DE3049662C2

DE3049662C2 - Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3049662C2
Application number: DE3049662T
Authority: DE
Inventors: Kimata Aichi Kei; Nakazeki Iwata Shizuoka Tsugito
Original assignee: NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1979-06-25
Filing date: 1980-06-20
Publication date: 1985-03-21
Also published as: GB2064650B; WO1981000020A1; EP0030979A4; GB2064650A; JPS566031A; DE3049662T1; EP0030979B1; US4373490A; EP0030979A1

Description

ler 3 vorhanden. Der Servomechanismus A erfaßt den Die DiffereircdxückemstcilvoErichtüng 3 weist von-Differenzdruck P\ — Piübereinem in einer Saugleitung einander durch Membranen 17,18 getrennte Kammern 4 angeordneten Drosselventil 5 (Erfassungsvorrichlung a. b und c· auf. In den Kammern a und t' sind jeweils für die Luftströmungsrale) mittels einer Membran 6 jnd Federn 19 und 20 angeordnet Der Kammer a wird der arbeitet so, daß sich bei Abweichung von P₁ — Pi von 5 air äer Kraftstoffzüirießöffnung 15 stromabwärts voreinem vorgegebenen Grundwert der öffmingsgräd ei- handeiie Druck Pf zugeführt, wobei die Kammer mit ner veränderbaren öffnung 7 ändert und einen Druck- einer Zerstäubervorrichtung 21 in der Saugleitung verantrieb P_n in. der Ventitöffmingsvorrichlung B, die sich bunden ist Ein durch ein Oberdruckventil 23 auf einem zwischen P_t und Pi proportional zum öffnüngsgräd an- vorgegebenen Wert gehaltener Leiturigsdrupfc- Pl (d. h. den, in entsprechendem Verhältnis zu der Abweichung io der stromaufwärts von der Meßöffaung 15 fceftehende verändert und ihn an eine Antriebseinrichtung 8 zur Druck} wird der Kammer b durch ein erstes ih eißem Korrekfur des Öffnungsgrades der die Strömungsver- Kraftstoffdruckregelungsstromkreis d befindliches Mahältnisse erfassenden Einrichtung 5 in eine Richtung gnetventil 22 zugeführt Eine öffnung 24 ist üh Kraftweiterführt, welche den Differenzdruck P_x — Pt kon- stoffdruckregelungsstromk?eis d stromabwärts von der stant hält Somit ist der öffnüngsgräd des die Strö- 15 Kammer & angeordnet Der Leitungsdruck Pl wird in mungsrate erfassenden Ventils :5 d. h. der Abstand zwi- die Kammer c durch ein zweites, parallel zum ersten sehen der Umfangskante des Erfassungsventils 5 and Magnetventil 22 im Kraftstoffdruckregelungskreis dander inneren Fläche 37-eines, konischen Loches propor- geordwetes Magnetventil 25 über eine das Ventil 25 tional der Strömungsrate der durch deii Zwischenraum überbrückende, öffnung 26 eingeleitet Eine Öffnung 27 strömenden Luft Daher kann die Luftströmungsrate 20 ist im Druckregelungsstromkreis d stromabwärts von abhängig vom Öffnungsgrad des die Luftströmungsrate der Kammer c vorgesehen.

erfassenden Ventils 5 gemessen werden. Die Meßeift- Zusätzlich bildet der Kraftstoffdruc^rej-elüngsstrom-

richtung 1 für die Luftströmungsrate ist eine sogenannte kreis d einen Stromkreis, welcher durch einen Behälter

QuerschnittsmeßeinrichtungfürdieLuftströmungErate. 28, eine Pumpe 29, das Oberdruckventil 23,. das erste Die Veränderungen des Öffnungsquerschnittes der 25 Magnetventil 22, das zweite Magnetventil 25,tiie Öff- Meßeinrichtung 5 sind proportional den axialen Ver- nung 26, die Differenzdruckeinstellvorrichtung 3 und Schiebungen einer Stange 9. Die Meßeinrichtung 2 für die öffnungen 24 und 27 verläuft und dann zum Behälter

die Kraftstoffslrömungsrafe wirkt mit der Stange 9 zu- 28 zurückkehrt

sammen. wodurch die Luftströmungsrate und die durch Eine elektronische Steuereinheit 30 steuert den AUF-die Meßeinrichtung 2 gemessenen Kraftstoffströmungs- 30 ZU-Mechanisnrjus des ersten und zweiten kiagnetvenraten in proportionaler Relation aufrechterhalten blei- tils 22 und 25 durch Signale und durch deren logische ben, wodurch ein konstantes Luft-Kraftstoff-Verhältnis Werte über einen 02-Sensor 31, einen Kuhlwassertemgewährleistet ist Der Differenzdmck über das Erfas- peratursensor 32 und einen Unterdrucksensor 33 für die sungsventil 5 für die Luftströmungsrate wird von dem Saugieitung, welche die Arbeitsbedingungen des Mogegebenen Grundwert des Servomechanismus A be- 35 tors anzeigen.

