DE2829810A1

DE2829810A1 - Kraftstoffeinspritzanlage mit druckausbruchssperre beim start

Info

Publication number: DE2829810A1
Application number: DE19782829810
Authority: DE
Inventors: Emile David Long
Original assignee: Allied Chemical Corp
Current assignee: Allied Corp
Priority date: 1977-07-08
Filing date: 1978-07-06
Publication date: 1979-01-25
Also published as: SE7807309L; IT7868613A0; ES471306A1; JPS5419021A; GB1591783A; CA1110736A; FR2396872A1

Description

Allled Chemical Corporation, Morristown, New Jersey 07960, USA

Kraftstoffexnspritzanlage mit Druckausbruchssperre beim Start

Die vorliegende Erfindung betrifft Kraftstoffeinspritzanlagen bzw. Injektionsanlagen für funkengezündete Verbrennungsmaschinen, die mindestens eine Einspritzeinrichtung bzw. einen Injektor verwenden, der von einer Kraftstoffzufuhr mit konstantem Druck versorgt wird, und bezieht sich insbesondere auf eine Einrichtung zur Verhinderung der Kraftstoffeinspritzung in die Anlage während des Startens, wenn die Kraftstoffliefergeschwindigkeit, die von der Einspritzeinrichtung vorgesehen ist, nicht ausreichen würde, um die Emission hoher, unverbrannter Kohlenwasserstoffe zu verhindern.

In einer in den USA am 6. November 1975 eingereichten Patentanmeldung mit der US-Serial No. 629 ^21 und dem Titel "Kraftstoffeinspritzanlage" ist eine Form einer Kraftstoffeinspritzanlage für eine Funkenzündungsverbrennungsmaschine beschrieben, welche elektrisch erregte Kraftstoffeinspritzeinrichtungen verwendet, die an jedem Motorzylinder angeordnet und mit einer gemeinsamen Kraftstoffleitung verbunden sind.

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Während des Motorbetriebes wird der Druck in der Kraftstoffleitung und an den Einspritzeinrichtungen oder Injektoren bei einem regulierten, recht hohen Wert gehalten, wie z.B. bei 7»O3 kg/cm Überdruck (1OO psig), und zwar durch einen Kraftstoffdruckejektor oder -booster, der von einer Nockenwelle angetrieben ist. Der Ejektor wird von einer Kraftstoff zufuhrpumpe mit Niederdruck beschickt. Die Kraftstoffleitung mit dem regulierten Hochdruck stellt sicher, daß die Kraftstoff menge, die für einen Zylinder von einer Einspritzeinrichtung vorgesehen ist, immer bei einem vorbestimmten Wert steht. Die Einspritzeinrichtungen werden jeweils durch einzelne, variable Breitenimpulsgeneratoren bzw. Generatoren mit variabler Impulsbreite in den offenen Zustand eingeschaltet oder erregt, wobei die Impulsgeneratoren duch Sensoren gesteuert werden, welche Motorbetriebsparameter messen, wie z.B. Verteilervakuum und dergleichen.

Weil die Druck-Kraftstoffspeiseleitung in Motornähe angeordnet ist und die Einspritzeinrichtungen in unmittelbarer Nähe der Zylinder angeordnet sind, wird der Kraftstoff in der Leitung während des normalen Motorbetriebes erwärmt und expandiert. Während des normalen Motorbetriebes hält der Druckejektor den regulierten Kraftstoffdruck unabhängig von der variablen Kraftstoffdichte. Nach dem Halten des Motors ist der Ejektor nicht weiter im Betrieb mit dem Ergebnis, daß der sich abkühlende Kraftstoff sich hinsichtlich seines Volumens zusammenzieht und in der Kraftstoffleitung einen Druckabfall

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hervorruft. Druckwellenwandler oder -konverter mit flexiblen Membranen, die an einer Seite an der Leitung angeschlossen sind und ein Bezugsdruck auf der gegenüberliegenden Seite stellen automatisch das Hochdruck-Kraftstoffleitungsvolumen ein, sobald der Druck zerfällt.

¥enn der Motor wieder gestartet wird, kann der anfängliche Kraftstoffdruck wesentlich niedriger als der normale Betriebsdruck sein. Dieser niedrige Kraftstoffdruck führt zu einer Verminderung oder Abnahme der Kraftstoff-Füllungen oder Ladungen, die für die Zylinder während des Startens von den Einspritzeinrichtungen vorgesehen sind. Da die Impulsgeneratoren mit variabler Breite, welche die Einspritzeinrichtungen in Funktion der gemessenen Motorbetriebsparameter steuern, auf der Basis eines angenommenen konstanten Druckes in der Kraftstoffleitung programmiert sind, führt der abgesenkte Druck zu einer verminderten Kraftstoff-Fließgeschwindigkeit durch die Einspritzeinrichtung während ihrer Betätigung .

