DE3109736A1

DE3109736A1 - Elektronisch gesteuerte treibstoffinjektionseinrichtung

Info

Publication number: DE3109736A1
Application number: DE19813109736
Authority: DE
Inventors: Himeji Asayama
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1980-03-14
Filing date: 1981-03-13
Publication date: 1982-01-07
Also published as: FR2478201A1; US4455985A; CA1159931A; GB2072882B; GB2072882A; FR2478201B1; JPS56129729A

Description

1Ά-3546
ME-55O(P-1967)

Elektronisch gesteuerte Treibstoffinjektionseinrichtung

Die Erfindung betrifft eine elektronisch gesteuerte Treibstoffinjektionseinrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine eines Automobils oder dergleichen- Dabei ist ein Wirbelluftdurchsatzmeßgerät vorgesehen, welches den Durchsatz an Ansaugluft, welche in den Motor angesaugt wird, erfaßt. Ferner ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, welche ein elektromagnetisches Ventil während bestimmter Zeitperioden betätigt, und zwar in Synchronisation mit einem Frequenzausgangssignal des Wirbelluftdurchsatzmessers, so daß der Treibstoff während der jeweiligen spezifischen Periode eingespritzt wird.

Ks ist bekannt, daß Wirbel-Luftdurchsatzmeßgerüte ejn Frequenzausgangssignal erzeugen, welches dem Wirbel-LuCtdurchsatz entspricht (dem Wirbelzahlverhältnis). Dieses Signal ist proportional dem gemessenen volumetrischen Ansaugluftdurchsatz. Bei herkömmlichen elektronisch gesteuerten Treibstoffinjektionseinrichtungen für Verbrennungskraftmaschinen wird der Treibstoff in den Motor mit einem spezi-

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fischen Treibstoffdurchsatz eingespritzt, und zwar synchron mit dem Frequenzausgangssignal und proportional zum volumetrischen Luftdurchsatz. Es ist bevorzugt, den Druck stromauf von dem Wirbel-Luftdurchsatzineßgerät konstant zu halten. Gewöhnlich wird jedoch stromauf von dem Wirbel-Luftdurchsatzmeßgerät ein Luftreinigungsgerät und eine Ansaugrohrleitung vorgesehen. Es ist daher in der Praxis schwierig, einen konstanten Druck einzustellen, da es durch das Luftreinigungsgerät und das Luftansaugrohr zu einem Druckabfall kommt.

Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile der herkömmlichen Einrichtung zu überwinden und eine elektronisch gesteuerte Brennstoffeinspritzvorrichtung zu schaffen, welche die Perioden der Betätigung eines elektromagnetischen Ventils für die Treibstoffeinspritzung steuert, und zwar abhängig von Änderungen des Druckes stromauf von dem Wirbel-Luftdurchsatzmeßgerät, so daß mit Hilfe des Meßergebnisses eine Druck-Kalibrierung des Wirbel-Luftdurchsatzmeßgerätes vorgenommen werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine elektronisch gesteuerte Treibstoffeinspritzeinrichtung mit einer Wirbel-Luftdurchsatzmeßeinrichtung zur Erfassung des Ansaugluftdurchsatzes unter Erzeugung eines Frequenzausgangssignals in Abhängigkeit von dem gemessenen Wirbel-Luftdurchsatz der Ansaugluft, welche in die Verbrennungskraftmaschine eingesaugt wird. Eine Steuereinrichtung für die Treibstoffeinspritzung dient der Betätigung eines elektromagnetischen Ventils während einer bestimmten Zeitdauer, und zwar im wesentlichen synchron mit dem Frequenzausgangssignal des Wirbel-Luftdurchsatzmeßgerätes. Eine Luftreinigungseinrichtung ist stromauf von dem Wirbel-Luftdurchsatzmeßgerät angeordnet.

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Ein Drucksensor zur Erfassung von Druckänderungen der im Wirbel-Luftdurchsatzmeßgerät zugeführten Ansaugluft ist ebenfalls vorgesehen. Solche Druckänderungen sind zurückzuführen auf den Einfluß der Luftreinigungsanlage. Die Perioden der Betätigung des elektromagnetischen Ventils werden in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Drucksensors gesteuert.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform einer elektronisch gesteuerten Treibstoffeinspritzeinrichtung und

Fig. 2 ein Schaltbild einer Ausführungsform der elektronischen Steuereinrichtung.

