DE2063240A1 - Kraftstofteinspntzsystem - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich allgenieia auf ein Kraf tstof Peinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine und insbesondere auf ein Kraftstoff einspritzsystem für die Kraftstofflieferung zu den einzelnen Maschinenzylindern in gesteuerten Raten.

Ein neuze itiger. Trend in der Kraftfahrzeugtechnik geht dahin--, zahlreiche mechanische und pneumatische LUnIi e j tea eines Kr» f tf a.hrzeugs durch elektronische Vorrichtungen zu ersetzen. l-Jin Beispiel für solche elektronische Vorrichtungen ist ein elektronisch gesteuertes Kraftstoffeinspritzsystem, das die Kraftstoffeinapritzrato durch Variieren von an die solenoidhetätigten Einspritzventi le angelegten elektrischen impulsen in Abhängigkeit von der Motorleistung steuert, nia die Zeitdauer zu ändern, während der das K jnflpri trvent il offengehalten wird, wobei

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gleichzeitig der Druck des Kraftstoffs auf einem konstanten Niveau gehalten wird. Bei Schwerlastbedingungen wird die Impulsbreite großer gemacht, um den Zylindern Kraftstoff mit einer höheren Rate zuzuführen, während unter Leichtlastbedingungen^ die Impulsweite zur Minderung der zugeführten Kraftstoffmenge verringert wird.

Diese Art eines Kraftstoffeinspritzsystems bereitet jedoch Schwierigkeiten in der Erzeugung eines Impulses mit einer Impulsbreite, die für hohe Motorge.schwind igkeit und/oder schwere Motorbelastung in allen Motorbetriebszyklen optimal ist, da die begrenzte Zeitdauer jedes Motorzyklus unter diesen Bedingungen sehr gering ist; die Zeitdauer liegt z.B. bei einer Drehzahl von 6000 Upm in der Größenordnung von 10 ms. Bei' geringer Motorbelastung und/oder bei geringer Äiotorgeschwindigke it ist es dagegen sehr leicht, einen Impuls zu erzeugen, der eine vernünftige Breite hat, da bei Motorbetrieb mit niedrigen Geschwindigkeiten eine relativ lange Zyklusperiode vorliegt: Arbeitet der Motor oder die Maschine mit hoher Geschwindigkeit unter schwerer Motorbelastung, besteht die

Gefahr, daß die Impulsbreite des an die Einspritzventile angelegten Im— pulssignals unter den erforderlichen Wert absinkt, so daß sich eine Abnahme in der Motorleistung oder ein Abwürgen des Motors ergibt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kra ftstof f einspritzsystein für eine Mehr/yl inder-ilrennkraf tmaschine mit einer für jeden Zylinder vorgesehenen Kraftstoffeinspritzdüse und einem diesen zugeordneten Ventil zu schaffen, das die vorgenannten Nachteile vermeidet.

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Erfindungsgenäß besitzt das Kraftstoffeinspritzsystem eine Einrichtung für die Betätigung jedes der Ventile, eine Steuervorrichtung zum Energieren dieser Betätigungseinrichtung für das Öffnen der Ventile während der durch die Motorgeschwindigkeit dikti.erten Zeitspnnne, eine an die Steuervorrichtung angeschlossene und auf die Motorgeschwindigkeit ansprechende Aktivierungseinrichtung zur periodischen Aktivierung der Steuervorrichtung sowie eine Speiseeinrichtung für die Kraftstofflieferung an die Düsen unter einem auf die Motorgeschwind.igkeit bezogenen Druck.

Die Erfindung wird in folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt scheaatisch den Gesamtaufbau eines erfindungsge-■üQen Kraftstoffeinspritzsystems;

Fig. 2 ist eine grafische Darstellung der Kra.ftstoffzufuhr-

drücke in Abhängigkeit von der Motorgeschwindigkeit bei eines Systee nach Fig. 1, wobei die einzelnen Kurven unterschiedliche Motoransaugleitungsunterdrücke repräsentieren;

Fig. 3 ist eine grafische Darstellung, die die Mengen an

eingespritztem Kraftstoff in Abhängigkeit von der Motorgeschwindigkeit bei dem System nach Fip. 1 verdeutlicht, wobei die Einspritzdüse für eine fostgelefrte Zeitspanne offengehalten wird und die einzelnen Kurven

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verschiedene Motoransaugleitiingsunterdrücke repräsentieren. .

Fig. 4 ist ein Blockschaltbild.einer elektronischen Steuerein- _.'.,„,... heit, wie sie dem erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzsysten nach Fig. 1 eingegliedert ist;

Fig. 5 ist ein Schaltplan einer Impulsbreitenrechnerschaltung der elektronischen Steuereinheit nach Fig. 4;

Fig. 6 zeigt die Spannungswelle ηformen, die an verschiedenen

Punkten in ,der Impulsbreitenrechnerschaltung nach Fig. 5 auftreten;

Fig. 7 ist eine grafische Darstellung der Impulsbreiten in Abhängigkeit von der Motorgeschwindigkeit;

Fig. 8 ist eine grafische Darstellung der Kraftstoffmenge, wie sie bei veränderlichen Motorgeschwindigkeiten erforderlich ist;

Fig. 9 ist eine grafische Darstellung über die Kraftstoffmenge, wie sie bei unterschiedlichen Ansaugleitungsunterdrücken erforderlich ist.

