DE3433042A1 - Kraftstoffeinspritzsystem fuer einen motor - Google Patents

Description

Mazda Motor Corporation

No. 3-1 Shinchi Fuchu-cho, Aki-gun

Hiroshima-ken /Japan

Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha
2-2-3 Marunouchi, Chiyoda-ku
Tokyo/Japan

Kraftstoffeinspritzsystem für einen Motor

Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kraftstoffeinspritzsystem für einen Motor und insbesondere auf eine Verbesserung der Steuerung für die während eines Beschleunigungsvorgangs des Motors einzuspritzende Kraftstoffmenge.

Ob der Motor beschleunigt wird oder nicht, ist in herkömmlicher Weise durch Erfassen einer Änderung im Öffnungsgrad einer im Ansaugkanal des Motors angeordneten Drosselklappe oder durch Erfassen einer Änderung im Ansaugunterdruck im Ansaugkanal stromab von der Drosselklappe festgestellt worden. Es ist vorgeschlagen worden, und zwar beispielsweise durch die japanische Patent-Offenlegungsschrift 57(1982) - 143 135, eine erhöhte Menge an Kraftstoff dem Motor während dessen auf diese Weise ermittelten Beschleu-

nigungsvorgangs zuzuführen, indem die Länge von individuellen Regulär- oder Normal-Einspritzimpulsen vergrößert oder eine Mehrzahl von Zusatz-Einspritzimpulsen von gleicher Länge zugeführt wird.

Auf Grund der Gestalt der Drosselklappe variiert eine Änderung in der Ansaugluftmenge für einen gegebenen Verlagerungswert der Drosselklappe mit deren Öffnungsgrad. Das bedeutet, daß die Änderung in der Ansaugluftmenge für einen vorgegebenen Verlagerungswert der Drosselklappe umso größer ist, je kleiner der Öffnungsgrad d<=r Drosselklappe ist, d'.h. je niedriger die Belastung des Motors ist.

Es ist foJglich vorgeschlagen worden, die Empfindlichkeit für die Erfassung einer Motorbeschleunigung zu erhöhen oder die Kraftstoff-Mehrmenge während eines Beschleunigungsvorgangs des Motors mit einer Verminderung dessen Belastung zu vergrößern. Diese Vorschläge sind jedoch von Nachteil, da eine komplizi.erte Konstruktion erforderlich ist. Vor allem ist dann eine sehr komplipzierte Konstruktion notwendig, wenn die beiden Vorschläge zusammen miteinander erfüllt werden sollen.

Im Hinblick auf die oben erwähnten Wahrnehmungen und Feststellungen .ist es die Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Kraftstoffeinspritzsystem für einen Motor zu schaffen, das einen sehr einfachen Aufbau aufweist und in der Lage ist, eine Motorbeschleunigung bei einer Verminderung in der Belastung des Motors mit gesteigerter Empfindlichkeit zu erfassen wie auch die ansteigende Kraftstoffmenge während eines Beschleunigungsvorgangs des Motors, da dessen Belastung vermindert wird, zu erhöhen.

Gemäß der Erfindung wird eine Mehrzahl von Drosselklappen-Öffnungsbezugswerten voreingestellt, und jedesmal, wenn der

derzeitige Drosselklappenöffnungsgrad einen der Bezugswerte überschreitet, dann wird unabhängig von Normal-Einspritzimpulsen ein Zusatz-Einspritzimpuls abgegeben, um die dem Motor zugeführte Kraftstoffmenge zu erhöhen. Die Bezugswerte werden im unteren Bereich des Drosselklappen-Öffnungsgrades mit vermehrter Winzigkeit vorgegeben·.

Durch Festsetzen der Bezugswerte mit erhöhter Winzigkeit oder mit geringerem Abstand im unteren Bereich des Drosselklappen-Öffnungsgrades als in dessen oberem Bereich kann eine Motorbeschleunigung schneller erfaßt werden,, wenn der Motor mit ansteigendem Öffnungsgrad der Drosselklappe vom unteren Bereich her beschleunigt wird, und gleichzeitig kann die Kraftstoff-Mehrmenge im unteren Bereich des Drosselklappen-Öffnungsgrades erhöht werden, so daß eine Steuerung in der Vermehrung des Kraftstoffs während eines Beschleunigungsvorgangs des Motors gemäß den Änderungskennwerten in der Menge an Ansaugluft mit Bezug zum Drosselklappen-Öffnungsgrad unter Anwendung einer sehr einfachen Konstruktion erreicht werden kann.

