DE2215325A1 - Steuereinrichtung für ein elektronisch gesteuertes Brennstoff-Einspritzsystem - Google Patents

Description

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D -8023 München - Pullach
Wler.erslr.2.1. Mchn.7930570.7931782

v.l/sta - 4721-A München-Pullach, den 27. 3. 72

THE BENDIX CORPORATION, Executive Offices, Bendix Center, Southfield, Michigan 48 075, Michigan, USA

Steuereinrichtung für ein elektronisch gesteuertes Brennstoff-Einspritzsystem

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Energiesteuerschaltungen, die dazu verwendet werden, die Zufuhr von Energie an elektromagnetische Wicklungen zu steuern. Insbesondere betrifft die Erfindung denjenigen Abschnitt des zuvor erwähnten Gebietes, bei dem die Energie in diskreten, zeitlich gesteuerten Impulsen zugeführt wird, um die Abgabe von Brennstoff an eine Brennkraftmaschine zu steuern. Speziell betrifft die Erfindung die Steuereinrichtung zum Steuern der Energie, die von den elektromagnetischen Wicklungen von verschiedenen elektromagnetischen Ein-3pritzventilen verwendet und abgegeben wird.

Gemäß dem Stand der Technik wird vorgeschlagen, die elektromagnetischen Einspritzventile von elektronischen Brennstoffeinspritzsystemen über geeignete leistungsverstärkerstufen direkt an den Ausgang einer Hauptcomputerschaltung anzuschließen, so daß diese intermittierend in Einklang mit dem Auftreten von Impulsen erregt werden, welche die momentane Brennstoffanforderung der zugeordneten Maschine darstellen. Im Hinblick auf die Tatsache, daß die Ausgangsgröße der Spannungsregeleinrichtung, die Teil der Ladeschaltung für die Fahrzeugbatterie ist, innerhalb weiter Bereiche in der Größe der Ausgangsspannung schwan- · ken kann, wurde gemäß dem Stand der Technik auf verschiedene Weise versucht, den momentan zur Verfügung stehenden Spannungswert zu erfassen, um die Einspritzvorrichtungen zu erregen und

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um die Dauer der Einspritzsteuerimpulse, die durch die Hauptcomputerschaltung errechnet wurde, einzustellen, um also sicherzustellen, daß die gesamte während des Einspritzöffnungszyklus eingespritzte Brennstoffmenge für konstante Betriebsbedingungen der Maschine und sich ändernde Spannung an den Einspritzventilen im wesentlichen einheitlich ist.

Derartige entwickelte Kompensationsanordnungen tragen jedoch bedeutend zur Kostensteigerung und kompliziertem Aufbau der Hauptcomputerschaltung bei, und sie führen ferner zusätzliche potentielle Fehler oder Fehlerquellen zum Nachteil der Genauigkeit ein, u. zw. im Hinblick auf die Tatsache, daß die zusätzliche Schaltung zum Steuern der Impulslänge inhgrent Faktoren einführt, die sich während der Lebensdauer des Systems verändern können und sich ebenso von System zu System ändern können. Es ist demnach Ziel der Erfindung, ein System zum Steuern der Einspritzventilerregung zu schaffen, welches nicht die Hauptcomputerschaltung beeinflußt oder behindert. Ebenso ist es Ziel der Erfindung, eine Einrichtung zum Steuern der Erregung der Einspritzventile zu schaffen, die es nicht erforderlich macht, ein Kompensationssignal der Hauptcomputerschaltung einzuspeisen. Auch ist es Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung zum Steuern der Erregung der Einspritzventile zu schaffen, welches den Einfluß von Schwankungen im Ausgangssignal der Spannungsregeleinrichtung eliminiert, welche Schwankungen häufig bei den zur Zeit bestehenden elektronischen Brennstoffeinspritzsystemen beobachtet wurden.

Es ist auf dem vorliegenden Gebiet gut bekannt, daß eine der Schwierigkeiten bei Brennstoffeinspritzsystemen aus der Tatsache entsteht, daß, obwohl die Erregerimpulse im wesentlichen in eine rechteckige Form gebracht werden können, das Ansprechverhalten eines Einspritzventiles relativ träge ist, so daß die Öffnungscharakteristik des Ventils nichts mehr mit rechteckig zu tun hat. Daher ist auch die Berechnung des durch ein Ventil eingespritzten Brennstoffs, welches ein nicht rechteckiges OfT-nungs-Ansprechverhalten aufweist, sehr komplex, und darüber

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hinaus wird die gesamte Brennstoffmenge unter denjenigen Wert reduziert, der gewöhnlich, eingespritzt werden würde, wenn das Ventil eine rechteckige Ansprechcharakteristik besitzen würde. Es ist auch Gegenstand der Erfindung, eine Einrichtung zum Steuern der Erregung von Einspritzventilen zu schaffen, die eine schnellere Öffnungskennlinie oder -charakteristik des Ventils ermöglicht, um dadurch ein Ventilöffnungsverhalten "bzw. -ansprechverhalten zu erreichen, welches der Rechtecksform näher kommt, als dies zur Zeit bei den-bekannten Systemen erreicht werden kann. Es ist auch Gegenstand der Erfindung, eine Einrichtung zum Steuern der Erregung von Einspritzventilen so auszulegen, daß das Schließen des Ventils durch Reduzierung der gesamten im elektromagnetischen Feld gespeicherten Energie weitgehend vereinfacht wird.

Bei den bekannten Systemen wurde zum Erregen der .Einspritzventi!vorrichtung bzw. der elektromagnetischen Spulen₍die maximale zur Verfugung stehende Spannung oder Spannungen verwendet, um damit zu erreichen, daß die Einspritzventile so schnell wie möglich öffnen. Gemäß dem Stand der Technik hat man beispielsweise vorgeschlagen, derartige Ventile überzuerregen, u. zw. mit Spannungen, die oberhalb der maximalen zur Verfugung stehenden Spannung gelegen sind. Bei all diesen bekannten Systemen ergibt sich ein starker Stromfluß durch die elektromagnetischen Wicklungen bei Dauerzustandsbetrieb. Um die dadurch entstehenden Anforderungen an die elektromagnetischen Spulen zur Vernichtung der großen Energiemengen zu reduzieren, hat man Widerstände mit hohen Widerstandswerten in Reihe mit den elektromagnetischen Spulen oder Wicklungen geschaltet, um also die Energie zu vernichten. Diese Widerstände sind insofern teuer, als sie für hohe Energievernichtung ausgelegt sein müssen. Darüber hinaus machen sie ursprüngliche Objektiven zunichte, deren Ausführung zur Verwendung derselben führt. Es ist somit speziell Ziel der Erfindung, eine Einrichtung zu schaffen, um die Öffnungszeiten der Einspritzventile zu verbessern, wobei jedoch kei,.ne Reihenschaltungen von Widerständen mit hohen Y/iderstandswerten, erforderlich sind. Es ist auch Aufgabe der Erfindung, ein System- zum Erregen

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von Einspritzventilen "bzw. deren elektromagnetischen Wicklungen zu schaffen, welches einen niedrigeren Spannungswert den elektromagnetischen Wicklungen zuführt, jedoch bei gleichzeitiger Verbesserung der Öffnungszeiten der Ventile.

