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B e s c h r e i b u n g
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Treibersystem für Kraftstoffeinspritzventile
bei einer Brennkraftmaschine9 die mindestens ein elektromagnetisch betätigtes Kraftstoffeinspritzventil
hat.
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Treibersysteme für Kraftstoffeinspritzventile bei fremdgezündeten
Brennkraftmaschinen haben mehrere Kraftstoffeinspritzventile, die an den Einlaßöffnungen
der jeweiligen Zylinder angeordnet sind, oder ein einziges Kraftstoffeinspritzventil,
das am Einlaß des Ansaugrohres angeordnet ist0 Ein solches Treibersystem für Kraftstoffeinspritzventile
erzeugt ein Treiberimpulssignal mit einer Impulsbreite, die der der Brennkraftmaschine
zugeführten Luftmenge entspricht, synchron mit der Drehzahl der Brennkraftmaschine,
um damit das oder die Kraftstoffeinspritzventile jedesmal dann zu öffnen, wenn ein
Impuls an sie gegeben wird, wobei die Ventile während der Dauer des Impulses geöffnet
sind um die durch die Kraftstoffeinspritzventile zugeführte Kraftstoffmenge zu steuern
und ein bestimmtes Luft-Kraftstoffverhältnis zu bewirken. Besonders bei Kraftstoffeinspritzsystemen
mit einem einzigen Punkt, bei denen ein einziges Kraftstoffeinspritzventil am Einlaß
des Ansaugrohres vorgesehen ist, hat jedoch das Kraftstoffeinspritzventil einen
relativ größen Öffnungsquerschnitt, um den Kraftstoff in Mengen einzuspritzen, die
für alle Zylinder über den vollständigen Bereich vom Leerlauf bis zur Sochleistung
erforderLich sind, wobei die Öffnungsdauer des Kraftstoffeinspritzventils etwa zwei
Millisekunden oder weniger während des Leerlaufs beträgt.
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Es ist daher sehr schwierig, das Eraftstoffeinsprit3ventil ohne Schwankungen
in der durch das Kraftstoffeinspritzventil eingespritzten Kraftstoffmenge zu steuern9
das eine Wicklung großer Impedanz hat, wodurch die Betriebsweise der Brennkraftmaschine
beeinträchtigt und die Menge der angegebenen Abgase in unerwünschter Weise vergrößert
wird, wenn eine nur kleine Kraftstoffmenge erforderlich ist9 wie es z.B.
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beim Leerlauf der Fall ist0 Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes
Treibersystem für Kraftstoffeinspritzventile bei einer Brennkraftmaschine zu schaffen9
das mindestens ein Kraftstoffeinspritzventil mit hoher Ansprechempfindlichkeit betätigen
und die Menge des durch das Kraftstoffeinspritzventil eingespritzten Kraft stoffes
mit großer Genauigkeit steuern kann.
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Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch ein Treibersystem für Kraftstoffeinspritzventile
bei einer Brennkraftmaschine mit mindestens einem elektromagnetisch betätigten Eraftstoffeinspritzventil
mit einer Magnetspule gelöst durch eine Gleichspannungsspeisequelle9 einen Impulsgenerator
zum mit der Drehzahl der Brennkraftmaschine synchronen Erzeugen eines Impulssignals,
dessen Impulebreite von der der Brennkraftmaschine zugeführten Luftmenge abhängt
durch eine mit der Magnetspule in Reihe geschaltete Schaltereinrichtung zum Verbinden
dieser mit der Gleichspannungspeisequelle, damit ein Strom in Abhängigkeit eines
Impulssignals von dem Impulsgenerator durch diese fließen kann, und eine Stromsteuereinrichtung
zum Vergrößern des durch die Magnetspule fließenden Stroms während des Beginns der
Erregung der Magnetspule0
Ausgestaltungen der Erfindung sind in
den Unteransprüchen angegeben.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung erläutert.
Im einzelnen zeigt: Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Treibersystems
für Kraftstoffeinspritzventile, Fig. 2 zwei die Ausgangssignale der Bauelemente
des in Fig. 1 gezeigten Systems angebende Signalformen9 Fig. 3 ein anderes Ausführungsbeispiel
der Erfindung und Fig. 4 eine Reihe von Signalformen, die die Ausgangssignale verschiedener
Elemente des in Fig. 3 gezeigten Systems angeben.
