DE2803266A1

DE2803266A1 - Elektrisch gesteuerte kraftstoffeinspritzanlage

Info

Publication number: DE2803266A1
Application number: DE19782803266
Authority: DE
Inventors: Otto Dipl Ing Gloeckler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1978-01-26
Filing date: 1978-01-26
Publication date: 1979-08-02
Also published as: US4294217A; GB1586320A; JPS54111019A

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer elektrisch gesteuerten Kraftstoff einspritzanlage nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon eine elektrisch gesteuerte Kraftstoffeinspritzanlage bekannt, die zur Steuerung der Anreicherung des Kraftstoff-Luft-Gemisches während der Warmlaufphase der Brennkraftmaschine einen die Kühlwasser- oder Zylinderkopftemperatur messenden Temperaturfühler aufweist und bei der die Zeitsteuerung der Anreicherung elektronisch ausgeführt wird. Zur Erhöhung der Gemischmenge ist dabei ein in einem Seitenkanal zur Drosselklappe im Ansaugrohr angeordnetes Zusatzluftventil vorgesehen, das ein den Querschnitt des Seitenkanals mehr oder weniger öffnendes, durch eine Bimetallfeder entgegen einer Rückstellkraft betätigbares bewegliches Ventilteil aufweist, wobei zumindest teilweise auf der Bimetallfeder eine mit der Zündung der Brennkraftmaschine einschaltbare elektrische Heizvorrichtung aufgebracht ist.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzanlage mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß auf einfache Weise elektronischer Aufwand zur Realisierung einer Zeitsteuerung der Kraftstoffanreicherung während der Warmlaufphase vermieden und kein zusätzliches Gehäuse für das temperaturempfindliche Element erforderlich ist.

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

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Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschrei- . bung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 eine elektrisch gesteuerten Kraftstoffeinspritzanlage mit einem Zusatzluftventil, Figur 2 einen Schnitt durch ein Zusatzluftventil entlang der Linie II-II in Figur 3, Figur 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in Figur 2.

Beschreibung der Erfindung

Die in Figur 1 dargestellte elektrisch gesteuerte Kraftstoffeinspritzanlage ist zum Betrieb einer Vierzylinder-Viertakt-Brennkraftmaschine 10 bestimmt und 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 Kraftstoffpumpe 14, die Kraftstoff aus einem Kraftstoffbehälter 15 fördert, einen Druckregler 16, der den Kraftstoffdruck auf einen konstanten Wert regelt sowie eine im folgenden näher beschriebene elektronische Steuer- und 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 J- für die Einspritzventile 11 liefert. Die in der Zeichnung angedeutete 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

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Reihe geschaltet und an eine gemeinsame Verstärkungs- und Leistungsstufe einer elektronischen Steuereinrichtung 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 gelangede Ansaugluftmenge diejenige Kraftstoffmenge festgelegt, die während des nachfolgenden Arbeitstaktes vollständig verbrannt werden kann. Für eine gute Ausnutzung der Brennkraftmaschine ist es notwendig, 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 ein Luftmengenmesser LM vorgesehen, der im wesentlichen aus einer Stauscheibe 30 und einem veränderbaren Widerstand R besteht, dessen verstellbarer Abgriff 31 mit der Stauscheibe gekoppelt ist. Der Luftmengenmesser LM arbeitet mit der elektronischen Steuereinrichtung zusammen, welche an ihrem Ausgang die Einspritzimpulse t. liefert.

Die elektronische Steuereinrichtung 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_i der Einspritzventile.

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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 entfallende 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 LJ 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 Zündimpulsen jeweils in seine entgegengesetzte Betriebslage gelangenden Multivibrator bestehen kann, über einen Kurbelwellenwinkel von 180 geschlossen und anschließend über den gleichen Drehwinkel hinweg geöffnet ist.

Zur Überwindung der erhöhten Reibverluste beim Start aus dem Kaltzustand heraus und während der Warmlaufphase der Brennkraftmaschine ist es erforderlich, an der in Leerlaufstellung geschlossenen Drosselklappe 28 vorbei zusätzlich Luft und damit eine größere Gemischmenge der Brennkraftmaschine zuzuführen. Diese Zusatzluft wird durch ein Zusatzluftventil 50 zeit- und/oder temperaturabhängig bereit gestellt. Das Zusatzluftventil 50 bildet zusammen mit zwei Luftführungsrohren 51 und 52 einen Seitenkanal (Bypass) zur Umgehung der im Leerlauf geschlossenen Drosselklappe 28. Hierzu ist das Luftführungsrohr 52 stromaufwärts der Drosselklappe an den Saugrohrabschnitt 29 zwischen Stauscheibe 30 und Drosselklappe 28 angeschlossen. Das zweite Luftführungsrohr 51 läßt die Zusatz-

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luft unmittelbar stromabwärts der Drosselklappe 28 in den Saugrohrabschnitt 32 gelangen.

