DE2115761A1

DE2115761A1 - Fluidic Steuersystem einer Kraft stoffeinspntzvornchtung fur Ver brennungsmotoren

Info

Publication number: DE2115761A1
Application number: DE19712115761
Authority: DE
Inventors: Kazuma Toyohashi Tsubouchi Hideo Kanya Matsui, (Japan) P
Original assignee: NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1970-04-01
Filing date: 1971-03-31
Publication date: 1971-10-14
Also published as: US3690306A; DE2115761C3; DE2115761B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Steuersystem für eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung von Verbrennungsmotoren, die Kraftstoff unmittelbar in das Ansaugrohr des Motors einspritzt, wobei oer Kraftstoff ohne Verwendung eines Vergasers zerstäubt wird.

Als Kraftstoffeinspritzvorrichtungen für Verbrennungsmotoren wuraen bisher ein Ansau_fvergaser verwendet, der den Ujateroruck im Venturiabscnnitt des Ansaugrohres eines Motors benutzt, eine mecnanische binspritzvorrichtung, die Kraftstoff unmittelbar in jeden zylinder oder jedes Ansaugrohr eines notors oftne Verwendung eines Vergasers der bescnriebenen

109842/1299 bad original

Art einspritzt, oder .eine elektrische Einspritzvorrichtung, die elektronische Einrichtungen an ihrem Kraftstoffsteuerabschnitt aufweist.

Der vorstehend erwähnte Saugvergaser saugt Kraftstoff an una gibt diesen ab, inciem er eine Druckabsenkung des Sauggases an einem unveränderlichen oder veränderlichen Venturi benutzt. Der Vergaser mit dem unveränaerlichen Venturi hat bekanntlich üen Nachteil, daß Systeme für Betrieb mit niedriger Geschwindigkeit einen Betrieb mit mittlerer Geschwindigkeit und einen Betrieb mit hoher Geschwindigkeit unvermeidbar entsprechend aem Geschwindigkeitsbereich des Sauggasstromes voneinander getrennt weraen müssen una ein weicher Betrieb des Motors dann verschlechtert ist, wenn der Vergaser mit jedem System verbunden wird. Andererseits können Vergaser mit veränaerlichem Venturi den vorstehend beschriebenen Nachteil der Vergaser mit unveränderlichem Venturi beseitigen, führen jedoch den Nachteil herbei, daß Mechanismen für die betriebliche Zuoranung eines in dem Kraftstoffkanal vorgesehenen veränderlichen Strömungswiderstandes zu dem veränderlichen Venturi und des veränderlichen Venturi zu aer Strömungsrate der in den Motor angesaugten Luft, usw. nicht nur eine herstellungspräzision erfordern, soncern ebenfalls in der Konstruktion una aen Abmessungen umfangreich weraen und so ihre Produktionskosten hoch weraen.

Die mechanischen und elektronischen Einspritzvorrichtun-

109842/1299

gen sina ebenfalls in der Konstruktion kompliziert und weisen hohe Produktionskosten auf und werden daher kaum für Verbrennungsmotoren mit Ausnahme von denen, die für spezielle Anwendungen benutzt werden, verwendet.

Lurch die Erfindung soll ein Steuersystem geschaffen werden, das eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung für Verbrennungsmotoren derart steuert, daß eine angemessene Kraftstoffmenge, wie sie von dem Motor gefordert wird, dem Motor kontinuierlich vom Betrieb mit niedriger Geschwindigkeit bis zum Betrieb j mit hoher Geschwindigkeit zugeführt werden.

Ls liegt ferner im Rahmen der Zielsetzung der Erfindung, ein Steuersystem zu schaffen, das einen einfachen Aufbau besitzt, leicht herzustellen ist und die Kraftstoffeinspritzvorrichtung des Verbrennungsmotors mit großer Genauigkeit betreiben kann.

Weiterhin soll mit oer Erfindung ein Steuersystem geschaffen werden, das die Kraftstoffeinspritzvorrichtung derart steuert, daß bei hoher Geschwindigkeit im Bereich hoher Belastung des Motors Kraftstoff kontinuierlich eingespritzt wird mit Ausnahme für eine sehr kurze Zeitperiode, cie einem Impulsintervall entspricht, wodurcn die Kapazität einer Pumpe verringert werden kann, die den Kraftstoff zum Kraftstoffeinspritzabschnitt mit Druck liefert.

Ferner soll mit eier Lrjindung ein Steuersystem geschaffen 1 0 9 P L : / 1 7 9 9

werden, das die Kraftstoffeinspritzvorrichtung derart steuert, daß eine optimale Kraftstoffmenge, die entsprechend einer Änderung aes atmosphärischen Drucks kompensiert worden ist, dem Motor zugeführt wird.

Schließlich soll mit der Erfindung ein Steuersystem für die Kraftstoffeinspritzvorrichtung geschaffen werden, das ein Multielement als Fluidic-Steuerkreis und einen elektrisch betriebenen Kompressor als Quelle komprimierter Luft für das Multielement aufweist,dessen Funktion nicht verschlechtert wird, selbst wenn komprimierte Luft beim Anhalten des Motors zugeführt wird.

Erfindungsgemäß ist ein Steuersystem für eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung für Verbrennungsmotoren vorgesehen, das eine Triggerimpuls-erzeugende Einrichtung zur Erzeugung eines Triggerimpulses synchron zur Umdrehung eines Verbrennungsmotors aufweist, Strömungsweglängenänderungseinrichtungen, durch die die Länge eines Strömungskanals entsprechend der Belastung des Motors verändert werden kann, unu eine Fluidic-Steuerschaltung zur Erzeugung eines Fluidic-Impulses mit veränderlicher Breite und veränderlicher Anzahl im Zusammenwirken mit der Strömungsweg- ' längenänderungseinrichtungen und eier Triggerimpulse-erzeugenden Einrichtung, wobei die erzeugten Triggerimpulse an der Fluidic-Steuerschaltung und der Strömungsweglängenänderungseinrichtung anliegen, wodurch von der Fluidic-Steuerschaltung ein Fluidicimpuls erzeugt wird, der zur Steuerung der dem Motor zugeführten Kraftstoffmenge benutzt wird.

1G&842/1299

Die Erfindung- wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt teilweise in Schnittansicht und teilweise schematisch eine erste Ausführungsform des bei einem Verbrennungsmotor angewendeten erfindungsgemäßen Steuersystems ;

Fig. 2 zeigt in vergrößertem Maßstab einen Querschnitt in Längsrichtung der in Fig. 1 gezeigten Strömungsweglängenänderungseinrichtung;

Fig. 3a bis 3f zeigen Diagramme der Wellenformen von Impulsen, die an verschiedenen Abschnitten des Steuersystems in vier Ausführungsformen erzeugt werden;

Fig. H zeigt in einem Diagramm die Beziehung zwischen dem Druck im Motoransaugrohr und der Verzögerungszeit der Impulse bei verschiedenen atmosphärischen Drucken in den vier Ausführungsformen;

Fig. 5 zeigt teilweise im Schnitt und teilweise schematisch eine zweite Ausführungsform des bei einem Verbrennungsmotor angewendeten erfindungsgemäßen Steuersystems;

Fig. 6 zeigt teilweise im Schnitt und teilweise schematisch eine dritte Ausführungsform eines bei einem Verbren-

109842/1299

nungsmotor angewendeten erfindungsgemäßen Steuersystems ;

Fig. 7 zeigt teilweise im Schnitt und teilweise schematisch eine vierte Ausführungsform des bei einem Verbrennungsmotor angewendeten erfindungsgemäßen Steuersystems;

Fig. 8 zeigt eine Schnittansicht in Querrichtung der Strömungsweglängenänderungseinrichtung der vierten Ausführungsform ;

Fig. 9 zeigt in einem Diagramm die Beziehung zwischen dem absoluten Druck im Motoransaugrohr und der Impulsverzögerungszeit in der vierten Ausführungsform;

Fig.10 zeigt in einem Diagramm die Beziehung zwischen dem absoluten Druck im Motoransaugrohr und der dem Motor für jede seiner Umdrehungen zuzuführenden Kraftstoffmenge in der vierten Ausführungsform;

Fig.11 zeigt teilweise im Schnitt und teilweise schematisch eine fünfte Ausführungsform des bei einem Verbrennungsmotor angewendeten erfindungsgemäßen Steuersystems;

Fig.12 zeigt eine Schnittansicht in Querrichtung der Strömungsweglängenänderungseinrichtung zur Kompensierung des atmosphärischen Drucks in der fünften Ausführungsform;

100842/1299

Fig. 13a bis 13f zeigen in Diagrammen die Wellenformen von Impulsen, die an verschiedenen Abschnitten des Steuersystems in der fünften Ausführungsform erzeugt werden;

Fig. IH zeigt in einem Diagramm die Beziehung zwischen dem absoluten atmosphärischen Druck und der Impulsverzögerungszeit, wenn sich der Plunger der Strömungsweglängenänderungseinrichtung bewegt, in der fünften Ausführungsform; und

Fig. 15 zeigt in einem Diagramm die Beziehung zwischen dem absoluten Druck im Motoransaugrohr und der dem Motor für jede seiner Umdrehung zuzuführenden Kraftstoffmenge bei verschiedenen atmosphärischen Drucken,in der fünften ' Ausführungsform.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung an den fünf Ausführungsformen nacheinander beschrieben, die bei einem auf einem Fahrzeug - einem Kraftfahrzeug - angeordneten Verbrennungsmotor angewendet werden.

Die Fig. i und 2 zeigen die erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Steuersystems. In diesen Figuren bezeichnet die Bezugsziffer 1 eine Druckluftpumpe, die von einem Verbrennungsmotor oder einem elektrischen Motor angetrieben wird, die Bezugsziffer 2 ein Luftdruckregulierungsventil, durch das der Druck aer von der Druckluftpumpe 1 abgegebenen Luft konstant gehalten wird, die Bezugsziffer 3 eine Fluidic-Steuerschaltung

4 2/1299

(Steüerkreis), die Bezugsziffer 4 ein Fluidic-Multivibratorelement, das aus einem Fluidic-Flip-Flop-Element besteht, die Bezugsziffer 4a die Energieversorgungsöffnung des Elements, die Bezugsziffem Ub und 4c die Steueröffnungen des Elements und die Bezugsziffern 4d und 4e die Auslaßöffnungen des Elements. Die Bezugsziffer 5 bezeichnet eine Strömungsweglängenänderungseinrichtung, und die Bezugsziffer 5a bezeichnet einen Zylinder der StrÖmungsweglängenänderungseinrichtung, der eine schraubenförmige Nut 5b und eine längliche Nut 5c besitzt, die unabhängig in seiner inneren Oberfläche gebildet sind. Die Bezugsziffer 5d bezeichnet eine Energiezufuhröffnung, die mit einem Ende der schraubenförmigen Nut 5b und ebenfalls mit der Auslaßöffnung 4d des Multivibratorelements 4 in Verbindung steht. Der Gang (Steigung) der schraubenförmigen Nut 5b ist an dem von der Energiezufuhröffnung 5d fernliegenden Endabschnitt kleiner gemacht. Die Bezugsziffer 5e bezeichnet eine Auslaßöffnung der Strömungsweglängenänderungseinrichtung 5, die mit der länglichen Nut 5c und ebenfalls mit der Steueröffnung 4b des Multivibratorelements 4 in Verbindung steht. Die Bezugsziffer 5f bezeichnet einen Plunger, der axial verschiebbar in dem Zylinder 5a angeordnet ist, die Bezugsziffer 5g bezeichnet eine ringförmige öffnung, die in der Umfangsflache des Plungers 5f an einem Abschnitt gebildet ist, der der schraubenförmigen Nut 5b gegenüberliegt. Die Bezugsziffer 5h bezeichnet eine öffnung, die in der Umfangsflache des Plungers 5f an einem Abschnitt gebildet ist, der der länglichen Nut 5c gegenüberliegt. Die Bezugsziffer 5i bezeicnnet einen Kanal, der in dem Plunger 5f gebildet ist Und die öffnungen 5g und 5h miteinander verbindet. Die Bezugsziffer 5j

109842/1299

bezeichnet einen Energiezylinder, der axial mit dem Zylinder 5a und einstückig mit diesem gebildet ist, während die Bezugsziffer 5k eine in dem Energiezylinder 5j angeordnete Membrane bezeichnet, die den Innenraum des Energiezylinders in eine Unterdruckkammer 51 und eine Kämmer 5m mit Atmosphärendruck unterteilt. Die Unterdruckkammer 51 steht mit dem Motoransaugrohr über ein Unterdruckeinführrohr 5n zum Einführen des Ansaugrohrunterdrucks in Verbindung, während die Atmosphärendruckkammer 5m über eine Verbindungsöffnung 50 mit der Atmosphäre in Verbindung steht. Die Membrane 5k und der Plunger 5f sind miteinander durch einen Bolzen 5p verbunden. Ferner wird die Membrane 5k in Richtung der Atmosphärendruckkammer 5m durch eine Feder 5q gedrückt, die in der Unterdruckkammer 51 vorgesehen ist. Die Bezugsziffern 6a, 6b, 6c und 6d bezeichnen jeweils einen festen Strömungswiderstand, der beispielsweise aus einer Drosselstelle besteht. Die Bezugsziffer 7 bezeichnet ein monostabiles Fluidic-Multivibratorelement, das eine Energiezuführöffnung 7a, eine Steueröffnung 7b und Ausgangsöffnungen 7c, 7d besitzt. Die Ausgangsöffnung 7c steht mit der Steueröffnung Hc des MuItivibratorelements U in Verbindung, und die andere Ausgangsöffnung 7d ist in die Atmosphäre geöffnet. Die Bezugsziffer 7¹ bezeichnet einen anderen monostabilen Fiuidic-Multivibrator, die eine EnergiezuführÖffnung 7'a, eine Steueröffnung 7'b und Ausgangsöffnungen 7'c, 7'd besitzt. Die Ausgangsöffnung 7'c steht mit einer im folgenden noch beschriebenen Druckluftdüse 25 in Verbindung. Die Anordnung ist derart getroffen, daß beim Anliegen eines Signals von der Ausgangsöffnung ^lfe des Multivibratorelements H an der Steueröffnung 7'b des monostabilen

109842/1299

Multivibratorelements 7' ein Signal, das dem an der Ausgangsöffnung 4d des Multivibratorelements 4 erzeugten Signals äquivalent ist, verstärkt wird und an der Ausgangsöffnung 7¹C des monostabilen Multivibratorelements 7¹ erscheint. An der Ausgangsöffnung 7'd wird ein Signal mit einer Phase erzeugt, die genau umgekehrt gegenüber der des Signals ist, das an der Ausgangsöffnung 7'c erzeugt wird, jedoch wird dieses Signal zur Atmosphäre gelassen. Die Bezugsziffer 8 bezeichnet einⁿFluidic-Detektor zur Ermittlung der Umdrehungsrate des Motors 9, der ein Luftimpulssignal erzeugt, das mit der Drehung des Motors synchronisiert ist. Der Detektor 8 enthält einen Drehkörper 10 und ein Organ 11, das an dem Drehkörper 10 anliegt, Der Drehkörper 10 dreht sich in dem gleichen Maß wie beispielsweise die Nockenwelle des Verbrennungsmotors 9 und macht auf zwei Umdrehungen der Kurbelwelle eine Umdrehung. Ferner besitzt der Drehkörper 10 Umfangsnuten lic und lld, die an Abschnitten seiner Umfangsflache gebildet sind, und erzeugt einen Impuls Pa₁, wie er in Fig. 3a dargestellt ist, bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle. Das Organ 11 hat eine Energiezufuhröffnung 11a und eine Ausgangsöffnung 11b, die darin in Richtung der Umfangsflache des Drehkörpers 10 gebildet sind. Die Ausgangsöffnung 11b steht mit der Steueröffnung 7b des monostabilen Multivibratorelements 7 in Verbindung. Der Detektor 8 erzeugt an seiner Ausgangsöffnung 11b einen Ausgangsluftimpuls nur, wenn die Verbindung zwischen der Energiezufuhröffnung ^^aund der Ausgangsöffnung 11b durch jede der Nuten lic, lld des Drehkörpers 10 hergestellt ist und erzeugt daher bei jeder Drehung des Drehkör-

109842/1299

pers 10 zwei Triggerimpulse. Die Druckluftpumpe 1 und das Luftdruckregulierventil 2 führen einen konstanten Druck komprimierter Luft zu der Energiezuführöffnung 4a des Multivibratorelements 4, den Energiezuführöffnungen 7a, 7'a der monostabilen Multivibratorelemente 7, 7' und der Energiezuführöffnung 11a des Detektors 8, und das Druckverhältnis der zu den jeweiligen Öffnungen zugeführten komprimierten Luft ist durch die festen Strömungswiderstände 6a, 6b und 6c eingestellt.