Das·Kraftstoffeinspritzsystem gemäß der Erfindung umfaßt eine Signalerfassungseinrichtung, die ein die Ansaugluftmenge kennzeichnendes Luftmengensignal direkt oder indirekt ermittelt, eine Grund-Kraftstoffeinspritzmenge-Berechnungseinrichtung, die entsprechend der vom Luftmengensignal dargestelllten Ansaugluftmenge eine Grund-Kraftstoffeinspritzmenge berechnet, eine Normal-Einspritzimpuls-Erzeugungseinrichtung, die einen der von der Grund-Einspritzmengen-Berechnungseinrichtung bestimmten Grund-Kraftstoffeinspritzmenge entsprechenden Normal-Einspritzimpuls gemäß einer vorbestimmten Zeiteinstellung an ein Einspritzventil abgibt, eine Drosselklappen-Öffnungsgrad-Fühleinrichtung, die den Öffnungsgrad der Drosselklappe, ermittelt, eine Bezugswert-Einstelleinrichtung, die eine Mehrzahl von Drosselklappen-Öffnungsgradbezugswerten festsetzt, eine Vergleichseinrichtung, die

ein Drosselklappen-Öffnungsgradsignal von der den Drosselklappen-Öffnungsgrad ermittelnden Fühleinrichtung mit der Mehrzahl der Drosselklappen-Öffnungsgradbezugswerte vergleicht, und eine Beschleunigungsbestimmungseinrichtung, dia einen Zusatz-Einspritzimpuls jedesmal an das Einspritzventil abgibt, wenn die Vergleichseinrichtung bestimmt, daß der Drosselklappen-Öffnungsgrad einen seiner Bezugswerte überschreitet, und dieses System ist dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugswert-Einstelleinrichtung die Drosselklappen-öffnungsgradbezugswerte im unteren Bereich des Drosselklappen-Öffnungsgrades mit vermehrter Winzigkeit festsetzt, so daß, je geringer die Motorbelastung ist, d.h., je niedriger der Drosselklappen-Öffnungsgradbereich während eines Beschleunigungsvorgangs des Motors ist, umso mehr Zusatz-Einspritzimpulse in Ergänzung zu den Normal-Einspritzimpulsen ausgegeben werden, d.h., daß die Kraftstoff-Mehrmenge umso größer ist.

Der Erfindungsgegens'tand wird anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Motors mit einem Kraftstoffeinspritzsystem in einer Ausführungsform gemäß der Erfindung;

Fig. 2 ein Blockdiagramm der Schaltung des Einspritzsystems von Fig. 1;

Fig. 3 eine Darstellung zur Arbeitsweise des Einspritzsystems ;

Fig. 4 ein Blockdiagramm eines Beispiels für einen Zusatz-Einspritzimpuls-Erzeugungskreis, der bei dem Einspritzsystem von Fig. 1 zur Anwendung kommt;

Fig. 5 ein konkretes Beispiel für den in Fig. 4 gezeigten Zusatz-Einspritzimpuls-Erzeugungskreis.

In Fig. 1 sind ein Motor 1 und ein im Zylinder 3, in den der Kolben 4 verschiebbar eingepaßt ist, ausgebildeter Brennraum 2 dargestellt. Der Motor 1 weist einen über ein Luftfilter 6 an seinem einen Ende zur Atmosphäre hin offenen Ansaugkanal 5 auf, der mit seinem anderen Ende in den Brennraum 2 mündet. Eine die Ansaugluftmenge regelnde Drosselklappe 7 sowie ein stromauf von dieser liegendes Kraftstoff-Einspritzventil 8 sind im Ansaugkanal 5 angeordnet. Ein Abgaskanal 9 geht mit seinem einen Ende vom Brennraum 2 ab und ist mit seinem anderen Ende zur Atmosphäre hin offen, und in diesem Kanal 9 befindet sich ein katalytischer Wandler 10. Dem Zylinder 3 sind ein Einlaßventil 11 sowie ein Auslaßventil 12 zugeordnet. Ferner ist der Motor 1 mit einem Ansaugluftvorwärmer 13 versehen, der mittels des Kühlwassers des Motors den Ansaugkanal 5 stromab von der Drosselklappe 7 aufheizt.

