DE2749201A1

DE2749201A1 - Elektronische kraftstoffeinspritzregelung fuer brennkraftmotor

Info

Publication number: DE2749201A1
Application number: DE19772749201
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: 1978-05-18
Also published as: GB1596504A; JPS5364129A; IT1090624B; US4512319A; FR2370177A1; FR2370177B1

Description

Lucas Industries Limited

Great King Street

GB-Birmingham 2. November 1977

Elektronische Kraftstoffeinspritzregelung für Brennkraft-

motor

Die Erfindung betrifft eine elektronische Kraftstoffeinspritzregelung für einen Brennkraftmotor.

Eine elektronische Kraftstoffeinspritzregelung für einen Brennkraftmotor gemäß der Erfindung ist gekennzeichnet durch eine Hauptkraftstoffregelschaltung, die auf eine oder mehrere Motorbetriebsgrößen anspricht und die Geschwindigkeit bestimmt, mit der dem Motor Kraftstoff zugeführt wird, eine Übergangsanreicherungsregelschaltung,/auf die Erhöhung eines /die Sollsignals anspricht und so eingerichtet ist, daß die zugeführte Kraftstoffmenge als Folge einer solchen Erhöhung des Sollsignals zeitweilig erhöht wird, und auf die Motortemperatur ansprechende Temperaturkompensationsmittel in einer Anordnung zum Modifizieren des Effekts der ifbergangsanreicherungsregelschaltung unlinear mit der Motortemperatur.

Vorzugsweise sind die Temperaturkompensationsmittel so eingerichtet, daß eine geringere Anreicherung bei Extremtemperaturen als bei Temperaturen zwischen solchen Extremen ermöglicht wird.

Vorzugsweise arbeiten die Temperaturkompensationsmittel durch Schalten einer Ansprechwechselschaltung, die einen Teil der Übergangsanereicherungsregelschaltung bildet.

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

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

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

Pig. 3 ein Schaltbild einer Temperaturwandlerschaltung und einer Temperatur-"Fenster"-Schaltung, die einen Teil der Regelung nach Pig. 1 bilden,

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

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

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

Gemäß der Darstellung in Pig. 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 Luftansaugdrosselposition ausgewählt werden. Eine suche Betriebsgröße oder solche Betriebsgrößen 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,

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die an die Matrix gerichtet sind und vom Wandler oder von den Wandlern abgeleitet sind. Das digitale Multibit-Signal kann in einer/zwei äquivalenten Weisen benutzt werden. Zum /von 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 Null aus hochgestuft wird, an den anderen Eingang des !Comparators angelegt wird. In dem einen wie in dem anderen Fall wird das Digitalsignal in eine Impulsdauer umgesetzt, die direkt proportional zum Digitalsignal und umgekehrt proportional zur Zeitfrequenz ist. Pig« 1 zeigt einen Zeitimpulsgeber 12, der die Zeitimpulse liefert, und eine Kraftstoffinjektorregelung 13, die die impulsdauer-modulierten Signale von der Hauptkraftstoffregelung 10 empfängt.

Die Regelung 13 hat zwei Ausgangsanschlüsse, zu denen die impulsmoduliert en Signale von der Regelung 10 abwechselnd gerichtet werden, und jede Ausgangsstufe der Regelung 13 weist einen offenen Kollektorleistungstransistor (nicht dargestellt) auf. Zwei Dioden 14, 15 verbindendiese Ausgangsstufen mit zwei Gruppen von Hubmagneten 16, die einen Teil einer Serie von Kraftstoffeinspritzventilen bilden.

Fig. 1 zeigt eine Anzahl von Anordnungen, mittels derer die Zeitimpulsfrequenz geändert wird, und zwar sowohl als eine Funktion der Motorwassertemperatur als auch als eine Funktion der Bewegungsgeschwindigkeit eines Beschleunigungspedals 17. Das Pedal 17 ist mit dem Schieber eines Potentiometers 18 gekoppelt, und dieser Schieber ist über eine Puffereingangsstufe 19 mit einer Funktionsverstärker-Differenzierungsschaltung20 über einen Kondensator Cp verbunden (der einen Teil der Differenzierungsschaltung bildet). Die Schaltung hat Klemmrückkopplungschaltungen 21, 22, die jeweils bei Beschleunigung bzw. Verzögerung arbeiten. Eine Wassertemperatur- "Fenster "-Schaltung 23, die einen Ansprechschalter 24

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steuert, über den der Ausgang der Differenzierungsschaltung 20 an den Zeitgeber 12 angelegt wird, und der auch eine Zeitgesetzschaltung 29 steuert, die sich am Eingang zur Differenzierungsschaltung 20 befindet, empfängt einen Eingang von einer Temperaturwandlerschaltung 25, die auch einen Eingang für den Zeitgeber 12 liefert.

