DE2728205A1

DE2728205A1 - Steuervorrichtung einer kraftstoffversorgungsanlage fuer gemischverdichtende fremdgezuendete brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2728205A1
Application number: DE19772728205
Authority: DE
Inventors: Helmut Maurer; Guenter Dipl Ing Dr Woessner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1977-06-23
Filing date: 1977-06-23
Publication date: 1979-01-18
Also published as: JPS5410827A; GB1579101A

Description

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Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Steuervorrichtung einer Kraftstoffversorgungsanlage nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon eine Steuervorrichtung einer Kraftstoff Versorgungsanlage für eine Brennkraftmaschine bekannt, bei der in der Abgasleitung ein Katalysator mit einem die Betriebstemperatur messenden Temperaturfühler angeordnet ist, die bei unzulässig hoher Temperatur des Katalysators im Schiebebetrieb der Brennkraftmaschine die Zufuhr des Kraftstoffs bzw. Kraftstoff-Luft-Gemisches wenigstens teilweise unterbricht. Dies hat jedoch den Nachteil zur Folge, daß bis zur Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr im Schiebebetrieb unnötigerweise Kraftstoff verbraucht wird und Abgase mit einem hohen Anteil giftiger Bestandteile erzeugt werden. Zudem wird hierbei die oft erwünschte Motorbremswirkung im Schiebebetrieb beeinträchtigt. Weiterhin ist eine Steuervorrichtung einer Kraftstoffversorgungsanlage für eine Brennkraftmaschine bekannt, die im Schiebebetrieb der Brennkraftmaschine eine so erhebliche Luftmenge zuführt, daß die Gemischzufuhr wenigstens teilweise unterbunden wird, wodurch jedoch der Nachteil bei Verwendung einer derartigen Steuervorrichtung in einer Brennkraftmaschine mit einem Katalysator in der Abgasleitung gegeben ist, daß sich während des Schiebebetriebes der Katalysator unterhalb seine niedrigste zulässige Arbeitstemperatur abhkühlt und beim Einsetzen der normalen KraftstoffVersorgung, nach Abschluß des Schiebebetriebes, der Katalysator zunächst zu kalt ist, um die schädlichen Bestandteile des Abgases zu reduzieren.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung mit den kennzeichnen-

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den Merkmalen des Hauptanspruches hat demgegenüber den Vorteil der Kraftstoffeinsparung und Reduzierung schädlicher Bestandteile im Abgas während des Schiebebetriebes einer Brennkraftmaschine, wobei gleichzeitig verhindert wird, daß die Katalysatortemperatur unterhalb die Arbeitstemperatur des Katalysators sinkt.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Steuervorrichtung möglich.

Besonders vorteilhaft ist die Zufuhr von Zusatzluft zur Brennkraftmaschine während des Schiebebetriebes bei Katalysatortemperaturen oberhalb der Katalysatorarbeitstemperatur, um die Motorbremswirkung zu erhöhen.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Beschreibung der Erfindung

Die in der Zeichnung dargestellte Steuervorrichtung einer Kraftstoffversorgungsanlage für eine gemischverdichtende fremdgezündete Vierzylinder-Viertakt-Brennkraftmaschine 10 umfaßt als wesentliche Bestandteile vier elektromagnetisch betätigbare Einspritzventile 11, denen aus einem Verteiler 12 über je eine Rohrleitung 13 der einzuspritzende Kraftstoff zugeführt wird, eine elektrisch angetriebene Kraftstoff-Förderpumpe 14, einen Druckregler 15, der den Kraftstoffdruck in der Kraftstoffversorgungsleitung 16 zu den Ein-

