DE3139988A1

DE3139988A1 - Elektronisch gesteuertes oder geregeltes kraftstoffzumesssystem fuer eine brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3139988A1
Application number: DE19813139988
Authority: DE
Inventors: Otto Dipl.-Ing. 7253 Renningen Glöckler; Dieter Ing.(grad.) 7141 Murr Günther; Michael Dipl.-Ing. Horbelt (FH), 7141 Schwieberdingen; Ulrich Ing.(grad.) 7000 Stuttgart Steinbrenner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1981-10-08
Filing date: 1981-10-08
Publication date: 1983-04-28
Also published as: FR2514418B1; US4449508A; FR2514418A1; JPS5867942A; JPH0472058B2; DE3139988C2

Description

κ. 17372

1 k.9.1981 Mü/Wl

ROBERT BOSCH GMBH, TOOO STUTTGART 1

Elektronisch gesteuertes oder geregeltes

Kraftstoffzumeßsystem für eine Brennkraftmaschine

Stand der Technik .

Bei heutigen Kraftstoffzumeßsystemen bemüht man sich um die Einhaltung eines möglichst exakten stöchiometrischen Kraftstoff-Luftgemisches im Hinblick auf den Kraftstoffverbrauch sowie auf sauberes Abgas, über alle Betriebs^ bereiche hinweg erweist sich das stöchiometrische Gemisch jedoch als nicht zweckmäßig. Beispielhaft sei hier der Vollastbetrieb genannt, bei dem die Abgabe eines möglichst hohen Drehmoments der Brennkraftmaschine vorrangig ist. Umfaßt das Kraftstoffzumeßsystem eine Λ-Regeleinrichtung mit einem 7l-Sensor im Abgasrohr, dann wird üblicherweise während des Vollastbetriebes die Regelung abgeschaltet und die Kraftstoffzumessung geht auf Steuerbetrieb über« Definiert wird Vollastbetrieb in der Regel mit vollständig oder nahezu vollständig geöffneter Drosselklappe.

Je nach dem Verhalten des Fahrers eines mit dem genannten Kraftstoffzumeßsystem für die Brennkraftmaschine ausgestatteten Fahrzeugs wird sehr oft dieser Vollastbetrieb angezeigt und entsprechend das Kraftstoffzumeßsystem von

Regelung auf Steuerung geschaltet. Auf diese Weise ergibt sich über einen längeren Zeitraum gesehen ein ungünstiges Abgas aufgrund des zeitweise angereicherten Gemisches während der Vollastphasen.

Vorteile der Erfindung

Bei dem elektronisch gesteuerten oder geregelten Kraftstof fzumeßsystem mit den Merkmalen des Hauptanspruchs wird hingegen sichergestellt, daß das Erzeugen eines Vollastsignals nicht mehr ausschließlich von der Bedienungsperson des Fahrzeuges abhängt» sondern objektive Kriterien beim Erfassen des Vollastzustandes die dominierende Rolle spielen.

Weitere Vorteile der Erfindung und zweckmäßige Ausgestaltungen ergeben sich in Verbindung mit den Unteransprüchen aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend näher beschrieben und erläutert. Es zeigen Fig. 1 ein grobes Übersichtsschaubild eines elektrisch gesteuerten oder geregelten Kraftstoffzumeßsystems bei einer Brennkraftmaschine, Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Einspritzsystems und Fig. 3 ein Schaltbild zum erfindungswesentlichen Teil des Gegenstandes von Fig.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Die folgenden Beispiele betreffen als Kraft stoffzumeßsysteme Einspritzeinlagen. Zur Darstellung der Erfindung ist jedoch die Art des Kraftstoffzumeßsystems ohne Belang.

-Λ—⁵" R. 17372

In Fig. 1 ist grobschematisch eine Kraftstoffeinspritzanlage für eine Brennkraftmaschine 10 dargestellt, zu der ein Luftansaugrohr 11 führt und mit der ein Abgasrohr 12 gekoppelt ist. Im Luftansaugrohr findet sich hintereinander ein Luftmengenmesser 13 sowie eine Drosselklappe 1 k, deren Stellung von einem Fahrpedal 15 bestimmt wird und die einen nicht näher dargestellten Kontakt zur Signalabgabe bei völlig geöffneter Drosselklappe aufweist. Das entsprechende Signal kann an einem Ausgang 16 abgenommen werden. Das Einspritzsystem umfaßt ein Einspritzventil 18, das aus einem Tank 19 mit Kraftstoff versorgt wird entsprechend der Erregung des nicht näher dargestellten Induktivsystems 20 des Magnetventils 18, Ein Steuergerät liefert die Ansteuersignale für das Magnetventil. Es besitzt vier Eingänge für ein Luftmengensignal 22, das Signal bezüglich der völlig geöffneten Drosselklappe Ik vom Ausgang 16 (23), einen Eingang 2k für ein Signal einer Ä-Sonde 25 im Abgasrohr 12 und schließlich einen Eingang 26 für ein Drehzahlsignal eines Drehzahlmessers 27°

