DE2932336A1

DE2932336A1 - Steuereinrichtung zur zuendzeitpunktbestimmung und kraftstoffzumessung fuer eine brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2932336A1
Application number: DE19792932336
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl Ing Dr Herden; Hans Dipl Ing Neu
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1979-08-09
Filing date: 1979-08-09
Publication date: 1981-02-26
Also published as: IT8024091A0; US4343180A; FR2463285A1; IT1132379B

Description

R. 5615

19.7.1979 Lr/Sm

ROBERT BOSCH GMBH₃ 7OOO Stuttgart 1

Steuereinrichtung zur Zundzeitpunktbestimmung und Kraftstoffzumessung für eine Brennkraftmaschine

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Aus der DE-OS 16 73 938 ist ein Druckwandler bekannt, bei welchem ein Dauermagnet in einem Eisenkreis vorgesehen ist, in welchem ein magnetfeldabhängiges Halbleiter-Bauelement, ein sogenannter Hall-Geber (Hall-Generator bzw. Hall-Widerstand) und außerdem ein Luftspalt angeordnet ist. In den Luftspalt taucht ein Regulierstück ein, das in Abhängigkeit von einer zur messenden Betriebsgröße, beispielsweise des Ansaugluftdrucks einer Brennkraftmaschine bewegbar ist und die Kraftlinien im Luftspalt beeinflußt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine in Abhängigkeit vom Lastzustand einer Brennkraftmaschine veränderbare Steuereinrichtung zu schaffen, die es erlaubt, mit hoher Genauigkeit und bei einfachem Aufbau die Kraftstoffzumessung und den Zündzeitpunkt zu beeinflussen. Erfindungsgemäß werden hierzu die im Kennzeichen des Hauptanspruchs angegebenen Maßnahmen vorgeschlagen.

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In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung dargestellt, welche im folgenden näher beschrieben werden.

Die Steuereinrichtung nach Figur 1 dient zur Kraftstoffzumessung und Zündzeitpunktbestimmung für eine nicht dargestellte Brennkraftmaschine, für welche die Kraftstoffzumessung und Zündzeitpunktbestimmung jeweils in Abhängigkeit vom Lastzustand der Brennkraftmaschine geändert bzw. dem Lastzustand angepaßt wird. Ein Abschnitt des Ansaugrohres R der Brennkraftmaschine ist in Figur 1 in einem Längsschnitt dargestellt. Das Ansaugrohr R trägt eine Differenzdruckdose 1 mit zwei in axialer Draufsicht kreisförmigen, entlang ihrem Rand 2 miteinander druckdicht verlöteten, gewellten Membranen 3 und 4. Die Membran 3 sitzt auf einem gegen das Ansaugrohr R offenen Rohrstutzen 5 und enthält eine zentrale Bohrung 6, über welche der Innenraum 7 der Differenzdruckdose 1 den jeweiligen Wert des in dem Ansaugrohr R herrschenden Ansaugluftdruckes pl annehmen kann.

Außerdem ist eine evakuierte Absolutdruckdose 11 vorgesehen, die ebenfalls aus zwei in der axialen Draufsicht kreisförmigen, gewellten Membranen 12 und 13 besteht. Die Membran 12 sitzt auf einem Tragzapfen I¹J, welcher mit dem Ansaugrohr R fest verbunden ist. Im Zentrum der Membran 13 ist einer der beiden Schenkel eines L-förmigen Winkels 15 befestigt, der an seinem anderen Schenkel einen Hall-Geber 16 trägt.

Der Hall-Generator oder Hall-IC 16 befindet sich im Zwischenraum zwischen zwei Dauermagneten 17 und 18, welche sich mit gleichnamigen Polen gegenüberstehen und durch eine gemeinsame, mit der Membran U verbundene Trägerplatte 19 in einem festen Abstand voneinander gehalten werden.

Wenn der Hall-Generator 16 in der in Figur 1 angegebenen Mittelstellung zwischen den beiden Dauermagneten 17 und 18

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steht und von diesen gleichgroße Abstände hat, ist seine Ausgangsspannung U=O. Bei einer Änderung des Ansaugluftdrucks pl verschieben sich die beiden Magnete 17 und 18 zusammen mit der Trägerplatte 19 um die Wegstrecke si. Bei einer Erniedrigung des Außenluftdruckes p2, die sich mit zunehmender geographischer Höhe einstellt, kann sich die Absolutdruckdose 11 stärker ausdehnen. Um den in Figur 1 bei s2 angedeuteten Dehnungsweg wird dann über den Winkel 15 der Hall-Generator 16 gegen die Dauermagneten 17, 18 verschoben. Die Ausgangsspannung U des
Hall-Generators 16 ist

U ~ si - s2
oder

U = a (pi - p2) + b . p2,

wenn mit a und b die Federkonstanten der beiden Druckdosen,
nämlich der Differenzdruckdose 1 und der Absolutdruckdose 11 bezeichnet werden. Daraus folgt

U = a . pi - (a - b) p2
oder

. p2).

