DE3543111A1 - Kraftstoff-einspritzanlage fuer gemischverdichtende brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoff-Ein­ spritzanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei Kraftstoff-Einspritzanlagen dieser Art kann sich die angestrebte Korrelation zwischen gemessener Lüft­ menge und eingespritzter Kraftstoffmenge im Laufe der Zeit, beispielsweise infolge Verschleiß an den beweg­ lichen Teilen, wie der Luftmeßklappe und ihrer Lage­ rung oder der Anlagestelle zwischen Luftmeßklappe und dem Steuerkolben des Kraftstoffzumeßventils, verändern. Diese Veränderung geht meist in Richtung auf mageres Gemisch, d.h. es wird weniger Kraftstoff zugemessen als der angesaugten Luftmenge entspricht. Diese Ab­ magerung macht sich vor allem im Leerlauf bemerkbar, wo die Kraftstoffmenge an sich schon sehr gering ist, so daß es zu einem Absinken der Leerlaufdrehzahl kommt. Dieses Absinken der Leerlaufdrehzahl unter den fest­ gelegten Sollwert wird von dem Leerlauf-Füllungsregler dadurch kompensiert, daß dieser den Bypassquerschnitt vergrößert und dadurch eine größere Luftmenge passieren läßt, was vom Luftmengenmesser erkannt wird, der nun das Kraftstoffzumeßventil derart verstellt, daß eine größere Kraftstoffmenge zugegeben wird, bis die Soll-Leerlauf­ drehzahl wieder erreicht ist. Wenn nun aber z.B. in­ folge des genannten Verschleißes eine sehr starke Abmagerung eingetreten ist, kann es vorkommen, daß trotz voller Öffnung des Bypassquerschnittes kein zünd­ fähiges Gemisch mehr gebildet wird und der Motor beim Anhalten des Fahrzeuges ausgeht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die durch Verschleiß oder sonstige Umstände erfolgte Abmagerung des Leerlauf-Kraftstoff-Luft-Gemisches mit einfachen Mitteln zu beheben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kenn­ zeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Durch den erfindungsgemäßen Vorschlag wird bei An­ näherung des Stellers der Leerlauf-Füllungsregelung an seine obere Verstellgrenze die zugemessene Kraftstoff­ menge durch Verringerung des Druckes in den zweiten Kammern der Differenzdruck-Regel-Ventile vergrößert, womit sich die Leerlaufdrehzahl erhöht und der Leer­ lauf-Füllungsregler wieder in seinen normalen Regel­ bereich gelangt.

Die Steuerung des Elektromagnetventils durch den Leerlauf- Füllungsregler kann auch dann eingesetzt werden, wenn durch Verschleiß oder sonstige Einflüsse ein zu fettes Gemisch gebildet wird, sodaß die vorbestimmte Leerlauf­ drehzahl auch bei voll geschlossenem Steller nicht ein­ gehalten werden kann, also die Ist-Leerlaufdrehzahl über der Soll-Leerlaufdrehzahl liegt. In diesem Falle gibt der Leerlauf-Füllungsregler bei Annäherung des Stellers an seine untere Verstellgrenze (geschlossene Stellung) dem Elektromagnetventil in der Rücklauf­ leitung ein Signal, um dessen Querschnitt zu verringern und damit die Zumessung einer geringen Kraftstoffmenge zu bewirken.

Das Elektromagnetventil kann, wie an sich bekannt, als Taktventil ausgebildet sein, dessen Tastverhältnis durch den Leerlauf-Füllungsregler im Sinne einer Sprung­ funktion veränderbar ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Kraft­ stoff-Einspritzanlage, und

Fig. 2 ein Diagramm, aus dem die Arbeitsweise des Leerlauf-Füllungsreglers hervorgeht.

