DE2635175A1 - Verfahren und vorrichtung zur unterbrechnung der kraftstoffzufuhr bei einer brennkraftmaschine - Google Patents

Description

1.6.1976
ot/wi

Firma

Robert Bosch GmbH

7000 Stuttgart

Verfahren und Vorrichtung zur Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr bei einer Brennkraftmaschine

Zu sammenfassung

Es wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr durch Sperren der einer Brennkraftmaschine

zugeordneten Kraftstoffeinspritzventilen zugeführten ΚΓα^- Ο ■

s to'ff einspr itzimpu lsen vorgeschlagen, welches dem Zweck dient, beim Verzögern des Kraftfahrzeugs, beispielsweise im Schiebebetrieb für geordnete Verhältnisse zu sorgen, ohne daß es .zu Fehlzündungen und Auspuffpatschen kommt und ohne daß andererseits Schwierigkeiten beim Warmlauf der Brennkraftmaschine ent-

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stehen, wenn sich Verhältnisse ergeben, die für einen schnellen Leerlauf der Brennkraftmaschine sorgen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird so vorgegangen, daß zwei Bedingungen eingehalten werden müssen, bevor es zu einer Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr, beispielsweise durch Sperren oder Ableiten der den Kraftstoffeinspritzventilen zugeführten Einspritzsteuerbefehlen kommt. Die eine Bedingung besteht darin, daß die Dauer der berechneten Kraftstoffeinspritzimpulse kleiner sein muß als eine vorgegebene Minimaldauer, die einstellbar ist, und die andere Bedingung besteht darin, daß eine vorgegebene untere Drehzahlgrenze überschritten werden muß, was darauf hindeutet, daß beispielsweise in schneller Fahrt die Drosselklappe geschlossen wurde.

Es sind daher zwei ihre Informationen allgemein aus der Drehzahl der Brennkraftmaschine empfangene Schaltungssysteme vorgesehen, die funktionell parallel arbeiten und wobei das eine Schaltungssystem eine eingestellte Minimaldauer für die Kraftstoffeinspritzimpulse mit der tatsächlichen, beispielsweise aus Drehzahl und angesaugter Luftmenge errechneten Dauer von Kraftstoffeinspritzimpulsen vergleicht und das andere Schaltungssystem die Drehzahlgrenze überprüft und ein entsprechendes Ausgangssignal abgibt, wenn die tatsächliche Drehzahl der Brennkraftmaschine über einer vorgegebenen Drehzahl liegt. Daher wird bei der erfindungsgemäßen elektronischen Kraftstoffeinspritzeinrichtung die Kraftstoffzufuhr dann unterbrochen, wenn die durch die angesaugte Luftmenge und die Drehzahl der Brennkraftmaschine bestimmte Impulsbreite der Einspritzsteuerimpulse einen bestimmten Wert unterschreitet und die Drehzahl der Brennkraftmaschine einen festgelegten bestimmten Wert überschreitet.

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Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem.Verfahren zur Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr durch Sperren der einer Brennkraftmaschine zugeordneten Kraftstoffeinspritzventilen zugeführten Kraftstoffeinspritzimpulsen, wobei sich die Dauer der Kraftstoffeinspritzimpulse bestimmt durch die Drehzahl der Brennkraftmaschine und die von ihr angesaugte Luftmenge nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Bei bisher bekannten Einrichtungen und Anlagen erfolgt die Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr dann, wenn die von einem der Drosselklappe der Brennkraftmaschine zugeordneten Drosselklappensensor abgetastete Drosselklappenstellung unter einen bestimmten, vorgegebenen Wert abgesunken ist und wenn die Drehzahl dieser Brennkraftmaschine einen bestimmten vorgegebenen unteren Drehzahlwert übersteigt. Der Drosselklappensensor benötigt in diesem Fall eine von einem Drosselklappenschalter abhängige Abtastfunk'tion der Drosselklappenöffnung, was eine beträchtliche Kostensteigerung bedingt, da auch eine Korrektur des Drosselklappenwinkels erforderlich ist. Dabei ergibt sich aber der Nachteil, daß in einem Bereich, in welchem der Öffnungsgrad der Drosselklappe nur wenig größer als ein vorbestimmter Öffnungsgrad des Drosselklappenschalters ist und die Drehzahl den festgelegten Wert schon überschritten hat, die Kraftstoffzufuhr nicht unterbrochen wird. Andererseits hängt jedoch die Wahrscheinlichkeit, daß die Brennkraftmaschine dadurch schon in einen Bereich eintritt, in welchem sich Funktionsstörungen wie Zündverzögerung, Zündaussetzungen, Patschen und Auspuffknallen ergibt, mit der Strömungsmengencharakteristik der elektromagnetischen Einspritzventile und dem Hubraum der Brennkraftmaschine zusammen. In diesem bisher nur ungenau erfaßbaren Bereich ist es durchaus möglich, daß die Impulsbreite der die elektromagne-

