen Schieber mit der Welle der Klappe 13 verbunden ist Das Potentiometer 16 ist mittels des Trimmers 411
geerdet; während dessen Schieber mit den Emittern von vier, mit 412, 413, 414 und 415 angegebenen
PNP-Transistoren verbunden ist
Die Basis eines jeden Transistors ist mit dem mittigen Knotenpunkt zwischen jeweils zwei Widerständen
416-417,418-419,420—421 und 422—423 verbunden,
die zwischen der mit der Betriebsspannung des Fahrzeugs gespeisten Leitung 424 und einem ODER-Stromkreis 425,426,427 und 428 in Reihe geschaltet ist
Der Kollektor eines jeden Transistors ist in 429 über eine Reihe eines Widerstandes 430,431,432 und 433 und
eines Kondensators 434, 435,436 und 437 geerdet Der
zwischen Widerstand und Kondensator liegende Knoten ist mit einer Ausgangsklemme des Stromkreises 438,
439,440 und 441 verbunden und ist über die Reihe eines
Widerstandes 442, 443, 444 und 445, einer Diode 446, 447,448 und 449 und eines weiteren Widerstandes 450,
451,452 und 453 geerdet
Die Kathode der Diode 446 ist mit dem zwischen dem Widerstand 423 und dem ODER-Stromkreis 428
liegenden Knotenpunkt verbunden. Die Kathode der Diode 447 ist mit dem zwischen dem Widerstand 417
und dem ODER-Stromkreis 425 liegenden Knotenpunkt verbunden. Die Kathode der Diode 448 ist mit dem
zwischen dem Widerstand 419 und dem ODER-Stromkreis 426 liegenden Knotenpunkt verbunden. Die
Kathode der Diode 449 ist mit dem zwischen dem Widerstand 421 und dem ODER-Stromkreis 427
liegenden Knotenpunkt verbunden.
Vom beschriebenen Stromkreis wird das Signal für die Ausgangseinstellung der Einspritzung abgegeben,
das die Einspritzzeit
-ρ aa
I11 ä= —
darstellt Dieses Signal wird vom Spannungswert gebildet, der an den Ausgangsklemmen 438, 439, 440
und 441 erzeugt wird, von denen jede eine elektrisch gesteuerte Einspritzdüse anspricht
Um die Betriebsweise des Stromkreises besser zu verstehen, wird nachstehend beschrieben, wie das
Ausgangssignal an einer einzigen Klemme (z. B. jene, die mit der Bezugsziffer 438 angegeben wurde) gebildet
wird, da das Ausgangssignal an den anderen Klemmen in analoger Weise mit einer Reihenfolge gebildet wird,
die von der Zündfolge der von den elektrisch gesteuerten Einspritzdüsen 19, 20, 21 und 22 (Fig. 1)
abhängig ist.
Wie oben beschrieben, gibt der Geber 35 Signale ab,
die von Impulszügen gebildet sind, die in der Einstelleinheit 36 in pulsierende Stromsignale geeigneter Form umgewandelt werden, die eine Information
über die Drehzahl und den Takt bezüglich der Motorwelle enthalten. Die Anzahl der in der Einstelleinheit 36 gebildeten elektrischen Signale ist gleich der
Anzahl der Zylinder (im vorliegenden Fall vier) des
Motors. Diese Signale erreichen gleichzeitig die
Leistungseinheit 40 und die Einheit 37 und sind untereinander und gegenüber der Motorenwelle zweckmäßig eingestellt, wobei sie zyklisch ein Spannungsniveau LOW (L) und ein Spannungsniveau HIGH (H)
annehmen. Jedes Signal steuert beim Obergang vom Zustand H zum Zustand L die Erregung der Spuele der
entsprechenden elektrisch gesteuerten Einspritzdüse, die sich öffnet, wodurch die Kraftstoffeinspritzung
beginnt und gleichzeitig einer der Zeitschalter wirksam wird, die in der Leistungseinheit 40 immer enthalten
sind. Dieser Zeitschalter bewirkt die Zeitzählung der Einspritzung, d. h. der Verweilzeit in Offenstellung der
angesprochenen Einspritzdüse, aufgrund der im von der
elektrisch gesteuerten Einspritzdüse liegt zwischen 180°
und 360° des Motorenwinkels, so daß bei einem
bestimmten Winkel y, die beiden elektrisch gesteuerten
Einspritzdüsen der beiden Zylinder, die sich in der Zündfolge folgen, sich gleichzeitig in Offenstellung
befinden. Für die vom Motor beanspruchte Dauer, um diesen Überlagerungswinkel γ zu durchlaufen, befinden
sich die beiden Signale im Zustand L, die den beiden
elektrisch gesteuerten Einspritzdüsen der beiden Zylinder übertragen weiden, die sich in der Explosionsfolge
(siehe Schema in F i g. 8) folgen.