stimmt, d. h. vom Kräfteverhältnis zwischen den Spann- Angenommen, beide Magnetventile 22 und 25 sind

kräften der Federn 10,11 und einem Federbalg 12 und offen. Dann wird den Kammern b und c der Differenz-

der Druckkraft mit welcher Benzin bei Normaldruck druckeinstellvorrichtung 3 ein Druck P_L zugeführt wel-

und -temperatur (z. B. 1 atm. und 20"C) im Federbalg 12 eher stromaufwärts von der Kraftstoffzumeßöffnuiig 15

auf die Men bran 6 einwirlkt. Dadurch wird der Off- 40 besteht und der auf die Membran 17 wirkende DrJcK

nungsquerschnitt des Erfassungsventils 5 und die Axial- d. h. der Differenzdrück Pl — Pf über der Kraftstoffzu-

verschiebung der Stange 9 bestimmt, so daß dieses Luft- meßö/fnung 15, wird durch die Spannungskräfte der

Kraftstoff-Verhältnis vom gegebenen Grundwert des Differenzdruckeinstellfedern 19 und 20 bestimmt In Servomechanismus erfaßt werden kann. Dies Luft- diesem Stadium, wenn der AUF-ZU-Mechanbmus des Kraftstoff-Verhältnis entspricht ungefähr dem Basis- 45 ersten Magnetventils 22 durch die elektronische S'euer- Luft-Kraftstoff-Verhältnis. Zusätzlich wirkt die Meßein- einheit 30 gesteuert wird und wenn sich beispielsweise

richtung 2 proportional zum Öffnungsgrad des Erfas- die Schließzeit des ersten Magnetventils 22 verlängert,

sungsventils5. fällt der Druck Pl in der Kammer b. Daraufhin vergrö-

Die Meßeinrichtung 2 für die Kraftstoffstrtfmungsra- ßern die Spannungskräfte der Einstellfedern 19 und 20 te weist in einer sich verjüngender öffnung 13 eine 50 den Öffnungsquerschnitt der veränderbaren öffnung Kugel 14 auf. Der Zwischenraum zwischen der Oberflä- 36, welche aus einem selbstzentrierenden Ventil 34 und ehe der Kugel 14 Und der inneren Fläche der öffnung 13 einem Ventilsitz 35 in der Kammer a besteht, so daß der ergibt eine halbmondförmige Kraftstoffzumeßöffnung Differenzdruck Pl — Pf zwischen den Kammern a und 15, deren Öffnungsquerschnitt sich linear verändert. In b auf einem vorgegebenen Wert liegt, was zu einer Verdiesem Fall wird die Lage der Kugei 14 in der Öffnung 55 ringerung des Drucks in der Kammer a fflhrt Somit 13 durch die Stange 9 gesteuert, weiche sich in axialer nimmt der Druck P_F stromabwärts von der Kraftstoff-Richtung proportional dem Öffnungsgrad des Erfas- zumeßöffnttng 15 gemäß der Druckabnahme in der sungsventils 5 für die Luftströmungsrate bewegt. Daher Kammer b ab. Nun ist der Druck Pl stromaufwärts von ist der Öffnungsquerschnitt der Meßöffnung 15 propor- der Kraftstoffzume^öffnung 15 durch das JÜberdrucktional dem Öffnungsgrad des Erfassungsventils 5, d.h. 60 ventil 23 auf einem vorgegebenen Wert gehalten und der in den Motor 16 eingesaugten Luftströmungsrate. daher nimmt der Differenzdruck Pl — Pf über der Der Differenzdruck Pj. — Pf über die Meßöffnung 15 Kraftstoffzumeßöffnung zu und die darin gemessene wird durch die Differenzdruckeinstellvorrichtung 3 auf Kraftstoff menge wird ausgeglichen und nimmt ebenfalls einem vorgegebenen Wert gehalten, wobei die Strö- somit zu. Kurz, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis wird zur mungsrate des durih die Meßöffnung 15 strömenden μ kraftstoffreichen Seit* hin gemäß den Arbeitsbedingun Kraftstoffes proportional zu dessen öffnungsquer- gen des Motors ausgeglichen.

schnitt ist. so daß ein vorgegebenes Luft-Kraftstoff-Ver- Verlängei t sich dagegen die Öffnungszeit des ersten

hältnis erzielt werden kann. Magnetventils 22, so wird das Luft-Kraftstoff-Verhält-

nis zur kraftstoffarmen Seite hin durch die umgekehrte Arbeitsweise des Motors ausgeglichen. Zusätzlich ist die Größe der Spannkräfte der Differenzdruckcinstcllfedern 19 und 20 zur kraftstoffarmen Seite hin eingestellt worden.

Wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis gemäß den Arbeitsbedingungen des Motors durch das erste Magnetventil 22 ausgeglichen und das ideale Luft-Kraftstoff Verhältnis erzielt worden ist, wenn der AUF-ZU-Mecbanismus des zweiten Magnetventils 25 durch das Leistungs-Zeit-Verhältnis der kraftstofferhöhenden und der kraftstoffvermindernden Signale vom Sensor, welcher die Arbeitsbedingungen des Motors erfaßt, gesteuert wird, nimmt der auf die Membran 18 wirkende Druck Pl in der Kammer c unter Verlängerung der Schließzeit des e^riten Magnetventils 22 ab. Durch diesen Druckabfall in der Kammer c kann der Druck /V in der Kammer a zum Ausgleich des Luft-Kraftstoff-Verhältnisse* iüf kfäiisiöfireicncn Seite hin in der gleichen obenbeschriebenen Weise verringert werden. Im umgekehrten Fall kann das Luft-Kraftstoff-Verhältnis zur kraftstoffarmen Seite hin ausgeglichen werden.

Im Gegensatz zur Erfassung der Arbeitsbedingungen des Motors durch das erste Magnetventil 22 und zur Anpassung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses an alle Arbeitsbedingungen des Motors wird beim Ausgleich dieses Verhältnisses durch das zweite Magnetventil 25 das Leistungs-Zeit-Verhältnis der kraftstofferhöhenden und der kraftstoffvermindernden Signale als Steuerfaktor genommen. Somit kann es als Ausgleich des zugrundeliegenden durch den Servomechanismus A gegebenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses angesehen werden. Daher kann das Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf einem gewünschten konstanten Wert gehalten und die für den Ausgleich des Luft-Kraftstoff· Verhältnisses notwendige Zeit zur Anpassung an die Arbeitsbedingungen des Motors verringert werden. Das heißt, die Ansprechcharakteristik der Steuerung wird verbessert, was später noch genauer beschrieben wird.

Die Steuerung der beiden Magnetventile 22 und 25 durch die elektronische Steuereinheit wird nachstehend anhand der F i g. 2 bis 6 beschrieben.

Fig.2 zeigt einen Schaltplan der elektronischen Steuereinheit 30, mit einem Wassertemperatursensor 32 zur Messung der Kühlwassertemperatur des Motors. Die Spannung am Anschluß 63 zwischen dem Wassertemperatursensor 32 und einem Festwiderstand 41 verändert sich mit der Temperatur des Wassertemperatursensors 32. Steigt die Temperatur an, verringert sich der Widerstand und die Spannung nimmt zu. Im umgekehrten Fall nimmt die Spannung ab. Die Spannung am Anschluß 63 wird dem nicht-invertierenden Eingang eines Vergleichers 57 über einen Widerstand 42 zugeführt während ein Signal von einem Dreiecksspannungsgenerator 56 dem invertierenden Eingang des Vergleichers 57 zugeführt wird. Der Ausgang des Wassertcmpcratursensors 32 wird durch eine Diode 43 an einen Spannungsverteiler, bestehend aus den Widerständen 44,45 und 47, angeschlossen. Ein O₂-Sensor 31 befindet sich im Abgassystem zur Erfassung der Zusammensetzung der Abgase zur Erzeugung von elektronischen Signalen, wobei der (VSensor 31 an einen Widerstand 53 und an den invertierenden F.ingang des Vergleichers 90 angeschlossen ist Der Ausgang des Vergleichers 90 ist an die Basis eines Transistors 48 über einen Widerstand 91 angeschlossen, während eine konstante Spannung von einem Spannungsverteiler, bestehend aus den Widerständen 92 und S3, dem nicht-invertierenden Eingang des Vcrgleichers 90 zugeführt wird.