Die Grundstruktur des in Fig. 1 dargestellten Gegenstandes ist bekannt. Während des Regelungszustandes der Kraftstoffzumessung wird ausgehend von Luftdurchsatz-₉ Drehzahl- und 71-Sondensignal die Einspritzzeit des Magnetventils 18 bestimmt und bei völlig geöffneter Drosselklappe wird beim bekannten Kraftstoffzumeßsystem die Regelung ausgeschaltet, die Kraftstoffzumessung auf Steuerbetrieb umgeschaltet und dann die jeweiligen Einspritzzeiten abhängig von der Drehzahl bestimmt. Selbstverständlich können im Steuergerät 21 noch weitere Betriebskenngrößen wie z.B. die Temperatur verarbeitet werden.

Fig. 2a zeigt im Blockschaltbild die wesentlichsten Komponenten des Steuergeräts 21 von Fig. 1. E3 umfaßt ein Zeit-

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glied 30, in dem ausgehend von Ausgangssignalen des Luftmengenmessers 13 und des Drehzahlmessers 27 noch, zu korrigierende Grundeinspritzimpulse der Dauer tp erzeugt werden. Eine nachfolgende Korrekturstufe 31 ermöglicht die Beeinflussung dieser Grundeinspritzimpulse abhängig von Signalen der^-Sonde, des Drosselklappenstellungsgebers sowie einer Begrenzungsschaltungsanordnung für die einzelnen Einspritzimpulse. Korrigierte Einspritzimpulse der Dauer ti gelangen dann zum elektromagnetischen Einspritzventil 18, 20. Die Korrekturstufe 31 ist in Fig. 2 dreigeteilt gezeichnet, wobei selbstverständlich auch noch weitere Einflußgrößen eine Rolle spielen können. Die einzelnen Kästchen in der dreigeteilt gezeichneten Korrekturstufe 31 enthalten Symbole für die jeweilige Korrekturart. Bezeichnet sind die einzelnen Korrekturstufenteile mit 32 bis 3h.

In der Verbindungsleitung von λ-Sonde 25 zu dem Korrekturstufenteil 32 für die 7L-Regelung liegt ein Schalter 35· Einem Steuereingang 36 dieses Schalters 35 ist ein UND-Gatter 37 vorgeschaltet. Ein Schwellwertschalter 38 erfaßt das Luftmengensignal vom Luftmengenmesser 13. Entsprechend kann einem Drosselklappenstellungsgeber 39 ein Schwellwertschalter ^O nachgeschaltet sein, sofern der Drosselklappenstellungsgeber jegliche Position und nicht nur die völlig geöffnete Stellung der Drosselklappe erfaßt. Schließlich sind den beiden Korrekturstufenteilen 33 für die Vollastanreicherung und 3U für die Einspritzmengenbegrenzung je ein UND-Gatter ij-1 und k2 vorgeschaltet. Alle drei UND-Gatter 37, 1+1 und k2 erhalten Ausgangssignale des Schwellwertschalters 38 und ein Signal bezüglich einer geöffneten Drosselklappe entweder unmittelbar vom Ausgang 16 des Drosselklappenschalters oder vom Ausgang des dem Drosselklappenstellungsgeber 39 nachgeschalteten Schwellwertschalters ^0.

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Wesentlich beim Gegenstand nach Fig. 2a ist nun, daß die /L -Regelung über den Schalter 35 nur dann ausgeschaltet wird, wenn sowohl die Drosselklappe in ihrer geöffneten Stellung steht als auch der Luftmengenmesser 13 ein bestimmtes Vollastvolumen anzeigt. Das gleiche gilt für die Vollastanreicherung. Sie kommt aufgrund der gegebenen Schaltungskonfiguration nur dann zum Tragen, wenn sowohl die Drosselklappe als auch der Luftmengenmesser einen hohen Lastzustand anzeigen. Über das UND-Gatter h2 schließlich ergibt sich eine geänderte Maximalbegrenzung für die jeweilige Einspritzmenge abhängig davon, ob tatsächlich Vollastbetrieb vorliegt oder nicht. Würde man die normalerweise sehr schnell wirkende Begrenzung der Einspritzmenge bei allen Betriebsbedingungen wirken lassen und keine Umschaltung vornehmen, dann wäre beim schnellen Beschleunigen das Überschwingen der Klappe bei einem Klappenluftmengenmesser und die dadurch bewirkte Anfettung nicht wirksam. Durch das Umschalten auf einen höheren t -Wert ist eine gute soge-

pmax

nannte Gasannahme jedoch sichergestellt.