Die Bezugsziffer A^ bezeichnet allgemein den Verbrennungsmotor 9 und dem Motor zugeordnete Vorrichtungen, wie einen Kraftstofftank 29, eine Schwimmerkammer 2 8 usw., die im folgenden beschrieben werden. Die Bezugsziffer 14 bezeichnet einen Zylinder des Motors 9, die Bezugsziffer 15 einen Kolben, die Bezugsziffer 16 ein Einlaßventil und die Bezugsziffer 17 ein Auslaßventil. Die Bezugsziffer 18 bezeichnet einen Einlaßkanal, der mit dem Einlaßventil 16 in Verbindung steht, die Bezugsziffer 19 ein Ansaugrohr, das mit dem Einlaßkanal 18 verbunden ist, und die Bezugsziffer 20 ein Drosselventil, das in der stromabwärts gelegenen Seite des Ansaugrohrs 19 vorgesehen ist. Die Bezugsziffer.I^ bezeichnet allgemein einen Kraftstoffeinspritzabschnitt , in welchem die Bezugsziffer 21 eine Haube einer Kraftstoffeinspritzkammer bezeichnet, die Bezugsziffer 2 2 die Kraftstoffeinspritzkammer, die Bezugsziffer 2 3 eine in die Kammer 22 vorragende Kraftstoffeinspritzdüse und die Bezugsziffer 24 ein in die Kammer 2 2 vorragendes Kraftstoffaufnahmerohr. Die Kraftstoffeinspritzdüse 2 3 und das Kraftstoffaufnahmerohr 24 sind einander gegenüber mit einem gewissen Abstand

109842/1299

ti

dazwischen und im wesentlichen axial miteinander ausgerichtet angeordnet. Die Bezugsziffer 25 bezeichnet eine in die Kraftstoffeinspritzkammer 22 vorragende Druckluftdüse, deren Achse sich im rechten Winkel zu einer Linie erstreckt, die die Endspitzen der Kraftstoffeinspritzdüse 2 3 und des Kraftstoffaufnahmerohres 24 verbindet. Ein Kraftstoffrücklaufkanal 26 ist mit einem Ende mit dem Kraftstoffaufnahmerohr 24· verbunden und fünrt mit dem anderen Ende in die Schwimmerkammer 28. Die Bezugsziffer 29 bezeichnet einen Kraftstofftank und die Bezugsziffer 30 eine Pumpe, durch die Kraftstoff F in dem Kraftstofftank 29 in die Schwimmerkammer 28 unter Druck geführt wird, die Bezugsziffer 31 eine Kraftstoffeinspritzpumpe und die Bezugsziffer 31a eine Batterie, die eine Energiequelle für die Pumpe 31 bildet. Die Bezugsziffer 32 bezeichnet ein Druckregulierventil, durch das der Abgabedruck der Pumpe 31 konstant gehalten wird. Der Kraftstoff F in der Schwimmerkammer 2 8 wird durch das Druckregulierventil 32 und die Kraftstoffeinspritzpumpe 31 mit einem vorbestimmten Druck und einer vorbestimmten Strömungsrate zur Kraftstoffeinspritzdüse 2 3 geschickt. Die Bezugsziffern 33a, 33b bezeichnen Nockenwellen zum Öffnen und Schließen des. Einlaßventils 16 bzw. des Auslaßventils 17. Die Bezugsziffer 34 bezeichnet bezeichnet eine Unterdruckfühlöffnung, die in das Ansaugrohr 19 an einem Punkt stromab vom Drosselventil 20 geöffnet ist und mit dem Unterdruckzufuhrrohr 5n der Strömungsweglängenänderungseinrichtung 5 verbunden ist. Der Plunger 5f der Strömungsweglängenänderungseinrichtung 5 una das Drosselventil 20 sine durch einen Verbindungsmechanismus über eine Schaltvorrichtung 42 betrieblich miteinander verbunden,

106342/1299

-V-

die bei einer speziellen Gelegenheit arbeitet, so daß der Plunger 5f bei der speziellen Gelegenheit entsprechend dem Öffnungsgrad des Drosselventils 20 betrieben werden kann. Die Ausgangsöffnung 7'c des Multivibratorelements 7¹ steht mit der Druckluftdüse 25 in Verbindung. Die Bezugsziffer 36 bezeichnet ein Ventil, das eine plötzliche Verzögerung aes Motors durch den Ansaugrohrunterdruck von der Unterdruckfühlöffnung 34· ermittelt und das Luftimpulssignal unterbricht, das von dem Detektor zur Steueröffnung 7b des monostabilen Multivibratorelements geführt wird. Die Bezugsziffer 37 bezeichnet ein Ventil, das eine Fehlfunktion der Druckluftpumpe 1 durch das Vorliegen oder Nichtvorliegen des Abgabedrucks der Pumpe ermittelt und die Energiezufuhr zur Kraftstoffeinspritzpumpe 31 unterbricht. Die Bezugsziffer 38 bezeichnet ein Rückschlagventil und die Bezugsziffer 39 eine Lufteinspritzdüse, deren Achse sich in Richtung des Ablaßventils 17 erstreckt und die mit der Abgabeseite der Druckluftpumpe 1 in Verbindung steht. Die Bezugsziffer 13 bezeichnet einen Zündschalter des Fahrzeuges, und die Kraftstoffeinspritzpumpe 31 wird in Bewegung gesetzt, wenn der Zündschalter 13 geschlossen ist.

Das in der vorstehend beschriebenen Weise aufgebaute erfindungsgemäße Steuersystem arbeitet in folgender Weise: Ein konstanter Druck komprimierter Luft wird ständig der Energiezuführöffnung 4a des Multivibratorelements 4, den Energiezuführöffnungen 7a, 7'a der monostabilen Multivibratorelemente 7, 7' und der Lnergiezuführöffnung 11a des Umdrehungsratendetektors 8 durch die Druckluftpumpe 1 und das Luftdruck-

109642/1299

regulierventil 2 zugeführt. Wird das in Fig. 3 a gezeigte Luftimpulssignal Pa^, das an der Ausgangsöffnung" 11b des Detektors 8 erzeugt wird, an die Steueröffnung 7b des monostabilen Multivibrator element es 7 unter dieser Bedingung angelegt, erzeugt dieses Element 7 einen Luftimpuls mit der Weite tn-, wie in Fig. 3b dargestellt, unabhängig von der Umdrehungsrate des Motors 9. Der so an der Ausgangsöffnung 7c erzeugte Luftimpuls liegt als Triggersignal an der Steueröffnung 4c des in der nächsten Stufe sitzenden Multivibratorelements 4, worauf die in die Energiezuführöffnung 4a des Elements 4 eintretende komprimierte Luft zur Ausgangsöffnung 4d gerichtet wird und das Ausgangssignal von der Ausgangsöffnung 4d teilweise der Energiezuführöffnung 5d der Strömungsweglängenänderungseinrichtung geführt wird. Die so in die Strömungsweglängenänderungseinrichtung 5 eingeführte komprimierte Luft läuft mit Schallgeschwindigkeit durch einen Kanal, der durch die schraubenförmige Wut 5b, die ringförmige Öffnung 5g, den Kanal 5i, die Öffnung 5h und die längliche Nut 5c gebildet ist, und erreicht die Ausgangsöffnung 5e mit einer Zeitverzögerung, die durch die Länge dieses Kanals bestimmt ist. Da die Länge des Kanals 5i vorbestimmt ist, wird die Verzögerungszeit durch die Länge der schraubenförmigen Nut 5b von der Energiezuführöffnung 5d zu der ringförmigen Öffnung 5g (im folgenden als wirksame Länge bezeichnet) bestimmt. Der Plunger 5f bewegt sich konstant entsprechend der Größe des in die Unterdruckkammer 51 eingeführten Ansaugrohrunterdrucks und bewegt sich ferner bei der speziellen Gelegenheit entsprechend cfemauf ihn durch den Verbinciungsmechanismus 35 übertragenen Öffnungsgrad des Drosselventils.

109842/1299

Wird der Ansaugrohr druck in die Unterdruckkammer 51 über die Unt erdr uckf-ühlöff nung. 34 und das Unterdruckeinführrohr 5n eingeführt, wird nun die Membrane 5k inRichtung der Unterdruckkammer 51 unter Wirkung des Unterdrucks gegen die Vorspannkraft der Feder 5q gezogen, und demgemäß wird der Plunger 5f in die Richtung des Pfeils B^. bewegt. Die Bewegungsgröße des Plungers 5f ist proportional der Größe des Unterdrucks, der in die Unterdruckkammer 51 eingeführt wurde. Auf die Bewegung des Plungers 5f in Richtung des Pfeils B. wird die ringförmige öffnung 5g mit der scnraubenförmigen Nut 5b in Verbindung gebracht. So ergibt es sich, daß die wirksame Länge des Kanals progressiv kurz wird und daher die Verzögerungszeit progressiv klein wird, wenn der Unterdruck in der Unterdruckkammer 51 groß wird. Demgegenüber wird die wirksame Länge des Kanals und daher die Verzögerungszeit progressiv lang, wenn der Unterdruck in der Unterdruckkammer 51 abnimmt. Der gleiche Betrieb wie der vorbeschriebene findet ebenfalls dann statt, wenn der Plunger 5f durch den Verbindungsmecnanismus 35 bewegt wird. Die Beziehung zwischen dem Druck P₁ (mmhg) in dem Ansaugrohr 19 und der Verzögerungszeit ta (mm see) des Impulses ist in Fig. 4 dargestellt. In dem Diagramm der Fig. 4 stellt eine mit der Bezugsziffer E bezeichnete Kurve den Kennwert des Steuersystems dar, wenn der Motor auf horizontaler Ebene bei atmosphärischem Druck von 760 mmHg betrieben wird.An dem von der Energiezuführöffnung 5d fern liegenden Ende ist der Gang der schraubenförmigen Nut 5b klein gemacht, so daß der Gradient der Kurve E in dem Druckbereich des Ansaugrohrs 19 von 400 bis 700 mmHg relativ flach jedoch relativ steil sein kann, wenn der Druck 700 mmhg überschreitet. Eine mit der

108842/1299

Bezugsziffer D bezeichnete Kurve stellt den Kennwert des Steuersystems dar, wenn der Motor auf hoch liegender Ebene betrieben wird, beispielsweise in den Bergen, wo der atmosphärische Druck 660 mmlig beträgt. Wie gezeigt, ist die Kurve D die parallel zur Abszissenachse nach links um einen Abstand, der 100 mmHg entspricht, verschobene Kurve E. Das Bezugssymbol Max auf der Ordinatenachse zeigt den Punkt an, wo die Verzögerungszeit des Impulses am längsten ist, und Min bezeichnet den Punkt, wo die Verzögerungszeit am kürzesten ist. Wenn bei konstanter Umdrehungsrate des Motors Impulse (jeweils mit einer Weite tn₁) die durch die Strömungsweglängenänaerungseinrichtung 5 beispielsweise um die Zeiten t₁ , t₂₅ t₃, wie in Fig. 3c gezeigt, verzögert sind, an der Steueröffnung 4b des monostabilen Multivibratorelements 4 anliegen, wird der Strom komprimierter Luft, der durch die Ausgangsöffnung 4d gelaufen ist, in die Ausgangsöffnung 4e gerichtet. Ist der an die Steueröffnung 4b angelegte Impuls Pc₁, wie in Fig. 3c dargestellt, wird ein Druckluftimpuls von Pd₁ - in Fig. 3d gezeigt - an der Ausgangsöffnung 4d erzeugt. Ist der Impuls Pc_?, wird in gleicher Weise ein Druckluftimpuls von Pe₁ - in Fig. 3e gezeigt -, und ist der Impuls Pc-, wird ein Druckluftimpuls von Pf₁ - gezeigt in Fig. 3f - an der Ausg*ngsöffnung 4g erzeugt. Die Wellenform jedes Impulses ist rechteckig und seine Periode ist t . Die Weiten der jeweiligen Druckluftimpulse Pd., Pe₁, Pf₁ sind durch die Verzögerungszeit bestimmt , die durch die Strömungsweglängenänderungseinrichtune, 5 Hervorgerufen wird, d.h. die Gröi?e des das Maß der Motorbelastung darstellenden Ansaugrohrunterdrucks, und mit t₁, t_? bzw. to bezeichnet.

109842/1299

Zur Erfüllung der Bedingungen des Hochgeschwindigkeitsbetriebs des Motors ist es notwendig, die Kraftstoffmenge, die bei einem Betriebszyklus des Motors zugeführt wird, zum möglichen Maß zu erhöhen, indem das Impulsintervall verringert wird und die Impulsbreite erhöht wird, selbst wenn die Impulsperiode kurz ist. Wenn eine Anordnung derart getroffen wird, daß ein Impuls PCq erzeugt wird, wenn die von der Strömungsweglängenänderungseinrichtung 5 hervorgerufene Zeitverzögerung t₃ und am längsten ist, wie dies in Fig. 3f gezeigt ist, und der Abfallpunkt dieses Impulses gleich dem Anstiegspunkt des Ausgangs-Druckluftimpulses Pb^ des monostabilen Multivibratorelements 7 ist, wird das Impulsintervall am kürzesten und tn^, und die Impulsbreite wird am größten und t~· Die Summe des Maximalwerts to der Impulsbreite und des Minimalwerts tn. des ImpulsIntervalls ist die Impulsperiode, und diese Periode ist durch die maximale Umdrehungsrate des Motors bestimmt. Daher kann die Zeit, die zum Einspritzen des Kraftstoffs verwendet werden,kann, am längsten gemacht werden, selbst bei Hochgeschwindigkeitsbetrieb des Motors.

An der Ausgangsöffnung ¹Ie werden Druckluftimpulse erzeugt, deren Phasen umgekehrt zu den Phasen der Luftimpulse sind, die an der Ausgangsöffnung Hd erzeugt werden und in den Fig. 3d, 3e bzw. 3f gezeigt sind. Liegen die an der Ausgangsöffnung Ie erzeugten Druckluftimpulse an der S'&ieröffnung 7'b des monostabilen Multivibratorelements 7¹ an, werden verstärkte Druckluftimpulse mit der gleichen Phase wie die in den Fig. 3d, 3e und 3f gezeigten an der Ausgarigsöffnung 7'c jeweils erzeugt.

109842/1299

Wenn keine Druckluftimpulse an der Ausgangsoffnung 7 Ό des Multivibratorelements 7' erzeugt werden,*fließt ein von der Kraftstoffeinspritzdüse 2 3 eingespritzter Kraftstoffstrahl vollständig in das Kraft stoff auf riahmerohr 24 und kehrt über den Kraftstoff rücklauf kanal 26 zur Schwimmerkammer 2 8 zurück.

Erscheint jedoch ein Druckluftimpuls an der Ausgangsoffnung 7'c des Multivibratorelements 7¹, wird der Druckluftimpuls von der Druckluftdüse 25 ausgestrahlt, so daß der von der Kraftstoffeinspritzdüse 2 3 in das Kraftstoffaufnahmerohr gelangende Kraftstoff abgelenkt und in das Ansaugrohr 19 zerstäubt wird und der zerstäubte Kraftstoff über das Drosselventil 20 in den Zylinder 14 eingespritzt wird, um ein Ansauggas mit einem vorbestimmten Kraftstoff-Luftverhältnis zu erhalten, ist es nur notwendig, das Verhältnis zwischen dem Produkt der Saugwirksamkeit und der Luftdichte (die proportional der bei jedem Zyklus des Motors 9 angesaugten Luftmenge ist) und der Impulsbreite auf einen vorbestimmten Wert zu steuern. Bei dem erfindungsgemäßen Steuersystem wird das Kraftstoff-Luftverhältnis konstant auf einen Optimalwert gesteuert, indem die einzuspritzende Kraftstoffmenge entsprechend der Größe des Ansaugrohrunterdrucks, der über die Unterdruckfühlöffnung 31 in die Unterdruckkammer 51 der Strömungsweglängenänderungseinrichtung eingeführt wird, und entsprechend dem Öffnungsgrad des Drosselventils 20 bei einer speziellen Gelegenheit geändert wird.

Andererseits wird die komprimierte Luft von der Druckluftpumpe 1 über das Rücklaufventil 38 der Lufteinspritzdüse

10S842/1299

zugeführt und von dieser Düse zum Auslaßventil 17 eingespritzt. Daher werden die Giftgase, wie Kohlenmonoxyde, und unverbrannte Kohlenwasserstoffe, die in den Abgasen enthalten sind, oxydiert und harmlos gemacht, wenn sie durch das Auslaßventil 17 ausgestoßen werden.

Bei schneller Verzögerung des Motors 9 wird das Ventil 36 betätigt und unterbricht den Luftimpuls, der von dem Umurehungsratendetektor 8 zur Steueröffnung 7b des monostabilen Multivibratorelements 7 zugeführt wird. Daher wird die in die Lnergiezufuhröffnung 4a des Multivibratorelements 4 fließende Luft kontinuierlich von der Ausgangsöffnung 4e abgegeben, wenn keine Luftimpulse der Steueröffnung 4c zugeführt werden. Demzufolge werden keine Ausgangsimpulssignale an der Ausgangsöffnung 7'c des monostabilen Multivibratorelements 7' erzeugt, und der von der Kraftstoffeinspritzaüse 23 eingespritzte Kraftstoff wird vollständig von dem Kraftstoffaufnahmerohr 24 aufgenommen und zur Schwimmerkammer 2 8 zurückgeführt. In anderen V/orten, ist der Motor 9 schnell zu verzögern, wird die Kraftstoffzufuhr zum Motor gestoppt und die Abgabe von Abgasen ebenfalls gestoppt.

Fällt die Druckluftpumpe 1 aus, wird der Druckluftimpuls nicht länger zur Druckluftdüse 2 5 geführt, und daher wird der von der Kraftstoffeinspritzdüse 2 3 eingesprit2te Kraftstoff vollständig von dem Kraftstoffaufnahmerohr 24 aufgenommen und zur Schwimmerkammer 28 zurückgeführt. In diesem Fall wird der Kraftstoff kontinuierlich zirkuliert und der Kraftstoffdarnpf Lei der Zirkulation in die Atmosphäre freigelassen, was nicht

108842/1299

BAD ORIGINAL

nur gefährlich ist, sondern ebenfalls eine Verschmutzung der Atmosphäre herbeiführt. Erfindungsgemäß wird, jedoch das Ventil 37 beim Ausfallen der Druckluftpumpe 1 betätigt, um die Strömungszufuhr zur Kraft stoff einspritzpumpe 31 zu unterbrechen '.und damit die Kraftstoffzufuhr zur Kraftstoffeinspritzdüse 2 3 zu unterbrechen.

