DE2749171A1

DE2749171A1 - Elektronische kraftstoffeinspritzregelung

Info

Publication number: DE2749171A1
Application number: DE19772749171
Authority: DE
Inventors: Steven John Russell; John Peter Southgate; Albert Robert Tingey; Malcolm Williams
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1976-11-04
Filing date: 1977-11-03
Publication date: 1978-06-15
Also published as: FR2370174A1; FR2370174B1; IT1090623B; GB1596501A; JPS6145056B2; JPS5364127A

Description

Lucas Industries Limited

Great King Street

GB-Birmingham 2. November 1977

Elektronische Kraftstoffeinspritzregelung

Die Erfindung betrifft eine elektronische Kraftstoffeinspritzregelung für einen Brennkraftmotor.

Eine elektronische Kraftstoffeinspritzregelung nach der Erfindung ist gekennzeichnet durch eine auf den Wert mindestens einer Motorbetriebsgröße ansprechende Hauptregelschaltung in einer Anordnung zur Regelung der Geschwindigkeit, mit der Kraftstoff eingespritzt wird, als eine Funktion der Betriebsgröße, Mittel zum Erzeugen eines elektrischen Sollsignals (das auch als die Hegelbetriebsgröße benutzbar ist) und eine auf die Änderungsgeschwindigkeit des Sollsignals ansprechende kraftstoffvariierende Übergangsregelschaltung in einer Anordnung zur Erhöhung oder Verringerung der Geschwindigkeit der Kraftstoffzufulii· zum Motor entsprechend dem Vorzeichen und der Größe der Änderungsgeschwindigkeit des Sollsignals.

Das Sollsignal kann ein Signal sein, das von einem V/andler abgeleitet wird, der mechanisch mit einem Regelpedal für den Motor verbunden ist, z.B. mit dem Pedal, das das Luftansaug-Drosselventil in einer normalen Automobilmotoranlage öffnet und schließt. Alternativ kann das Sollsignal ein Signal sein, das von einem Luftdruckwandler in der Motorluftansaugung hinter der Drossel oder von einem Luftdurchflußwandler in der Luftansaugung abgeleitet wird.

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Es versteht sich, daß die kraftstoffvariierende Übergangs« regelschaltung nur auf die Änderungsgeschwindigkeit des Sollsignals und nicht auf den Stetigwert des Sollsignals anspricht, so daß der Stetigwert des Sollsignals keinen Einfluß auf die Kraftstoffzuführgeschwindigkeit über die kraftstoff variierende Übergangsregelschaltung hat, obgleich er natürlich einen direkten Einfluß auf die Hauptregelschaltung nehmen kann.

Wenn es sich bei der Hauptregelsohaltung um eine Digitalschaltung handelt, bei der die Kraftetoffregelung durch öffnen eines Einspritzventils für einen Zeitraum bewirkt wird, der von der Zeit abhängig ist, die ein Zeitimpulsgeber zur Erzeugung einer Anzahl von Impulsen braucht, die von einer Rechnerschaltung entsprechend dem Wert der Regelbetriebsgröße berechnet wird, kann die kraftstoffvariierende Übergangsregelschaltung so eingerichtet sein, daß sie den Frequenzwert des Zeitimpulsgebers entsprechend der Größe und dem Vorzeichen der Änderungsgeschwindigkeit des Sollsignals erhöht oder verringert.

Die kraftstoffvariierende Übergangsregelschaltung kann auch auf die Motortemperatur ansprechende Mittel zur Änderung der Größe der Zunahme oder Verringerung der Kraftstoffzufuhr für eine bestimmte Änderungsgeschwindigkeit des Sollsignals aufweisen·

Die Erfindung ist nachstehend an Hand eines Ausführnngsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen sind:

Pig. 1 ein Schaltbild, das ein Ausführnngsbeispiel einer elektronischen Kraftstoffeinspritzregelung nach der Erfindung darstellt,

Fig. 2 ein Schaltbild eines Teils der in Fig. 1 gezeigten Regelung,

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Fig· 5 das Schaltbild einer Tempearaturwandlerschaltung und einer Temperatur-"Pensterⁿ-Schaltung, die einen Teil der Regelung nach Pig. 1 bilden,

Fig. 4 das Schaltbild eines Zeitimpulsgebers, der einen Teil der Regelung nach Fig. 1 bildet,

Fig. 5, 6, 7 und 8 Schaltbilder von Einzelheiten, die vier mögliche Varianten der in Fig. 2 gezeigten Schaltung darstellen, und

Fig. 9 eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen der Ausgangsfrequenz des Zeitimpulsgebers und der Motorwassertemperatur darstellt, wie sie im Ausführungsbeispiel der Erfindung erreicht wird, das in Fig. 1 bis 4 gezeigt ist.

Gemäß der Darstellung in Fig. 1 weist das Gesamtsystem eine digitale Hauptkraftstoffregelung 10 in bekannter Ausführung auf, in der mit Digitalrechnermethoden gearbeitet wird, um ein digitales Kraftstoffsollsignal entsprechend dem Wert oder den Werten einer oder mehrerer Motorbetriebsgrößen zu erzeugen, die aus dem Luftansaugmassendurchfluß, der Motordrehzahl, dem Luftsaugleitungsdruck, der Luftansaugdorsselposition ausgewählt werden. Eine solche Betriebsgröße oder solche Betriebsegrößen wird oder werden durch einen oder mehrere Wandler 11 gemessen, Das Digitale Kraftstoffsollsignal wird durch eine Nurlese-Speichermatrix erzeugt, die in die Regelung 10 eingebaut ist und die ein digitales Mehrbit-Ausgangssignal entsprechend dem Wert oder den Werten von Digitalsignalen erzeugt, die an die Matrix gerichtet sind und vom Wandler oder von den Wandlern abgeleitet sind. Das digitale MuItibit-Signal kann in einer von zwei äquivalenten Weisen benutzt werden. Zum einen kann es zu einem vorher einstellbaren Zähler übertragen werden, der dann auf Null herabgestuft wird, oder es kann, gegebenenfalls über eine Verriegelung, an einen Eingang eines Digitalkomparators angelegt werden, während der Ausgang eines Zählers, der von Hull aus hochgestuft wird, an den anderen Eingang des Komparators angelegt wird. In dem einen wie in dem anderen Fall wird das Digitalsiegnal in eine Impulsdauer

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umgesetzt, die direkt proportional zum Digitalsignal und umge kehrt proportional zur Zeitfreajuene iet. Flg. 1 zeigt einen ZeitimpuLageber 12, der die Zeitimpulse liefert, und eine Kraftatoffeinjektorregelung 15» die die in^ulsdauer-modulier-Signale von der Hauptkraftetoffregelung 10 empfängt.