In Fig. 1 ist ein Kraftstoffeinspritzsystem für eine Vierzylinder-Brennkraftmaschine gezeigt. Eine Pumpe 11 liefert Kraftstoff unter

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Druck aus einem Kraftstofftank 12 über einen Filter 13 und ein Einwegrückschlagventil 14 zu einer Kraftstoffverteilungsleitung 15. Die Kraftstoffverteilungsleitung 1Π hat vier Zweigleitungen 16 bis 19, die zu den Düsen der jeweiligen Maschinenzylinder führen. Im vorliegenden Fall liegt die Düse 20 in einem Ansaugleitungszweigkaiial 21; selbstverständlich kann die Düse auch so angeordnet werden, daß sie unmittelbar in die Eintrittsöffnung des Ansäugleitungszweigkanals 21 einspritzt. Der Ansaugleitungszweigkanal 21 öffnet in den Maschinenzylinder 22, und zwar wie gewöhnlich über ein Eintrittsventil 23. Die Düse 20 bildet einen Teil eines Steuerventils 24, das mit Hilfe einer Einrichtung gesteuert wird, welche eine elektrische Energieversorgung 25, eine elektronische Steuereinheit 26, einen Verteiler 27 und eine maschinengetriebene Triggervorrichtung 28 aufweist. In dem Ventil 24 befindet sich ein Solenoid, der über eine Leitung 30 an die Steuereinrichtung angeschlossen ist. Die Düse 20 sprüht Kraftstoff in die in den Maschinenzylinder 22 eintretende Luft, wenn der Solenoid durch die Steuereinrichtung erregt bleibt.

Ein Luftfilter 31 ist an eine Drosselventilkammer 32 gekoppelt, in der ein Drosselventil 33 sitzt. Das Drosselventil 33 ist an ein Gnspedal (nicht gezeigt) angeschlossen, um die dem Zylinder 22 zuzuführende Luftrate zu steuern.

Zwischen dem Luftfilter 31 und der Drosselkammer 32 befindet eich stromabwärts des Drosselventils 33 ein Luftnebenkanal 34, der beim Starten und beim Anlaufen der Maschine Zusatzluft zu den Zylindern 22 liefert. Der Luftnebenkanal 34 ist mit einem Ventil 35 versehen, das den Luftdurchgang durch den Nebenkanal 34 steuert. Da« Ventil 35 wird durch

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einen Thermostat 06 gesteuert, der so aigeordnet ist, daß er die Temperatur des Maschinenkühlwassers ermittelt.

Es ist eine allgemein mit 40 bezeichnete Kraftstoffdrucköteuervorrichtung vorgesehen, die eine Heguliereinheit 41 mit drei im Abstand stehenden Kammern 42 und 43, eine Membraneinheit 45 und ein mechanisches Gestänge 46 aufweist, dag die Einheiten 41 und 45 betrieblich miteinander verbindet. In der Kammer 42 der Druckreguliereinlieit 41 sitzt verschiebbar ein Kolben oder ein Ventilschieber 4t. Der Kolben 47 ist fest mit einer Kolbenstange 48 verbunden, die ihrerseits betrieblich an chs Gestänge 46 angeschlossen ist. In der Kammer 42 befindet sich eine mit der Kraf tstof f vert eilungs leitung 15 verbundene Einlaßöffnung 49 und. eine Auslaßöffnung 50, die der Einlaßöffnung 49 gegenüberliegt und mit der Kammer 43 verbunden ist. Die andere Kaisimer 42 der Druekreguliereinheit steht über einen Kanal 44 mit der Kammer 43 in Verbindung. Dieser Kanal 44 ist über eine Leitung 51 an den Luftfilter 31 angeschlossen, so daß sich in diesen Kammern 42 und 44 ein im wesentlichen atmosphärischer Druck einstellt. Befindet sich der Kolben 47 in der dargestellten Inge, d,h, in einer Lage, in der die Einlaßöffnung 4¹) rait der Ausläßoffriung 50 in Verbindung steht, so fließt der Kraftstoff in einer bestimmten Hate von dem Verteilungsrohr 15 über die Kammer 42 in die liamiaer 43. Die Kammer 43 speichert den einströmenden Kraftstoff, der mit Hilf eeiiieV mechanischen Pumpe (nicht gezeigt) über einen Filter 51 zum Kröff ist of T tank "12 rückgeführt wird.