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In Fig 1 ist ein erfindungsgemäßes Treibersystem für Eraftstoffeinspritzventile
gezeigt, mit dem die Arbeitsweise eines elektromagnetisch betätigten Eraftstoffeinspritzventils
zu steuern ist9 das eine Magnetspule 10 zum Öffnen des Kraftstoffeinspritzventils
hat, wenn diese erregt ist.
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Das Treibersystem weist einen Luftströmungsfühler 12 zum Erfassen
der der Brennkraftmaschine zugeführten Luftmenge und einen Drehzahlfühler 14 für
die Drehzahl der Brennkraftmaschine auf, der zOBo auf die Zündsignale von einem
in der Brennkraftmaschine vorgesehenen Zündverteiler anspricht, um die Drehzahl
der Brennkraftmaschine zu erfassen. Das Greibersystem weist außerdem eine Steuerschaltung
16 auf, die Eingangssignale von dem Luftetrömungsfühler 12 und dem Drehzahlfühler
14 erhält, um an ihrem Ausgang ein Steuerimpulssignal einer Impulsbreite, die der
der Breiinkraftmaschine zugeführten
Luftmenge entspricht, synchron
mit der Drehzahl der Brennkraftmaschine zu erzeugen, wodurch die durch das Eraftstoffeinspritzventil
eingespritzte Kraftstoffmenge gesteuert wird, um ein bestimmtes Luft-Kraftstoffverhältnis
zu bewirken Der positive Anschluß der Magnetspule 10 des Kraftstoffeinspritzventils
ist über einen Widerstand 18 mit einer Speisequelle verbunden Der Widerstand 18
dient zur Strombegrenzung durch die Magnetspule 109 um diese vor einer Überhitzung
zu schützen und die Lebensdauer der Magnetspule zu verlängern.
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Der negative Anschluß der Magnetspule 10 ist mit dem Kollektor eines
Schalttransistors 20 des NPN-Typs bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel verbunden,
dessen Emitter geerdet ist0 Der Transistor 20 wird leitend, damit ein Strom durch
die Magnetspule 10 fließen kann, um das Kraftstoffeinspritzventil zu öffnen, wenn
er an seiner Basis ein Impulssignal von der Steuerschaltung 16 erhält Ein Kondensator
22 ist mit seinem einen Anschluß mit dem positiven Anschluß der Magnetspule 10 verbunden9
dessen anderer Anschluß geerdet ist0 Der Kondensator 22 wird über den Widerstand
18 aufgeladen, wenn der Schalttransistor 20 gesperrt ist, und wird durch die Magnetspule
10 entladen, wenn der jransistor 20 leitend ist Der Kapazitätswert des Sondensators
22 ist in Abhängigkeit von der Größe des Stroms des Kraftstoffeinspritzventils gewählt.
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Während des Betriebs wird ein unter 16a in Fig 2 gezeigtes positives
Rechtecksignal an die Basis des Transistors 20 gegeben, der dadurch jedesmal dann
leitend wird, wenn ihm ein Signal zugeiuhrt wird, so daß während seiner Dauer ein
Strom durch die Magnetspule 10 fließt, wodurch das Eraftstoffeinspritzventil
geöffnet
und Kraftstoff in Mengen eingespritzt wird, die nach Maßgabe der der Brennkraftmaschine
zugeführten Luftmenge bestimmt ist, wobei dieses synchron mit der Drehzahl der Brennkraftmaschine
vorgenommen wird, um ein bestimmtes Luft-Kraftstoffverhältnis zu bewirken. In diesem
Fall ist der tatsächlich durch die Magnetspule 1G fließende Strom die Summe des
durch den Widerstand 18 fließenden Stroms und des vom Kondensator 22 ausgehenden
Entladestroms, die in Fig. 2 unter 10a mit einer durchgezogenen Linie dargestellt
ist. Aus der Signalform 10a der Fig. 2 ist zu erkennen, daß der tatsächliche Strom
schneller oder mit einer größeren Steigung ansteigt, verglichen mit dem durch die
gestrichelte Kurve angegebenen Strom, der durch die Magnetspule 10 fließen würde,
wenn der Kondensator 22 entfernt ist. Dadurch kann das Kraftstoffeinspritzventil
mit einer höheren Ansprechempfindlichkeit für die Zuführung des Impulssignals von
der Steuerschaltung 16 an die Basis des Transistors 20 schneller öffnen, wodurch
Schwankungen in.der durch das Eraftstoffeinspritzventil eingespritzten Kraftstoffmenge
erheblich vermindert werden, die sonst insbesondere bei niedrigen Leistungen auftreten
würden, bei denen die Öffnungsdauer des Eraftstoffeinspritzventils kurz ist.