Der Kollektor des Transistors 48 ist mit dem Widerstand 47 verbunden. Das vom Vergleicher 57 abgehende Ausgangssignal wird der Basis eines Transistors 59 über einen Widerstand 58 zur Erregung des ersten Magnetventils 22 zugeführt, welches mit dem Kollektor des Transistors 59 verbunden ist Eine Diode 61 ist parallel zum ersten Magnetventil 22 angeordnet; es ist eine Stromquelle 62 vorhanden und ein verstärkender Tran-

ίο sistor 60 ist an seiner Basis mit dem Emitter des Transistors 59 verbunden. Durch eine entsprechende Wahl des Wertes des Widerstands 42, wenn nämlich sein Widerstandswert genügend größer ist als der der Widerstände 44, 45, 46 und 47. wird der Höchstwert der Eingangsspannung für den Vergleicher 57 am Anschluß 50 durch die am Anschluß 49, welcher einen Spannungsverteiler darstellt, auftretende Spannung bestimmt. Genauer gesagt, ist die Spannung am Anschluß 63 geringer als die arr! Anschluß 49 (d. h. wenn di? Wassertemperatur nied-

rig ist), wird durch die Arbeitsweise der Diode 43 die Spannung am Anschluß 63 dem Vergleicher 57 als Eingangsspannung zugeführt.

Im umgekehrten Fall wird die Eingangsspannung durch die Spannung am Anschluß 49 bestimmt. Die

Spannung am Anschluß 49 wird entweder bestimmt durch den leitenden oder nichtleitenden Zustand des Transistors 48, und der leitende sowie nichtleitende Zustand des Transistors 48 werden bestimmt durch den Ausgang vom Vergleichcr 90.

Wenn die Temperatur des Oz-Sensors 31 niedrig ist und sein Innenwiderstand hoch bz*v. die Temperatur hoch ist, wird ein großes Signal abgegeben. Dann ist die Spannung an dem invertierenden Eingang des Vergleichers 90 (d. h. die Spannung am Anschluß 54) höher als

die Spannung am nichtinvertierenden Eingang (konstante Spannung), so daß der Transistor 48 durch den Vergleicher 90 nicht in den leitenden Zustand gesteuert wird! Daraus folgt, daß die Spannung am Anschluß 49 durch die Widerstände 44 und 45 bestimmt wird und hoch ist.

Gibt der O₂-Sensor 31 bei hoher Temperatur ein kleines Signal ab, so ist die Spannung am Anschluff 54 niedrig und der Ausgang des Vergleichers 90 ist »PLUS«, wodurch der Transistor 48 in den leitenden Zustand gesteuert wird. Die Spannung am Anschluß 49 wird hierbei durch die Widerstände 44, 45 und 47 bestimmt und ist niedrig. Somit bildet die Spannung am Anschluß 49 einen Impuls (Rechteckspannung) mit einer Amplitude, welche durch die Widerstände 44,45 und 47 in Ab-

hängigkeit von der Temperatur und dem A Signal (großes oder kleines Signal) vom OrSensor 31 bestimmt wird.

Weisen daher die Widerstände 44, 45 und 47 einen genügend kleineren Widerstand auf als der Widerstand

42, so wird die am Anschluß 50 auftretende Spannung durch die Wassertemperatursonde 32 und den OrSensor 31 gesteuert wie aus Fig.3 ersichtlich. Die Spannung am Anschluß 50 wird dem nicht-invertierenden Eingang des Vergleichers 57 zugeführt und mit einer

eo Dreiecksspannung konstanter Amplitude und Periode verglichen, die durch den Dreiecksgenerator 56 erzeugt und dem invertierenden Eingang des Vergleichers 57 gegeben wird. Ist die Jr.eucrspannung am Anschluß 50 höher als die Spannung der Dreieckswelle, so ist der

Ausgang des Vergleichers 57 »PLUS«. Daraus folgt daß der Transistor 59 leitend wird und ebenso der Transistor 60, so daß von der Stromquelle 62 durch das erste Magnetventil 22 ein Strom fließt

Ist andererseits die Steuerspannung am Anschluß 50 geringer als die Spannung der Dreieckswelle, dann ist der Ausgang des Vergleichers 57 »MINUS«, so daü die Transistoren 59 und 60 sperren und das erste Magnetventil 22 nicht stromdurchflossen wird. Daraus folgt, daß das AUF-ZU-Zeitverhältnis des ersten Magnetventils 22 durch die Rcchlcckspannung am Anschluß 49 gesteift wird, was durch den Wassertemperatursensor 32 und (Jen OrSensor 31 bestimmt wird, welcher die Arbeitsbedingungen des Motors erfaßt. Das Luft-Kraftstoff-Verhältnis kann dann dem theoretischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis (Luftüberschußfaktor /J-I) entsprechen, welches, wie oben beschrieben, den Arbeitsbedingungen des Motors angepaßt ist.