Die Regelung 15 hat zwei Ausgangaanachlüsse, zu denen die impttlaaodulierten Signale von der Regelung 10 abwechselnd gerichtet werden, und Jede Ausgangsstufe der Regelung 15 weist einen offenem Kollektorleistungstranaiator {nicht dargestellt) auf· Zwei Moden 14, 15 verbinden diese Ausgangsatufen mit zwei urupppen von Hubmagneten 16, die einen Teil einer Serie von Kraftstoffeinspritzventilen bilden.

Pig· 1 zeigt eine Anzahl von Anordnungen, mittels derer die Zeltimpulsfrequenz geändert wird* und zwar sowohl als eine Funktion der Motorwaasertemperatur als auch als eine Funktion der Bewegungageachwindigkeit eines Beschleunigungspedals 17· Das Pedal 17 ist mit dem Schieber eines Potentiometers 18 gekoppelt, und dieser Schieber 1st über «ine Puffereingangsstufe 19 mit einer Funktionsverstärfcer-Differenaierungsachaltung 20 Über einen Kondensator C₂ verbunden (der einen Teil der Differenzierungeschaltung bildet). Die Schaltung hat KleaBUrtlckkopplungsechaltungen 21, 22, die jeweils bei Beschleunigung bzw. Verzögerung arbeiten« Sine Wassertemperatur-"Teneter"-Schaltung 25, die einen Ansprecheohalter 24 steuert, über den der Auegang der Differenzierungsschaltung 20 an den Zeitgeber 12 angelegt wird« und der auoh eine Zeitgesetzschaltung 29 steuert, die sich am Eingang zur Differenzierungsschaltung 20 befindet, empfängt einen Et"g«»wg von einer Temperaturwandlerschaltung 25, die auoh einen Eingang für den Zeltgeber 12 liefert,

fig· 1 zeigt außerdem «in· "Zueatzimpuls*-Schaltung 26, die Ton der Besohleunigungskle—aohaltung 21 getriggert wird, die jedooh während einea bestimmten Zeiträume nach dem Verlangen einer Verzögerung durch einen *i«ganff von der Verzöge-

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rungsklemmschaltung 22 abgeschwächt wird« Die Schaltung 26 hat eine offene Kollektor-Ausgangsstufe, die durch parallele Dioden 27, 28 mit den Hubmagneten 16 verbunden ist, wie im einzelnen noch zu beschreiben sein wird«

Gemäß der Darstellung in Fig. 2 ist das Potentiometer 18 in Reihe mit einer Diode D₁ zwischen eine geregelte Spannungsleitung 30 und eine Masseleitung 31 geschaltet. Der Schieber des Potentioaeters 18 ist über einen Widerstand R₁ und einen Kondensator C₁ in Reihe mit der Leitung 31 verbunden· Sie Verbindung zwischen dem Widerstand R₁ und dem Kondensator C₁, an der ein gefiltertes Gleichstromsignal erscheint, das der Position des Schiebers des Potentiometers 18 entspricht« 1st sowohl mit einem Anschluß E (siehe auch Fig. 4) als auch mit der Steuerelektrode eines p-n-p-Translstore Q₁ verbunden, der als ein Emissionselektroden-Nachläuferpuffer geschaltet ist und dessen Kollektor mittels der Leitung 31 an Masse angelegt ist und dessen Emissionselektrode über einen Widerstand R₂ mit der Leitung 30 verbunden ist·

Die Emissionselektrode des Transistors ist über eine Zeitgesetzwechselschaltung mit einer Seite eines Kondensators 0 verbunden, der einen Eingang der Differenzierungsschaltung 20 bildet· Die Zeitgesetzwechselschaltung besteht aus swei Widerständen R₅, R₄ in Reihe zwischen der Emissionselektrode des Transistors Q₁ und dem Kondensator C₂, wobei zua Widerstand R, mit dem höheren Ohmwert der Kollektor-Sttissionseletktrodenweg eines n-p-n-Transistors Q₂ parallelgeschaltet ist, dessen Steuerelektrode über einen Widerstand Rc alt einem Anschluß D verbundenist (siehe auch Yig« 3)· Bine Diode D₂ ist mit ihrer Anode mit der Verbindung swisohen dea Widerstand R, und dem Kondensator Oy und mit ihrer Kathede mit der Emissionselektrode des Transistors Q₁ verbunden·

Die andere Seite des Kondensators C₂ ist über einen Widerstand Rg mit dem invertierenden SlngangsansohluA eine· funk· tionsverstärkers A₁ verbunden, dessen nicht invertieren4er

