DE4313849A1

DE4313849A1 - Kraftstoffzufuhrgerät für einen Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE4313849A1
Application number: DE4313849A
Authority: DE
Inventors: Yoshiaki Akase
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1992-04-27
Filing date: 1993-04-27
Publication date: 1993-10-28
Also published as: US5284117A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kraftstoff zufuhrgerät für einen Verbrennungsmotor, insbesondere bezieht sie sich auf ein Kraftstoffzufuhrgerät des Typs, bei dem eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung so arbeitet, daß sie Kraftstoffin Richtung auf eine Heizvorrichtung spritzt, die in einem Ansaugrohr des Motors angeordnet ist.

Fig. 5 veranschaulicht schematisch die allgemeine Anordnung eines bekannten Kraftstoffzufuhrgerätes für einen Verbrennungsmotor. In der Figur umfaßt der dargestellte Verbrennungsmotor den eigentlichen Motor 1 mit einer Vielzahl von Zylindern (es ist nur ein einzelner dargestellt) und einer entsprechenden Anzahl von im Motor sich hin- und herbewegenden Kolben. Ein Ansaugrohr 2 ist mit dem eigentlichen Motor 1 zur Beschickung mit einem Luft/Kraftstoffgemisch verbunden. Ein Steuerventil 3 ist im Ansaugrohr zur Steuerung der Menge bzw. der Durchflußrate der an den eigentlichen Motor 1 gelieferten Ansaugluft angeordnet. Eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 4 ist im Ansaugrohr 2 an einer Stelle stromaufwärts des Steuerventils 3 zum Einspritzen einer passenden bzw. geforderten Kraftstoffmenge in das Ansaugrohr 2 angeordnet. Eine Heizvorrichtung 5 ist im Ansaugrohr 2 an einer Stelle stromabwärts des Steuerventils 3 zum Erwärmen des Kraftstoffes angeordnet, der von der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 4 in das Ansaugrohr 2 eingespritzt wird, und sie dient zur Beschleunigung der Vergasung. Die Heizvorrichtung 5 in Form eines elektrischen Heizstabes ist mit ihren beiden Enden fest an der inneren Oberfläche des Ansaugrohres 2 durch zwei Halter oder Bügel 6 befestigt.

Im Betrieb wird die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 4 von einer nicht dargestellten Steuereinrichtung gesteuert, um eine passende Kraftstoffmenge in das Ansaugrohr 2 entsprechend dem Öffnungsgrad des Steuerventils 3 einzuspritzen, wobei der Öffnungsgrad durch eine Betriebsbedingung des Motors bestimmt wird. Der eingespritzte Kraftstoff wird im Ansaugrohr 2 mit der Ansaugluft vermischt und zusammen mit diesem über das Ansaugrohr 2 in den Motor gesaugt, wobei es durch die Heizvorrichtung 5 zur Beschleunigung der Vergasung des Gemisches erwärmt wird. Die so vergaste Luft/Kraftstoffmischung wird in entsprechende Zylinder des Motors 1 eingespeist und darin verbrannt. Auf diese Weise dient die durch die Heizvorrichtung 5 bewirkte Kraftstoffvergasung zum Zerstäuben des eingespritzten Kraftstoffes in feinere Partikel, um den Wirkungsgrad der Verbrennung im Vergleich zur Verwendung einer gewöhnlichen Kraftstoffeinspritzvorrichtung ohne Heizer zu steigern, der in der Nähe eines in jedem Zylinderkopf angebrachten Einlaßkanals zur Steuerung der Kraftstoffzufuhr in den entsprechenden Zylinder angeordnet ist.

Das beschriebene, bekannte Kraftstoffzufuhrgerät weist jedoch die nachfolgenden Nachteile auf. Bei dem bekannten Kraftstoffzufuhrgerät ist die Heizvorrichtung 5 senkrecht zum Luftstrom im Ansaugrohr 2 angeordnet, so daß sie bis zu einem gewissen Grade ein Hindernis für den Luftstrom bildet und somit im Ansaugrohr einen Druckverlust verursacht. Dies kann bei den verschiedenen Ansaughüben zu ungünstigen Wirkungen führen.

Das offengelegte japanische Patent Nr. 58-48773 offenbart ein anderes Ausführungsbeispiel, bei dem eine Heizvorrichtung an oder in der Nähe der Wand eines Ansaugrohres angeordnet ist. Bei diesem bekannten Gerät spritzt eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung Kraftstoff ebenfalls in Richtung auf den Heizer, beispielsweise während eines Motorbetriebs hoher Belastung, bei dem eine relativ große Menge an Kraftstoff von der Einspritzvorrichtung eingespritzt wird. Der eingespritzte Kraftstoff wird durch den Heizer zur Zerstäubung erwärmt, ehe er in die entsprechenden Motorzylinder gelangt. Entsprechend wird vom Heizer eine Menge an Energie zum Erwärmen und Zerstäuben einer großen Kraftstoffmenge verbraucht, was zu einer Beeinträchtigung bzw. Verringerung der Wirtschaftlichkeit des Kraftstoffes führt.