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tischen Einspritzventile steuernden Kraftstoffeinspritzimpulsfolge und deren Strömungsmengencharakteristik nicht mehr linear gesteuert werden kann, wenn es sich beispielsweise um eine Brennkraftmaschine mit geringem Hubraum der einzelnen Zylinder handelt und die angesaugte Luftmenge relativ klein ist, was dann auch eine entsprechende geringe Menge des von den elektromagnetischen Einspritzventilen abzugebenden Kraftstoffs bedingt. Unterhalb einer bestimmten vorgegebenen Impulsbreite können daher bei einer Kraftstoffeinspritzanlage entweder die erforderlichen Komponenten nicht mehr hergestellt werden, nicht ordentlich betrieben werden,oder es ist ein erheblicher kostenmäßiger Aufwand erforderlich, um diesen Betriebsbereich einer Brennkraftmaschine relativ hoher Drehzahl und sehr kurzer Einspritzimpulsdauer sicher zu erfassen. Insgesamt ergeben sich eine Vielzahl von Nachteilen, die bei bekannten Kraftstoffeinspritzanlagen beispielsweise darin bestehen, daß die genaue Steuerung der auf die angesaugte Luftmenge bezogenen Kraftstoffmenge nicht mehr möglich ist, daß Fehlzündungen auftreten, daß es zu einer unvollständigen oder fehlerhaften Verbrennung der Gase kommt, die dann ausgeschoben werden, daß in den Auspuffgasen erhebliche Mengen an schädlichen Komponenten enthalten sind, insbesondere ist in diesen Fällen der Kohlenwasserstoffanteil sehr groß.

Nachteilig ist bei diesem Betriebsbereich, daß auftretende Fehlzündungen bei Kraftfahrzeugen, die mit Abgasreinigungssystemen wie Katalysatoren, Wärmereaktoren u.dgl. eingebaut sind, die Wärmebelastung dieser Abgasreinigungssysteme erheblich steigern, was im schlimmsten Falle zu einem Verbrennen und Ausglühen dieser Systeme führt.

Es ist schon versucht worden, diesen Nachteilen dadurch zu begegnen, daß Vakuumbegrenzer sowie Drosselklappendämpfer vorge-

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sehen wurden, die durch den Unterdruck in dem Ansaugrohr der Brennkraftmaschine betätigt wex'den und auf die Menge der angesaugten Luft einwirken. Solche Maßnahmen erbringen jedoch nicht den gewünschten Erfolg, außerdem ergeben sich dadurch •beim Einbau eines Vakuumbegrenzers Probleme, daß die Drehzahl der Brennkraftmaschine nicht geringer wird, wenn nicht gleichzeitig die Drosselklappe betätigt ist; auch ist die Betriebssicherheit dieser erhebliche Kosten verursachenden Zusatzeinrichtungen nicht immer sichergestellt.

Vorteile der-Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfinclungsgemäße Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß im kritischen Betriebsbereich einer Brennkraftmaschine die Kraftstoffzufuhr völlig unterbunden wird, so daß es nicht zu Fehlzündungen und sonstigen Störungen kommen kann. Bei diesem kritischen Betriebszustandsbereich einer Brennkraftmaschine handelt es sich um den Bereich, in welchem die durch die Drehzahl des Motors und die angesaugte Luftraenge vorgegebene Impulsbreite der Exnspritzsteuerimpulse unterhalb des linear möglichen Steuerbereiches der elektromagnetischen Einspritzventile liegt, so daß die erforderliche Kraftstoff menge nicht einwandfrei abgegeben werden kann.

Vorteilhaft ist weiterhin, daß keine komplizierten Abtastfunktionen beispielsweise für die Drosselklappenstellung erforderlich sind und daß die erfindungsgemäße Kraftstoffanlage auch keiner äußeren Sensoren bedarf, sondern lediglich die zugeführte Drehzahlinformation entsprechend auswertet und die erforderlichen Schaltungsirtaßnahmen trifft.

Auf einen weiteren, wesentlichen Umstand beim Betrieb von

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Kraftstoffeinsprxtzanlagen, auf den sich die erfindungsgemäße Ausbildung ebenfalls positiv auswirkt, sei sofort eingegangen. Beim Warmlauf einer Brennkraftmaschine tritt ein Zustand ein, bei dem infolge des dann vorgegebenen erhöhten Leerlaufs eine beträchtliche Drehzahl bei relativ schmaler Impulsbreite der Kraftstoffeinspritzimpulse möglich ist. Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzanlage ist so ausgebildet, daß sie auch hierauf reagiert und nicht etwa beim Warmlauf die Kraftstoffzufuhr völlig unterbindet, da nicht erkannt wird, daß es sich nicht um den erwähnten Schiebebetrieb der Brennkraftmaschine handelt, bei dem die Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr erforderlich ist.

Da erfindungsgemäß zwei Bedingungen ausgewertet v/erden müssen, bevor es zu einer Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr kommt, ist es möglich, den DrehζahIbereich bzw. die untere Minimaldrehzahl·, bei welcher die erfindungsgemäße Einspritzanlage noch Schiebebetrieb erkennt, erheblich zu senken und ohne weiteres bis in den Drehzahlbereich zu bringen, der sich bei Warmlauf der Maschine als schneller Leerlaufdrehzah!bereich ergibt und im wesentlichen auf eine Abtastung der Kühlwassertemperatur zurückzuführen ist. In diesem Falle (schneller Leerlauf) ist nämlich die Impulsbreite der Kraftstoffeinspritzimpulse ausreichend größer_r bezogen auf die vorgegebene minimale Impulsdauer, bei welcher eine Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr zu erfolgen hat. Daher spricht die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzanlage auf den Betriebszustand "schneller Leerlauf" nicht an, . da zwar möglicherweise die Drehzahl ausreichend hoch ist, um (irrtümlich) dem oben genannten Betriebszustandsbereich (Schiebebetrieb) zugerechnet zu werden, die Dauer der Kraftstoffeinspritzimpulse überschreitet jedoch auf jeden Fall die untere Minimaldauery wie vorgegeben.