Durch die Erfindung wird das anstehende Problem mit Hilfe eines Einspritzsteuersystems gelöst, u. zw. wird erfindungsgemäß die maximale den Einspritzventilen zugeführte Spannung auf einen Wert geregelt, der etwas unterhalb der minimalen Spannungsausgangsgröße der Spannungsregeleinrichtung gelegen ist, die üblich im Ladesystem für die Fahrzeugbatterie verwendet wird, die jedoch einheitlich konstant gemacht werden kann. Weiterhin kommt erfindungsgemäß eine Stromregeleinrichtung zur Anwendung, um den den Einspritzventilen zugeführten Strom auf einem Wert zu halten, der nicht sonderlich über demjenigen Viert liegt, der zum Offenhalten der Ventile erforderlich ist. Diese Punktionen werden durch fortgesetzte Antastung der an die Einspritzventile angelegten Spannung und des diesen zugeführten Stromes erreicht, und diese fortwährend erfaßten Proben oder Probeentnähmewerte werden mit Bezugsgrößen verglichen. Jede der Vergleichsstufen wird dann zum Steuern eines variablen Schalters vom Ventiltyp verwendet, so daß die den Einspritzventilen zugeführte maximale Spannung und der zu diesen fließende maximale Strom nicht die von den Bezugsgrößen vorgegebenen Werte überschreiten. Diese Ventiltypschalter werden in Reihe angeordnet, so daß die Wirkungen der Steuerung oder Regelung kumulativ sind. Die Erfindung kennzeichnet sich ebenso,durch gleichzeitige Steuerung der an die Einspritzventileinrichtung angelegten maximalen Spannung und des zu dieser fließenden maximalen Stromes, u. zw. mit Hilfe von Spannungsprobeentnahme- oder Antasttechniken und mit Hilfe von Vergleichen zwischen den Spannungsproben und den Bezugsgrößen und einer daraus resultierenden Steuerung des serienmäßig gekoppelten Energieflusses, welcher variable Schalter vom Ventiltyp steuert, um die gewünschten Werte beizubehalten. Erfindungsgemäß wird ein erster maximaler Stromfluß aufgebaut, der urnrit.telbar auf einen niedrigeren, zweiten maximalen Wert redu- ■)»'-X wird, der etwas oberhalb demjenigen Stromwert liegt, der

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zum offenhalten der Einspritzventileinrichtung, unter Einkalkulierung der Vorspannung der Ventilschließeinrichtung, ausreichend ist. Durch Begrenzen der der Einspritzventileinrichtung zugeführten Energie bzw. der den elektromagnetischen Wicklungen zugeführten Energie werden die zur Zeit erforderlichen Vorrichtungen zur Vernichtung der hohen- Energie überflüssig,, und das Ansprechverhalten der Ventileinrichtung wird gleichzeitig verbessert. .

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist eine Steuereinrichtung für den Energiefluß vorgesehen, um virtuell die Notwendigkeit für in Reihe geschaltete Widerstände zu eliminieren, was durch die Verwendung der elektromagnetischen Wicklungen der Einsprit zventileinrichtung· als energievernichtende Vorrichtung erreicht wird.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen schematischen Schaltplan eines elektronischen BrennstoffSteuersystems, welches bei Kolben-Verbrennungsmaschinen zur Anwendung gelangen kann;

Pig. 2 schematisch einen Schaltplan einer Aüsführungsform einer Hauptcomputerschaltung eines elektronischen BrennstoffSteuersystems, bei welchem die vorliegende Erfindung verwirklieht werden kann;

Fig, 3 ein Blockschaltbild einer Einspritzsteuereinrichttitig nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 schematisch einen Schaltplan der Signalverstärkerstufen der elektromagnetischen Einspritzventileinrichtung und eine Einspritzsteuereinrichtung gemäß einer Ausführungsform nach der Erfindung;- _r ,

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Mg. 5 eine Reihe von graphischen Darstellungen, die ausgewählte Signalwerte wiedergeben, die bei der Einspritzsteuereinrichtung während eines Betriebszyklusses auftreten, und eine Kurve, welche die Öffnungszeit des Einspritzventils wiedergibt; und

Mg. 6 eine Schnittdarstellung eines Einspritzventils desjenigen Typs, bei welchem die vorliegende Erfindung zur Anwendung gelangen kann.

Fig. 1 zeigt in schematischer Form ein elektronisches Brennstoff steuersystem. Das System besteht aus einer Computerschaltung 10, einem Druckansaugrohr-Abtaster 12, einem Temperaturabtaster 14, einer Eingangs-Zeitsteuereinrichtung 16 und aus verschiedenen weiteren Abtastern 18. Der Abtaster 12 zum Abtasten des Ansaugrohrdruckes und die zugeordneten weiteren Abtaster 18 sind am Drosselkörper 20 angeordnet. Der Ausgang der Computerschaltung 1C ist an ein elektromagnetisches Einspritzventilteil 22 gekoppelt, welches im Ausaugrohr 24 gelegen ist und so angeordnet ist, daß Brennstoff aus dem Tank 26 über eine Pumpe 28 und durch geeignete Brennstoffleitungen 30 in einen Verbrennungszylinder 32 einer Brennkraftmaschine (nicht gezeigt) abgegeben werden kann, ubwohl das Einspritzventilteil 22 so dargestellt ist, daß ein Brennstoffsprühstrahl in ein offenes Eingangsventil 34 abgegeben wird, sei hervorgehoben, daß diese Darstellung nur beispielhaft gelten soll, und daß auch andere Abgabevorrichtungen verwendet werden können, die gut bekannt sind. Es ist auch weiterhin auf dem vorliegenden Gebiet gut bekannt, daß die Computerschaltung 10 eine Einspritzventileinrichtung steuern kann, die aus einem oder aus mehreren Einspritzventilteilen 22 besteht, die entweder einzeln oder in Gruppen mit sich ändernder Anzahl in einer Aufeinanderfolge betätigt werden, jedoch auch gleichzeitig betätigt werden. Die Computerschaltung wird durch die Batterie 36 erregt, die eine Fahrzeugbatterie oder eine getrennte eigene Batterie sein kann.

Fig. 2 zeigt nun die Hauptcomputerschaltung 110 eines elektro-

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nischen BrennstoffSteuersystems. Die Schaltung wird durch eine •Stromversorgung, die mit ¹B + "bezeichnet ist, an verschiedenen Stellen erregt. Bei der Anwendung dieses Systems in einem Brennstoffsteuersystem einer Maschine kann die Stromversorgung von der Batterie 36 und/oder dem Batterieladesystem dargestellt sein, welches üblicherweise die elektrische !Energieversorgung des Fahrzeugs-darstellt. Der Fachmann erkennt, daß die elektrische Polarität der Versorgungsspannung auch umgedreht werden kann.

Die Schaltung 110, die einen Abschnitt der elektronischen Steuereinheit 10 beinhaltet,' empfängt zusammen mit der Versor-* gungsspannung verschiedene Abtaster-Eingangsgrößen, u. zw. in Form von Spannungssignalen, die in diesem Ausführungsbeispiel kennzeichnend für verschiedene ,Betriebsparameter der zugeordneten Maschine sind. Der Ansaugrohr-Druckabtaster 12 sieht eine Spannung vor, welche kennzeichnend für den Druck im Ansaugrohr ist, der-Temperaturabtaster 14 ändert die Spannung über den diesem zugeordneten und parallel geschalteten Widerstand, um ein Spannungssignal vorzusehen, welches die Maschinentemperatur wiedergibt, -weiterhin werden Spannungssignale eingegeben, die kennzeichnend für die Maschinenumdrehungszahl sind und von der Singangs-Zeitsteuervorrichtung 16 am Schaltungseingangsanschluß 116 erscheinen. Dieses Signal kann von irgendeiner Quelle abgeleitet werden, welche den Kurbelwinkel der Maschine wiedergibt, es wird-jedoch bevorzugterweise vom Zündverteiler der Maschine abgeleitet.

Die Schaltung 110 sieht zwei aufeinanderfolgende Impulse veränderlicher Dauer vor, u. zw. über .aufeinanderfolgende Netzwerke am Schaltungspunkt 118, um dadurch die "EIN"-Zeit des Transistors 120 zu steuern. Der erste Impuls wird-von demjenigen Abschnitt der Schaltung 110 über den Widerstand 122 vorgesehen, dessen Eingangsgrößen kennzeichnend für den Kurbelwinkel der Maschine und den Druck im Ansaugrohr sind. Das Ende dieses Impulses leitet einen zweiten Impuls ein, der von dem Schaltungsabschnitt der Schaltung 110 über den Widerstand 124 vorge~

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sehen wird, welcher Abschnitt eine Eingangsgröße vom Temperatur-

f.. abtaster 14 erhält. Diese Impulse erscheinen aufeinanderfolgend ; am Schaltungspunkt 118, und sie schalten den Transistor 120 ; "EIN", d. h. der Transistor 120 wird in den leitenden Zustand . ; getriggert, und es erscheint am Ausgangsanschluß 126 der Schal- |- tung ein relativ niedriges Spannungssignal. Dieser Anschluß kann; über die Schaltung nach der vorliegenden Erfindung (Fig. 5) und geeignete Inverterstufen und/oder Verstärkerstufen mit der Einspritzventileinrichtung (in Fig. 6 gezeigt) so verbunden werden, ι

daß die ausgewählte Einspritzventileinrichtung erregt wird, immer, wenn der Transistor 120 "EIN" geschaltet wird. Es ist üb- ν lieh, eine Schaltervorrichtung zum Steuern zu verwenden, u. zw. j welche der Einspritzventilvorrichtungen an den Schaltungs- ί punkt 126 gekoppelt werden, wenn das System dazu verwendet wird, weniger als alle Einspritzventile zu irgendeinem Zeitpunkt zu betätigen. Da die Einspritzventileinrichtung relativ langsam arbeitet, u. zw. verglichen mit der Geschwindigkeit elektronischer Vorrichtungen, so führen die am Schaltungspunkt 118 aufeinanderfolgend erscheinenden Impulse dazu, daß die Einspritzventi!einrichtung offen bleibt bis zum Ende des zweiten Impulses.