Bei dieser Sachlage ist es das Ziel der vorliegenden Erfindung, die beschriebenen, mit den bekannten Kraftstoffzufuhrgeräten verbundenen Probleme zu überwinden.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines neuen und verbesserten Kraftstoffzufuhrgerätes für einen Verbrennungsmotor, der eine Vielzahl von Kraftstoffeinspritzvorrichtungen verwendet, und zwar mindestens einen zum Einspritzen von Kraftstoff in Richtung auf eine im Ansaugrohr angeordnete Heizvorrichtung, um so die Zerstäubung des eingespritzten Kraftstoffes grundlegend zu beschleunigen, während der andere stromabwärts der mindestens einen Kraftstoffeinspritzvorrichtung angeordnet ist, um eine weitere bzw. zusätzliche Menge an Kraftstoff an jeden Zylinder zu liefern, jedoch nur dann, wenn eine größere Kraftstoffmenge benötigt wird, wie etwa im Falle eines hochbelasteten Betriebs, einer Beschleunigung, etc.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines neuen und verbesserten Kraftstoffzufuhrgerätes für einen Verbrennungsmotor, der keinerlei übermäßige Leistungszufuhr zum Heizer erfordert und damit Leistung spart, und der dennoch eine wie gefordert ausreichende Kraftstoffmenge an die betreffenden Zylinder liefern kann.

Um die genannten Ziele zu erreichen, ist gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Gerät für einen Verbrennungsmotor vorgesehen, das aufweist: eine erste Kraftstoffeinspritzvorrichtung für jeden Zylinder des Motors zum Einspritzen von Kraftstoff in eine Ansaugleitung des Motors; eine zweite Kraftstoffeinspritzvorrichtung, die an einer Stelle stromaufwärts der ersten Kraftstoffeinspritzvorrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff in das genannte Ansaugrohr, unabhängig von der ersten Kraftstoffeinspritzvorrichtung, angeordnet ist; und eine Heizvorrichtung, die auf der inneren Oberfläche des Ansaugrohrs an einer Stelle zwischen der ersten und der zweiten Kraftstoffeinspritzvorrichtung angeordnet ist, um den von der zweiten Kraftstoffeinspritzvorrichtung eingespritzen Kraftstoff zu erwärmen und zu verdampfen.

Bei einer möglichen Ausführungsform der Erfindung weist das Kraftstoffzufuhrgerät weiter auf: Sensormittel zur Erfassung eines Betriebszustandes des Motors und zur Erzeugung eines entsprechenden Ausgangssignals; und Steuermittel, die zum Empfangen des von den Sensormitteln gelieferten Ausgangssignals zur Steuerung der ersten und der zweiten Kraftstoffeinspritzvorrichtung derart angeschlossen sind, daß sich das Verhältnis der von der ersten Kraftstoffeinspritzvorrichtung eingespritzten ersten Kraftstoffmenge zu der von der zweiten Kraftstoffeinspritzvorrichtung eingespritzen zweiten Kraftstoffmenge entsprechend dem Betriebszustand des Motors verändert.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung weist das Kraftstoffzufuhrgerät weiter auf: einen Temperatursensor zur Erfassung der Temperatur des Motor und zur Erzeugung eines entsprechenden Ausgangssignals; Steuermittel, die zum Empfangen des vom Temperatursensor gelieferten Ausgangssignals zur Steuerung der ersten und der zweiten Kraftstoffeinspritzvorrichtung und der Heizvorrichtung derart angeschlossen sind, daß sie die Kraftstoffeinspritzung der zweiten Kraftstoffeinspritzvorrichtung und der genannten Heizvorrichtung stoppen, während sie es der ersten Kraftstoffeinspritzvorrichtung ermöglichen, mit dem Einspritzen von Kraftstoff fortzufahren, wenn die Motortemperatur höher als ein vorbestimmter Wert ist.