In dieser Ausführungsform wird das an der Ausgangsöffnung Hd des monostabilen Fluidic-Multivibratorelements 4 erzeugte Signal durch das monostabile Fluidic-Multivibratorelement 7' verstärkt, una das verstärkte Signal gleicher Phase wird an der Ausgangsöffnung 7'c des Elements 7' erhalten, wie im vorhergehenden ausgeführt wurde. Es ist jedoch zu bemerken, daß die Ausgangsöffnung Ud des Elements U unmittelbar mit der Lufteinspritzcüse 25 verbunden sein kann.(wird im folgenden noch beschrieben), ohne daß das Element 7'c vorgesehen ist, und in diesem Fall wird die Wellenform des die Einspritzdüse 25 erreichenden Impulses unvermeidbar deformiert und in einigem Ausmaß geschwächt.

In dieser imr.vorhergehenden beschriebenen ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Steuersystems wird das durch den Rückkoppelkreis (Rücklaufkreis) laufende Ausgangssignal des monostabilen Fluidic-Multivibratorkreises um eine Zeit verzögert, die der Motorbelastung entspricht, indem die Länge des schraubenförmigen Kanals entsprechend der Motorbelastung geändert wird, und dann an die Steueröffnung des monostabilen Multivibratorelements angelegt. Das monostabile Multivibrator-

109842/1299

element erfüllt seine.Funktion in Abhängigkeit davon, ob das verzögerte Ausgangssignal an der Steueröffnung angekommen ist oder nicht, und erzeugt einen Druckluftimpuls mit einer Breite, die der Motorbelastung entspricht. Auf diese Weise ist es möglich, eine gerade ausreichende Kraftstoffmenge zuzuführen, um die Erfordernisse des Motors kontinuierlich vom Niedriggeschwindigkeitsbetrieb zum Hochgeschwindigkeitsbetrieb des Motors entsprechend der Umdrehungsrate des Motors zu erfüllen. Weiterhin arbeitet der monostabile Fluidic-Multivibratorkreis in Abhängigkeit davon, ob das durch die Strömungsweglängenänderungseinrichtung verzögerte Ausgangssignal seine Steueröffnung erreicht hat. Daher ist der multistabile Betrieb höchst genau und schnell, und die Breite des Ausgangsiiqpulses das monostabilen Fluidic-Multivibratorkreises, d.h. die eingespritzte Kraftstoffmenge, kann genau der Motorbelastung entsprechen. Ein anderer bedeutender Vorteil besteht darin, daß Schwankungen der Impulsbreite vermieden werden können, selbst wenn der monostabile Multivibratorkreis mit einer gewissen Toleranz gebildet ist. Weiterhin arbeitet das erfindungsgemäße Steuersystem höchst zuverlässig, und das gesamte System kann in einer kompakten Form gebildet werden, da die Einspritzung von Kraftstoff nicht unmittelbar ein mechanisch bewegliches Teil und keines der Teile, die der Forderung der Herstellungsgenauigkeit bei Kraftstoffeinspritzung zugeordnet sind, und zusätzlich die Fluidic-Elemente kleine Abmessungen besitzen una an einem Ort zusammengesetzt weraen können und keine· zusätzlichen Arbeiten als die Bildung von Rohrverbindungen erforderlich sind. Daher ist aas erfindungsgemäße Steuersystem besonders zur Verwendung bei Verbrennungs-

108842/1299

motoren eines Automobils geeignet, wo der verfügbare Raum besonders begrenzt ist, und macht es möglich, die Motorlebensdauer zu verlängern, und kann mit niedrigen Kosten vorgesehen vier α en.

Es ist ebenfalls zu bemerken, daß bei dem erfindungsgemäßen Steuersystem der Minalwert des Impulsintervalls des Ausgangsdruckluftimpulssignals des zweiten monostabilen Fluidic-MuItivibratorelements^ueinen Wert reduziert werden kann, der gleich der Impulsbreite des Ausgangsimpulses des ersten monostabilen Multivibratorelementes ist. Daher ist es durch vorherige Einstellung des Ausgangsimpulses des ersten monostabilen Fluidic-Multivibratorelements auf einen kleinen V/ert möglich, Gas erwännte Impulsintervall sehr- klein zu macnen und damit eine von dem Motor geforderte Kraftstoffmenge in das Ansaugrohr kontinuierlich und gleichmäßig einzuspritzen - nicht nur beim Langsamlauf, im Bereich niedriger Belastung, sondern ebenfalls bei Hochgeschwincigkeit und im Bereich hoher Belastung des Motors mit Ausnahme für eine sehr kurze Zeitperiode, die dem Impulsintervall entspricht. Dies ist dadurch sehr vorteilhaft, daß eine Kraftstoffeinspritzpumpe mit kleiner Kapazität beim Kraftstoffeinspritzabschnitt verwendet werden kann und daß die Kraftstoffmenge, die den jeweiligen Zylindern eines vielzylindrigen Motors zugeführt wird, gleichmäßig gemacht werden kann.

Im folgenden wird die zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Steuersystems anhand von Fig. 5 beschrieben, worin gleiche Teile oder Vorrichtungen wie bei der ersten

109842/1299

BAD ORIGINAL

Ausführungsform mit den gleichen Bezugsziffern, denen 100 addiert wurde, bezeichnet weiden. In Fig. 5 bezeichnet die Bezugsziffer 101 eine Druckluftpumpe, aie von einem Verbrennungsmotor oder einem Elektromotor betrieben wird, die bezugsziffer 102 ein Luftregulierventil, durch aas der Abgabeluftdruck der Druckluftpumpe 101 konstant gehalten wird, die Bezugsziffer 103 eine Fluidic-Steuerschalturip (Steuerkreis), und die Eezugsziffer ein jp.onostabiles Fluidic-Multivibratorelement, das eine Energiezufuhröffnuig K)4abesLtzt. Steueröffnungen 104b, 104c, 104c¹, eine ODLR-Ausgangsöffnung 104d und eine NICKT-ODER-Ausgangsöffnung 104e. Die Ausgangsöffnung 104d und die Steueröffnung 104c' stehen miteinander durch ein Rohr 104f zur positiven Rückkopplung in Verbindung, und die Ausgangsöffnung 104e ist in üie Atmosphäre geöffnet. Die Eezugsziffer 105 bezeichnet eine Strömungsweglängenänderungseinrichtung, die im Aufbau mit der in Fig. 1 gezeigten Strömungsweglängenänderungseinrichtung 5 identisch ist. Die Energiezufuhröffnung 105d der Einrichtung 105 steht mit einem Rohr in Verbindung, das eine Ausgangsöffnung 107c eines monostabilen Fluidic-Multivibratorelements 107 (im folgenden beschrieben) und die Steueröffnung 104c des monostabilen Hultivibratorelements 104 miteinander verbindet, und eine Ausgangsöffnung 105e steht mit der Steueröffnung 104b dieses Elements 104 in Verbindung. Die Bezupsziffern 106a, 106b ,106c, 106d bezeichnen feste Strömungswiaerstände, die jeweils beispielsweise aus einer Drosselstelle bestehen. Die Bezugsziffer 107 bezeichnet ein monostabiles Fluidic-Multivibratorelement, das eine Energiezufuhröffnung 107a besitzt, eine Steueröffnung 107b und Ausgangsöffnungen 107c, 107d.

1098 4 2/1299

Die Ausgangsöffnung 107c steht mit der Steueröffnung 10¹Ic des monostabilen Multivibratorelements 4 in Verbindung, und die andere Ausgangsöffnung 107d ist in die Atmosphäre geöffnet. Die Bezugsziffer 108 bezeichnet einen Fluidic-Umdrehungsratendetektor, der einen Luftimpuls synchron zur Umdrehung des Motors erzeugt. Der Detektor 108 ist im Bau identisch mit dem in Fig. gezeigten Detektor 8 und ist derart aufgebaut, daß er bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle einen Impuls Pa. - in Fig. 3a gezeigt erzeugt. Eine Ausgangsöffnung 111b eines Organs 111 steht mit der Steueröffnung 107b des monostabilen Multivibratorelements 107 in Verbindung. Die Druckluftpumpe 101 und das Luftdruckregulierventil 102 führen einen konstanten Druck zu jeder der Energiezufuhröffnungen 104a, 107a der monostabilen Multivibratorelemente 104, 107 unci der Energiezufuhröffnung lila des Detektors 108, und das Druckverhältnis der zu den jeweiligen öffnungen zugeführten Druckluft ist durch die festen Strömungswiderstände 106a, 106b, 106c eingestellt.

Die Bezugsziffer A„ bezeichnet allgemein den Verbrennungsmotor 109 und die diesem zugeordneten Vorrichtungen, und die Konstruktion des Abschnitts A₂ ist genau identisch mit der des Abschnitts A. in Fig. 1. Eine Druckluftdüse 125 steht mit der ODER-Ausgangsöffnung 104d des monostabilen Multivibratorelements 104 in Verbindung, und eine Unterdruckfühlöffnung 134 steht mit einem Unterdruckeinführrohr 105n der Strömungsweglängenänderungseinrichtung 105 in Verbindung. Ein Plunger 105f der Strömungsweglängenclnderungseinrichtung 105 und ein Drosselventil 120 sind durch einen Verbindungsmechanismus 135 über

109842/1299 _BAD original

eine Schaltvorrichtung 142, die bei einer besonderen Gelegenheit betrieben wird, betrieblich miteinander- verbunden, so daß. der Plunger 105f bei einer besonderen Gelegenheit entsprechend dem Öffnungsgrad des Drosselventils 120 betrieben werden "kann. Die Funktionen der Ventile 136, 137 sind, genau die gleichen wie die der Ventile 36, 37 nach Fig. 1.

Die im vorhergehenden beschriebene zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Steuersystems arbeitet folgendermaßen Durch die Druckluftpumpe 101 und das Luftdruckregulierventil 102 wird ein konstanter Druck komprimierter Luft ständig den Energiezufuhröffnungen 104, 107a der monostabilen Multivibratorelemente 104, 107 und der Energiezufuhröffnung lila des Detektors 8 zugeführt. Wird das in Fig. 3a gezeigte und an der Ausgangsöffnung 111b des Detektors 108 bei geder Umdrehung der Kurbelwelle erzeugte Luftimpulssignal Pa. an die Steueröffnung 107b des monostabilen Multivibratorelements 107 als Triggerimpuls unter einer derartigen Bedingung angelegt, erzeugt das Element 107 den Luftimpuls Pb^ mit der Impulsbreite tn., - in Fig. 3b gezeigt - an seiner Ausgangsöffnung 107c unabhängig von der Umdrehungsrate des Motors 109. Der an der Ausgangsöffnung 107c erzeugte Impuls wird teilweise als Triggerimpuls der Steueröffnung 104c des in der nächsten Stufe sitzenden monostabilen Multivibratorelements 104 zugeführt, wodurch die Druckluft, die von der Energiezufuhröffnung 104a in die NICHT-ODER-Ausgangsöffnung 104e geströmt ist, zur ODER-Ausgangsöffnung 104d gerichtet wird. Die von der ODER-Ausgangs-

109842/1299

öffnung 104d abgegebene Druckluft wird teilweise der Steueröffnung lOHc zugeführt, nachdem die Strömungsrate durch den Strömungswiderstand 106d beschränkt wurde. Dadurch fließt die Druckluft weiter über· die ODLR-Ausgangsöffnung 1OHd, selbst nachdem der Druckluftimpuls, der von der Ausgangsöffnung 107c des monostabilen Multivibratorelements 107 zur Steueröffnung 104c des monostabilen Multivibratorelements 101 zugeführt wurde, verschwindet. Andererseits wird der an der Ausgangsöffnung 107c des monostabilen Multivibratorelements 107 erzeugte Druckluftimpuls teilweise der Energiezufuhröffnung 105d der Strömungsweglän'genänderungseinrichtung 105 zugeführt. Der so zugeführte Druckluftimpuls läuft mit Schallgeschwindigkeit über den durch die schraubenförmige Nut 105b, eine ringförmige öffnung 105g, einen Kanal 105i, eine Öffnung 105h und eine längliche Nut 105c gebildeten Kanal und erreicht die Ausgangsöffnung 105e mit einer durch die Länge dieses Kanals bestimmten Verzögerungszeit. Da die Länge des Kanals 105i vorbestimmt ist, wird die Verzögerungszeit durch die Länge der schraubenförmigen Nut 105b von der Energiezufuhröffnung 105d zur ringförmigen öffnung 105g (im folgenden als wirksame Länge bezeichnet) geändert. Die wirksame Länge der Strömungsweglängenänderungseinrichtung 105 wird in folgender Weise geändert: Der Plunger 105f bewegt sich konstant entsprechend der Größe des Ansaugrohrunterdrucks, der in die Unterdruckkammer 151 eingeführt wird, und bewegt sich bei einer besonderen Gelegenheit entsprechend dem Öffnungsgrad des Drosselventils,. der über den Verbindungsmechanismus 135 übertragen wird. Wird der Ansaugrohrunterdruck in die Unterdruckkammer 151 über die Unterdruckfühleröffnung 134

108842/1299

und das Unterdruckeinführrohr 105n eingeführt, wird nun eine Membrane 105k durch Saugen in Richtung der Unterdruckkammer gegen die Vorspannkraft einer Feder 105q angezogen, und dementsprechend wird der Plunger 105f ebenfalls in der Richtung des Pfeils B« bewegt. Die Größe der Bewegung des Plungers 105f ist proportional der Größe des in die Unterdruckkammer 151 eingeführten Unterdrucks. Bei der Bewegung des Plungers 105f in Richtung des Pfeils B„ wird die ringförmige öffnung 105g in eine Stellung verschoben, in der sie mit der schraubenförmigen Hut 105b in Verbindung steht. Daraus ergibt sich, daß die zuvor erwähnte wirksame Länge und daher die Verzögerungszeit progressiv kurz wird, wenn der Unterdruck in der Unterdruckkammer 151 progressiv groß wird, und progressiv lang wird, wenn letzterer progressiv klein wird. Der zuvor beschriebene Vorgang findet in gleicher Weise statt, wenn der Plunger Iü5f durch den Verbindungsmechanismus 13 5 (Gestänge) bewegt wird. Die Beziehung zwischen dem Druck P^. (rnmhg) im Ansaugrohr 119 und der Impulsverzögerungszeit ta (mm see) ist genau die gleicne Beziehung wie die anhand der ersten Ausführungsform beschriebene und in Fig. 4 gezeigte. Wenn die, wie beispielsweise in Fig. 3c dargestellt ist, um die Zeiten t₁, t„, t_q durch die Strömungsweglängenäncierungseinrichtung 105 verzögerten Impulse (jeder mit der Breite tn., ) bei konstanter Umcrehungsrate des Motors an der Steueröffnung 104b des monostabilen Multivibratorelements 104 anliegen, wird der durch oie ODER-Ausgangsöffnung 104d geführte Druckluftstrom in die NICKT-ODLR-Ausgangsöffnung 104e gerichtet. Ist der an der Steueröffnung 104t, anliegende Impuls Pc. - in Fi^. 3c darstellt - wird

109842/1299

an der Ausgangsöffnung 104d ein Druckluftimpuls von Pd₁ -in Fig. 3d gezeigt - erzeugt, und in gleicher Weise, wenn der Impuls Pe« oder Pc„ ist, erscheint ein Luftimpuls von Pe₁ oder Pf₁ - in Fig. 3e oder 3f gezeigt - jeweils an der öffnung. Die Breiten der Impulse Pd₁, Pe,., Pf₁ sind die Werte t₁ , t₂, t,, die durch die Verzögerungszeiten bestimmt sind, die durch die Strömungsweglängenänderungseinrichtung 105 bzw. die Größe des die Motorbelastung darstellenden Ansaugrohrunterdrucks hervorgerufen werden.

Um dem Hochgeschwindigkeitsbetrieb des Motors zu entsprechen, ist es notwendig, die bei einem Betriebszyklus des Motors zugeführte Kraftstoffmenge auf das mögliche Ausmaß zu vergrößern, indem das Impulsintervall verringert wird und die Impulsbreite vergrößert wird, selbst wenn die Periode des Impulses kurz ist. Wird eine Anordnung derart getroffen, daß ein Impuls Pc₃ erzeugt wird, wenn die durch¹ die Strömungsweglangenänderungseinrichtung 105 hervorgerufene Verzögerungszeit t₃ und am längsten ist, wie in Fig. 3f dargestellt ist, und der Abfallpunkt dieses Impulses gleich dem Aristiegsimpuls des Ausgangsdruckluftimpulses Pb₁ des monostabilen Multivibratorelements 107 ist, wird das Impulsintervall am kürzesten und tn₁, und die Impulsbreite wird am größten, und t,. Die Summe des Maximalwerts t, der Impulsbreite und des Minimalwerts tn.. des Impulsintervalls ist die Periode des Impulses, und diese Periode ist durch die maximale Umdrehungsrate des Motors bestimmt. Daher kann die Zeit, die zum Einspritzen des Kraftstoffes verwendet werden kann, am längsten gemacht werden - selbst bei Hoch-

109842/1299

bad original

geschwindigkeitsbetrieb des Motors.

An der Ausgangsöffnung 10He wird ein Druckluftimpuls mit einer Phase erzeugt, die umgekehrt zu dem an der ODER-Ausgangsöffnung 104d erzeugten Luftimpuls ist, jedoch wird dieser Druckluftimpuls in die Atmosphäre gelassen.

Werden keine Druckluftimpulse an der ODER-Ausgangsöffnung 104d des monostabilen Multivibratorelements 104 erzeugt, fließt der von einer Kraftstoffeinspritzdüse 12 3 in Form eines Strahls eingespritzte Kraftstoff vollständig in ein Kraftstoffaufnahmerohr 124 und wird über einen Kraftstoffrücklaufkanal 126 in eine Schwimmerkammer 128 zurückgeführt.