Die Membraneinheit 45 besitzt ein Gehäuse 52, eine an diesem Gehäuse befestigte Membran 53, eine' Betätigungsstange 54 und eine Feder-

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einrichtung, die im vorliegenden Fall zwei verschiedene Druckfedern 55 und 56 aufweist, die in einer Kammer 57 untergebracht sind, welche durch· das Gehäuse 52 und die Membran 53 begrenzt wird. Die Druckfedern 55 und 56 spannen die Membran 53 in Richtung auf ein Stoppglied 52a vor, das einen Teil des Gehäuses 52 bilden kann. Die beiden Federn Π5 und 56 haben unterschiedliche Federkonstante,· und zwar aus einem noch später zu erörternden Grund. Ein Unterdruckkanal 58 stellt eine Verbindung zwischen der Kammer 57 der Membraneinheit 4.5 und einem Luftsamraler 59 der Ansaugleitung her. Die an die Membran 53 angeschlossene Betätigungsstange 54 ist an ihrem Führungaende an das eine Ende eines Hebels 60 angeschlossen, der einen Teil des mechanischen Gestänges 46 bildet. An dem anderen Ende des Hebels 60 ist ein Anschlußstift 61 angebracht. Es i?t ein Winkelarm 62 vorgesehen, der schwenkbar an einem Ende den Stift 61 erfaflt und der um einen stationären Drehpunkt 63 schwenkbar ist. Der Winkelarm 62 ist an seinem anderen Ende an eine Stange 64 angeschlossen, die mit einem Balg 65 verbunden ist. Der Balg 65 befindet sich in einem Gehäuse 6( mit einer Entlüftung 67. Der Balg ist mit einem Gas, z.B. mit Luft unter Druck gefüllt und expandiert und kontrahiert in Abhängigkeit von Änderungen in der Temperatur und im Druck der über die Entlüftung 67 eintretenden atmosphärischen Luft. Dieses Expandieren und Kontrahieren des Balgs 67 führt dazu, daß die Stange 64 vorrückt oder zurückweicht, und zwar in Abhängigkeit vom atmosphärischen Druck und der Temperatur. Es ist ein Federglied 68 vorgesehen, das den IVinkelarra 62 im Gegenuhrzeigersinn gemäß Fig. 1 um den Drehpunkt 63 beansprucht. Der Hebel 60 ist in seinem mittleren Abschnitt an die Kolbenstange 48 des Steuerventile 41 angeschlossen, so daQ die durch Änderungen im Ansaugleitungsunterdruck,

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im atmosphärischen Druck und in der, Temperatur hervorgerufene Bewegung der Hebelplatte 60 die lielativlage des Kolbens 47 variiert, wodurch der Wirkquerschnitt der Verbindung· zwischen der Einlaßöffnung 49 und der Auslaßöffnung 50 der Kammer 42 variiert wird.

Arbeitet die Maschine bei leichter Belastung und teilgeöff-Ii et em Drosselventil, d.h. unter einem Zustand, bei dem lediglich nine begrenzte Luftmenge in den Zylinder gesaugt wird, entwickelt sich im Ansaugleitungssammler 59 ein größerer Unterdruck, der die Membran 53 in der Fig. 1 nach oben bewegt und dadurch bewirkt, daß die Kolbenstange 48 des Kolbens 47 ausrückt. Diese Bewegung der Kolbenstange 48 ist mit Aufwärtsbewegurig des Kolbens 47 verbunden, so daß der wirksame Verbindungsquerschnitt zwischen der Einlaßöffnung 40 und der Auslaßöffnung 50 vergrößert wird und eine größere Menge an Kraftstoff über die Kammer 42 in die Kammer 43 strömen kann. Der in der Kraftstoffverteilungsleitung 15 herrschende Kraftstoffdruck wird auf diese Weise vermindert. Bei £ Schwerlastbetrieb bei voll geöffnetem Drosselventil wird die Membran 53 in Arbeitsberührung mit dem Stoppglied 52a abwärts gedrückt, so daß die Kolbenstange 48 durch das Gestänge 40 in eine Lage gebracht wird, in der der wirksame Verbindungsquerschnitt zwischen den Öffnungen 49 und 50 vermindert wird, so daß lediglich eine begrenzte Kraftstoffmenge in die Kammer 43 gehen kann, wodurch in der Kraftstoffverteilungsleitung ein relativ hoher Druck aufgebaut wird.

in der Fig. 2 ist grafisch der Kraftstoffdruck P in der Verteilungsleitung gegen die Maschinengeschwindigkeit N in der Kraftstoffdrucksteüervorrichtung 40 aufgetragen, wobei die verscbiedenen Kurven

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unterschiedliche Ansaugleitungsunterdriicke repräsentieren.