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Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 in Form eines Blockschaltbildes ein mögliches Ausführungsbeispiel einer elektronischen gesteuerten Kraftstoff einspritzanlage in ihrem grundlegenden Aufbau, Fig. 2 .zeigt einige der wichtigen Blocksysteme in detaillierterer Schaltung und Fig. 3 zeigt anhand von Kurvenverläufen Spannungszustände an wichtigen Punkten der Schaltung.

Beschreibung der Erfindung

Die Erfindung wird zunächst grundsätzlich anhand des Blockschaltbildes der Fig. 1 erläutert. Der Klemme 1 der in Fig. 1 dargestellten Kraftstoffeinspritzanlage wird eine Drehzahlinformation zugeführt. Daher kann die Klemme 1 mit der primärseitigen Anschlußklemme der Zündspule der Brennkraftmaschine verbunden sein; die Drehzahlinformation gelangt über eine Impulsformerstufe 2, die aus der ihr zugeführten Wellenform diskrete Spannungsimpulse erzeugt und Fehlerimpulse unterdrückt, auf eine Frequenzteilerschaltung 3, die eine Untersetzung der ihr zugeführten Drehzahlimpulse je nach Anzahl der Zylinder der Brennkraftmaschine vornimmt. Im Falle eines Sechszylindermotors untersetzt die Frequenzteilerschaltung 3 die Drehzahlimpulse im Verhältnis 1:3, so daß bei jeder Kurbelwellenumdrehung ein elektromagnetisches Kraftstoffeinspritzventil 11 einmal betätigt wird. Allerdings kann auch ein anderes Frequenzteilerverhältnis vorgesehen sein, wenn das elektromagnetische Einspritzventil 11 pro Kurbelwellenumdrehung mehr als einmal oder nur für jeweils zwei Kurbelwellenunidrehungen einmal betätigt werden soll. Die.Ausgangsimpulse der Frequenzteilerschaltung 3 werden einer nachgeschalteten Rechenschaltung 4 zu-

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geführt, die außerdem ein zur angesaugten Luftmenge der Brennkraftmaschine proportionales Signal zugeführt erhält. Die Rechenschaltung bestimmt aus diesen beiden ihr zugeführten Informationen die Dauer bzv/. die Impulsbreite tp von zunächst unkorrigierten Kraftstoffeinspritzimpulsen an ihrem Ausgang, wobei im wesentlichen ein der vom Motor angesaugten Luftmenge entsprechendes Signal durch die Motordrehzahl dividiert wird. Die Impulsdauer der ausgangsimpulse T1 ist proportional zu der von jedem Zylinder pro Hub angesaugten Luftmenge.

Die Ausgangsimpulse T1 mit der Impulsbreite tp werden einer nachgeschalteten Multiplizierstufe 6 zugeführt, die außerdem von äußeren Sensoren 7 insgesamt Informationen über den jeweiligen Betriebszustand der Brennkraftmaschine,wie beispielsweise die Kühlwassertemperatur des Motors, die Temperatur der ange-.saugten Luft usw. zugeführt erhält und die Dauer tp der Einspritzimpulse ti korrigierend auf Grund dieser äußeren Betriebszustandssignale modifiziert. Bei dieser Modifizierung handelt es sich um eine Multiplikation, die dazu führt, daß am Ausgang der Multiplizierstufe 6 nunmehr Einspritzimpulse T2 mit der Impulsbreite tm gebildet werden«, Dieser Multiplizierstufe 6 ist schließlich noch eine Spannungskorrekturschaltung nachgeschaltet, die an ihrem Ausgang mit Bezug auf die jeweilige Bordspannung des Kraftfahrzeugs korrigierte Ausgangsimpulse T3 mit einer Impulsbreite tu erzeugt, so daß die Dauer der Kraftstoffeinspritzimpulse von Bordnetzspannungsschwankungen unabhängig gemacht werden.

Sämtliche drei Ausgangssignale T1, T2 und T3 werden einer nachgeschalteten ODER-Schaltung 9 zugeführt, die an ihrem Ausgang aus den ihr zugeführten Einspritzimpulsfolgen T1, T2 und T3 die endgültige Einspritzimpulsfolge T erzeugt. Je nach den Erfordernissen kann bei der Bildung der endgültigen Dauer der Ein-

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spritzimpulse jeweils der Impuls mit der längsten Impulsdauer ausgewählt werden, es kann aber auch von der ODER-Schaltung ein Impuls mit der Impulsbreite tp+tm+tu gebildet und einer nachgeschalteten Endstufe 10 zugeführt v/erden, die schließlich die nachgeschalteten Kraftstoffeinspritzventile mit der für den jeweiligen Betriebszustand der Brennkraftmaschine optimalen Impulsdauer der Kraftstoffeinspritzimpulse ansteuert.