Bei einer noch anderen Ausführungsform der Erfindung weist das Kraftstoffzufuhrgerät weiter auf: einen Temperatursensor zur Erfassung der Temperatur des Motors und zur Erzeugung eines entsprechenden Ausgangssignals; und Steuermittel, die zum Empfangen des vom Temperatursensor gelieferten Ausgangssignals zur Steuerung der ersten und der zweiten Kraftstoffeinspritzvorrichtung und der Heizvorrichtung derart angeschlossen sind, daß, wenn die Motortemperatur niedriger als ein vorbestimmter Wert ist, wie dies etwa während der Aufwärmoperation des Motors der Fall ist, die erste Kraftstoffeinspritzvorrichtung eine erste Kraftstoffmenge einspritzt, die einer normalen, für eine normale Motoranlaßoperation erforderlichen Kraftstoffmenge entspricht, bei der die Motortemperatur höher als der vorbestimmte Wert ist, und daß die zweite Kraftstoffeinspritzvorrichtung eine zusätzliche Kraftstoffmenge, die zu der genannten normalen Kraftstoffmenge hinzukommt, einspritzt, wobei die Steuermittel weiter dahin wirken, die Kraftstoffeinspritzung der zweiten Kraftstoffeinspritzvorrichtung und der Heizvorrichtung bei gleichzeitiger Ermöglichung der fortgesetzten Kraftstoffeinspritzung der ersten Kraftstoffvorrichtung zu stoppen, wenn die Motortemperatur über den vorbestimmten Wert ansteigt.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Kraftstoffzufuhrgerät für einen Verbrennungsmotor geschaffen, der eine Vielzahl von Zylindergruppen aufweist. Das Kraftstoffzufuhrgerät umfaßt: eine Vielzahl von ersten Kraftstoffeinspritzvorrichtungen, wovon jeweils eine für jeden Zylinder zum Einspritzen von Kraftstoff in ein Ansaugrohr des Motors vorgesehen ist, das mit den Zylindern verbunden ist; eine Vielzahl zweiter Kraftstoffeinspritzvorrichtungen, von denen jeweils eine für jede Zylindergruppe vorgesehen, und von denen jede an einer Stelle stromaufwärts einer entsprechenden Gruppe erster Kraftstoffeinspritzvorrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff in das Ansaugrohr, unabhängig von den ersten Kraftstoffeinspritzvorrichtungen, angeordnet ist; und eine Vielzahl von Heizvorrichtungen, von denen jeweils eine für jede zweite Kraftstoffeinrichtung vorgesehen ist und von denen jede an der inneren Oberfläche des Ansaugrohres an einer Stelle angeordnet ist, die sich zwischen einer entsprechenden zweiten Kraftstoffeinspritzvorrichtung und einer entsprechenden Gruppe erster Kraftstoffeinspritzvorrichtungen zum Erwärmen und Vergasen des von der entsprechenden zweiten Kraftstoffeinspritzvorrichtung eingespritzten Kraftstoffes befindet.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Kraftstoffzufuhrgerät für einen Verbrennungsmotor mit einer Vielzahl von Zylindern geschaffen. Das Kraftstoffzufuhrgerät umfaßt: eine Vielzahl von ersten Kraftstoffeinspritzvorrichtungen, wovon jeweils eine für jeden Zylinder zum Einspritzen von Kraftstoff in ein Ansaugrohr des Motors vorgesehen ist, das mit den Zylindern verbunden ist; eine Vielzahl zweiter Kraftstoffeinspritzvorrichtungen, von denen jeweils eine für jede Zylindergruppe vorgesehen, und von denen jede an einer Stelle stromaufwärts einer entsprechenden ersten Kraftstoffeinspritzvorrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff in das Ansaugrohr, unabhängig von den ersten Kraftstoffeinspritzvorrichtungen, angeordnet ist; und eine Vielzahl von Heizvorrichtungen, von denen jeweils eine für jede zweite Kraftstoffeinrichtung vorgesehen ist und von denen jede an der inneren Oberfläche des Ansaugrohrs an einer Stelle angeordnet ist, die sich zwischen einer entsprechenden zweiten Kraftstoffeinspritzvorrichtung und einer entsprechenden ersten Kraftstoffeinspritzvorrichtung zum Erwärmen und Vergasen des von der entsprechenden zweiten Kraftstoffeinspritzvorrichtung eingespritzten Kraftstoffes befindet.

Die genannten und weiteren Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen hervor.

Fig. 1 ist eine schematische Querschnittsansicht, die die allgemeine Struktur eines Kraftstoffzufuhrgerätes für einen Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;

Fig. 2 ist eine der Fig. 1 ähnliche Figur, zeigt aber eine andere Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 3 ist eine schematische Darstellung, die die allgemeine Anordnung eines Kraftstoffzufuhrgerätes für einen Verbrennungsmotor entsprechend einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wiedergibt;

Fig. 4 ist ein Zeitgabediagramm, das die mit der Ausführungsform der Fig. 3 verbundene Kraftstoffeinspritzzeitgabe wiedergibt; und

Fig. 5 ist eine schematische Querschnittsansicht, die die allgemeine Struktur eines bekannten Kraftstoffzufuhrgerätes für einen Verbrennungsmotor zeigt.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im einzelnen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 veranschaulicht schematisch ein Kraftstoffzufuhrgerät für einen Verbrennungsmotor, das entsprechend einer ersten Ausführungsform der Erfindung aufgebaut ist. In dieser Figur umfaßt ein schematisch angedeuteter Verbrennungsmotor 101 eine Vielzahl von Zylindern 103 (es ist nur ein einzelner dargestellt) und eine entsprechende Anzahl von Kolben 105, die sich in den Zylindern hin- und herbewegen. Ein Ansaugrohr bzw. eine Rohrverzweigung 107 ist mit einem Ende an die entsprechenden Zylinder 103 zur Lieferung von Ansaugluft angeschlossen. Ein Einlaßventil 109 ist rum Öffnen und Schließen eines Einlaßkanals 111 vorgesehen, der im Zylinderkopf jedes Zylinders 103 vorhanden ist. Ein Auslaßrohr bzw. eine entsprechende Rohrverzweigung 113 ist ebenfalls mit einem Ende an die entsprechenden Zylinder 103 zum Auslassen von verbrannten Gasen bzw. Abgasen aus den entsprechenden Zylindern in die Umgebungsluft angeschlossen. Ein Auslaßventil 115 ist zum Öffnen und Schließen eines Auslaßkanals 117 vorgesehen, der im Zylinderkopf jedes Zylinders 103 angebracht ist.