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spritzventilen 11 auf einen konstanten Wert regelt, sowie eine im Folgenden näher beschriebene elektrische Regeleinrichtung, die durch einen mit der Nockenwelle 17 der Brennkraftmaschine gekoppelten Signalgeber 18 bei jeder Nockenwellenumdrehung zweimal ausgelöst wird und dann je einen rechteckigen elektrischen Öffnungsimpuls S für die Einspritzventile 11 liefert. Die in der Zeichnung angedeutete zeitliche Dauer t. der Öffnungsimpulse bestimmt die Öffnungsdauer der Einspritzventile und demzufolge diejenige Kraftstoffmenge, welche während der jeweiligen Öffnungsdauer aus dem Innenraum der unter einem praktisch konstanten Kraftstoffdruck von 2 bar stehenden Einspritzventile 11 austritt. Die Magnetwicklungen 19 der Einspritzventile sind zu je einem Entkopplungswiderstand 20 in Reihe geschaltet und an eine gemeinsame Verstärkungs- und Leistungstufe einer elektronischen Regeleinrichtung 21 angeschlossen, die wenigstens einen Leistungstransistor enthält, welcher mit seiner Emitter-Kollektor-Strecke in Reihe mit den Entkopplungswiderständen 20 und den einseitig an Masse angeschlossenen Magnetwicklungen 19 angeordnet ist.

Bei gemischverdichtenden, mit Fremdzündung arbeitenden Brennkraftmaschinen der dargestellten Art wird durch die bei einem einzelnen Ansaughub in einen Zylinder gelangende Ansaugluftmenge diejenige Kraftstoffmenge festgelegt, die während des nachfolgenden Arbeitstaktes vollständig verbrannt werden kann. Für eine gute Ausnutzung der Brennkraftmaschine ist es außerordentlich wiehtig, daß nach dem Arbeitstakt kein wesentlicher Luftüberschuß vorhanden ist. Um das gewünschte stöchiometrische Verhältnis zwischen Ansaugluft und Kraftstoff zu erzielen, ist im Ansaugrohr 25 der Brennkraftmaschine stromabwärts eines Filters 26, jedoch stromaufwärts ihrer mit einem Gaspedal 27 verstellbaren Drosselklappe 28

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ein Luftmeßorgan vorgesehen, das im wesentlichen aus einer Stauscheibe 30 und einem veränderbaren Widerstand R besteht, dessen verstellbarer Abgriff 31 mit der Stauscheibe gekoppelt ist. Das Luftmeßorgan arbeitet mit der elektronischen Regeleinrichtung 21 zusammen, welche an ihrem Ausgang die Einspritzimpulse t. liefert.

Die elektronische Regelvorrichtung 21 enthält zwei zueinander jeweils in entgegengesetztem Betriebszustand befindliche und hierzu kreuzweise miteinander rückgekoppelte Transistoren, sowie einen Energiespeicher, welcher als Kondensator ausgebildet sein kann, jedoch statt dessen auch als Induktivität realisierbar ist. Die Dauer des jeweiligen Entladevorganges des Energiespeichers ergibt die Öffnungsdauer t. der Einspritzventile. Hierzu muß der Energiespeicher vor jedem Entladevorgang jeweils in definierter Weise geladen werden.

Damit die Entladedauer bereits unmittelbar die notwendige Information über die auf den einzelnen Ansaughub entfallen de Luftmenge enthält, erfolgt die Aufladung durch einen im dargestellten Ausführungsbeispiel in Form des Signalgebers 18 wiedergegebenen Ladeschalter, der synchron mit den Kurbelwellenumdrehungen betätigt wird und bewirkt, daß der Energiespeicher während der sich über einen festgelegten, konstanten Drehwinkel der Kurbelwelle hinweg erstreckenden Ladeimpulse LI mit einer Aufladequelle verbunden ist, welche während dieser Ladeimpulse jeweils einen Ladestrom liefert. Im vorliegenden Fall sei angenommen, daß der Signalgeber 18, welcher bei der praktischen Verwirklichung aus einem bistabilen, von den Zündimpulse jeweils in seine entgegengesetzte Betriebslage gelangenden Multivibrator be stehen kann, Über einen Kurbelwellenwinkel von 180 ° geschlossen und anschließend über den gleichen Drehwinkel hinweg geöffnet ist.