Die Dauer des ersten Impulses wird durch das monostabile Multivibratornetzwerk gesteuert, welchem die Transistoren 128 und 130 zugeordnet sind. Durch das Erscheinen eines Impulses am Eingangsanschluß 116 wird der Multivibrator in seinen unstabilen Zustand getriggert, wobei sich der Transietor 128 im leitenden Zustand und der Transistor 130 im nicht leitenden Zustand befinden. Die Zeitperiode, während welcher der Transistor 128 leitend ist, wird durch das vom Ansaugdruck-Abtaster 12 gelieferte Spannungssignal gesteuert. Das Leiten des Transistors 128 hat zur Folge, daß der Kollektor 128 c desselben ein relativ niedri-! ges Spannungspotential einnimmt, welches sich nahe Erde oder Masse bzw. dem gemeinsamen Spannungspotential befindet. Diese niedrige Spannung bewirkt, daß die Basis 134 b des Transsistors 134 auf eine niedrige Spannung abfällt, die unterhalb demjenigen Wert liegt, der dazu erforderlich ist, um den Transi-

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stör 134 in einen leitenden Zustand zu triggern, so daß der Transistor 134 geschlossen wird. Die Spannung am Kollektor I34 ο steigt daher auf den B +-Wert an und wird über den Widerstand 122 zum Schaltungspunkt 118 übertragen, wo dann der Transistor 120 in seinen leitenden Zustand getriggert wird und demzufolge eine relativ niedrige Spannung am Schaltungsanschluß erscheint. Wie bereits erwähnt, bewirkt das-Vorhandensein eines niedrigen Spannungssignals am Schaltungsanschluß 126, daß das ausgewählte Einspritzventil bzw. Einspritzventileinrichtung öffnet. Wenn das vom Ansaugrohr-Druckabtaster 12 kommende Spannungssignal auf einen Wert abgefallen ist, der erforderlich ist, damit der Multivibrator in seinen stabilen Zustand zurückkehrt, wird der Transistor 130 in den leitenden Zustand und der Transistor 123 in den nicht leitenden Zustand getriggert. Dadurch wird wiederum der Transistor 134 leitend, der Transistor 120 nicht leitend, und das Sinspritzsteuersignal wird vom Schaltungsanschluß 126 entfernt.

Während der Zeitperiode, während welcher der Transistor 134 im nicht leitenden Zustand gehalten wurde, konnte die relativ hohe Spannung am Kollektor 134 c zur Basis des Transistors 136 gelangen, wodurch der Transistor 136 leitend getriggert wurde. Das Y/iderstandsnetzwerk I38, welches an die StromversOrgungangeschlossen ist, wirkt zusammen mit dem Transistor 136 als Stromquelle, so daß Strom durch den.leitenden Transistor 136 fließt und die Kapazität I40 aufgeladen wird. Gleichzeitig wur-,de der Transistor 142 in den leitenden. Zustand vorgespannt, wobei das Widerstandsnetzwerk 144 zusammen mit diesem eine zweite Stromquelle darstellt. Die aus" beiden Quellen stammenden Ströme fließen zur Basis des Transistors 146, wodurch dieser Transistor leitend gehalten wird und am Kollektor 146c eine niedrige Spannung erscheint. Diese niedrige Spannung wird über den Widerstand 124 zur Basis des Transistors 120 übertragen.

Wenn der Transistor 128 schließt, was das Ende des ersten Impulses angibt, wird der Transistor 134 "EIH" geschaltet, und das Potential am Kollektor 134 c fällt auf einen niedrigen Wert. Der

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Strom aus der Stromquelle, bestehend aus dem Transistor 136 un-d dem Widerstandsnetzwerk I38, fließt nun über die Basis des Transistors 136, und die Kapazität 140 wird nicht langer aufgeladen. Die Kapazität ist dann mit der in Fig. 2 gezeigten Polarität aufgeladen, u. zw. auf einen Wert, welcher die Dauer des ersten Impulses kennzeichnet. Am Ende des ersten Impulses, wenn der Transistor 134 "EIN" geschaltet wird, wird jedoch der Kollektor-Basisübergang des .Transistors 134 vorwärts vorgespannt, so daß dadurch die positive Seite der Kapazität 140 nur leicht positiv gegenüber Masse oder Erde ist, u. zw. als Ergebnis der Trennung derselben von Masse oder Erde durch einige PN-Übergänge. Dadurch wird dem Schaltungspunkt 143 eine negative Spannung aufgedrückt, die die Diode 150 rückwärts vorspannt und den Transistor 146 schließt. Dadurch entsteht ein hohes Spannungssignal am Kollektor des Transistors 146 und gelangt über den Widerstand 124 zum Schaltungspunkt 118, welches Signal den Transistor 120 in den leitenden Zustand triggert, so daß ein zweiter ISinspritzsteuerimpuls am Schaltungsanschluß 125 erscheint. Die Zeitdauer zwischen dem ersten und dem zweiten Impuls ist ausreichend kurz bemessen, so daß die Einsprit zvent ileinri cht j.ng nicht auf den kurzen Signalausfall ansprechen kann.

Während die Diode 150 rückwärts vorgespannt ist, fließt der Strom au3 der Stromquelle, bestehend aus dem Transistor 142 und dem Widerstandsnetzwerk 144, über den Schaltungspunkt 143 in die Kapazität 140, so daß die Kapazität auf einen Punkt aufgeladen wird, entsprechend welchem der Schaltungspunkt 143 erneut positiv ist. Dadurch wird dann-die Diode 150 vorwärts vorgespannt, und der Transistor 146 wird erneut "EIN" geschaltet. Dadurch wird der zweite Impuls beendet, und die Einspritzventileinrichtung (nicht gezeigt) schließt anschließend.

Die Dauer de3 zweiten Impulses ist eine Punktion der Zeit, die für den Schaltungspunkt 143 erforderlich ist, um in ausreichendem Maße für eine Vorwärtsvorspannung der Diode 150 positiv zu werden. Dies ist wiederum eine Funktion der ladung der Kapazität HO und der Größe des Ladestromes, der von der Stromquelle,

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bestehend aus dem Transistor 142 und dem Widerstandsnetzwerk 144, zugeführt wird. Die Ladung auf der Kapazität 140 ist •natürlich eine Punktion der Dauer des ersten Impulses. Die Größe des Ladestromes ist jedoch eine Punktion der Basisspannung am Transistor 142. Dieser Wert wird durch die Spannungsteilernetzwerke 152 und 154 gesteuert, mit der Wirkung, daß das Netzwerk 154 durch den Masehinentemperaturabtaster 14 veränderlich gesteuert wird.

Es sei hier erwähnt, daß die vorliegende Erfindung nicht auf Anwendungsfälle beschränkt ist, bei denen eine Schaltungsanordnung ähnlich der beschriebenen (Pig. 2) zur Anwendung gelangt, sondern daß das Ausführungsbeispiel gemäß Pig. 2 nur beispielsweise eine Ausführungsform einer Haupteomputerschaltung darstellt und weitere Ausführungen gut bekannt sind.