Wie in den Figuren 2 und 3 dargestellt, weist das Zusatzluftventil 50 einen als Schieberelement dienenden, ebenen Flügel 55 auf, der um eine exzentrisch liegende, durch einen Lagerzapfen 56 gebildete Achse schwenkbar ist und bei seiner Schwenkbewegung mehr oder weniger die lichten Querschnitte der beiden zueinander gleichachsig, jedoch im Abstand voneinander angeordneten Luftführungsrohre 51 und 52 freigibt oder absperrt. Das Luftführungsrohr 52, das an das Ansaugrohr mit Hilfe eines nicht dargestellten Gummischlauches angeschlossen werden kann, ist einstückig mit einem Gehäuse 57 verbunden, das einen angeformten Hals 58 hat.

In den Hals 58 ist eine langestreckte Bimetallfeder 60 eingebaut, die in einen in den Hals 58 eingeschobenen Stecker 61 eingebettet ist. Der Stecker 61 enthält Anschlußzungen, von welchen eine in Figur 2 bei 62 angedeutet ist. Zwei der Anschlußzungen stehen mit den Wicklungsenden einer Heizwicklung 6Ψ in Verbindung, die die Bimetallfeder 60 mindestens teilweise umgibt. Das freie Ende 65 der Bimetallfeder 60 liegt gegen einen kurzen Hebelansatz 66 an, der beim Ausstanzen des Flügels 55 an diesen angeschnitten wird. Von einer Zugfeder 67 wird der Flügel 55 in der Darstellung nach Figur 3 entgegen dem Uhrzeigerdrehsinn so weit verschwenkt, daß der Hebelansatz an der Bimetallfeder 60 anliegt.

Wenn die Heizwicklung 64 eingeschaltet ist, das erfolgt nur dann, wenn Zündimpulse abgegeben werden, und Wärme an die Bimetallfeder 60 abgibt, drückt deren freies Ende 65 weniger gegen den Ansatz 66, so daß der Flügel 55 durch die Federkraft gegen den Uhrzeigersinn verschwenkt wird. Hierbei vermindert der Flügel 55 den durch eine Bohrung 68 begrenzten Durchtritts-

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querschnitt mehr und mehr, so daß sich die Zusatzluft bis zum Erreichen der normalen Motorbetriebstemperatur bis gegen Null verringert.

Zur Einstellung der Größe des Durchgangsquerschnitts ist eine Tragplatte 70 vorgesehen, die auf einem zum Luftführungsrohr 52 konzentrischen Kragen 71 drehbar angeordnet ist und den in sie eingepreßten Lagerzapfen 56 für den Flügel 55 trägt. Die Tragplatte 70 hat einen angeformten, seitlich abstehenden Hebel 72 und enthält ein Langloch 73, durch welches eine Sicherungsschraube 74 hindurchgreift. In gelockertem Zustand dieser Schraube kann die Tragplatte im Bereich des Langlochs verschwenkt und dann durch Anziehen der Schraube festgelegt werden. Hierdurch ergibt sich eine einfache Einstell- und Kontrollmöglichkeit für den Flügel 55 und die Bimetallfeder 60. Das Zusatzluftventil hat einen Gehäusedeckel 75, in welchen das Luftführungsrohr 51 eingesetzt ist. An seinem äußeren Rand stützt er sich mit einer Schulterfläche 76 am flanschartigen Rand 77 des Gehäuses 57 ab und ist dort mit einer Bördelzone befestigt. Die Massen von Flügel 55 und Bimetallfeder 60 sind hinsichtlich des Lagerzapfens 56 weitgehend ausgeglichen.

Um ein seitliches Abkippen des Flügels 55 zu vermeiden, sind zwei bogenförmige, in Figur 3 mit unterbrochenen Linien angedeutete Führungsrippen 80 und 81 vorgesehen.