Fig. 1 zeigt eine allgemein mit 1 bezeichnete Verbrennungskraftmaschine mit einem Ansaugrohr 2 und einer Drosselklappe oder einem Drosselventil 3/ welche bzw. welches mit dem Gaspedal des Wagens verbunden ist. Der Motor saugt Luft an, und der Saugluft-Durchsatz wird mit einem Luftströmungsmeßgerät 4 vom Wirbeltyp gemessen. Ein elektromagnetisches Ventil 5 für die Treibstoffinjektion ist stromauf vom Drosselventil 3 angeordnet. Der Treibstoff wird mit Hilfe einer nicht gezeigten Treibstoffpumpe unter Druck gesetzt und in das Ansaugrohr 2 des Motors injiziert, und zwar in Synchronisation mit einem Frequenzausgangssignal, das der Wirbelfrequenz des Wirbel-IiUftströmungsmessers 4 entspricht. Eine elektronische Steuereinrichtung 6 dient zur Steuerung des Zündzeitpunktes und der Injektionsperiode dos elektromagnetischen Ventils für die Treibstoffeinspritzung. Ein Drucksensor 7 dient zur Erfassung des Drucks stromauf von dem Wirbol-Luftijfcrömungsmnssor 4. Hin T.uftrcinigunq.snppar.iL Ist

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stromauf von dem Wirbel-Luftströmungsmesser 4 angeordnet. Er enthält ein Reinigungselement, z.B. ein Luftfilterpapier 9. Schließlich ist stromauf von dem Luftreinigungsgerät 8 eine Ansaugleitung 10 für die Luftansaugung vorgesehen.

Im folgenden soll die Arbeitsweise dieser Einrichtung erläutert werden. Wenn der Verbrennungsmotor gestartet wird, so wird Luft über die Luftansaugleitung 10 angesaugt. Sie gelangt über den Luftreinigungsapparat 8 in das auf Wirbelbildung beruhende Luftströmungsmeßgerät 4,in dem der Durchsatz der angesaugten Luft gemessen wird. Sodann gelangt die Luft in das Ansaugrohr 2 des Motors. Mit steigendem Durchsatz der Ansaugluft kommt es aufgrund der Anwesenheit des Luftreinigungsapparates 8 zu einer erheblichen Absenkung des Drucks der Ansaugluft, welche durch das Wirbel-Luftdurchsatzmeßgerät 4 strömt. Es ist bekannt, daß derartige Wirbel-Luftströmungsmeßgeiiäte den volumetrischen Luftdurchsatz erfassen. Daher kommt es bei einer signifikanten Senkung des Drucks zu einer Erhöhung des Volumens und somit zu einer Vergrößerung des Ausgangssignals des Wirbel-Luftdurchsatzmeßgerätes« Andererseits bezieht sich das LuEt-Treibstoff-Verhältnis des Verbrennungsmotors auf das Gewicht. Wenn daher der in Synchronisation mit der Ausgangsfrequenz des Wirbel-Luftdurchsatzmeßgerätes 4 einzuspritzende Treibstoff unter den Bedingungen eines Druckabfalls gemessen wird, so kommt es zu einer übermäßigen Treibstoffeinspritzung. Bei maximaler Leistung kommt es bei einer Verbrennungskraftmaschine mit einem Hubvolumen von 2000 cm" zu einem Treibstoff Überschuß von 3 bis 8 ?>. ES ist somit bei einem volumetrlachen Durchsatzmeßgerät, wie es das Wirbel-Luftdurchsatzmeßgerät darstellt, erforderlich, den Druckabfall zu kalibrieren oder eichen. Ferner bestehen je nach der Art des Automobils erhebliche

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Unterschiede hinsichtlich der Gestalt und der Länge der Ansaugrohrleitung 10 des Verbrennungsmotors. Darüberhinaus sollte die Länge der Ansauglüftleitung 10 im Hinblick auf die erwünschte Geräuschdämpfung und im Hinblick auf die erwünschte Fernhaltung von Wasser groß sein. Aus allen diesen Gründen kommt es stromauf von dem Wirbel-Luftdurchsatzmeßgerät 4 zu einem großen Druckabfall.

Erfindungsgemäß wird der Druckabfall durch das Druckmeßgerät 7 erfaßt, und das Ausgangssignal· desselben gelangt zur elektronischen Steuereinrichtung 6. Diese ermittelt die Perioden der Betätigung des elektromagnetischen Ventils 5 für die Treibstoffeinspritzung in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Drucksensors, wobei dieses Ausgangssignal zu Kalibrierzwecken verwendet wird. Eine übermäßige Treibstoffeinspritzung kann somit vermieden werden, und die Treibstoffeinspritzrate kann mit großer Präzision in Abhängigkeit vom gewünschten Luft-Treibstoff-Verhältnis gesteuert werden.

Wenn man als Drucksensor 7 ein Absolutdruckmeßgerät verwendet, so kann das Ausgangssignal ermittelt werden in Abhängigkeit von sowohl dem Druckabfall als auch den Änderungen des Atmosphärendrucks, so daß man den Atmosphärendruck kalibrieren kann.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform der elektronischen Steuereinrichtung 6 für die Steuerung des EinspritzZeitpunktes und der Einspritzperiode des elektromagnetischen Ventils für die Treibstoffeinspritzung. Als elektronische Steuereinrichtung kann eine einfache Computereinheit A dienen, z.B. ein 8 Bit-Mikrocomputer auf einem Chip. Es ist οin ROM mit einem Kalibrierprogramm vorgesehen. Dieses dient zur Berechnung der Treibstoffeinspritzrate und der optima-