Pig. 3 zeigt nun im Blockschaltbild den Gegenstand der Erfindung, wobei die Hauptkomponenten, die erfindungsgemäß zur Anwendung gelangen, und weitere funktionelle Beziehungen und Wirkungen veranschaulicht sind. Das Blockschaltbild enthält eine Leistungsverstärkerstufe 302, welche ein Signal vom Schaltungsan— schluß 126 der Pig. 2 empfängt, welches Signal einen Spannungsimpuls darstellt, dessen Dauer kennzeichnend für die Brennstoffanforderung der zugeordneten Maschine ist. Die Leistungsstufe 302 empfängt ebenso die B +-Spannung und ist über den ersten und zweiten veränderlichen Schalter vom Ventiltyp, die mit 304 und 3^6 bezeichnet sind, mit Masse oder Erde verbunden. Die Schalter 304 und 306 sind in Eeihe geschaltet, so daß deren Wirkung auf die Schaltung nach der Erfindung kumulativ ist. Die Leistungsstufe 302 sieht einen Erregerstrom über den Widerstand 3u8 für die verschiedenen Einspritzventile 22 bzw. insbesondere für die elektromagnetischen Wicklungen 606 derselben vor. Das logische Diagramm nach der Erfindung enthält ferner eine erste Vergleichs stufe 310 und eine zweite Vergleichsst-ufe 312. Die erste Vergleichsstufe 310 überprüft die Spannung an der Le ist ungs stufe auf der Seite des Widerstandes 30S ani Schaltungspunkt 314, während die zweite Vergleichsstufe ■ 312-..die; : -■

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Spannung überprüft, die den verschiedenen elektromagnetischen 7/icklungen 606 am Schaltungspunkt 316 zugeführt wird.

Die zweite Vergleichsstufe 312 ist mit dem zweiten Schalter 306 verbunden. Die zweite Vergleichsstufe 312 empfängt eine mit Vp bezeichnete Bezugsspannung, und sie vergleicht die Spannung am Schaltungspunkt 316 mit der Bezugsspannung Vp, um den veränderlichen Schalter 3^6 vom Ventiltyp so zu steuern, daß die Spannung am Schaltungspunkt 316 auf dem Bezugswert Vp gehalten wird. Beispielsweise wurde in der Praxis, also bei einer Ausführung ass erfindungsgeniäßen Systems, bestimmt, die Bezugsspannung V₂ mit 9j5 Volt festzusetzen, wodurch sichergestellt wird, daß die am Schaltungspunkt 316 erhaltene Spannung nicht niedriger als Ixe Bezugsspannung liegt, mit Ausnahme solcher Fälle, bei denen äer Schalter 304 dominiert. Die zweite Vergleichsstufe 312 steuert die Anfangs- oder Öffnungsphase des Betriebes der Ein- ^pritsventileinrichtung 22.

Die erste Vergleichsstufe 310 ist mit dem ersten Schalter 304 gekoppelt und empfängt eine mit V bezeichnete Bezugsspannung, 2iit welcher die am Schaltungspunkt 314 vorhandene Spannung verglichen wird. Die erste Vergleichsstufe 310 steuert den Schalter 3^4 derart, daß die am Schaltungspunkt 314 erscheinende Spannung nahezu gleich dem Momentanwert von V ist. In solchen Fällen, bei denen der Schalter 306 dominiert, ist jedoch die Spannung am Schaltungspunkt 314 etwas niedriger als die Bezugsspannungsgröße.

Die Schalter 3C4 und 306 wurden als veränderliche Schalter vom Ventiltyp bezeichnet, wobei diese Bezeichnung zum Ausdruck brin-. gen soll, daß die elektrische Energiemenge, die durch diese hindurchfließt, gesteuert werden kann, so daß eine größere, oder eine kleinere Energiemenge von der Stromversorgung bzw. B + durch die Leistungsstufe 3C2, über die Schalter 3u4 und 3^6 nach Masse oder Erde geleitet werden kann. Die erste Vergleichsstufe 310 und die zweite Vergleichs3tufe 312 können daher die Schalter und 3υ6 so regulieren, daß eine größere oder eine kleinere Ener-

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giemenge durch die Leistungsstufe 3u2 an die elektromagnetischen Wicklungen 606 fließen kann. Bei dieser Regulierung hat die erste und die zweite Vergleichsstufe die Aufgabe, die Schalster 304 und 3O6 in schwankendem Ausmaß zu öffnen oder zu schließen. ' '

Es sei hervorgehoben, daß ein Schalter in der geschlossenen Stellung Energie hindurchläßt und ein Schalter in der offenen Stellung Energie nicht hindurchläßt. Für bestimmte Betriebsphasen steuert die eine oder die andere der Vergleichsstufen deren zugeordneten Schalter, um ihn vollständiger zu schließen, da die von der Vergleichsstufe vom Schaltungspunkt 314 oder 316 erhaltene Spannung bedeutend, unterhalb der zugeführten Bezugsspannung liegen kann. In solchen "Fällen beeinflußt die Vergleichsstufe und ihr zugeordneter Schalter in der Tat nicht den Betrieb der Einspritzventileinrichtung 22, u. zw. aufgrund der Tatsache, daß ein Schalter nur bis zu einem maximalen Ausmaß geschlossen werden kann, unterhalb welchem ein weiteres Bemühen, den Schalter zu schließen, ohne Wirkung bleiben wird.

Die der ersten Vergleichsstufe 31C zugeführte Bezugsspannung wird durch den Spannungsgenerator 318 erzeugt,. Der Spannungsgenerator 318 empfängt die B +-Eingangsspannung und empfängt ebenso als ein Rückkopplungssignal die am Spannungspunkt 316 herrschende Spannung. Der Spannungsgenerator 318 wird mit Hilfe von Mitteln eingestellt, die gut bekannt sind, und ein Ausführungsbeispiel soll anschließend beschrieben werden, um also eine Ausgangsspannung V aufzubauen, die einen ersten Wert während des anfänglichen Betriebes der Schaltung nach der Erfindung und einen zweiten niedrigeren Wert während des darauffolgenden Betriebes aufweist. Während der Anfangsperiode fließt nur sehr wenig Strom durch die elektromagnetischen Spulen 606 und die Spannung am Schaltungspunkt 316 wird auf den Vg-Bezugswert reguliert. Wenn jedoch mehr und mehr Strom zu fließen anfängt, so erreicht die Spannung am Schaltungspunkt 314 den ersten Bezugswert V,. Der Sbromfluß wird dann auf den dann vorhandenen Wert begrenzt. Da dann der Stromwert konstant bleibt bzw« sich der

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Strom nicht weiter ändert, fällt die Spannung am Schaltungspunkt 316 ab, und dieser Abfall wird vom Spannungsgenerator mit Hilfe des Rückkopplungspfades 320, der am Schaltungspunkt 316 endet, erfaßt. Nach dem Auftreten des Spannungsabfalls am Schaltungspunkt 316 fällt die Ausgangsspannung V des Spannungsgenerators 318 auf den zweiten Wert ab, und die erste Vergleichsstufe 310 stellt fest, daß die dann am Schaltungspunkt 314 erscheinende Spannung oberhalb der dann aufgebauten Bezugsspannung V liegt. Die erste Vergleichsstufe 310 reguliert dann in geeigneter Weise den ersten Schalter 304, um die von der Leistungsstufe 302 zu den elektromagnetischen Wicklungen 606 fließende Energie zu reduzieren, so daß die Spannung am Schaltungspunkt 314 wieder auf den Bezugswert Y abfällt. Sine Abnähme der Spannung am Schaltungspunkt 314 bewirkt eine weitere Abnahme der Spannung am Schaltungspunkt 316, und die zweite Vergleichsstufe 312 versucht, den Schalter 306 weiter zu schließen, da jedoch der Schalter, 304 dominiert, so bleibt dieser Versuch, den Schalter 306 weiter zu schließen, ohne Wirkung auf die Spannungen an den Schaltungspunkten 314 und 316.

Die Bezugsspannung Vp wird durch den Spannungsregler 322 aufgebaut. Der Spannungsregler 322 sieht in geeigneter V/eise eine Bezugsspannung mit festem Wert für die zweite Vergleichsstufe 312 vor.

