DE2925786A1

DE2925786A1 - Kraftstoffeinspritzanlage

Info

Publication number: DE2925786A1
Application number: DE19792925786
Authority: DE
Inventors: Takeshi Fujishiro
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1978-06-27
Filing date: 1979-06-26
Publication date: 1980-01-24
Also published as: DE2925786C2; GB2040357A; FR2429896B1; GB2109456B; US4269157A; GB2040357B; FR2429896A1; GB2109456A

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzanlage für eine Brennkraftmaschine.

In Fig. 1 der zugehörigen Zeichnung ist in einem Blockschaltbild eine herkömmliche Kraftstoffeinspritzanlage für eine Brennkraftmaschine dargestellt. Die bekannte Anlage weist einen Luftstromsensor 1, der auf einen Ansaugluftstrom anspricht und an seinem Ausgang ein Spannungssignal Sq erzeugt, dessen Amplitude proportional zum Ansaugluftstrom ist, und einen Drehsensor 2 auf, der auf die Drehzahl der Maschine anspricht und an seinem Ausgang ein fjpannungssignal Sn erzeugt, dessen Amplitude proportional der Drehzahl der Maschine ist. Die Signale Sq und Sn liegen an einem Teiler 3, der an seinem Ausgang ein Signal Sq/Sn liefert, dessen Amplitude dem Ansaugluftstrom pro Umdrehung der Maschine ent·" spricht. Das Signal Sq/Sn liegt an einem Impulsgenerator 4, der an seinem Ausgang ein Grundimpulssignal SpI liefert, dessen Impulsbreite der Amplitude des Signals Sq/Sn entspricht. Das Grundimpulssignal SpI liegt an einer Korrekturschaltung 5, die die Impulsbreite des Grundimpulssignals SpI nach Massgabe von Signalen S1 bis S5 korrigiert, die von nicht dargestellten Sensoren anliegen und die verschiedenen Arbeitsparameter der Maschine, beispielsweise die Drosselstellung, die Wassertemperatur, die Aussentemperatury die Drehzahl der Maschine und die Abgasverhältnisse wiedergeben/und die an ihrem Ausgang ein Impulssignal Sp2 liefert, das eine korrigierte Impulsbreite hat. Das Impulssignal Sp2 liegt an einer Treiberschaltung 6. Die Treiberschaltung 6 liefert einen Einspritzimpuls P1, dessen Impulsbreite durch das Impulssignal Sp2 bestimmt ist, einem elektromagnetischen Kraftstoffeinspritzventil 7 immer dann, wenn ein Steuersignal St1 synchron

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mit der Umdrehung der Maschine anliegt, so dass das Kraftstoffeinspritzventil 7 betätigt wird und Kraftstoff für eine Zeitdauer einspritzt, die der Impulsbreite des Einspritzimpulses P1 entspricht.

Das Grundprinzip einer derartigen herkömmlichen Kraftstoffeinspritzanlage besteht darin, die Kraftstoffeinspritzung für jede Umdrehung der Maschine unter der Steuerung eines Einspritzimpulses zu bewirken, dessen Impulsbreite nach Massgabe des Ansaugluftstromes pro Umdrehung der Maschine bestimmt ist.

D.h., dass die Menge an einzuspritzendem Kraftstoff nach Massgabe der Impulsbreite des Einspritzimpulses gesteuert wird. Dazu ist ein extrem genaues und kostspieliges Einspritzventil erforderlich, das mit einem hohen Ansprechvermögen auf die Einspritzimpulse arbeitet und das einen grosaon strömungsdynamischen Bereich in der Grössenordnung von 10:1 hat. Darüberhinaus benötigt die herkömmliche Kraftstofffeinspritzanlage eine komplizierte Steuerschaltung mit Teilerschaltungen zum Berechnen der angesaugten Luftmenge pro Umdrehung der Maschine.

Ziel der Erfindung ist daher eine Kraftstoffeinspritzanlage, die einen einfachen Aufbau hat und kostengünstig herzustellen ist. Durch die Erfindung soll insbesondere erreicht werden, dass es nicht mehr notwendig ist, ein extrem genaues und kostenträchtiges Kraftstoffeinspritzventil vorzusehen.

Durch die Erfindung soll insbesondere eine Kraftstoffeinspritzanlage geliefert werden, die ein Kraftstoffluftgemisch mit einer ausserordentlich gleichmässigen Kraftstoffverteilung und einer hohen Kraftstoffzerstäubung liefern kann.

