DE2735595A1

DE2735595A1 - Verfahren und einrichtung zum bestimmen der einspritzzeit bei brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2735595A1
Application number: DE19772735595
Authority: DE
Inventors: Franz Dipl Ing Grimmer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1977-08-06
Filing date: 1977-08-06
Publication date: 1979-02-15
Also published as: JPS5428936A; US4188921A; GB1601978A

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung, die ausgehend von grob ermittelten und von Betriebskenngrößen abhängigen Einspritzzeiten die optimale Einspritzzeit annähert. Als nachteilig an dieser Einrichtung hat sich der hohe Aufwand herausgestellt sowie die Vielzahl an Fehlermöglichkeiten.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil einer universellen Anwendbarkeit und leichten Austauschbarkeit, da durch die Nachbildung der empirisch ermittelten optimalen Einspritzzeitkurven bei Änderung des verwendeten Brennkraftmaschinentyps lediglich die einzelnen Geradenäbschnitte variiert werden müssen. Es hat sich ergeben, daß die Näherung durch Geraden nur minimale Abweichungen mit sich bringt und somit das Betriebsverhalten auch nur geringfügig bei bestimmten Betriebskenngrößen vom optimalen Wert abweicht.

Die erfindungsgemäße Anordnung zeigt eine Realisierungsmöglichkeit für das offenbarte Verfahren auf. Sie zeichnet sich durch Einfachheit und leichte Beherrschbarkeit aus.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 ein nachgebildetes Kennlinienfeld der Einspritzzeit ti aufgetragen über der Periodendauer T der Drehzahl, Figur 2a die Anfangswerte der Kennlinien aufgetragen über dem Drosselklappenwinkel «t , Figur 2b die Steigung der Kennlinien

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ebenfalls aufgetragen über dem Drosselklappenwinkel λ , Figur 2c die maximale Einspritzzeit über dem Drosselklappenwinkel aufgetragen. Figur 3 ein grobes Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Einrichtung, die Figuren 4a bis ¹Ic zeigen Realisierungsmöglichkeiten der einzelnen Blöcke des Blockschaltbildes nach Figur 3 und Figur 5 ein komplettes Schaltbild einer Einrichtung zur Bestimmung der Einspritzzeit.

Beschreibung der Erfindung

In Figur 1 ist in einem Kennlinienfeld die Einspritzzeit einer Brennkraftmaschine über der Periodendauer bzw. der Drehzahl der Brennkraftmaschine dargestellt, die der optimalen und empirisch ermittelten angenähert ist. Die öffnungswinkel der Drosselklappe im Luftansaugrohr bildet dabei den Parameter. Man erkennt die kontinuierlich ansteigenden Einspritzzeiten bei kleinen Drosselklappenwinkeln, d.h. bis zu etwa 12°, abgewinkelte und in waagrechte Geraden übergehende Kurvenverläufe für Drosselklappenwinkel zwischen 15°"und 25° sowie bei Winkeln zwischen etwa 30° und 40° steil ansteigende Geraden, waagrechte Begrenzungsabschnitte sowie einen sich

daran anschließenden, bei höheren Periodendauern auftretenden Begrenzungskurvenverlauf nach einer e-Funktion. Die einzelnen Parameterabhängigkeiten der Kennlinienschar von Figur 1 sind in Figur 2 gesondert herausgezeichnet. So veranschaulicht Figur 2a den Anfangswert der Einspritzdauer ti bei der Periodendauer Null, was einer unendlichen Drehzahl entspricht. Nach dieser Figur 2a ergibt sich bis zu einem Drosselklappenwinkel von 25° ein merklicher Anstieg bei deu Anfangswerten, während oberhalb dieses 'Grenzwinkels von 25° der Anstieg vernachlässigbar klein wird.

In Figur 2b ist die Steigung m über dem Drosselklappenwinkel aufgetragen. Danach erhöht sich die Steigung linear bis zu einem Winkel von etwa 43°, um oberhalt dieses Winkels konstant zu bleiben. ι

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Schließlich ist in Figur 2c der Maximalwert der Einspritzdauer über dem Drosselklappenwinkel aufgetragen. Auch diese Darstellung zeigt einen bis zum Drosselklappenwinkel von Ί0° ansteigenden Wert, der dann konstant bleibt.