Ergänzend sei darauf hingewiesen, daß die Multiplizierstufe 6 so ausgebildet ist, daß dann, wenn keine Vergrößerung der Impulsbreite der eingangsmäßig zugeführten Kraftstoffeinspritzimpulse T1 durch die ergänzend zugeführten Korrektursignale erfolgt, die Ausgangsimpulse T2 die gleiche Impulsbreite wie die Eingangsimpulse aufweisen. Die multiplikative Modifizierung der Dauer der Einspritzimpulse T1 erfolgt proportional zu dem in die Multiplizierstufe 6 hineinfließenden, auf die Korrektursignale der Sensorstufe 7 zurückzuführenden Strom. Die Sensorstufe 7 enthält zusammengefaßt die Systeme und externen Abtastelemente, die zur Erfassung der äußeren, weiter vorn schon erwähnten Betriebszustände erforderlich sind.

Desweiteren ist eine monostabile Kippstufe, bevorzugt ein monostabiler Multivibrator 12 vorgesehen, der von den Ausgangsimpulsen ti der Rechenschaltung 4 getriggert wird und dessen Ausgangssignale eine bestimmte einstellbare Impulsbreite aufweisen und einer nachgeschalteten Verknüpfungsschaltung oder Torschaltung 13 zugeführt sind. Die Impulsbreite der Ausgangsimpulse der monostabilen Kippstufe 12 entsprechen der Impulsbreite, die sich für Kraftstoffeinspritzimpulse dann ergibt, v/enn ein Zustand in der Nähe einer Steuerungsgrenze erreicht ist, bei dem eine lineare Steuerung der Impulsbreite der Kraftstoffeinspritzimpulse unmöglich wird, die den Einspritzventilen 11 zugeführt werden. Mit anderen Worten und auf die Brennkraftma-

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schine bezogen bedeutet diese Impulsbreite, daß sich für die Brennkraftmaschine ein Betriebszustand ergibt, bei welchem diese in einen Fehlzündungsbereich geraten kann, d.h. bei einer solchen unteren Impulsbreite der Kraftstoffeinspritzimpulse kann es zu Zündaussetzern und einer ZündVerschleppung kommen. Es handelt sich hier um einen Betriebszustand des Motors, der beim Vorzögern auftritt und beispielsweise einem Schiebebetrieb des Kraftfahrzeugs entspricht, wenn nämlich bei relativ hohen Drehzahlen die Drosselklappenstellung in ihre Leerlaufposition zurückgeführt ist. Bei einem Ausführungsbeispiel kann diese Impulsbreite, die für die Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr maßgebend ist, bei ca. 0,7 ms liegen.

Desweiteren werden der Torschaltung 13 die Vorimpulse ti als Ausgangesignalfolge der Rechenschaltung 4 mit der Impulsbreite tp zugeführt. Die Torschaltung 13 ist so ausgebildet, daß sie zwischen den beiden Impulsbreiten tp und A eine Unterscheidung treffen kann» Dies wirkt sich so aus, daß eine der Torschaltung 13 nachgeschaltete Kippschaltung 14 an ihrem Ausgang den logischen Zustand log 1 führt, wenn die Impulsbreite tp größer als die Impulsbreite A bzw. die Standzeit der monostabilen Kippstufe 12 ist; die Kippstufe 14 oder der diese Kippstufe bildende Flipflop weist den Ausgang log 0 auf, wenn die Impulsbreite tp kleiner als die Impulsbreite A ist.

Desweiteren ist ein Digital-Analogwandler 15 vorgesehen, der die Ausgangsimpulsfolge der Frequenzteilerschaltung 3 als Drehzahlinformation des Motors zugeführt erhält und eine Ausgangsspannung liefert, die der Frequenz der zugeführten Signalimpulsfolge entspricht. Dem Digital-Analogwandler 15 ist ein Vergleicher bzw. ein Schwellwertspanmmgsgeber 16 nachgeschaltet, der die Ausgangsspannung des Digital-Analogwandlers 15 zugeführt erhält und an seinem Ausgang das Signal log 1 erzeugt,

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wenn sich die Betriebsdrehzahl der Brennkraftmaschine oberhalb einer vorgegebenen Drehzahl befindet; der Ausgang des Komparators 16 führt den logischen Zustand log 0 dann, wenn die tatsächliche Drehzahl der Brennteaftmaschine unterhalb einer vorgegebenen bestimmten Drehzahl liegt.

Das Ausgangssignal des !Comparators 16 sowie der Kippstufe 14 werden einer nachgeschalteten Steuerschaltung 17 für die Kraftstoff zufuhr zugeführt, die als Verknüpfungsschaltung etwa im Sinne einer logischen NAND-Schaltung arbeitet und dann, wenn beide ihr zugeführten Eingangssignale den Zustand log 1 aufweisen, am Ausgang ein Signal mit dem Zustand log 0 erzeugt; andererseits führt die Steuerschaltung 17 in den drei möglichen restlichen Fällen das Ausgangssignal log 1. Diese beiden Ausgangssignale bestimmen über die Verbindungsleitung 17a, ob der .Einspritzsteuerimpuls T am Ausgang der ODER-Schaltung 9 der Endstufe 10 zugeführt oder die Zuführung der Kraftstoffeinspritzimpulse und damit auch die Ansteuerung der Kraftstoffeinspritzventile 11 unterbrochen wird.