Das wird erfindungsgemäss durch eine Kraftstoffeinspritzanlage erreicht, die wenigstens ein Kraftstoffeinspritzventil,

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einen Stromsensor, der auf einen Ansaugluftstrom anspricht und an seinem Ausgang ein Impulssignal mit einer Frequenz erzeugt, die dem Ansaugluftstrom entspricht, und eine Treibereinrichtung aufweist, die das Kraftstoffeinspritzventil für eine vorbestimmte Zeitdauer immer dann betätigt, wenn ein Impulssignal vom Stromsensor anliegt. Die einzuspritzende Kraftstoffmenge wird über die Häufigkeit der Kraftstoffeinspritzungen pro Zeiteinheit gesteuert.

Ein besonders bevorzugter Gedanke der Erfindung besteht in einer Kraftstoffeinspritzanlage für eine Brennkraftmaschine. Die Anlage weist wenigstens ein Kraftstoffventil, einen Stromsensor, der auf einen Ansaugluftstrom anspricht und an seinem Ausgang ein Impulssignal erzeugt, dessen Frequenz dem Ansaugluftstrom entspricht, und eine Treibereihrichtung auf, die das Kraftstoffeinspritzventil für eine vorbesfciimate Zeitdauer immer dann betätigt, wenn ein Impulssignal vom Stromsensor anliegt. Die einzuspritzende Kraftstoffmenge wird über die Häufigkeit der Kraftstoffeinspritzungen pro Zeiteinheit gesteuert.

Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung bevorzugte Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Kraftstoffeinspritzanlage näher erläutert:

Fig. 1 ■ zeigt in einem Blockschaltbild eine herkömmliche Kraftstoffeinspritzanlage.

Fig. 2 . zeigt in einem Blockschaltbild ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Kraftstoffeinspritzanlage.

Fig. 3 zeigt in einem Blockschaltbild ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Kraftstoffeinspritzanlage.

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Fig. 4A zeigen in Diagrammen die Arbeitsweise der in

Fig. 3 dargestellten Kraftstoffeinspritzanlage,

Fig. 5 zeigt eine Schnittansicht zur Darstellung einer Karman'sehen Wirbelstrommessvorrichtung.

Fig. 6 zeigt in einer Schnittansicht ein Ausführungsbeispiel des Kraftstoffeinspritzventils.

Fig. 7 zeigt eine Schnittansicht längs der Linie VII-VII in Fig. 6.

Fig. 8 zeigt in einem Blockschaltbild ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Kraftstof feinspritzanlage .

Fig. 9 zeigt in einem Zeitdiagramm die Spannungssignalwellenformen zur Erläuterung der Arbeitsweise der in Fig. 8 dargestellten Kraftstoffeinspritzanlage.

Fig. 10 zeigt schematisch die Position der Kraftstoffeinspritzventile bei der in Fig. 8 dargestellten Kraftstoffeinspritzanlage.

In Fig. 2 ist in einem Blockschaltbild ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Kraftstoffeinspritzanlage dargestellt. Die Anlage weist eine Karman'sehe Wirbelstrommessvorrichtung auf, die im Ansaugkanal der Maschine angeordnet ist und auf einen Ansaugluftstrom ansprechend an ihrem Ausgang ein Impulssignal Sp3 liefert, dessen Frequenz proportional dem Ansaugluftstrom ist. Das Impulssignal Sp3 liegt an einem Frequenzteiler 11, der das Impulssignal Sp3 in einem geeigneten Verhältnis teilt und ein Zeitsteuersignal St2 liefert. Obwohl der Frequenzteiler 11 erforderlich ist, um für ein hohes Ansprechvermögen des Einspritzventils zu sorgen, wenn die Frequenz

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des Impulssignals Sp3 von der Strömungsmessvorrichtung 10 sehr gross ist, beispielsweise in der Grössenordnung von etwa 1 kHz bei maximaler Ausgangsleistung der Maschine liegt, versteht es sich, dass der Frequenzteiler 11 fehlen kann, wenn die Frequenz des Impulssignals Sp3 relativ niedrig ist.