Der jeweilige Durchgangsquerschnitt zwichen den beiden Luftführungsrohren 51 und 52 wird durch die Kontur eines Fensters 83 bestimmt, das aus dem Flügel 55 ausgestanzt ist. Das Fenster ist derart angeordnet, daß es bei ausgeschalteter Heizung der Bimetallfeder 60 und bei gleichzeitigen tiefen Temperaturen über dem lichten Querschnitt der beiden Führungsrohre 51 und 52 liegt, jedoch mit zunehmender Erwärmung und Auslenkung der

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Bimetallfeder aus dem Bereich der Luftführungsrohre wegschwenkt und die durchströmende Luftmenge vermindert. Die Form des Fensters und der Verlauf der Fensterkonturen in Abhängigkeit vom Schwenkwinkel des Flügels 55 ist für die einzelnen Bauarten von Brennkrafmtaschinen zwar verschieden, kann jedoch für Brennkraftmaschinen gleicher Bauart sehr genau festgelegt und zudem durch die Justierung der Tragplatte 70 auf genaue Zusatzluftmengen eingestellt werden.

Die Brennkraftmaschine benötigt in der Warmlaufphase nicht nur eine größere Gemischmenge, sondern auch ein reicheres Kraftstoff-Luft-Gemisch, um die Kondensationsverluste im Ansaugrohr und in den Brennräumen auszugleichen. Der erforderliche Anreicherungsfaktor nimmt mit steigender Motortemperatur ab. Bei einer einfachen Ausführung genügt es, diese Anreicherung in geeigneter Abhängigkeit von der Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine zu steuern. Für höhere Anforderungen, insbesondere zur Erfüllung schärferer Abgasgrenzwerte, wird der betriebstemperaturabhängig gesteuerten Anreicherung eine zeitgesteuerte Anreicherung überlagert. Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, ein die Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine messendes temperaturempfindliches Element, das über eine elektrische Leitung 85 mit der elektronischen Steuereinrichtung 21 zur Beeinflussung der Kraftstoffeinspritzmenge durch die Einspritzventile 11 in Verbindung steht, in dem Zusatzluftventil 50 vorzusehen.

Insbesondere ist es vorteilhaft, daß beispielsweise als Heißleiter (NTC-Widerstand) ausgbildete temperaturempfindliche Elemente 86 entsprechend den Figuren 2 und 3 auf der Bimetallfeder 60 des Zusatzluftventils 50 anzuordnen, so daß die Verminderung der Gemischanreicherung nach einer ähnlichen Funktion wie die Zusatzluftsteuerung temperatur- und/oder zeitab-

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hängig erfolgt. Die Anordnung des temperaturempfindlichen Elementes 86 im Zusatzluftventil 50 erspart somit ein zusätzliches Gehäuse für das temperaturempflindliche Element und den elektronischen Aufwand zur Realisierung einer Zeitsteuerung. Das temperaturempfindliche Element 50 ist über elektrische Leitungen 87, 88 mit den Anschlußzungen 62 des Steckers 61 und von dort über die elektrische Leitung 85 mit der elektronischen Steuereinrichtung 21 verbunden.

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Claims

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4.1.1978 Kh/Ht

ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1

Ansprüche

η I Elektrisch gesteuerte Kraftstoffeinspritzanlage für Brennkraftmaschinen mit wenigstens einem elektromagnetischen über eine elektronische Steuereinrichtung in Abhängigkeit von Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine angesteuerten Einspritzventil, mindestens einem mit der elektronischen Steuereinrichtung in Verbindung stehenden temperaturempfindlichen Element zur Beeinflussung der Kraftstoffeinspritzmenge und einem in einem Seitenkanal zur Drosselklappe im Ansaugrohr angeordneten Zusatzluftventil, das ein den Querschnitt des Seitenkanals mehr oder weniger öffnendes, durch ein temperaturabhängig arbeitendes Glied entgegen einer Rückstellkraft betätigbares bewegliches Ventilteil aufweist, wobei zumindest teilweise auf dem temperaturabhängig arbeitenden Glied eine beim Vorliegen von Zündimpulsen einschaltbare elektrische Heizvorrichtung aufgebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß das temperaturempfindliche Element (86) zur Beeinflussung der Kraftstoff einspritzmenge im Zusatzluftventil (50) angeordnet ist.
2. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als temperaturabhängig arbeitendes Glied eine Bimetallfeder (60) dient.

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3. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das temperaturempfindliche Element (86) mit der Bimetallfeder (60) des Zusatzluftventils (50) in Wärmekontakt steht.
4. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß als temperaturempfindliches Element (86) ein Heißleiterwiderstand (NTC-Widerstand) dient. -,

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