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mit der Vegfefrndtffl^ zwlsci· nTzwei Widerständen H₇, H₈ verbunden ist, die 4n Reihe zwischen die leitungen 30, 3f_: gseobaltet ©ind. SiBe Büokkoppluilg um den Verstärker A₁ herum ist <£u*eh die Parallelschaltung eines Widerstands Rq und eines Kondensators C^ gebildete Sie HauptdiiferenzierMöiiWiricuag de* Verstärken let durch den Kondensatox Q₂ vi3fddej» WideCTtaB4 R₉ erbracht, A$e die Traasferfunkti«! dee, Vesatäxfcejre für Signale i&tedriger Frequenz dominiere% J?er Vid^ratajttd B^ imd d^er ^cm4«aeator C₅ sorgen für eine Integralfunktion feei Jioher- Prequei>»_t um die DifferentiajlwirjE^g au überwiadeiEt, so daß die !Eraasferfunktion bei h<?^en ?re^|uejij|eia i»t«grel anstatt dif£ea?0intial ist. Bas besei-tigt oder verrinsejft j&mfra&QBrt eraeblick den Effekt von HpciUfreq^ienjzraiüscii^ «ad la^errereiwenÄ am Dif ferenzie-

Die BwchleuniguHge,- und yiejp^gea:u^öd|e^BieM?haItunßen teilen sich eJJ-i<> gemeinsam« Varepaanungskette R₁₀, R₁₁ und die in Reihe zwischen die Leitungen 50, 31 geschaltet ist. Die Verbindung zwischen den widerständen R₁₁ und R₁₂ ist mit der Kathode- einer Diode: D* verbunden, deren" Anode mit der Steuerelektrode eines n-p-n-Transistore Q, verbunden ist, dessen Kpllektor wit der aaderen Seite des Kondensators C₂ und dessen aaissionaelektrode über einen Widerstand R₁₅ mit der Qoissioneelektrode eines jp^n-p-Transistore Q₄ verbunden sind· Dessen Kollektor ist Äit der Leitung 31 über einen Wider stand R₁^ verbunden· Die Steuerelektrode des Trans!stors Q^ ist tü>er einen Wideretand H|₅ mit der Leitung 31 und außerdem mit der Kathode einer Diode D. verbunden, dren Anode mit dem Ausgangsan8chlnö des Verstärkers A₁ verbunden ist.

Die Verbindung zwischen den Widerständen R^₀ und R₁₁ ist über zwei Dioden D^, D₆ in Reihe mit' der Steuerelektrode eines p-n-p-Transistors Qc verbunden, dessen Kollektor mit der anderen Seite des Kondensators C₂ verbunden ist. Die Emissionselektrode des Traneistoers, Qc ist über eitten Widerstand R₁₆

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mit der Emissionselektrode eines n-p-n-Transistors Qg verbunden, dessen Kollektor über einen Widerstand R..,, mit der Leitung 30 verbunden ist. Die Steuerelektrode des Transistors Qg ist direkt mit dem Ausgangsanschluß des Verstärkers A.. verbunden.

Die Steuerelektroden der Transistoren Q,, Q^ sind durch einen Widerstand R₁₈ miteinander verbunden.

Bei Bedingungen stetigen Zustande befindet sich der Ausgangsanschluß des Verstärkers A₁ unter einer Spannung, die durch die Widerstände R~ und Rg bestimmt wird. Das bestimmt die Spannung an der Steuerelektrode des Transistors Q., die höher als die Spannung an der Steuerelektrode des Transistors Q, ist, so daß keiner davon leitet, und in gleicher Weise sind die Transistoren Q₁-, Qg abgeschaltet.

Während der Beschleunigung fällt der Ausgang des Verstärkers A₁ auf einen Wert, der durch die Erhöhungsgeschwindigkeit der Spannung am Schieber des Potentiometers 18 bestimmt wird. Wenn diese Ausgangsspannung auf einen Wert unter dem an der Verbindung zwischen den Widerständen R₁₁ und R₁P abfällt, schalten sich beide Transistoren Q, und Q. ein, um ausreichend Strom vom Kondensator C₂ abzuleiten, damit der Verstärkerausgang konstant gehalten wird. Wenn die Erhöhung in der Eingangsspannung aufhört, kann sich der Kondensator C₂ durch den Widerstand R. und den Transistor Q₂ aufladen (wobei angenommen wird, daß dieser leitet), und der Verstärkerausgang kehrt zu seiner früheren Spannung mit einer Geschwindigkeit zurück, die durch ein solches Aufladen bestimmt wird· Wenn der Transistor Q₂ nicht leitet, geht der Aufladeweg über den Widerstand R, zum Kondensator C₂, um die Freigabe der Anklemmung zu verzögern und auch die Ladedauer zu erhöhen.

Bei der Verzögerung erhöht sich der Ausgang des Verstärkers A₁ und schaltet schließlich die Transistoren Q,- und Qg ein,

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um die Klemmwirkung zu erbringen. Wenn die Spannung an der Steuerelektrode des Transistors Q₁ zu fallen aufhört, entlädt sich der Kondensator C₂ schnell über die Diode D₂, gleichgültig, ob der Transistor Q₂ leitet oder nicht.

Die Dioden D, und D. sind vorgesehen, um eine Kompensation für die Steuerelektroden-Emissionselektrodenspannungen der Transistoren Q, und Q. zu schaffen, so daß keine Temperaturdrifteffekte auftreten. In gleicher Weise erfolgt eine Kompensation für die Steuerelektroden-Emissionselektrodenspannungen der Transistoren Q,- und Qg durch die Dioden Dc und Dg.

Der Ausgangsanschluß des Verstärkers A₁ ist mit der Leitung 30 über zwei Widerstände R₁ „, R₂₀ in Reihe und mit einem Ausgangsanschluß A über einen Widerstand R₂₁ verbunden. Ein p-n-p-Transistor Q~ ist mit seiner Emissionselektrode mit der Verbindung zwischen den Widerständen R₁Q und Ron» ^m^ seinem Kollektor mit dem Anschluß A und mit seiner Steuerelektrode über einen Widerstand R₂, mit dem Anschluß D verbunden. Der Transistor Q~ bildet den Ansprechschalter 24 nach Pig. 1· Wie nachstehend noch zu erläutern sein wird, wird der Anschluß A auf einer fixen Spannung gehalten, derart, daß der Verstärker A₁ Strom vom Anschluß A über den Widerstand R₂₁ abzieht. Wenn sich der Transistor Q~ im eingeschalteten Zustand befindet, erfolgt über die Widerstände R₁g, R₂₀ keine Stromentnahme vom Anschluß A, wenn der Signalausgang stetig ist, der Gesamtverstärkungsfaktor der Schaltung wird aber erhöht - d.h. der Strom, der vom Verstärker A₁ vom Anschluß a entnommen wird, verstärkt sich bei einer bestimmten Erhöhungsgeschwindigkeit des Eingangssignals vom Beschleunigungspedalpotentiometer 18.