Der Verbrennungsmotor 101 ist mit dem Kraftstoffzufuhrgerät der vorliegenden Ausführungsform ausgerüstet, der dem Vielpunkt-Einspritztyp angehört und eine Vielzahl von Kraftstoffdüsen aufweist. Im einzelnen ist eine erste Kraftstoffeinspritzvorrichtung 119 in der Nähe jedes Einlaßventils 109 zur Lieferung von Kraftstoff in einen entsprechenden Zylinder 103 durch einen entsprechenden Einlaßkanal 111 angeordnet. Eine zweite Kraftstoffeinspritzvorrichtung 121 ist an einer Stelle stromaufwärts der ersten Kraftstoffeinspritzvorrichtung 119 und stromabwärts eines nicht dargestellten Drosselventils angeordnet, um Kraftstoff in das Ansaugrohr 107 zu speisen. Eine Heizvorrichtung 123 ist nahe an der inneren Oberfläche des Ansaugrohres 107 angeordnet und darauf an einer Stelle befestigt, die sich in der Nähe und etwas stromabwärts der zweiten Kraftstoffeinspritzvorrichtung 121 zum Erwärmen und Vergasen des eingespritzten Kraftstoffes befindet. Der Heizer 123 besitzt die Form einer elektrischen Heizplatte, die sich entlang der inneren Oberfläche des Ansaugrohres 107 erstreckt und gegen die die Einspritzrichtung der zweiten Einspritzvorrichtung 121 zielt.

Eine elektronische Steuereinheit 125 (im folgenden der Einfachheit halber mit ECU abgekürzt) in Form eines Mikrocomputers empfängt Motorbetriebszustandssignale, die die Motortemperatur, die Motorumdrehungsgeschwindigkeit (d. h. die Anzahl der Drehungen pro Minute des Motors), die Menge der an jeden Zylinder gelieferten Ansaugluft und dgl. darstellen, wobei diese Signale von verschiedenen, nicht dargestellten Sensoren geliefert werden. Die Steuereinheit berechnet die Menge des von der ersten und der zweiten Kraftstoffeinspritzvorrichtung 119 einzuspritzenden Kraftstoffes und steuert die Einspritzdüsen 119, 121 derart, daß die so berechnete Kraftstoffmenge von ihnen in das Ansaugrohr 107 eingespritzt wird.

Nachfolgend wird die Betriebsweise der vorliegenden Ausführungsform im einzelnen beschrieben. Die ECU 125 berechnet zunächst die passende Kraftstoffmenge entsprechend dem Betriebszustand des Motors 101. Ein Teil des so berechneten Kraftstoffes, der im wesentlichen aufgrund der Motortemperatur, der Motordrehzahl und der Ansaugluftmenge bestimmt wird, wird von der zweiten Kraftstoffeinspritzvorrichtung 121 gegen die elektrische Heizplatte 123 im Ansaugrohr 107 gespritzt. Der von der zweiten Kraftstoffeinspritzvorrichtung 121 eingespritzte Kraftstoff wird erwärmt und von der elektrischen Heizplatte 123 reflektiert, um die Vergasung desselben zu beschleunigen. Auf diese Weise wird der Hauptteil des eingespritzten Kraftstoffes durch die elektrische Heizplatte 123 zerstäubt, während der restliche Teil von der inneren Oberfläche des Ansaugrohres 107 in der Nähe der Heizplatte 123 reflektiert und dann in den entsprechenden Zylinder 103 durch das Einlaßrohr bzw. die Rohrverzweigung 107 eingeleitet wird.

In diesem Zusammenhang ist zu bemerken, daß die zweite Kraftstoffeinspritzvorrichtung 121 und die Heizplatte 123 so angeordnet sind, daß der von der zweiten Kraftstoffeinspritzvorrichtung 121 eingespritzte Kraftstoff effektiv von der Heizplatte 123 reflektiert wird, so daß er fließend in die jeweiligen Zylinder 103 einströmt.

Andererseits wird der von der ECU 125 berechnete Teil des Kraftstoffes, der der Gesamtkraftstoffmenge minus der von der zweiten Kraftstoffeinspritzvorrichtung 121 eingespritzten Kraftstoffmenge entspricht, von der ersten Kraftstoffeinspritzvorrichtung 119 eingespritzt.

Der von der zweiten Kraftstoffeinspritzvorrichtung 121 eingespritzte und von der Heizplatte 123 verdampfte Kraftstoff wird zusammen mit der in das Ansaugrohr 107 eingesaugten Einlaßluft und dem von den ersten Kraftstoffeinspritzvorrichtung 119 eingespritzten Kraftstoff durch die jeweiligen Einlaßkanäle 111 in die jeweiligen Zylinder 103 eingespritzt. Das Gemisch wird darin von den jeweiligen Kolben 105 verdichtet, zum Explodieren verbrannt und durch das Auslaßrohr 113 in die Umgebungsluft ausgestoßen.