Angenommen η ist die Zeit, während der der Oj-Scnsor 31 hohe Signale abgibt, und angenommen r₂ ist die Zeit, während der er kleine Signale abgibt, dann können die Veränderungsmustcr für das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in drei Arten unterteilt werden, wie hus P i **. 4u. b und c ersichtlich. Danach sind die Zyklen T₁ und Tj, wo nach a Γι < η und nach c Γι > η ist, länger als der Zyklus T], wo nach b η - T₂ ist. Somit ist Tl > T₂, T₃ > T₂.

Daher kann zur Steuerung des Luft-Kraftstolf-Verhältnisses, so daß A -> 1 ist, die Steuerperiode am kürzesten sein, wo Τ\ - rj ist, das heißt, wo der OrSensor so eingestellt ist, daß die Zeit, während der er ein hohes Signal und ein kleines Signal abgibt, gleich ist, was eine höhere Ansprechcharakteristik des Motors ergibt. Weicht daher das Verhältnis zwischen großem und kleinem Signal vom OrSensor von η F₂ ab, so muß es korrigiert ..erden.

Das vom ersten Magnetventil 22 gesteuerte Luft-Kraftstoff-Verhältnis λ - 1 wird, wie aus F i g. 5 ersichtlich, vom Basis-Luft-Kraftstoff-Verhältnis im Servomechanismus A beeinflußt. Weicht, wie aus F i g. 6 ersichtlich, das Basts-Luft-Kraftstoff-Verhältnis zur kraftstoffreichen Seite des Or Signals (Zeit mit großem Ausgangssignal/Zeit mit kleinem Ausgangssägnal) hin ab. verlängert sich die Zeil, über die am Ausgang ein großes Signal des Or Sensors 31 besteht Anhand dieses Verhältnisses soll die vorliegende Erfindung das Basis-Luft-Kraftstoff-Verhältnis durch die AUF-ZU-Steuerung des zweiten Magnetventils 25 im Kraftstoffdruckregelungsstromkreis dzur Veränderung des gegebenen Werts im Differenzdruckeinsteller 3 und zur Veränderung des Differenzdrucks Pi. — Pf über die Kraftstoffzumeßöffnung 15 ausgleichen, so daß die vom ersten Magnetventil 22 bewirkte Steuerung das Verhältnis r, = T₇ liefert, sobald das erste Magnetventil 22 vom Verhältnis Γι ■= r₂abweicht

Dies wird nachstehend näher beschrieben.
Der Teil D in F i g. 2 ist der Steuerstromkreis für das zweite Magnetventil 25. Ein Vergleicher 96 vergleicht die Spannung am Anschluß 54, welche durch den OrSensor 31 verändert wind mit einer konstanten Spannung von einem Spannungsverteiler, bestehend aus den Widerständen 94 und 95. Dem nichtinvertierenden Eingang des Vergleichers 81 wird die Spannung am Anschluß 49 über den Widerstand 77 und einen Kondensator 78 zugeführt Ebenso wird die Spannung am Anschluß 88 zwischen einem Widerstand 79 und einem veränderbaren Widerstand 80 dem invertierenden Eingang zum Vergleich dieser Spannungen zugeführt Wenn der OrSensor 3t eilte hohe Temperatur aufweist und ein kleines Signal abfpibt und wenn die Spannung am Anschluß 54 klein ist, wird der Transistor 48 durch den Vergleicher 90 durchgesteuert, wobei die Spannung am Anschluß 49 einen kleinen, von den Widerständen 44, 45 und 47 bestimmten Wert annimmt, so daß diese dem nichtinvertierenden Eingang des Vergleichers 81 zugeführte und durch den Widerstand 77 und den Kondensator 78 geglättete Spannung kleiner ist als die Spannung am Anschluß 88 und der Vergleicher 81 eine »0« Spannung erzeugt.