Fig. 1 zeigt außerdem eine "Zusatzimpuls"-Schaltung 26, die von der Beschleunigungsklenmschaltung 21 getriggert wird, die jedoch während eines bestimmten Zeitraums nach dem Verlangen einer Verzögerung durch einen Eingang von der Verzögerung ski emms ehalt ung 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 Pig. 2 ist das Potentiometer 18 in Rihe mit einer Diode D₁ zwischen eine geregelte Spannungsleitung 30 und eine Masseleitung 31 geschaltet. Der Schieber des Potentiometers 18 ist über einen Widerstand R₁ und einen Kondensator C₁ in Reihe mit der Leitung 31 verbunden. Die Verbindung zwischen dem Widerstand R₁ und dem Konedensat or O₁ an der ein gefiltertes Gleichstromsignal erscheint, das der Position des Schiebers des Potentiometers 18 entspricht, ist sowohl mit einem Anschluß E (siehe auch Pig. 4) als auch mit der Steuerelektrode eines p-n-p-Transistors Q₁ verbunden, der als ein Emissionselektroden-Nachläuferpuffer geschaltet ist und dessen Kollektor mittels der Leitung 31 an Hasse 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 zwei Widerständen R,, R. in Reihe zwischen der Emissionselektrode

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des Transistors Q₁ und dem Kondensator C₂, wobei zum Widerstand R, mit dem höheren Ohmwert der Kollektor-Emissionselektrodenweg eines n-p-n-Transistors Q₂ parallelgeschaltet ist, dessen Steuerelektrode über einen Widerstand R^ mit einem Anschluß D verbunden ist (siehe auch Fig. 3)· Eine Diode D₂ ist mit ihrer Anode mit der Verbindung zwischen dem Widerstand R. und dem Kondensator C₂ und mit ihrer Kathode mit der Emissionselektrode des Transistors Q₁ verbunden.

Die andere Seite des Kondensators G₂ ist über eienen Widerstand Rr mit dem invertierenden Eingangsanschluß eines Punktionsverstärkers A₁ verbunden, dessen nicht invertierender Eingangsanschluß mit der Verbindung zwischen zwei Wiederständen R₇, Ro verbunden ist, die in Reihe zwischen die Leitungen 30, 31 geschaltet sind. Eine Rückkopplung um den Verstärker A₁ herum ist durch die Parallelschaltung eines Widerstands Rq und eines Kondensators C, gebildet. Die Hauptdifferenzierungswirkung des Verstärkers ist durch den Kondensator C₂ und den Widerstand Rq erbracht, die die Transferfunktion des Verstärkers für Signale niedriger Frequenz dominieren. Der Widerstand Rg und der Kondensator C, sorgen für eine Integralfunktion bei hoher Frequenz, um die Differentialwirkung zu überwinden, so daß dje Transferfunktion bei hohen Frequenzen integral anstatt differential ist. Das beseitigt oder verringert zumindest erheblich den Effekt von Hochfrequenzrauschen und Interferenz am Differenzierung skreis.

Die Beschleunigungs- und Verzögerungsklemmschaltungen teilen sich eine gemeinsame Vorspannungskette R₁₀, R₁₁ und R₁₂, die in Reihe zwischen die Leitungen 30, 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-Transistors Q, verbunden ist, dessen Kollektor mit der anderen Seite des Kondensators C_? und desöen Emissionelektrode über einen Widerstand R₁-, mit

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der Emissionselektrode eines p-n-p-TransLstors Q. verbunden sind. Dessen Kollektror ist mit der Leitung 31 über einen Widerstand ϋ_ΛΛ verbunden. Die Steuerelektrode des Transistors 14

Q₄ ist über einen Widerstand R₁ c mit der Leitung 31 und außerdem mit der Kathode einer Diode D* verbunden, deren Anode mit dem Ausgangsanschluß des Verstärkers A₁ verbunden ist.