Pig, 2 zeigt auch die Zusatzimpulsschaltung 26. Diese ist durch einen Transistor Q₈ gebildet, dessen Emissionselektrode mittels der Leitung 31 an Masse angelegt ist und dessen Kollektor über zwei Widerstände.R₂., R₂^ in Reihe mit der Leitung 30 verbunden ist. Die Verbindung zwischen den Widerständen R₂₄, R₂₅ ist

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über zwei Widerstände R₂^, R₂₇ in Reihe mit der Leitung 31 und über einen Widerstand R₂Q mit dem invertierenden Eingangsanschluß eines Spannungskomparators A₂ verbunden, wobei eine Diode Dj zum Widerstand R₃₃ parallelgeschaltet ist und ein Kondensator C. den Kollektor des Transistors Q₈ mit dem invertierenden Eingangsanschluß des Komparators A₂ verbindet. Der nicht invertierende Eingangsanschluß des Komparators A₂ ist über einen Widerstand R₂Q mit der Verbindung zwischen den Widerständen R₂g» R₂Y verbunden. Der nicht invertierende Eingangsanschluß ist außerdem über einen Widerstand R,_Q mit einem Anschluß C (siehe Pig. 3) verbunden. Der Ausgangsanschluß des Komparators Ap ist über einen Widerstand R^₁ mit der Leitung

30 und über zwei Widerstände R^₂» R-z-z in Reihe mit der Leitung

31 verbundene Die Verbindung zv/ischen den Widerständen R^₂* Ry, ist mit der Steuerelektrode eines Transistors Qq verbunden, dessen Emissionselektrode mittels der Leitung 31 an Masse angelegt ist und dessen Kollektor mit der Kathode der Dioden 27, 28 verbunden ist.

Wenn sich der Transistor Q- einschaltet, wenn der Beschleunigung ski emmwert erreicht wird, fließt Strom im Widerstand R₁^t bi·³ sich der Transistor Q„ einschaltet. Das verringert die Spannung an der Verbindung zwischen dem Widerstand R₂* und dem Kondensator C_2C-. Zunächst jedoch entnimmt der Kondensator G, Strom durch den Widerstand R₂₈, und das bewirkt, daß der Ausgang des Komparators A₂ hoch wird, bis sich der Kondensator C. auf einen bestimmten Wert aufgeladen hat. Der Transistor Qq leitet während der Dauer dieses Impulses, was eine zusätzliche Einspritzwirkung von allen Injektoren zur gleichen Zeit bewirkt. Wenn sich die Transistoren Q. und Q₈ wieder abschalten, ermöglicht die Diode D₇ eine schnelle Entladung des Kondensators C, und begrenzt den Spannungsausschlag des invertierenden Eingangsanschlusses des Komparators A₀.

Um die Zusatzimpulsschaltung, die vorstehend beschrieben wor-

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den ist, zu schwächen, ist ein n-p-n-Transistor Q₁₀ mit seiner Emissionselektrode mit der Leitung 31 und mit seinem Kollektor mit dem nicht invertierenden Eingangsanschluß des Komparators A₂ verbunden. Die Steuerelektrode des Transistors Q₁₀ ist mit der Verbindung zwischen zwei Widerständen R,. und R,c verbunden, die in Reihe zwischen die Leitung 31 und den Kollektor eines p-n-p-Transistors Q₁₁ geschaltet sind. Der Transistor Q₁₁ ist mit dem Kollektor des Transistors Qg verbunden, und mit seiner Emissionselektrode ist er mit der Leitung 30 verbunden. Ein Kondensator C,- ist zwischen die Steuerelektrode und den Kollektor des Transistors Q₁₁ geschaltet.

Wenn sich der Transistor Qg einschaltet, während der Verzögerungsklemmwert erreicht wird» schaltet sich der Transistor Q₁₁ bei einem bestimmten höheren Wert ein, der durch den Widerstand R₁₇ bestimmt wird, um damit den Traenaietor Q₁₀ einzuschalten und den nicht invertierenden ERingangsanschluß des Komparators A₂ an Masse anzulegen· Der Transistor Q₁₁ schaltet sich nicht sofort mit dem Abschalten des Transistors Qg ab, weil der Kondensator C₅ weiter Steuerelektrodenstrom an den Transistor Q₁₁ während eines bestimmten Zeitraums liefert, um damit eine Funktion der Zusatzimpulsschaltung während eines bestimmten Zeitraums nach dem Erfolgen einer ''Klemmwert "-Verzögerung zu verhindern. Diese Abschwächungsanordnung kommt ins Spiel, wenn schnelle Pedalbewegungen durchgeführt werden, beispielsweise beim Gangwechsel oder während der wiederholten Beschleunigung eines unbelasteten Motors vor dem Anfahren aus dem Stillstand.