Weist der Oj-Scnsor 31 andererseits eine hohe Temperatur auf und gibt er kraftstoffanreichernde Signale ab, so steigt die Spannung an dem nichtinvertierenden

ίο Eingang des Vergleichers 81 über die des invertierenden Eingangs an und der Vergleicher 81 erzeugt eine »1« Spannung. Diese Ausgangsspannung des Vergleichers 81 wird durch einen Integrationskreis, bestehend aus einem Widerstand 82 und einem Kondensator 83, ge-

IS glättet und dem nichtinvertierenden Eingang des Vergleichers 104 zugeführt. Dem nichtinvertierenden Eingang des Vergleichers 104 wird die Ausgangsspannung des Dreiecksgenerators 56 zugeführt. Ist daher die durch den Vergleichen 81 erzeugte Durchschn>u.**p?*.nnung größer als die Ausgangsspannung des Dreiecksgenerators 56. dann liefert der Vergleicher 104 ein »PLUS« Ausgangssignal und steuert die Transistoren 84 und 85 durch, die daraufhin das zweite Magnetventil 25 öffnen. Im umgekehrten Fall schließt sich das zweite

Magnetventil 25.

Die Dauer des AUF-ZU-Mechanismus v/ird durch die durch den Dreiecksgenerator erzeugte Dreiecksspannung bestimmt. Weiterhin wird das AUF-ZU-Zeitverhältnis durch die Spannung an dem nicht-invertierenden Eingang des Vergleichers 104 bestimmt Zusätzlich ist eine Diode 105 parallel zum Magnetventil 25 angeordnet

Wenn die Zeit, während der am Ausgang ein kleines Signal des OrSensors 31 ansteht, länger ist als die Zeit, während der ein kraftstoffanreicherndes, großes Signal ansteht, d. h. wie nach (a) in F i g. 4 dargestellt, η < T₂ ist, so ist die Zeit, während der am Ausgang des Vergleichers 81 ein »0« Signal auftritt, länger. Dies führt dazu, daß die dem nichtinvertierenden Eingang des Vergleichcrs 104 zugeführte Spannung, welche durch den Widerstand 82 und den Kondensator 83 gemittelt worden ist, einen Wert von »0,5« oder weniger anzeigt In diesem Fall ist die Schließzcit des zweiten Magnetventils 25 länger als die Öffnungszeit Dadurch verringert sich der Druck P₁. in der Kammer c der Differenzdruckeinstellvorrichtung 3, der Druck Pf in der Kammer a wird zu seiner Verringerung ausgeglichen und das Basis-Luft-Kraftstoff-Verhältnis wird zur kraftstoffreichen Seite, d. h. r, - r₂, hin ausgeglichen.

so Ist die Ausgangszeit des kraftstoffanreichernden Signals vom O₂-Sensor 31 länger als die Zeit, während der am Ausgang ein kleines Signal ansteht, wird für den Ausgleich die umgekehrte Arbeitsweise durchgeführt, so daß die AUF-ZU-Zeiten des ersten Magnetventils 22 gleich sind, d. h. Γι - r₂.

Dadurch kann das Luft-Kraftstoff-Verhältnis während der gesamten Arbeitszeit ausgeglichen werden und ist somit dem theoretischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis durch Erfassung der Arbeitsbedingungen des Motors gleich. Darüber hinaus kann die Ansprechcharakteristik durch Verkürzung des Zyklus des ersten Magnetventils 22, welches für den Ausgleich benötigt wird, verbessert werden.

Ferner ist der Steuerstromkreis D für das zweite Ma-

gnetventii 25 erfindungsgemäß so angeordnet daß der 0₂-Sensor 31 die Zeit erfaßt welche für die normale Arbeitsweise für den Ausgleich des Basis-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses benötigt wird. d.h. nur wenn die

Temperatur des Kühlwassers über dem vorgegebenen Temperaturwert liegt und der C>2-Sensor 31 arbeitet, wird das Basis-Luft-Kraftstoff-Verhältnis für den Ausgleich des normalen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ausgeglichen. Dieser Arbeitsvorgang wird so ausgeführt, s daß der Maximalwert des Ausgangssignals des C^-Sensors 31 mit dem vorgegebenen Wert im Vergleicher 96 verglichen wird tmd die Widerstände 79 und 80 auf so einen Wert eingeteilt werden, daß bei größerem als dem gegebenen Maximalwert (wenn der Innenwiderstand des Ch-Sensors 31 bei niediiger Temperatur groß ist oder sich in Ruheposition befindet) die auf dem invertierenden Eingang des Vergleichers 81 befindliche Spannung immer größer ist als die am nicht-invertierenden Eingang, so daß der Vergleicher 81 kein Ausgangssignal erzeugt. Ferner wird das vom Temperatursensor 32 für das Kühlwasser abgegebene Ausgangssignal dem invertierenden Eingang eines Vergleichers 100 über einen Widerstand 99 zugeführt, während die Spannung zwischen den Widerständen 97 und 98, welche einen Spannungsverteiler bilden, zum Vergleich dieser Spannungen dem nichtinvertierenden Eingang zugeführt wird.