Die vier Paare der davon abgeleiteten Signale bilden die Eingänge der vier ODER-Stromkreise 425,426,427
und 428 und wenn die Signale eines einem ODER-Stromkreis entsprechenden Paares sich beide im
Zustand L befinden, steuern sie den Übergang vom Zustand H zum Zustand L des Ausgangs desselben
ODER-Stromkreises.
Unter Bezugnahme auf die F i g. 1 nehme man an, daß die elektrisch gesteuerten Einspritzdüsen 19, 20, 21, 22
jeweils dem Γ,2Ο,3Ο,4Ο Zylinder eines Vierzylindermotors zugeordnet sind. Man nehme überdies an, daß die
Einstelleinheit 36 die Signale liefert, die die öffnung der
Einspritzdüsen 19 und 21 (wobei festgelegt ist, daß sich in der Zündfolge der Γ, 3°; 4°, 2° Zylinder folgen)
steuern, und auch das die beiden, jeweils der Einspritzdüsen der Zylinder 1° und 3° gelieferten
Signale die Eingänge des ODER-Stromkreises 425
bilden. Befinden sich diese beiden Signale gleichzeitig
im Zustand L, geht der ODER-Stromkreis 425 zum Zustand L über, wobei er leitend wird. Dabei werden die
Widerstände 416 und 417 geerdet und die Verbindung Emitter-Basis des Transistors 412 ist einer direkter
so Polarisation unterworfen. Der Transistor wird leitend
und beginnt den Ladevorgang des Kondensators 434 dessen Dauer von der Verweilzeit des ODER-Stromkreises 425 im Zustand L abhängt Sobald eines der ir
den ODER-Stromkreis 425 eintretenden Signale auf der
Zustand H übergeht, geht der Eingang desselber
ODER-Stromkreises auf den Zustand H über und diesci hört auf leitend zu sein, wobei dadurch die Interdiktior
des Transistors 412 und die Unterbrechung der Ladung des Kondensators 434 hervorgerufen wird.
bo Die im Kondensator gespeicherte Ladung verbleib*
so lange, bis die Diode 446 eine direkte Polarisatior erfährt Dies erfolgt, wenn der ODER-Stromkreis 42i
leitend wird, wobei er auf den Zustand L übergeht. Be diesen Bedingungen kann der Kondensator 434 übei
b5 den Widerstand 442 entladen und für den folgender
Ladevorgang ausgerichtet werden. Die Spannung dei von der Klemme 438 abgenommenen Endladung seiten!
des Kondensators 434 hängt von der Ladespannung
d. h. von der Spannung, die am Schieber des
Potentiometers 16 in Abhängigkeit der Winkelstellung der Klappe 13 aufgebaut wird, und von der Ladezeit
desselben Kondensators ab, d. h. von der Zeit, die der
Motor benötigt, um die obengenannten Winkel γ zu durchlaufen, der der Motordrehzahl umgekehrt proportional ist Das aus dem Stromkreis austretende Signal ist
daher:
In F i g. 5 ist das Blockschaltbild der Verfeinerungseinheit 33 dargestellt und aus Fig. 6 ist eine Schaltung
derselben Einheit ersichtlich. In diese Einheit treten die beiden Signale f\ und /2 ein. Das mit /1 angegebene Signal
wird von der Grundsteuereinheit 38 gebildet und stellt die Einspritzzeit dar, die der Grundeinstellung entspricht Das mit /2 angegebene Signal wird vom nicht
gezeigten Stromkreis der Einheit 37 geliefert, der für die
Integration des von der Einstelleinheit 36 abgegebenen, pulsierenden Signals sorgt, wobei ein kontinuierliches
Signal erzeugt wird, dessen Wert von der Motordrehzahl abhängt
Jedem Wertepaar der beiden Signale am Eingang wird ein Signal vorgegebenen Wortes zugeordnet
Dieses Signal wird darauffolgend verwendet, um dasselbe Signal f\ zu korrigieren, das direkt von der
Grundsteuereinheit 38 abgegeben wird, und das Ausgangssignal zu erzeugen.