Die Pumpe 11, die zur Lieferung yon Kraftstoff unter Druck zu dem .Rückschlagventil 14 verwendet wird, kann durch die Maschine 10 in einer zur Maschinengeschwindigkeit im wesentlichen proportionalen Hate angetrieben werden. Die Pumpe 11 ist vorzugsweise eine Verdrängerpumpe, z.B. eine Zahnradpumpe, eine Trochoid-Pumpe, eine Flügelradpumpe oder eine Geschwindigkeitspumpe, die vorzugsweise eine Kapazität besitzt, die um das zwei- bis vierfache größer als der maximale Kraftstoffverbrauch ist. iVird eine Pumpe der vorgenannten Art verwendet, steigt der Kraftstoff zufuhrdruck P im wesentlichen proportional zum Quadrat der Maschinengeschwindigkeit, wie es in Fig. 2 dargestellt ist. In Fig. 2 repräsentiert A₁ einen Kraftstoffdruck bei Vollgas, A„ einen Kraftstoffdruck bei -2-OOmmIIg Ansaugleitungsunterdruck und A„ einen Kraftstoffdruck bei -40-OmmIlg Ansauglei tungsunterdruck. Da der wirksame Of f nungsquerschnitt der Verbindung zwischen der Einlaßöffnung 49 und der Av&aSÖffnung 50 mit steigendem Ansaugleitungsunterdruck größer wird, ergibt sich mit höherem Unterdruck in der Ansaugleitung der Maschine eii* niedrigerer Kraftstoffdruck in der Kraftstoffverteilungsleitung 15.

Die Fig. 3 verdeutlicht die eingespritzte Kraftstoffmenge Q gegenüber der Maschinengeschwindigkeit N, wobei die verschiedenen Kurven unterschiedliche Ansaugleitungsunterdrücke repräsentieren. Die ty'erte Q sind solche Werte, die gemessen wurden, wenn die Impulsweite und dementsprechend die Offnungadauer der Düse 20 konstant gehalten sind, d.h. z.B. bei 5 ms. Aus der Fig. 3 ersieht man, daß die eingespritzte Kraft- ■toffmenge Q linear mit dem Ansteigen der Maschinengeechwindigkeit N

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wächst. Dies ergibt sich dadurch, daß die eingespritzte Kraftstoffmenge Q proportional zur Quadratwurzel des Kraftstoffdrucks P anwächst, der wiaierum proportional zum Quadrat der Maschinengeschwindigkeit N ist.

Gemäß Fig. 1 kann die an die elektrische Energiezufuhr 25 angeschlossene elektronische Steuereinheit 26 zahlreiche Signale empfangen, die die Maschinenbetriebszustände anzeigen, z.B. die Maschinengeschwindigkeit, die Kurbelwellenumlaufstellung, die Drosselklappenstellung und die Kühlwassertemperatur. Die von der Maschine getriebene und in dem Verteiler 27 untergebrachte Trigger-Vorrichtung 28 erzeugt ein Impulssignal, das sowohl die Maschinengeschwindigkeit als auch die Kurbelwellenümlaufstellung anzeigt. Das Signal, das in der ilate von zwei Impulsen für jeden Alaachinenhetriebszyklus erscheint, wird alternierend über die Leitungen 70 und 71 zu der elektronischen Steuervorrichtung 26 geführt und dient zur Diskriminierung der Zündfolge im Motor 10. Ein weiteres, die Drosselventilstellung repräsentierendes Signal wird durch einen Drosselventilstellungsdetektor 72 erzeugt, der mit dem Drosselventil 33 verbunden ist; dieses Signal wird über eine Leitung 73 zu der elektronischen Steuervorrichtung 26 geführt, um bei Freilauf den Kraftstoff zu sperren oder die Reichhaltigkeit des Luft-Kraftetoffgemisches bei Beschleunigung zu erhöhen. Das Gemisch wird dadurch angereichert, daß'die elektronische Steuervorrichtung 26 veranlaßt wird, einen zusätzlichen Impuls oder einen Impuls größerer Breite zu dem aolenpidbetätigten Ventil 24 zu geben und dadurch die Einspritzdauer zu erhöhen.

Die Kühlwassertemperatur wird durch einen Fühler 74 erfühlt, der einen temperaturempfindlichen Widerstand besitzt, welcher sich im

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Kühlwasser befindet. Die Temperatur des Kühlwassers kann durch die Temperatur des Kühlöls, der Abgase oder des Maschinenblocks im Bedarfsfall angenähert werden. Das die Kühlwassertemperatur anzeigende Signal wird über eine Leitung 75 zu der elektronischen Steuereinheit 20 geführt, um eine Gemischanreicherung beim Starten und Warmlaufen zu bewirken. Die Kraftstoffgemischanreicherung wird erreicht, indem die elektronische Steuervorrichtung 26 veranlaßt wird, an daa solenoidbetätigte Ventil 24 einen zusätzlichen Impuls oder einen Impuls größerer Breite anzulegen. Da bei der beschriebenen Ausführungsform ein System mit gleichzeitiger Einspritzung in zwei Zylinder verwendet wird, erzeugt die elektronische Steuereinheit 26 für jeden Maschinenbetriebszyklus in Abhängigkeit von den in der vorbeschriebeien Weise erzeugten Signalen zwei elektrische Impulse. Der Impuls wird durch die Leitungen 76 und 77 für Kraftstoffeinspritzung zu dem solenoidbetätigten Einspritzventil 24 geführt. Die Leitung 76 ist an die dem ersten und dritten Zylinder zugeordneten Einspritzventile und die Leitung 77 an die dem zweiten und vierten Zylinder zugeordneten Einspritzventile angeschlossen, so dafi die Kraftstoffeinspritzung gleichzeitig beim ersten und dritten Zylinder und nachfolgend beim zweiten und vierten Zylinder erfolgt. Der elektrische Impuls geht alternierend durch die Leitungen 76 und 77 zu dem Einspritzventil 24.