Wie oben beschrieben, dient die Anordnung der Heizplatte 123 in der Nähe oder auf der inneren Oberfläche des Ansaugrohres 107 dazu, den Druckverlust der im Ansaugrohr 107 strömenden Einlaßluft zu verringern im Vergleich zum elektrischen Heizstab 5 des zuvor beschriebenen bekannten Gerätes der Fig. 5, wodurch eine hohe Ausgangsleistung des Motors 101 bei hochbelastetem Betrieb desselben erreicht wird. Da die zweite Kraftstoffeinspritzvorrichtung 119 einen Teil des Kraftstoffes in das Ansaugrohr 107 liefert und jede erste Kraftstoffeinspritzvorrichtung 121 den restlichen bzw. zusätzlichen Teil des Kraftstoffes in das Ansaugrohr 107 einspeist, kann darüber hinaus das Verhältnis der von der zweiten Kraftstoffeinspritzvorrichtung 121 eingespritzten Kraftstoffmenge zu der von der ersten Kraftstoffeinspritzvorrichtung 119 eingespritzten Kraftstoffmenge passend abgestimmt werden, um die von der zweiten Kraftstoffeinspritzvorrichtung 119 einzuspritzende Kraftstoffmenge so zu optimieren, daß die eingespritzte Kraftstoffmenge für die wirksame Zerstäubung durch die Heizplatte 123 geeignet ist. Dementsprechend kann die Verdampfung des Kraftstoffes durch die elektrische Heizplatte 123 verbessert werden.

Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung, die im wesentlichen der in Fig. 1 dargestellten vorigen Ausführungsform entspricht, mit Ausnahme des nachfolgenden Merkmals. Bei dieser Ausführungsform ist nämlich ein Temperatursensor 127 auf einem Zylinder 103 des Motors 101 zur Erfassung der Temperatur eines Motorkühlmittels bzw. des Kühlwassers montiert, wobei die erfaßte Temperatur die Motortemperatur darstellt und der Sensor ein entsprechendes Signal erzeugt, das an die ECU 125 geliefert wird.

Nachfolgend wird die Betriebsweise der zweiten Ausführungsform beschrieben.

Gemäß einem Aspekt dieser Ausführungsform wird die Leistungszufuhr zur elektrischen Heizplatte 123, wenn die vom Temperatursensor 127 erfaßte Motortemperatur während einer hochbelasteten Operation des Motors 101 einen vorbestimmten Wert überschreitet (d. h. , wenn die Motorlast größer als ein vorbestimmter Wert ist), durch die ECU 125 abgeschaltet, und gleichzeitig wird der Betrieb der zweiten Kraftstoffeinspritzvorrichtung 121 gestoppt, um die Kraftstoffeinspritzung zu unterbrechen. Dementsprechend wird Kraftstoff nur von den ersten Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 119 in das Ansaugrohr 107 und somit durch die entsprechenden Einlaßkanäle 111 in die Zylinder 103 gespeist. Dies dient zur Verringerung des Leistungsverbrauchs der Heizplatte 123.

Gemäß einem weiteren Aspekt dieser Ausführungsform wird im Falle, daß der Motor 101 dabei ist, aufgewärmt zu werden, das Luft/Kraftstoffverhältnis einer an die Motorzylinder 106 gelieferten Luft/Kraftstoffmischung oft fetter eingestellt ist als das stoichiometrische Luft/Kraftstoffverhältnis, um das Aufwärmen des Motors zu beschleunigen. Wenn dabei die vom Temperatursensor 127 erfaßte Motortemperatur niedriger als eine vorbestimmte Aufwärmtemperatur ist, ermittelt die ECU 125 eine temperaturbestimmte Korrekturmenge des Kraftstoffes zum Aufwärmen des Motors, und zwar auf der Basis der Motortemperatur; und sie steuert die zweite Kraftstoffeinspritzvorrichtung 121 so, daß die zweite Kraftstoffeinspritzvorrichtung 121 nur die so ermittelte, auf der Temperatur basierende Korrekturmenge des Kraftstoffes auf die elektrische Heizplatte 123 spritzt, die aus einer nicht dargestellten Versorgungsquelle mit elektrischer Energie als Antwort auf den Beginn der Kraftstoffeinspritzung der zweiten Kraftstoffeinspritzvorrichtung 121 oder den Beginn des Motorbetriebs eingespeist wird. Jede erste Kraftstoffeinspritzvorrichtung 119 spritzt zur Durchführung eines normalen Motoraufwärmbetriebs eine Basiskraftstoffmenge, die grundsätzlich zum Aufwärmen des Motors 101 benötigt wird, dessen Temperatur höher als die vorbestimmte Aufwärmtemperatur ist, in Richtung auf ein entsprechendes Einlaßventil 111.

Nachdem der Motor 101 auf eine vorbestimmte Temperatur erwärmt worden ist (d. h., wenn die Motortemperatur über einen vorbestimmten Aufwärmwert gestiegen ist), wird die Leistungszufuhr zur elektrischen Heizplatte 123 abgeschaltet, und gleichzeitig wird der Betrieb der zweiten Kraftstoffeinspritzvorrichtung 121 durch die ECU 125 gestoppt. Jede erste Kraftstoffeinspritzvorrichtung 119 fährt jedoch mit der Kraftstoffeinspritzung fort. Auf diese Weise wird der Leistungsverbrauch der Heizplatte 123 im Vergleich zu dem Falle minimiert, bei dem während des gesamten Motorbetriebs kontinuierlich Leistung an die Heizplatte 123 geliefert wird. Dennoch wird es der Heizplatte 123 ermöglicht, eine ausreichende Kraftstoffverdampfungsleistung während der Aufwärmperiode des Motors aufzubringen.

Die Betriebsweise dieser sich von der obigen unterscheidenden Ausführungsform entspricht im wesentlichen der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform.