Die Verfeinerungseinheit 39 umfaßt zwei, in der
Ausführung und Funktionsweise identische Stromkreise, die hier als Kodifizierer oder VerschlüBler im Sinne
angegeben werden, daß jeder Stromkreis eines der beiden Signale am Eingang (/Ί und /2) ausarbeitet und
dasselbe von der Zeit kontinuierlich abhängige Signal in ein diskontinuierliches Stufensignal umwandelt Dies
kommt einer Aufteilung des Veränderungsfeldes des kontinuierlichen in den Verschlüßlerkreis eintretenden
Signals in eine begrenzte Anzahl von Strecken und einem dem aus dem Verschlüßlerkreis austretenden
Signal zuerteilten vorgegebenen Zwischenwert einer Strecke gleich, jedesmal wenn das eintretende Signal
von derselben Strecke umfaßte Werte annimmt
Jeder Verschlüßlerkreis ist mit einer Anzahl von Ausgängen versehen, die gleich der Anzahl der Strecken
ist, in die das Veränderungsfeld des eintretenden Signals aufgeteilt wird, und jeder Ausgang liefert ein Signal, das
vom vorgegebenen Wert (Zwischenwert der entsprechenden Strecke) gebildet wird. Im aus der Figur
ersichtlichen Ausführungsbeispiel ist jeder Verschlüßlerkreis mit vier Ausgängen versehen.
Nimmt das eintretende Signal einen dem Endwert einer Strecke gleichen oder naheliegenden Wert an,
liefert der Verschlüßlerkreis zwei Signale. Eines dieser Signale ist von einem Zwte~henwert derselben Strecke,
das andere von einem Zwischenwert der anliegenden Strecke gebildet um so einen sprunghaften Übergang
des Ausgangssignals vom Zwischenwert einer Strecke auf den Zwischenwert der anliegenden Strecke zu
vermeiden. Die von den beiden Verschlüßlerkreisen 510 und 511 gelieferten Signale werden in die Adaptationskreise 512 und 513 eingeführt und von dort in die
Logik-Stufe 514, die von UND-Gliedern gebildet ist, die zahlenmäßig den möglichen Kombinationen der Signale
am Eingang entsprechen. Bei jedem Paar von in die Logik-Stufe eintretenden Signalen (das eine wird vom
Verschlüßlerkreis 510 und das andere vom Verschlüßlerkreis 511 geliefert) wird das entsprechende
UND-Glied der Logik-Stufe leitend angesteuert Im betrachteten Fall (siehe auch F i g. 6) ist die Logik-Stufe
mit 16 UND-Gliedern (610—640) versehen, die den möglichen elektrischen Kombinationen der vier Signale,
die vom Verschlüßlerkreis 510 geliefert werden, und der
vier Signale entsprechen, die dem Verschlüßlerkreis 511
geliefert werden.
Die Logik-Stufe 514 ist mit einem Umschaitkreis 515 verbunden, der seinerseits mit einem Speicherkreis 516
verbunden ist der aus einem Speicher von vorgebildeten Spannungsniveaus besteht die im vorliegenden Fall
zahlenmäßig sechzehn sind.