In der Fig. 4 ist ein Blockschaltbild der elektronischen Steuereinheit 26 gezeigt. Die von der Maschine angetriebene Trigger-Vorrichtung 28, die gestrichelt umrandet ist, besitzt einen Nocken 80, der auf einer Verteilerwelle 81 sitzt, die mit der halben Kurbelwellengeschwin- t digkeit umläuft. Zwei bewegliche Kontakte 82 und 83 sind an Schwenkkontakte 84 bzw. 85 angebracht, die an Masse liegen und durch den Nocken 80

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bei jeder Nockendrehung oszillieren. Den beweglichen Kontakten 82 und sind stationäre Kontakte 86 bzw. 87 zugeordnet, die über Widerstände 89 bzw. 90 an eine elektrische Energiequelle, z.B. eine Batterie 88 angeschlossen sind. Die beiden Sätze von Kontakten. 82 und 86, 83 und 87 können bei jeder Umdrehung des Nockens 80 geöffnet und geschlossen werden. Die stationären Kontakte 86 und 87 sind an eine Impulsbreitenrechnerschaltung 91 angeschlossen, und zwar über Leitungen 92 bzw. 93.

Die Impulsbreitenrechnerschaltung 91 empfängt das die Maschinengeschwindigkeit anzeigende Signal, das die Kurbelwellenstellung anzeigende Signal von der maschinengetriebenen Trigger-Vorrichtung 28 und das die Kühlwasnertemperatur anzeigende Signal von dem Kühlwassertemperaturfühler 74. Auf der Basis dieser Signale ermittelt die Schaltung 91 eine richtige Impulsbreite und erzeugt einen Impuls solcher Breite mit einer Jtate von zwei Impulsen für jede Umdrehung des Maschinenbetriebs. Die Impulse gehen alternierend zur Verstärkung zu Einspritzimpulsvergtärkern 94 und 95. Die so verstärkten Impulse gehen ferner alternierend . über Leitungen 96 und 97 zu Solenoideinrichtungen 98 und 99, die die den Einspritzdüsen 100 und 101 zugeordneten Ventile betätigen. Die Düsen 100 und 101 werden alternierend durch Erregen der Solenoide 98 bzw. 99 geöffnet, und zwar jeweils einmal für jeden Maschinenbetriebszyklus, um die Einspritzung zu bewirken.

Die elektronische Steuereinheit 26 besitzt eine Ueschleunigungsschaltung 102 und eine Kraftstoffsperrachaltung 103 zusätzlich zu den vorgenannten Schaltungen. Der Ausgang der Beschleunigungsschaltung ist über Leitungen 104 und 105 an die Einspritz impulsverstärker 94 bzw.

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95 angeschlossen, so daß bei Lieferung des Beschleunigungssjgnals aus dem Urosee]ventilstellungsdetektor 72 bei zur Beschleunigung geöffnetem Drosselventil 33 die Einsprity.impulsverstärker 94 und 95 die Breite des Impulses vergrößern, der von der Impulsbreitenrechnerachaltung 91 zu den Solenoideinrichtungen 98 und 99 geliefert wird, oder sie legen einen zusätzlichen Impuls an die Solenoideinrichtungen 98 und 99 nn, um die Einspritzdauer für Beschleunigungsanreicherung zu erhöhen. Der Ausgang der Kraftstoffsperrschaltung 103 ist über Leitungen lOG und 107 nn die Impulsbreitenverstärker 94 bzw. 95 angeschlossen. Diese Schaltung 103 ist mit ihrem Eingang über Leitungen 108 und 109 an die maschinengetriebene Trigger-Schaltung 28 angeschlossen und empfängt ein Signal, das die Maschinengeschwindigkeit anzeigt; ferner ist die Schaltung über eine Leitiing 110 an den Drosselventilstellungsdetektor 72 angeschlossen, um ein die Drosselventilstellung anzeigendes Signal zu empfangen. Erreicht die Maschinengeschwindigkeit während Freilauf einen bestimmten iVert und befindet sich das Drosselventil 33 in einer Leerlaufstellung, macht es die Kraftstoffsperrschaltung 102 den Einspritzimpulsverstärkern 94 und 95 unmöglich, die Dirnen 100 und 101 zu schließen und dadurch die Kraftstoffzufuhr zu den einzelnen Zylindern zu stoppen.