Anhand der Darstellung der Fig. 2 wird im folgenden genauer auf den Schaltungsaufbau der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzanlage, insbesondere auf Aufbau und Wirkungsweise des monostabilen Multivibrators 12, der Torschaltung 13, des Digital-Analogwandlers 15 und des Komparators 16 näher eingegangen. Der Fig. 2 läßt sich entnehmen, daß der monostabile Multivibrator 12 die Eingangsans.chlußklemme 101 aufweist, der die Ausgangsimpulse T1 von der Rechenschaltung 4 zugeführt werden. Desweiteren verfügt der monostabile Multivibrator über die Widerstände 102, 104, 105, 108, 109, 111 und 113, eine Zenerdiode 103 zur Spannungskonstanthaltung und über die Transistoren 106, 107, 110 und 114, wobei der Aufbau des monostabilen Multivibrators 12 im einzelnen der Darstellung der Fig. 2 entnommen

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werden kann.

Wird der Eingangsklemme 101 die Impulssignalfolge T1 zugeführt, dann erzeugt der monostabile Multivibrator Ausgangsimpulse A mit einer Impulsdauer, die sich bestimmt durch die Einstellung des Widerstandes 111 und des Kondensators 112.

Die dem monostabilen Multivibrator 12 nachgeschaltete Torschaltung 13 umfaßt die Widerstände 115, 116, 117, 118, 119 und sowie die Transistoren 120, 121, 122 und 123 und verfügt über zwei Ausgangsanschlußklemmen 125 und 126, wobei die Ausgangsklernme 126 einem Setzanschluß (set) und die Ausgangsklemme 125 einem Rücksetzanschluß (reset) der nachgeschalteten Kippstufe 14 entspricht. Die Ausgangssignale der Torschaltung 13 unterscheiden zwischen den Impulsbreiten der ihr von dem monostabilen Multivibrator 12 und der Rechenschaltung 4 zugeführten Eingangsimpulse, wobei die Differenz der Impulsbreiten der zugeführten Eingangssignale maßgebend für die Ansteuerung der nachgeschalteten Kippstufe 14 ist, wie weiter unten noch im einzelnen erläutert wird.

Der Digital-Analogwandler 15 umfaßt die Widerstände 127, 128, 129, 130 und 135, einen Transistor 132 sowie Kondensatoren 131 und 136 und Dioden 133 und 134? sein Aufbau ist der Darstellung der Fig. 2 entnehmbar. Eingangsmäßig werden dem Analog-DigitaIwandler 15 die Ausgangsimpulse der Frequenzteilerschaltung 3 zugeführt, von denen der Eingangstransistor 132 jeweils in seinen leitenden und in seinen Sperrzustand getriggert wird. Die hierdurch sich ergebenden Ausgangsimpulse dieses Transistors 132 werden vom Kondensator 131 differenziert und von einem nachgeschalteten Kondensator 136 integriert, so daß man am Ausgang des Digital-Aiialogwandlers 15 ein Spannungspegel erhält, der in seiner Amplitude der Motordrehzahl proportional ist.

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Der dem Analog-Digitalwandler 15 nachgeschaltete Komparator umfaßt die Widerstände 137, 139, 140, 141, 142, 143, 146, und 151, einen pnp-Transistor 138, die npn-Transistoren 145, 147 und 150 sowie eine Diode 144; ist das Ausgangssignal des Digital-Analogwandlers 15, welches dem Basispotential des Transistors 138 des !Comparators 16 entspricht und welches beim Ausführungsbeispiel ungefähr 0,6 V beträgt, höher als das Emitterpotential des Transistors 138, dann sperrt der Transistor 138, was in der Schaltungsfolge zu einem Sperren des Transistors 145, zu einem Leitendsein des Transistors 147 und zu einem Sperren des Transistors 150 führt, so daß in diesem Fall der Komparator das Ausgangssignal log 1 aufweist.

Ist andererseits das Basispotential des Transistors 138 kleiner als das Emitterpotential dieses Transistors, dann ist der Transistor 138 leitend, demzufolge auch der nachgeschaltete Transistor 145, der Transistor 147 sperrt und der Transistor 150 ist leitend, so daß sich am Ausgang des Komparators 16 (entsprechend dem KollektoranschIuß des Transistors 150) das Ausgangssignal log 0 ergibt. Eine Einstellung bezüglich der Motordrehzahl, bei welcher der Transistor 138 sperrt, läßt sich dadurch erzielen, daß der Widerstand 140 veränderlich ausgebildet wird, so daß man entsprechend die Emitterspannung dieses Transistors als der Eingangsspannung entgegengeschaltete Schwellspannung ändert.

Der Widerstand 141 und die Diode 144 dienen dazu, der Absperrdrehzahl, bei welcher die Einspritzung des Kraftstoffs unterbrochen v/erden soll, sowie der Drehzahl, bei v/elcher die Kraftstoffeinspritzung wieder aufgenommen wird, eine Hysterese zuzuordnen.

