DE3510157A1 - Einrichtung zur zeitgesteuerten ansteuerung elektromagnetisch betaetigbarer kraftstoffeinspritzventile - Google Patents

Einrichtung zur zeitgesteuerten ansteuerung elektromagnetisch betaetigbarer kraftstoffeinspritzventile

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DE3510157A1 DE19853510157 DE3510157A DE3510157A1 DE 3510157 A1 DE3510157 A1 DE 3510157A1 DE 19853510157 DE19853510157 DE 19853510157 DE 3510157 A DE3510157 A DE 3510157A DE 3510157 A1 DE3510157 A1 DE 3510157A1
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Description

erregenden Stromimpulses ist.
Die Kennung wird durch die Dimensionierung des elektrischen Bauelements, welches an bzw. in dem Kniflsioffeinsprilzvenlil angebracht ist, diesem Krafisiol'feinspritzvenül unverwechselbar und unverlierbar zugeordnet.
Insbesondere besteht das elektrische Bauelement, welches die Kennung beinhaltet, aus einem elektrischen Widerstand, dessen Widerstandswert ein Maß für die Kennung (Einspritzmenge zur Ansteuerzeit) ist.
Der elektrische Widerstand wird bevorzugt in einem Isolierteil des Kraftstoffeinspritzventils angeordnet, wobei in dem Isolierteil Steckerzungen untergebracht sind, über die das Kraftstoffeinspritzventil üblicherweise an die Motorelektronik angeschlossen wird. Zum Anschluß des elektrischen Widerstands dient bevorzugt eine zusätzliche Steckerzunge, mit der der Widerstand elektrisch verbunden ist, während der Widerstand andererseits mit einer der Steckerzungen in Verbindung stehen kann, die zur Zuführung der Stromimpulse an die Magnetspule üblicherweise dienen.
Das Bauelement ist somit elektrisch mit zwei Steckerzungen in dem Isolierteil verbunden.
Die elektrische Verarbeitung der Dimensionierung des die Kennung beinhaltenden elektrischen Bauelements ist in Anspruch 5 angegeben. Danach wird die Impulsdauer oder -länge von Stromimpulsen zur Erregung einer Magnetspule eines Kraftstoffeinspritzventils nicht nur wie bisher durch eine Steuergröße, insbesondere die angesaugte Luftmenge, bestimmt, sondern zusätzlich durch die Dimensionierung des die Kennung beinhaltenden Bauelements. Dies kann nach Anspruch 5 bevorzugt dadurch erfolgen, daß das elektrische Bauelement über einen Analog-Digital-Umsetzer und einen Tabellenspeicher, insbesondere einem ROM, mit den Mitteln zur Bildung der Stromimpulse in Verbindung steht, wobei diese Mittel so ausgebildet sind, daß die Stromimpulslänge durch die Größe des elektrischen Bauelements beeinflußt wird. Insbesondere kann die Stromimpulslänge außer durch die Steuergröße — Luftmenge — die das Monoflop in üblicher Weise ansteuert, durch zusätzliche Ansteuerung dieses Monoflops mit einer Korrekturgröße erfolgen, die aus dem Tabellenspeicher nach Maßgabe der elektrischen Größe mitbestimmt wird, die aus dem elektrischen Bauelement ausgelesen wird.
Es ist aber auch denkbar, die Dauer der Stromimpulslänge, die in üblicher Weise mit dem Monoflop lediglich in Abhängigkeit von der Steuergröße — Luftmenge — gebildet ist, in einer dem Monoflop nachgeschalteten Stufe mit einem Faktor zu verändern (multiplizieren), der ebenfalls dem Tabellenspeicher in Abhängigkeit von der Größe des elektrischen Bauelements entnommen wird.
Da jedem Kraftstoffeinspritzventil, welches in einer Einspritzanlage eingesetzt wird, ein individuelles elektronisches Bauelement fest zugeordnet ist, welches die Kennung des entsprechenden Kraftstoffeinspritzventils beinhaltet, und da die Größe dieser elektrischen Bauelemente getrennt abfragbar und zur Korrkektur der Impulsdauer der Stromimpulse, die in das betreffende Kraftstoffeinspritzventil eingespeist werden, individuell einspeisbar ist, ermöglicht die Einrichtung mit den Kraftstoffeinspritzventilen einen erheblich verbesserten Gleichlauf der vier, sechs oder acht Düsen einer sogenannten Multipointeinspritzung als bei einer vorbekannten konventionellen mechanisch justierten Düse. Daraus ergibt sich auch eine Kraftstoffeinsparung und eine Verminderung der mit dem Abgas freigesetzten Schadstoffe.
Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung mit zwei Figuren erläutert. Fs zeigt
Fig. 1 im vergrößerten Schnitt ein Kraftstoffeinspritzventil, in dem ein Widerstand mit der Kennung dieses Kraftstoffeinspritzventils angeordnet ist, und
Fig. 2 ein Blockschaltbild der Einspritzelektronik, welche zu dieser Einrichtung gehört, mit einer Magnetspule und einem elektrischen Widerstand eines Kraftstoffeinspritzventils.
In der Praxis sind beim Einsatz des Verbrennungsmotors in Kraftfahrzeugen statt eines Kraftstoffeinspritzventils derer mehrere vorhanden, deren Widerstände nacheinander abgefragt werden können, um die jeweils zudosierten Mengen zu beeinflussen.
In Fig. 1 ist mit 1 ein Ventilgehäuse bezeichnet, in dessen Bohrung 2 eine Magnetspule 3 untergebracht ist. Der Magnetspule steht ein Anker 4 gegenüber. Der Anker wird bei nicht erregter Magnetspule durch eine Schließfeder 5 von dieser weggedrückt und bei erregter Magnetspule zu dieser hingezogen.
Mit dem Anker ist eine Ventilnadel 6 verbunden. Die Ventilnadel wird unter der Wirkung der Schließfeder 5 gegen einen Ventilsitz 7 gedrückt und schließt in diesem Zustand das Kraftstoffeinspritzventil.
Die Kraftstoffzufuhr erfolgt über einen Kraftstoffanschluß 8, eine Längsbohrung 9, verschiedene Freiräume einschließlich der Längsnuten 10 und 11 bis in eine Ringform 12 stromaufwärts des Ventilsitzes.
Zur Erregung der Magnetspule 3 ist diese über eine in der Zeichnung nicht sichtbare Leitung mit zwei Steckerzungen verbunden, die in einem Isolierteil 13 untergebracht sind. In der Zeichnung ist die eine Steckerzunge 14 erkennbar, während zwei weitere Steckerzungen nicht dargestellt sind.
In eine Ausnehmung 15 ist ein Widerstand 16 eingebettet, dessen Widerstandswert proportional der Kennung des Kraftstoffeinspritzventils, nämlich der Einspritzmenge zur Ansteuerzeit bemessen ist. Eine Zuleitung 17 des Widerstands ist ebenfalls an die Steckerzunge 14 angeschlossen, während ein zweiter Anschluß des Widerstands an eine der weiteren Steckerzungen in der Zeichnung nicht sichtbar ist.
In Fig. 2 ist die Einrichtung zur zeitgesteuerten Ansteuerung des Kraftstoffeinspritzventils nach Fig. 1 dargestellt. Die in Fig. 2 gezeigte Einspritzelektronik ist in der Regel ein Teil eines umfassenderen Einspritzelektroniksystems, mit dem mehrere Kraftstoffeinspritzventile der in Fig. 1 dargestellten Art angesteuert werden können.
Wesentlicher Bestandteil der Einspritzelektronik ist ein Monoflop 18, dessen Kippzeitdauer durch ein Spannungssignal an einem Eingang 19 proportional variiert werden kann. In der Motorelektronik wird das Spannungssignal von einem Luftmengensensor 20 erzeugt, der die von dem Verbrennungsmotor angesaugte Luftmenge erfaßt.
An einem Ausgang 21 des Monoflops entsteht somit ein Puls, dessen Impulsdauer oder -länge von der mit dem Luftmengensensor 20 erfaßten Luftmenge abhängt. Der Puls wird mit einem Treiber 22 verstärkt und über eine Steckerzunge 23 der Magnetspule 3 zugeführt, so daß diese während der Dauer des Impulses erregt wird. Somit dosiert das Kraftstoffeinspritzventil, zu dem die Magnetspule 3 gehört, eine Kraftstoffmenge in das Ansaugsystem, die der Impulsdauer proportional ist. Die Menge hängt dabei von der Kennung des Kraft-
Stoffeinspritzventils, d.h. die im konstruktions- und fertigungsbedingten Verhältnis Einspritzmenge zu Ansteuerzeit, ab.
Diese Kennung, bzw. Abweichungen der Kennung von einem Sollwert, kann aus einem Widerstand 16 ausgelesen werden, dessen Widerstandswert entsprechend der Kennung bzw. Abweichung von der Kennung eingestellt oder ausgewählt wurde. Dieser Widerstand mit der angegebenen Widerstandsgröße ist Bestandteil des Kraftstoffeinspritzventils nach Fig. 1.