Die Anlage weist weiterhin einen Impulsgenerator 12 avif, der an seinem Ausgang ein Grundimpulssignal Sp4 mit einer vorbestimmten Impulsbreite einer Korrekturschaltung 13 liefert» Die Korrekturschaltung 13 korrigiert die Impulsbreite des Grundimpulssignals Sp4 nach Massgabe von Signalen S1 bis S5, die von nicht dargestellten Sensoren anliegen und die verschiedenen Betriebsparameter der Maschine, beispielsweise die Drosselstellung, die Wassertemperatur, die Aussentemperatur, die Drehzahl der Maschine und die Abgasverhältnisse wiedergeben, und liefert an seinem Ausgang ein Impulssignal Sp5 mit einer korrigierten Impulsbreite. Das Impulssignal Sp5 liegt an einer Treiberschaltung 14. Die Treiberschalttmg 14 liefert einen Einspritz impuls t'2, dessen Impulsbreite durch das Impulssignal Sp5 bestimmt ist, einem elektromagnetischen Einspritzventil 15 immer dann, wenn das Zeitsteuersignal St2 vom Frequenzteiler 11 anliegt, wodurch das Einspritzventil 15 zum Einspritzen von Kraftstoff betätigt wird.

Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Kraftstoffeinspritzanlage ist die Impulsbreite des Einspritzimpulses P2 im wesentlichen konstant und wird die Menge an einzuspritzendem Kraftstoff nach Massgabe der Häufigkeit der Kraftstoffeinspritzungen pro Zeiteinheit gesteuert. Das maximale Verhältnis zwischen der Impulsbreite des Grundimpulssignals Sp4 und der Impulsbreite des in der Korrekturschaltung 13 nach Massgabe der verschiedenen Arbeitsparameter der Maschine korrigierten Einspritzimpulses beträgt etwa 2:1. Es besteht dann keine Notwendigkeit, ein extrem genaues Kraft-

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einspritzventil vorzusehen, das einen grossen strömungsdynamischen Bereich hat. Da die Häufigkeit der Kraftstoffeinspritzungen verglichen mit einer herkömmlichen Kraftstoff einspritzanlage grosser ist, ist es möglich, ein gutes Kraftstoffluftgemisch mit einer ausserordentlich igLeichmässigen Kraftstoffverteilung und einer" höhen Kraftstoffzerstäubung zu liefern.

Bei herkömmlichen Kraftstoffeinspritzanlagen ist ein Kraftstoff ventil für jeden Zylinder erforderlich, um eine^hohe Kraftstoffverteilung zu erzielen, was dazu führt, dass derartige Anlagen mit hohen Kosten verbunden sind.Erfindungsgemäss erfolgt die zeitliche Steuerung der Kraftstoffeinspritzungen unabhängig von der Drehung der Maschine und wird die Häufigkeit der Kraftstoffeinspritzungen pro Umdrehung der Maschine erhöht. Dadurch ist es möglich, mit nur einem einzigen Kraftstoff einspritzventil , das im Verbindungsstück des Ansaugkrümmers vorgesehen ist, ein Kraftstoffluftgemisch mit gleichmassiger Verteilung allen Zylindern zu liefern.

Die Karman'sche Wirbelstrommessvorrxchtung 10 kann durch eine Turbinenströmungsmessvorrichtung oder durch eine andere geeignete Einrichtung ersetzt werden, die auf einen Ansaugluftstrom anspricht und ein Signal erzeugt, dessen Frequenz dem Ansaugluftstrom entspricht. Darüberhinaus kann statt der Karman¹sehen Wirbelstrommessvorrxchtung 10 auch eine Kombination aus einem Luftstromsensor, der auf einen Ansaugluftstrom anspricht und ein Spannungssignal erzeugt, dessen Amplitude proportional zum Ansaugluftstrom ist, und aus einem Spannungsfrequenzwandler verwandt werden, der das Spannungssignal in ein Signal umwandelt, dessen Frequenz dem Ansaugluftstrom entspricht. Die Verwendung einer Karman'sehen Wirbelstrommessvorrichtung ist jedoch vorteilhafter, da ihr Ausgangssignal direkt oder über einen Frequenzteiler als Zeitsteuersignal verwandt werden kann.

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In Fig. 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Dieses Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Kraftstoffeinspritzanlage weist eine Karman'sche Wirbelstrommessvorrichtung 20 auf, die im Ansaugsystem der Maschine angeordnet ist und ein Impulssignal Sa liefert, dessen Frequenz proportional.zum Ansaugluftstrom ist. Die Strömuhgsmessvorrichtung 20 liefert beispielsweise ein Signal mit einer Frequenz von 50 Hz bei minimalem Ansaugluftstrom und ein Signal mit einer Frequenz von 1000 Hz bei maximalem Ansaugluftstrom.