Die Fig. 5 zeigt einen Schaltplan der Impuls breiLenrechnerschaltung 91, die den itauptteil der elektronischen Steuereinheit 26 nach Fig. 1 bildet. Zur Vereinfachung der Darstellung ist in Fig. 5 eine Hälfte der gesamten Schaltung gezeigt, die einen an den Einsprit/impulsverstärker 94 anzulegenden Impuls erzeugt. Der stationäre Kontakt 80 ist an die Ilaeis eines Transistors 101 angeschlossen, dessen Emitter unmittelbar an Mnsae liegt. Die Basis des Transistora K)I ist Über einen Widerstand 112 an eine

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Sammelleitung 113 angeschlossen, die zu einer Batterie 88 führt. Der Kollektor des Transistors 111 ist an eine Ladeschaltung 114 angescliloseen, die einen Gleichrichter 115, einen Widerstand 110 und einen Kondensator 117 besitzt, die alle zwischen der Sammelleitung 113 und Masse in lleihe geschaltet sind. An einer Stelle 118 zwischen dem Widerstand 116 und dem Kondensator 117 ist die Basis eines Tranaistors 119 angeschlossen, dessen Emitter 120 über einen Widerstand 121 an Masse liegt. Der Emitter ^ 120 ist über einen Kondensator 123 an eine Stelle 122 zwischen dem Gleichrichter 115 und dem Widerstand 110 angeschlossen. Der Kollektor des Transistors 119 ist unmittelbar an die Sammelleitung 113 angeschlossen. Die Ladeschaltung 114 und der Transistor 119 bilden einen Sägezahnwellengenerator 124.

Der Ausgang des Sägezahnwellengenerators 124 ist an den Eingang einer Schmidt-Schaltung 125 angeschlossen, die zwei Transistoren 120 und 127 aufweist. An den Eingang der Schmidt-Schaltung 125 ist ferner der Ausgang des Kühlwassertemperaturfühlers 74 angeschlossen. Die Basis des Tran-™ sistors 126 ist über einen Widerstand 128 an die Sammelleitung 113 und über einen Widerstand 129 an Masse gelegt. Der Kollektor des Transistors 126 ist über einen Widerstand 130 an die Sammelleitung 113 angeschlossen und über eine Hrallelschaltung aus einem Kondensator 131 Und einem Wideretand 132 mit der Basis des Transistors 127 verbunden. Die Emitter der bei den Transistoren 120 und 127 sind gemeinsam über einen Widerstand 133 an Masse gelegt. Der Transistor 127 ist mit seinem Kollektor über einen iiider stand 134 an die Sammelleitung sowie ferner an den EinspritzimpuJsverstarker 94 angeschlossen. ^;i

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Die Arbeitsweise der Impulstoreitenrechnerschnltung 91 ist in Fig. 6 gezeigt. Die Darstellungen (a) und (b) zeigen die llechteckewellenspannung, wie sie an den Stellen X und X erscheinen, fixe zu den stationären Kontakten 80 T>zw. 87 führen, tVerderi die Kontakte 82 und 86 durch die Wirkung des Nockens 80 geschlossen, geht die Spannung bei X auf Nullniveau, so daß der Tranaistor 111 gesperrt wird. In diesem Augenblick beginnt der Kondensator 117 mit der Aufladung, wobei gleichzeitig die Spannung an der zu dem Emitter 120 des.Transistors 119 führenden Y-Steile mit dem Anstieg beginnt, wie es in (c) der Fig. 6 gezeigt ist. Werden danach die Kontakte 82 und 86 durch den Nocken 80 geöffnet, wird der Transistor 111 leitend, so daß der Transistor 119 gesperrt und dadurch die Spannung an der Stelle Y auf Nullniveau reduziert wird.

Die Schmidt-Schaltung 125 vergleicht die Eingangsspannung mit einer bestimmten Bezugsspannung, wie es in (d) der Fig. 6 gezeigt ist, Wird die Eingangsspannung auf diese Bezugsspannung aufgebaut, wird der Transistor 126 leitend, wodurch der Transistor 127 nichtleitend wird. Somit erscheint an dem Kollektor des Transistors 127 ein Impuls, dessen Breite gleich der Zeitdauer ist, in der die impulsspannung höher als die vorbestimmte Bezugsspannung ist, wie es bei (e) in Fig. 6 gezeigt ist. Steigt die Maschinengeschwindigkeit an, steigt die Anzahl der llechteckwellenimpulse an, die für eine bestimmte Zeit an den Stellen X und % erscheinen, so daß sich eine bestimmte Verminderung in der Impulsbreite ergibt. Daraus folgt, daß die Weite des am Kollektor des Transistors erhaltenen Impulses' mit ansteigender Maschinengeschwindigkeit abfällt, wie es bei (e) der Fig. 0 und ferner in Fig. 7 verdeutlicht ist.

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Das Signal, das die Kühlwässerteniperatur anzeigt, wird an den
Eingang der Schmidt-Schaltung 125 angelegt, um die Impulsbreite beim
Starten und Warmlaufen zur Gemischanreicherung zu vergrößern.