Der von dem Widerstand abgefragte Widerstandswert wird über einen Analog-Digital-Umsetzer 24 als Adresse in eine mit einem ROM 25 gespeicherte Tabelle eingespeist. In der Tabelle sind den Adressen Korrekturgrößen zugeordnet. Je eine dem Widerstandswert des Widerstands 16 entsprechende Korrekturgröße wird aus der Tabelle des ROM 25 ausgelesen und in einen zweiten Eingang 26 des Monoflop eingespeist. Der innere Aufbau des Monoflop gestattet es, daß die Impulsdauer oder -länge, die zunächst durch die Steuergröße entsprechend der Luftmenge bestimmt ist, nach Maßgabe der Korrekturgröße aus der Tabelle des ROM 25 korrigiert wird. Das Monoflop ergibt somit einen Puls einer so großen Impulsdauer ab, daß die von dem zugehörigen Kraftstoffeinspritzventil dosierte Kraftstoffmenge genau gleich der Kraftstoffmenge ist, wenn das Kraftstoffeinspritzventil den Sollwert der Kennung, d.h. der Einspritzsollmenge, zur Ansteuerzeit aufweisen würde. — Dies bedeutet, daß die ohne Korrekturgröße von dem Monoflop 18 gebildete Impulsdauer in dem Maße verlängert oder verkürzt wird, wie es der Abweichung der Kennung des zugehörigen Kraftstoffeinspritzventils von dem Sollwert der Kennung entspricht.
Wie erwähnt,kann mit der Erweiterung der in Fig. 2 dargestellten Einspritzelektronik auf die korrigierte Ansteuerung mehrerer Kraftstoffeinspritzventile ein sehr guter Gleichlauf sämtlicher Kraftstoffeinspritzventile einer Multipointeinspritzung erreicht werden. Der elektronische Teil der Einrichtung zur Erfassung des Widerstandswerts, der dem Kraftstoffeinspritzventil zugeordnet ist, erfordert nur einen geringen Aufwand, da regelmäßig in eine Einspritzelektronik Mikroprozessorsysteme eingesetzt werden, die freie Analogeingänge zum Anschluß der Widerstände aufweisen.
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Claims (6)

1 2 Patentansprüche per mit einer innerhalb eines Ventilgehäuses angeord neten Magnetwicklung und einem Weicheisenkern, wel-
1. Einrichtung zur zeitgesteuerten Ansteuerung ehe die Magnetspule bilden. Diese wirkt mit einem geelektromagnetisch betätigbarer Kraftstoffein- genüberstehenden Anker zusammen, der mit einer in spritzventile von Brennkraftmaschinen mit einer 5 dem Düsenkörper geführten Ventilnadel verbunden ist Einspritzelektronik, dadurch gekennzeichnet, daß (DE-PS 23 49 584).
an jedem Kraftstoffeinspritzventil (1 —14) ein elek- Zur Zumessung der gewünschten Kraftstoffmenge in trisches Bauelement (Widerstand 16) angeordnet das Ansaugsystem, insbesondere ein Saugrohr eines Otist, das proportional einer Kenngröße (Einspritz- tomotors.besteht das Problem, daß einem mit der vormenge zu Ansteuerzeit) des Kraftstoffeinspritzven- 10 anstehend beschriebenen Motorelektronik erzeugten tils dimensioniert ist und an die Einspritzelektronik elektrischen Impuls vorgegebener Dauer oder Länge (18, 22) zur Beeinflussung der Einspritzzeit an- eine entsprechende Einspritzmenge zuzuordnen ist. schließbar ist. Dies setzt eine genaue Justierung der Kraftstoffein-
2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet spritzventile voraus. Der Justieraufwand ist in der Regel durch einen Widerstand (16) als elektrisches Bau- 11 erheblich, da er nach dem Ausmessen eines Kraftstoffelement, einspritzventils häufig eine Demontage, Neueinstellung
3. Einrichtung, deren Kraftstoffeinspritzventile ein und wiederholte Messung bedeutet, bis das Kraftstoffisolierteil mit in ihm untergebrachten Steckerzun- einspritzventil die gewünschte Einspritzmenge im Vergen zum Anschluß einer Magnetspule an die Ein- hältnis zur Ansteuerzeit bzw. Impulsdauer oder -länge spritzelektronik aufweist, nach Anspruch 1 oder 2, 20 dosiert. Die Lösung dieses Problems ist bisher in einer dadurch gekennzeichnet, daß das Bauelement (Wi- geeigneten Herstellung des Kraftstoffeinspritzventiis derstand 16) in dem Isolierteil (13) angeordnet ist gesucht worden. Beispielsweise hat man erkannt, daß und mit zwei Steckerzungen (z.B. 14) verbunden ist. die Lage des Ankers zur Ventilnadel streuen kann, wor-