Das Signal Sa liegt an einem ersten und einem zweiten Frequenzteiler 21 und 22, die die Frequenz des Signals Sa im Verhältnis 1 und 4 jeweils teilen, und Ausgangssignale Sb und Sc einer Schaltung 23 mit Schalterfunktion liefern. Das Signal Sa liegt auch an einem Frequenzkomparator 24, der die Frequenz des Signals Sa mit einem Vergleichswert vergleicht. In Hinblick auf die Stabilität der Steuerung ist es bevorzugt, den Vergleichswert hysteretisch derart festzulegen, dass die Frequenz des Signals Sa mit einem höheren Vergleichswert bei ansteigender Frequenz und mit einem niedrigeren Vergleichswert bei abnehmender Frequenz verglichen wird, wie es in Fig. 4B dargestellt ist. Der Komparator 24 schaltet beispielsweise an, wenn die Frequenz des Signals Sa von der Wirbelstrommessvorrichtung über 500 Hz steig^und schaltet ab, wenn die Frequenz des Signals Sa auf unter 400 Hz abnimmt.

Die Schaltung 23 mit Schalterfunktion lässt das Signal Sc vom zweiten Frequenzteiler 22 durch, wenn der Frequenzkomparator 24 angeschaltet ist, und lässt das Signal Sb vom ersten Frequenzteiler 21 durch, wenn der Frequenzkomparator

24 abgeschaltet ist.

Die Kraftstoffeinspritzanlage weist auch einen Impulsgenerator

25 auf, an dem ein Eingangssignal vom Frequenzkomparator 24

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liegt und der an seinem Ausgang ein Grundimpulssignal Sd liefert. Die Impulsbreite des Grundimpulssignals Sd bei angeschaltetem Frequenzkomparator 24 ist entsprechend dem Teilerverhältnis des zweiten Frequenzteilers 22 viermal so gross wie die Impulsbreite des Grundimpulssignals Sd bei abgeschaltetem Frequenzkomparator 24. Das Grundimpulssignal Sd liegt an einer Korrekturschaltung 26, die die Impulsbreite des Grundimpulssignals Sd nach Massgabe verschiedener Arbeitsparameter der Maschine korrigiert, die durch Signale wiedergegeben werden, die von einem Wassertemperatursensor 27, einem Luftdrucksensor 28 und einem Abgassensor 29 anliegen_/und liefert an seinem Ausgang ein Impulssignal Se mit korrigierter Impulsbreite. Das Impulssignal Se liegt an einer..Treiberschaltung 30. Die Treiberschaltung 30 liefert ein Einspritzimpulssignal Sf, dessen Impulsbreite durch das Impulssignal Se bestimmt ist, einem elektromagnetischem Kraftstoffeinspritzventil 31 immer dann, wenn ein Steuersignal St von der Schaltung 23 mit Schalterfunktion anliegt, wodurch das Kraftstoffeinspritzventil 31 für eine Zeitdauer betätigt wird, die der Impulsbreite des Impulssignals Sf entspricht. Das Steuersignal St ist gleich dem Signal Sc, wenn der Frequenzkomparator 24 angeschaltet ist oder gleich dem Signal Sb, wenn der Frequenzkomparator 24 abgeschaltet ist.

Fig. 4A zeigt in einem Diagramm der Ausgangsfrequenz der .Strömungsmessvorrichtung gegenüber der Steuerimpulsfrequenz die Kennlinie des Steuerimpulssignals St, Fig. 4B zeigt in einem Diagramm der Ausgangsfrequenz der Strömungsmessvorrichtung gegenüber der Ausgangsimpulsbreite der Strömungsmessvorrichtung die Kennlinie des Frequenzkomparators 24 und Fig. 4C zeigt in einem Diagramm der Ausgangsfrequenz der Strömungsmessvorrichtung gegenüber der Impulsbreite des GrundimpulssignaIs die Kennlinie des Signalgenerators 25,