Durch Abstimmen der beiden Konstanten a und b ist es somit
möglich, jede beliebige Liniearkombination der beiden Drücke pl und p2 herzustellen. Hierbei ist es besonders günstig,
a = b zu wählen, weil dann die Ausgangsspannung U des Hall-Generators 16 zum Unterdruck als Differenzdruck proportional ist.

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Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 1 ist in Verlängerung der Trägerplatte 19 ein von dieser betätigbarer Schalter 20 vorgesehen, der dann schließt, wenn der im Ansaugrohr herrschende Unterdruck pl = p2 ist, das heißt, wenn die Brennkraftmaschine im Vollastbetrieb arbeitet.

Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 2, in welchem ebenso wie in den übrigen Figuren der Zeichnung gleiche oder mindestens gleichwirkende Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie in Figur 1 versehen sind, trägt die bewegliche Membran 4 der Differenzdruckdose 1 eine Stange 21, an deren freiem Ende der Hall-Generator sitzt. Mit ihrer N-S-Polarisierungsrichtung sind parallel zur Längsrichtung des Hall-Generators 16 und der Tragstange 21 die beiden Dauermagnete 17 und 18 angeordnet. Diese sind an dem gemeinsamen, mit der Absolutdruckdose 11 verbundenen Winkelstück 15 befestigt. Das Ausführungsbeispiel nach Figur 2 arbeitet analog zu demjenigen nach Figur Ebenso wie dort ist mit der Membran der bewegliche Kontakt eines Vollast-Schalters 20 verbunden, der dann seinen Schaltzustand ändert, wenn die nicht dargestellte Brennkraftmaschine den Vollastzustand erreicht.

Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 3 ist die Anordnung insoweit vereinfacht, als dort im Zentrum der Membran 4 der Differenzdruckdose 1 ein in axialer Richtung dieser Dose polarisierter, zylindrisch ausgebildeter Dauermagnet 17 sitzt, dem der Hall-Generator 16 mit Abstand gegenübersteht. Wie beim Ausführungsbeispiel nach Figur 1 ist der Hall-Generator l6 über den Tragwinkel 15 mit der Absolutdruckdose 11 verbunden und wird dem Dauermagnet 17 umsomehr genähert, je höher der Absolutdruck p2 steigt.

Bei den Ausführungsbeispielen nach den Figuren 4 bis 8 ist jeweils ein gemeinsames Gehäuse 25 vorgesehen, in welchem sowohl die Differenzdruckdose 1 wie auch die Absolutdruckdose untergebracht ist. Dieses Gehäuse stützt beide Systeme gegen-

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einander mechanisch zuverlässig ab und gewährleistet eine hohe Stabilität. Im einzelnen hat das Gehäuse 25 eine erste Kammer 26; diese enthält die mit 11 bezeichnete Absolutdruckdose, welche über eine Bohrung 27 dem Außenluftdruck p2 ausgesetzt ist und an ihrer freien Stirnseite einen Dauermagnet 17 trägt, welcher ebenso wie der Dauermagnet 17 des Ausführungsbeispiels nach Figur 1 in Achsrichtung seiner zugehörigen Druckdose polarisiert ist. Die zweite Kammer 28 ist über eine Bohrung 29 mit dem Innenraum der nicht dargestellten Ansaugleitung einer Brennkraftmaschine verbunden, und erhält über diese Bohrung 29 den Ansaugluftdruck pl zugeführt. Die zweite Kammer 2δ ist gegen den Umgebungsluftdruck durch eine Wellmembran 30 abgeschlossen, welche in ihrem Zentrum auf der dem Magneten 17 zugekehrten Seite den Hall-Generator 16 trägt. Eine dünne Zwischenwand 31 trennt die beiden Kammern 26 und 28 voneinander ab. Wenn der in der Ansaugleitung der Brennkraftmaschine erzeugte Druck kleine Absolutwerte hat, wird die Membran 30 und mit ihr der Hall-Generator 16 gegen den Dauermagneten 17 vorgewölbt, der seinerseits umsoweiter von der Zwischenwand 31 entfernt wird, je höher der Umgebungsluftdruck p2 ist.