Die Verbindung zwischen den Widerständen R₁₀ und R₁₁ ist über zwei Dioden Dc, Dg 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 Transistors Q,- ist über einen Widerstand R₁ g mit der Emissionselektrode eines n-p-n-Transistors Qg verbunden, dessen Kollektor über einen Widerstand R₁^ mit der Leitung 30 verbunden ist. Die Steuerelektrode des Transistors Qg ist direkt mit dem Ausgangsanschluß des Verstärkers A₁ verbunden·

Die Steuerelektroden der Transistoren Q₅, .Q₁. 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 Q₅, 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 R₁₂ abfällt, schalten sich beide Transistoren Q, und Q, ein, um ausreichen Strom vom Kondensator C^abzuleiten, damit der Verstärkerausgang kon-

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stant 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 kehr zu seiner früheren Spannung mit einer Geschwindigkeit zurück, die durch ein solches Aufladen bestimmt wird, ^enn der Transistor Qp nicht leitet, geht der Aufladeweg über den Widerstand R^ zum Kondensator Cp» 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 Qc und Qg ein, um die Klemmwirkung zu erbringen. Wenn die Spannung an der Steuerelektrode des Transistors Q₁ zu fallen aufhört, entlädt sich der Kondensator Cp 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 D₁- und Dg.

Der Ausgangsanschluß des Verstärkers A.. ist mit der Leitung 30 über zwei Widerstände R₁ q, Ron iⁿ Reihe und mit einem Ausgangsanschluß A über einen Widerstand R₂₁ verbunden. Ein p-n-p-Tranaistor Qyist mit seiner Emissionselektrode mit der Verbindung zwischen den Widerständen R₁Q und R₂₀, mit seinem Kollektor mit dem Anschluß A und mit seiner Steuerelektrode über einen Widerstand R₂- mit dem Anschluß D verbunden. Der Transistor Qy bildet den Ansprechschalter 27 nach Fig. 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 Qy im eingeschalteten Zustand befindet,

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erfolgt über die Widerstände R..«, 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 A.· vom Anschluß A entnommen wird, verstärkt sich bei einer bestimmten Erhöhungsgeschwindigkeit des Eingangssignals vom Beschleunigungspedalpotentiomter 18.

Fig. 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*, R₂c in Reihe mit der Leitung 30 verbunden ist. Die Verbindung zwischen den Widerständen R₂«, R₂^ ist über zwei Widerstände R₂g> R₂₇ in Reihe mit der Leitung 31 und über einen Widerstand R_2Q mit dem invertierenden Eingangsanschluß eines Spannungskomparators A₂ verbunden, wobei eine Diode Dr₇ zum Widerstand R₂Q parallelgeschaletet ist und ein Kondensator C. den Kollektor des Transistors Qg mit dem invertierenden Eingangsanschluß des Komparators A₂ verbindet. Der nicht invertierende Eingangsanschluß des Komparators A₂ ist über einen Widerstand Rpq mit der Verbindung zwischen den Widerständen R₂g, R₂₇ verbunden· Der nicht invertierende Eingangsanschluß ist außerdem über einen Widerstand R,_Q mit einem Anschluß C* (siehe Pig. 3) verbunden. Der Ausgangsanschluß des Komparators A₂ ist über einen Widerstand R*.· mit der Leitung

30 und über zwei Widerstände R₅₂, R₅₅ in Reihe mit der Leitung

31 verbunden. Die Verbindung zwischen den Widerständen R₅₂, R,, ist mit der Steuerelektrode des Transistors Qn verbunden, dessen Emissionselektrode mittels der Leitung 31 an Hasse angelegt ist und dessen Kollektor mit den Kathoden der Dioden 27, 28 verbunden ist.

Wenn sich der Transistor Q₄ einschaltet, wenn der Beschleunigungsklemmwert erreioht wird, fließt Strom im Widerstand R₁₄, bis sich der Transietor Q₈ einschaltet. Das verringert die Spannung an der Verbindung «wiecha dem Widerstand R₂* und dem Kondensator O₂₁-. Zunächst jedoch entnimmt der Kon-

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densator C. Strom durch den Widerstand R₂₈, und das bewirkt, daß der Ausgang des !Comparators A₂ hoch wird, bis sich der Kondensator C. auf einen bestimmten Wert aufgeladen hat· Der Transistor Qq leitet während der Dauer diese*s Impulses, was eine zusätzliche Einspritzwirkung von allen Injektoren zur gleichen Zeit bewirkt. Wenn sich die Transistoren Q. und Q₈ wieder abschalten, ermöglicht die Diode Dy eine schnelle Entladung des Kondensators C. und begrenzt den Spannungsausschlag des invertierenden Eingangsanschlusses des Komparators A₂.