Ist die Spannung am Anschluß 63 geringer als der vorgegebene Wert, d. h. ist die Kühlwassertcmperatur niedriger als die vorgegebene Temperatur, erzeugt der Vergleicher 100 ein »PLUS« Ausgangssignal zur Durchsteuerung eines Transistors 103 über einen Widerstand 101. Der Kollektor des Transistors 103 ist mit der Stromquelle über einen Widerstand 102 und ebenso auch mit der Stromversorgung des Vergleichen 81 verbunden und unterbricht bei Durchsteuerung den Stromfluß zur Stromversorgung des Vergleichers 81.

Erhöht sich die Kühlwassertempratur über den vorgegebenen Wert, sperrt der Vergleicher 100 den Transistör 103 und ermöglicht so, daß ein elektronischer Strom von der Stromquelle zur Stromversorgung dos Vergleichers 8i durch den Widerstand Ϊ02 strömen kann.

In der vorstehenden Beschreibung sind die Stcuerungsfaktoren für die elektronische Steuervorrichtung 30 auf Signale vom O₂-Sensor 31 und vom Kühlwassertemperatursensor 32 begrenzt worden; werden jedoch weitere Steuerfaktoren über die Anschlüsse 64 und 65 in F i g. 2 hinzugefügt, wie z. B. Beschleunigung und Vollgas, kann das Luft-Kraftstoff-Verhältnis den Arbeitsbedingungen des Motors noch genauer angepaßt werden.

Die Dreiecksspannung wird ferner dem invertierenden Eingang des Vergleichers 57 zugeführt, und eine sich mit den Arbeitsbedingungen des Motors verän- so dernde Signalspannung wird dem nichtinvertierenden Eingang zugeführt. Durch Veränderung des Stromkreises des Ausgangssignalverstärkers, welcher das erste Magnetventil 22 speist bzw. durch Veränderung von dessen Konstruktion ist jedoch die umgekehrte Verbindung möglich. Gleiches gilt für die Vergleicher 81 und iO4.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
60

65

Claims

Patentanspruch:

Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, mit einer Vorrichtung mit einem Servomechanismus und einem Venrilöffnungsmechanismus zur Aufrechterhaltung des Differenzdruckes über einem Drosselventil in der Ansaugleitung auf einem vorgegebenen Wert und zur Erfassung der Luftströmung in der Ansaugleitung aus dem Öffnungsgrad des Drosselventils, mit einer die Kraftstoffströmung bestimmenden Vorrichtung in einer Kraftstoffzuführung mit einer Kraftstoffzumeßoffnung, deren Öffnungsbereich unmittelbar von dem Drosselventil gesteuert wird und jeweils dem des Drosselventils entspricht, mit einer Druckeinstenvorrichtung zur Regulierung des Kraftstoffdifferenzdruckes über die Kraftstoffzumeßöffnung, mit einer Anzahl von Sensoren, wie Kühiwassertemperatur-Sensor und Sauerstoff-Sensor, zur Erfassung der Arbeitsbedingungen der Brer.Ekraitmaschine und zur Abgabe entsprechender Signale, mit einer die Signale empfangenden und Steuersignale mit einem von diesen Signalen abhängenden EIN/AUS-Zeitverhältnis abgebenden elektronischen Steuervorrichtung und mit einem ersten, in einem mit der Druckeinstellvorrichtung verbundenen hydraulischen Kxaftstoffdruckregelungskreis angeordneten Elektromagnetventil, welches sich aufgrund der von der elektronischen Steuervorrichtung abgegebenen Steuersignale ir xhneller Folge öffnet und schließt und durch diese ElN/AUS-Betätigung mittels der Druckeinstellvorrichtung den Kraftstoff-Differenzdmck auf einen bestimmten Wert einstellt, um das Luft-Kraftstoffverhältnis so auszugleichen, daß es sich auf alle Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine einstellt,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein an sich bekanntes, zweites, parallel zu dem ersten Elektromagnetventil (22) angeordnetes Elektromagnetventil (25) im hydraulischen Kraftsloffdruckregelungskreis (d)vorgesehen ist und
daß das zweite Elektromagnetventil (25) mit Hilfe von Rechtecksignalen konstanter Frequenz betätigt wird, deren ElN/AUS-Zeitverhältnis bestimmt wird durch das Verhältnis der Zeitdauer der vom Sauerstoffsensor (31) an die elektronische Steuervorrichtung (30) abgegebenen kraftstofferhöhenden und kraftstoffvermindernden Signale, um beim Abweichen dieses Verhältnisses von einem vorbestimmten Wert durch mittels der Druckeinstellvorrichtung (3) bewirkte Veränderung des Kraftstoff-Pifferenzdruckes über die Kraftstoffzumeßöffnung (15) zusätzlich zu der von dem ersten Elektromagnetventil (22) hervorgerufenen Einstellung des Kraftstoff-Differenzdruckes das Luft-Kraftstoffverhältnis zu korrigieren.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches.