Wenn sich der Motor erheblich unter seine normale Betriebstemperatur abkühlen konnte, bevor er wieder gestartet wird, nimmt man an, daß die verminderte Kraftstoffbeladung, die für die Zylinder als Folge des Druckabfalles in der Kraftstoffleitung vorgesehen ist, das Anlassen bzw. Starten nicht sperren oder verzögern kann. Die Generatoren mit variabler Impulsbreite sind so programmiert, daß sie während des Kaltstartens eine Überschußmenge Kraftstoff vorsehen. Außerdem neigt die Kraftstoffbela-

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dung bei geringeren Motorstarttemperaturen zur Ansammlung oder Anhäufung, wobei ein Kraftstoff-Luftgemisch geschaffen wird, das für die Zündung ausreicht.

In demjenigen F_alle aber, wenn das Wiederstarten oder nachfolgende Anlassen versucht wird, während der Motor noch ganz dicht bei der Betriebstemperatur liegt, kann jedoch die verminderte Kraftstoffbeladung, welche für den Motor wegen des erniedrigten Druckes in der Kraftstoffleitung vorgesehen ist, unzureichend sein, um ein schnell zündbares Kraftstoff-Luftgemisch zu erzeugen. Die in das Auspuffsystem vor dem Zünden gepumpten, nichtverbrannten Kohlenwasserstoffe können in erheblicher Weise Verunreinigungen erzeugen, die ausreichen, um die durch die gesetzlichen Bestimmungen festgelegten Grenzen zu überschreiten.

Nach einer gewissen Zeit des Anlassen oder Startens ohne Verbrennung erhöht der Kraftstoffejektor oder die Kraftstoffpumpe den Druck des Kraftstoffes, wobei die Mengen des eingespritzten Kraftstoffes auf ein Niveau gesteigert werden, welches zum Starten des Motors ausreicht. Außerdem wird die Zeitdauer, die erforderlich ist, damit der Druckejektor den Kraftstoff druck auf ein Niveau anhebt, welches für eine saubere Verbrennung ausreicht, während des Startens durch das Einspritzen einer verringerten Kraftstoffladung erhöht.

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Durch die vorliegende Erfindung ist eine Kraftstoffeinspritzanlage geschaffen, welche die Probleme ausschaltet, die sich aus dem Einspritzen von Kraftstoff in die Zylinder eines Motors mit nicht ausreichenden Mengen, um während des Startens des Motors die Zündung in Gang zu halten, ergeben.· ^Die verbesserte Anlage weist eine Einrichtung auf zum Abfühlen des Kraftstoffdruckes in den Leitungen, welche die Einspritzeinrichtung beschicken, und weist eine Einrichtung auf zum Blockiere} Sparren oder Verzögern der Erregung oder Einschaltung der Einspritzeinrichtungen während des Startens, bis der Kraftstoffdruck einen vorgewählten Wert überschreitet.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung, die nachfolgend mit genaueren Einzelheiten beschrieben wird, ist ein Druckschalter mit der Kraftstoffleitung verbunden und so eingestellti daß er bei einem Druckeschaltet, der ein gewisser wesentlicher Teil des normalen Kraftstoffdruckes ist; beispielsweise kann bei einer Anlage mit einem normalen Kraftstoffdruck von 7iO3 kg/cm Überdruck (100 psig) der Druckschalter so eingestellt sein, daß er die Ausgänge bei 4,°2 kg/cm Überdruck (70 psig) verändert. Ein in der Nachbarschaft des Motors gehalterter Thermistor versorgt die Generatoren mit variabler Impulsbreite mit einem elektrischen Signal, das proportional der Motortemperatur ist. Dieses Signal wird auch mit einem Bezugswert verglichen, um ein Signal abzuleiten, welches ein Zeichen dafür ist, ob die Motox-temperatur über einem bestimmten Niveau unter der normalen Temperatur des heißen Motors liegt.