Um die Zusatzimpulsschaltung, die vorstehend beschrieben worden 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 IU. und R^₅ 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 R₁^ bestimmt wird, um damit den Tranaistor Q₁₀ einzuschalten und den nicht invertierenden Eingangsanschluß des Komparators A₂ an Masse anzulegen. Der Transistor Q₁₁ schaltet sich nicht sofort mit dem Abschalten des Transistors Qg ab, weil der Kondensator Cc weiter Steuerelektrodenstrom an den Transistor Q₁₁ während eines bestimmten Zeitraums liefert, um damit eine Funktion der Zusatzimpulsschaltung während eines bestimmten Zeitraums naoh dem Erfolgen einer "Klemmwert "-Verzögerung zu verhindern. Dies· Abechwächungeanord-

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nung kommt Ins Spiel, wenn schnelle Peadalbewegungen 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._Q auf, der auf die Motorkühlwassertemperatur anspricht. Der Thermistor R._Q ist zwischen die Steuerelektrode eines p-n-p-Transistors Q₁₂ ^rm^ die Leitung 31 parallel zu einem Widerstand R... geschaltet, wobei ein Widerstand R,ρ zwischen diese Steuerelektrode und die Leitnng 30 geschaltet ist· Der Kollektor des Transistors Q₁₂ ist ^mi-^ der Leitung 31 verbunden, und dessen Emissionselektrode ist über einen Widerstand R₄₅ mit der Leitung 30 und außerdem mit einem Anschluß C und mit der Anode einer Diode Dg verbunden, deren Kathode mit der Leitung 31 über einen Widerstand Rg,- und außerdem mit dem Anschluß C verbunden ist. Die Kathode der Diode D₈ ist außerdem über einen Widerstand R.* mit dem invertierenden Eingangeanschluß eines Spannungskomparators A? verbunden, und ein weiterer Wideretand R,c verbindet diesen Eingangsanschluß mit dem invertierenden Eingangsanschluß eines weiteren Spannungskomparators A.· Der nicht invertierende» Eingangsansohluß des Komparators A, und derjenige des Komparators A. sind mit den Verbindungen zwischen drei Widerständen R,g, R.γ und R*g verbunden, die in Reihe zwischen die Leitungen 30 und 31 gesohaltet sind, so daß der nioht invertierende Eingangsanschluß des Komparators A, unter höherer Spannung als derjenige dee Komparators k. steht· Positive Rückkopplungswiderstände Rjq» Bc₀ verbinden die Ausgangsanschlüsse so, daß ein geringes Haß an Hysterese gesohaffen wird, um ein ungewolltes Triggern der Komparatoren zu verhindern· Der Ausgangsanschluß des Komparators A₅ ist mit dem invertierenden Eingangsanschluß des Komparators A. verbunden, und ein Last wider st and R₅₁ ist zwischen die Leitungen 30 und den Ausgangsanschluß des Komparators A₄ geschaltet, der mit dem Anschluß D verbunden ist·

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Die Spannung am Anschluß C fällt im wesentlichen linear über den normalen Arbeitsbereich des Systems. Bei niedrigen Temperaturen (z.B. unter 15°C) ist der Ausgang des Komparators A, niedrig, und derjenige des Komparators A. ist deshalb hoch. Mit steigender Temperatur und fallender Spannung am Ansohluß C schaltet der Komparator A, um, so daß der Ausgang des Komparators A. niedrig wird. Mit weiter steigender Temperatur schaltet sich der Komparator A^ um (bei etwa 60 C), und dessen wAusgang wird wieder hoch.