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Der Betriebszustand Schiebebetrieb der Brennkraftmaschine kann gekennzeichnet werden durch die Signale Drehzahl der Brennkraftmaschine oberhalb Leerlaufdrehzahl und Stellung der Drosselklappe in Leerlaufstellung. Zur Ermittlung der Leerlaufstellung der Drosselklappe 28 dient ein Drosselklappenschalter 33, der in Leerlaufstellung der Drosselklappe durch das Gaspedal 27 geschlossen wird und damit ein entsprechendes Signal an die elektronische Regeleinrichtung 21 abgibt. Die Drehzahl der Brennkraftmaschine wird der elektronischen Regeleinrichtung 21 durch den Signalgeber l8 eingegeben. Liegen die den Schiebebetrieb der Brennkraftmaschine kennzeichnenden Signale in der elektronischen Regeleinrichtung 21 vor, so kann einerseits das Einspritzsignal t. am Ausgang der elektronischen Regeleinrichtung 21 unterbunden werden, so daß die Einspritzventile 11 keine Öffnungssignale mehr erhalten, oder wie gestrichelt dargestellt, kann in der Kraftstoffversorgungsleitung 16 ein Absperrventil 3¹I angeordnet sein, das durch das Ausgangssignal der elektronischen Regeleinrichtung 21 über eine Leitung 35 und einen elektrischen Stellmotor 36 im Schiebebetrieb der Brennkraftmaschine derart angesteuert wird, daß es die Kraftstoffversorgungsleitung 16 zum Verteiler 12 sperrt und einen Bypass 37 öffnet, der auf die Saugseite der Kraftstofförderpumpe I¹I zurückführt.

Im Abgasrohr 38 der Brennkraftmaschine ist zur Reduktion schädlicher Bestandteile des Abgases ein Katalysator 39 angeordnet, dessen Temperatur von einem Temperaturfühler ¹IO gemessen und der elektronischen Regeleinrichtung 21 eingegeben wird. Gemäß der Erfindung wird nun die Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr im Schiebebetrieb derart gesteuert, daß eine Unterbrechung de Kraftstoffzufuhr nur dann erfolgt, wenn die Katalysatortemperatur oberhalb der Arbeitstempe-

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ratur des Katalysators liegt bzw. die Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr im Schiebebetrieb aufgehoben wird, sobald die Katalysatortemperatur unter die Arbeitstemperatur des Katalysators absinkt. Hierdurch wird verhindert, daß beim Wiedereinsetzen der Kraftstoffzufuhr während des Normalbetriebes der Brennkraftmaschine nach Abschluß des Schiebebetriebszustandes durch den Katalysator zunächst keine Reduktion schädlicher Abgasbestandteile erfolgen kann, da die Temperatur des Katalysators unterhalb seiner Arbeitstemperatur liegt. Um zu verhindern, daß die Brennkraftmaschine beim Auskuppeln von dem treibenden Fahrzeug während des Schiebebetriebes stehenbleibt, ist in der elektronischen Regeleinrichtung 2J ein Drehzahlschalter enthalten, der temperaturabhängig bei Drehzahlen zwischen 1 000 und 1 500 U/min die Kraftstoffunterbrechung aufhebt, so daß die Brennkraftmaschine im Leerlauf weiterlaufen kann.

Wird die Kraftstoffzufuhr zur Brennkraftmaschine während des Schiebebetriebes vollständig abgeschaltet, so wird die Brennkraftmaschine vollkommen geschleppt, d. h. sie arbeitet als Kompressor. Dadurch ist die Bremswirkung des Motors größer, als bei normalem Motorbetrieb mit Verbrennung im Schiebebetrieb. Diese Bremswirkung läßt sich noch erhöhen, wenn dafür gesorgt wird, daß die Brennkraftmaschine im Schiebebetrieb ausschließlich mit Luft, und zwar bei größtmöglichem Füllgrad (entsprechend Vollastbetrieb) versorgt wird, damit die von der Brennkraftmaschine aufgenommene Kompressionsarbeit, die gleich der Bremsarbeit ist, möglichst groß wird. Hierfür ist es zweckmäßig, im Schiebebetrieb stromabwärts der Drosselklappe 28 in das Ansaugrohr Zusatzluft zuzuführen. Wie in der Zeichnung dargestellt, kann hierfür ein Luftbypass 4l dienen, der die Saugrohrabschnitte stromaufwärts des Luftmeßorgans J>0 und stromab-