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len Betriebsdaten. Eine integrierte Zeitgeberschaltung 11 dient der Umwandlung der digitalen Daten der berechneten Treibstoffeinspritzrate in eine Einspritzventilbetätigungsperiode und ist mit dem Mikrocomputer 12 verbunden, welcher die integrierte Schaltung 121, eine zentrale Verarbeitungseinheit 122 und einen Speicher 123 umfaßt. Ein Analog-zu-Digitalwandler 13 dient der Umwandlung der analogen Daten in digitale Daten und ist ebenfalls mit dem Mikrocomputer 12 verbunden. Die Daten der Sensoren 14 des Motors gelangen über eine Eingangs-Interface-Schaltung 15 zur Eliminierung eines Rauschens oder dergleichen und dann gelangen die Analog-Daten zum Analog-zu-Digitalwandler 13. Die digitalen Daten, z.B. Schalterdaten, gelangen direkt zum Mikrocomputer 12. Im Mikrocomputer wird die erwünschte Treibstoffeinspritzrate berechnet und in ein Register dor integrierten Zeitsteuereinheit eingeschrieben. Diese hat eine programmierbare Einmalfunktion und erzeugt einen Einspritzventilbetätigungsimpuls mit einer Impulsbreite, welcher den eingeschriebenen Daten proportional ist. Zur Synchronisation der Betätigung des Injektors 16 mit der Ausgangsfrequenz des Luftströmungssensora wird das Ausgangssignal des Luftströmungssensors dem Triggereingang der Zeitgeberschaltung 11 zugeführt. Dem Mikrocomputer werden die Daten bezüglich des Ansaugluftdurchsatzes,der Motordrehzahl, der Kühlwassertemperatur usw. zugeführt. Ein EGR-Steuersolenoid 17 wird betätigt, um das Ventil zu steuern. Eine Wächterschaltung 18 kann für einen möglichen Ausfall des Mikrocomputers vorgesehen sein. In diesem Falle wird das Ausgangssignal einer Ersatzschaltung 19 durch eine Wählvorrichtung 20 gewählt und zur Betätigung des Injektors 16 verwendet, so daß auch im Falle eines Ausfalls des Mikrocomputers 12 der Betrieb des Motors aufrechterhalten bleibt. Das Bezugszeichen 21 bezeichnet eine Treiberschaltung.

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Erfindungsgemäß dient ein Drucksensor zur Erfassung von Druckänderungen in der Ansaugluft, welche einem Wirbel-Luftdurchsatzmeßgerät zugeführt wird. Letzteres dient zur Messung des insaugluftdurchsatzes des Verbrennungsmotors. Die Meßergebnisse werden verwendet zur Steuerung der Perioden der Betätigung des elektromagnetischen Ventils für die Treibstoffeinspritzung, und zwar geschieht diese Steuerung in Abhängigkeit vom Ausgangssignal· des Diucksensors. Es wird somit ein Treibstoff injoktionsapparat geschaffen, mit dem auf einfache Weise eine Druckkalibrierung des Wirbel-Luftdurchsatzmeßgerätes möglich ist. Der Treibstoff wird mit großer Präzision entsprechend dem gewünschten Treibstoff-Luft-Verhältnis eingespritzt, ohne daß die Länge oder die Gestalt des Luftreinigungsapparates oder der Ansaugluftleitung einen nachteiligen Einfluß haben können.

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Leerseite

Claims

Patentansprüche

1 J Elektronisch gesteuerte Treibstoffinjektions-

Lnrichtung mit einem Wirbel-Luftdurchsatzmeßgerät zum Messen des Ansaugluftdurchsatzes unter Erzeugung eines Frequenzausgangssignals in Abhängigkeit von dem Wirbel-LUftdurchsatz der von der Verbrennungskraftmaschine angesaugten Luft; mit einer Steuereinrichtung für die Einspritzung des Treibstoffs unter Betätigung eines magnetischen Ventils während einer vorbestimmten Zeitdauer in Synchronisation mit dem Frequenzausgangssignal des Wirbel-Luftdurchsatzmeßgerätes und mit einer Luftreinigungseinrichtung stromauf vom Wirbel-Luftdurchsatzmeßgerät, gekennzeichnet durch einen Drucksensor (7) zur Erfassung von auf die Luftreinigungseinrichtung (8) zurückzuführenden Änderungen des Drucks der dem Wirbel-Luftdurchsatzmeßgerät (4) zugeführten Ansaugluft, so daß die Perioden der Betätigung des elektromagnetischen Ventils (5) in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Drucksensors (7) steuerbar sind.
2. Elektronisch gesteuerte Treibstoffinjektionseinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Luftansaugrohr (10) stromauf von der Luftreinigungseinrichtung (8), wobei der Drucksensor (7) auch Druckänderungen aufgrund des Luftansaugrohrs (10) erfaßt.
3. Elektronisch gesteuerte Treibstoffinjektionseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drucksensor (7) den Absolutdruck mißt und somit sowohl Druckvariationen sowie Änderungen des Atmosphärendruckes erfaßt.

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