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Die Anlage weist eine logische Schaltung auf, welche den Ausgangswert des Druckschalters und das Temperatursignal aufnimmt und so wirkt, daß die Erzeugung von Betätigungsimpulseri für die Einspritzeinrichtungen verhindert wird, wenn der Druck unter dem Niveau liegt, unter welchem der Schalter in Tätigkeit tritt, und die Motortemperatur über dem Vergleichseinrichtungsniveau liegt.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann der Schaltkreis für den Vergleich kontinuierlicher Druck- und Temperaturfunktionen vorgesehen sein, so daß die Einspritzeinrichtungen bei recht niedrigen Motortemperaturen gesperrt würden, falls der Motordruck sehr niedrig war, sowie bei höheren Temperaturen, falls der Kraftstoffdruck bei etwas höherem ¥ert lag, aber noch unter dem vollen Druck.

Die Anlage verhindert, daß die Einspritzeinrichtungen arbeiten, während der Motor während eines Warmstartes angelassen wird, bis der Booster bzw. Ejektor oder Kraftstoffpumpe den Druck in der Kraftstoffleitung über den erforderlichen Kraftstoffdruck anhebt. In typischer Weise erfordert dies nur einige wenige Umdrehungen des startenden Motors. Beim weiteren Anlassen werden die Einspritzeinrichtungen eingeschaltet oder erregt, und der Kraftstofffluß durch die Einspritzeinrichtungen sollte ausreichend sein, um ein Kraftstoff-Luftgemisch zu erzeugen, welches die Verbrennung unterhält und verhindert, daß unverbrannter Kraftstoff in den Motorauspuff gepumpt wird.

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Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. In diesen wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 teilweise schematisch und teilweise im Blockdiagramm ein Kraftstoffzündsystem für eine Verbrennungsmaschine unter Darstellung der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 2 eine ausführlichere, schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Schaltung, welche die Motortemperatur und den Kraftstoffleitungsdruck mißt, um das Einspritzen des Kraftstoffes während Anlaßzuständen mit hoher Temperatur und niedrigem Druck zu blockieren bzw. zu sperren.

In Figur 1 ist schematisch eine Anlage gezeigt, welche Kraftstoff mit einem hohen, ziemlich konstanten Druck zu acht Kraftstoffeinspritzeinrichtungen oder Vandlem10 vorsieht, die zur Schaffung gesteuerter Kraftstoffexplosionen an den Eingabeventilbereichen eines Achtzylinderverbrennungsmotors vorgesehen sind, und es sind die wichtigen Teile der Zündanlage gezeigt. Die Einspritzeinrichtungen oder Injektoren 10 können irgendeinen bekannten Aufbau haben, wie z.B. in der US-Patentschrift 3 412 718 beschrieben ist. Elektrische Signale,

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die 2u den Einspritzeinrichtungen 10 durch, leitungen 12 zugeführt werden, Offnen die Einspritzeinrichtungen für gesteuerte "Zeitperioden, basierend auf gemessenen Motorbe— triebszuständen, ^jwie z.B. Verteilervakuumdruck, "Motortemperatur f Atmosphärendruck und dergleichen. Die -Menge !kraftstoff, die von <äer Einspritzeinrichtung während <iieser Signaldauer vergesefaen wird, ist; eine Funktion des Druckes an der Einspritz einrichtung.

Kraftstoff wird von zwei Leitungen 14, die Kraftstoff schienen genannt ^werden, zu den Einspritzeinrichtungen voigesehen. Der für die Beschickung oder Versorgung tier Schienen oder Leitungen vorgesehene Kraftstoff wird von einem Kraftstofftank 1.6 abgeführt. Eine "Pump© 18 nimmt den Kraftstoff aus dem Tank' Ϊ-6 über ein Einwegeventil 17 auf und fördert den Kraftstoff aus dem Tank durch ein Einwe^geventil 2G. Die Pumpe kann elektrisch oder durch den Motor in der ¥eise herkömmlicher Kraftfahrzeug-Kraftstoffpumpen angetrieben sein. Sie muß in der Lage sein, Kraftstoff mit einer volumetraschen Geschwindigkeit bzw. Menge zu pumpen, und zwar im Überschuß zum Motorbedarf bei maximaler Drosselöffnung. Für einen ziemlich großen Achtzylindermotor kann dieser Überschuß 9^,6 l/std, (25 Grallonen/S-tunde) betragen. Der Auslaßdruck der Pumpe kann erheblich niedriger liegen als 1,76-3,52 kg/cm (25-50 pounds per sou are inch), wie durch Kraftstoffpumpen für typische bekannte Kraftstoffeinspritzanlagen vorgesehen.