Als Stand der Technik ist bereits eine derartige Kraftstoffversorgungsanlage für Brennkraftmaschinen bekannt (DE-OS 28 30 675). Bei dieser bekannten Konstruktion findet ein Servomechanismus Anwendung, welcher innerhalb eines rederbalges eine Heizvorrichtung aufweist Die Isolierung der Heizvorrichtung und des Fcderbalges voneinander unter gleichzeitiger Abdichtung des Fed?rbalges erfordert einen relativ hohen baulichen Aufwand, um ein Auslaufen des im Servomechanismus befindlichen Kraftstoffes zu vermeiden.

Zum Stand der Technik zählt weiterhin eine Kraftstoffeinspritzanlage, bei welcher parallel zu einer Abkopplungsdrossel, einem ersten Elektromagnetventil.

to einem Speicher und einer ersten Drossel ein zweites Elektromagnetventil angeordnet ist (DE-OS 24 23 109). Dieses zweite Elektromagnetventil ist in Abhängigkeit vom Sauerstoffgehalt im Abgas der Bremskraftmaschine über einen elektronischen Verstärker durch eine Sauerstoffsonde ansteuerbar und während der Warmlaufpbase geschlossen. Entsprechend diesen vorgenannten Merkmalen ist die Sauerstoffsonde im Abgasbereich der Brennkraftmaschine angeordnet Demgegenüber geht die vorliegende Erfindung von

dem erstgenannten Stand der Technik aus und stellt sich die Aufgabe, diese bekannte Konstruktion so zu verbessern, daß bei geringerem baulichem Aufwand die gleiche Effektivität erzielt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches gelöst Durch diese Konstruktion mit zwei Magnetventilen ergibt sich der Vorteil ei* ir einfacheren baulichen Ausführungsform. ohne die Wirksamkeit der gesamten Vorrichtung zu beeinträchtigen. Das erste Magnetventil,

jo das in einem Kraftstoffdruckregelkreis angeordnet ist, kann durch Steuersignafe geöffnet und geschlossen werden, welche von der elektronischen Steuereinheit abgegeben werden: dieses erste Magnetventil gleicht das Kraftstoff-Luft-Gemisch zur Anpassung an alle Arbeits-

J5 bedingungen des Motors dadurch aus, daß ein vorbestimmter Wert des Differenzdruckeinstellers eingestellt wird.

Demgegenüber ist das zweite Magnetventil, welches ebenfall» in den Kraftstoffdruckregellf-eis parallel zu dem ersten Magnetventil angeordnet ist, so ausgelegt, daß es durch das Leistungs-Zeit-Verhältnis der kraftstofferhöhenden und der kraftstoffvermindernden Signale der elektronischen Steuereinheit geöffnet und geschlossen werden kann, um das ursprüngliche Luft* Kraftstoff-Verhältnis zu korrigieren. Dieses wird auf einem gewünschten konstanten Wert gehalten, wenn der Motor in Betrieb ist

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Aosführungsbeispielcn näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt

F i g. I eine Ansicht der gesamten erfindungsgemäßen Vorrichtung;

F i g. 2 einen Schaltplan eines zur Vorrichtung gehörenden elektronischen Steuersystems; Fig.3 ein Diagramm für die Steuerspannung in dem Vergleicher 57 im Schaltkreis nach F i g. 2; F i g. 4 ein Diagramm für die Zeitverhältnisse großer und kleiner Signale des Oxygen-Sensors; F i g. 5 ein Diagramm des als Basis benutzien Luft-Kraftstoff-Verhältnisses gegenüber der Charakteristik des nachsteuernden Luft-Kraftstoff-Verhältnisses; und

F i g. 6 ein Diagramm des als Basis benutzten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses gegenüber der O₂-Sensor A Signaicharakteristik.

Nach Fig. 1 ist eine Meßeinrichtung 1 für die Luftströmungsrate, ein Servomechanismus A, eine Ventilöffnungsvorrichtung B, eine Meßeinrichtung 2 für die Kraftstoffströmungsrate und ein Differenzdruckcinstcl-