Bei einem Betriebszyklus des Blockschaltbildes gemäß Fig. 3 findet das anfängliche Zuführen von Strom über die Schaltungspunkte 314 und 316, durch Empfang eines Einspritzsteuerimpulses von der Hauptcomputerschaltung 110 über den Anschluß 126 der Schaltung, unter den Induktivitätsübergangsbedingungen statt, bai welchen die elektromagnetischen Wicklungen 606 dem iCnergiefluß einen hohen Widerstand entgegensetzen. Die zweite Vergleichsstufe schließt beim Versuch, die Spannung am Schaltungspunkt 316 zu regulieren, den Schalter 306 im wesentlichen bis zu einem Punkt, so daß die zu diesem Zeitpunkt von der Leiafcungsstufe den elektromagnetischen Wicklungen 606 zugeführte Spannung sich in der Nähe des maximalen Regelwertes befindet. Zusätzlich

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schließt auch die erste Vergleichsstufe den Schalter 304, so daß die Schalter 304 und 306 einen Kreis mit minimaler Impedanz zwischen der Leistungsstufe 302 und Masse oder Erde darstellen. Wenn der Strom zwischen den Schaltungspunkten 314 und 316 und den elektromagnetischen Wicklungen 606 zu fließen anfängt, so wird die von der zweiten Vergleichsstufe vom Schaltungspunkt 316 empfangene Spannung auf den Bezugswert V₂ reguliert. Wenn die Impedanz der Einspritzvorrichtungen bzw. elektromagnetischen Spulen 606 abnimmt, so fällt die Spannung am Schaltungspunkt 316 ab, und der Schalter 306 wird durch die zweite Vergleichsstufe 312 weiter geschlossen. Wenn der durch die elektromagnetischen Wicklungen 606 fließende Strom anfängt, zuzunehmen, und der Schalter 306 versucht, den Bezugswert V₂ am Schaltungspunkt 316 beizubehalten, so weist die von der ersten Vergleichsstufe. vom Schaltungspunkt 3.14 empfangene Spannung ebenfalls eine Zunahme auf, die eine Funktion der Spannung am Schaltungspunkt 316 (der aufgebaute Bezugswert) plus der durch den Widerstand 3O8 fließende und mit dessen Widerstandswert multiplizierte Strom bzw. Strommenge ist. Der Zweck des Widerstandes 308 besteht lediglich darin, eine Meßquelle für den durch die elektromagnetischen Spulen fließenden Strom vorzusehen, und als Ergebnis hiervon kann der Widerstandswert des Widerstandes 308 sehr klein gehalten werden (d. h>. von ca. 1/10 0hm bis ca. 2/10 Ohm). .· Gemäß dem Stand der Technik mußten die in Reihe mit den elektromagnetischen Spulen geschalteten Widerstände eines Brennstoffeinsprit zsyst ems wesentlich höhere Widerstandswerte aufweisen, u. zw. um einige Größenordnungen höhere Widerstandswerte, um die durch den hohen Stromfluß unter Dauerzustandsbedingungen erzeugte Energie zu vernichten, wenn der Widerstandsabfall oder Widerstandsabnahme über den elektromagnetischen Spulen sehr klein war. Beispielsweise betrug der Widerstandswert eines solchen Widerstandes nach dem Stand der Technik in einem ähnlichen System 5 oder 6 0hm. Wenn die Spannung am Schaltungspunkt 314 anfängt, zuzunehmen, was für wachsenden Stromfluß kennzeichnend ist (wenn die Einspritzventile ihre Offen-Steilungen erreichen), so nähert sich die Spannung bei 314 dem Bezugswert V_r, zu welchem Zeitpunkt die erste Vergleichsstufe anfängt, den Schalter 304 zu

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öffnen.

Am Anfang des Öffnens des Schalters 304 nimmt die Energiemenge, die durch die Leistungsstufe den elektromagnetischen Spulen 6C6 angeboten wird, ab. Diese Abnahme hat zur Wirkung, daß die Spannung am Schaltungspunkt 316 abfällt, hat aber auch eine Verminderung der Spannungszunähme entsprechend dem Stromfluß am Schaltungspunkt 314 zur Folge, und die zweite Vergleichsstufe schließt zu diesem Zeitpunkt erneut den Schalter 3^6. Dieses Schließen hat keine Wirkung auf die gesamte Leistung oder Energie, die durch die Leistungsstufe erzeugt wird, u. zw. aufgrund eier Reihenanordnung der Schalter 3C4 und 3ü6. Wenn jedoch die Spannung am Schaltungspunkt 316 beginnt, abzufallen, so stellt der Spannungsgenerator 318 dies fest, und er reduziert demzufolge den Wert der Ausgangsspannung V um einen zweiten vorherbestimmbaren Betrag. Diese Verminderung der Bezugsspannung V bewirkt, daß die erste Vergleichsstufe, die erkennt, daß die Spannung am Schaltungspunkt 314 nun wesentlich über diesem Wert liegt, den Schalter 304 öffnet, wodurch weiterhin die Energiemenge reduziert wird, die von der Leistungsstufe den elektromagnetischen Spulen 606 angeboten wird. Durch geeignete Auswahl des unteren Wertes, auf den das Ausgangsspannungssignal V durch den Spannungsgenerator 318 geschaltet wird, kann die durch die elektromagnetischen Wicklungen 606 fließende Strommenge während des Dauerzustandsbetriebes oder -bedingung auf einem Wert gehalten werden oder gebracht werden, der nur leicht oberhalb dem Stromwert liegt, der zum Offenhalten der Einspritzventileinrichtung 22 entsprechend einer Brennstoffabgabe erforderlich ist.

Durch Begrenzung der maximalen direkt an die elektromagnetischen Spulen 606 angelegten Spannung wird erfindungsgemäß die Forderung nach teuren, komplizierten und Fehlerquellen einführenden Spannungskorrekturschemata, die gemäß dem Stand der Technik erforderlich sind, eliminiert. Durch die weitere Begrenzung des Stromflusses durch die elektromagnetischen Spulen wird auch die ges'amte in jeder elektromagnetischen Spule gespeicherte Energie ; bedeutend reduziert, so daß daraus auch eine Verbesserung der

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Ventilscliließeigenscliaften oder -kennlinien resultiert. Darüber hinaus wird durch die Begrenzung des maximalen Stromflusses durch die elektromagnetischen Wicklungen die Forderung nach in Reihe geschalteten Widerständen mit vergleichsweise hohem Widerstandswert und Leistungsvernichtungswert als Leistungs- bzw. Energievernichtungselement eliminiert, und die" gesamte Ventilöffnungskennlinie oder -öffnungscharakteristika werden verbessert .

Pig. 4 zeigt nun einen Stromlaufplan nach der Erfindung, in welchem die verschiedenen logischen Schaltungsblöcke von Pig. 3 mit ihren elektrischen Schaltungskomponenten dargestellt sind und ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel nach der Erfindung ergeben.

Die Leistungsstufe 3^2 besteht aus einem Leistungstransistor 401, der durch einen Steuertransistor 402 gesteuert wird. Der Leistungstransistor 401 befindet sich im leitenden Zustand, wann immer er geeignete Signale vom Steuertransistor 402 empfängt, und das Ausmaß des Leitens des Transistors 401 wird durch den speziellen Stromwert bestimmt, der zur Basis 401 b vom Transistor 402 fließt. Dieser Wert wird seinerseits durch den speziellen Stromwert bestimmt, der von der Basis 402 b des Transistors 402 fließt. Die Leistungsstufe 302 enthält ferner Eingangstransistoren 403 und 404. Immer, wenn ein Eingangssignal am Eingangsanschluß 126 empfangen wird, wird der Transistor 403 "AUS" geschaltet, und es wird ein B q—Signal zur Basis des Transistors 404 übertragen, wodurch der Transistor 404 "EIN" geschaltet wird. Nimmt man an, daß die Schalter 304 und 306 voll geschlossen sind (d. h. leitend sind), so fließt Strom durch den Transistor 404 und den Widerstand 406, und es wird der durch die Basis 402 b des Steuertransistors 402 fließende Strom aufgebaut . Y/ie noch im Laufe der folgenden Beschreibung hervorgehen wird, so hat eine 'Änderung des Zustand.es (der Leitfähigkeit) der Schalter 304 und 3U6 die Wirkung, daß der durch diese Basis 402 .b fließende Strom verändert wird und damit der zur Basis 401-b des Leii$tungotrari3i3tor3 401 fließende Strom beeinflußt wird." Im j]ndoff-ekt führt dien zu einer Hegelung der über den Wider-

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22 Ί 5325

stand 3^8 den elektromagnetischen Spulen 606 angebotenen Energie.