Die temperaturabhängige Schaltung nach Fig. 3 weist einen Thermistor R^₀ auf, der auf die Motorkühlwassertemperatur anspricht. Der Thermistor R^₀ ist zwiachen die Steuerelektrode eines p-n-p-Transistors Q₁₂ und die Leitung 31 parallel zu einem Widerstand R^₁ geschaltet, wobei ein Widerstand R₄₂ zwischen diese Steuerelektrode und die Leitung 30 geschaltet ist. Der Kollektor des Transistors Q₁₂ ist mit der Leitung

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31 verbunden, und dessen EmissL onselektrode let über einen Widerstand R₄₅ mit der Leitung 30 und außerdem mit einest Anschluß C und mit der Anode einer Diode D_ß verbunden, deren Kathode mit der Leitung 31 über einen Widerstand R₈,- ttnd außerdem mit dem Anschluß C verbunden ist. Die Kathode der Diode Dq ist außerdem über einen Widersatand R** mit dem invertierenden Eingangsanschluß eines Spannungskoeparatore A, verbunden, und ein weiterer Widerstand R₄₅ verbindet diesen Eingangsanschluß mit dem invertierenden Eingangsanschluß eines weiteren Spannungskomparators A.. Der nicht invertierende Eingangsanschluß des !Comparators A₅ und derjenige des Komparators A₄ sind mit den Verbindungen zwischen drei Widerständen R.g, R.r, und R.Q verbunden, die in Reihe zwischen die Leitungen 30 und 31 geschaltet sind, so daß der nicht invertierende Eingangsanschluß des !Comparators A, unter höherer Spannung als derjeijge des Komparators A. steht« Positive Rückkopplungswiderstände R,g, R₅₀ verbinden die Ausgangsanschlüsse so, daß ein geringes Maß an Hysterese geschaffen wird, um ein ungewolltes Triggern der Komparatoren zu verhindern· Der Ausgangsanschluß des Komparators A~ ist mit dem invertierenden Eingangsanechluß des Komparator» A. verbunden, und ein Lastwiderstand R₅^ ist zwischen die Leitung 30 und den Ausgangsanachluß des Komparators A, geschaltet, der mit dem Anschluß D verbunden ist.

Die Spannung am Anschluß C fällt im wesentlichen linear über den normalen Arbeitsbereich des Systems· Bei niedrigen Temperaturen (z.B. unter 15⁰C) ist der Ausgang des Komparatore A, niedrig, und derjenige des Komparators A₄ ist deshalb hoch· Mit steigender Temperatur unffallender Spannung am Anschluß C schaltet der Komparator A, um, so daß der Ausgang des Komparatorβ A. niedrig wird· Mit weiter steigender Temperatur schaltet sich der Komparator A. um (bei etwa 6O⁰C), und dessen Ausgang wird wieder hoch·

Gemäß der Darstellung in Fig· 4 weist der Zeitimpulsgeber

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einen p-n-p-Transistor Q₁₅ auf, dessen Steuerelektrode mit einer fixen Spannung (von etwa 3,3 V) und dessen Kollektor über einen Kondensator Cg init der Leitung 31 verbunden sind. Die Emissionselektrode des Transistors Q₁ ^ ist über einen Widerstand IU₂ ^* ^der leitung 30 und außerdem mit dem Anschluß A verbunden. Der Anschluß C nach Pig. 3 ist so angeordnet, daß er einen Eingang zur Zeitschaltung liefert, um den relativen Anteil des Stroms im Widerstand Rc₂ ^zu ändern, der zur Emissionselektrode des Transistors Q.,, gelangt. Der Anschluß C ist mit der Steuereleft rode von zwei n-p-n-Transistoren Q₁₇ und Q₁₈ verbunden, deren Kollektoren mit der Emissionselektrode des Transistors Q₁, verbunden sind. Die Emissionselektrode des Transistors Q^ ist mit der Verbindung zwischen zwei Widerständen R₈^ und R₈₇ verbunden, die in Reihe zwischen die Leitungen 30, 31 geschaltet sind. In gleicher Weise ist die Emissionselektrode des Transistors Q₁C mit der Verbindung zwischen zwei Widerständen Rg₈, Rqq verbunden, die in Reihe zwisshen die Leitungen 30, 31 geschaltet sind. Die Widerstände Rgg bis Rqq sind so gewällt, daß sich die Transistoren Q₁₇, Q₁₈ bei verschiedenen Spannungswerten des Anschlusses C abschalten. Der Strom, der von den Transistoren Q-^₇, Q-ig entnommen wird, nimmt also mit steigender Temperatur ab, und zwar anfangs mit einer relativ steilen Neigung, bis sich der Transistor Q₁₇ abschaltet, und dann mit einer flachen Steigung, bis sich der Transistor Q₁₈ abschaltet. Bei höheren Temperaturen ist der Strom, der durch den Widerstand R₁-O entnommen wird, nicht temperaturabhängig. Der Kollektor des Transistors Q₁₅ ist mit dem nicht invertierenden Eingangsanschluß eines Komparators A₅ verbunden, zwischen dessen Ausgangsanschluß und die Leitung 30 ein Lastwiderstand Rc^ geschaltet ist. Der invertierende Eingangsanschluß des Komparators A₅ ist über einen Widerstand mit der Verbindung zwischen zwei Widerständen Rcc» Reg geschaltet, die in Reihe zwischen die Leitungen 30 und 31 geschaletet sind« Der Ausgangsanschluß des Komparators A₅ ist mit der Steuerelektrode eines n-p-n-Transistors Q₁. verbun-