Die Fig. 8 zeigt die Bereiche der erforderlichen Kraftstoffeinspritzmenge Q₁ gegenüber der Mascliinendrehzahl N, wobei die gezeigten
Bereiche im Bezug auf eine Vergrößerung der Maschinenausgangsleistung
bei Vollgas und eine Minderung des Kraftstoffverbrauchs und der Menge
an unverbrannten Abgasbestandteilen bei Teillast bestimmt sind. Derartige Bereiche können für andere Zwecke auch in anderer Weise festgelegt werden. Die Beziehung zwischen der Menge an eingespritztem Kraftstoff und der Maschinengeschwindigkeit kann in die Bereiche B₁, B_n und B„ fallen, die

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Vollgas, -200mmHg und -400mmIIg Ansaugleitungsunterdruck entsprechen. Diese Bereiche bleiben trotz Änderung in der Maschinengeschwindigkeit im wesentlichen unverändert, nehmen jedoch die Form von gebogenen Streifen an, die um die Mitte des ganzen Geschwindigkeitsbereichs konvex gebogen sind.

Wie es zuvor beschrieben wurde und in der Fig. 3 gezeigt ist,
ist die eingespritzte Kraftstoffmenge Q bei für eine bestimmte Zeitspanne offengehaltener Einspritzdüse im wesentlichen proportional zur Mnschinengeschwindigkeit N». Wie man jedoch aus der ausgezogenen Linie c in Fig. 7
ersieht, fällt die-an das solenoidbetätigte Ventil angelegte Impulsbreite umgekehrt proportional mit einem Anstieg der Maschinengeschwindigkeit ab. Somit bleibt die Menge Q₁ des Kraftstoffs, die für jeden Zyklus des Maschinenbetriebs eingespritzt wird, trotz Änderung in der Maschinengeschwindigkeit im wesentlichen unverändert, wie es in der Fig. 8 durch die

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ausgezogenen Linien c, , c_ und c„ angedeutet ist. Fällt die Impulsbreite linear mit ansteigender Maschinengescliwindigkeit ab, wie es in Fig. 7 durch die strichpttnkt'ierte Linie d angedeutet ist, erhält man für die bei jedem Zyklus des Maschinenbetriebs bei Vollgas, -20l)nraiIIg und -4O0mmHg Ansaugleitungsunterdruck eingespritzte Kraftstoffmenge die gestrichelten Linien d,, d_o und d₍. in Fig. 8. Die Linien c., c„, c„, d. ,

d_n und d„ fallen in die Bereiche B, , B₀ und U₀ nach Fig. 8, die für do ι Δ ο

unterschiedliche Maachinenanforderungen errechnet wurden.

Fig. 9 zeigt die Bereiche erforderlicher Kraftstoffeinspritzmenge Q₁ in Abhängigkeit vom Ansaugleitungsunterdruck P. Die Beziehung zwischen der Menge Q₁.. an eingespritztem Kraftstoff und dem Ansaugleitungsunterdruck P kann in den sliraffierten Bereich fallen, der zwischen der oberen und unteren Grenzlinie e. bzw. e_ begrenzt ist. Für die Vergrößerung der Ausgangsleistung bei Vollgas und für die Verminderung des Kraftstoffverbrauchs und der Menge an unverbrannten Abgasbestandteilen bei Teillast sollte das Luft-Kraftstoffgemisch bei Vollast angereichert und bei Teillast magerer gemacht werden, wie es zuvor erlr.ufcert wurde. Es ist daher notwendig, daß die Menge an eingespritztem Kraftstoff abrupt beim Ansaugleitungsunterdruckabfall vonAP gemäß Fig. 9 abfällt. Dies läßt sich durch die Verwendung der beiden Federn 55 und 56 erreichen, die unterschied liehe Federkonstante haben. An oder nahe Vollgasstellung wirkt von den beiden Federn 55 und 50 lediglich die weniger steife Feder; erreicht der Annnugleitungsunterdruck den Punkt Ai', wirken nicht nur die bei den Federn auf die Membran 53.Obwohl die eingespritzte Kraftstoffmenge in Abhängigkeit von Änderungen im Atmosphärendruck und der Temperatur der atnosphä-

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riachen Luft (oder der Ansaugluft) durch Verwendung eines Atmosphärenli'ruckf ühlera und eines Ansauglufttemperaturfühlers eingestellt werden kann, deren Ausgänge an die elektronische Steuereinheit 20 zur Steuerung der Impulsbreite angelegt werden, wird zusätzlich der Balg .05 verwendet, um den Kraftstoffdruck in Abhängigkeit von Änderungen im Atmosphärendruck und der Temperatur der atmosphärischen Luft einzustellen. Ist der atmosphärische Druck oder Atmosphärendruck relativ niedrig und die atmosphärische Temperatur relativ hoch, wird die an den Balg 65 angeschlossene Stange 64 in ihrer vorstehenden Stellung gehalten, so daT die Kolbenstange 48 nach oben bewegt und der wirksame Öffnungsquerschnitt der Verbindung zwischen der Einlaßöffnung 49 und der AuslaÜöffnung 50 vergrößert wird, so daß der Druck in der Kraftstoffverteilungsleitung 15 entsprechend abfällt. Ist umgekehrt der Atmosphärendruck relativ hoch und die atmosphärische Temperatur relativ niedrig, ergibt sich in der Leitung 15 ein relativ hoher Kraftstoffdruck.