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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Anlage reicht ein

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Auslaßdruck von. 0,35-0,5O kg/cm (5 bis 10 pounds per square inch) aus. Dieser Druck braucht nicht genau reguliert zu sein und kann aiit der Motorgeschwindigkeit bzw. -drehzahl variieren. Dementsprechend sollte die Pumpe 18 erheblich einfacher und preiswerter in der Herstellung sein als Kraftstoffpumpen, die bei bekannten Einspritzanlagen verwendet werden.

Ein Kraftstoffdruckejektor und -regulator, der allgemein mit 22 bezeichnet ist, nimmt den Kraftstoff auf, welcher durch das Einwegeventil 20 aus der Pumpe 1B kommt. Der Ejektor und Regulator ist schematisch dargestellt und weist einen Kolben 24 auf, der in einem Zylinder 26 bewegbar ist und durch eine Feder 28 vorgespannt ist. Die Feder spannt den Kolben in einer Richtung λγογ, so daß sich der Kolben Zk bewegen kann, um das Volumen des Zylinders 26 in Verbindung mit der Kraftstoffleitung 3° zu kontrahieren oder zusammenzuziehen. Hierdurch wird der Fließmitteldruck in der Kraftstoffleitung 30 erhöht. Das Einwegeventil 20 verhindert, daß diese Drucksteigerung einen Umkehrfluß zur Pumpe 18 erzwingt.

Eine Rücksetzeinrichtung 32 ist schematisch gezeigt und steht mit dem Kolben 24 in Verbindung, um periodisch den Kolben gegen die Vorspannung der Feder 28 zu bewegen und das Volumen des Zylinders 26 in Verbindung mit der Kraftstoffleitung 30 zu vergrößern. Die Rücksetzeinrichtung wird einmal je Motorumlauf von der Motornockenwelle 33 gespannt. Hierdurch wird

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der Druck in der Kraftstoffleitung "}O abgesenkt und ein augenblicklicher Fluß aus der Pumpe TS durch das Einwegventil 20 ermöglicht.

Ein zweites Einwegeventil Jk steht abstromig von dem Ejektor und Regulator 22 in Verbindung. Wenn sich der Kolben Zk unter der Vorspannung der Feder 28 so bewegt ,„ daß er das Volumen des Zylinders 26 zusammenzieht_t erlaubt das Ventil, daß der sich ergebende ho-he oder erhöhte Druck mit einer Kraftstoffleitung j6 in Verbindung kommt, welche die Verbindung zu den Kraftstoffschienen oder -leitungen lh schafft, wodurch dieser höhere Druck auf die Leitungen 14 gebracht wird. Wenn die Rücksetzeinrichtung 32 oTen Kolben gegen die Kraft der Feder 28 zurückzieht, wobei die Pumpe 18 Kraftstoff in die Niederdruck-Kraftstoffleitung 30 drücken kann, verhindert das Einwegeventil Jk einen Rückfluß in der Hochdruck-Kraftstoff leitung 36 zum Druckejektor 22 hin und hält somit den hohen Fließmitteldruck in den Leitungen lh aufrecht. Bei anderen Ausführungsformen der Erfindung könnte eine herkömmliche, regulierte Hochdruckkraftstoffpumpe den Ejektor bzw. Booster und Regulator 32 ersetzen.

Fakultativ sind die entfernten oder weiten Enden der Leitungen Ik zusammen durch eine Kraftstoffleitung 38 verbunden, um einen geschlossenen Kreislauf zu bilden. Ein Einwegeventil hO für konstante Entnahme verbindet die Kraftstoffleitung 38 zurück zum Kraftstofftank 16.

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Ein Fließmittelwellenregulator oder -wandler 42 ist mit der Fließmittelleitung unmittelbar aufstromig vom Ventil 20 verbunden. Der Wandler hat im wesentlichen den gleichen Aufbau bzw. ist von der gleichen Art wie in der US-Patentschrift 3 507 2-&3 gezeigt. Schematisch weist er ein eingeschlossenes Volumen 44 auf, welches von der Fließmittelleitung durch eine elastische Membran 46 getrennt ist. Die Membran 46 nimmt eine Position ein, in welcher die Kräfte auf ihren gegenüberliegenden Seiten gleich sind, wodurch sich bei steigendem Leitungsdruck die Membran bewegt, um das Volumen in der Kammer 44 zusammenzuziehen und somit das innerhalb dieses Volumens abgedichtet befindliche Fließmittel unter Druck zu setzen. Wenn umgekehrt der Leitungsdruck fällt, bewegt sich die Membrane, um das abgedichtete Volumen auszudehnen. Wenn sich die Membran 46 unter Ansprechen auf ein Absenken des Fließmitteldruckes in der Leitung nach auswärts bewegt, pumpt sie in wirksamer Weise ein Volumenfließmittel in die Leitung mit dem Versuch,· den Leitungsdruck zu erhöhen. Wenn umgekehrt die Membran in Abhängigkeit von einer Verminderung des Leitungsdruckes kontrahiert bzw. sich zusammenzieht, erhöht sie das Fließvolumen, welches mit der Leitung in Verbindung steht und versucht somit, den Druck zu vermindern. Der Wandler 42 wirkt somit als Fließregulator.