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Aus den Fig. 4A bis 4C ist ersichtlich, dass das durch die Strömungsmessvorrichtung 20 gelieferte Impulssignal Sa direkt an der Treiberschaltung 30 liegt, um die Kraftstoffeinspritzungen zeitlich zu steuern, wenn die Frequenz des Signals Sa bei geringem Ansaugluftstrom niedrig ist. Die Kraftstoffeinspritzungen erfolgen somit bei minimalem Ansaugluftstrom mit einer Frequenz von 50 Hz. Dadurch ergeben sich gute Kraftstoff~ luftmischverhältnisse und eine gute Kraftstoffluftverteilung. Wenn andererseits die Frequenz des Impulssignals Sa von der Strömungsmessvorrichtung 20 über 500 Hz mit 'zunehmendem Ansaugluftstrom ansteigt, liegt das Impulssignal Sc vom zweiten Frequenzteiler 22 an der Treiberschaltung 30,. um die Kraftstoffeinspritzungen zeitlich zu steuern und ändert sich die Impulsbreite des Grundimpulssignals Sd auf einen Wert, der viermal so gross wie die Impulsbreite des Grundimpulssignals Sd bei einer Frequenz des Impulssignals Sa unter 500 Hz ist. Da die Kraftstoffeinspritzung mit 500 Hz bei maximalem Ansaugluftstrom erfolgt, besteht keine Notwendigkeit, ein Hochgeschwindigkeitskraftstoffeinspritzventil vorzusehen.

Da sich der Ansaugluftstrom aufgrund einer Änderung der Drehzahl der Maschine von etwa 600 Umdrehungen pro Minute beim Leerlauf auf etwa 6000 Umdrehungen pro Minute bei maximaler Leistung der Maschine auf das 10-fache ändert und sich darüberhinaus aufgrund Änderungen in den Maschinenlastverhältnissen auf das vierfache ändert, ändert sich der Ansaugluftstrom insgesamt vom kleinsten Wert bis zum grössten Wert auf das 40-fache. Es ist daher erforderlich, die einzuspritzende Kraftstoffmenge vom kleinsten Wert auf den grössten Wert um das 40-fache zu ändern. Eine Begrenzung des Variationsbereiches für die eingespritzte Kraftstoffmenge aufgrund des Aufbaues des Kraftstoffeinspritzventils führt zu schlechten Kraftstoffluftmischverhältnissen und zu einer schlechten Kraftstoffluftverteilung. Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen

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Kraftstoffeinspritzanlage ist eine derartige Gefahr dadurch ausgeschlossen, dass die Häufigkeit der Kraftstoffeinspritzungen erhöht und die Menge an Kraftstoff, die bei jeder Kraftstoffeinspritzung bei niedrigem Ansaugluftstrom eingespritzt wird, herabgesetzt wird, während bei hohem Ansaugluftstrom die Häufigkeit der Kraftstoffeinspritzungen herabgesetzt und die Menge an Kraftstoff erhöht wird, die bei jeder Kraftstoffeinspritzung eingespritzt wird.

Anhand von Fig. 5 wird im· folgenden im einzelnen- eine Karman'sehe Wirbelstrommessvorrichtung beschrieben. Eine Karman'sehe Wirbelstrommessvorrichtung nutzt die Tatsache aus, dass die Häufigkeit,mit der Karman'sehe Wirbel durch einen säulenförmigen Gegenstand im Fluidstrom erzeugt werden, proportional zur Geschwindigkeit des strömenden Fluides ist.

Im Fluiddurchlass 40 ist eine typische Karman'sehe Wirbelstrommessvorrichtung vorgesehen, die einen zylindrischen Wirbelgenerator 41, der mit einer durchgehenden Bohrung 42 ausgebildet ist, und einen Hitzdraht 43 aufweist, der durch die Bohrung 42 verläuft. Durch die Bohrung 42 tritt eine Fluidströmung auf, die eine Änderung des Widerstandes des Hitzdrahtes 43 immer dann bewirkt, wenn ein Karman'scher Wirbel gebildet wird. Die Häufigkeit oder die Periode,mit der die Karman'sehen Wirbel erzeugt werden, wird aufgenommen und die Fluidströmung wird über die Widerstandsänderung gemessen.

Da durch den Wirbelgenerator 41 starke Wirbel erzeugt werden, so dass das Fluid stromabwärts vom Wirbelgenerator 41 stark verwirbelt wird, werden die Luft und der Kraftstoff vollständig vermischt, wenn der Kraftstoff an einem Bereich stromabwärts vom Wirbelgenerator 41 eingespritzt wird. Da die erzeugten Wirbel abgeschwächt werden, wenn sie vom Wirbel-