Sofern es nicht erwünscht ist, den KraftstoffIiefeidruck in Abhängigkeit vom atmosphärischen Druck und von der atmosphärischen Temperatur zu steuern, kann die Betätigungsstange 54 unmittelbar an die Kolbenstange 48 angeschlossen werden.

Anstelle der Membraneinheit 45 mit den beiden Federn 55 und 56 kann ein HaIg verwendet werden, in dem sich ein Nahe-Unterdruck entwikkelt. In diesem Fall ist der HnIg mit dem Ansauglu i tuiigsannimlor 59 verbunden und wird durch den absoluten Druck in dieser Leitung gesteuert, der im wesentlichen den Motorbelas tungcn entspricht. Ein solcher HaIg kann gleichzeitig mit der Steuerung des Kraftstoffdrucks in Übereinstimmung mit dem atmosphärischen Druck gesteuert werden,

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Claims (6)

1. - 19 Patentansprüche

   Ί 1 ./Kraf tstof f einspritzsystem für eine Mehrzylinfier-Brennkraftmaschine, hei der jeder Zylinder eine Kraftstoffeinspritzdüse und ein dieser zugeordnetes Ventil besitzt, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (98, 99) für die Betätigung jedes der Ventile (24), eine Steuervorrichtung (26) zum Energieren dieser Einrichtung für das Offnen der Ventile während einer durch eine Maschinengeschwindigkeit diktierten Zeitdauer, ™ eine an die Steuervorrichtung (26) angeschlossene Einrichtung (28), die auf die Maschinengeechwindigkeit anspricht und periodisch die Steuervorrichtung aktiviert und durch eine Einrichtung (11, 15, 41) für die Belieferung der Düsen (2θ) mit einem von der Maschinengeschwindigkeit abhängigem Druck.
2. 2. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitspanne, in der die Ventile (24) offenbleiben, mit anwachsender Maschinengeschwindigkeit abfällt und der Druck des geliefer- gt ten Kraftstoffs anwächst, wodurch die eingespritzte Kraftstoffraenge trotz einer Änderung der Maschinengeschwindigkeit im wesentlichen unverändert bleibt.
3. 3. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (ll), die von der Maschine antreibbar ist, um Kraftstoff unter Druck zu den Düsen (20) zu liefern und durch eine Einrichtung (4), die auf den Ansaugleitungsunterdruck anspricht, um den Druck des zugelieferten Kraftstoffs zu variieren.

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4. 4. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (44, 45, 65), die auf einen Ansaugleitungadruck, einen atmosphärischen Druck und eine Temperatur der atmosphärischen Luft anspricht, um den Druck des zügeführten Kraftstoffs zu variieren.
5. 5. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet durch Solenoide (98, 99), die den Ventilen (24; 100, 101.) zugeordnet sind und diese beim Energieren öffnen, durch eine Steuervor-

   ^ richtung (26) für das Energieren der Solenoide zum Offnen der Ventile während der durch eine Maschinengeschwindigkeit diktierten Zeitspanne, eine maschinengetriebene Trigger-Vorrichtung (28), die an die Steuervorrichtung angeschlossen ist und auf die Maschinengeschwindigkeit anspricht, um periodisch die Steuervorrichtung zu triggern, einen Kraftstofftank (12) für das Speichern des den Düsen (20 , 100, lül) zuzuführenden Kraftstoffs, eine von der Maschine angetriebene Kraftstoffpumpe (11) für das Pumpen des Kraftstoffs aus dem Kraftstofftank, eine Kraftstoffverteilungsleitung (15), die an die Pumpe angeschlossen ist und Kraftstoff unter Druck zu jeder der Düsen liefert, eine Ventileinrichtung

   W (41)» die an das Kraftstoffverteilungsrohr angeschlossen ist, um den Durchgang an unter Druck gesetzten Kraftstoff aus der Krafta to ffverteilungsleitung zurück zu dem Kraftstofftank zu steuern, durch eine Membraneinrichtung (45), die an die Ansaugleitung (59) der Maschine angeschlossen ist und durch ein Gestänge (46) für die Übertragung der Bewegung der Membraneinrichtung auf die Ventileinrichtung zur Steuerung des Kraftstoffdurchganga durch die Ventileinrichtung in Abhängigkeit von einem Anaaugleitungsdruck.

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6. 6. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen Balg (65) für dag Erfühlen atmosphärischen Drucks und der Temperatur, atmosphärischer Luft, wobei das Gestänge (46) vorgesehen ist, um Bewegungen der Membraneinrichtung (45)und der flalgeinrichtunn; (65) auf die Ventileinrichtung (41) zu übertragen und den Kraftatoffdurchhang durch die Ventileinrichtung (41) in Abhängigkeit von eineta Ansaugleitungsdruck, einem Atmosphärischen Druck und einer Temperatur der atmosphärischen Luft zu steuern. Λ

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