Die Schalter 306 und 304 bestehen aus den Transistoren 4-07 und 4-^8. Die Transistoren 407 und 408 sind mit dem Transistor 404 in einer Emitter-zu-Kollektor-BeZiehung derart gekoppelt, daß die Transistoren 404, 4ü7 und 4^3 gleichmäßig hintereinander geschaltet sind und die zu den Basisanschliissen 4υ7 b und 4u8 b der Transistoren 407 und 4ü3 fließenden Ströme verändert werden, was die Wirkung hat, daß die Leitfähigkeit oder der Leitzustand der Transistoren 407 und 4u8 verändert wird. Die Transistoren 407 und 408 arbeiten somit als veränderliche Widerstände, um den durch die Basis 402 b des Transistors 402 fließenden Strom zu verändern.

Die zweite Vergleichsstufe 312 besteht aus einer Konstantstromquelle mit dem Transistor 410, der Diodenanordnung 411 und dem Widerstand 412, der nach Masse oder Erde führt. Die Konstantstromquelle erzeugt einen Ausgangsstrom mit konstantem Wert, der vom Kollektor 4IC c des Transistors 410 abfließt. Der Kollektor 410 c ist mit den Emitteranschlüssen eines Emitter-gekoppelten Transistorpaares 413» 414 verbunden. Entsprechend der Eigenart eines derartigen Snvi. U.^r-^ekoppulton ϊ r an ?ί ί η tor paar es leitet derjenige Transistor, dessen Basis sich auf dem niedrigsten Potential gegenüber Masse oder Erde befindet. Die Basis des Transistors 414 ist über die Dioda 415 mit dem Schaltungspunkt 316 verbunden. 7/enn am Schaltungapunkt 31 β kein Strom fließt, so befindet sich die Basis des Transistors 414 im wesentlichen auf !,lasse- oder Erdpotential, so daß also der Tranaistor 414 normalerweise leitend ist. Der Kollektor dieses Transistors ist mit der Basis 407 b des Transistors 407, der den Schalter 306 darstellt, verbunden. Wenn der durch die Konstantes tr omquelle erzeugte volle Strom in der zweiten Vergleiches träfe 312 durch den Kollektor 414 c fliüßt, 30 wird dadurch, ein maximaler Stromfluß durch die Basis 407 b hervorgerufen, und der Transistor 407 befindet sich im voll leitenden Zustand. Die Basis des Transistors 413 i-t über die Diode 416 mit dom Spannung.3-

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re'gler 322 verbunden. Dieser Spannungsregler besteht aus einem Widerstand 420, der zwischen der Stromversorgung B + und einer ,Zenerdiode 421 geschaltet ist. Die Zenerdiode ist so angeordnet, daß ihre Kathode sich auf einem festen positiven Spannungspo-.tential zwischen Masse oder Erde und B + der Versorgungsspannung befindet, und diese feste Spannung baut die Bezugsspannung Vp auf. -

Wenn nun· der Strom in der elektromagnetischen Spule 6o6 zu fließen anfängt, so steigt das Potential am Schaltungspunkt 316 an. Sobald es den Wert der Bezugsspannung Vp erreicht hat, wird der Transistor 414 geschlossen, und der Transistor 413 wird "EIN" geschaltet. Diese Wirkung wird zur Basis 407 b übertragen, und der Transistor 407 wird geöffnet, wodurch eine weitere'Spannungszunahme am Schaltungspunkt 316 begrenzt wird. Die Gesamtwirkung dieses Vorgangs besteht darin, daß die Spannung am Schaltungspunkt 316 so eingestellt wird, daß sie im wesentlichen gleich oder äquivalent der aufgebauten Bezugsspannung V₂ ist.

In ähnlicher Weise besteht die erste Vergleichsstufe 310 aus einer Konstantstromquelle, welche Strom für ein Emitter-gekoppeltes Transistorpaar liefert. Die Stromquelle besteht in diesem Fall aus dem Transistor 430, der Diodenanordnung 431 und dem Widerstand 432, der nach Masse oder Erde führt. Das Emitter-gekoppelte Transistorpaar 433 und 434 arbeitet in nahezu der gleichen Weise wie das Emitter-gekoppelte Transistorpaar 413 und der zweiten Vergleichsstufe 312. Die Basis des Transistors434 ist über die Diode 435 mit dem Schaltungspunkt 314 verbunden und überwacht oder tastet die dort erscheinende Spannung an. Die Basis des Transistors 433 ist mit dem Emitter des Transistors 436 gekoppelt, so daß der Transistor 436 die Spannung steuert, die an der Basis des Transistors 433 erscheint. Die Basis des Transistors 436 empfängt eine Spannung, die vom Span- : nungsgenerator 313 abgeleitet wird. Der Kollektor 434 c des Transistors 434 ist mit der Basis 408 b des Transistors 4öS ' verbunden, der den Schalter 304 darstellt, und steuert den leitzustand desselben. Auch hier ist der Vorgang der Steuerung und

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der Regelung ähnlich, dem an früherer Stelle unter Hinweis auf den Kollektor 4Hc des !Transistors 414 und des Transistors 407 beschriebenen-. Die erste Vergleichsstufe 310 steuert den Transistor 408 derart, daß die am Schaltungspunkt 314 erscheinende Spannung im wesentlichen gleich oder äquivalent der der Basis des Transistors 436 aufgedrückten Spannung ist.

Wie zuvor erwähnt, wird die der Basis des Transistors 436 zugeführte Spannung von dem Spannungsgenerator 318 abgeleitet. Der Spannungsgenerator 318 weist .eine Konstantstromquelle auf, die den Transistor 440, die Diodenanordnung 441 und den Widerstand 442 umfaßt.

Der von der Konstantstromquelle gelieferte Strom, die den Transistor 440 beinhaltet, fließt über das Widerstandsnetzwerk, be- j inhaltend die Widerstände 443 und 444 und den Transistor 453, ! nach Masse oder Erde. Das Bezugsspannungs-Ausgangssignal V j wird vom Kollektor des Transistors 440 abgegriffen, welches dem ; Spannungsabfall über den Widerständen 443 und 444 entspricht. Eine zweite Stromquelle, welche den Transistor 445 und die Wi- '· derstände 446, 447 und 448 enthält, ist ebenso im Spannungsgenerator 318 enthalten. Die den Widerständen 447 und 448 zugeführte; Spannung wird von einer Konstantspannungsquelle abgeleitet, wel-; ehe den Widerstand 449 und die Zenerdiode 450 enthält. Der ; Fachmann erkennt, daß diese spezielle Bezugsspannung auch direkt; von der Bezugsgröße V₂, die zuvor erläutert wurde, abgeleitet werden kann.

Der Spannungsgenerator 3I8 enthält weiter den Rückkopplungstransistor 451, dessen Emitter zur Basis des Transistors 445 führt, und dessen Kollektor zur Kathode der Zenerdiode 450 führt, und deäsen Basis über die Leitung 32u der Schaltung zurück zum Schaltungspunkt 316 führt. Der von der Stromquelle erzeugte Ausgangsstrom, welche den Transistor 445 enthält, fließt den Widerstand 452 nach Masse oder Erde. Dadurch wird eine aufgebaut, die der Basis des Steuertransistors 453 zuwird. Der Kollektor des Transistors 453 ist mit dem

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Kollektor des Transistors 440 verbunden und befindet sich daher ^ä

ebenso auf dem Bezugsspannungswert V . In Abhängigkeit von der S

durch den veränderlichen Ausgangsstrom des Transistors 445 er- :

zeugten Spannung, wobei dieser Strom durch den Widerstand 452 ; fließt, wird der Transistor 453 in seiner Leitfähigkeit verändert. Die durch den Steuertransistor 453 fließende Strommenge

ist eine ü'unktion seines Leitfähigkeitszustandes, und er wird ι

von der Konstantstromquelle gezogen, welche den Transistor 440 ^:

enthält. Die durch den Widerstand 443 fließende Strommenge .

stellt daher den von der Konstantstromquelle erzeugten Strom · ■ dar, welche den Transistor 440 enthält, vermindert um den durch

den Steuertransistor 453 fließenden Strom. Der Schaltuhgs- !

punkt 455, welcher der Verbindungspunkt zwischen den Widerständen. 443 und 444 ist, ist durch die Diode 456 mit der Leitung 320 der Schaltung verbunden, welche, wie bereits zuvor erwähnt, mit ^; dem Schaltungspunkt 316 verbunden ist. Demnach wird die am . Schaltungspunkt 455 erscheinende Spannung direkt als Punktion der Spannung am Schaltungspunkt 316 gesteuert. Daher stellt der . Spannungssignal-Ausgangswert V_r denjenigen Wert dar, der am Schaltungspunkt 316, erhöht um den durch den Widerstand 443» multipliziert mit dem Widerstandswert desselben, fließenden Strom erscheint.