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generator 41 wegwandern, sollte die Einspritzdüse des Kraftstoffeinspritzventiles so nahe am Wirbelgenerator wie möglich angeordnet sein. Eine ausreichende Verwirbelung kann dann erhalten werden, wenn die Einspritzdüse in einem Abstand 1 zwischen einem gerade erzeugten Wirbel und dem vorhergehenden Wirbel vom Wirbelgenerator 41 angeordnet ist. Versuche haben gezeigt, dass der Abstand 1 etwa 4,63d beträgt, wobei d der Durchmesser des zylindrischen Wirbelgenerators 41 ist. Wenn beispielsweise der Durchmesser des Wirbelgenerators 2 cm beträgt, kann die Einspritzdüse des Kraftstoffeinspritzventiles an einer Stelle stromabwärts vom Wirbelgenerator 41 innerhalb eines Abstandes von etwa 9 cm angeordnet werden. Etwa derselbe Wert wird mit Wirbelgeneratoren mit rechteckigem oder dreieckigem Querschnitt erhalten.

In den Fig. 6 und 7 ist die Beziehung zwischen der Karman'sehen Wirbelstroiamessvorrichtung und dem Kraftstoffeinspritzventil auf der Grundlage der obigen Überlegungen dargestellt. Die Karman'sehe Wirbelstrommessvorrichtung weist einen Wirbelgenerator 46 mit einer durchgehenden Bohrung 47 und einen Hitzdraht 48 auf, der in der. Bohrung 47 verläuft. Die Wirbelstrommessvorrichtung ist im Ansaugkanal 49 angeordnet, der an seiner stromaufwärtsliegenden Seite über einen wabenförmigen Stromregler 50 mit einem nicht dargestellten Luftfilter und an der stromabwärtsliegenden Seite über einen Ansaugkrümmer mit den Ansaugmündungen der Zylinder verbunden ist.

Das Kraftstoffeinspritzventil"51 weist eine Einspritzdüse auf, die durch den Wirbelgenerator 46 verläuft und an der stromabwärtsliegenden Seite des Wirbelgenerators 46 mündet, so dass der Kraftstoff in der durch unterbrochene Linien und Pfeile dargestellten Weise eingespritzt werden kann. Da die Strömung stromabwärts vom Wirbelgenerator 46 durch die Karman"sehen Wirbel stark.-verwirbelt wird, wird der eingespritzte Kraftstoff vollständig mit der eingeführten Luft vermischt. Das führt zu einem Kraftstoffluftgemischt mit einer extrem gleichmässigen Kraftstoffverteilung und einer starken Kraftstoff zerstäubung. 909884/06 54

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Obwohl vorzugsweise der Kraftstoff fortlaufend eingespritzt wird, um für eine hohe Zerstäubung und eine gute Verteilung zu sorgen, können ausreichende Ergebnisse auch dadurch erhalten werden, dass der Kraftstoff synchron mit der Drehung der Maschine oder der Erzeugung der Karman'sehen Wirbel, d.h. mit dem Ausgangssignal der Karman'sehen Wirbelstrommessvorrichtung eingespritzt wird.

In Fig. 8 ist in einem Blockschaltbild ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die in Fig. 8 dargestellte Kraftstoffeinspritzanlage weist eine Karman'sehe Wirbelstrommessvorrichtung 60 auf, die auf einen Arisaugluftstrom anspricht und an ihrem Ausgang ein Impulssignal a liefert, dessen Frequenz proportional zum Ansaugluftstrom ist. Das Signal a liegt an einer wellenformenden Schaltung 61, die die Wellenform des Signals a formt und an ihrem Ausgang ein Impulssignal b liefert. Das Impulssignal b liegt an einem Signalverteiler 62, der auf das Signal b anspricht und Triggersignale c, d, e und f monostabilen Multivibratoren 63 bis 66 jeweils liefert. Jeder monostabile Multivibrator 63 bis 66 wird durch ein Triggersignäl vom Signalverteiler 62 angesteuert und liefert an seinem Ausgang ein Einspritzsignal g, h, i oder j mit einer vorbestimmten Impulsbreite, um dadurch ein .-entsprechendes Kraftstoff einspritzventil 67 bis 70 zu betätigen, das solange offen gehalten wird, wie das Einspritzsignal anliegt.

Die Anlage weist weiterhin eine Korrekturschaltung 71 auf, die auf die Signale S1 bis S5 von nicht dargestellten Sensoren anspricht, die die verschiedenen Arbeitsparameter der Maschine, beispielsweise die Drosselstellung, die Wassertemperatur, die Aussentemperatür, die Drehzahl der Maschine und die Abgasverhältnisse wiedergeben, und ein Korrektursignal Sw für die monostabilen Multivibratoren 67 bis 70 erzeugt, um dadurch die Impulsbreite der Einspritzsignale g bis j nach

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Massgabe der Arbeitsparameter der Maschine zu korrigieren.