Um die Funktionsweise der Logik-Stufe und des Speicherkreises besser zu verstehen, kann auf eine
mathematische Quadratmatrize von sechzehn Elementen Bezug genommen werden, bei der die Zeilenvektoren und die Spaltenvektoren jeweils die vier Signale, die
aus dem ersten Verschlüßlerkreis austreten können, und die vier Signale sind, die aus dem zweiten Verschlüßler
kreis austreten können. Die Kreuzung eines Zeilenvek
tors und eines Spaltenvektors, d. h. die Kombination der beiden von den beiden Verschlüßlerkreisen gelieferten
Signale, individualisiert eines der sechzehn Elemente der Matrize.
Wird von einem der beiden Verschlüßlerkreise mehr
als ein Signal abgegeben (wenn die Funktion am Eingang in demselben Verschlüßlerkreis einen dem
Endwert einer Strecke gleichen oder naheliegenden Wert annimmt), findet mehr als eine Kombination
derselben Signale statt, die von den beiden Verschlüßlerkreisen geliefert werden; so wird mehr als ein
UND-Kreis in Funktion gesetzt und werden zwei oder vier Speicherglieder wirksam, von denen jedem ein
vorgegebenes Spannungsniveau entspricht.
Wird auf die mathematische Analogie zurückgegriffen, so kann folgendes ausgesagt werden: a) es liegt die
Anwesenheit von zwei Spaltenvektoren oder von zwei Zeilenvektoren neben einem Zeilenvektor oder jeweils
einem Spaltenvektor vor. In diesen Fall führt deren
Kreuzung zur Individualisierung von zwei anliegenden Elementen der Matrize (d. h. zwei anliegende Spannungsniveaus des Speicherkreises); b) es liegt gleichzeitig die Anwesenheit von zwei Zeilenvektoren und zwei
Spaltenvektoren vor, die zur Individualisierung mit den
4r> Kreuzungen von vier untereinander anliegenden Elementen der Matrize führen.
Im Fall, bei dem ein einziges UND-Glied in Funktion gesetzt wird, wird am Ausgang des Umschaltkreises 515
ein Spannungsniveau erzeugt, das dem Glied des
>o Speicherkreises 516 entspricht, das in Tätigkeit gesetzt
wurde. Im Fall, bei dem mehrere UND-Glieder in Funktion gesetzt werden, wird am Ausgang des
Umschaltkreises 515 ein Spannungsniveau erzeugt das von dem Zwischenwert derjenigen Spannungsniveaus
naheliegenden Wert gebildet wird, die den anliegenden in Tätigkeit gesetzten Gliedern des Speicherkreises 516
entsprechen.
Das vom Umschaltkreis 515 abgegebene Signal wird in den Kombinationskreis 517 (Multiplikator oder
ω Addierer) eingegeben, wo auch das direkt von der
Grundsteuereinheit 38 abgegebene Signal eintritt. Das erste, diskrete Spannungswerte annehmende Signal
wird mit dem zweiten Signal multipliziert oder algebrisch addiert, das von einer konstant variablen
h"> Spannung gebildet ist, so daß auch das am Ausgang des
Kreises 517 erzeugte Signal eine konstant variable Spannung ist.
Korrektursignals stellt das obige Spannungssignal die Verweilzeit in Offenstellung dar, die erforderlich ist,
damit jede elektrisch gesteuerte Einspritzdüse mit dem vom Modulator 18 Oberwachten Kraftstoffdruck die
Durchflußmenge abgibt, die dem Mischverhältnis entspricht, das vom Motor beim jeweiligen Arbeitslauf
erfordert wird, der durch eine bestimmte Durchflußmenge an angesaugter Luft und eine bestimmte
Drehzahl gekennzeichnet ist