Es sei zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen, in der ein Saugrohr 1 dargestellt ist, das einen konischen Ab­ schnitt 2 aufweist, in welchem ein Luftmengenmesser in Form einer schwenkbaren Stauklappe 3 angeordnet ist. Stromab der Stauklappe 3 ist in dem Saugrohr 1 eine willkürlich betätigbare Drosselklappe 4 angeordnet. Die Strömungsrichtung der Verbrennungsluft ist durch den Pfeil 5 veranschaulicht. Die um den Drehpunkt 6 schwenkbare Stauscheibe 3 wirkt auf einen Steuer­ kolben 7 eines Kraftstoffzumeß- und Mengenteiler­ ventils 8. Der Steuerkolben 7 ist in einer Bohrung 9 verschiebbar und begrenzt mit dieser einen Ringraum 10, der durch einen Kanal 11 und eine Kraftstoffleitung 12 mit einer Kraftstoffpumpe 13 verbunden ist, die Kraft­ stoff aus einem Kraftstoffbehälter 14 ansaugt. Von der Wand der Bohrung 9 gehen Steuerschlitze 15 aus, die von dem Steuerkolben 7 übersteuert werden. Jedem Steuer­ schlitz 15 ist ein Differenzdruckregelventil 16 nach­ geschaltet, das zwei durch eine Membran 17 vonein­ ander getrennte Kammern, nämlich eine Oberkammer 18 und eine Unterkammer 19, aufweist. Die Oberkammer 18 steht mit dem Steuerschlitz 15 in Verbindung und die Unterkammer 19 ist einerseits über eine feste Drossel 20 mit der Kraftstoffleitung 12 und andererseits mit einer Rücklaufleitung 21 verbunden. Die Membran 17 steuert die Öffnung einer Einspritzleitung 22 und steht unter der Wirkung einer Feder 23, welche bestrebt ist, die Membran von der Mündung der Einspritzleitung 22 wegzudrücken. Die Stirnfläche des Steuerkolbens 7 begrenzt einen Druckraum 24, der über eine in Abhängigkeit von Be­ triebsparametern veränderliche Drossel 25 mit der Kraft­ stoffleitung 12 in Verbindung steht. Der Druck im Druck­ raum 24 dient als Rückstellkraft für den Kolben 7 und die Stauscheibe 3 und kenn durch die Drossel 25 z.B. für die Warmlaufanreicherung und/oder zur Höhenkorrektur ver­ ändert werden. In der Rücklaufleitung 21 ist ein elektro­ magnetisches Taktventil 26 angeordnet, das durch eine elektrische Steuereinrichtung 27 ansteuerbar ist.

Die dargestellte Einspritzanlage ist mit einer Leerlauf- Füllungsregelung ausgestattet, die aus einer die Drossel­ klappe 4 umgehenden Bypassleitung 30 besteht, welche von einem Steller in Form eines elektromagnetischen Takt­ ventils 31 beherrscht ist, das seine Taktsignale von einem Leerlauf-Füllungsregler 32 erhält, in den unter anderem die Leerlauf-Drehzahl eingegeben wird und in dem eine bestimmte Soll-Leerlaufdrehzahl gespeichert ist, die mit der Ist-Leerlaufdrehzahl verglichen wird, und der bei Abweichung des Istwertes vom Sollwert an den Steller 31 ein Signal gibt, um bei zu geringer Ist-Leer­ laufdrehzahl den Querschnitt der Bypassleitung 30 zu vergrößern bzw. bei zu hoher Ist-Leerlaufdrehzahl den Querschnitt zu verkleinern.

Der Leerlauf-Füllungsregler 32 gibt außerdem über eine Leitung 33 ein Signal an die Steuereinrichtung 27 des Elektromagnetventils 26, wenn sich der Steller 31 seiner voll geschlossenen oder voll geöffneten Stellung nähert.