Obwohl bei der oben beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsform nur eine einzelne, zweite Kraftstoffeinspritzvorrichtung 121 verwendet wird, kann je nach Anforderung eine Vielzahl zweiter Kraftstoffeinspritzvorrichtungen mit im wesentlichen den gleichen Wirkungen verwendet werden.

Fig. 3 zeigt eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Ausführungsform weist ein Verbrennungsmotor 201 eine Vielzahl (d. h. vier) von in Reihe angeordneten Zylindern 203 auf. Ein Einlaßrohr bzw. eine Rohrverzweigung 207 besitzt einen einzelnen Hauptdurchtrittskanal 207a, eine Vielzahl (d. h. zwei, erste und zweite) Hauptabzweigungskanäle 207b, die vom Hauptdurchtrittskanal 207a abzweigen, und eine Vielzahl (d. h. zwei, erste und zweite) Gruppen von Unterabzweigungskanälen 207c. Die erste Gruppe der Unterabzweigungskanäle 207c zweigt mit einem Ende vom ersten Hauptabzweigungskanal 207b ab, wobei die Kanäle mit dem anderen Ende jeweils an Zylinder #1, #2 angeschlossen. Die zweite Gruppe der Unterabzweiungskanäle 207c zweigt vom zweiten Hauptzweigkanal 207b ab, wobei die Kanäle mit dem anderen Ende jeweils an die Zylinder #3, #4 angeschlossen sind. Eine Vielzahl von ersten Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 219a-219b ist für jeden Zylinder 203 vorgesehen, jeweils eine pro Zylinder, wobei ihr eines Ende in der Nähe des entsprechende Einlaßventils (nicht dargestellt) angeordnet und auf dieses gerichtet ist, wie im Falle der Ausführungsform der Fig. 1. Eine Vielzahl zweiter Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 221a, 221b ist für jeden Hauptabzweigungskanal 207b vorgesehen, jeweils eine pro Kanal. Jede der zweiten Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 221a, 221b ist an einer Stelle in der Nähe eines Verzweigungsabschnittes oder eines Vereinigungsabschnittes der entsprechenden Unterabzweigungskanäle 207c angeordnet, wobei ein Ende auf eine entsprechende elektrische Heizplatte 223a oder 223b gerichtet ist, die auf der inneren Oberfläche eines entsprechenden Hauptabzweigungskanals 207b befestigt ist und sich entlang derselben erstreckt.

Wie im Falle der Ausführungsform gemäß Fig. 1 empfängt eine elektronische Steuereinheit 225 in Form eines Mikrocomputers die Motorbetriebsbedingungssignale, die die Motortemperatur, die Motorumdrehungsgeschwindigkeit (d. h. die Anzahl der Umdrehungen pro Minute des Motors), die Menge der an jeden Zylinder gelieferten Ansaugluft und dgl. darstellen, und zwar von einer Vielzahl nicht dargestellter Sensoren. Sie berechnet die von jeder der ersten und zweiten Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 219a-219d, 221a-221b einzuspritzende Kraftstoffmenge und steuert die Düsen so, daß die so berechnete Menge an Kraftstoff von den Düsen in das Ansaugrohr 207 eingespritzt wird.

Die Betriebsweise dieser Ausführungsform entspricht im wesentlichen derjenigen der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform, bis auf die Tatsache, daß die Kraftstoffeinspritzzeitgaben für die jeweiligen Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 219a-219d, 221a-221b untereinander verschieden sind. Wie Fig. 4 zeigt, sollte die Kraftstoffeinspritzzeitgabe für jede zweite Kraftstoffeinspritzvorrichtung 221a, 221b speziell so eingestellt sein, daß sie früher als die Ansaughübe einer entsprechenden Gruppe von Zylindern #1, #2 oder #3, #4 liegt. Entsprechend ist beispielsweise für die gruppierten Zylinder #1, #2 die Kraftstoffeinspritzzeitgabe der entsprechenden zweiten Kraftstoffeinspritzvorrichtung 221a vorzugsweise so eingestellt, daß sie in einem Zeitpunkt INJ2a genau vor einem Verdichtungshub des Zylinders #1 und genau vor dem Verbrennungshub des Zylinders #2 liegt. Im Hinblick auf den Wirkungsgrad der Verbrennung soll die Kraftstoffeinspritzung der zweiten Kraftstoffeinspritzvorrichtung 221 nicht vor einem entsprechenden Ausstoßhub der entsprechenden Zylinder stattfinden. Das gleiche gilt für die Kraftstoffeinspritzzeitgabe INJ2b der zweiten Kraftstoffeinspritzvorrichtung 221b.

Die Kraftstoffeinspritzungen der ersten Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 219a-219d dienen dem Zweck, unzureichende oder zusätzliche Kraftstoffmengen zu liefern, die von den zweiten Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 221a, 221b eingespritzt werden. Sie sind vorzugsweise so eingestellt, daß sie in einem Zeitpunkt INJ1 stattfinden, der kurz vor einem Ansaughub eines entsprechenden Zylinders liegt.

Auf diese Weise werden die ersten und zweiten Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 219a-219d, 221a-221b jeweils unabhängig voneinander gesteuert.