Wird ein Druckluftimpuls an der Ausgangsöffnung 104d des monostabilen Multivibratorelements 104 erzeugt, wird nun dieser Druckluftimpuls von einer Druckluftdüse 125 ausgeströmt, so daß der von der Kraftstoffeinspritzdüse 12 3 in das Kraftstoffaufnahmerohr 124 laufende Kraftstoff von dem Druckluftimpuls gelenkt und zerstäubt und in das Ansaugrohr 119 zur Einspritzung in einen Zylinder 114 über ein Drosselventil 120 eingespritzt wird. Zur Erreichung einer Mischung mit einem gewünschten Kraftstoff-Luftverhältnis ist es nur notwendig, das Verhältnis zwischen, dem Produkt der Saugwirksamkeit und der Luftdichte (die proportional der bei jedem Motorzyklus in den Motor eingesaugten Luft ist) und der Impulsbreite auf einen bestimmten Wert zu steuern. In dieser Ausführungsform wird das Kraftstoff-Luftverhältnis ständig auf einen optimalen Wert

109842/12 99

gesteuert, indem die einzuspritzende Kraftstoffmenge in Übereinstimmung mit der Größe des Ansaugrohrunterdrucks geändert wird, der über aie Unterdruckfühlöffnung 134 in die Unterdruckkammer 151 der Ströinungsweglängeriänderungseinrichtung 105 eingeführt wird, wie im vorhergehenden ausgeführt wurde.

Wie vorstehend ausgeführt wurde, erzeugt der Umdrehungsratendetektor lOSzwei der in Fig. 3a gezeigten Impulse Pa. während zwei Umdrehungen der Kurbelwelle oder einem Motorzyklus Daher werden zwei Druckluftimpulse an der ODER-Ausgangsöffnung 104d des monostabilen Multivibratorelements 104 bei jedem Motorzyklus auf der Basis des Impulses Pa. erzeugt, und die Breite dieser Impulse entspricht der Größe der Motorbelastung. Insbesondere bei hoher Drehzahl und im hochlastbereich des Motors kommt die Wellenform des an der ODER-Ausgangsöffnung 104d erzeugten Druckluftimpulses nahe der in Fig. 3f gezeigten Wellenform; die Impulsbreite wird extrem weit, und das Impulsintervall kommt extrem nahe dem Wert tn.. . Der von der Kraftstoff einspritzdüse 12 3 für einen Motorzyklus eingespritzte Kraftstoff wird fast vollstänaig in das Ansaugrohr 119 kontinuierlich durch die Druckluftimpulse extremer Weite eingespritzt, die von der Druckluftdüse ausgeströmt werden, mit Ausnahme für eine kurze Zeitperiode, die dem Impulsintervall entspricht, und eine nur während dieser kurzen Zeitperiode von der Kraftstoffeinspritzdüse 12 3 eingespritzte sehr kleine Kraftstoffmenge wird über das Kraftstoffaufnahmerohr 124 zur Schwimmerkammer 12 8 zurückgeführt. Insbesondere bei hoher Geschwindigkeit, im hochlastbereich des Motors kann eine von

109842/1299

üem Motor für einen Eetriebszyklus geforderte Kraftstoffmenge kontinuierlich gleichmäßig in das Ansaugrohr 119 während der Periode eines Zyklus eingespritzt werden, mit Ausnahme der zuvor erwähnten kurzen Zeitperiode. Dies macht es möglich, als Kraftstoffeinspritzpumpe 131 eine Pumpe zu verwenden, deren Kapazität kleiner als die Kapazität der Pumpe ist, die oann erforderlich ist, wenn eine von dem Motor geforderte Kraftstoffmenge auf- einmal für nur eine kurze ZeitperioGe während eines Motorzyklus eingespritzt wird. Ist der Motor ein mehrzylindriger Motor, können außerdem die den jeweiligen Zylindern zuzufünrenden Kraftstoffmengen gleichmäßig gemacht werden. Diese Vorteile treten besonders bei hoher Geschwindigkeit, im hochlastbereich des Motors auf. Weiterhin kann bei niedriger Geschwindigkeit, im Bereich niedriger Motorbelastung die Kraftstoff einspritzperiode bis tn^ verkürzt werden, indem die Impulsverzögerungszeit bis tn.. verkürzt wird, wodurch die einzuspritzende Kraftstoffmenge minimal gemacht werden kann.

In dieser Ausführungsform werden ebenfalls die Giftgase im Abgas oxydiert und durch die Druckluft harmlos gemacht, die von einer Einspritzdüse 139 über ein Rückschlagventil geblasen wird; die Kraftstoffzufuhr zum Motor 109 ist zum Zeitpunkt plötzlicher Verzögerung des Motors durch Wirkung des Ventils 136 unterbrochen; die Stromzufuhr der Kraftstoffeinspritzpumpe 131 ist durch Wirkung des Ventils 137 beim Ausfallen der Druckluftpumpe 101 unterbrochen, wodurch die Kraftstoffzufuhr zur Kraftstoffeinspritzdüse 12 3 unterbrochen wird, wie im vorhergehenden anhand der ersten Ausführunp.s-

109842/1299

form beschrieben wurde.

In dieser Ausführungsform ist die Energiezufuhröffnung 105d der Strömungsweglängenänderungseinrichtung 105 mit dem Rohr verbunden, das die Ausgangsöffnung 107c des monostabilen Multivibratorelemerits 107 und die Steueröffnung 104c des monostabilen Multivibratorelements 104, wie vorstehend ausgeführt wira, miteinander verbindet; die Energiezufuhröffnung 105d kann jedoch unmittelbar mit der Ausgangsöffnung 10Hd des Elements 104 verbunden sein.

Wegen der im vorhergehenden beschriebenen Konstruktion hat die zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Steuersystems die gleichen Wirkungen wie die erste Ausführungsform.

Da der an der ODER-Ausgangsöffnung des zweiten monostabilen Multivibratorelements erzeugte Druckluftimpuls dem Kraftstoffeinspritzabschnitt zugeführt wird, selbst wenn ein elektrisch betriebener Kompressor zur Zuführung von Druckluft zu dem zweiten Multivibratorelement verwendet wird und Druckluft während der Periode, in der der Motor nicht betrieben wird, kontinüierlicn zu der Energiezuführöffnung geführt wird, tritt ein zusätzlicher Vorteil dieser Ausführungsform dadurch auf, daß diese Druckluft in die NICKT-ODER-Ausgangsöffnung und nicht in die ODER-Ausgangsöffnung fließt und daher überhaupt keine schädliche Wirkung auf das System ausübt.

10 9 8 42/1299

Im folgenden wird die dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Steuersystems anhand der Fig. 6 .beschrieben, worin gleiche Organe oder Vorrichtungen wie die der ersten Ausführungs· form nach Fig. 1 mit den gleichen Bezugsziffern und jeweils 200 dazu addiert bezeichnet sind. In Fig. 6 bezeichnet die Bezugsziffer 201 eine Druckluftpumpe, die von einem auf einem Fahrzeug angeordneten Verbrennungsmotor betrieben wird, die Bezugsziffer 202 ein Luftregulierventil, durch das der Abgabeluftdruck der Druckluftpumpe 201 konstant gehalten wird; die Bezugsziffer 203 eine Fluidic-Steuerschaltung (Fluidic-Steuerkreis) und die Bezugsziffer 204 ein bistabiles Fluidic-Multivibratorelement, das aus einem Fluidic-Flip-Flöp-Element besteht und eine Energiezufuhröffnung 204a, Steueröffnungen 204b, 204c und .Ausgangsöffnungen 204d und 204e besitzt. Eine Ausgangsöffnung 204e ist in die Atmosphäre geöffnet. Die Bezugsziffer 205 bezeichnet eine Strörnungsweglängenänderungseinrichtung, die im Aufbau identisch der in Fig. 1 gezeigten Strömungsweglängenänderungseinrichtung 5 ist. Eine Eingangsöffnung 205d der StrömungsweglängencJnderungseinrichtung 205 ist mit einem Rohr verbunden, das eine Ausgangsöffnung 207c eines monostabilen Fluidic-Multivibratorelements 207, das im folgenden noch beschrieben wird, und die Steueröffnung 204c des bistabilen Multivibrator elements 204 miteinander verbindet, wobei eine Ausgangsöffnung 2O5e mit der Steueröffnung 204b des Elements 204 verbunden ist. Die Bezugsziffern 206a, 206b, 206c, 2O6d bezeichnen feste Strömungswiderstände, die jeweils beispielsweise durch eine Drosselstelle gebildet sinct. Die Bezugsziffer 207 bezeichnet ein monostabiles Fluidic-Multivibratorelement, das eine

109842/1299

Energiezufuhröffnung 207a, eine Steueröffnung 207b und Ausgangsöffnungen 207c, und 2O7d besitzt. Die Ausgangsöffnung 207c steht mit der Steueröffnung 204c des Multivibratorelements 204 in Verbindung, und die andere Ausgangsöffnung 2O7d ist in die Atmosphäre geöffnet. Die Bezugsziffer 208 bezeichnet einen Tluidic-Umdrehungsratendetektor, der ein Luftimpulssignal synchron zur Umdrehung des Motors erzeugt und genau den gleichen Aufbau wie der in Fig. 1 gezeigte Detektor 8 besitzt. Der Detektor 208 erzeugt nämlich einen Impuls Pa₁ - in Fig. 3a gezeigt - bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle. Eine Ausgangsöffnung 211b des Organs 211 steht mit der Steueröffnung 207b des monostabilen Multivibratorelements 207 in Verbindung.

Ein vorbestimmter Druck komprimierter Luft wird durch die Druckluftpumpe 201 und das Luftdruckregulierventil 202 jeweils zur Energiezufuhröffnung 204a des bistabilen Multivibratorelements 204, zur Energiezufuhröffnung 207a des monostabilen Multivibratorelements 207 und einer Energiezufuhröffnung 211a des Detektors 208 zugeführt, und das Verhältnis der zu den jeweiligen Toren zugeführten Luftdrücke ist durch die festen Strömungswiderstände 206a, 206b, 206c, 2O6d eingestellt.

Die Bezugsziffer A„ bezeichnet allgemein den Motor 209 und diesem zugeordnete Vorrichtungen, und die Konstruktion des Abschnitts A₃ISt genau die gleiche wie die des in Fig. 1 gezeigten Abschnitts A^. Eine Druckluftdüse 225 steht mit der Ausgangsöffnung -2OHd des bistabilen Multivibratorelements 204

in Verbindung, und eine Unterdruckfühlöffnung 2 34 steht mit einer Uriterdruckeinführöffnung 2O5n der Strömungsweglängenänderungseinrichtung 205 in Verbindung.

Ein Plunger 2O5f der Strömungsweglängenänderungseinrichtung 205 und ein Drosselventil 2 20 sind durch einen Verbindungsmechanismus 2 35 über eine Schaltvorrichtung 242 betrieblich miteinander verbunden, die bei einer besonderen Gelegenheit betrieben wird, so daß der Plunger 205f bei einer besonderen Gelegenheit in Übereinstimmung mit dem Öffnungsgrad des Drosselventils 2 20 bewegt wird. Die Funktionen der Ventile 2 36, 2 sind die gleichen wie die der in Fig. 1 gezeigten Ventile 36, 37.

Es wird nun die Betriebsweise des erfindungsgemäßen Steuersystems beschrieben. Wie ausgeführt wurde, wird ein vorbestimmter Druck komprimierter Luft konstant jeweils der Energiezufuhröffnung 204a des bistabilen Multivibratorelements 204, der Lnergiezufuhröffnung 207a des monostabilen Multivibratorelements 207 und der Energiezufuhröffnung 211a des Uindrehungsratenoetektors 20ü von der Druckluftpumpe 201 und dem Luftdruckregulierventil 202 zugeführt. Wird das in Fig. 3a gezeigte una an der Ausgangsöffnung 211b des Detektors 208 bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle erzeugte Luftimpulssignal Pa an die Steueröffnung 207b ces monostabilen Multivibratorelements 207 unter dieser Bedingung als ein Triggerimpuls angelegt, wird ein Luftimpuls Pb₁ mit der Weite tn₁, wie in

109842/1299

Fig. 3b gezeigt, an der Ausgangsöffnung 207c des Elements unabhängig von der Umdrehungsrate des Motors,erzeugt. Der so an eier Ausgangsöffnung 207c erzeugte Luftimpuls liegt als Triggerimpuls an der Steueröffnung 20Hc des bistabilen Multivibratorelemerits 207 , worauf der über die Energiezufuhröffnung 204a des bistabilen Multivibratorelements 207 laufende Druckluftstrom in die Ausgangsöffnung 204d gerichtet wird. Der der Steueröffnung 204c zugeführte Luftimpuls wird teilweise einer Energiezufuhröffnung 2O5d der Strömungsweglängenänderungseinrichtung 205 zugeführt. Der so zugeführte Luftimpuls läuft mit Schallgeschwindigkeit durch einen Kanal, der durch eine schraubenförmige Nut 205b, eine ringförmige Öffnung 205g, einen Kanal 205i, eine Öffnung 205h und eine längliche Nut 205c gebildet ist, und erreicht eine Ausgangsöffnung 2O5e mit einer durch die Länge dieses Kanals bestimmten Zeitverzögerung. Da die Länge des Kanals 205i vorbestimmt ist, wird die Zeitverzögerung durch die Länge der schraubenförmigen Nut 205b von der Energiezufuhröffnung 2O5d bis zur ringförmigen Öffnung 205g geändert (im folgenden als wirksame Länge bezeichnet). Der Plunger 2O5f bewegt sich konstant entsprechend der Größe des in eine Unterdruckkammer 251 eingeführten Ansaugrohrunterdrucks und bewegt sich fex'ner bei einer besonderen Gelegenheit entsprechend dem durch den Verbindungsmefchanismus 2 35 darauf übertragenen Öffnungsgrad des Drosselventils. Wird der Ansaugrohrunterdruck über die Unterdruckfühlöffnung 2 34 und die Unterdruckeinführöffnurig 2O5n in die Unterdruckkammer 251 eingeführt, wird nun eine Membrane 205k durch Wirkung des Unter-Grucks in Richtung der Unterdruckkammer 251 gegen die Vor-

100842/1299

BAD ORIGINAL

Spannkraft einer Feder 2O5q angezogen, und demgemäß bewegt sich der Plunger 2O5f in Richtung des Pfeils B₀. Die Größe der Plungerbewegung ist proportional der Größe des in die Unterdruckkammer 251 eingeführten Unterdrucks. Durch die Bewegung des Plungers 2O5f in die Richtung des Pfeils B₃ wird die ringförmige öffnung 205g in eine Stelle verschoben, in der sie mit der schraubenförmigen Nut 205b in Verbindung steht. Daher wird die zuvor erwähnte wirksame Länge und damit die Verzögerungs· zeit progressiv kurz, wenn der Unterdruck in der Unterdruckkammer 251 ansteigt, und umgekehrt progressiv lang, wenn letzterer abnimmt. Der gleiche Betrieb wie der vorstehend beschriebene findet ebenfalls statt, wenn der Plunger 2O5f durch den Verbindungsmechanismus 2 35 bewegt wird. Die Beziehung zwischen dem Druck P₁ (mmHg) im Ansaugrohr 219 und der Impulsverzögerungszeit ist in Fig. 4 dargestellt 'und genau die gleiche, wie die vorstehend anhand der ersten Ausführungsform beschriebene.

Liegen die durch die Strömungsweglängenänderungseinrichtung 205 beispielsweise um die Zeiten t., t^* t.,, wie beispielsweise in Fig. 3c gezeigt, verzögerten Impulse (die Breiten der Impulse betragen alle tn^) bei konstanter Umdrehungsrate des Motors an der Steueröffnung 204b des bistabilen Multivibratorelements 204, wird der Druckluftstrom, der in die Ausgangsöffnung 20¹Id geflossen ist, in aie Ausgangsöffnung 204e gerichtet. Ist der- an der- Steueröffnung 204b liegende Impuls Pc^ - in Fig. 3c gezeigt -, wird daher ein Druckluftimpuls Pd^ - in Fig. 3d gezeigt - an der Ausgangsöffnung 204e erzeugt.

100842/1299 _{BAD 0RIGINAL}

Ist aer Impuls Pc₂ oder Pc₃, wird in gleicher Weise ein Druckluftimpuls Pe. oder Pf₁ - in Fig. 3e bzw. 3f-gezeigt - an der Ausgangsöffnung 204e erzeugt, unü die Breitender· jeweiligen Impulse Pd₁, Pe., Pf^ sind jeweils aie Werte t.. , t^, t^, die durch die Verzögerungszeit bestimmt sind, die durch die Strömungsweglängenänderungseinrichtung 205 oder den die Größe der Motorbelastung darstellenden Ansaugrohrunterdruck hervorgerufen ist.

Um dem Hochgeschwindigkeitsbetrieb des Motors zu entsprechen, ist es erforderlich, die bei einem Betriebszyklus aes Motors zugeführte Kraftstoffmenge auf das mögliche Ausmaß zu vergrößern, indem das Impulsintervall verringert wird und die Impulsbreite vergrößert wird, selbst wenn die Impulsperiode kurz ist. Ist eine Anordnung derart getroffen, aaß ein Impuls Pc₃ erzeugt wird, wenn die durch die Strömungsweglängenänderungseinrichtung 205 hervorgerufene Zeitverzögerung tq und am längsten ist, wie in Fig. 3f dargestellt ist, und der Abfallpunkt dieses Impulses gleich dem Anstiegspunkt des Ausgangsaruckluftirnpulses Pb- des monostabilen Multivibratorelements 207 ist, wird aas. Impulsintervall am kürzesten und tn. unddie Impulsbreite wird am größten und tg. Die Summe des Maximalwerts t„ üer Impulsbreite una des Minimalwerts tn₁ des Impulsintervalls ist die Impulsperiode, und diese Periode ist durch die maximale Umdrehungsrate des Motors bestimmt. Daher kann die Zeit, die zur Kraftstoffeinspritzung verwendet werden kann, am längsten gemacht werden, selbst beim Kochgeschwindigkeitsbetrieb des Motors.