Gemäß der Darstellung in Pig. 4 weist der Zeitimpulsgeber einen p-n-p-Transistor Q₁, auf, dessen Steuerelektrode mit einer fixen Spannung (ca. 3,3 V) und dessen Kollektor über einen Kondensator Cr mit der Leitung 31 verbunden sind. Die Emissionselektrode des Transistors Q₁, ist über erinen Widerstand Rf-p mit 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 Rj-₂ ^zu ändern, der zur Enissionselektrode des Transistors Q₁, gelangt. Der Anschluß C ist mit der Steuerelektrode von zwei n-p-n-Transistoren Q₁₇ und Q₁₈ verbunden, deren Kollektoren mit der Emissionselektrode des Transistors Q₁₅ verbunden sind. Die Emissionselektrode des Transistors Q₁₇ ist mit der Verbindung zwischen zwei Widerständen Rgg 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 R₀₀, R₀₀

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verbunden, die in Reihe zwischen die Leitungen 30, 31 geschaltet sind. Die Widerstände R₈^ bis R₈Q sind so gewählt, daß sich die Transistoren Q₁₇, Q₁₈ bei verschiedenen Spannungswerten des Anschlusses C abschalten. Der Strom, der von den Transistoren Q₁₇, Q₁₈ 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

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Q₁₈ abschaltet. Bei höheren Temperaturen ist der Strom, der durch den Widerstand R₅₂ entnommen wird, nicht temperaturabhängig· Der Kollektor des Transistors Q₁, ist mit dem nicht invertierenden Eingangsanschluß eines !Comparators A₁-verbunden, zwischen dessen Ausgangsanschluß und die Leitung 30 ein Lastwiderstand Rc. geschaltet ist. Der invertierende Eingangsanschluß des Komparators A,- ist über einen Widerstand mit der Verbindung zwischen zwei Widerständen Rcci Reg verbunden, die in Reihe zwischen die Leitungen 30 und 31 geschaltet sind· Der Ausgangsanschluß des Komparators Ac ist mit der Steuerelektrode eines n-p-n-Transistore Q₁, verbunden, dessen Emissionselektrode über einen Widerstand Rc₈ mit der Leitung 31 und dessen Kollektor mit dem invertierenden Eingangsanschluß des Komparators Ac verbunden sind· Einzweiter n-p-n-Transistor Q₁,- ist mit seiner Steuerelektrode mit der Emissionselektrode des Transistors Q₁ ., 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 Q₁₅ wird dessen Emissionselektrode auf einer fixen Spannung (etwa 4v) gehalten, und der Strom, der durch den Widerstand R₅₂ geht, ist tonst ant. Ein sehr kleiner Teil dieses Stroms geht durch die Steuerelektroden-Emissionselektrodenverbindung des Transistors Q₁₅, und veränderliche Teile werden durch den Anschluß A und durch die Transistoren Q^ und Q₁₈ gesenkt, Jenach den Bedingungen in der Schaltung nach Fig· 1 und der Temperatur· Der verbleibende Strom geht zum Kondensator Gg und lädt ihn linear auf, wann immer der Transistor Q₁K abgeschaltet ist· Das geschieht immer dann, wenn der Ausgang des Komparators A₅ 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 Spannung am Ausgang des Komparators A₅ wird nun hoch, um beide Transietoren Q., und Q₁C einzuschalten. Der Transistor Q₁^ bewirkt, da· die Span-

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nung am invertierenden Eingangsanschluß verringert wird, indem Strom durch die Widerstände R^ und Rj-γ entnommen wird, um damit die Schaltgeschwindigkeit zu erhöhen, und der Transistor Q₁₅ eentlädt 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 Rc₅ und Reg ist jedoch nicht konstant, und zwar wegen des Effekts der Schaltungsteile, die auf der linken Seite der Pig. 4 gezeigt sind. Diese Schaltungsteile weisen einen Spannungskomparator Ag auf, dessen nicht invertierender Eingangsanscläuß über einen Widerstand Rg₀ mit dem Anschluß E (in Fig. 2) und dessen invertierender Eingangsanschluß mit der Verbindung zwischen zwei Widerständen Rg.., Rg~ verbunden sind, die in Reihe zwischen die Leitung 31 und die Kathode einer Diode Dq geschaltet sind, deren Anode mit der Leitung 30 verbunden iet. Der Komparator Ag hat eine positive Rückkopplung von seinem Ausgangsanschluß zu seinem nicht invertierenden Eingangsanschluß über einen Widerstand Rg,, und ein weiterer Widerstand Rg. verbindet den nicht invertierenden Eingangsanschluß mit der Leitung 31· Ein Widerstand Rg₅ verbindet den Ausgangsanschluß des Komparators Ag mit der Leitung 30, und ein Widerstand Rgg verbindet diesen Ausgangsanschluß mit der Verbindung zwischen den Widerständen iLr und Reg·

Der Komparator Ag ist so eingestellt, daß dessen Ausgang normalerweise niedrig ist, jedoch hoch wird, wenn das Beschleunigungspedal fast ganz niedergedrückt ist. Das bewirkt eine Erhöhung der Spannung an der Verbindung zwischen den Widerständen Rcc und Reg und führt folglich zu einer Verringerung der Zeitfrequenz und zu einer Erhöhung der Kraftstoffmenge, die für ein bestimmtes Kraftstoffsollsignal eingespritzt wird.