Gestrichelt gezeichnet ist in Fig. 2a noch eine getrennte Eingriffsleitung kk vom Ausgang des Schwellwertschalters 38 zum Korrekturstufenteil 3^ für die Mengenbegrenzung. Sie macht - deutlich, daß diese Begrenzung auch allein vom Ausgangssignal des Luftmengenmessers 13 umgeschaltet werden kann.

Während beim Gegenstand von Fig. 2a das Ti -Sondensignal als solches geschaltet wird, zeigt Fig. 2b eine dahingehend geänderte Version, daß die Sondensignalauswertung beeinflußbar ist. Dabei gelangt das Vollastsignal (VL) über einen luftmassendurchsatzabhängigen Schalter auf einen VL-Steuereingang des Λ-Regelungsteils der Korrekturstufe 31 und beeinflußt deren Ausgangssignal ti.

β.

Bei den obengenannten logischen Verknüpfungen der Einzelsignale zur Vollastbestimmung hat sich auch gezeigt, daß im vorgeschriebenen Fahrzyklus für den US-Abgastest mit seinen äußerst kurzen Beschleunigungsphasen die Λ. -Regelung stets eingeschaltet bleibt und somit ein optimales Abgas erreicht wird.

Ein Ausführungsbeispiel der wesentlichsten Teile von Fig. ist in Fig. 3 in gleicher Numerierung dargestellt. In Abweichung gegenüber dem Gegenstand von Fig. 2 wird jedoch bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 3 die t -Umschaltung lediglich abhängig vom Auftreten eines hohen Luftdurchflusses im Ansaugrohr gewählt, so daß das UND-Gatter k2 entfällt, jedoch die Verbindungsleitung kk zum Tragen kommt. Diese t -Umschaltung ist beim Gegenstand nach Fig. 3 mittels einer steuerbaren Stromquelle realisiert, welche dem entsprechenden Korrekturstufenteil 3^ zugeordnet ist. Die beiden UND-Gatter 37 und k1 sind aus Dioden-Widerstands-Kombinationen aufgebaut. Auch beim Gegenstand von Fig. 3 ist wesentlich, daß die Vollastanreicherung nur dann erfolgt und die Kraftstoffzumessung von Regelung auf Steuerung übergeht, wenn sowohl die Drosselklappe vollständig geöffnet ist, als auch der Luftdurchsatz im Ansaugrohr einen bestimmten Wert überschreitet.

Als zweckmäßig hat sich auch herausgestellt, wenn die Schwellwerte der Schwellwertschalter 38 und/oder Uo betriebskenngrößenabhängig (z.B. von den Temperaturen) sind.

Für manche Brennkraftmaschinentypen erweisen sich auch hysteresebehaftete Schwellwertschalter als vorteilhaft.

-f.

Leerseit

Claims

R. .173 72

1U.9.1981 Mü/Wl

ROBERT BOSCH GMBH, TOOO STUTTGART 1

Ansprüche

1.) Elektronisch gesteuertes oder geregeltes Kraftstoff-.zumeßsystem für eine Brennkraftmaschine mit je einem Sensor für den Luftfluß im Ansaugrohr und die Drossel= klappenposition, dadurch gekennzeichnet, daß abhängig ■von den Signalen der Sensoren für den Luftfluß (13) und die Drosselklappenposit.ion (39) die Λ-Regelung und/oder die Vollastanreicherung und/oder die Kraftstoffmengenbegrenzung beeinflußbar sind.

2. Kraftstoffzumeßsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei hohem Luftfluß und geöffneter Drosselklappe die Kraftstoffmengenbegrenzung später wirksam wird und eine Vollastanreicherung vorgesehen ist.

3· Kraftstoffzumeßsystem nach Anspruch 1 oder 2_S dadurch gekennzeichnet, daß bei hohem Luftfluß und geöffneter Drosselklappe die Λ -Regelung beeinflußt oder ausgeschaltet und bei der Kraftstoffzumessung auf Steuerung übergegangen wird.

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k. Kraftstoffzumeßsystem nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß das hohe Luftflußsignal über einen Schwellwertschalter (38) erfaßt wird.

5· Kraftstoffzumeßsystem nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis k, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem relativ hohen Luftflußsignal (unterhalb des Schwellwertes) und einem eine geöffnete Drosselklappe anzeigenden Drosselklappensignal die Kraftstoffmengenbegrenzung kleingewählt und die Vollast-Anreicherung abgeschaltet wird.

6. Kraftstoffzumeßsystem nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Positionssignal der Drosselklappe ebenfalls einem Schwellwertschalter (i+0 ) zuführbar ist.

7. Kraftstoffzumeßsystem nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellwerte der Schwellwertschalter (38 und kO) für den Luftfluß und die Drosselklappenposition betriebskenngrößenabhängig sind.

8. Kraftstoffzumeßsystem nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7. dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Schwellwertschalter (38, 1+0) hysteresebehaftet ist.