In F i g. 6 sind noch die beiden Verschlflßlerkreise 510
und 511 und die beiden Adaptationskreise 512 und 513 schematisch dargestellt Von den beiden Verschlüßlerkreisen könnten zwei integrierte Schaltungen Typ UAA
170 Siemens mit einem Netz von Transistoren und Widerständen gekoppelt sein, das die Funktion eines
Adaptationskreises für die Logik-Stufe 514 der Spannungsniveaus am Ausgang derselben integrierten
Schaltungen h?t
Der mit dem Verschlüßlerkreis 510 verbundene Adaptationskreis 512 ist mit vier Ausgängen FIl, F12,
Ft3 und F14 versehen und auch der mit dem Verschlüßlerkreis 511 verbundene Adaptationskreis 513
besitzt vier mit F21, F22, F23 und F24 angegebene Ausgänge. Jeder der Ausgänge eines Adaptionskreises
ist zusammen mit jedem der Ausgänge des anderen Adaptionskreises mit einem der UND-Glieder der
Logik-Stufe 514 verbunden. FIl und F21 sind mit dem UND-Glied 610 verbunden, dessen Ausgang mit 611
angegeben ist FIl und F22 sind mit dem UND-Kreis 612 verbunden, dessen Ausgang mit 613 angegeben ist
FU und F23 sind mit dem UND-Glied 614 verbunden, dessen Ausgang mit 615 angegeben ist und so fort bis zu
den Ausgängen F14 und F24, die mit dem sechzehnten UND-Glied 640 verbunden sind, dessen Ausgang mit
641 angegeben ist
Der Speicherkreis 516 ist wie erwähnt, ein Speicher
von sechzehn vorgegebenen Spannungsniveaus, die im vorliegenden Fall durch die Reihenschaltung eines
Widerstandes 644—659 und einer Zener-Diode 660—675 zwischen einer Leitung 642 mit stabilisierter
Spannung und der Erdung 643 verwirklicht werden. Die Spannung, die am Knoten zwischen dem Widerstand
und der Zener-Diode abgenommen wird, wenn die Leitung wirksam ist, besitzt einen in der Planung
vorgegebenen Wert. Es liegt nahe, daß die Spannungsbildner auch von jenen in der Figur gezeigten
verschieden ausgeführt sein können und zwar durch Spannungsteiler nach der widerstandsfähigen Art
mittels der Reihenschaltung eines Widerstandes, einer Zener-Diode und einer Diode oder mittels einer
Serienschaltung eines Widerstandes und von zwei oder mehreren Dioden (siehe F i g. 7).
Jeder Knoten zwischen der Reihe des Widerstandes und der Zener-Diode des Speicherkreises ist mit einem
Widerstand 676—691 verbunden, der mit zwei NPN-Transistoren 692—723 parallel geschaltet ist, die mit der
Verbindung Basis—Emitter im umgekehrten Sinne angeordnet sind, so daß der Emitter des einen mit dem
Kollektor des anderen verbunden ist.
Der Knoten zwischen dem Emitter des einen Transistors und dem Kollektor des anderen ist mit der
Leitung 724 verbunden, die mittels eines Widerstandes 725 geerdet ist und von der Ausgangsklemme 726
ausgeht.
Die Basen eines jeden Transistorenpaares sind miteinander und mittels eines als Spannungsniveaubildner wirkenden Widerstandes 727—742 mit der Leitung
642 mit stabilisierter Spannung verbunden. Die Basen
eines jeden Transistorenpaars sind auch mit dem
Ausgang einer jeden UND-Logik verbundea So sind die Basen des Transistorenpaares 692 und 693 mit dew
Ausgang 611 der UND-Logik 610 verbunden; die Basen des Transistorenpaares 694 und 695 sind mit dem
ι ο Ausgang 613 der UND-Logik 612 verbunden usw.