Gemäß dieser Ausführungsform sind Heizplatten 223a, 223b für jede Zylindergruppe #1, #2 und #3, #4 vorgesehen, jeweils eine pro Gruppe, so daß die Anzahl der Heizplatten im Vergleich zu dem Falle beträchtlich verringert wird, bei dem eine einzelne Heizplatte für jeden Zylinder vorgesehen ist. Dadurch werden die Gesamtherstellungskosten minimiert.

Anstelle des Anbringens der zweiten Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 221a, 221b kann eine zweite Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit einer elektrischen Heizplatte in jedem Unterabzweigungskanal 207a-207d an einer Stelle stromaufwärts einer entsprechenden ersten Kraftstoffeinspritzvorrichtung angebracht werden. In diesem Falle wird von jeder zweiten Kraftstoffeinspritzvorrichtung ein größerer Teil des Kraftstoffes eingespritzt, während der verbleibende bzw. zusätzliche Teil des Kraftstoffes von jeder ersten Kraftstoffeinspritzvorrichtung eingespritzt wird, um einen Mangel an Kraftstoff zu ergänzen, der von jeder zweiten Kraftstoffeinspritzvorrichtung geliefert wird. Auch in diesem Falle ist es vorteilhaft, wenn die Kraftstoffeinspritzzeitgabe für jede zweite Kraftstoffeinspritzvorrichtung auf einen Zeitpunkt INJ2 eingestellt wird, der genau vor dem Verdichtungshub bzw. dem Verbrennungshub, knapp früher als der Ansaughub, liegt. Dies dient zur Steigerung der Kraftstoffverdampfung, wodurch während des Beharrungsbetriebs des Motors 201 gefährliche, unverbrannte Bestandteile oder Substanzen in dem vom Motor 201 ausgestoßenen Abgase in die Umgebungsluft reduziert werden.

Claims

1. Kraftstoffzufuhrgerät für einen Verbrennungsmotor, umfassend:

- eine erste Kraftstoffeinspritzvorrichtung für jeden Zylinder des Motors zum Einspritzen von Kraftstoff in eine Ansaugleitung des Motors;
- eine zweite Kraftstoffeinspritzvorrichtung, die an einer Stelle stromaufwärts der ersten Kraftstoffeinspritzvorrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff in das genannte Ansaugrohr, unabhängig von der ersten Kraftstoffeinspritzvorrichtung, angeordnet ist; und
- eine Heizvorrichtung, die auf der inneren Oberfläche des Ansaugrohrs an einer Stelle zwischen der ersten und der zweiten Kraftstoffeinspritzvorrichtung angeordnet ist, um den von der zweiten Kraftstoffeinspritzvorrichtung eingespritzen Kraftstoff zu erwärmen und zu verdampfen.

2. Kraftstoffzufuhrgerät nach Anspruch 1, das weiter aufweist:

- Sensormittel zur Erfassung eines Betriebszustandes des Motors und zur Erzeugung eines entsprechenden Ausgangssignals; und
- Steuermittel, die zum Empfangen des von den Sensormitteln gelieferten Ausgangssignals zur Steuerung der ersten und der zweiten Kraftstoffeinspritzvorrichtung derart angeschlossen sind, daß sich das Verhältnis der von der ersten Kraftstoffeinspritzvorrichtung eingespritzten ersten Kraftstoffmenge zu dem von der zweiten Kraftstoffeinspritzvorrichtung eingespritzen zweiten Kraftstoffmenge entsprechend dem Betriebszustand des Motors verändert.

3. Kraftstoffzufuhrgerät nach Anspruch 1, das weiter aufweist:

- einen Temperatursensor zur Erfassung der Temperatur des Motor und zur Erzeugung eines entsprechenden Ausgangssignals;
- Steuermittel, die zum Empfangen des vom Temperatursensor gelieferten Ausgangssignals zur Steuerung der ersten und der zweiten Kraftstoffeinspritzvorrichtung und der Heizvorrichtung derart angeschlossen sind, daß sie die Kraftstoffeinspritzung der zweiten Kraftstoffeinspritzvorrichtung und der genannten Heizvorrichtung stoppen, während sie es der ersten Kraftstoffeinspritzvorrichtung ermöglichen, mit dem Einspritzen von Kraftstoff fortzufahren, wenn die Motortemperatur höher als ein vorbestimmter Wert ist.

4. Kraftstoffzufuhrgerät nach Anspruch 1, das weiter aufweist:

- einen Temperatursensor zur Erfassung der Temperatur des Motors und zur Erzeugung eines entsprechenden Ausgangssignals; und
- Steuermittel, die zum Empfangen des vom Temperatursensor gelieferten Ausgangssignals zur Steuerung der ersten und der zweiten Kraftstoffeinspritzvorrichtung und der Heizvorrichtung derart angeschlossen sind, daß, wenn die Motortemperatur niedriger als ein vorbestimmter Wert ist, wie dies etwa während der Aufwärmoperation des Motors der Fall ist, die erste Kraftstoffeinspritzvorrichtung eine erste Kraftstoffmenge einspritzt, die einer normalen, für eine normale Motoranlaßoperation erforderlichen Kraftstoffmenge entspricht, bei der die Motortemperatur höher als der vorbestimmte Wert ist, und daß die zweite Kraftstoffeinspritzvorrichtung eine zusätzliche Kraftstoffmenge, die zu der genannten normalen Kraftstoffmenge hinzukommt, einspritzt, wobei die Steuermittel weiter dahin wirken, die Kraftstoffeinspritzung der zweiten Kraftstoffeinspritzvorrichtung und der Heizvorrichtung bei gleichzeitiger Ermöglichung der fortgesetzten Kraftstoffeinspritzung der ersten Kraftstoffvorrichtung zu stoppen, wenn die Motortemperatur über den vorbestimmten Wert ansteigt.