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wärts der Drosselklappe 28 verbindet und in dem eine Absperrvorrichtung k2 angeordnet ist, die nur während des Schiebebetriebes durch eine Stellvorrichtung t3 geöffnet wird, angesteuert durch ein den Schiebebetrieb kennzeichnendes Signal der elektronischen Regelvorrichtung 21 über die Lei tun,; 35· Der Luftbypass ^l kann auch so ausgebildet sein, daß er wie gestrichelt mit 44 gekennzeichnet, den Saugrohrabschnitt zwischen Luftmeßorgan 30 und Drosselklappe 28 mit dem Saucrohrabschnitt stromabwärts der Drosselklappe 28 verbindet. Die erfindungsgemäßen Merkmale lassen sich uneingeschränkt auch auf eine Steuereinrichtung für eine als mechanische Kraftstoffeinspritzanlage oder Vergaser ausgebildete Kraftstoff Versorgungsanlage für Brennkraftmaschinen anwenden. Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung ermöglicht somit eine Kraftstoffersparnis und Verminderung schädlicher Bestandteile im Abgas während des Schiebebetriebes der Brennkraftmaschine, solange der Katalysator eine Temperatur aufweist, die oberhalb seiner Arbeitstemperatur liegt, bei gleichzeitiger guter Bremswirkung der Brennkraftmaschine im Schiebebetrieb·

8^0.98 83/008 8 ORIQINAL INSPECTED

Claims

R. 39 4 8
20.5-1977 Kh/Ht

ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1

Ansprüche

ι 1.) Steuervorrichtung einer Kraftstoff Versorgungsanlage für gemischverdichtende fremdgezündete Brennkraftmaschinen mit einem Drosselorgan im Ansaugrohr und mindestens einem Katalysator, dessen Temperatur durch einen Temperaturfühler ermittelbar ist, im Abgasrohr, dadurch gekennzeichnet, daß bei im Schiebebetrieb arbeitender Brennkraftmaschine (10) die Kraftstoffzufuhr zur Brennkraftmaschine (10) nur oberhalb der Arbeitstemperatur des Katalysators (38) unterbrechbar ist.

2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Schiebebetrieb der Brennkraftmaschine (10) ein das Drosselorgan {28) im Ansaugrohr (25) umgehender Luftbypass (¹Jl, ¹J¹J) geöffnet werden kann.

3. Steuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch den das Drosselorgan (28) im Ansaugrohr (25) umgehenden Luftbypass (¹Jl, ¹J¹J) im Schiebebetrieb die Saugrohrabschnitte stromaufwärts und stromabwärts des Drosselorgans (28) verbindbar sind.

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ORIGINAL INSPECTED

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ί|. Steuervorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß durch den das Drosselorgan (28) im Ansaugrohr (25) umgehenden Luftbypass (41) im Schiebebetrieb die Saugrohrabschnitte stromaufwärts einer Kraftstoffeingabestelle und stromabwärts des Drosselorgans (28) verbindbar sind.

5. Steuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Ansaugrohr (25) ein Luftmeßorgan (30) angeorndet ist und die Saugrohrabschnitte stromaufwärts des Luftmeßorgans (30) und stromabwärts des Drosselorgans (28) im Schiebebetrieb verbindbar sind.

6. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kraftstoffversorgungsleitung (l6) stromabwärts einer Kraftstofförderpumpe (I¹I) eine Absperrvorrichtung (34) angeordnet ist, die im Schiebebetrieb über einen Kraftstoffbypass (37) den geförderten Kraftstoff auf die Saugseite der Krafts tof förderpumpe (lh) zurückleitet. _:.

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