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Darüber hinaus sind zwei Widerstände Rg₇ und Rg₈ in Reihe zwischen die Leitung 30 und die Verbindung zwischen den Widerständen R₅C und Reg geschaltet· Diese erhöhen normalerweise die Spannung an der Verbindung zwischen den Widerständen R₅₅ und Rp-g etwas, aber ein Anschluß P an der Verbindung zwischen den Widerständen Rg₇ und Rg₈ ist vorgesehen und kann immer dann an Masse angelegt werden, wenn das fahrzeug, in das die Kraftstoff einspritzregelung eingebaut ist, vorwiegend in großen Hohen benutzt werden soll· Das erhöht die Zeitfrequenz und verringert die Kraftstoffeinspritzung·

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

Unter 15⁰C und über JiO⁰C ist der !Transistor Q₇ abgeschaltet, und zwar wegen des Auegangs des Komparators A₄, 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 Q₇ einschalten läßt, und der Gesamtverstärkungsfaktor des Differentiators (als eine Stromverminderung betrachtet) erhöht sich.

In der in Pig· 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-Transistor Q₁g erreicht, dessen Kollektor über den Widerstand R₇₀ mit dem invertierenden Eingangsanschluß des Verstärkers A₁ und dessen Emissionselektrode mit dem Ausgangsanschluß des Verstärkers A₁ verbunden sind· Ein Vorspannungswiderstand R₇₁ ist zwischen die Steuerelektrode und die Emissionselektrode

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des Transistors Q₁,- geschaltet, mn ihn in seinen abgeschalteten Zustand vorzuspannen, und eine Diode D₁₀ und ein Widerstand Rgg in Reihe verbinden die Steuereleki?ode des Transistors mit dem Anschluß D, um den Transistor Q₁g bei extremen Temperaturen einzuschalten und damit den Verstärkungsfaktor der Differenzierungsschaltung zu verringern.

Die in Pig. 6 gezeigte Variante beeinflußt den Zeitgesetzschalter, der auf dem Transistor Q₂ basiert. Anstatt einen Widerstandswert in Reihe mit dem Kondensator Gp zu ändern, führt der Transistor Qp nun einen Kondensator C₇ und einen 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 Qy der Pig. 2 ganz entfallen kann. Die Diode D₂ muß ebenfalls entfallen, damit Zeitgesetzänderungen für das Beschleunigungs- und Verzögerungsanklemmen gelten.

Die in Pig. 7 gezeigte Variante weist eine völlig andere Anordnungsart zur Änderung des Effekts der Differenzierung auf die Zeitfrequenz mit der Temperatur auf. In diesem Pail ist der Ausgang des Verstärkers A₁ üba* einen Widerstand R₇₅ mit der Verbindung zwischen zwei Widerständen R₇. und R₇C 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 C verbunden. Diese Variante kann in Verbindung mit den in Pig. 5 und 6 gezeigten Varianten benutzt werden, die zu einer Verstärkungsfaktoränderung durch Änderung der Rückkopplung oder durch Änderung der Eingangskapazität der Differenzierungsschaltung führen.

In Pig. 8 schließlich ist eine andere Anordnung zur Bestim-

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mung der Klemmschwellenwerte gezeigt· In diesem Fall werden getrennte Spannungsteiler zum Vorspannen der Beschleunigungsund Verzögerungsklemmschaltungen benutzt. Sie Widerstände Rg₀ und B₈₁ sind in Reihe zwischen die Leitungen 30 und 31 geschaltet, und deren Verbindung ist mit der Kathode der Diode D, verbunden· Zwei weitere Widerstände Rq₂ und Rg-z» die in Reihe zwischen die Leitungen 30 und 31 geeschaltet sind, sind mit ihrer Verbindung emit der Anode der Siode Dc verbunden· Ser Anschluß B ist mit der Kathode einer Biode S₁₂ verbunden, deren Anode mit der Verbindung zwischen den Widerständen R₈₀ und Rg₁ verbunden ist, so daß nur der Beschleunigungsklemmschwellenwert geändert wird, wenn das Signal bei D niedrig wird.