1Ö6S42/12SS _BAD original

An eier Ausgangsöffnung 2O¹Ie wird ein Druckluftimpuls mit einer Phase erzeugt, die umgekehrt zu der des Luftimpulses ist, der an der Ausgangsöffnung 204d erzeugt wird, jedoch wird dieser Impuls in die Atmosphäre gelassen.

Werden keine Druckluftimpulse an der Ausgangsöffnung 204d des bistabilen Multivibratorelements 204 erzeugt, fließt der in Form eines Strahls von einer Kraftstoffeinspritzdüse 22 3 eingespritzte Kraftstoff vollständig in ein Kraftstoffaufnahmerohr 2 24 und wird über einen Kraftstoffrücklaufkanal 226 in eine Schwimmerkammer 228 zurückgeführt.

Wird ein Druckluftimpuls an der Ausgangsöffnung 204d des bistabilen Multivibratorelements 204 erzeugt, wird jedoch der Druckluftimpuls von einer Druckluftdüse 225 ausgeströmt, so daß der von der Kraftstoffeinspritzdüse 2 23 in das Kraftstoffaufnahmerohr 2 24 laufende Kraftstoff durch den Druckluftimpuls, wie in Fig. 6 dargestellt, abgelenkt und zerstäubt und in das Ansaugrohr 219 zur Einspritzung in einen Zylinder 214 über das Drosselventil 220 eingespritzt vdrd. Ist es erwünscht, eine Misciiung mit einem gewünschten Kraftstoff-Luftverhältnis zu erhalten, ist es nur notwendig, das Verhältnis zwischen dem Produkt der Saugwirksamkeit und der Luftdichte (die proportional der von dem Motor während eines Motorzyklus angesaugten Luftmenge ist) und die Impulsbreite auf einen bestimmten Wert zu steuern. In dieser Auführungsform wird das Kraftstoff-Luftveriiältnis auf einen Optimalwert gesteuert, indem die dem Motor zugeführte Kraftstoffmenge entsprechend der Größe des

109842/1299

Ansaugrohrunterdrucks geändert wird, der über die Unterdruckfühlöffnung 2 34, wie vorstehend beschrieben,- in die Unterdruckkammer 251 der Strömungsweglängenänderungseinrichtung 205 zugeführt wurde.

Wie vorstehend ausgeführt wurde, erzeugt der Umdrehungsratendetektor 208 zwei der Impulse Pa. - in Tig. 3a gezeigt während zwei Umdrehungen der Kurbelwelle oder einem Motorzyklus. Daher werden zwei Druckluftimpulse an der Ausgangsöffnung 20Hd des monostabilen Multivibratorelements 204 bei jedem Motorzyklus auf der Basis des Impulses Pa^ erzeugt, und die Breite des Impulses entspricht der Motorbelastung. Insbesondere bei hoher Geschwindigkeit, dem hochlastbereich des Motors kommt die Wellenform des an der Ausgangsöffnung 204d erzeugten Druckluftimpulses der in Fig. 3f gezeigten Wellenform nahe; die Impulsbreite wird extrem groß und das Impulsintervall kommt dem Wert von tn₁ extrem nahe. Der von der Kraftstoffeinspritzdüse 22 3 für einen Motorzyklus eingespritzte Kraftstoff wird nämlich fast vollständig in das Ansaugrohr 219 kontinuierlich durch den Druckluftimpuls extremer Weite eingespritzt, der aus der Druckluftdüse geströmt ist, mit Ausnahme für eine kurze Zeitperiode, die dem Impulsintervall entspricht, und es wird nur eine sehr kleine Menge des von der Kraftstoffeinspritzdüse 223 während der kurzen Zeitperiode eingespritzten Kraftstoffs in die Schwimmerkammer 228 über das Kraftstoffaufnahmerohr 224 zurückgeführt. Insbesondere kann bei hoher Geschwindigkeit, im Hochlastbereich des Motor eine für den Motor für einen Betriebszyklus erforderliche Kraftstoffmenge

108042/1299

kontinuierlich gleichmäßig in das Ansaugrohr während der Periode eines Zyklus mit Ausnahme der zuvor erwähnten kurzen Zeitperioüe eingespritzt werden. Dadurch wird es möglich, als Kraftstoffeinspritzpumpe 2 31 eine Pumpe zu verwenden, deren Kapazität kleiner als die der Pumpe ist, die erforderlich ist, wenn eine für den Motor erforderliche Kraftstoffmenge auf einmal nur für eine kurze Zeitperiode während eines Motorzyklus eingespritzt wird. Ist der Motor ein mehrzylindriger Motor, können außerdem die den jeweiligen Zylindern zuzuführenden Kraftstoffmengen gleichmäßig gemacht werden. Diese Vorteile treten besonders deutlich bei hoher Geschwindigkeit, im Hochlastbereich des Motors auf. Weiterhin kann bei niedriger Geschwindigkeit, im Niedriglastbereich des Motors die Kraftstoff einspritzperiode auf tn.. verkürzt werden, indem die Impulsverzögerungszeit auf tn,. verkürzt wird, und damit kann die Menge des einzuspritzenden Kraftstoffs minimal gemacht werden.

In dieser Ausführungsform werden ebenfalls die Giftgase im Abgas oxydiert und durch die Druckluft harmlos gemacht, die von einer Einspritzdüse 2 39 durch ein Rückschlagventil 238 geblasen wird; die Kraftstoffzufuhr zum Motor 209 wird bei plötzlicher Verzögerung des Motors durch die Wirkung des Ventils 2 36 unterbrochen; die Stromzufuhr zur Kraftstoffeinspritzpumpe 2 31 wird beim Ausfallen der Druckluftpumpe 201 durch Wirkung des Ventils 2 37 unterbrochen, wodurch die Kraftstoff zufuhr zur Kraftstoffeinspritzdüse 22 3 unterbrochen wird, wie im vorhergehenden anhand der ersten Ausführungsform be-

100642/1299

schrieben wurde.

Wegen der zuvorstehend beschriebenen Konstruktion hat die dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Steuersystems die gleichen Wirkungen wie die erste Ausführungsform.

Im folgenden wird die vierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Steuersystems anhand der Fig. 7 und 8 beschrieben, worin die gleichen oder dieselben Organe und Vorrichtungen wie in der ersten Ausführungsform durch die gleichen Bezugsziffern, denen 300 addiert wurde, bezeichnet sind. In Fig. 7 und 8 bezeichnet die Bezugsziffer 301 eine Druckluftpumpe, die von einem auf einem Fahrzeug angeordneten Verbrennungsmotor ooer elektrischen Motor betrieben wird, die Bezugsziffer 302 ein Luftregulierventil , durch das der Abgabeluftdruck der Druckluftpumpe 301 konstant gehalten wird, die Bezugsziffer 303 eine Fluidic-Steuerschaltung und die Bezugsziffer 304 ein monostabiles Fluidic-Multivibratorelement, das eine Energiezufuhröffnung 304a besitzt, Steueröffnungen 304b, 304c, 304c', eine ODER-Ausgangsöffnung 304d und eine NICHT-ODER-Ausgangsöffnung 304e, Die Ausgangsöffnung 304d und die Steueröffnung 304c¹ stehen durch ein Rohr 304f zur positiven Rückkopplung miteinander in Verbindung, und die Ausgangsöffnung 304e ist in die Atmosphäre geöffnet. Die Bezugsziffer 340 bezeichnet eine Strömungsweglängenänderungseinrichtung, die ein erstes Gehäuse 340a besitzt und ein erstes Schraubennutenorgan 340b und ein zweites Schraubennutenorgan 340c mit jeweils schraubenförmigen Nuten 34Od, 340e, die in deren Außenumfangsoberflachen gebildet sind_s

109842/1299

- »4 3 -

Und axiale Bohrungen 34Of, 3HOg besitzen. Das erste und zweite Schraubennutenorgan 340b, 340c sind axial in dem Gehäuse 3UOa nebeneinanderliegend angeordnet, und ihre schraubenförmigen Nuten 3UOd, 340e sind axial unabhängig voneinander, und ferner bilden ihre axialen Bohrungen 34Of, 34Og ein Durchgangsloch. Die Bezugsziffer 340h bezeichnet einen Zylinderkörper, der eine axiale Zylinderbohrung 34Oi auf v/eist. Der Zylinderkörper 340h sitzt fest in den Axialbohrungen 340f, 340g der Schraubennutenorgane 34Ob, 34Oc. Die Bezugsziffer 340j bezeichnet einen Plunger, der in der Zylinderbohrung 340i des Zylinderkörpers 34Oh verschiebbar aufgenommen ist. Die Bezugsziffer 340k bezeichnet ein zweites Gehäuse, das an dem offenen Ende des ersten Gehäuses 340a durch Bolzen 3401 befestigt ist und eine Kammer 340rn bildet. Die Bezup.sziffern 34On, 340o, 340p, 34Oq, 34Or, 340s bezeichnen Balge, die jeweils beispielsweise aus federndem metallischem Material gebildet sind und deren Inneres auf dem Absoluturuck von 0 mmHg gehalten ist. Diese Balge sind miteinancer verbunden und in der Kammer 340m angeordnet. Ein Balg 34On ist an seinem Ende 340t mit dem Plunger 340j verbunden, und ein anQerer Balg 34Os weist an seinem einen Ende eine konische Aussparung 340u auf, in der ein Ende einer Einstellschraube 340v aufgenommen ist. Die Einstellschraube 340v ist in einen mit einem Innengewinde versehenen zylindrischen Abschnitt 34Ow ces Gehäuses 340k eingeschraubt. Die Bezugsziffer 340x bezeichnet eine Schutzkappe, die übet den zylindrischen Abschnitt 340 v/ in Schraubeingriff mit einer Außenverschraubung, die in dem Außenumfang des Abschnitts 340w gebildet ist, befestigt ist. Die Bezugsziffer 34Oy bezeichnet eine Feder, die zwischen dem

109842/1299

BAD

Außenende des Zylinderkörpers 34Oh und einem Ende des Balgs 34On angeordnet ist und den Plunger 340j umgibt. Die Bezugsziffer 340z bezeichnet ein Unterdruckeinführrohr, dessen eines Ende in die Kammer 340m öffnet und dessen arideres Ende mit der Unterdruckeinführöffnung 334 in Verbindung steht, die in ein Ansaugrohr 319 geöffnet ist. Es ist eine derartige Anordnung getröffen, daß, wenn die Kammer 340m auf einem Druck von 760 mmHg gehalten wird, die Balge 340n bis 34Os, deren Inneres auf dem absoluten Druck von 0 mmHg gehalten ist, in dem am meisten zusammengezogenen Zustand durch den Ansaugrohrdruck unü die Vorspannkraft der Feder 340y gehalten werden, die die Federkräfte der Bälge überwinden. Der Gang der schraubenförmigen Nuten 34Od, 340e ist an den dichter an den Bälgen 340n bis 340s liegenden Enden kleiner gemacht. Fig. 8 zeigt einen Querschnitt des ersten Schraubennutenorgans 34Ob und des zweiten Schraubennutenorgans 340c in einer zu deren Achsen senkrechten Ebene. Wie dort dargestellt ist, besitzen das erste und zweite Schraubennutenorgan jeweils eine Anzahl an radialen Kanälen 341a, 341b, die sich von den Böden der ersten schraubenförmigen Nut 340d und der zweiten schraubenförmigen Nut 340e über die Körper der entsprechenden Organe und die Wand des Zylinderkörpers 340h in die Zylinderbohrung 34Oi über aie gesamte Länge der schraubenförmigen Nuten erstrecken. Der Plunger 34Oj besitzt eine erste und zweite in axialem Abstand befindliche Nut 341c und 341d, die in seiner Außenumfangsflache zur Verbindung mit den Kanälen 341a, die mit der ersten schraubenförmigen Nut 340d in Verbindung stehen, bzw. mit den Kanälen 341b gebildet sind, _{aie mit der} zweiten schraubenförmigen Nut 340e

109842/1299

in Verbindung stehen. Diese ringförmigen Nuten 341c, 3UId sind miteinander durch einen in dem Plunger 34Oj gebildeten Kanal 341e verbunden. Die Bezugsziffer 341f bezeichnet eine Ausgangsöffnung der Strömungsweglängenänderungseinrichtung 340, die an einem Ende mit dem Startende der ersten schraubenförmigen Nut 340d und mit dem anderen Ende mit einer Steueröffnung 304b eines im folgenden noch beschriebenen monostabilen Fluidic-Multivibratorelements 304 in Verbindung steht. Die Bezugsziffer 341g bezeichnet eine Energiezufuhröffnung der Strömungsweglängenänderungseinrichtung 340, die an einem Ende mit dem Startende der zweiten schraubenförmigen Nut 340e verbunden ist und mit dem anderen Ende mit einer Steueröffnung 304c des monostabilen Multivibratorelements 304. Die Bezugsziffern 306a, 306b, 306c, 306d bezeichnen feste Strömungswiderstände, die jeweils beispielsweise aus einer Drosselstelle gebildet sind. Die Bezugsziffer 307 bezeichnet ein monostabiles Fluidic-Multivibratorelement mit einer Energiezufuhröffnung 307a, einer Steueröffnung 307b und Ausgangsöffnungen 307c, 3O7d. Die Ausgangsöffnung 307c ist mit der Steueröffnung 304c des monostabilen Multivibratorelements 304 verbunden, und die andere AusgangsÖffnung 3O7d ist in die Atmosphäre geöffnet. Die Bezugsziffer 308 bezeichnet einen Fluidic-Umdrehungsratendetektor, der ein Luftimpulssignal synchron zur Umdrehung des Motors 309 erzeugt. Der Aufbau des Detektors 308 ist identisch dem Aufbau des in Fig. 1 gezeigten Detektors 8. Der Detektor 8 ist nämlich derart aufgebaut, daß er einen Impuls Pa-- gezeigt in Fig. 3a bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle erzeugt. Eine Ausgangsöffnung 311b eines Organs 311 steht mit der Steueröffnung 307b

109642/1299

des monostabilen Multivibratorelements 307 in Verbindung. Ein vorbestimmter Druck komprimierter Luft wird durch die Druckluftpumpe 301 und das Luftdruckregulierventil 302 j euer Energiezufuhröffnung 304a, 307a des monostabilen Multivibratorelements 30M-, 307 und einer Energiezufuhröffnung 311 des Detektors 308 zugeführt. Das Druckverhältnis der zu den jeweiligen Öffnungen zugeführten Druckluft ist durch die festen Strömungswiderstände 306a, 306b, 306c eingestellt.

Die Bezugsziffer Ar bezeichnet allgemein den Motor 309 und diesem zugeordnete Vorrichtungen, und der Aufbau des Abschnitts A^ ist genau der gleiche wie der des in Fig. 1 gezeigten Abschnitts A.. Eine Druckluftdüse 325 steht mit der ODER-Ausgangsöffnung 30Ud des monostabilen Multivibratorelements in Verbindung, und eine Unterdruckfühlöffnung 3 34 ist mit der Unterdruckeinführöffnung 340z der Strömungsweglängenänderungseinrichtung 340 verbunden.

Der Plunger 34Oj und ein Drosselventil 320,sind durch einen Verbindungsmechanismus 335 über eine Schaltvorrichtung betrieblich miteinander verbunden, die bei einer besonderen Gelegenheit betrieben wird, so daß der Plunger 34Oj bei einer besonderen Gelegenheit entsprechend dem Öffnungsgrad des Drosselventils 320 betrieben werden kann. Die Funktionen der Ventile 336, 337 sind genau die gleichen wie die in Fig. 1 gezeigten Ventile 36, 37.