Wenn der Kolben 24 gegen die Vorspannung der Feder 28 durch die Einheit 32 zurückgezogen wird, so daß der Druck in der Leitung 30 unter den Auslaßdruck der Pumpe 18 fällt und das

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Fließventil 20 öffnet, ruft die Druckverminderung am Auslaß des Wandlers 42 hervor, daß sich die Membran 46 ausdehnt oder expandiert und ein Kraftstoffvolumen zuführt, welches die Kammer 26 nachfüllt. Bei der Abwesenheit dieser Vorrichtung könnte die scharfe Niedrigdruckwelle, welche durch die Expansion des Zylinders 26 erzeugt ist, den Kraftstoff in der Leitung zwischen der Pumpe und dem Ejektor verdampfen.

Ein ähnlicher Regulator oder Wandler bzw. Konverter 48 ist an der Kraftstoffleitung unmittelbar abstromig von dem {in einer Richtung) Richtventil 3^-angeschlossen. Dieser Waadlar schafft eine Quelle für unter Druck stehenden Kraftstoff zu der Leitung hin während der kurzen Zeit, wenn der Kolben Zh sich zurücksetzt, und infolgedessen isoliert das Ventil 34 die Leitung von der eitung 36. Der Wandler 18 wirkt auch als Puffer, um den Lauf der Expansions- und Kompressionswellen durch die Leitung 36 minimal zu halten.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind zwei Druckwandler oder - konverter 52 und 54 neben den Eingangsenden der Kraftstoffschienen 14 angeschlossen. Ein zweites Paar von Wandlern oder Konvertern 56 und 58 ist neben den Auslaßenden der Kraftstoffschienen angeschlossen, wo sie mit der gemeinsamen Kraftstoffleitung 38 verbunden sind. Diese Wandler regulieren alle in ähnlicher Weise den Druck in den Schienen bzw. Leitungen durch Unterdrücken der Druckwellen,

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welche durch das Einspritzen von Fließmitteln aus dem Ejektor 22 oder das Ausspritzen von Fließmittel durch die Einspritzdüsen 10 in der Anlage erzeugt werden.

Figur 1 zeigt auch die Schaltung, mit welcher elektrische Energie zu den Spulen der Einspritzeinrichtungsventile 10 über Leitungen 12 vorgesehen wird. Eine der Einspritzeinrichtungen 10 hat gemäß Darstellung eine Spule 60. Bei der Betrachtung der Schaltung, welche die Einschalt- bzw. Erregungsimpulse für diese Spule herleitet, weist das Zündsystem einen allgemein mit 6Z bezeichneten Verteiler mit einem Arm 6h auf, der in zeitlich abgestimmtem Verhältnis zum Motorbetrieb gedreht wird, um sich nacheinander in die Position mit Kontakten zu bewegen, die mit den Zündkerzen 66 des Motors verbunden sind, von denen nur «ine dargestellt ist. Der Arm 6h ist mit der Sekundärseite einer Zündspule, die allgemein bei 68 gezeigt ist, verbunden, wobei die Primärseite der Spule mit der Fahrzeugbatterie 70 über zwei motorgetriebene Unterbrecherstellen 72 verbunden ist. Die Unterbrecherstellen sind mit einem Kondensator Jh geshuntet.

Die Unterbrecherste11en sind auch mit einem Zähler 76 verbunden, der einen Teil der Einspritzeinrichtungs-Schaltung bildet. Der Zähler wird jedesmal dann, wenn die Unterbrecherstellen 72 schließen, um eine Zählung vorbewegt. Der Zähler 76 hat mehrere Ausgangsleitungen J8, die mit einer Anzahl Impulsgeneratoren 80 veränderlicher Breite in Verbindung stehen,

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Die verschiedenen Leitungen 78 werden nacheinander erregt, wenn der Zähler vorläuft, so daß jede Leitung einmal für jeden Motorzyklus erregt ist»

Die Generatoren mit veränderlicher Impulsbreite nehmen jeweils Ausgangs signale von einer Gruppe von Motorsensoren 82. auf, welche diese Betriebsvariablen, wie z.B. den Verteilerdruck und dergleichen, messen. Jeder Generator mit variabler Impulsbreite nimmt auch ein elektrisches Ausgangssignal aus einem Thermistor 82 auf", der relativ zum Motor gelagert ist, um die Motortemperatur zu erfassen. Der Thermistor 84 ist wegen seiner Rolle in der Niderdruck-Motorhochtemperatur-Sperrsclialtung von den anderen Motorsensoren 82 separat dargestellt.