Zur Erklärung der Funktionsweise des beschriebenen
Kreises wird auf den Fall Bezug genommen, bei dem die
Leitung wirksam wird, die den zur Bildung eines Spannungsniveaus dienenden Widerstand 644 und die
is Zener-Diode 660 des Speicherkreises umfaßt Die
Aktivierung dieser Leitung wird durch den leitenden Eingang des Transistors 692 gesteuert (während der
Transistor 693 blockiert ist), d.h. durch die positive
Polarisation seiner Basis, die vom UND-Glied 610
geliefert wird, wenn dessen Ausgang 611 vom Zustand L
(LOW) auf den Zustand H (HIGH) dadurch übergeht, daß beide Signale am Eingang FH und F21 das Niveau
H annehmen. In diesem Fall wird an der Ausgangsklemme 726 des Kreises ein Spannungsniveau mit einem
bestimmten Wert abgenommen, der vom Spannungswert der Leitung 642 und der Dimensionierung des
Widerstandes 644 und der Zener-Diode 660 abhängt
An der Ausgangsklemme 726 des Kreises kann auch ein Spannungsniveau erzeugt werden, das zwischen
jo jenen aus einem Paar von aus einer Serie von
Widerstand, Zener-Diode bestehenden Leitung oder zwischen jenen aus vier Leitungen gewonnen werden
kann. Man nehme an, daß die beiden jeweils den Widerstand 644 und die Zener-Diode 660 bzw. den
Widerstand 645 und die Zener-Diode 661 umfassenden Leitungen wirksam seien. Bei Anwendung des Kirchhoffgesetzes an den Knoten, mit dem der zwischen dem
Emitter und dem Kollektor des Transistorenpaars 692 und 693 liegende Knoten und der zwischen dem Emitter
und dem Kollektor des Transistorenpaars 694 und 695 liegende Knoten verbunden sind, wobei der Widerstand
725 viel größer ist als die einen identischen Wert besitzenden Widerstände 676 und 677, wird entnommen,
daß die Spannung an diesem Knoten, der mit der
Ausgangsklemme 726 des Kreises verbunden ist, den
folgenden Wert besitzt:
V =
K1, +J^_ ~
wenn r< R
wo rden Widerstandswert der Widerstände 676 und 677 und R den Widerstandswert des Widerstands 725
darstellen und Vu und Vb die Spannungen sind, die am
Knoten des Widerstandes 644 - Zener-Diode 660 bzw. des Widerstandes 645 - Zener-Diode 661 abgenommen werden.
Wird in diesem Fall angenommen, daß Vi i>
Vl2, so gibt V > Vi2. Transistorenpaar 694 und 695 wird daher
der Transistor 695 leitend, der mit der Verbindung
Basis—Emitter zu jener des Transistors 694 umgekehrt angeordnet ist, während der Transistor 694 blockiert
bleibt
Claims (6)
1. Vorrichtung zur elektronisch gesteuerten, indirekten Kraftstoffeinspritzung in Otto-Brennkraftmaschinen mit mindestens einer Luftansaugung, einer elektrisch steuerbaren Einspritzdüse für
jeden Zylinder der Brennkraftmaschine, einer mit der Einspritzdüse verbundenen Kraftstoffzufuhreinrichtung, deren Kraftstoff ausgangsdruck fiber einen ι ο
Druckfühler in der Luftansaugleitung und einen Druckmodulator bei zunehmender Ansaugluftmenge der Brennkraftmaschine und bei Zunahme des
Ansaugleitungsunterdruckes zunimmt, und einer elektronischen Steuereinrichtung, die mit einem
Drehzahi-Bezugswinkel-Fühler, mit einem stromaufwärts von der Drosselklappe in der Ansaugleitung angeordneten, in Abhängigkeit von der
Ansaugluftmenge verdrehbaren Drosselorgan als Luftdurchsatzfühler und mit der Einspritzdüse für
jeden Zylinder der Brennkraftmaschine verbunden ist und die Einspritzdüse mit elektrischen Einspritzimpulsen beaufschlagt, deren Dauer von der
Drehzahl der Brennkraftmaschine und dem Luftdurchsatz abhängt und in Übereinstimmung mit
Luftdurchsatz und Kraftstoffdruck jeweils die Kraftstoffmenge in einem bestimmten, festgelegten
Verhältnis zur Luftmenge steuert, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische
Steuereinrichtung (36—42) sowohl eine Grund-Steuereinheit (38) enthält, die die mittels des
Luftdurchsatzfühlers (12) gemessene Ansaugluftmenge durch die Drehzahl der Brennkraftmaschine
dividiert und ein dem Divisionsergebnis entsprechendes, die Dauer eines Grund-Einspritzimpulses