109842/1299

Die vierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Steuersystems, die wie im vorhergehenden beschrieben aufgebaut ist, arbeitet folgendermaßen: Wie im vorhergehenden ausgeführt, wird ein vorbestiminter Druck komprimierter Luft durch die Druckluftpumpe 301 und das Luftdruckregulierventil 302 der Energiezufuhröffnung 30Ha, 307a der monostabilen Multivibratorelemente 304, 307 und der Energiezufuhröffnung 311a des Umdrehungsratendetektors 308 konstant zugeführt. Liegt das in Fig. 3a gezeigte und an der Ausgangsöffnung 311b des Detektors 308 bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle erzeugte Drucklufttriggerimpulssignal Pa. als Triggersignal an der Steueröffnung 307b des monostabilen Multivibratorelements 307 unter dieser Bedingung an, wird ein Luftimpuls Pb. der Breite tn. - in Fig. 3b gezeigt - an der Ausgangsöffnung 307c des monostabilen Multivibratorelements 307 unabhängig von der Umdrehungsrate des Motors 309 erzeugt. Der so an der Ausgangsöffnung 307c erzeugte Luftimpuls liegt teilweise an der Steueröffnung 304c des monostabilen Multivibratorelements 304 als Triggersignal an, worauf der Druckluftstrom, der von der Lnergiezufuhröffnung 304a in die NICHT-ODER-Ausgangsöffnung 304e in diesem monostabilen Multivibratorelement geführt wurde, in die ODER-Ausgangsöffnung 3O4d gerichtet wird. Die von der ODER-Ausgangsöffnung 3O4d abgegebene Druckluft wird teilweise der Steueröffnung 304c¹ zugeführt, nachdem die Strömungsrate durch den festen Strömungswiderstand 306d eingeschränkt wurde. Dadurch fließt die Druckluft kontinuierlich in die ODER-Ausgangsöffnung 3O4d, selbst wenn üer von der Ausgangsöffnung 307c des monostabilen Multivibratorelements 307 zur Steuer-

109842/1299

öffnung 30Uc des monostabilen Multivxbratorelements 304 zuge führte Druckluftimpuls verschwindet. Andererseits wird der an der Ausgangsöffnung 307c des monostabilen Multivibratorelements 307 erzeugte Druckluftimpuls teilweise der Energiezufuhröffnung 3UIg der Strömungsweglängenänderungseinrichtung 305 zugeführt. Der so zugeführte Druckluftimpuls läuft mit Schallgeschwindigkeit über den kürzesten Abstand des durch die schraubenförmige Nut 3O4e und die Kanäle 341b des zweiten Schraubennutenorgans 34Io gebildeten Kanals, die zweite ringförmige Nut 34Id, den Kanal 34Ie, die erste ringförmige Nut 34Ie und die Kanäle 341a des Plungers 340j und die schraubenförmige Nut 340d des ersten Schraubennutenorgans 340b und wird von der Ausgangsöffnung 341f mit einer Verzögerungszeit abgegeben, die durch die Länge dieses Kanals bestimmt ist. Da die gesamtlänge des Kanals 341a, der ersten ringförmigen Nut 341c, des Kanals 341e und der zweiten ringförmigen Nut 34Id (im folgenden als feste Länge bezeichnet) vorbestimmt ist, wird hier die Länge des zuvor erwähnten Kanals durch die Summe der Länge des Abschnitts der zweiten schraubenförmigen Nut 340e, die sich von der Energie zufuhr öffnung 341g zum Einlaßende des in die zweite schraubenförmige Nut 34Id (der in Fig. 7 mit M.. bezeichnete Abschnitt) offenen Kanals 341b erstreckt, und der Länge des Abschnitts der ersten schraubenförmigen Nut 341d geändert, die sich von dem Auslaßende des in die erste ringförmige Nut 341c (der mit N. in Fig. 7 bezeichnete Abschnitt) offenen Kanals 341a zur Ausgangsöffnung 341a erstreckt. Beträgt der in die Kammer 340m eingeführte Druck 7 60 mmlig als Absolutdruck, werden die Bälge 34 0 bis 340s in dem am meisten zusammen-

109842/12 99

.gedrückten Zustand durch die Wirkungen des Absolutdrucks 760 mmKg und der Vorspannkraft der Feder 3UOy gehalten, und demgemäß wird der Plunger 340j in der Zylinderbohrung 340i bewegt. Daher ändert sich die Länge des zuvor genannten Kanals mit der Bewegung des Plungers 340j. In dem in Fig. 7 gezeigten Zustand ist der Motor im Leerlaufbetrieb, und der beim Leerlaufbetrieb des Motors im Ansaugrohr erzeugte Druck wird in die Kammer 340m eingeführt. Nimmt nun bei dem Zustand nach Fig. 7 der in die Kammer 340m über die Unterdruckfühlöffnung 334 und das Unterdruckeinführrohr 340z eingeführte absolute Druck im Ansaugrohr 319 allmählich beim Betrieb des Motors ab, bewegen sich die Bälge 340n bis 340s in Richtung des Pfeils C₁ gegen die Vorspannkraft der Feder 340y durch die ihnen eigene Federkraft um einen Betrag, der der Druckdifferenz zwischen dem absoluten Druck von 0 mmHg in den Bälgen und dem in die Kammer 34Om eingeführten absoluten Druck im Ansaugrohr 319 entspricht, und demgemäß bewegt sich der Plunger 340j in Richtung des Pfeils CL. Dadurch werden die Verbindungspunkte zwischen der ersten und zweiten ringförmigen Nut 341c und 341d des Plungers 340j und der Kanäle 341a, 341b verschoben, und die wirksame Länge des veränderlichen Kanals wird proportional zur Größe der Bewegung des Plungers 340j in Richtung des Pfeils C. kürzer. So wird die Impulsverzögerungszeit gekürzt. Die Beziehung zwischen dem absoluten Druck P₂ (mmHg) im Ansaugrohr 319 und der Impulsverzögerungszeit tb (mm see) ist in Fig. 9 dargestellt. In dieser Figur ist streng genommen die erwähnte Beziehung durch die Stufenkurve K dargestellt, jedoch ist der Gang der schraubenförmigen Nuten 34Od, 340e ausreichend klein gemacht,

1096^2/1299

in der Praxis kann diese Beziehung als durch die durchbrochene Linie L angenähert betrachtet werden. Die Veaczögerungszeit tb steigt nämlich stufenweise und mit einem gewissen Gradienten an, wenn der Absolutdruck P₂ im Ansaugrohr 319 ansteigt. In anderen Worten, die Verzögerungszeit der in die Energiezufuhröffnung 3HIg strömenden und von der Ausgangsöffnung 3UIf abgegebenen Druckluft ist im Durchschnitt proportional dem in die Kammer 3"+0m eingeführten Ansaugrohr-Absolutdruck P₂» In Fig. 9 gibt das Bezugszeichen Max auf der Ordinatenachse den Punkt an, wo die Verzögerungszeit tb maximal ist, und Min gibt den Punkt an, wo die Verzögerungszeit minimal ist. Der Gradient der Kennwertkurve der Verzögerungszeit tb bezüglich des Ansaugrohr-Absolutdrucks Po ist durch den Gang der schraubenförmigen Nuten 34Od und 3HOe der Strömungsweglängenänderungseinrichtung 3UO bestimmt. Liegen die an der Aus gangs öffnung 307c des njonostabilen Multivibratorelements 307 erzeugten und durch die Strömungsweglängenänderungseinrichtung 340 beispielsweise um die Zeiten t. , t₂, t₃ - jeweils in Tip.. 3c gezeigt - verzögerten Druckluftimpulse Pc., Pq₂, Pc₃ der Weite tn^ (in Fig. 3b gezeigt) bei konstanter Umdrehungsrate des Motors an der Steueröffnung 304b des monostabilen Multivibratorelements 3QH an, wird der Druckluftstrom, der in die ODER-Ausgangsöffnung 30Hd geströmt ist, in die NICHT-ODER-^Ausgangsöffnung 30Uc in jedem Fall gerichtet. Daher werden Druckluftimpulse Pd₁, P^e-j» P^i mit der Breite t.,, t₂ bzw. t- - jeweils in den Fxr. 3d, 3e, 3f gezeigt - an der ODER-Ausgangsöffnung 30Ud erzeugt. Die Breite des an der· ODER-Ausgangsöffnung 30Ud erzeugten Druck-

109842/1299

luftimpulses wird durch die Verzögerungszeit geändert, die durch die StrömungsweglängenSnüerungseinrichtung 340 hervorgerufen wird, d.h. durch die durch den Ansaugrohr-Absolutdruck dargestellte Größe der Motorbelastung.

Um dem Hochgeschwxndxgkeitsbetrieb des Motors zu entsprechen, ist es nötig, die bei einem Motorbetriebszyklus eingespritzte Kraftstoff menge auf das mögliche Maß zu erhöhen, indem das Impulsintervall verringert wird und die Impulsbreite vergrößert wird (selbst wenn die Impulsperiode kurz ist). Ist eine Anordnung derart getroffen, daß ein Impuls Peg erzeugt wird, wenn die durch die Strömungsweglängenänderungseinrichtung 340 hervorgerufene Zeitverzögerung t₃ und am längsten ist, wie in Fig. 3f gezeigt, und der Abfallpunkt dieses Impulses gleich dem Anstiegspunkt des Ausgangsdruckluftimpulses Pb₁ des monostabilen Multivibratorelements 307 ist, wird das Impulsintervall am kürzesten und tn.. , und die Impulsbreite wird am größten und t,,. Die Summe des Maximalwerts t„ der Impulsbreite und des Minimalwerts tn.. des Impulsintervalls ist die Periode des Impulses, und diese Periode ist durch die maximale Umdrehungsrate des Motors bestimmt. Daher kann die Zeit, die zur Einspritzung des Kraftstoffs verwendet wird, am längsten gemacht werden, selbst beim Hochgeschwindigkeitsbetrieb des Motors.

An der NICHT-ODER-Ausgangsöffnung 304e wird ein bruckluftimpuls mit einer Phase erzeugt, die umgekehrt zu

109842/1299

der des Luftimpulses ist, der an der ODER-Ausgangsöffnung 3O4d erzeugt wird, jedoch wird dieser Impuls in die Atmosphäre gelassen.

Wo keine Druckluftimpulse an der ODER-Ausgangsöffnung 304d des monostabilen Multivibratorelements 304 erzeugt werden, fließt der von der Kraftstoffeinspritzdüse 32 3 in Form eines Strahls eingespritzifeeuKraftstoff vollständig in ein Kraftstoffaufnahmerohr 324 und wird in eine Schwimmerkammer 328 über ein Kraftstoffrücklaufrohr 326 zurückgeführt. Wird ein Druckluftimpuls an der Ausgangsöffnung 304d des monostabilen Multivibratorelements 304 erzeugt, wird jedoch der Druckluftimpuls von der Druckluftdüse 325 ausgeströmt, und der von der Kraftstoffeinspritzdüse 32 3 in das Kraftstoffaufnahmerohr 324 laufende Kraftstoff wird durch die Druckluft, wie in Fig. 7 gezeigt, abgelenkt und zerstäubt und in das Ansaugrohr 319 zur Zuführung in einen Zylinder 314 über das Drosselventil eingespritzt. So kann in dieser Ausführungsform die Beziehung zwischen dem Ansaugrohr druck Po (mmilg) und der für den Motor für jeden Betriebszyklus (in Fig. 10 gezeigt) erforderlichen Kraftstoffmenge entsprechend der Impulsverzögerungscharakteristik der Strömungsweglängenänderungseinrichtung 340 gegenüber dem Ansaugrohrdruck P (mmhg) - wie in Fig. 9 gezeigt - hergestellt werden. Zur Erreichung einer Mischung mit einem gewünschten Kraftstoff-Luftverhältnis ist es nur notwendig, das Verhältnis zwischen dem Produkt der Saugwirksamkeit und der Luftdichte (die der bei einem Zyklus des Motors angesaugten Luftmenge entspricht) und der Impulsbreite auf einen bestimmten

109842/1299

BAD ORfGSNAL

Wert zu steuern. In dieser Ausführungsform wird das Kraftstoff-Luftverhältnis konstant auf einen optimalen Wert gesteuert, indem der Ansaugrohrdruck in die Unterdruckkammer 34Om der Strömungsweglängenänderungseinrichtung 340 über die Unterdruckfühlöffnung 334, wie im vorhergehenden beschrieben, zugeführt wird.

-Der Fluidic-Umdrehungsratendetektor 8 erzeugt zwei der Impulse Pa₁ - in Fig. 3a gezeigt - bei jeder zweiten Umdrehung der Kurbelwelle für jeden Zyklus des Motors. Daher werden zwei Druckluftimpulse bei jedem Zyklus des Motors basierend auf dem Impuls Pa₁ an der ODER-Ausgangsöffnung 3O4d des monostabilen Multivibratorelements 304 erzeugt, und die Breite dieser Impulse entspricht der Größe der Motorbelastung. Insbesondere bei hoher Geschwindigkeit, im Hochlastbereich des Motors nähert sich die Wellenform des an der ODER-Ausgangsöffnung 304d erzeugten Druckluftimpulses der in Fig. 3f gezeigten Wellenform; die Impulsbreite wird extrem weit und das ImpulsIntervall kommt dem Wert von tn.. extrem nahe . Der von der Kraftstoffeinspritzdüse 323 für einen Zyklus des Motors eingespritzte Kraftstoff wird nämlich fast vollständig in das Ansaugrohr 319 kontinuierlich durch den Druckluftimpuls mit extrem großer Breite eingespritzt, der aus der Druckluftdüse ausgeströmt wird, mit Ausnahme für eine kurze Zeitperiode, die dem Impulsintervall entspricht, und nur eine sehr kleine Menge an Kraftstoff, der von aer Kraftstoffeinspritzdüse 323 während der kurzen Zeitperiode eingespritzt wird, wird über das Kraftstoffaufnahmerohr 324 zur Schwimmerkammer¹ 328 zurückgeführt. Insbe-

109842/1299

sonaere bei hoher Geschwindigkeit, im Hochlastbereich des Motors kann eine für -den Motor bei einen Betriebszyklus erforderlichen Kraftstoffmenge kontinuierlich gleichmäßig in das Ansaugrohr 319 während der Periode eines Zyklus eingespritzt werden, mit Ausnahme für die zuvor genannte sehr kurze Zeitperiode. Dadurch wird es ermöglicht, als Kraftstoffeinspritzpumpe 331 eine Pumpe zu verwenden, deren Kapazität kleiner ist als die,Kapazität der Pumpe, die benötigt wird, wenn eine für den Motor erforderliche Kraftstoff menge in nur einer kurzen Zeitperiode während eines Zyklus des Motors auf einmal eingespritzt wird. Ist der Motor ein menrzylindriger Motor, können außerdem die zu den jeweiligen Zylindern zuzuführenden Kraftstoffmengen gleichmäßig gemacht werden. Diese Vorteile treten besonders bei hoher Geschwindigkeit, im Hochlastbereich des Motors hervor. Weiterhin kann bei niedriger Geschwindigkeit, im Niedriglastbereich des Motors die Kraft stoff einspritzperiode bis tn^ verkürzt werden, indem die Impulsverzögerungszeit bis tn.. verkürzt wird, und damit kann die einzuspritzende Kraftstoffmenge minimal gemacht werden.

In dieser Ausführungsform werden die Giftgase im Abgas ebenfalls oxydiert und durch die Druckluft harmlos gemacht, die von einer Lufteinspritzdüse-339 Ober ein Rückschlagventil 338 eingeblasen wird; die Kraftstoffzufuhr zum Motor 309 wird bei plötzlicher Verzögerung des Motors durch Betrieb des Ventils 3 36 unterbrochen, und die Stromzufuhr zur Kraftstoffeinspritzpumpe 331 wird beim Ausfallen der Druckpumpe 301 durch Betrieb des Ventils 337 unterbrochen, wodurch die Kraft-

109842/1299

BAD ORIGINAL

stoffzufuhr zur Kraftstoffeinspritzdüse 32 3 unterbrochen wird, wie im vorhergehenden anhand der ersten Äusführungsform beschrieben wuroe.

Es ist ebenfalls zu bemerken, daß das in dieser Äusführungsform des erfindungsgemäßen Steuersystems verwendete monostabile Multivibratorelement 301 durch ein bistabiles Multi vibratorelement ersetzt werden kann und daß die Strömungsweglängenänderungseinrichtung 3**0 in aen negativen Rückkoppe lknds dieser Elemente eingefügt werden kann.

Die vierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Steuersystems hat die gleichen Wirkungen wie die erste Ausführungsform wegen des zuvor beschriebenen Aufbaus. Da die wirksame Länge des Kanals der Strömungsweglängenenderungseinrichtung 340, die die Verzögerungszeit bestimmt, nach der Absolutdruckdifferenz zwischen einem vorbestimmten Absolutdruck und dem Ansaugrohrdruck geändert wird, kann zusätzlich der Vorteil erreicht werden, daß eine für den Motor erforderliche Kraftstoffmenge ständig dem Motor zugeführt werden kann, ohne Einflüssen einer atmosphärischen Druckänderung ausgesetzt zu sein, selbst wenn 6er Motor auf horizontaler Ebene betrieben wird, wo der atmosphärische Druck 760 irunHg beträgt, oder in den Bergen, wo der atmosphärische Druck niedriger als 760 mmHg ist.

Schließlich wird im folgenden die fünfte Äusführungsform des erfindungsgemäßen Steuersysteos anhand der Fig. 11 und 12 beschrieben, worin gleiche Teile oder Vorrichtungen wie die

109842/129 9

in der ersten Ausführungsform benutzten mit gleichen Bezugsziffern und ¹K)Q dazu addiert bezeichnet sind* In Fig. 11 und bezeichnet die Bezugsziffer ¹IOl eine· Druck Iu ft pumpe, die von einem Verbrennungsmotor oder einem Elektromotor betrieben wird, die Bezugsziffer 402 ein Luftdruekregulierventil, durch das der Abgabeluftdruck der Druckluftpumpe HQl konstant gehalten wird, die Bezugsziffer 403 eine Fluidic-Steuerschaltung (Fluidic-Steuerkreis) und die Bezugsziffer 404 ein monostabiles Fluidic-Multivibratorelementj das eine Energiezufuhröffnung 404a, Steueröffnungen 4.04b, 404c» 404c¹,. eine ODER-Ausgangsöffnung 404d und eine HICHT-ODER-Ausgangsöffnung 404e besitzt. Die Ausgangsöffnung 404d und-.¹ die Steueröffnung 404c'ataddirdieän positi ves Rückkopplungsrohr 404f für positive Rückkopplung miteinancer verbunden, und die Ausgangsöffnung 404e ist in die Atmosphäre geöffnet. Die Bezugsziffer 405 bezeichnet eine Strömungsweglängenänderungseinrichtung, die den gleichen Aufbau hat, wie die in Fig. 1 gezeigte Strömungsweglängenänderungseinrichtung 5, Eine Energiezufuhröffnung 405d der Einrichtung 405 steht mit einer Ausgangsöffnung 407c eines monostabilen Fluidic-Multivibratorelements 407 - im folgenden noch beschrieben - in Verbindung, und eine Ausgangsöffnung 405e der Einrichtung 405 steht mit der Steueröffnung 404b des monostaLilen Multivibratorelements 404 in Verbindung.