Des weiteren ist der Motor 1 mit einem Drosselklappen-öffnungsgradfühler 14, der den Öffnungsgrad oder -winkel der Drosselklappe 7 feststellt, mit einem Unterdruckfühler 15, der den Ansaugunterdruck im Ansaugkanal stromab der Drosselklappe 7 erfaßt, mit einem Kühlwasser-Temperaturfühler 16, der die Temperatur des Kühlwassers im Luftvorwärmersystem 13 ermittelt, mit einem Kraftstoff-Luft-Verhältnisfühler 17, der ein im Abgaskanal 9 stromauf vom katalytischen Wandler 10 angeordneter O^-Fühler ist und das Kraftstoff-Luft-Verhältnis aus der Sauerstoffkonzentration im Abgas ermittelt, sowie mit einem Motordrehzahlfühler 18, der die Umdrehungen des Motors pro Minute erfaßt, versehen. Der Unterdruck- und der Drehzahlfühler 15 und 18 bilden zusammen eine Signalerfassungseinrichtung 19, die ein für die Ansaugluftmenge kennzeichnendes Ansaugluftmengensignal ermittelt. Die Signale von den Fühlern 14 bis 18 werden in ein Steuergerät 20 eingegeben, das das Kraftstoff-Einspritzventil 8 regelt.

Wie die Fig. 2 zeigt, enthält das Steuergerät 20 einen Grund-Kraftstoffeinspritzmenge-Berechnungskreis 21 und einen Normal-Einspritzimpuls-Erzeugungskreis 22. Der Grund-Kraftstoffeinspritzmenge-Berechnungskreis 21 empfängt das Luftmengensignal (d.h. das Unterdrucksignal vom Unterdruckfühler 15 und das Drehzahlsignal vom Drehzahlfühler 18) von der Signalerfassungseinrichtung 19 und berechnet eine Grund-Kraftstoffeinspritzmenge auf der Grundlage der durch das Luftmengensignal gekennzeichneten Ansaugluftmenge. Der Normal-Einspritzimpuls-Erzeugungskreis 22 empfängt ein Grund-Kraftstoffeinspritzmengensignal vom Berechnungskreis 21, un einen Normal-Einspritzimpuls zu erzeugen, der eine der einzuspritzenden Kraftstoffmenge entsprechende Länge (Dauer) hat, und gibt diesen Impuls über ein ODER-Glied 24 jedesmal, wenn er ein von einem Triggersignal-Erzeugungskreis 23 in Synchronisation mit beispielsweise der Motordrehzahl erzeugtes Triggersignal empfängt, an das Einspritzventil 8 ab. Der Triggersignal-Erzeugungskreis 23 entwickelt das Triggersignal im Ansprechen auf beispielsweise ein Kurbelwinkelsignal.

Ein Widerstand 25, der das Bezug^swert-Einstel IgI ied bildet, hat mehrere (bei der dargestellten Ausführungsform sind es fünf) Abgriffe 25a bis 25e. Die Spannung zwischen den Enden des Widerstandes 25 kennzeichnet die volle öffnung der Drosselklappe 7, während die Spannungen an den jeweiligen Abgriffen 25a bis 25e eine Mehrzahl von Drosselklappen-Öffnungsgradbezugswerten S1 bis S5 darstellen.