Die schließlich weiterhin noch nachgeschaltete Steuerschaltung

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17 umfaßt ein UND-Gatter 152, einen Widerstand 153 und einen von der UND-Schaltung 152 angesteuerten Transistor 154, der ausgangsmäßig auf die Weiterleitung der Ausgangsimpulse der Torschaltung 9 zur Endstufe 10 einwirkt. Dieser Transistor ist nur dann leitend, wenn sowohl der Ausgang des Flipflops als auch der Ausgang des Komparators 16 im Zustand log 1 sind; in diesem Falle befindet sich der Ausgang der Steuerschaltung 17 im Zustand log 0, und die Kraftstoffeinspritzimpulse als Ausgangssignale der ODER-Schaltung 9 gelangen nicht zur Endstufe 10 (sie werden gegen Masse abgeleitet), so daß die Kraftstoffeinspritzung unterbrochen ist.

Die Wirkungsweise des soeben beschriebenen Schaltungsaufbaus ist so, daß bc-n. Zuführung der Kraf tstof feinspritz-Vor impulse T1 mit der Impulsbreite tp zum monostabilen Multivibrator 12 dessen Eingangstransistor 107 leitend gesteuert wird, was der Triggerung des monostabilen Multivibrators 12 entspricht. Dies führt zur Sperrung des Transistors 110 und am Kollektor des Transistors 114 ergibt sich ein Impuls mit einer Dauer, die sich durch die Einstellung des Widerstandes 111 und des Kondensators 112 als die Zeitkonstante bestimmende Elemente ergibt; der Ausgangsimpuls des Kondensators 114 ist dabei zeitsynchron zu den Eingangsimpulsen T1. Diese Einstellung der Zeitkonstante bei der monostabilen Multivibratorschaltuhg 12 bestimmt die Dauer des Ausgangsimpulses dieser Schaltung, während welcher der Transistor 114 sich in seinem Sperrzustand befindet.

Der Darstellung der Figuren 3a und 3b lassen sich die Ausgangsimpulse einmal des monostabilen Multivibrators (Fig. 3a) und zum anderen der Rechenschaltung (Fig. 3b) entnehmen. Anhand dieser der als Torschaltung 13 bezeichneten Verknüpfungsschaltung zugeführten EingangsimpuIsfolgen ergeben sich dann die

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folgenden Schaltungszustände. Ist die Impulsdauer A (Dauer der Ausgangsimpulse der Mul.tivibratorschaltung 12) kleiner als die Impulsdauer tp der Impulse T1, dann ist der Transistor 123 nur während der Zeitdauer tp-A in seinem leitenden Zustand, und
die den Rücksetzeingang 126 betastende Ausgangsklemme der Torschaltung 12 verfügt über die in Fig. 3c angedeutete Wellenform.

Ist andererseits die Dauer A der Standzeit des monostabilen
Multivibrators 12 größer als die Dauer tp der Einspritzimpulse T1 , dann ist der Transistor' 121 nur während des Differenzzeitraums A-tp leitend, und die Ausgangsklemme 125 entsprechend
dem Setzeingang des monostabilen Multivibrators 14 verfügt
über einen Impuls, wie in Fig. 3d dargestellt.

Die Torschaltung 13 wirkt daher etwa nach Art eines Diskriminator s und kann durch ihre beiden Ausgangsanschlüsse 126 und 125 und den an diesen Ausgangsanschlüssen sich ergebenden Signalen unterscheiden, ob die Dauer der Standzeit des monostabilen
Multivibrators 12 als Mindestimpulsdauer größer oder kleiner
als die Dauer tp der tatsächlich erzeugten Einspritzimpulse ist, Diese Diskriminierung erfolgt dadurch, daß die Eingangsimpulse A einerseits und tp andererseits zwei getrennten, hintereinander geschalteten Systemen der Transistoren 122,123 bzw. 120,
121 zugeführt sind, wobei durch die zeitlich unterschiedlichen Abfolgen des Leitendseins dieser Transistoren die Ausgangsimpulsfolgen entsprechend den Figuren 3c und 3d erzeugt werden.
Die geeignete Verknüpfung mit der nachgeschalteten Kippschaltung 14 sorgt dann dafür, daß beispielsweise im Falle von tp<A der Ausgang des Flipflops 14 auf den Zustand log 1 geht, wie
in Fig. 3e gezeigt, und somit die erste Bedingung für die Unterbrechung der Kraftstoff zuführung, d..h. die Abschaltung der
Kraftstoffeinspritzimpulse, vorliegt.

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Der Darstellung der Fig. 3e läßt sich auch entnehmen, daß dann, wenn sich der Ausgang des Flipflops 14 im Zustand log 0 befindet, auch ein am Setzeingang S eingehender Impuls log 0 (entsprechend Fig. 3c) den Ausgangszustand nicht ändert; erst der Impuls log 0 der Fig. 3d kipp* das Flipflop 14 in seinen anderen Schaltungszustand. Das Rückkippen in den Ausgangszustand erfolgt durch einen entsprechenden Impuls vom Diskriminator 13 dann, wenn wieder der Normalzustand hergestellt und die Dauer tp der effektiv berechneten Kraftstoffeinspritzimpulse T1 größer als die Zeitdauer A ist.