Die Bezugsziffer 440 bezeichnet eine den Atmosphärendruck kompensierende StrömungsweglSngenänderungseinrichtung, deren Aufbau ähnlich, jedoch etwas unterschiedlich von dem Aufbau der Strömungsweglängericlndei'ungseinrichtung 340 in der vier-

10 9 8 4 2/1299

BAD ORIGINAL

ten Ausführungsform ist, wie sich aus der folgenden Beschreibung ergibt. Die Strömungsweglängenänderungseinrichtung HHO besitzt nämlich ein erstes Gehäuse 4HOa und ein erstes Schraubennutenorgan H40b und ein zweites Schraubennutenorgan 440c, die jeweils schraubenförmige Nuten 440d, 44Oe, die in ihren Außenumfangsflachen gebildet sind, und axiale Bohrungen 44Of, 440g aufweisen. Das erste und zweite Schraubennutenorgan 440b, 440c sind axial in dem Gehäuse 440a aneinander anliegend angeordnet, und ihre schraubenförmigen Nuten 44Od, 440e sind axial unabhängig voneinander, und ferner bilden ihre axialen Bohrungen 44Of, 440g ein Durchgangsloch. Die Bezugsziffer 440h bezeichnet einen Zylinderkörper, der eine axiale Zylinderbohrung 44Oi aufweist. Der Zylinderkörper 440h sitzt fest in den axialen Bohrungen 44Of, 440g der üchraubennutenorgane 440b, 440c. Die Bezugsziffer 44Oj bezeichnet einen Plunger, der in der ZyUnderbohrung 44Oi des Zylinderkörpers 440h verschiebbar aufgenommen ist. Die Bezugsziffer 440k bezeichnet ein zweites Gehäuse, das an dem offenen Ende des ersten Gehäuses 440a durch Bolzen 4401 befestigt ist und eine Kammer 440m darin bildet. Die Bezugsziffern 440n, 440o, 440p, 44Oq, 44Or, 440s bezeichnen Balge, die jeweils beispielsweise aus federndem metallischen Material gebildet sind und deren Inneres auf dem Absolutdruck von 0 mmHg enthalten gehalten ist. Diese Balge sind miteinander verbunden und in der Kammer 440m angeordnet. Ein Balg 44On ist an seinem Ende 440t mit dem Plunger 44Oj verbunden, und ein anderer Balg 4HOs weist eine konische Aussparung HHOu an seinem einen Ende auf, in dem ein Ende einer Einstellschraube HHOv aufgenommen ist. Die Einstellschraube HHOv

109842/1299

ist in einen mit einem Innengewinde versehenen Abschnitt 44Ow des Gehäuses 440k eingeschraubt. Die Bezugsziffer 44Ox bezeichnet eine Schutzkappe, die über den zylindrischen Abschnitt 44Ow in Schraubeingriff mit einem Außengewinde befestigt ist, das in dem Außenumfang dieses Abschnitts .44Ow gebildet ist. Die Bezugsziffer 44Oy bezeichnet eine Feder, die zwischen dem Aufienende des Zylinderkörpers 440a und dem Ende 440t des Balgs 44On angeordnet ist und den Plunger 44Oj umgibt. Die Bezugsziffer· 440z bezeichnet ein den Atmosphärendruck einführendes Rohr, dessen eines Ende in die Kammer 440m öffnet und dessen anderes Ende in die Atmosphäre geöffnet ist. Die Anordnung ist derart getroffen, daß, wenn die Kammer 440m auf einen Druck von 760 mmKg gehalten wird, die Bälge 44On bis 440s, deren Inneres auf dem Absolutdruck von 0 rnmllg gehalten ist, in dem am meisten zusammengedrückten Zustand durch den atmosphärischen Druck von' 760 mmLg und die Vorspannkraft der Feder 44Oy gehalten werden, die die Federkräfte aer Bälge überwindet (l*i Fig. 11 dargestellt).

Fig. 12 ist eine Querschnittsansicht des ersten Schraubennutenorgans 440b und des zweiten Schraubennutenorgans 440c in einer zu deren Achsen senkrechten Ebene. Wie dort dargestellt ist, besitzen das erste und zweite Schraubennutenorgan jeweils eine Anzahl an radialen Kanälen 4 41a, 441b, die sich von den Böden der schraubenförmigen Nuten 44Od, 44Oe über die Körper des ersten und zweiten Schraubennutenorgans und die Wand des Zylinderkörpers 440h in die Zylincerbohrung 44Oi über die gesamte Länge der schraubenförmigen Nuten erstrecken. Der

109842/1299

Plunger UUOj besitzt eine erste und zweite im axialem Abstand befindliche Nut UUIc, 4UId » die in seiner Außenumfangsflache gebildet sind, um eine Verbindung mit dem Kanal 4UIa, der mit dei¹ schraubenförmigen Nut UUOd in Verbindung steht, und de» Kanal UUIb zu bilden, der mit der schraubenförmigen Nut UUOe in Verbindung steht. Diese ringförmigen Nuten UUIc , UUId sind miteinander durch einen Kanal UUIe verbunden» der in dem Plunger UUOj gebildet ist. Die Bezugsziffer UUIf bezeichnet eine Energiezufuhröffnung der Strömungsweglängenänderungseinrichtung UUO, die an einem Ende mit der ersten schraubenförmigen Nut UUOd an deren Startende verbunden ist und mit dem anderen Ende mit einer Ausgangsöffnung U07c eines noch zu beschreibenden monostabilen Fluidic-Multivibratorelements U07. Die Bezugsziffer UUIg bezeichnet eine Ausgangsöffnung der Einrichtung UUO, die an einem Ende mit dem abschließenden Ende der zweiten schraubenförmigen Nut UUOe in Verbindung steht und ebenfalls mit der Steueröffnung UUO des monostabilen Multivibratorelements UOU. Die Bezugsziffern U06a, U06b, U06c, 406g bezeichnen feste Strömungswiderstände, die jeweils beispielsweise durch eine Drosselstelle gebildet sind. Die Bezugsziffer U07 bezeichnet ein monostabiles Fluidic-Multivibratorelement, das eine Energiezufuhröffnung U07a, eine Steueröffnung 407b und Ausgangsöffnungen U07c, U07d besitzt. Die Ausgangsöffnung U07c steht mit der Lnergiezufuhröffnung UUIg der Strcmungsweglängenänclerungseinrichtung UUO in Verbindung, und die andere Ausgangsöffnung U07ci ist in die Atmosphäre geöffnet. Die Bezupsziffer 408 bezeichnet einen Fluidic-Limdrehungsratendetektor, der Luftimpulssignale erzeugt, und dessen Aufbau identisch dem

109842/1299

6©

Aufbau des in Fig. 1 gezeigten Detektors 8 ist. Der Detektor 408 ist nämlich derart konstruiert, daß er einen Impuls Pa₂ - gezeigt in Fig. 13a - bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle erzeugt. Eine Ausgangsöffnung 411b des Organs 411 steht mit der Steueröffnung 407b des monostabilen Multivibratorelements 407 in Verbindung. Ein vorbestimmter Druck komprimierter Luft wird durch die Druckluftpumpe 401 und das Luftdruekregulierventil 402 jeder Energiezufuhröffnung 404a, 407a der monostabilen Multivihratorelemente 404, 407 und einer Energiezu-'fuhröffnung 411a des Detektors 408 zugeführt. Das Druckverhältnis der zu den jeweiligen öffnungen zuge-führten Druckluft ist durch die festen Strömungswiderstände 406a, 406b, 406c eingestellt.

Die Bezugs ziffer A_x. bezeichnet allgemein den Motor und diesem zugeordnete Vorrichtungen, und der Aufbau des Abschnitts Ag ist genau der gleiche wie der des in Fig. 1 gezeigten Abschnitts A₁. Eine Druckluftdüse 425 steht mit der ODER-Ausgangsöffnung 404d des monostabilen Multivibrators 404 in Verbindung, und eine Unterdruckfühlöffnung 434 ist mit einer Unterdruckeinführöffnung 40Sn der Strömungsweglängenänderungseinrichtung 405 verbunden.

Ein Plunger 405f der Strömungsweglängenänderungseinrichtung 405: und ein Drosselventil 4ZO, sind miteinander durch einen Verbindungsmechanismus über eine Schaltvorrichtung. 442 verbunden, die bei einer besonderen Gelegenheit betrieben wird, so daß der Plunger 405f bei einer« besonderen Gelegenheit ent-

sprechend dem Öffnungsgrad des Drosselventils 420 betrieben wird. Die Funktionen der Ventile 436, 437 sind genau die gleichen wie die der in Fig. 1 gezeigten Ventile 36, 37.

Im folgenden wird die Betriebsweise dieser Ausführungsform erläutert: Wie vorstehend ausgeführt wurde, wird ein vorbestimmter Druck komprimierter Luft durch die Druckluftpumpe 401 und das Luftdruckregulierventil 402 konstant jeder Energiezufuhröffnung 404a, 407a der monostabilen Multivibratorelemente 404, 407 und der Energiezufuhröffnung 411a des Umdrehungsratendetektors 408 zugeführt. Liegt das in Fig. 13a gezeigte und an der Ausgangsöffnung 411b des Detektors 408 erzeugte Drucklufttriggerimpuls signal Pa₂ als Triggersignal an der Steueröffnung 407b des monostabilen Multivibratorelements 407 unter dieser Bedingung an, wird ein Luftimpuls Pb₂ mit einer Breite tn₂ an der Ausgangsöffnung 407c des Elements 7 unabhängig von der Umdrehungsrate des Motors 409 erzeugt. Der so an der Ausgangsöffnung 407c erzeugte Luftimpuls liegt teilweise als ein Triggerimpuls an der Steueröffnung 404c des monostabilen Multivibratorelements 404 über die den atmosphärischen Druck kompensierende Strömungsweglängenänderungseinrichtung 440/, worauf die von der Energiezufuhröffnung 404a in die NICHT-ODLR-Ausgangsöffnung 404e des monostabilen Multivibratorelements 404 gelangende Druckluft in die ODER-Ausgangsöffnung 404d gerichtet wird. Die von der ODER-Ausgangsöffnung 404d abgegebene Druckluft wird teilweise der Steueröffnung 404c¹ über das Rohr 404f zugefünrt, nachdem die Strömungsrate durch den Strömungswiderstand 406c beschränkt wurde. Dadurch fließt

109842/1299

der Druckluftstrom kontinuierlich in die ODER-Ausgangsöffnung 404d, selbst wenn der von der Ausgangsöffnung 407c des monostabilen Multivibratorelements 407 zur Steueröffnung 404c des monostabilen Multivibratorelements 404 zugeführte Druckluftimpuls verschwindet. Andererseits, wird der an der Ausgangs-•öffnung 407c des monostabilen Multivibratorelements 407 erzeugte Druckluftimpuls teilweise der Energiezufuhröffnung 405d der Strömungsweglängenänderungseinrichtung 405 zugeführt. Der so zugeführte Druckluftimpuls läuft mit Schallgeschwindigkeit durch den Kanal, der durch eine schraubenförmige Nut 405b, eine ringförmige Öffnung 405g, einen Kanal 405i, eine Öffnung 405h und eine längliche Nut 405c gebildet ist, und erreicht die Ausgangsöffnung 405e mit einer Verzögerungszeit, die durch die Länge des Kanals bestimmt ist. Da die Länge des Kanals 4O5i vorbestimmt ist, wird die Verzögerungszeit durch die Länge des Abschnitts der schraubenförmigen Nut 405b von der Energiezufuhröffnung 405h zu der ringförmigen Öffnung 405g geändert (im folgenden als wirksame Länge bezeichnet). Die wirksame Länge der Strömungsweglängenänderungseinrichtung 405 wird auf folgende Weise geändert. Der Plunger 405f wird nämlich proportional zur Größe des Ansaugrohrunterdrucks bewegt, der in die Unterdruckkammer 4051 eingeführt wird. Wird nun der Ansaugrohrdruck über die Unterdruckfühlöffnung 4 34 und das Unterdruckeinführrohr 405n in die Unterdruckkammer 4051 eingeführt und ist niedriger als der absolute Druck von 760 mmh'g, wird eine Membrane 405k in Richtung der Unterdruckkammer 4051 unter Saugwirkung gegen die Vorspannkraft einer Feder 405k angezogen, und demgemäß wird der Plunger 405f in

100642/1299

Richtung des Pfeils B₁, bewegt. Die Größe der Bewegung des Plungers 4O5f ist proportional der Druckdifferenz zwischen dem in die Unterdruckkammer H051 eingeführten Ansaugrohrdruck und dem atmosphärischen Druck. Dadurch wird die ringförmige Öffnung 405 des Plungers 405f in eine Stellung verschoben, in der sie mit der schraubenförmigen Nut 405b verbunden ist. Daher ist zu bemerken, daß die vorstehend erwähnte wirksame Länge und daher die Verzögerungszeit allmählich kleiner wird, wenn der Unterdruck in der Unterdruckkammer 4051 allmählich größer wird. Umgekehrt wird die wirksame Länge und damit die Verzögerungszeit allmählich größer, wenn der Druck in der Unterdruckkammer 4051 sich allmählich dem atmosphärischen Druck nähert. Die Beziehung zwischen dem Ansaugrohrdruck P^ (mmHg) una der ImpulsVerzögerungszeit ta (mm see) ist in Fig. 4 gezeigt. In Fig. 4 ist eine durch die Bezugsziffer E bezeichnete Kurve die charakteristische Kurve für den Fall, daß der Motor in horizontaler Ebene betrieben wird, wo der atmosphärische Druck 760 mmHg beträgt, und der Gang der schraubenförmigen Nut 405b ist an dem von der tnergxezufuhröffnung 405d fernliegenden Endabschnitt klein gemacht, so daß der Gradient der Kurve E relativ klein (sanft) sein kann, wenn der Ansaugrohrdruck P. im Bereich von 400 bis 700 mmHg liegt, jedoch relativ groß (steil) sein kann, wenn der Druck P₁ 700 mmHg überschreitet. Eine durch die Bezugsziffer D bezeichnete Kurve ist die charakteristische Kurve für den Fall, daß der Motor auf hochliegender Ebene (beispielsweise in den Bergen), betrieben wird, wo der atmosphärische Druck 660 nurHg betrogt, unü ist die parallel zur Abszissenachse nach links um einen

Abstand verschobene Kurve E, der 100 mmHg entspricht. Die Markierung Max auf der Ordinatenachse zeigt den" Punkt an, bei dem die Verzögerungszeit maximal ist, und die Markierung Min zeigt den Punkt, wo die Verzögerungszeit minimal ist.

Die den Atmosphärendruck kompensierende Strömungsweglängenänderungseinrichtung 4HO arbeitet folgendermaßen: Wird Druckluft der Energiezufuhröffnung 441f zugeführt, läuft sie mit Schallgeschwindigkeit über den kürzesten Abstand des Kanals, der durch die schraubenförmige Nut HMOd und die Kanäle 441a des ersten Schraubennutenorgans 440b, die erste ringförmige Nut 441c und den Kanal 441e des Plungers 44Oj, den zweiten ringförmigen Kanal 441d, die Kanäle 441b und die zweite schraubenförmige Nut 441d des zweiten Schraubennutenorgans 440c gebildet ist, und wird in die Ausgangsöffnung 441g mit einer Zeitverzögerung gelassen, die durch die Länge dieses Kanals bestimmt ist. Da die Gesamtlänge der Kanäle 441a, 441b, der ersten ringförmigen Nut 441c, des Kanals 441e und der zweiten ringförmigen Nut 441d (im folgenden als feste Länge bezeichnet) vorbestimmt ist, wird hier die Länge des zuvor erwähnten Kanals durch die Summe der Länge des Abschnitts der ersten ringförmigen Nut 440d, die sich' von der Energiezufuhröffnung 441f zum .Einlaßende des in die erste ringförmige Nut 441c offenen Kanals 441a erstreckt (der mit M₂ in Fig. 11 bezeichnete Abschnitt), und der Länge des Abschnitts der zweiten schraubenförmigen Nut 44Ie geändert, die sich von dem Auslaßende aes Kanals441b, der in die zweite ringförmige

10S8U/12S9

is

Nut 441d geöffnet ist (der mit N„ in Fig. 11 bezeichnete Abschnitt), zur Ausgangsöffnung 441g erstreckt- (diese Summe der Längen wird im folgenden als veränderliche Länge bezeichnet). Läuft das Automobil auf horizontaler Ebene, wo der atmosphärische Druck beispielsweise 760 mmHg als Absolutdruck beträgt, werden die Bälge 44On bis 440s in dem am meisten zusammengedrückten Zustand, wie in Fig. 11 gezeigt, durch Wirkung des atmosphärischen Drucks und der Vorspannkraft der Feder 44Oy gehalten, und daher befindet sich der Plunger 440j am unteren Ende seines Hubes, wie in Fig. 11 gezeigt ist. Daher ist die Länge des zuvor erwähnten Kanals (feste Länge + veränderliche Länge) am kürzesten, und die Verzögerungszeit des Druckluftimpulses ist ebenfalls am kürzesten. Bewegt sich das Automobil nun auf hochliegender Ebene, beispielsweise in den Bergen, wird nun der atmosphärische Druck umso niedriger, je höher der Pegel der Ebene steigt, und der in die Kammer440m eingeführte absolute atmosphärische Druck wird demgemäß kleiner. Daher dehnen sich die Bälge 440n bis 440s unter ihrer eigenen Federkraft in Richtung des Pfeiles C2 in Fig. 11 gegen die Vorspannkraft der Feder 44Oy entsprechend dem Druckunterschied zwischen dem Absolutdruck von 0 mmHg darin und dem in die Kammer 440m eingeführten absoluten atmosphärischen Druck, und so bewegt sich der Plunger 44Oj ebenfalls in Richtung des Pfeiles Cg. Dadurch werden die Verbindungspunkte zwischen aer ersten und zweiten ringförmigen Nut 441c, 441d des Plungers 441j und der Kanäle 441a, 441b verschoben, und die zuvor erwähnte veränderliche Länge steigt proportional zur Größe der Bewegung des Plungers 44Oj an wodurch die Impulsver-