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In Fig. 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Die in Fig. 3 gezeigte Anordnung benutzt eine Anzahl der zuvor beschriebenen Bauelemente,
wobei gleiche Bezugszeichen in Fig. 3 gleiche Bauteile bezeichnen, die in Verbindung
mit Fig. 1 bereits erläutert wurden. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Kondensator
22 entfernt und an seiner Stelle ein zweiter Schalttransistor 24 des NPN-Typs bei
dem gezeigten Ausführungsbeispiel vorgesehen, dessen Emitter-Sollektor-Strecke dem
Widerstand 18 parallel geschaltet ist. Bei dieser Anordnung ist zusätzlich ein
Impuisgenerator
26 vorgesehen, der ein Eingangssignal vom Drehzahlfühler 14 erhält9 um Impulssignale
mit einer konstanten Impulsbreite zu erzeugens die kürzer als die der Steuerimpulseignale
von der Steuerschaltung 16 ist, was synchron mit der Drehung der Brennkraftmaschine
das heißt mit dem Steuerimpulssignal erfolgt Das Ausgangssignal des Impulsgenerators
26 wird an die Basis des zweiten Schalttransistors 24 gegeben.
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Beim Betrieb gibt die Steuerschaltung 16 jedesmal dann, wenn ein unter
14a in Fig. 4 gezeigtes Impulssignal am Ausgang des Drehzahlfühlers 14 erzeugt wird,
ein Steuerimpulssignal 16a in Fig.4 an die Basis des ersten Transistors 209 der
dadurch während der Dauer des Steuerimpulssignals leitend wird9 damit ein Strom
durch die Magentspule 10 fließt, und gleichzeitig erzeugt der Impulsgenerator 26
ein Impulssignal 26a in Fig. 4 synchron mit dem Steuerimpulssignal, das an die Basis
des zweiten Transistors 24 gegeben wird, der dadurch während der Dauer des Impulssignals
leitend wird, damit ein vergrößerter Strom durch die Magnetspule 10 fließen kann,
Aus der Signalform 10a der Fig 4 ist zu erkennen, daß der durch die durchgezogene
Linie angegebene Strom, der durch die Magnetspule 10 fließt, schneller oder mit
einer größeren Steigung ansteigt als der Strom, der durch die gestrichelte Linie
dargestellt ist und durch die Magnetspule 10 fließt, wenn der zweite Transistor
24 nicht vorhanden ist Dadurch kann das Kraftstoffeinspritzventil mit einer höheren
Ansprechempfindlichkeit gegenüber der Zuführung des Impulssignale von der Steuerschaltung
16 an die Basis des ersten Transistors 20 schneller öffnen, wodurch Schwankungen
in der eingespritzten Kraft stoffmenge erheblich vermindert werden, die sonst insbesondere
während des Betriebs mit
niedriger Leistung auftreten würden, bei
denen die Öffnungsdauer des Kraftstoffeinspritzventils kurz ist Vorzugsweise wird
eine Einrichtung vorgesehen, die den zweiten Transistor 24 gesperrt hält, wenn das
Integral der Impulssignale vom Drehzahl fühl er 14 oberhalb eines bestimmten Pegels
liegt, um damit die Magnetspule 10 gegenüber einer Überhitzung während des Hochleistungsbetriebs
zu schützen, bei dem es nicht erforderlich ist9 einen solchen vergrößerten Strom
durch die Magnetspule 10 beim Beginn des Öffnens des Kraftstoffeinspritzventils
fließen zu lassen.
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Erfindungsgemäß wird ein verbessertes Treibersystem für Kraftstoffeinspritzventile
geschaffen, das das Öffnen eines Kraftstoffeinspritzventils mit einer höheren Ansprechempfinglichkeit
ermöglicht, um eine Steuerung der durch das Kraftstoffeinspritzventil eingespritzten
Kraftstoffmenge mit hoher Genauigkeit zu bewirken, was einen elastischen Betrieb
der Brennkraftmaschine und eine starke Reinigung ihrer Abgase ergibt Obwohl die
Erfindung in Verbindung mit besonderen Ausführungsbeispielen erläutert werde 9 sind
selbstverständlich viele Alternativen9 Modifikationen und Änderungen möglich9 die
der Fachmann sofort erkennt. Diese Alternativen, Modifikationen und Änderungen fallen
daher alle unter den allgemeinen Erfindungsgedanken, wie er durch die Patentansprüche
umrissen ist