Das Ausgangssignal der Generatoren 80 mit veränderlicher Impulsbreite geht an Gatter 86, und die Ausgangssignale der Gatter bilden die Leitungen 12, welche die Einspritzeinrichtung, 19 erregen.

Die Gatter 86 werden durch eine Einspritz-Sperrschaltung 88 gesteuert. Nur eine einzige Einspritz-Sperrschaltung bedient die Gatter 86, die jeweils einem Generator 80 mit veränderlicher Impulsbreite zugeordnet sind. Die Einspritz sperrschaltung 88 hat Eingangssignale aus dem Thermistor 84 und aus einem Druckschalter 90, der mit der Kraftstoffleitung 1k verbunden ist. Der Schalter 90 schließt vorzugsweise, wenn der Druck in

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der Leitung 14 über einem bestimmten Bruchteil des normalen Betriebsleitungsdruckes liegt. Im Falle der bevorzugten Aus-

führungsform kann der normale Betriebsleitungsdruck 7,03 kg/cm (1OO psi) betragen, und der Schalter 90 kann schließen, wenn der Druck 4,57 kg/cm (65 psi) übersteigt. Die Einspritz-Sperrschaltung 88 kann andererseits mit einem Eingangssignal nur von dem Druckschalter 90 versehen sein, wodurch sie in Abhängigkeit vom Druck des Kraftstoffes in der Leitung 14 in Betrieb kommt, um die Einschaltung oder Erregung der Einsritzeinrichtung während des Motorstartens zu blockieren oder zu sperren,· bis der Kraftstoff druck einen vorgewählten Minimaldruck in der Größenordnung von etwa 4,57 kg/cm (65 psi) übersteigt .

Die Einspritz-Sperrschaltung 88 verarbeitet das Ausgangssignal des Schalters 90 und des Thermistors 84, um das Gatter 86 zu steuern. Die Steuerung ist derart, daß das Gatter 86 die Ausg'angsimpulse aus dem Generator 80 zu der Einspritzspule 60 bringt, solange der Druckschalter geschlossen ist. Wenn der Druckschalter offen ist und einen Druck in der Leitung 14 von weniger als 4,57 kg/cm (65 psi) anzeigt, läßt das Gatter 86 noch Einspritzexnrichtungssignale durch, wenn der Ausgang des Thermistors derart ist, daß angezeigt wird, daß die Temperatur des Motors unter einem vorbestimmten Wert liegt. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann dieser Wert bei etwa 65,6⁰C (15O⁰F) liegen, im Vergleich zu einer normalen Motorbetriebstemperatur von etwa 93»3 C (200 F).

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Wenn der Druck in der Leitung λΚ geringer als 4,57 kg/cm (65 psi) und die Motortemperatur über 65,6 C (15Ο P) liegt, wird das Gatter 86 durch die Schaltung 88 erregt, um das Aufbringen von Zündimpulsen aus dem Generator 80 zur Spule 60 zu verhindern. Dieser Zustand tritt auf, wenn der Motor relativ kurz nach seinem Ausschalten wieder angelassen wird, während er noch bei oder nahe bei Betriebstemperatur liegt; d.h. innerhalb 5-20 Minuten oder dergleichen, je nach der Umgebungstemperatur. Wären die Einepritzeinrichtungen zu dieser Zeit nicht blockiert oder gesperrt, dann würde die verringerte Menge Kraftstoff, welche durch die Einspritzexnrichtungen zu den Zylindern infolge des niedrigeren Druckes in der Leitung 14 gebracht würde, wahrscheinlich nicht zu einem genug angereicherten Kraftstoff-Luftverhältnis führen, um die Zündung zu erreichen^und die unverbrannten Kohlenwasserstoffdämpfe wurden aus dem Auspuff gepumpt.

Figur 2 veranschaulicht die Schaltung der Einspritzungs-Sperrvorichtung 88 und ihre zugeordneten Bestandteile in größerer Einzelheit.