109842/1299

zögerungszeit länger wird. Diese Beziehung zwischen dem atmosphärischen Druck P₄ (mmHg) und der der Bewegung des Plungers 44Oj in Richtung des Pfeils C₂ zugeordneten Verzögerungszeit te (nun see) ist in Fig. 14 dargestellt. In dieser Figur ist die erwähnte Beziehung streng genommen durch die stufenförmige durchgehende Kurve M dargestellt, jedoch ist der Gang (d.h. die Steigung der schraubenförmigen Nuten 44Od, 44Oe ausreichend klein gemacht; in der Praxis kann die Beziehung als durch die durchbrochene Linie N angenähert betrachtet werden. Die Verzögerungszeit te wird nämlich stufenweise mit einem bestimmten Gradienten kürzer, wenn der atmosphärische Druck P₄ ansteigt. In anderen Worten, die Verzögerungszeit des in die Energiezufuhröffnung ¹I¹IIf fließenden und von der Ausgangsöffnung "*11g abgegebenen Druckluftimpulses ist im Durchschnitt mit einer negativen Proportionalitätskonstante dem in die Kammer 440m eingefünrten atmosphärischen Druck P₁^ proportional. In Fig. IH bezeichnet die Markierung Max auf der Ordinatenachse den Punkt, bei dem die Verzögerungszeit te maximal ist, und die Markierung Min bezeichnet den Punkt, wo die Verzögerungszeit minimal ist. Der Gradient der charakteristischen Kurve der Verzögerungszeit te gegenüber dem Atmosphärendruck P₁₁ ist durch den Gang der schraubenförmigen Nuten 44Od, 44Oe der Strömungsweglängenänderungseinrichtung 440 bestimmt. Liegen bei konstanter Umdrehungsrate des Motors die (in Fig. 13b gezeigten) an der Ausgangsöffnung 407c des monostabilen Multivibratorelements 407 erzeugten und durch die Strörnungsweglängenänderungseinrichtung 405 beispielsweise um eine Zeit t^ - wie in Fig. 13d gezeigt und durch die den Atmosphärendruck kompensierende Ströinungs-

109842/1299

weglängenänderungseinrichtung 440 beispielsweise um eine Zeit tr - wie in Fig. 13c gezeigt - verzögerten Druckluftimpulse an den Steueröffnungen 404b, 404c des monostabilen Multivibratorelements 404 an, wird von der ODER-Ausgangsöffnung 404d Druckluft mit der Verzögerungszeit tr abgegeben, und die Abgabe von Druckluft ist mit der Verzögerungszeit t^ gegenüber dem Luftimpuls unterbrochen, der an der Ausgangsöffnung 407c des monostabilen Multivibratorelements 407 erzeugt wurde. An der ODER-Ausgangsöffnung 404d des monostabilen Multivibratorelements 404 wird nämlich ein Druckluftimpuls mit einer Breite von t^ bis tg, wie in Fig. 13e dargestellt ist, erzeugt. Daher wird die Breite des an der ODER-Ausgangsöffnung 404d erzeugten Druckluftimpulses durch Balancierung der Verzögerungszeit ta, die durch die Strömungsweglängenänderungseinrichtung 405 hervorgerufen wird, und der Verzögerungszeit te geändert, die durch die Strömungsweglängenänderungseinrichtung 440 hervorgerufen wird.

Der Minimalwert des Impulsintervalls des an der ODER-Ausgangsöf fnung 404d erzeugten Druckluftimpulses kann bis tn„ abgesenkt werden, wie dies in Fig. 13f dargestellt ist, was die Breite des Ausgangsdruckluftimpulses Pbj des in Fig. 13b gezeigten monostabilen Multivibratorelements 407 ist. An der NICHT-ODER-Ausgangsöffnung 404e wird ein Druckluftimpuls mit einer Phase erzeugt, die umgekehrt zu der Phase des an der ODER-Ausgangsöffnung 404d erzeugten Impulses liegt, und dieser Impuls wird in die Atmosphäre gelassen.

10584271209

Die den atmosphärischen Druck kompensierende Strömungsweglängenänderungseinrichtung 440 ist aus folgendem Grund vorgesehen: Fig. 15 zeigt die Beziehung zwischen dem Innendruck Pr (mmHg) des Ansaugrohrs 419 und der für jeden BetriebsZyklus für den Motor erforderlichen Kraftstoffmenge Q. Eine Kurve G stellt den Fall dar, bei dem der Motor mit dem atmosphärischen Druck von 760 mmHg betrieben wird, und die Kurve H stellt den Fall dar, bei dem der Motor auf hochliegender Ebene betrieben wird, wo der atmosphärische Druck beispielsweise höchstens 660 mmHg beträgt. Aus Fig. 15 ist ersichtlich, daß eine Änderung der für den Motor erforderlichen Kraftstoffmenge bei Änderung des atmosphärischen Drucks kompensiert werden kann, indem die Strömungsweglängenänderungseinrichtung 440 in den Strömungskreis eingebaut wird und die Breite des an der ODER-Ausgangsöffnung 404d des monostabilen Multivibratorelements 404 erzeugten Druckluftimpulses um eine Größe verringert wird, die proportional' der Größe der Verringerung des atmosphärischen Drucks ist, wie im vorhergehenden beschrieben wurde.

Werden an der ODER-Ausgangsöffnung 404d des monostabilen Multivibratorelements 404 keine Druckluftimpulse erzeugt, fließt üer von der Kraftstoffeinspritzdüse 42 3 in Form eines Strahls eingespritzte Kraftstoff vollständig in ein Kraftstoffaufnahmerohr 424 und wird in eine Schwimmerkammer 428 über ein Kraftstoffrücklaufrohr 426 zurückgeführt. Wird jedoch ein Druckluftimpuls an der· Ausgangsöffnung 404d erzeugt, wird der Druckluftimpuls von der Druckluftdüse 42 5 ausgeströmt, und der von der Kraftstoffeinspritzdüse 42 3 in das Kraftstoffaufnahmerohr

424 gelangende Kraftstoff wird durch diese Druckluft, wie in Fig. 11 dargestellt ist, abgelenkt und zerstäubt und in das Ansaugrohr 419 zur Zuführung in einen Zylinder 414 über das Drosselventil eingespritzt. Zur Erreichung einer Mischung mit einem gewünschten Kraftstoff-Luftverhältnis ist es nur notwendig, das Verhältnis zwischen dem Produkt der Saugwirksamkeit und der Luftdichte (die proportional der bei einem Zyklus des Motors angesaugte Luftmenge ist) und der Impulsbreite auf einen bestimmten Wert zu steuern. In dieser Ausführungsform ist die Impulsbreite durch den Abgleich (Balance) der Verzögerungszeit ta, die durch die Strömungsweglängenänderungseinrichtung 405 hervorgerufen wird, und der Verzögerungszeit te bestimmt, die durch die den atmosphärischen Druck kompensierende Strömungsweglängenänderungseinrichtung 440 hervorgerufen wird, und dadurch wird das Kraftstoff-Luftverhältnis ständig auf einen Optimalwert gesteuert. Der Plunger 405f wird durch den Verbindungsmechanisnius 435 einschließlich der Schaltvorrichtung 442 entsprechend dem Öffnungsgrad aes Drosselventils 420 bei der Gelegenheit betrieben, wenn es notwendig wird, die zuzuführende Kraftstoffmenge insbesondere bei der Beschleunigung zu vergrößern .

Der Fluidic-Uii.drehungsratendetektor 8 erzeugt zwei der in Fig. 13a gezeigten Impulse Pa~ bei jeweils zwei Umdrehungen der Kurbelwelle für jeden Zyklus des Motors. Daher werden, zwei Druckluftirr.pulse an der· ODER-Ausgangsöffnung 404d des monostabilen HultiviLratorelements 404 bei jedem Zyklus des Motors basierend auf dem Impuls Pd„ erzeugt, und die

109842/1299

Io

Breite dieser Impulse entspricht der Größe der Motorbelastung. Insbesondere bei hoher Geschwindigkeit, im Hochlastbereich des Motors auf horizontaler Ebene, wird die Wellenform des an der ODER-Ausgangsöffnurig 404d erzeugten Druckluftimpulses der in Fig. 13f gezeigten Wellenform angenähert, die Impulsbreite wird extrem weit und das Impulsintervall kommt dem Wert von tn2 extrem nahe. Der von der Kraftstoffeinspritzdüse 42 3 für einen Zyklus des Motors eingespritzte Kraftstoff wird nämlich fast vollständig in das Ansaugrohr 419 kontinuierlich durch den Druckluftimpuls extrem großer Weite eingespritzt, der von der Druckluftdüse ausgeströmt wird, mit Ausnahme für eine kurze Zeitperiode, die dem ImpulsIntervall entspricht, und nur eine sehr kleine von der Kraftstoffeinspritzdüse 42 3 eingespritzte Kraftstoffmenge wird während dieser kurzen Zeitperiode in die Schwimmerkammer 428 über das Kraftstoffaufnahmerohr 424 zurückgeführt. Insbesondere bei hoher Geschwindigkeit, im Hochlastbereich des Motors auf horizontaler Ebene kann eine für den Motor bei jedem Betriebszyklus erforderliche Kraftstoffmenge kontinuierlich gleichmäßig in das Ansaugrohr 419 während der Periode eines Zyklus eingespritzt werden, mit Ausnahme für die erwähnte sehr kurze Zeitperiode. Dadurch wird es ermöglicht, als Kraftstoffeinspritzpumpe 4 31 eine Pumpe zu verwenden, deren Kapazität kleiner als die Kapazität einer Pumpe ist, die dann erforderlich ist, wenn eine für den Motor erforderliche Kraftstoffmenge für nur eine kurze Zeitperiode während eines Zyklus des Motors auf einmal eingespritzt wird. Ist der Motor ein mehrzyklindriger Motor, können die Mengen des in die jeweiligen Zylinder einzuspritzenden Kraftstoffs gleichmäßig gemacht

109842/12 9 9

- Ύί -

werden. Bei niedriger Geschwindigkeit, im Niedriglastbereich des Motors kann jedoch die Kraftstoffeinspritzperiode bis tn2 verkürzt werden, indem die Impulsverzögerungszeit auf tn₂ verkürzt werden, und dadurch kann die einzuspritzende Kraftstoffmenge minimal gemacht werden.

In dieser Ausführungsform werden die Giftgase im Abgas ebenfalls oxydiert und durch die Druckluft harmlos gemacht, die von einer Lufteinspritzdüse U39 über ein Rückschlagventil 4 38 eingeblasen wird; die Kraftstoffzufuhr zum Motor 409 wird bei plötzlicher Verzögerung des Motors durch Wirkung des Ventils 4 36 unterbrochen, und die Stromzufuhr zur Kraftstoffeinspritzpumpe 431 wird durch Betrieb des Ventils 437 beim Ausfallen der Druckluftpumpe 401 unterbrochen, um die Kraftstoffzufuhr zur Kraftstoffeinspritzdüse 42 3 zu unterbrechen, wie im vorhergehenden anhand der ersten Ausführungsform beschrieben wurde.

Wenn zwar in den beschriebenen Ausführungsformen Druckluft als Arbeitsströmungsmedium verwendet wurde, kann ebenfalls eine Flüssigkeit, wie Wasser oder Benzin, anstelle von Druckluft verwendet werden.

Wenn zwar die vorliegende Erfindung in ihrer Anwendung auf einen Motor mit einem einzigen Zylinder beschrieben wurde, kann bei einem mehrzylindrigen Motor der in jeden Zylinder einzuspritzende Kraftstoff in geeigneter Weise gesteuert werden, indem die Kraftstoffeinspritzdüse 23, das Kraftstoffaufnahmerohr 24, die Druckluftdüse 2fa usw. - mit dem in Fig. 1 gezeigten

10Ö842/1289

Aufbau - für jeden Zylinder verwendet wird. Ferner wird in den beschriebenen Ausführungsformen die plötzliche Verzögerung des Motors 9, 109, 209, 309, 409 durch das Ventil 36, 136, 236, 336 oder 436 ermittelt, indem der Ansaugrohrunterdruck von der Unterdruckfühlöffnung 34, 134, 234, 334, oder 434 verwendet wird, jedoch kann die plötzliche Verzögerung des Motors auch durch den üffnungsgrad des Drosselventils 20, 120, 2 20, 320 oder 420 ermittelt werden. Die Energiezufuhr zur Kraftstoffeinspritzpumpe 31, 131, 2 31, 331 oder 431 kann durch Ermittlung des Öffnungsgrades des Drosselventils unterbrochen werden.

Es ist ebenfalls zu bemerken, daß das monostabile Fluidic-Multivibratorelement 4, 104, 204, 304, oder 404 durch ein bistabiles Multivibratorelement ersetzt werden kann.

Die fünfte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Steuersystems hat aufgrund der beschriebenen Konstruktion die gleichen Wirkungen wie die erste Ausführungsform. Da die Menge des eingespritzten Kraftstoffs durch eine Änderung im atmosphärischen Druck reguliert wird, kann zusätzlich der Vorteil erreicht werden, daß eine für den Motor erforderliche Kraftstoffmenge stets dem Motor zugeführt werden kann, ohne dem Einfluß einer Änderung des atmosphärischen Drucks zu unterliegen, - dies sowohl auf horizontaler Ebene, wo der atmosphärische Druck 760 mmHg beträgt als auch auf hochliegender Ebene, wo der atmosphärische Druck unter 760 mmHg liegt.

109842/1299

Mit der Erfindung wird somit ein Steuersystem für eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung für Verbrennungsmotoren geschaffen, das einen Triggerimpulsgenerator zur Erzeugung eines Triggerimpulses synchron zur Drehung des Verbrennungsmotors aufweist, eine Strömungsweglängenänderungseinrichtung, durch die die Länge eines Strömungsweges entsprechend der Motorbelastung geändert werden kann, und eine Fluidic-Steuerschaltung (Steuerkreis) zum Erzeugen eines Fluidic-Impulses veränderlicher Breite im Zusammenwirken mit der Strömungsweglängenänderungseinrichtung, wobei der von dem Triggerimpulsgenerator erzeugte Triggerimpuls an die Fluidic-Steuerschaltung und die Strömungsweglängenänderungseinrichtung angelegt wird, wodurch ein Fluidic-Impuls durch die Fluidic-Steuerschaltung erzeugt wird und der so erzeugte Fluidic-Impuls zur Steuerung der dem Motor zugeführten Kraftstoffmenge verwendet wird.

1098^2/1299

Claims

Patentansprüche

ί !./Steuersystem für eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung für Verbrennungsmotoren, gekennzeichnet durch eine Trigger-•impulsgeneratoreinrichtung zur Erzeugung eines Triggerimpulses synchron zur Umdrehung eines Verbrennungsmotors, eine Strömungsweglängenänderungseinrichtung (5), durch die die Länge eines Strömungskanals entsprechend der Belastung des Motors geändert werden kann, und eine Fluidie-Steuerschaltung zum Erzeugen eines Fluidic-Impülses veränderlicher Breite und in veränderlicher Anzahl in Zusammenarbeit mit der Strömungsweglängenänderungseinrichtung (5) und der Triggerimpulsgeneratoreinrichtung, wobei der von der Triggerimpulsgeneratoreinrichtung erzeugte Triggerimpuls (8) an der Fluidie-Steuerschaltung und der Strömungsweglängenänderungseinrichtung (5) anliegt, wodurch ein FIuidic-Impuls durch die Fluidie-Steuerschaltung erzeugt wird, der zur Steuerung der dem Motor zugeführten Kraftstoffmenge benutzt wird.
2. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluidie-Steuerschaltung ein Multivibratorelement (U) besitzt und die Strömungsweglängenänderungseinrichtung (5) in einen negativen Rückkopplungskreis des Multivibratorelements (U) oder in einen Kreis eingesetzt ist, durch den ein Rohr zum Anlegen oes Triggerimpulses an eine erste Steueröffnung (Ub) aes Multivibratorelements (U) durch dieses hiiiclui ch mit einer·

109842/1299

zweiten Steueröffnung (4c) des Multivibratorelements (f) in Verbindung steht.
3. Steuersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Triggerimpulsgeneratoreinriciitung eine Umdrehungsratenäetektoreinheit (8) besitzt, die einen Impuls durch intermittierendes Unterbrechen des Strömungskanals erzeugen kann, und ein mono- . stabiles Multivibratorelement (7) zur Formung des Ausgangsimpulses der Umdrehungsratendetektoreinheit (8).
U. Steuersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das in der Triggerimpulsgeneratoreinrichtung enthaltene monostabile Multivibratorelement (7) ein monostabiles Uni-Multivibratorelement ist und daß das in der Fluidic-Steuerschaltung enthaltene Multivibratorelement (4) ein bistabiles Multivibratorelement ist.
5. Steuersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß aas monostabile Multivibratorelement (7), das in der Triggerimpulsgeneratoreinrichtung enthalten ist, ein monostabiles Uni-Multivibratorelement ist und daß das in der Fluidic-Steuerschaltung enthaltene Multivibratorelement (U) ein monostabiles ODLR-NICHT-ODER-MuItivibratorelement ist.
6. Steuersystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, aaß die Fluidic-Steuerschaltung ferner ein monostabiles Multivitratorelement zur Verstärkung des Ausgangs impulses von dem bistabilen Multivibratorelement (¹O enthält.

109842/1299
7. Steuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine zweite Strömungsweglängenänderungseinrichtung, durch die die Länge eines Ströraungskanals entsprechend dem atmosphärischen Druck geändert werden kann, wobei die Fluidic-Steuerschaltung einen Fluidic-Impuls veränderlicher Breite und in veränderlicher Anzahl in Zusammenarbeit mit der ersten und der zweiten Strömungsweglängenänderungseinrichtung und der Triggerimpulsgeneratoreinrichtung erzeugt, und ein durch die Triggerimpulsgeneratoreinrichtung erzeugter Triggerimpuls an der Fluidic-Steuerschaltung über die zweite Strömungsweglängenänderungseinrichtung und ein anderer an der Fluidic-Steuerschaltung und der ersten Strömungsweglängenänderungseinrichtung anliegt.

109842/1299