Im Gegensatz zu dem vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel ist beim Ausführungsbeispiel nach Figur 5 in der vorderen, durch die Zwischenwand 31 abgetrennten Kammer 26 des Gehäuses 25 die Differenzdruckdose 1 untergebracht und mit ihrem Rohrstutzen 5 an den Innenraum des im einzelnen nicht dargestellten Ansaugrohrs angeschlossen. Auf der vom Rohrstutzen 5 abgekehrten Außenseite der zur Differenzdruckdose 1 gehörenden Membran 4 sitzt ein in Achsrichtung der Dose 1 polarisierter Dauermagnet 17, der mechanisch mit einem Volllastschalter 20 gekuppelt ist. Das Feld des Dauermagneten 17 durchsetzt die dünne Zwischenwand 31 und beeinflußt den Hall-Generator 16, der auf der beweglichen Membran 13 der auf der Zwischenwand 31 befestigten Absolutdruckdose 11 sitzt.

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In der zweiten, dem Außenluftdruck ausgesetzten Kammer 32 des Gehäuses 25 ist beim Ausführungsbeispiel nach Figur 5 eine Abgleich- oder Aufbereitungselektronik 34 untergebracht, welche als passiver oder aktiver integrierter Schaltkreis ausgebildet sein kann und über ein bei 35 angedeutetes Leitungspaar die Ausgangsspannung U des Hall-Generators oder Hall-IC's l6 zugeführt erhält. Die Größe dieser Ausgangsspannung ist von der Auslenkung des Dauermagneten 17 gegenüber dem Hall-Generator abhängig.

Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 6 sitzt der Hall-Generator 16 auf der der Differenzdruckdose 1 zugekehrten Seite der Zwischenwand 31 und wird sowohl von dem mit der Differenzdruckdose 1 verbundenen Dauermagneten 17, als auch von dem zweiten Dauermagneten 18 beeinflußt, welcher an der der Zwischenwand 31 zugekehrten Membran 13 der Absolutdruckdose 11 sitzt. Die beiden Dauermagnete 17 und 18 sind in Richtung der gemeinsamen Achse der beiden Druckdosen 1 und 12 so polarisiert, daß sie dem Hall-Generator 16 mit gleichnamigen Polen gegenüberstehen. Wie beim vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Ausgangsspannung des Hall-Generators 16 über eine Doppelleitung 35 der Abgleich- oder Aufbereitungselektronik 34 zugeführt, welche ebenfalls in dem gemeinsamen Gehäuse 25 untergebracht ist.

Die beiden Ausführungsbeispiele nach den Figuren 7 und 8 weisen einen besonders einfachen, konstruktiven Aufbau auf; beiden Ausführungsbeispielen ist gemeinsam, daß ihr stabiles, auch starken Erschütterungen gewachsenes Metallgehäuse 25 an einer seiner beiden Stirnseiten einen Schraubgewindezapfen 37 trägt, mit welchem das Gehäuse in das nicht dargestellte Ansaugrohr einer Brennkraftmaschine eingeschraubt werden kann. Über diesen Schraubgewindezapfen 37 erhält der Innenraum der Differenzdruckdose 1 den mit dem jeweiligen Betriebszustand der Brennkraftmaschine sich ändernden Ansaugluftdruck pl zugeführt. Bei beiden Ausführungsbeispielen ist

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in axialer Verlängerung der Differenzdruckdose 1 ein Dauermagnet 38 vorgesehen, der in dieser Achsrichtung polarisiert ist und in einer Zwischenwand 39 sitzt, welche die erste Kammer 26 von einer dahinterliegenden Kammer 40 trennt, in welcher die Absolutdruckdose 11 aufgenommen ist. Diese sitzt auf einem Tragzapfen 42, der in axialer Richtung verstellbar in einer zweiten Zwischenwand 4l sitzt, welche die mittlere, die Absolutdruckdose 11 aufnehmende Kammer 40 von der rückwärtigen Kammer 43 trennt. In dieser rückwärtigen Kammer ist bei beiden Ausführungsbeispielen eine Abgleich- oder Aufbereitungselektronik 34 untergebracht.

Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 7 ist im Innenraum der Differenzdruckdose 1 ein Dauermagnet 45 angebracht, (so daß die Druckzuführung nicht unterbrochen wird), welcher ebenso wie der Dauermagnet 38 der Zwischenwand 39 in der gemeinsamen Achsrichtung polarisiert ist, dem eingezeichneten Nordpol des Dauermagneten 38 jedoch ebenfalls mit einem Nordpol gegenübersteht. Im Gegensatz hierzu ist in der Absolutdruckdose 11 ein axial polarisierter Dauermagnet 46 vorgesehen, welcher in der angedeuteten Weise mit seinem Südpol dem Dauermagneten 38 der Zwischenwand 39 gegenübersteht. Abweichend von dem vorher beschriebenen Anordnungen sind beim Ausführungsbeispiel nach Figur 7 zwei Hall-Generatoren oder Hall—ICs vorgesehen, nämlich ein auf der Außenseite der beweglichen Membran 4 des Differenzdruckgebers 1 angeordneter Hall-Generator oder Hall-IC l6 und ein zweiter Hall-Generator oder Hall—IC 47, welcher auf der Außenseite der beweglichen Membran der Absolutdruckdose 11 sitzt.

Die Anordnung der Hall-Generatoren 16 bzw. 47 zwischen jeweils zwei einander mit gleichnamigen Polen gegenüberstehenden Dauermagneten 45 bzw. 38 bzw. 46 bringt den Vorteil großer Liniarität der Ausgangsspannungen Ul und U2 der beiden Hall-Generatoren in Abhängigkeit von den Bewegungen der beiden Druckdosen 11 und 1 mit sich. Diese Ausgangsspannungen

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sind über je eine von zwei Doppelleitungen 35 bzw. 48 der in der dritten Kammer 43 untergebrachten Abgleich- oder Aufbereitungselektronik 34 zugeführt, von wo insgesamt vier Kontaktfahnen 51 bis 54 über einen Kontaktstecker 55 abgeführt sind. Zwei dieser Kontaktfahnen dienen zur Zuleitung bzw. Ableitung einer Versorgungsspannung, während die beiden übrigen Kontaktfahnen zur Ableitung des unterdruckabhangigen Signals und des absolutdruckabhängigen Signals dienen.

Das Ausführungsbeispiel nach Figur 8 stellt eine konstruktiv vereinfachte Ausführungsform gegenüber Figur 7 dar. Diese Vereinfachung besteht im wesentlichen darin, daß nur ein zentraler Dauermagnet 38 vorgesehen ist, welcher auf den Hallgenerator oder Hall—IC l6 der Differenzdruckdose 1 und den Hallgenerator oder Hall—IC 47 der Absolutdruckdose 11 einwirkt. Gegenüber der aufwendigeren Anordnung nach Figur 7 weist das Ausführungsbeispiel nach Figur 8 eine geringere Linearität der Hall-Spannungen von den zugehörigen Membranwegen bzw. den Drücken auf.

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Claims

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19-7.1979 Lr/Sm

ROBERT BOSCH GMBH₅ 7000 Stuttgart 1

Ansprüche

/' 1. !steuereinrichtung zur Kraftstoffzumessung für eine Brennkraftmaschine in Abhängigkeit vom Lastzustand der Brennkraftmaschine, mit einem an das Ansaugrohr der Brennkraftmaschine angeschlossenen Druckgeber dadurch gekennzeichnet, daß der Druckgeber eine Differenzdruckdose (1) und eine Absolutdruckdose (11), einen Magneten (17) und einen im Magnetfeld des Magneten angeordneten Hall-Geber (16) enthält, wobei das wirksame Magnetfeld durch wenigstens eine der beiden Dosen veränderbar ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine, vorzugsweise beide Dosen (1, 11) als Membrandosen ausgebildet sind bzw. ist.

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3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosen (1, 11) gleichachsig zueinander angeordnet sind.
H.. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet (17) als Dauermagnet ausgebildet ist.
5. Einrichtung nach Anspruch *J, dadurch gekennzeichnet, daß der Dauermagnet (17) mit einer seiner Polflächen gegen den Hall-Geber (16) gerichtet ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Dauermagnet (17) im Zentrum einer der Membrandosen (1, 11) sitzt.
7. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwei einander mit gleichnamigen Polen gegenüberstehende Magnete (17j 18), insbesondere Dauermagnete vorgesehen sind.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Hall-Geber (16) im Zwischenraum zwischen zwei einander mit gleichnamigen Polen gegenüberstehenden Magneten, insbesondere Dauermagneten angeordnet ist.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Magnete (17, 18) mit der gleichen Dose verbunden sind.

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ORIGINAL IMSPECTED

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10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß mit einer der beiden Dosen (1, 11), insbesondere mit der Differenzdruckdose (1) einer der beiden Kontakte eines Kontaktschalters (20) gekuppelt ist.
11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenkontakt des Schalters (20) räumlich feststehend angeordnet ist.

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