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den, dessen Emissionselektrode über einen Widerstand R™ mit der Leitung 31 und dessen Kollektor mit dem invertierenden Eingangsanschluß des !Comparators A^ verbunden sind. Ein zweiter n-p-n-Transistor Q^ ist mit seiner Steuerelektrode mit der Emissionselektrode des Transistors Q₁₄» mit 'seiner Emissionselektrode mittels der Leitung 31 mit Masse und mit seinem Kollektor mit dem nicht invertierenden Eingangsanschluß des Komparators Ac- verbunden. Wegen der fixen Vorspannung an der Steuerelektrode des Transistors Q₁^ wird dessen Emissionselektrode auf einer fixen Spannung (etwa 4V) gehalten, und der Strom, der durch den Widerstand Ran geht, ist konstant. Ein sehr kleiner Teil dieses Stroms geht durch die Steuerelektroden-Emissionselektrodenverbindung des Transistors Q₁-, und veränderliche Teile werden durch den Anschluß A und durch die Transisotren Q₁^ und Q^g gesenkt, Jenach den Bedingungen in der Schaltung nach Fig. 1 und der Temperatur. Der verbleibende Strom geht zum Kondensator Cg und lädt ihn linear auf, wann immer der Transistor Q₁₁- abgeschaltet ist. Das geschieht immer dann, wenn der Ausgang des Komparators Ac niedrig ist, so daß die Spannung am nicht invertierenden Eingangsanschluß des Komparators linear steigt, bis sie die Spannung überschreitet, die am invertierenden Eingangsanschluß eingestellt ist. Die Spannungam Ausgang des Komparators A,- wird nun hoch, um beide Transistoren Q₁ . und Q₁C- einzuschalten. Der Transistor Q... bewirkt, daß die Spannung am invertierenden Eingangsanschluß verringert wird, indem Strom durch die Widerstände R₁-C und R^y entnommen wird, umdamit die Schaltgeschwindigkeit zu erhöhen, und der Transistor Q₁C entlädt den Kondensator Cg schnell. Der Komparator Ac schaltet dann in seinen ursprünglichen Zustand zurück, um den Punktionsablauf neu beginnen zu lassen. Bei einer fixen Spannung an der Verbindung zwischen den Widerständen R₅₅, Reg ist die Frequenz des Zeitgebers proportional zum Ladestrom des Kondensators Cg.

Die Spannung an der Verbindung zwischen den Widerständen R₅₅

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und Rc{ 1st jedoch nicht konstant, und zwar wegen des Effekts der Schaltungsteile, die auf der linken Seite der Fig. 4 gezeigt sind. Biese Schaltungsteile weisen einen Spannungskomparator Ag auf, dessen nicht invertierender Eingangsanschluß über einen Widerstand Rg₀ mit dem Anschluß E (in Pig. 2) und dessen invertierender Eingangsanschluß mit der Verbindung zwischen zwei Widerständen Rg-ι» Rg? verbunden sind, die in Reihe «wischen die Leitung 3 t und die Kathode einer Diode Dq geschaltet sind, deren Anode mit der Leitung 30 verbunden ist. Der Komparator Ag hat eine positive Rückkopplung von seinem Ausgangsanschluß zu seinem nicht invertierenden Eingangsanechluß über einen Widerstand Rg*» und ein weiterer Widerstand Rg, verbindet den nicht invertierenden Eingangsan-■ohluß Mit der Leitung 3t. Ein Widerstand Rg,- verbindet den Ausgangsanachluß des !Comparators Ag mit der Leitung 30, und ein Widerstand Rgg verbindet diesen Ausgangsanschluß mit der Verbindung zwischen den Widerständen R,-c und R,-g.

Der Komparator Ag ist so eingestellt, daß dessen Ausgang normalerweise niedrig ist, jedoch hoch wird, wenn das Beschleunigungepedal fast ganz niedergedrückt ist· Das bewirkt eine Erhöhung der Spannung an der Verbindung zwischen den 7/iderständen Rcc Und R_g und führt folglich zu einer Verringerung der Zeitfrequenz und zu einer Erhöhung der Kraftstoffmenge, die für ein bestimmtes KraftStoffsollsignal eingespritzt wird.

Darüber hinaus sind zwei Widerstände Rg₇ und Rg₃ in Reihe zwischen die Leitung 30 und die Verbindung zwischen den Widerständen Rcc und Reg geschaltet. Diese erhöhen normalerweise die Spannung an der Verbindung zwischen den Widerständen R₁-- und Reg etwas, aber «ein Anschluß F an der Verbindung zwischen den Widerständen Rg„ und Rg₈ ist vorgesehen und kann immer dann an Masse angelegt werden, wenn das Faherzeug, in das die Kraftstoff einepritzregelung eingebaut ist, vorwiegend in großen Hohen benutzt werden soll. Das erhöht die Zeitfrequenz und verringert die Kraftstoffeinspritzung.

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Die in Fig_e 9 gezeigte graphische Darstellung stellt den Gesamteffekt der Temperatur auf die Zeitfrequenz dar. Die Linie A ist die Frequenzkurve für stetigen Zustand, und die Linien B und G zeigen die Grenzen der Frequenzänderung als Folge des Anklemmens der Differenzierungsschaltung für Beschleunigung bzw. Verzögerung.

Unter 15°C und über 60⁰C ist der Transistor Q₇ abgeschaltet, und zwar wegen des Ausgangs desKomparators A^, der hoch ist und der ihn steuert. Relativ enge Grenzen der Beschleunigungsanreicherung und der Verzögerungsentreicherung sind damit möglich. Zwischen 15⁰C und 60⁰C wird der Ausgang des Komparators A. niedrig, was den Transistor Q- einschalten läßt, und der Gesamtverstärkungsfaktor des Differentiators (als eine Stromverminderung betrachtet) erhöht sich.

In der in Fig. 5 gezeigten Variante wird eine Verstärkungsfaktoränderung mit der Temperatur dadurch erreicht, daß ein zusätzlicher Widerstand R₇₀ parallel zum Widerstand Rq ein- und ausgeschaltet wird. Das wird durch einen n-p-n-Transietor Q₁^ erreicht, dessen Kollektor über den Widerstand R₇₀ mit dem invertierenden Eingangsanschluß des Verstärkers A^ und dessen Emissionselektrode mit dem Ausgangsanschluß des Verstärkers Α.« verbunden sind. Ein Vorspannungswiderstand R₇.. ist zwischen die Steuerelektrode und die Emissionselektrode des Transistors Q..g geschaltet, um ihn in seinen abgeschalteten Zustand vorzuspannen, und eine Diode D₁₀ und ein Widerstand Rgg in Reihe verbinden die Steuerelektrode des Transistors mit dem Anschluß D, um den Transistor Q₁g bei extremen Temperaturen einzuschalten und damit den Verstärkungefaktor der Differenzierungsschaltung zu verringern.