5. Kraftstoffzufuhrgerät nach Anspruch 1, bei dem die erste Kraftstoffeinspritzvorrichtung in der Nähe eines Einlaßventils angeordnet ist, das dazu dient, einen im Kopf jedes Zylinders gebildeten Einlaßkanal zu öffnen und zu schließen.

6. Kraftstoffzufuhrgerät nach Anspruch 1, bei dem die Heizvorrichtung eine elektrische Heizplatte aufweist, die in der Nähe der zweiten Kraftstoffeinspritzvorrichtung angeordnet ist und sich entlang der inneren Oberfläche des Ansaugrohres erstreckt, so daß die zweite Kraftstoffeinspritzvorrichtung Kraftstoff in einer auf die Heizplatte zielenden Richtung einspritzt.

7. Kraftstoffzufuhrgerät für einen Verbrennungsmotor, der eine Vielzahl von Zylindergruppen besitzt, wobei das Kraftstoffzufuhrgerät aufweist:

- eine Vielzahl von ersten Kraftstoffeinspritzvorrichtungen, wovon jeweils eine für jeden Zylinder zum Einspritzen von Kraftstoff in ein Ansaugrohr des Motors vorgesehen ist, das mit den Zylindern verbunden ist;
- eine Vielzahl zweiter Kraftstoffeinspritzvorrichtungen, von denen jeweils eine für jede Zylindergruppe vorgesehen, und von denen jede an einer Stelle stromaufwärts einer entsprechenden Gruppe erster Kraftstoffeinspritzvorrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff in das Ansaugrohr, unabhängig von den ersten Kraftstoffeinspritzvorrichtungen, angeordnet ist; und
- eine Vielzahl von Heizvorrichtungen, von denen jeweils eine für jede zweite Kraftstoffeinrichtung vorgesehen ist und von denen jede an der inneren Oberfläche des Ansaugrohres an einer Stelle angeordnet ist, die sich zwischen einer entsprechenden zweiten Kraftstoffeinspritzvorrichtung und einer entsprechenden Gruppe erster Kraftstoffeinspritzvorrichtungen zum Erwärmen und Vergasen des von der entsprechenden zweiten Kraftstoffeinspritzvorrichtung eingespritzten Kraftstoffes befindet.

8. Kraftstoffzufuhrgerät nach Anspruch 7, bei der die Kraftstoffeinspritzzeitgabe der ersten Kraftstoffeinspritzvorrichtung auf einen Zeitpunkt unmittelbar vor einem Ansaughub eines entsprechenden Zylinders eingestellt ist, während die Kraftstoffeinspritzzeitgabe jeder zweiten Kraftstoffeinspritzvorrichtung auf einen Zeitpunkt unmittelbar vor einem Verdichtungshub oder einem Verbrennungshub einer entsprechenden Zylindergruppe eingestellt ist.

9. Kraftstoffzufuhrgerät für einen Verbrennungsmotor, der eine Vielzahl von Zylindern besitzt, wobei das Kraftstoffzufuhrgerät aufweist:

- eine Vielzahl von ersten Kraftstoffeinspritzvorrichtungen, wovon jeweils eine für jeden Zylinder zum Einspritzen von Kraftstoff in ein Ansaugrohr des Motors vorgesehen ist, das mit den Zylindern verbunden ist;
- eine Vielzahl zweiter Kraftstoffeinspritzvorrichtungen, von denen jeweils eine für jede Zylindergruppe vorgesehen, und von denen jede an einer Stelle stromaufwärts einer entsprechenden ersten Kraftstoffeinspritzvorrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff in das Ansaugrohr, unabhängig von den ersten Kraftstoffeinspritzvorrichtungen, angeordnet ist; und
- eine Vielzahl von Heizvorrichtungen, von denen jeweils eine für jede zweite Kraftstoffeinrichtung vorgesehen ist und von denen jede an der inneren Oberfläche des Ansaugrohrs an einer Stelle angeordnet ist, die sich zwischen einer entsprechenden zweiten Kraftstoffeinspritzvorrichtung und einer entsprechenden ersten Kraftstoffeinspritzvorrichtungen zum Erwärmen und Vergasen des von der entsprechenden zweiten Kraftstoffeinspritzvorrichtung eingespritzten Kraftstoffes befindet.

10. Kraftstoffzufuhrgerät nach Anspruch 9, bei der die Kraftstoffeinspritzzeitgabe der ersten Kraftstoffeinspritzvorrichtung auf einen Zeitpunkt unmittelbar vor einem Ansaughub eines entsprechenden Zylinders eingestellt ist, während die Kraftstoffeinspritzzeitgabe jeder zweiten Kraftstoffeinspritzvorrichtung auf einen Zeitpunkt unmittelbar vor einem Verdichtungshub oder einem Verbrennungshub einer entsprechenden Zylindergruppe eingestellt ist.