Wie weiter vorn schon erwähnt, wird die Motordrehzahlinformation vom Digital-Analogwandler 15 in eine dieser Drehzahl entsprechende proportionale Spannung umgeformt und diese proportionale Spannung wird vom Komparator 16 mit einer festen Schwellspannung verglichen. Ist die Eingangsspannung des Komparators kleiner als die Schwellspannung, dann ergibt sich am Ausgang des Komparators der Zustand log 0, ist die Eingangsspannung jedoch größer als die entgegengeschaltete Schwellspannung, dann ergibt sich der Ausgang log 1 entsprechend der Darstellung der Fig. 3i, wo der Ausgang des Komparators zu irgendeinem beliebigen Zeitpunkt auf den Zustand log 1 geht. Ab dem Zeitpunkt t , der für sämtliche Kurvenverläufe der Fig. 3 gilt, sind dann beide Bedingungen für die Unterbrechung der Kraftstoff zufuhr gegeben (der Ausgang des Vergleichers 16 sowie der Ausgang des Flipflops 14 sind im Zustand log 1, der Transistor 154 wird leitend gesteuert, und die von der ODER-Schaltung 9 zur Endstufe 10 gelangenden Einspritzimpulse werden unterbrochen. Liegt nur eine der erwähnten Bedingungen nicht vor, dann unterbricht die Steuerschaltung 17 die Weiterleitung der endgültigen Einspritzimpulse T an die Endstufe 10 nicht.

Es versteht sich, daß auch eine andere Ausbildung bzw. eine an-

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dere Eingriffsmöglichkeit für die Steuerschaltung 17 in Betracht gezogen werden kann; so kann beispielsweise ein geeignetes Kraftstoff-Absperrsignal der Steuerschaltung 17 auch auf eine Vorstufe der ODER-Schaltung 9 einwirken.

Bei der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzanlage ist vorteilhaft, daß Mittel zur Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr vorgesehen sind, die beim Verzögern bzw. beim Schiebebetrieb der Brennkraftmaschine eingesetzt werden und die dann wirksam werden, wenn die Impulsbreite tp der den elektromagnetischen Einspritzventilen 11 zugeführten Einspritzimpulse unter eine im voraus festgelegte, schon im Bereich möglicher Fehlzündungen und Zündverzögerungen liegenden Impulsbreite A abgesunken ist und wenn coißerdem die Drehzahl der Brennkraftmaschine eine bestimmte, im vornherein festgelegte Drehzahl übersteigt. Man kann auf diese Weise beim Abbremsen der Brennkraftmaschine bzw. im Schiebebetrieb im voraus den Bereich möglicher Fehlzündungen bestimmen und die Kraftstoffzufuhr unterbrechen, so daß das Ausschieben unverbrannter Gase verhindert wird.

Vorteilhaft ist hierbei weiterhin, daß komplizierte Abtastfunktionen, die den Öffnungsgrad der Drosselklappe und die Drehzahl der Brennkraftmaschine erfassen, nicht erforderlich sind, so daß bei Einsatz der erfindungsgemäßen Ausbildung auch kostensparend gearbeitet v/erden kann.

Bei Kraftstoffeinspritzanlagen nach dem heutigen Stand der Technik wird der Brennkraftmaschine bei einer ganz bestimmten Drehzahl über ein Luftventil unter Umgehung der Drosselklappe eine bestimmte Luftmenge zugeführt, damit der Motor beim Anlassen bei niedriger Temperatur glatt durchläuft. Man. kann diese Maßnahmen als "schnellen Leerlauf" zur Erhöhung der Brennkraftdrehzahl bezeichnen. Durch eine solche Maßnahme erreicht man

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zwar, daß durch Erfassen der Kühlwassertemperatur und sonstiger Betriebsdaten der Brennkraftmaschine die Drehzahl, bei der eine Unterbrechung der Kraftstoffeinspritzimpulse erfolgt, unabhängig ist von der "schnellen Leerlauf-Drehzahl; demgegenüber ist die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzanlage so ausgelegt, daß, da die Breite der Kraftstoffeinspritzirapulse beim "schnellen Leerlauf" größer ist als die die Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr bestimmende vorgegebene Impulsbreite, diese vorgegebene Impulsbreite mit der Impulsbreite verglichen wird, die durch die angesaugte Luftmenge und durch die Drehzahl bestimmt ist. Dadurch wird die Drehzahl, bei welcher die Kraftstoff zufuhr unterbrochen wird, durch die Temperatur des Kühlwassers nicht verändert; zudem ist es möglich, diese Absperrdrehzahl für die Kraftstoffzufuhr, zu senken. Dies führt insgesamt zu einer erheblichen Vereinfachung bei einer Kraftstoffeinspritzanlage.

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Claims (9)

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Patentansprüche

Verfahren zur Unterbrechung dar einer Brennkraftmaschine zugeordneten Kraftstoffeinspritzventilen von einer elektronischen Kraftstoffeinspritzanlage zugeführten Kraftstoffeinspritzimpulse, deren Dauer sich im wesentlichen bestimmt durch die jeweilige Drehzahl der Brennkraftmaschine und die von ihr angesaugte Luftmenge, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffzufuhr durch Sperren der Kraftstoffeinspritzimpulse beim Verzögern (Schiebebetrieb) der Brennkraftmaschine dann unterbrochen wird, wenn" eine vorgegebene Impulsbreite der Kraftstoffeinspritzimpulse unterschritten und gleichzeitig eine vorgegebene Drehzahl der Brennkraftmaschine überschritten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebene minimale Impulsbreite durch die Einstellung einer monostabilen Kippstufe bestimmt wird, mit welcher die tatsächlich errechneten Einspritzirapulse verglichen v/erden, und daß einer durch eine Digital-Analogwandlung in eine proportionale Spannung umgewandelten drehzahlsynchronen Impulsfolge eine Schwellspannung entgegengeschaltet wird und bei Vorliegen beider Bedingungen eine Unterbrechung der den Kraftstoffeinspritzventilen zugeführten Einspritzsteuerbefehle erfolgt.