bestimmendes analoges Spannungssignal (/1) abgibt, als auch eine Verfeinerungseinheit (39), welcher
ein vom Drehzahlfühler (35, 36, 37) erzeugtes, drehzahlproportionales analoges Spannungssignal
(f2) und das von der Grundsteuereinheit (38) ♦"
abgegebene Spannungssignal (f\) zugeführt wird und welche das von der Grundsteuereinheit (38)
abgegebene analoge Spannungssignal (/1) drehzahlabhängig hinsichtlich einer eingespeicherten, alle
Drehzahlen der Brennkraftmaschine umfassenden Betriebscharakteristik verändert und das veränderte
analoge Spannungssignal an ihrem Ausgang abgibt zur Bestimmung der Dauer eines gegenüber dem
Grund-Einspritzimpuls entsprechend der Betriebscharakteristik veränderten Einspritzimpulses, als
auch eine zeitschaltergesteuerte Leistungseinheit (40), die mit dem Bezugswinkelfühler (35, 36) und
dem Ausgang der Verfeinerungseinheit (39) in Verbindung steht und in ihrer Dauer von der Größe
des analogen Ausgangsspannungssignals der Ver- r>">
feinerungseinheit (39) abhängende Einspritzimpulse erzeugt, welche den Einspritzdüsen (19—22) in durch
den Bezugswinkelfühler festgelegten Steuerzeiten zugeführt werden, daß die Verfeinerungseinheit (39)
einen ersten Verschlüßlerkreis (510), der das von der *>o
Grundsteuereinheit (38) abgegebene analoge Spannungssignal (/1) in ein aus einer bestimmten Anzahl
von Spannungsniveaus bestehendes erstes analoges diskontinuierliches Stufensignal (F 11 — F14) umwandelt, und einen zweiten Verschlüßlerkreis (511) *»
umfaßt, der das vom Drehzahlfühler (35, 36, 37) erzeugte, drehzahlproportionale analoge Spannungssignal (/2) in ein aus einer bestimmten Anzahl
von Spannungsniveaus bestehendes zweites analoges diskontinuierliches Stufensignal (F21-F24)
umwandelt, ferner eine mit beiden analogen diskontinuierlichen Stufensigiialen beaufschlagte
Logik-Stufe (514), in der jedes Spannungsniveau des ersten analogen diskontinuierlichen Stufensignals
(F 11 — F14) mit jedem Spannungsniveau des zweiten analogen diskontinuierlichen Stufensignals
(F21-F24) jeweils über eine UND-Logik (610 bis 641) verbunden ist, einen mit der Logik-Stufe (514)
verbundenen Umschaltkreis (515) und einen Speicherkreis (516), der aus so vielen Bildnern
(644—691,727—742) von vorgegebenen Spannungsniveaus besteht, wieviele UND-Logiken bestehen,
wobei der Umschaltkreis (515) vom Speicherkreis
(516) ein bestimmtes Spannungsniveau jeweils gewinnt, wenn von der entsprechenden UND-Logik
(610—640) einer der Bildner der Spannungsniveaus wirksam gemacht wird, und ein zwischen mindestens
zwei der bestimmten Spannungsniveaus liegendes Spannungsniveau gewinnt, wenn von den entsprechenden UND-Logiken mindestens zwei der Bildner
der Spannungsniveaus gleichzeitig wirksam gemachi werden, und wobei die durch den Umschaltkreis (515) vom Speicherkreis (516) jeweils gewonnenen Spannungsniveaus die eingespeicherte Betriebscharakteristik wiedergeben, und daß die
Verfeinerungseinheit (39) einen Kombinationskreis
(517) enthält, dem das Spannungsniveau, welches der
Umschaltkreis (515) jeweils vom Speicherkreis (516) gewinnt, und das von der Grundsteuereinheit (38)
abgegebene analoge Spannungssignal (/1) eingegeben wird und der ein das analoge Ausgangsspannungssignal der Verfeinerungseinheit (39) darstellendes Signal durch Kombination des eingegebenen
Spannungsniveaus und des eingegebenen Spannungssignals (/1) bildet.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, in der die Grundsteuereinheit (38) mindestens aus einer
Widerstand-Kondensator-Anordnung besteht (430, 433, 434—437), die mit einer Leitung (410) mit
stabilisierter Spannung vorgegebenen Wertes mittels Umschalter. (412—415) und eines elektromechanischen Gebers verbunden ist, der dem Drosselorgan zugeordnet ist, von dem der Luftdurchtrittsquerschnitt der vom Motor angesaugten Luft abhängt,