Eine Vergleichsschaltung 26 hat fünf Vergleicher 26a bis 26e. An die positiven· Klemmen der einzelnen Vergleicher 26a bis 26e wird ein Drosselklappen-Öffnungsgradsignal vom Drosselklappen-Öffnungsgradfühler 14 gelegt, die negativen Klemmen der einzelnen Vergleicher 26a bis 26e sind jeweils mit einem der Abgriffe 25a bis 25e verbunden. Die Vergleicher 26a bis 26e geben Hochpegelsignale ab, wenn das zugeführte

Drosselklappen-Öffnungsgradsignal höher ist als der jeweilige Bezugswert S1 bis S5. Diese Bezugswerte S1 bis S5 kennzeichnen fünf verschiedene Drosselklappen-Öffnungsgrade, die in dieser Reihenfolge niedrig sind, und wie aus den Abständen zwischen benachbarten Abgriffen 25a bis 25e in Fig. 2 sowie aus Fig. 3 zu ersehen ist, sind die Unterschiede zwischen benachbarten Bezugswerten S1 bis S5, d.h. die Unterschiede zwischenSI und .S2,S2 und S3, S3 und S4 sowie S4 und S5, in dieser Reihenfolge gering. Somit geben umso mehr Vergleicher 26a bis 26e das Hochpegels'ignal für eine vorgegebene Verstellung der Drosselklappe 7 ab, je geringer der Bereich im Drosselklappen-Öffnungsgrad ist.

Der Ausgang eines jeden Vergleichers wird in einen Zusatz-Einspritzimpuls-Erzeugungskreis 27 eingegeben, der einen Zusatz-Einspritzimpuls von vorbestimmter Länge immer dann erzeugt, wenn er ein Hochpegelsignal von den Vergleichern 26a bis 26e empfängt. Der Zusatz-Einspritzimpuls wird dem Einspritzventil 8 über das ODER-Glied 24 zugeleitet. Somit wird der dem Motor 1 während seiner Beschleunigung zugeführte Kraftstoff in höherem Ausmaß vermehrt, wenn der Drosselklappenöffnungsgrad gering ist, als dann wenn der öffnungs-. grad groß ist.

Der Zusatz-Einspritzimpuls-Erzeugungskreis 27 kann einen Vorderflanken-Erfassungskreis 30, der die Vorderflanke des von den Vergleichern 26a bis 26e erzeugten Impulses erfaßt sowie einen kurzen Impuls ausgibt, und einen Impulsdauer-Erzeugungskreis 40, der den kurzen Impuls vom Vorderflanken-Erfassungskreis 30 empfängt und einen Impuls mit einer vorgegebenen Länge abgibt, umfassen, wie Fig. 4 zeigt. Der Vorderflanken-Erfassungskreis 30 kann eine Mehrzahl (bei der dargestellten Ausführungsform sind es fünf) von Differenzierschaltungen 31, die eingangsseitig mit je einem der Vergleicher 26a bis 26e verbunden sind, umfassen, während der

Impulsdauer-Erzeugerkreis 40, wie Fig. 5 zeigt, aus einem monostabilen Multivibrator 41 bestehen kann. Jede Differenzierschaltung 31 ist mit einem Paar von Umkehrstufen 33 und 34 versehen, und wenn der Umkehrstufe 33 ein Hochpegelsignal zugeführt wird, dann wird von der Umkehrstufe 34 ein positiver Triggerimpuls abgegeben, wie für den Fachmann klar ist. Der positive Triggerimpuls wird durch das umgekehrte ODER-(NOR-)Glied 32 invertiert, und der resultierende negative Triggerimpuls wird in den monostabilen Multivibrator 41 eingeführt. Nach dem Eingeben des negativen.Triggerimpulses in den monostabilen Multivibrator 41 wird ein positiver Impuls mit einer Dauer, die von einer von einem Widerstand RB und einem Kondensator CB in der Eingangsstufe des monostabilen Multivibrators 41 festgelegten Zeitkonstanten bestimmt wird, an das ODER-Glied 24 abgegeben.

Obwohl bei der beschriebenen Ausführungsform die Drosselklappen-Öffnungsgradbezugswert-Einstel!einrichtung (der Widerstand 25) und die Verglerchseinrichtung (die Vergleichsschaltung 26) als Analogschaltung ausgestaltet sind, so können sie auch als eine Digitalschaltung ausgebildet sein. Ferner ist bei der abgehandelten Ausführungsform die Signalerfassungseinrichtung aus dem Unterdruckfühler 15 und dem Drehzahlfühler 18 zusammengesetzt, jedoch kann diese Einrichtung z.B. aus einem Luftmengenmesser, der stromauf von der Drosselklappe 7 im Ansaugkanal angeordnet ist und die Ansaugluftmenge unmittelbar erfaßt, gebildet sein.