Die in Fig. 6 gezeigte Variante beeinflußt den Zeitgesetz-Schalter, der auf dem Transistor Q₂ basiert. Anstatt einen Widerstandswert in Reihe mit dem Kondensator Cp zu ändern, führt der Transistor Qp nun einen Kondensator C₇ und einen

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Widerstand R₇₂ in Reihe miteinander parallel zum Kondensator C₂ ein. Das ändert nicht nur die Zeitkonstanten in der erforderlichen Weise, sondern ändert auch den Verstärkungsfaktor des Differentiators, so daß der Transistor Q₇ in Pig. 2 ganz entfallen kann. Die Diode D₂ muß ebenfalls entfallen, damit Zeitgesetzänderungen für das Beschleunigungs- und Verzögerungsanklemmen gelten.

Die in Fig. 7 gezeigte Variante weist eine völlig andere Anordnungsart zur Änderung des Effekts der Differenzierung auf die Zeitfrequenz mit der Temperatur auf. In diesem Fall ist der Ausgang des Verstärkers A.. über einen Widerstand R-, mit der Verbindung zwischen zwei Widerständen R₇, und R₇^ verbunden, die in Reihe zwischen die Leitungen 30 und 31 geschaltet sind. Die Emissionselektrode eines Transistors Q₁₇ ist mit derselben Verbindung verbunden, und der Kollektor dieses Transistors ist mit dem Anschluß A und die Steuerelektrode ist über einen Widerstand R₇^ mit dem Anschluß 0 verbunden. Diese Variante kann in Verbindung mit den in Fig. 5 und 6 gezeigten Varianten benutzt werden, die zu einer Verstärkungsfaktoränderung durch Änderung der Rückkopplung oder durch Änderung der Eingangskapazität der Differenzierungsschaltung führen.

In Fig. 8 schließlich ist eine andere Anordnung zur Bestimmung der Klemmschwellenwerte gezeigt. In diesem Fall werden getrennte Spannungsteiler zum Vorspannen der Beschleunigungsund Verzögerungsklemmschaltungen benutzt. Die Widerstände R₈₀ und Rg.. sind in Reihe zwischen die Leitungen 30 und 31 geschaltet, und deren Verbindung ist mit der Kathode der Diode D, verbunden. Zwei weitere Widerstände R₈₂ und Rg.,, die in Reihe zwischen die Leitungen 30 und 31 geschaltet sind, sind mit ihrer Verbindung mit der Anode der Diode D₅ verbunden. Der Anschluß D ist mit der Kathode einer Diode D₁₂ verbunden, deren Anode mit der Verbindung zwischen den Widerständen Rg₀ und verbunden ist, sodaß nur der Beschleunigungsklemmschwellenwert geändert wird, wenn das Signal bei D niedrig wird.

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Telefon. (02 11) 68 33 46 Telex: 0858 6513 cop d

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Lucas Industries Limited

Great Kinc Street

GB-Birmingham 2. November 1977

Ansprüche

ι 1 J Elektronische Kraft stoffeinspritzrei;elunu, gekennzeichnet durch eine auf den Wert minder;buns einer Iioborbebriebs_t;rÖße ansprechende Iiaupbre;;;elsehalbun;; in einer Anordnung am· ite_;;elun,:; der Geschwindigkeit, mib dot· KL-al'üübüff eLn.-esprit^b wird, als eine !''unktion der üe triebt;, ,röße, Ki b bei liui-i iJrzeu_t';;en einet; elektrischen Üüllsi^iuils (das auch als die i{e₍";elbetrieb£j,'-röüe benutzbar ist) und eine au.C die iindei.-un-;:j- ;;u:;ehv/indi ;koit des üollsi.^nals anspreeliendc kraftnto Ji'variiorende über^an.jüt'o.jelachaltun^ in einer Anorunun;; «la· iJrhöhun , oder Verrin:;enmn der Geschv/indir;keit tier Kraf bnboLT^ut'uhr zum I-iotor entsprechend dem Vorzeichen und der GrUUo dec jmderun;;n,<;ei.ichv/indi;;koit dos üollsi; ;nals.

L'. illokbronische Kraftstoffeinspritare-;elun<-; nach Anspruch I, dadurch >·: ο k e η η a c i c h η e t , daß die KLb to L a um iJrzeu_;:unii des elektrischen Sollsi-nals einen Wand 1 er aiu¹-v/eLsen, der mechauLsch mit einem Re_t;elpedal für den Motur gekoppelt ist.

.·). iitektronischo KraftstoCCeinspritzro^eiun^ nach Anspruch I, d a du r c h ;■ e k e η η ζ e i ο h η ο b , daU die IiLtU; L

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ORIGINAL INSPECTED

zum Erzeugen des elektrischen Sollsignals einen Luftdruckwandler in der Hotorluftansaugung hinter deren Drosselventil aufweisen.

5. Elektronische Kraftstoffeinspritzregelung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die kraft«stoffvariierende Übergangsregelschaltung eine elektronische Differenzierungsschaltung aufweist.

6. Elektronische Kraftstoffeinspritzregelung nach Anspruch 5, dadurch ,gekennzeichnet, daß die Differenzierungnschal tun:; einen iAmktionsver stärker aufweist, der so ;enclialtet int, daß or in invertierender Funktion arbeitet, und dor einen Ein- ;aii;;r;kondonnator und einen Rückkopplung,'swidο I¹Gt and au t'we int.