3. Vorrichtung zur Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr durch Sperren der einer Brennkraftmaschine zugeordneten Kraftstoffeinspritzventilen zugeführten Kraftstoffeinspritzimpulse , wobei sich die Dauer der Kraftstoffeinspritzimpulse bestimmt aus der Drehzahl der Brennkraftmaschine und der von ihr jeweils angesaugten Luftmenge, dadurch gekennzeichnet, daß eine drehzahlsynchron getriggerte Zeitschaltung (12)

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und eine dieser nachgeschaltete Verknüpfungsschaltung (13) vorgesehen ist, die von der Zeitschaltung Impulse mit einer minimalen Impulsdauer (A) und von einer Rechenschaltung (4) die in ihrer Dauer jeweils zumindest mit Bezug auf Drehzahl und angesaugte Luftmenge grob vorbestimmte Einspritzimpulse (T1) zugeführt erhält, daß eine zweite Vergleichsschaltung (16) vorgesehen ist, die ein der jeweiligen Drehzahl der Brennkraftmaschine entsprechendes Eingangssignal zugeführt erhält und dieses mit einem einer vorgegebenen Drehzahl entsprechenden Signal vergleicht, und daß die Ausgänge beider Vergleichs-(16) bzw. Verknüpfungsschaltungen (13) einer Steuerschaltung (17) zugeführt sind, die die Zufuhr der Kraftstoffeinspritzimpulse (T) dann unterbricht, wenn die vorgegebene Mindestdauer (A) der errechneten Kraftstoffeinspritzimpulse unterschritten und eine vorgegebene untere Drehzahlgrenze überschritten ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitschaltung eine von den aus Luftmenge und Drehzahl errechneten Kraftstoffeinspritzimpulsen in ihren monostabilen Kippzustand getriggerte monostabile Kippschaltung (12) ist, deren Standzeit der vorgebbaren Minimaldauer (A) der Kraftstoffeinspritzimpulse entspricht,und daß die eingangsmäßig die Kraftstoffeinspritzimpulse (T1) und die Ausgangsimpulse der monostabilen Kippschaltung (12) erhaltende Verknüpfungsschaltung (13) als Diskriminatorschaltung ausgebildet ist und zwei Ausgänge (125, 126) aufweist, die unterschiedliches Potential führen, je nachdem, ob die Dauer (tp) der errechneten Einspritzimpulse (T1) größer oder kleiner als die vorgegebene Minimaldauer (A) ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Diskriminatorschaltung (13) eine bistabile Kippschaltung

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(14) nachgeschaltet ist, deren Ausgang mit der Steuerschaltung (17) für die Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr verbunden ist und daß der andere Eingang der Steuerschaltung (17) mit dem Ausgang einer Vergleichsschaltung (16) verbunden ist, die eine einstellbare Spannung mit einer ihr zugeführten analogen, der Drehzahl der Brennkraftmaschine proportionalen Spannung vergleicht.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahlinformation der Brennkraftmaschine als Zündimpulsfolge abgenommen und einer nachgeschalteten Impulsformerstufe (2) sowie gegebenenfalls einer Frequenzteilerstufe (3) zugeführt ist und anschließend parallel der Rechenschaltung (4) zur Errechnung mindestens der Vorimpulse (T1) aus Drehzahl und angesaugter Luftmenge sowie einer Digital-Analogwandlerschaltung (15) zugeführt sind, die aus der Drehzahlinformation eine proportionale Analogspannung bildet.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verknüpfungsschaltung (13) aus zwei parallelen, jeweils aus hintereinander geschalteten

gebildeten Transistoren (120, 121; 122, 1"23)VSchaltungszweigen besteht, wobei die Basen sämtlicher Transistoren von den Eingangsimpulsfolgen (A, T1) angesteuert sind, jedoch derart, daß eine der Schaltstufen in umgekehrter Reihenfolge angesteuert ist.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Digital-Analogwandler ein integrierendes RC-Glied (131, 135) enthält, dessen analoge Ausgangsspannung der Basis eines Transistors (138) der Vergleicherschaltung (16) zugeführt ist, dessen Emitter über

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einstellbare Widerstände (139, 140) durch eine vorgegebene Schwellspannung vorgespannt ist.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung aus einem von einem UND-Glied (152) angesteuerten Schalttransistor (154) besteht, der mit seinem Kollektor mit der Verbindungsleitung zwischen einer die endgültige Kraftstoffeinspritzimpulsfolge (T) bildenden ODER-Schaltung (9) und einer nachgeschalteten Endstufe (10) verbunden ist, derart, daß bei Leitendsein des Schalttransistors (154) der Steuerstufe (17) die Kraftstoffeinspritzimpulse gegen Masse ableitbar sind.

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