- Leerseite -

Claims (5)

1. Mazda Motor Corporation

   No. 3-1 Shinchi Fuchu-cho, Aki-gun

   Hiroshima-ken/Japaη

   Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha
   2-2-3 Marunouchi, Chiyoda-ku
   Tokyo/Japan

   Kraftstoffeinspritzsystem für einen Motor

   Patentansprüche

   My Kraftstoffeinspritzsystem für einen Motor mit einer Signalerfassungseinrichtung, die ein die Ansaugluftmenge unmittelbar oder mittelbar darstellendes Luftmengensignal erfaßt, mit einer Grund-Kraftstoffeinspritzmenge-Berechnungseinrichtung, die entsprechend der vom Luftmengensignal wiedergegebenen Ansaugluftmenge eine Grund-Kraftstoffeinspritzmenge berechnet, mit einer ein erstes Triggersignal entsprechend einer vorbestimmten Zeiteinstellung liefernden Triggersignal-Erzeugungseinrichtung, mit einer Normal-Einspritzimpuls-Erzeugungseinrichtung, die einen der von der Grund-Kraftstoffeinspritzmenge-Berechnungseinrichtung bestimmten Grund-Kraftstoffeinspritzmenge entsprechenden Normal-Einspritzimpuls bei jeder Erzeugung des ersten Triggersignals abgibt, mit

   einer Drosselklappen-Öffnungsgrad-Erfassungseinrichtung, die den Öffnungsgrad der Drosselklappe ermittelt, mit einer Bezugswert-Einstelleinrichtung, die eine Mehrzahl von Drosselklappen-Öffnungsgradbezugswerten einstellt, mit einer Vergleichseinrichtung, die den gegenwärtigen, durch ein Drosselklappen-Öffnungsgradsignal von der Drosselklappen-Öffnungsgrad-Erfassungseinrichtung dargestel1-ten Drosselklappen-Öffnungsgrad mit der Mehrzahl der Drosselklappen-Öffnungsgradbezugswerte vergleicht, mit einer ein zweites Triggersignal bei jedem Hinausgehen des gegenwärtigen Drosselklappen-Öffnungsgrades über einen der Drosselklappen-Öffnungsgradbezugswerte erzeugenden Triggersignal-Erzeugungseinrichtung, mit einer bei jedem Auftreten des zweiten Triggersignals einen Zusatz-Einspritzimpuls liefernden Zusatz-Einspritzimpuls-Erzeugungseinrichtung und mit einem im Ansaugkanal des Motors angeordneten, vom Normal-Einspritzimpuls oder vom Zusatzeinspritzimpuls betätigten, Kraftstoff i.n den Ansaugkanal einspritzenden Kraftstoff-Einspritzventil, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselklappen-Öffnungsbezugswerte (S1 bis S5) im unteren Bereich des Drosselklappenöffnungsgrades winziger eingestellt sind.
2. 2. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalerfassungseinrichtung (19) einen einen Ansaugunterdruck im Ansaugkanal (5) stromab der Drosselklappe (7) ermittelnden Unterdruckfühler (15) und einen die Motordrehzahl pro Minute ermittelnden Drehzahlfühl'er (18) umfaßt.
3. 3. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Triggersignal-Erzeugungseinrichtung (23) das erste Triggersignal synchron mit der Motorumdrehung abgibt.
4. 4. Kraftstoffeinspritzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftstoff-Einspritzventil (8) im Ansaugkanal (5) stromoberhalb der Drosselklappe (7) angeordnet ist.
5. 5. Kraftstoffeinspritzsystem nach einem der Ansprüche 1

   bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatz-Einspritzimpuls-Erzeugungseinrichtung (27) Zusatz-Einspritzimpulse von im wesentlichen gleicher Dauer erzeugt.wenn der gegenwärtige Drosselklappen-Öffnungsgrad die jeweiligen Drosselklappen-Öffiungsgradbezugswerte (S1 bis S5) überschreitet.