Y. ^Lektronincho Kraft» toffoLnspritzre,. :elun;; nach Anspruch G, d a (1 u r c h ,.■·; ο k ο η η ζ e i c h η e t , daß die Diffe- vv-ViY, Lij run. ,:u;eha L tun.; KloMiiinohaltungen zum Bi?e;;renzen dor AbwoLchuii:; do:; Au:; /in ;:; den Kunktionsverstärkers in beiden Sinnen au ί' v/i.- int.

'■<. i-; la;kt i'Dii inehe K ra L L:; tu [' ff; iuspri tzregelun; _; nach Annp ruch Y, d a d u r c h ■.; L ο u ti .; e i c h not, daß ,jode Kleriü-

:;oiia 1 tun ·, eiaion or:; ι,γ.ίι. l' .'aun in tor, einen '/ornpannungskrein, df;i: ο Lno /oL'.-jiaiiaiin auf t Lo Steuerelektrode den ernten t'ran:;-LntoL¹:; Le t, './onoL do L" la) L Li;!: tor den ernten Tr;innintorn no ,enchaLtet int, daß or einen Te il den durch den i]in;;angskondennai.or fiifjßendeii Stro.'ii:; :;o uniLeitet, daß dieser Strom nicht durch den Ruckkopp Lun ,-üv/ldern tand fließt, und einen zwo Lt(Hi Tran,; in tor auf v/o L.; I, de:u; en KoLlektor-liTiinsionnelektrodenwe.; :ά/L nc heu die 1-iin inn ionne Lek t rode den ernten Tivinsistorn und oLnert S t L'DiiiLo itiin·, --,enciiaL tot int und dessen Steuerelektrode ii L L dei.i Aun an-;nannchLuß don L'\inktionsvers barkers verbunden int, derart, daß :;ich der ernte und tier zweite Transistor dann oinnchalto'ii, wenn der Au:;,,an₍;nannchluß des Punktionnverntür-

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kers eine eingestellte Spannung erreicht, die durch den Vor spannungskreis bestimmt wird, derart, daß ausreichend Konden- storstrom zum Halten des Auc^an^GanschlusseG des Funktionsverstärkers auf der eingestellten Spannung umgeleitet wird.

9. Elektronische Kraftstoffeinspritzre/jelun; nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß dor jjin^an,-ckondonsator mit den Mitteln zum Erzeugen eines elektrischen 3ollsi;;nals über eine zeitkonstante Schal tun;- mit ',/iderstandsmitteln und einer Uiode in Parallelschaltung verbunden ist, derart», daß während der Beochleuni ;un.: diesu ;chüri ο KJcmi·]-sehn.l ί,ηη<: für einen Zeitraum In !Funktion bleibt, nachdem die :e;;chv/indi rkeitsänderun,; des üollsirnalß unter einen Wert ;efnllen ist, der der eingestellten Spannung dieser KlemriGchal- lun;, entspricht, wobei dieser Zeitraum vom ühiav/crt; der ,iider- ^landnmittcl abhängt, wäiirund bei dcD."· Vorzö crun, die jJiodu l(.'jt(it;, v/onn die Änderunijs^eochwindi.^keit dec oollsi.^nals über ej.iuin V/ert stei,:t, der der eingestellten S])annun,; für die zu-. ;(j}iö"riije Klemmschaltun;·; entspriclit, und dadurch eine sehnolle Freigabe dieser Klemmschaltung ermöglicht.

10. Elektronische Kraft st of f einsprit zre<;elung nach Anspruch 9, ;-e kennzeichnet durch auf die Motortemperatur ansprechende Mittel zum Ändern des Ohmwerts der Widerst andsmittel.

11. Elektronische Kraftstoffeinspritzregelung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsmittel einen ersten und einen zweiten Widerstand in Reihe und einen Transistor aufweisen, dessen Kollektor-Emissionselektrodenweg zum ersten Widerstand parallelgeschaltet ist und dessen Steuerelektrode mit den auf die Motortemperatur ansprechenden Mitteln verbunden ist.

12. Elektronische Kraftstoffeinspritzregelung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeich-

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net , daß die Hauptregelschaltung eine Digitalschaltung ist, zu der eine Rechnerschaltung in einer Anordnung zum periodischen Erzeugen eines digitalen Mehrbit-Signals entsprechend der Regelbetriebsgröße, ein Zeitimpulsgeber und Mittel zur Erzeugung eines Kraftstoffventilöffnungsimpulses mit einer Dauer gehören, die von der Zeit abhängig ist, die der Zeitimpulsgeber zum Erzeugen einer Anzahl von Impulsen braucht, die vom digitalen Mehrbit-Signal bestimmt wird, wobei der Zeitimpulsgeber ein Impulsgeber veränderlicher Frequenz mit einem Regelanschluß ist und die kraftstoffvariierende Übergangsschaltung mit dem Regelanschluß -verbunden ist, derart, daß die Frequenz des Zeitimpulsgebers entsprechend der Größe und dem Vorzeichen der Geschwindigkeitsänderung des Sollsignals erhöht oder verringert wird.

13. Elektronische Kraftstoffeinspritzregelung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch auf die Motortemperatur ansprechende Mittel zum Ändern der Größe der Erhöhung oder Verringerung der Kraftstoffzufuhr zum Motor für eine bestimmte Geschwindigkeitsänderung des SoIlsignalc,

14. Elektronische Kraftstaffeinspritzregelung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Motortemperatur ansprechenden Mittel einen Temperaturwandler und einen Temperatur-ⁿFenster'^l-Detektor aufweisen, der einen Ausgang dann erzeugt, wenn die Temperatur zwischen vorgeschriebenen Grenzen liegt*, wobei die kraftstoffvariierende Übergangsregelschaltung eine Ansprechschaltung aufweist, die mit dem Detektor verbunden ist.

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P 27 Μ9 171.0 7· März 1978

Κ/Τη.- 31 '

Anspruch

Elektronische Kraftstoffeinspritzregelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Erzeugen des elektrischen Soll-Signals einen Luftdruckwandler in der Motor-Luftansaugung aufweisen.

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