wobei die erwähnten Umschalter, um die Ladung des Kondensators zu erlauben, von einer ersten Logik
(425) leitend gemacht werden, der ein erstes vorgewähltes Paar von durch den Drehzahlfühler
(35,36,37) abgegebenen Signalen eingegeben wird, wobei diese Logik für die Dauer wirksam gemacht
wird, die die Motorwelle benötigt, um einen ersten vorgegebenen Winkel zu durchlaufen, bei dem die
Signale bezüglich der Verweilzeit der Einspritzdüse in Offenstellung festgesetzte Werte annehmen,
wobei mit dem erwähnten Kondensator Entladeanordnungen (442—445) verbunden sind, die von einer
zweiten Logik (428) gesteuert werden, der ein zweites vorgewähltes Paar von durch den Drehzahlfühler (35,36,37) abgegebenen Signalen eingegeben
wird, wobei die zweite Logik für die Dauer wirksam gemacht wird, die die Motorwelle benötigt, um einen
zweiten vorgegebenen Winkel zu durchlaufen, der durch ein vorgewähltes Einstellverhältnis mit dem
erwähnten ersten Winkel zusammenhängt, wobei die Ladespannung des Kondensators eine Funktion
der Gestalt des erwähnten elektromechanischen
Gebers ist, und die Spannung der Endladung des Kondensators eine Funktion der Ladespannung und
der Dauer der Ladeeinstellung ist, die durch die leitende Dauer der erwähnten ersten Logik festgelegt
ist
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherkreis (516) einen Widerstand
(644—659) und mindestens eine Diode (660—675) in Reihenschaltung zwischen der Leitung
(462) mit stabilisierter Spannung vorgegebenen Werte? und einer Erdung (643) umfaßt, wobei die
Anzahl dieser Reihenschaltungen gleich der Anzahl der erwähnten Logiken ist, der zwischen dem
Widerstand und der mindestens einen Diode liegende Knoten mittels eines zweiten Widerstandes
(676—691) nut dem zwischen dem Kollektor und dem Emitter jeweils eines ersten und eines zweiten
NPN-Transistors (693—723) in Parallelschaltung liegenden Knotens verbunden ist, die Verbindung
Basis—Emitter dieser NPN-Transistc-en in umgekehrtem
Sinn angeordnet ist, so daß der Emitter des einen Transistors jeweils mit dem Kollektor des
anderen Transistors eines Transistorpaars (z. B. 632—693) verbunden ist, der zwischen dem Emitter
und dem Kollektor jeweils des ersten und des zweiten Transistors liegende Knoten mittels eines
weiteren Widerstandes (725) geerdet und mit der Ausgangsklemme (726) der Schaltung verbunden ist,
und die Basen der beiden Transistoren miteinander, mit der Leitung (642) mit stabilisierter Spannung und
mit der Ausgangsklemme der entsprechenden Logik (610—638 verbunden sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Diode eine Zenerdiode ist und der
weitere Widerstand (676—691) einen großen Wert hat.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherkreis (516) einen aus zwei
Widerständen (725; 676—690) bestehenden Spannungsteiler aufweist, der zwischen einer Leitung
(642) mit stabilisierter Spannung vorgegebenen Wertes und einer Erdung in Serie liegt, wobei die
Anzahl dieser Spannungsteiler gleich der Anzahl der erwähnten Logiken (610—638) und der zwischen
den beiden Widerständen liegende Knoten mittels eines dritten Widerstandes (676) mit dem zwischen
dem Kollektor und dem Emitter eines ersten und eines zweiten NPN-Transistors in Parallelschaltung
liegenden Knoten verbunden ist, und die Verbindungen Basis—Emitter dieser Transistoren in umgekehrtem
Sinne angeordnet sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Korrektureinheit (41) zur Abgabe eines
Signals, das das aus der Verfeinerungseinheit (39) austretende Signal bei besonderen Motorbetriebszuständen,
bei denen Ergänzungen der Krattstoffabgabe erforderlich sind, ändern kann.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
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Owner name: ALFA LANCIA S.P.A., ARESE, IT |
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