Bei einem Spannungswert entsprechend dem regulierten Wert Vp ^ani . Schaltungspunkt 316 wird der Wert von V auf einen Anfangswert eingestellt bzw, aufgebaut. Dies wird durch den Leitfähigkeitszustand des Transistors 453 bestimmt, der indirekt durch den : Leitfähigkeitszustand des Transistors 451 gesteuert wird und durch die Kopplung der Leitung 320 der Schaltung mit dem Schal- ; tungspunkt 455 durch die Diode 456. Wenn die Spannung am Schal- j tungspunkt 314 den Anfangswert der Ausgangs spannung V^ erreicht, ·■ so wird das Emitter-gekoppelte Transistorpaar 433» 434 geschal- j tet, und der Leitfähigkeitszustand des Transistors 4O8*wird da- ι durch eingestellt. Dieser Anfangsschritt der Einstellung hat zur j Folge, daß das Anwachsen der Spannung am Sehaltungspunkt 3-14 -^sgrenzt wird. Als .Folge hiervon fällt das Potential am Schältungs-i punkt 316 ab. Dieser Abfall wird über die Leitung 320, der SöhaX-j

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tung und die Diode 456 zum Schaltungspunkt 455 übertragen. Da-' her fängt der Abschnitt des Ausgangsspannungssignals V , welches durch die Spannung am Sehaltungspunkt 455 gesteuert wird, an, abzufallen. Darüber hinaus wird die am Schaltungspunkt 316 abfallende Spannung zur Basis des Transistors 451 zurückübertragen, wodurch der Leitfähigkeitszustand desselben- geändert wird. Diese geänderte Leitfähigkeit hat eine Änderung des Stromes zur Folge, der durch die veränderliche Stromquelle, beinhaltend den Transistor 445, erzeugt wird, und diese Änderung im Ausgangsstrom steuert die Leitfähigkeit des Transistors 453 derart, daß der Abschnitt des Wertes des Ausgangssignals V , der durch die Leitfähigkeit des Transistors 453 gesteuert wird, ebenso geändert wird. Dadurch wird der zweite, niedrigere Wert von V_r aufgebaut und die Einstellung des Transistors 408, erreicht durch das Emitter-gekoppelte Transistorpaar 433 und 434, wird dadurch geändert, um den Schaltungspunkt 314 auf einem neuen aufgebauten V/ert von V zu halten.

Pig. 5 zeigt nun eine graphische Darstellung,' welche den durch eine der elektromagnetischen Spulen 606 als Funktion der Zeit, gemessen vom anfänglichen Anlegen des Einspritzsteuerimpulses, über den Schaltungsanschluß 126 (von Fig. 2) fließenden Strom veranschaulicht. Der in der Kurve auftretende Knick zum Zeit-.punkt T. ist kennzeichnend für das Öffnen des Ventiles. Man erkennt, daß bei Zunahme des durch die elektromagnetische Spule fließenden Stromes auf einen mit I„* bezeichneten Wert der Strom aufhört, zuzunehmen und dann plötzlich auf einen mit I„p ^^e~ zeichneten Wert abfällt. Dies tritt als Ergebnis der Absenkung der Bezugsspannung V auf ihren zweiten niedrigeren Wert ein. Der mit I₀₂ bezeichnete Stromwert ist nur geringfügig größer als

der mit I_TT bezeichnete Stromwert, welcher der minimale Strom η

ist, der durch die Spule 606 fließen muß, um den Widerstand der ■ Rückholfeder 632 (siehe Fig. 6) zu überwinden. Eine Analyse der ^! Gleichung, gemäß welcher die Kurvenform gesteuert wird, zeigt, daß die Reduzierung des gesamten Reihenwiderstandswertes der elektromagnetischen Spule des Einspritzventiles oder -ventileinrichtung stark das Ausmaß oder Verhältnis beeinflußt, mit wel-

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ehern der gesamte durch die elektromagnetische Spule fließende Strom zunimmt, und auch die Geschwindigkeit stark beeinflußt, ,und daß die Geschwindigkeit, mit welcher das Ventil geöffnet wird, direkt auf den durch die elektromagnetischen Spulen 606 .fließenden Strom bezogen ist. Damit beeinflußt die Pölge oder Räte, mit welcher der Stromfluß zunimmt, direkt die Ventiläffnungszeiten. · . .

6 zeigt ein typisches Einspritzventil 22, bei welchem· der : Gegenstand der Erfindung zur Anwendung gelangen kann, im Schnitt. Das Ventil 22 besteht aus einem dreiteiligen Gehäuse 600, 602, 6u4, einer Solenoidspule 606 und aus einem hin und ! her gehenden, die Strömung steuernden Stößelmechanismus 608, ' Ein Düsenteil 610 mit einer Meßöffnung 612 ist in dem Gehäuse- ; abschnitt 602 über den Gewindeeingriff mit dem Gehäuseabschnitt 604 festgehalten. Die Meßöffnung 612 wird durch den un- ■ teren Endabschnitt des Stößelmechanismus 6ü8 gesteuert, und die durch die Öffnung 612 abgegebene Brennstoffmenge ist eine !Punktion der Öffnungszeit und der Größe der Öffnung, was durch die hin und her gehende Bewegung des Stößelmechanismus 6O8 erreicht '.' wird.

Ein mit einem Flansch versehener Rohrstutzen 614 ist am Ventilgehäuseabschnitt 600 angeordnet. Der Stoßelmechanismus 608 enthält ein rohrförmiges Kernteil 616, mit einem konisch geformten Flächenabschnitt am oberen Ende desselben, welcher konische Ab- ^; schnitt gegen eine Einstellschraube 618 stößt, die im Rohr- ; stutzen 614 montiert ist.- Das Kernteil 616 ist in Längsrichtung mjt Hilfe des konischen Endabschnittes und der Einstellschrau- ■ be 618 einstellbar. Das untere Ende des rohrförmigen Kernes 616 j erstreckt sich in die Zone innerhalb der Solenoidspule 606, Sowohl der Gehäuseabschnitt 600 als auch das rohrförmige Kern·" · teil 616 sind in bevorzugter Weise aus einem magnetisierbarer j Material hergestellt. Die.bewegbare Armatur 620 ist koaxial in j dem Gehäuseabschnitt 602 und im Kernteil 616 atigeordnet und erstreckt sich ebenso in die Gegend des inneren Bereiches 4er , _t ptile 606_? so daß Ihr oberes Sude m€>rüäley©eis@ . e±'ä-sn

Abstand vom unteren Ende des Kernteiles 616 aufweist. Das Armaturteil 620 ist in dem Gehäuseabschnitt 602 axial beweglich. Die hier verwendeten Ausdrücke "obere", "untere" beziehen sich auf die Eichtungen entsprechend der verschiedenen Figuren der Zeichnung, und sie dienen hier lediglich zur Verdeutlichung, sollen jedoch nicht die Konstruktion auf irgendeine spezielle Orientierung relativ zu anderen verwendbaren Konstruktionen einschränken. Ähnlich bezieht sich der Ausdruck "axial" auf eine "Aufwärts-Abwärts"-Bewegung, u. zw. in Verbindung mit Pig. 6. _; Am Armaturteil 620 ist ein hohles Ventilstiftteil 622 aufgehängt, welches ein konisches unteres Ende aufweist, das mit dem Düsenteil 610 zusammenarbeitet. Der Gehäuseabschnitt 604 drückt, wenn er über das Gewinde in den Gewindeabschnitt 624 des Gehäuseabschnittes 602 eingeschraubt ist, den Plansch 626 des Düsenteiles 610 gegen eine Schulter 628, die im Gehäuseabschnitt 602 ausgebildet ist. Ein elastischer Dichtungsring 630 ist zwischen dem Gehäuseabschnitt 604 und dem Plansch 626 angeordnet.