Bei diesem Ausführungsbeispiel einer Kraftstoffeinspritzanlage ist die Impulsbreite der Einspritziiapulse g" bis j im wesentlichen konstant und wird die von jedem Kraftstoffeinspritzventil zu liefernde Kraftstoffmenge nach Massgabe der Häufigkeit ' der Kraftstoffeinspritzungen pro Zeiteinheit gesteuert.

Fig. 9 zeigt in einem Diagramm die Spannungssignalwellen-' formen der Signale a bis j, die auf den Leitungen auftreten, die durch dieselben Buchstaben in Fig. 8 bezeichnet sind, sowie ihre zeitliche Beziehung zueinander. Aus Fig. 9 ist ersichtlich, dass die Perioden, während der die Kraftstoffeinspritzventile 67 bis 70 den Kraftstoff einspritzen, einander überlappen können. Es ist somit möglich, den Bereich, in dem sich die einzuspritzende Kraftstoffmenge ändert, auf das vierfache verglichen mit dem Fall zu vergrössern^ in dem nur ein Kraftstoffeinspritzventil verwandt wird. Eine ausreichende Kraftstoffmenge kann folglich der Maschine leicht zugeführt werden. Wenn beispielsweise angenommen wird, dass die Impulsbreite jedes Einspritzsignals 3 msek beträgt und dass das Intervall der Kraftstoffeinspritzungen 40 msek (25 Hz) im Leerlauf beträgt, bei dem der Ansaugluftstrom eine Stärke von 2 1/sek hat, kann eine Kraftstoff menge, die 40mal so gross wie die beim Leerlauf eingespritze Kraftstoffmenge ist, bei maximaler Leistung, der Maschine zugeführt werden, bei der der Ansaugluftstrom eine Stärke von 100 1/sek hat, indem das Kraftstoffeinspritzintervall auf 1 msek (1 Hz) vergrössert wird, während die Impulsbreite jedes Einspritzsignals bei 3 msek bleibt, so dass sich die Zeitperioden überlappen, in denen die vier Kraftstoffeinspritzventile arbeitet.

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Fig. 10 zeigt die in Fig. 2 dargestellte Kraftstoffeinspritzanlage in der Form , wie sie in eine Brennkraftmaschine eingebaut ist. Die Karman'sche Wirbelstrommessvorrichtung 60 ist im Ansaugkanal 72 an einer Stelle stromaufwärts vom Drosselventil 73 angeordnet. Eine Gruppe von Kraftstoffeinspritzventilen 67 bis 70 ist in den Ansaugkanal 72 an einer Stelle stromabwärts vom Drosselventil 73 und in der Nähe des Ansaugkrümmers 74 eingesetzt, so dass jedem Zylinder ein gleichmassig verteiltes Kraftstoffluftgemisch zugeführt werden kann. Die strichpunktierten Pfeile und Linien zeigen den Ansaugluftstrom, die unterbrochenen Pfeile und Linien den eingespritzten Kraftstoff und die ausgezogenen Pfeile und Linien die Strömung des Kraftstoffluftgemisches.

Eine Anzahl von Kraftstoffeinspritzventilen wird derart ge-

steuert,dass die Zeitperioden, während der die Kraftstoffeinspritzventile den Kraftstoff einspritzen, einander überlappen und dass die einzuspritzende Kraftstoffmenge von der Häufigkeit der Kraftstoffeinspritzungen pro Zeiteinheit abhängt. Das ergibt einen breiten Bereich, über den sich die einzuspritzende Kraftstoffmenge ändern kann, was zu einer starken Kraftstoffzerstäubung und einer extrem gleichmassigen Kraftstoffverteilung führt.

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- Al-

Leerseite

Claims

PATENTANWÄLTE A. GRÜNECKER

DiPL-ING.

H. KlNKELDEY

OR-ING

W. STOCKMAiR «<*«*>* ' ^w K. SCHUMANN

. DR BER NAT - OtPL-PHYS.

P. H. JAKOB

OP1.-ING.