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn- aus sich u.a. die Notwendigkeit der Justierung des Venzeichnel, daß eine der beiden Steckerzungen (14) 25 tilnadelhubs und damit ein relativ großer fertigungsmit denen das Bauelement (Widerstand 16) kontak- technischer Aufwand ergeben. Um den Ventilnadelhub tiert ist, zum Anschluß der Magnetspule (3) an die in den erforderlichen engen Toleranzen zu halten, ist Motorelektronik (18,22) vorgesehen ist. eine besondere Verbindung zwischen dem Anker und
5. Einrichtung, die Mittel (Monoflop) zur Bildung der Ventilnadel bekannt, die sich dadurch auszeichnet, von Stromimpulsen umfaßt, deren Länge von einer 30 daß das in der Bohrung des Ankers aufgenommene En-Steuergröße (Luftmenge) abhängt, nach einem der de der Ventilnadel mit ringförmigen, durch eingearbei-Ansprüche 1 -4, dadurch gekennzeichnet, daß je- tete Ringnuten gebildeten Stegen versehen ist und eine des die Kenngröße des Kraftstoffventils beinhal- Preß verbindung des Ventilnadelendes mit dem Anker tendes Bauelement (Widerstand 16) über einen Ana- durch An- und Einpressen der Wand der das Ventilnalog-Digital-Umsetzer (24) und einen Tabellenspei- 35 delende aufnehmenden Bohrung des Ankers an die Umcher (ROM 25) mit Mitteln (Monoflop 18) zur Be- fangsflächen der Stege und die zwischen diesen liegeneinflussung der Stromimpulslänge in Verbindung den Ringnuten erfolgt (DE-PS 23 49 584). Mit dieser steht. speziellen Lösung sind aber nicht alle Einflüsse, welche
6. Elektromagnetisch betätigbares Kraftstoffein- die Dosierung der Einspritzmenge zu Ansteuerzeit des spritzventil mit einem Isolierteil und in ihm unter- 40 elektromagnetisch betätigten Kraftstoffeinspritzventiis gebrachten Steckerzungen für Brennkraftmaschi- beeinflussen, erfaßt.
nen, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Isolierteil Demgemäß liegt der vorliegenden Erfindung die Auf-
(1) des Kraftstoffeinspritzventiis zusätzlich ein gäbe zugrunde, eine Einrichtung zur zeitgesteuerten
elektrischer Widerstand (16) angeordnet ist. Ansteuerung elektromagnetisch betätigbarer Kraft-
45 stoffeinspritzventile und insbesondere die Kraftstoffein-
Beschreibung spritzventile selbst so auszubilden, daß mit den Kraftstoffeinspritzventilen die gewünschten Einspritzmen-
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur zeitge- gen eng toleriert dosiert werden können,
steuerten Ansteuerung elektromagnetisch betätigbarer Diese Aufgabe wird durch die Ausbildung der Ein-
Kraftstoffeinspritzventile nach dem Oberbegriff des 50 richtung, insbesondere der Kraftstoffeinspritzventile,
Anspruchs 1. mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Derartige Einrichtungen werden insbesondere zur Die Erfindung beruht auf dem Prinzip, daß man auf
Zumessung des Kraftstoffes in das Ansaugsystem von eine sehr eng tolerierte mechanische Justierung verzich-
Ottomotoren eingesetzt. tet, statt dessen die sogenannte Kennung jedes fertigge-
Derartige bekannte Einrichtungen umfassen Mittel, 55 stellten — und gegebenenfalls grob mechanisch justier-
insbesondere ein Monoflop zur Bildung von Stromim- ten — Kraftstoffeinspritzventiis erfaßt, die Kennung
pulsen, deren Länge von einer Steuergröße,insbesonde- mit der Einspritzelektronik abfragt und die Kennung bei
re der angesaugten Luftmenge, abhängt. Die Stromim- der Bildung des das betreffende Kraftstoffeinspritzven-
pulse, deren Impulslänge oder Impulsdauer durch das til erregenden Stromimpulses korrigierend berücksich-
Monoflop bestimmt wird, werden mit einem Treiber 60 tigt. Die Impulsdauer bzw. -länge dieser Stromimpulse
verstärkt, um mit der erforderlichen Kraftstoff-Leistung wird somit nicht nur mehr wie üblich von einer Steuer-
die Magnetspule oder Erregerspule des Kraftstoffein- größe, insbesondere der angesaugten Luftmenge des
spritzventiles so zu erregen, daß eine Ventilnadel von Verbrennungsmotors, bestimmt, sondern zusätzlich
ihrem Ventilsitz entfernt wird und Kraftstoff während durch die Kennung des Kraftstoffeinspritzventiis, mit
einer der Impulslänge oder Impulsdauer entsprechen- 65 dem der Kraftstoff zudosiert wird,
den Zeit in das Ansaugsystem eingespritzt wird. Die Kennung ist dabei das Verhältnis der Einspritz-
Im einzelnen bestehen zum Stand der Technik gehö- menge zu der Ansteuerzeit des Kraftstoffeinspritzven-
rende Kraftstoffeinspritzventile aus einem Düsenkör- tils, wobei die Ansteuerzeit gleich der Impulsdauer des
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