Figur 3 zeigt ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Bestimmung der Einspritzzeit bei Brennkraftmaschinen mit elektronisch gesteuerter Einspritzung, wobei mit 10 ein Drosselklappenwinkelgeber bezeichnet ist und mit 11 ein Drehzahlgeber. Dem Drosselklappenwinkelgeber 10 ist ein Verstärker 11 nachgeschaltet, der oberhalb von etwa H0° oder 50° Drosselklappenwinkel ein konstantes Ausgangssignal abgibt und dessen Ausgang mit einem Knotenpunkt 13 in Verbindung steht. An diesem Knotenpunkt 13 liegt eine Begrenzerstufe 15, ein Anfangswertgeber 16 sowie ein Rampengeber 17, der zusätzlich mit dem Drehzahlgeber 11 in Verbindung steht. Die Ausgänge von Anfangswertgeber und Rampengeber 17 sind zu einem Verknüpfungsglied 18 geführt, das die Summe der Ausgangssignale der beiden vorgeschalteten Geber 16 und 17 bildet und diese Summe einem ersten Eingang 20 einer nachgeschalteten Minimalwert-Auswahlstufe 21 zuführt. Ein zweiter Eingang 22 der Minimalwert-Auswahlstufe ist mit der Begrenzerstufe 15 verknüpft, während der Ausgang 23 mit einer nachfolgenden Minimalwert-Auswahlstufe 25 gekoppelt ist. Dieser zweiten Minimalwert-Auswahlstufe 25 wird noch ein Signal aus einer e-Funktions-Stufe zugeführt und das Ausgangssignal auf einen Spannungs-Tastverhältnis-Wandler 28 geschaltet, dem sich eine Einspritzeinrichtung 29 anschließt. Drehzahlsignale vom Drehzahlgeber erhalten der Rampengeber 17, die e-Funktions-Stufe 26 sowie der Spannungs-Tastverhältnis-Wandler 28.

Die Einrichtung nach Figur 3 arbeitet nun in der Weise, daß der Drosselklappenwinkelgeber 10 ein analoges Signal abgibt, welches im. Verstärker 12 oberhalb eine? Winkels von etwa 50° eine Begrenzung erfährt. Abhängig von diesem Ausgangssignal

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des Verstärkers 12 bildet die Begrenzerstufe 15 einen dem jeweiligen Drosselklappenwinkel zugeordneten Maximalwert entsprechend der in Figur 3c gezeichneten Kurve, der Anfangswert-Geber 16 Anfangswerte nach Figur 2a und der Rampengeber 17 ein Signal mit einer in Figur 2b dargestellten Steigung. Im Verknüpfungsglied 18 werden die Ausgangssignale von Anfangswert-Geber 16 und Rampengeber 17 miteinander verknüpft, wodurch sich die ansteigenden Kurvenscharen von Figur 1 ergeben. Die nachfolgende Minimalwert-Auswahlstufe 21 wählt einen Minimalwert aus, um die waagrechten Begrenzungslinien von Figur 1 zu bilden. Die Knickpunkte der Kennlinien von Figur 1 werden dann erreicht, wenn das Ausgangssignal des Verknüpfungsgliedes 18 den Wert des Ausgangssignales der Begrenzerstufe 15 erreicht hat. Die e-funktionsförmige Begrenzung von Figur 1 wird in der zweiten Minimalwert-Auswahlstufe 25 vorgenommen, die das Signal der ersten Minimalwert-Auswahlstufe 21 mit dem Ausgangssignal der e-Funktionsstufe 26 vergleicht und bei hohen Drosselklappenwinkeln und kleineren Drehzahlen zum tragen kommt. Der den magnetischen Einspritzventilen 29 vorgeschaltete Spannungs-Tastverhältnis-Wandler 28 setzt dessen jeweilige Eingangsspannung in ein entsprechendes Tastverhältnis um, wobei gleichzeitig eine Synchronisation mit dem Signal des Drehzahlgebers 11 vorgenommen wird.

Realisierungsmöglichkeiten einzelner Stufen von Figur 3 zeigen die Figuren 4a bis 4c. Figur 4a zeigt einen Anfangswertgeber 16 von Figur 3. Er besteht aus zwei Spannungsteilern mit je zwei Widerständen 35, 36 und 37, 38. Der Verbindungspunkt der beiden Widerstände 35 und 36 ist über einen Widerstand 39 zu einer Ausgangsleitung 40 geführt, die über einen Widerstand 41 mit dem Eingang des Anfangswertgebers gekoppelt ist. Von der Verbindungsstelle der beiden Widerstände 37 und 38 des zweiten Spannungsteilers liegt eine Diode 42 zu dieser Ausgangsleitung 40. Sie hat die Aufgabe, den Ausgangswert des Anfangswertgebers bei größeren Drossel-

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R- 7 0 2 4 "

klappenwinkeln annähernd konstant zu halten, wie dies in Figur 2a dargestellt ist.

Figur 4b zeigt ein Beispiel eines Rampengebers, wie er in Figur 3 mit 17 bezeichnet ist. Er besteht aus einer Kapazität 45 und einem als Konstantstromquelle beschalteten Verstärker 46, wobei der Ladestrom durch die Eingangsspannung bestimmt wird.