Der Thermistor 8k liegt in Serie mit einem Widerstand 100 zwischen einer positiven Spannung, die von einer Energiequelle vorgesehen wird, und Erde, so daß die zwei als Spannungsteiler wirken« Der Mittelpunkt dieses Spannungsteilers, welcher eine Spannung je nach dem Widerstand des Thermistors 84 hat, wird

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auf einen Anschluß eines Betriebsverstärkers 102 gelegt, der mit einer Vergleichsschaltung verbunden ist. Das Bezugseingangssignal zur Vergleichsschalting 102 kommt von einem Spannungsteiler, der aus der Reihenkombination der zwei Widerstände 1θ4 und 106 besteht. Ein Ende des Widerstandes 104 liegt an Erde, und ein Ende des Yiderstandes 106 ist mit einer positiven Bezugsspannung verbunden. Der Widerstand 104 ist durch den Druckschalter $0 geshuntet, der geschlossen ist, wenn der Druck in Leitung 12 den vorbestimmten Druck von z.B. 4,57 kg/cm Überdruck (65 psig) übersteigt. Wenn der Drude über diesem Wert liegt, ist der Schalter 90 geschlossen, und die Vergleichsschaltung 102 kann nicht ein hohes Ausgangssignal unabhängig vom Widerstand des Thermistors 84 vorsehen. Wenn der Druck jedoch über 4,57 kg/cm (65 psi) liegt, so daß der Schalter 90 offen ist und die Motorteraperatur und somit die Thermistortemperatur über einem vorbestimmten Wert liegen, wie z.B. 65,6⁰C (150⁰F),dann übersteigt die Spannung an der Verbindung zwischen dem Thermistor 84 und dem Widerstand 100 die Bezugsspannung und schafft ein Ausgangssignal aus der Vergleichsschaltung 102. Diese Spannung wird an die Gatter gebracht, eines für jeden Motorzylinder, und zwar über eine Mehrzahl von isolierenden Dioden IO6. Wenn die Gatter durch Ausgangssignale aus der Vergleichsschaltung 102 aktiviert werden, werden die Ausgangsimpulse aus den Generatoren 80 mit variabler Impulsbreite auf die Spulen 60 der Einspritzeinrichtung 10 gegeben. Wenn der Kraftstoffleitungsdruck

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unter dem vorbestimmten Druck liegt und die Motor temperatur über dem Vergleichsschaltungswert liegt, ist das Ausgangssignal der Vergleichsschaltung 102 so, daß die Gatter 86 Impulse aus den variablen Breitengeneratoren gegen ein Anlegen bzw. Aufbringen auf die Einspritzeinrichtungen blockieren.

Claims

Dr. Hans-Heinrich Wiilrath t d - 62 Wiesbaden 5. juii 1978

Dr. Dieter Weber ^{PostfaA 6145}

DipL-Phys. Klaus Seiffert 2829810

Telenrammidresse: WILLPATENT PATENTANWÄLTE Telex: 4-186247

P.D. 2000-597

Allied Chemical Corporation Morristown, New Jersey O796O USA

Kraftstoffexnsprxtzanlage mit Druckausbruchssperre

beim Start

Priorität in USA vom 8. Juli 1977, Serial No. 814 061

Patentansprüche

Kraftstoffeinspritzanlage für einen Funkenzündmotor mit Kraftstoffzufuhr unter Druck, mit einem Einspritzventil, welches mit der Zufuhr in Verbindung steht, Sensoren zum Messen der Betriebszustände des Motors und mit einer elektrischen Schaltung für die Erregung der Einspritzeinrichtung in zeitlich abgestimmtem Verhältnis zum Motorbetrieb für Perioden, die durch das Ausgangssignal dieser Sensoren gesteuert sind, dadurch gekenn-

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Postscheck: Frankfurt/Main 6763-602 Bank: Dresdner Bank AG. Wiesbaden. Kontp-Nr. 276807

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zeichnet, daß während des Startens des Motors in Abhängigkeit vom Druck des Kraftstoffes in der Zufuhr eine Einrichtung betätigt wird für die Sperrung oder Verzögerung der Einschaltung der Einspritzeinrichtung, bis der Kraftstoffdruck über einen vorgewählten Minimal druck hinausgegangen ist.
2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Abfühlen der Motorbetriebszustände eine Einrichtung aufweist für das Abfühlen der Motortemperatur, daß die Einrichtung zum Sperren oder Verzögern der Einschaltung der Einspritzeinrichtung während des Startens in Abhängigkeit von der Motortemperatur unterhalb eines bestimmten Wertes ausgeschaltet ist und daß die Einrichtung zur Sperrung der Einschaltung der Einspritzeinrichtung mit dem Ausgang des Temperatursensors verbunden ist.
3« Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Sperren der Einschaltung der Einspritzeinrichtung während des Startens einen Druckwandler aufweist, der mit der Kraftstoffzufuhr mit einem ersten Ausgang verbunden ist, wenn der Druck in der Zufuhr über einem vorbestimmten Druck liegt, der unter dem Druck in der Zufuhr während des normalen Motorbetriebes liegt, und mit einem zweiten Ausgang, wenn der Druck in der Zufuhr unter dem vorbestimmten Druck liegt.
4. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 31 dadurch gekennzeich-