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Lucas Industries Limited

Great King Street

GrB-Birmingham 2, Oktober 1977

Ansprüche

MJ Elektronische Kraftstoffeinspritzregelung für Brennkraftmotor, gekennzeichnet durch eine Hauptkraft st off regelschaltung, die auf eine oder mehrere Motorbetriebsgrößen anspricht und die Geschwindigkeit bestimmt, mit der dem Motor Kraftstoff zugeführt wird, eine Übergangsanreicherungsregelschaltung, die auf die Erhöhung eines Sollsignals anspricht und so eingerichtet ist, daß die zugeführte Kraftstoffmenge als Polge einer solchen Erhöhung des Sollsignals zeitweilig erhöht wird, und auf die Motortemperatur ansprechende Temperaturkompensationsmittel in einer Anordnung zum Modifizieren des Effekts der Übergangsanreicherungsregelschaltung unlinear mit der Motortemperatur.

2. Elektronische Kraftstoffeinspritzregelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturkompensationsmittel so eingerichtet sind, daß eine geringere Anreicherung bei Extremtemperaturen als bei Temperaturen zwischen solchen Extremen ermöglicht wird.

3e Elektronische Kraftstoffeinspritzregelung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturkompensationsmittel einen Motortemperaturwandler und einen Temperatur-^llPenster"-Detektor aufweisen, der mit dem

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Wandler verbunden ist und ein bestimmtes Ausgangssignal dann erzeugt, wenn sich die Motortemperatur zwischen einem oberen und einem unteren Grenzwert befindet.

4. Elektronische Kraftstoffeinspritzregelung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturkompensationsmittel durch Schalten einer Ansprechwechselschaltung arbeiten, die einen Teil der tibergangsanreicherungsregelschaltung bildet.

5. Elektronische Kraftstoffeinspritzregelung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptkraftstoffregelschaltung Mittel zur Erzeugung eines digitales Mehrbit-Signals, das von einer oder mehreren Motorbetriebsgrößen bestimmt wird, einen Zeitgeber veränderlicher Frequenz und Mittel zur Erzeugung von Kraftstoffventilöffnungsimpulsen mit Einer Dauer aufweist, die durch die Zeit bestimmt wird, die der Zeitgeber zum Erzeugen der Anzahl von Impulsen braucht, die durch das digitale Mehrbit-Signal wiedergegeben ist, wobei die Übergangsanreicherungsregelschaltung so geschaltet ist, daß die Zeitgeberfrequenz geändert wird.

6. Elektronische Kraftstoffeinspritzregelung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergangsanreicherungsregelschaltung eine Differenzierungsechaltung aufweist, die so geschaltet ist, daß ein Ausgang erzeugt wird, der zur Änderungsgeschwindigkeit des Sollsignals in Beziehung steht, und die als eine Stromquelle zum Liefern von Frequenzregelstrom für den Zeitgeber wirkt.

7. Elektronische Kraftstoffeinspritzregelung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturkompensationsmittel so wirken, daß der dem Zeitgeber zugeleitete Strom entsprechend der Temperatur geändert wird.

8. Elektronische Kraftstoffeinspritzregelung nach Anspruch 7,

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dadurch gekennzeichnet, daß die Differenzierungschaltung mit ihrem Ausgangsanschluß über zwei Widerstände in Reihe mit einer Stromleitung und über einen weiteren Widerstand mit einem Eingangsanschluß des Zeitgebers verbunden ist, und daß die Temperaturkompensationsmittel einen Transistor aufweisen, dessen Kollektor-Emissionselektrodenweg die Verbindung zwischen den beiden Widerständen mit dem Eingangsanschluß des Zeitgebers verbindet und dessen Steuerelektrode mit einer (oder der) Temperatur-^MPenster"-Schaltung verbunden ist, die zum Einschalten des Transistors eingerichtet ist, wenn die Motortemperatur zwischen bestimmten Grenzwerten liegt, derart, daß der Stromverstärkungsfaktor des Differentiators erhöht wird.

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