Die Wirkungsweise der dargestellten Kraftstoff-Ein­ spritzanlage ist folgende:

Im Betrieb wird durch das Saugrohr 1 Luft angesaugt, durch die die Stauscheibe 3 aus ihrer Ruhelage ausge­ lenkt wird. Entsprechend der Größe der Auslenkung wird der Steuerkolben 7 des Zumeß- und Mengenteilerventils 8 verschoben, der durch Veränderung des freien Querschnitts der Steuerschlitze 15 die durch die Leitungen 22 zu den Einspritzventilen strömende Kraftstoffmenge zumißt. Um das Kraftstoff-Luft-Gemisch entsprechend den Betriebs­ kenngrößen der Brennkraftmaschine anfetten oder abmagern zu können, ist eine Änderung der auf den Steuerkolben 7 wirkenden Rückstellkraft mit Hilfe der veränderlichen Drossel 25 erforderlich. Im Leerlauf wird der Brennkraft­ maschine Verbrennungsluft durch die Bypassleitung 30 zu­ geführt. Diese Luftmenge verursacht eine Auslenkung der Stauscheibe 3 und eine entsprechende Verschiebung des Steuerkolbens 7, wodurch eine zur Leerlaufluftmenge proportionale Kraftstoffmenge eingespritzt wird. Die Leerlaufdrehzahl ist somit von der Größe des freien Querschnitts der Bypassleitung 30 bestimmt. Dieser Quer­ schnitt kann nun, wie vorher beschrieben, durch den Steller 31 verändert werden, wenn die Ist-Leerlaufdreh­ zahl nicht der Soll-Leerlaufdrehzahl entspricht. Diese Abweichung wird im Leerlaufregler 32 festgestellt. Der Leerlaufregler 32 hat einen Regelbereich, der aus dem Diagramm gemäß Fig. 2 ersichtlich ist. Hierbei ist auf der Abszisse der Steuerstrom 1 und auf der Ordinate die Leerlaufluftmenge Q aufgetragen und der normale Regel­ bereich schraffiert dargestellt. Es sei angenommen, daß die Soll-Leerlaufdrehzahl einem Steuerstrom von 100 mA entspricht, der ein bestimmtes Tastverhältnis und damit eine bestimmte Stellung des Stellers 31 bewirkt. Wenn die in den Leerlauf-Füllungsregler 32 eingespeiste Ist-Leerlaufdrehzahl unter der Soll-Leer­ laufdrehzahl liegt, so wird dem Leerlauf-Füllungsregler 31 ein höherer Steuerstrom zugeführt, der bewirkt, daß das Tastverhältnis des Stellers, d.h., das Verhältnis von Öffnungsdauer zur Schließdauer, und damit der freigegebene Querschnitt der Bypassleitung 30 ver­ größert wird. Dadurch wird die Leerlaufluftmenge ver­ größert und eine entsprechend größere Kraftstoffmenge zugeteilt, was eine Erhöhung der Leerlaufdrehzahl zur Folge hat, die dann der Soll-Drehzahl entspricht. Wenn jedoch die Leerlaufdrehzahl soweit abgesunken ist, daß selbst bei voller Öffnung des Stellers 31 keine Anhebung der Leerlaufdrehzahl auf die Soll-Drehzahl erreicht werden kann, der Leerlaufregler 32 also beispielsweise am Punkt A im Diagramm gemäß Fig. 2 angelangt ist, so würde bei einem Anhalten des Fahrzeuges die Brennkraftmaschine stehen bleiben, da kein zündfähiges Gemisch mehr vor­ handen ist. Um dies zu vermeiden, gibt der Leerlauf­ regler 32 dann, wenn er sich der Grenze A nähert, ein Signal an die elektrische Steuereinrichtung 27 des Elektro­ magnetventils 26, um dieses soweit zu öffnen, daß der Druck in den Unterkammern 17 der Differenzdruckventile absinkt und die Druckdifferenz an den Steuerschlitzen 15 die Zumeßung einer größeren Kraftstoffmenge bewirkt. Dies wiederum hat eine Erhöhung der Leerlaufdrehzahl zur Folge, sodaß der Leerlauf-Füllungsregler 32 im Diagramm in Fig. 2 vom Punkt A nach links regeln kann und wieder im Sinne einer Regelung der Leerlauf­ drehzahl auf den Sollwert arbeiten kann. Wenn umge­ kehrt die Leerlaufdrehzahl zu hoch ist und der Regler 32 an seiner anderen Grenze B angelangt ist, in der der Bypasskanal 30 voll geschlossen ist, ohne daß eine Verringerung der Leerlaufdrehzahl auf den Sollwert erreicht werden konnte, so wird wiederum von dem Leer­ lauf-Füllungsregler 31 ein Signal an die Steuerein­ richtung 27 gegeben, um nun das Elektromagnetventil 26 so weit zu schließen, daß durch den dabei bewirkten Druckaufbau in den Unterkammern 27 und die entsprechende Verringerung des Differenzdruckes an den Steuerschlitzen 15 eine verringerte Kraftstoffmenge eingespritzt wird. Dies hat eine Verringerung der Leerlaufdrehzahl zur Folge, so daß der Regler 32 im Diagramm gemäß Fig. 2 wieder von dem Punkt B nach rechts regeln und die Leerlaufdrehzahl durch Veränderung des Tastverhält­ nisses des Stellers 31 auf den Sollwert einregeln kann.