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net, daß die Einrichtung zum Sperren des Einschaltens der Einspritzeinrichtung während des Startens eine Einrichtung aufweist zur Erzeugung eines elektrischen Signals mit einer Eigenschaft, die eine Funktion der Motortemperatur ist, und eine Vergleichseinrichtung aufweist für die Aufnahme des elektrischen Signals und eines Bezugssignals, wobei die Vergleichseinrichtung ein erstes Ausgangssignal hat, wenn das elektrische Signal größer als das Bezugssignal ist, und ein zweites Ausgangssignal hat, wenn das elektrische Signal kleiner als das Bezugssignal ist.
5. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschaltsperreinrichtung für die Kraftstoffeinspritzeinrichtung während des Startens derart wirkt, daß die Erregung der Einspritzeinrichtung blockiert oder verzögert wird, wenn der Druck in der Kraftstoffquelle unter einem bestimmten Druck liegt, wobei die bestimmte Temperatur unter der normalen, erwärmten Betriebstemperatur des Motors liegt.
6. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschaltsperreinrichtung für die Einspritzeinrichtung während des Startens einen Thermistor aufweist, der mit dem Motor zur Schaffung eines elektrischen Signals verbunden ist mit einer Eigenschaft, die eine Funktion der Motortemperatur ist, und mit einem Druckschalter, der mit der Kraftstoff zufuhr verbunden ist,

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7. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Kraftstoffzuführleitung, eine vom Motor angetriebene Einrichtung für die Zuführung von Kraftstoff aus einer Quelle zu der Zuführleitung, um einen bestimmten Kraftstoffbetriebsdruck in der Zufuhrleitung aufrecht zu erhalten, eine mit der Zufuhrleitung verbundene Einspritzeinrichtung, mit dem Motor verbundene Sensoren zum Messen der Motorbetriebsparameter, eine elektrische Schaltung, die mit den Ausgängen der Sensoren und mit dem Motor derart verbunden ist, daß die Einspritzeinrichtung zu Zeitperioden eingeschaltet wird, die in zeitlich abgestimmtem Verhältnis zum Motorbetrieb auftreten und eine von den Ausgangssignalen der Sensoren abhängige Dauer haben, und durch eine in Abhängigkeit von dem Kraftstoffdruck in der Zufuhrleitung betätigte Einrichtung zum Blockieren oder Verzögern der Einschaltung der Einspritzeinrichtung während des Startens des Motors, unabhängig vom Ausgangss^nal der elektrischen Schaltung, bis der Druck des Kraftstoffes in der Zufuhrleitung über einen vorbestimmten Minimaldruck hinausgeht.
8. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Einschaltsperrung der Einspritzeinrichtung während des Startens einen Drucksensor aufweist, de^mit der Kraftstoffzufuhr verbunden ist, einen Temperatursensor aufweist, der mit dem Motor verbunden ist, und daß die Einschaltsperreinrichtung für die Ein-

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spritzeinrichtung in Abhängigkeit von der Temperatur des Motors unterhalb eines vorbestimmten Wertes ausschaltbar ist, und daß die Sperreinrichtung für die Einspritzeinrichtung mit dem Ausgang des Temperatursensors verbunden ist.
9. Anlage nach Anspruch 7t dadurch gekennzeichnet, daß die Einschaltsperreinrichtung für die Einspritzeinrichtung nach Erhalten von Bedingungen oder Zuständen relativ niedrigen Druckes in der Kraftstoffzufuhr und hoher Motortemperatur zur Blockierung oder Verzögerung des Betriebes der Einspritz, einrichtung wirkt, wenn der Druck in der Kraftstoffzufuhr unter einem Druckwert liegt, der selbst unter dem Betriebsdruck der Zufuhr liegt^ und die Motortemperatur über einem vorbestimmtem Temperaturwert liegt, der unter der normalen Motorbetriebstemperatur nach der Erwärmung liegt.

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