Schließlich zeigt Figur 4c die e-Funktions-Stufe 26 von Figur 3. Ihre Aufgabe sei kurz anhand von Figur 1 erläutert, aus der ersichtlich ist, daß die e-Funktion erst nach einer gewissen Zeit zur Wirkung kommen soll. Es bedarf somit einer Verzögerung, die.nach dem Schaltbild von Figur 4c durch einen gegengekoppelten Verstärker erreicht wird. Dieser Verstärker ist in Figur 4c mit 50 bezeichnet, der Gegenkopplungswiderstand mit 51 und der vom Minuseingang des Verstärkers 50 zur Masse geführten Widerstand mit 52. Zur Erzeugung der Exponentialfunktion dient ein Kondensator 53, der über einen Schalter

54 periodisch aufgeladen wird und sich über einen Widerstand

55 entladen kann.

öffnet der Schalter 54, nachdem der Kondensator 53 vollständig aufgeladen ist, entlad er sich nach einer e-Funktion über den Widerstand 55. Durch die Gegenkopplung des Verstärkers 51 wird erreicht, daß die abfallende Spannung am Kondensator 53 nicht sofort auf den Ausgang des Verstärkers 50 übertragen wird, sondern erst dann, wenn die Spannung über dem Kondensator 53 einen bestimmten Wert unterschritten hat. Dieser Wert ist durch den Grad der Gegenkopplung über die Widerstände 51 und 52 einstellbar. Man erhält auf diese Weise die nach Figur 1 gewünschte zeitverzögert abfallende e-Funktion.

Figur 5 zeigt eine komplette Schaltungsausführung der erfindungsgemäßen Einrichtung, wobei die Bezeichnung von Schal-

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tungsbaugruppen mit derjenigen von Figur 3 übereinstimmt. Hervorzuheben ist einmal die Begrenzerstufe 15, die mit einem Widerstands-Dioden-Netzwerk realisiert wird und ferner die Minimalwert-Auswahlstufe 25, die sich nach Figur 5 über eine UND-Verknüpfung sowie einer Spitzenspannungs-Gleichrichtung ergibt.

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Claims

R.40 2 ά

30.6.1977 Mü/Kö 273559$

ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1

Ansprüche

J Verfahren zum Bestimmen der Einspritzzeit bei Brennkraftmaschinen mit einer elektronisch gesteuerten Kraftstoffeinspritzanlage abhängig von Betriebskenngrößen, bei dem ausgehend von Signalen wenigstens der Drehzahl und des Drosselklappenwinkels die jeweils momentan erforderliche Einspritzzeit ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die optimale Einspritzzeit nach einer Funktion ermittelt wird, deren Verlauf in Abhängigkeit von der Drehzahl durch lineare Abschnitte angenähert ist und eine Begrenzung der Einspritzzeit wenigstens ab einer bestimmten Periodendauer bzw. Drehzahl vorzugsweise nach einer e-Funktion erfolgt.

2. Verfahren zum Bestimmen der Einspritzzeit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Werte der optimalen Einspritzzeit durch Addition von Anfängswerten der Einspritzzeit und zeitlich ansteigendem und gegebenenfalls begrenzten Werten erzeugt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Einspritzzeit bei et*a i>0° Drosselklappenöffnungswinkel erreicht wird.

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- 2 -ORIGINAL INSPECTED

M. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3 mit einem Drosselklappenwinkelgeber und einem Drehzahlgeber sowie mit einer elektronisch gesteuerten Einspritzeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß in der elektronisch gesteuerten Einspritzanlage

.'■'■■ für die Nachbildung der

Einspritzfunktion wenigstens ein Anfangswertgeber (16),

ein Rämpengeber (17) sowie eine Begrenzerstufe (15) vorgesehen sind.

5. Einrichtung nach Anspruch Ί, dadurch gekennzeichnet, daß dem Drosselklappenwinkelgeber (10) ein Verstärker (12) nachgeschaltet ist, der für Drosselklappenwinkel größer etwa 50° ein vorzugsweise konstantes Ausgangssignal liefert .

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselklappenwinkelsignal einer Begrenzerstufe 15, einem Anfangswertgeber (16) sowie einem Rampengeber (17) zuführbar ist und eine nachfolgende Minimalwert-Auswahlstufe (23) das kleinste Signal der Signale von Begrenzerstufe (15) und dem kombinierten Signal von Anfangswertgeber (16) und Rampengeber (17) auswählt.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Minimalwert-Auswahlstufe (23) eine weitere Minimalwertstufe (25) nachgeschaltet ist, der unter anderem das Ausgangssignal einer e-Punktions-Stufe (26) zuführbar ist.

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8. Einrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die e-Funktions-Stufe (26) durch eine periodisch auf- und entladbare Kapazität gebildet wird.

9. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rampengeber (17) durch eine Konstantstromquelle (46) in Verbindung mit einem Ladungsspeicher (46) realisiert ist.

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