Das Tastverhältnis des Taktventils 26 hat normaler­ weise einen mittleren Wert, so daß sowohl eine Ver­ größerung als auch eine Verringerung des Tastver­ hältnisses und damit eine Vergrößerung bzw. eine Verringerung des Querschnitts der Rücklaufleitung 21 durch die Steuereinrichtung 27 möglich ist. Da es genügt, den Druck in den Unterkammern 19 bei Annäherung des Stellers 31 an seine Grenzlage sprungartig zu ver­ ändern, also bei zu magerem Leerlaufgemisch eine be­ stimmte Anfettung und bei zu fettem Leerlaufgemisch eine bestimmte Abmagerung zu erreichen, braucht das Tastverhältnis auch nur im Sinne einer Sprung­ funktion verändert zu werden.

Claims (3)

1. Kraftstoff-Einspritzanlage für gemischverdichtende Brennkraftmaschinen mit einem Saugrohr, in dem eine gegen eine Rückstellkraft verschenkbare Luftmeß­ klappe und eine willkürlich betätigbare Drossel­ klappe hintereinander angeordnet sind, einem Mengenteiler mit einem von der Luftmeßklappe verschiebbaren Ventilkörper, der eine der Anzahl der Einspritzventile entsprechende Anzahl von Steuerschlitzen steuert, einem die Druckdifferenz über jeweils einen Steuerschlitz steuernden Regel­ ventil mit zwei Kammern, von denen die erste Kammer vom Kraftstoffdruck stromab des Steuerschlitzes beaufschlagt ist und die zweite Kammer einerseits über eine feste Drossel mit der Kraftstoffleitung vor dem Steuerschlitz und andererseits mit einer Rücklaufleitung in Verbindung steht, und mit einer die Drosselklappe umgehenden Bypassleitung, deren Querschnitt durch einen Steller einstellbar ist, dessen Stellung von einem Leerlauf-Füllungsregler bestimmt ist, der die Ist- und Sollwerte der Leer­ laufdrehzahl vergleicht und bei Abweichung des Istwertes vom Sollwert eine entsprechende Ver­ stellung des Stellers bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß in der Rück­ laufleitung (21) ein Elektromagnetventil (26) angeordnet ist, das mit dem Leerlauf-Füllungs­ regler (32) derart verbunden ist, daß es bei Annäherung des Stellers (31) an seine obere Verstellgrenze (volle Öffnung) im Öffnungssinn beaufschlagt wird.

2. Kraftstoff-Einspritzanlage nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß der Leerlauf-Füllungs­ regler (32) so ausgebildet ist, daß er bei An­ näherung des Stellers (31) an seine untere Ver­ stellgrenze (geschlossene Stellung) dem Elektro­ magnetventil (26) ein Signal gibt, um dessen Querschnitt zu verringern.

3. Kraftstoff-Einspritzanlage nach Anspruch oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektro­ magnetventil (26) in an sich bekannter Weise als Taktventil ausgebildet ist, dessen Tastverhältnis durch den Leerlauf-Füllungsregler (32) im Sinne einer Sprungfunktion veränderbar ist.