S. BEZOLD

DRRERMAT-OPL-CHEiA

8 MÜNCHEN 2Q

MAXIMILIANSTRASSE A3

26. Juni 1979 P 13 984-

NISSAÜT MOTOH COMPANY, LIMITED -

2, Talcara-cho, Kanagawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa-ken, Japan

Kraftstoffeinspritzanlage

PATENTANSPRÜCHE

f1.j Kraftstoffeinspritzanlage für eine Brennkraftmaschine mit einem Ansaugkanal, gekennzeichn ^t durch

a) wenigstens ein Kraftstoffeinspritzventil (15) ,

b) einen Stromsensor (10), der im Ansaugkanal angeordnet ist, wobei der Stromsensor (10) auf einen Ansaugluftstrom anspricht und an seinem Ausgang ein Impulssignal liefert, dessen Frequenz dem Ansaugluftstrom entspricht, und

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TELEFON (OSS) 933869 TEUEX OS-3S38O TELEGRAMME MONAPAT TELEKOP1EHER

ORIGINAL. INSPECTED

c) eine Treiberschaltung (14), die das Kraftstoff einspritzventil, über eine vorbestimmte Zeitdauer imitier dann betätigt, wenn vom Stromsensor (10) ein Impulssignal anliegt.
2. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass der Stromsensor (10) in Form einer Karman * sehen Wirbelstrommessvorrichtung ausgebildet ist.
3. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , dass das Kraftstoffeinspritzventil (51) mit seiner Kraftstoffdüsenöffnung (52) an einer Stelle stromabwärts vom Wirbelgenerator (46) der Karman'sehen Wirbelstrommessvorrichtung angeordnet ist.
4. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , dass sich die Stelle, an der das Kraftstoffeinspritzventil (51) angeordnet ist, innerhalb eines Abstandes vom Wirbelgenerator (46) befindet, der gleich dem Abstand zwischen einem Wirbel und dem vorher erzeugten Wirbel ist.
5. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass der Stromsensor (10) in Form einer Turbinenstrommessvorrichtung ausgebildet ist.
6. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Korrekturschaltung (13), die die Zeitdauer, während der eine Kraftstoffeinspritzung erfolgt, nach Massgabe der verschiedenen Arbeitsparameter der Maschine korrigiert.
7. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Frequenzteiler (22) , der die Frequenz eines vom Stromsensor (20) anliegenden Impulssignals in einem vorbestimmten Verhältnis teilt, durch

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einen Frequenzkomparator (24), der die Frequenz eines vom Stromsensor (20) anliegenden Impulssignals mit einem Vergleichswert vergleicht, und durch eine Steuereinrichtung, die auf den Komparator anspricht und das Impulssignal vom Stromsensor (20) an die Treibereinrichtung (30) legt, wenn die Frequenz unter dem Vergleichswert liegt,und die das Impulssignal vom Frequenzteiler (22) an die Treibereinrichtung (30) legt und gleichfalls die Zeitdauer jeder Kraftstroffeinspritzung auf einen Wert erhöht, der dadurch erhalten wird, dass die Zeitdauer mit dem Teilerverhältnis multipliziert wird.
8. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 4 _t dadurch gekennzeichnet , dass der Komparator (^j24> die Frequenz des vom Stromsensor (20) anliegenden Impulssignals hysteretisch mit einem geringeren Vergleichswert bei abnehmender Frequenz und mit einem höheren Vergleichswert bei zunehmender Frequenz vergleicht.
9. Kraftstoffeinspritzanlage für eine Brennkraftmaschine mit einem Ansaugkanal, gekennzeichnet durch

a) eine Anzahl von Kraftstoffventilen (67 bis 70),

b) einen Stromsensor (60) , der im Ansaugkanal angeordnet ist, wobei der Stromsensor (60) auf die angesaugte Luft anspricht und an seinem Ausgang ein Impulssignal liefert, dessen Frequenz dem Ansaugluftstrom entspricht,

c) einen Signalverteiler (62), der das Impulssignal vom Stromsensor verteilt, und

d) Treiberschaltungen (63 bis 66), von denen jede ein Einspritzsignal mit einer vorbestimmten Impulsbreite einem der Kraftstof f einspritzventil (67 bis 70) immer dann liefert, wenn ein Impulssignal vom Signalverteiler (62) anliegt, wodurch das jeweilige Kraftstoffeinspritzventil betätigt wird.

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10. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromsensor (60) in Form einer Karman'sehen Wirbelstrommessvorrichtung ausgebildet ist.
11. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , dass der Stromsonsor (60) in Form einer Turbinenstrommessvorrichtung ausgebildet ist.
12. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Korrektureinrichtung (71), die die Zeitdauer jeder Kraftstoffeinspritzung nach Massgabe der verschiedenen Arbeitsparameter der Maschine korrigiert.

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