Fach dem Empfang eines Erreger-Stromsignals an der Solenoidspule 606 wird ein elektromagnetisches Feld aufgebaut, wodurch die Armatur oder Anker 620 zusammen mit dem daran angebrachten Ventilstiftteil 622 nach oben zum stationären Kernteil 616 gedrückt wird, u. zw. gegen die Wirkung der Rückholfeder 632. Das untere Ende des Ventilstiftes 622 wird von seinem Sitz abgehoben, wodurch die Öffnung 612 in Düsenteil 610 geöffnet wird und Brennstoff, der unter Druck dem oberen Ende des Rohrstutzens 614 zugeführt wird, durch die zylindrischen Teile 616, 620 und 622 und von dort durch eine quer verlaufende Öffnung 634. in die Kammer 636 und durch die Öffnung 612 austreten kann. Nach dem Ende des Erregersignals bewegt die Rückholfeder 632 den Anker 620 nach unten, so daß der Ventilstift 622 wieder auf den i Rand der Öffnung 612 aufsetzt und das Einspritzventilteil 22 ' geschlossen wird.

Es sei hervorgehoben, daß Änderungen in der elektrischen Polarität und auch in der Auslegung vorgenommen werden können _i ohne a-?,bei den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

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Sämtliche in der Beschreibung erwähnten und in den Zeichnungen veranschaulichten technischen Einzelheiten sind für die Erfindung von Bedeutung.

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Claims (9)

1. - 26 -

   Patentansprüche

   Steuereinrichtung zum Steuern der an eine elektrisch betätigte Einspritzventileinrichtung eines elektronischen Brennstoffeinspritzsystems einer Brennkraftmaschine abgegebenen Energie, welches System mit einer Energiequelle, Betriebsparameter der Maschine erfassenden Abtastern, einer auf die Abtaster ansprechenden Gomputereinrichtung ausgestattet ist und die elektrisch betätigte Einspritzventileinrichtung durch die Quelle über zwischengeschaltete Schaltungsabschnitte erregt werden kann, welche Schaltungsabschnitte auf die Computereinrichtung ansprechen können, um die an die Maschine abgegebene Brennstoffmenge zu steuern, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung folgende Merkmale und Einrichtungen aufweist: eine Einspritzsteuereinrichtung (304, 306, 310, 312), welche den zwischengeschalteten Schaltungsabschnitten (302) zugeordnet ist und auf die Gomputereinrichtung (110) ansprechen kann, ebenso auf den zur Einspritzventileinrichtung (22) fließenden Stromwert und den Wert der Erregerspannung, welche der Einspritzventileinrichtung (22) zugeführt wird, ansprechen kann, derart, daß sie die maximale Erregerspannung der Einspritzventileinrichtung begrenzt und der zwischengeschalteten Schaltungsanordnung (302) die Möglichkeit gibt, für die Einspritzventileinrichtung (22) einen bestimmten maximalen Stromfluß zuzulassen.
2. 2. StQuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, : daß die Einspritzsteuereinrichtung (304, 3^6, 31^, 312) folgende Einrichtungen und Merkmale aufweist: eine erste Vergleichsstufe (31C), die einen bestimmten maximalen Stromflußwert in der Einspritzventileinrichtung (22) aufbaut; eine erste Steuereinrichtung (304), die auf die erste Vergleichsstufe (310) anspricht, um das Ausmaß der Übermittlung oder Kommunikation der zwischengeschalteten Schaltungsanordnung (302) zu begrenzen, 30 daß dadurch der Wert des in die Einspritzventileinrichtung (22) fließenden Stromes auf einem oder unterhalb einem aufgebauten Wert gehalten wird.

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3. 3. · Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

   . daß die Einspritzet euer einrichtung (304, 306, .3Iu, 312) folgende Merkmale und Einrichtungen aufweist: eine zweite Vergleichsstufe (312), die einen maximalen Erregerspannungswert für die Einspritzventileinrichtung (22) aufbaut, der leicht

   " unterhalb dem-minimalen Spannungswert liegt, der normalerweise von einem Batterieladesystem eines Fahrzeugs erhalten werden kann; eine zweite Steuereinrichtung (306), die auf die zweite Vergleichsstufe (312) ansprechen kann, um das Ausmaß der Übertragung oder Kommunikation der zwischengeschalteten Schaltungsanordnung (302) zu begrenzen, derart ,· daß dadurch der Erregerspannungswert auf oder unterhalb dem aufgebauten Maximum gehalten wird.
4. 4. Steuereinrichtung nach den. Ansprüchen 2 und 3» dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Steuereinrichtung (304-, 306) in Serie geschaltet sind.
5. 5. Steuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Vergleichsstufe (31u) eine erste Bezugsspannung (V ) und ein Signal empfängt, welches kennzeichnend für den in die Einspr.itzventileinrichtung (22) fließenden Strom ist, und daß die erste Vergleichseinrichtung die erste Bezugsspannung (V ) mit dem genannten Signal vergleicht und ein erstes Signal erzeugt, welches das Vergleichsergebnis wiedergibt. ■ .
6. 6. Steuereinrichtung nach den Ansprüchen 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Vergleichsstufe (312) eine zweite Bezugsspannung (V₂) und ein Signal empfängt, welches kennzeichnend für die der .Einspr it zventileinrichtung (22) zugeführte Erregerspannung ist, und daß die zweite Vergleichseinrichtung die zweite Bezugsspannung (V₂)- .mit. äem genannten Signal vergleicht und ein zweites Signal, erzeugt, ■ welches das Vergleichsergebnis wiedergibt. ., . · !
7. 7. Steuereinrichtung nach Anspruch 5₉ dadurch gekennzeichnet.,

   daß die erste Steuereinrichtung (304) auf das erste Signal ansprechen kann und das Ausmaß der Verbindung oder Kommunikation der zwischengeschalteten Schaltungsanordnung (302) derart verändern kann, daß dadurch der zur Einspritzventileinrichtung (22) fließende Strom auf einem Wert gehalten wird, der gleich oder unterhalb demjenigen Wert liegt, der der ersten Bezugsspannung (V) entspricht.
8. 8. Steuereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Steuereinrichtung (3^6) auf das zweite Signal ansprechen kann und das Ausmaß der Übertragung oder Kommunikation der zwischengeschalteten Schaltungsanordnung (302) derart verändern kann, daß dadurch die der Einspritzventileinrichtung (22) zugeführte Erregerspannung auf einem Wert gehalten wird, der gleich oder unterhalb der zweiten Bezugsspannung (Vp) gelegen ist.
9. 9. Steuereinrichtung nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Bezugsspannung (V) durch einen Spannungssignalgenerator (318) erzeugt ist, der seine Spannungscharakteristik in Abhängigkeit von dem Signal ändern kann, welches kennzeichnend für die der Einspritzventileinrichtung (22) zugeführten Erregerspannung ist, und daß der Spannungssignalgenerator (318) folgende Einrichtungen und Merkmale aufweist: eine Konstantstromquelle (440, 441» 442) und eine veränderliche Stromquelle (445, 446, 447, 448); ein Widerstandsnetzwerk (443, 444), welches einen Stromflußpfad zwischen der Konstantstromquelle (440, 441, 442) und Masse oder Erde vorsieht und die erste Bezugsspannung (V₃J liefert{ und einen parallel zum Widerstandsnetzwerk {443» 444) geschalteten steuerbaren Transistor (453)» der in Abhängigkeit von einem Steuersignal aus der veränderlichen Stromquelle {445 - 448) einen veränderlichen ImpedanB-StroffifJ-ußpfad tiaoli Masse oder Erde vorsieht, wodurch der ¥ön dtr Eotistantstroa* öielle (440, 441, 442) erzeugte Strom sich, is einer fcssti&a* 1aren Weise zwischen den zwei Stroapfaden nach Misse oder I'ie aufteilen kann, und eine an die rer&nderliofce Strom-

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   quelle (445 - 448) angeschlossene Vorrichtung (45I), die auf das Signal ansprechen kann, welches die der Einspritzventil-^ einrichtung (22) zugeführte Erregerspannung kennzeichnet, um die veränderliche Stromquelle (445 - 448) und dadurch die erste Bezugsspannung (V )._t die vom Widerstandsnetzwerk (443» 444) abgeleitet wird, zu regulieren bzw. einzustellen.

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