DE2227541C3 - Elektronisches Brennstoffsteuersystem für eine Brennkraftmaschine - Google Patents
Elektronisches Brennstoffsteuersystem für eine BrennkraftmaschineInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein elektronisches Brennstoffsteuersystem für eine Brennkraftmaschine, bestehend
aus einer Einspritzventilvorrichtung, einer elektrisch erregbaren Brennstoffpumpvorrichtung, die einer
Brennstoffquelle zugeordnet ist, um Brennstoff unter Druck der Einspritzventilvorrichtung zuzuführen, wobei
die erregbare Brennstoffpumpe eine mittlere Durchsatzkapazität aufweist, die proportional zu einer
mittleren Erregung ist, weiter aus Abtastereinrichtungen zum Abtasten der Betriebsparameter der Maschine,
aus einer Steuereinrichtung, die auf die Abtaster anspricht und die Brennstoffanforderung der Maschine
bestimmt und Ausgangsimpulse erzeugt, dere,·. Dauer
ίο kennzeichnend für die Brennstoffanforderung der
Maschine sind, wobei die Einspritzventilvorrichtung auf die Ausgangsimpulse der Steuereinrichtung anspricht,
um der Maschine Brennstoffmengen zuzuführen, die proportional zur Impulsdauer sind, aus einer Steuer-
ii schaltung für die Brennstoffpumpe, weiche die Ausgangsimpulse
der Steuereinrichtung empfängt und die einen Transistor-Schalterkreis enthält und die während
des Empfangs eines Ausgangsimpulses die Brennstoffpumpvorrichtung entsprechend einem maximalen Wert
erregt
Aus der DE-OS 20 25 103 ist ein elektronisches Brennstoffsteuersystem für eine Brennkraftmaschine
bekannt, bei dem auch eine Steuerschaltung für die Brennstoffpumpe vorgesehen ist, wobei die Steuerschaltung
für die Brennstoffpumpe von einer Steuereinrichtung gespeist wird. Gemäß einer Ausführungsform wird
die Brennstoffpumpe mittels eines Elektromotors angetrieben, der über eine elektronische Regelvorrichtung
gespeist wird, die die Drehzahl des Elektromotors und damit die Fördermenge der Brennstoffpumpe in
Abhängigkeit von der Frequenz der Einspritzungen, d. h. in Abhängigkeit von der Drehzahl der Brennkraftmaschine
sowie in Abhängigkeit von der Dauer der Einspritzungen und damit in Abhängigkeit von der
Belastung der Brennkraftmaschine verändert. Hierzu ist in Reihe mit dem Schaltkreis zur Speisung des
Elektromotors ein Transistor vorgesehen, dessen Basis mit dem Kollektor eines anderen Transistors verbunden
ist, der mit seinem Emitter mit Messe und mit seiner Basis über einen Eingang der Regelvorrichtung mit der
genannten Steuereinrichtung verbunden ist. Die Funktion dieser Schaltungsanordnung ist folgende:
Die unter Zwischenschaltung eines Verteilers den Einspritzdüsen zugeführten positiven Rechtecksignale
zur Steuerung dor Einspritzung werden der Basis des genannten anderen Transistors zugeführt, der dadurch
jedesmal leitend wird, wenn ein Signal angelegt wird und der auch für die Dauer dieses Signals leitend bleibt.
Hierdurch wird bewirkt, daß der erstgenannte Transi-
V) stör mit demselben Rhythmus leitend wird, so daß der
Elektromotor Stromimpulse empfängt. Dieser Elektromotor wird dabei von einem Strom durchflossen, der im
Mittel dem Integral dieser Impulse entspricht, so daß sich der Motor mit einer Drehzahl dreht, die diesem
Mittelwert des Stromes entsprechen. Die dem Elektromotor zugeführten Stromimpulse besitzen zwar eine
schräg verlaufende Rückflanke, doch ist diese schräg verlaufende Rückflanke durch den Schaltungsaufbau
bedingt. Die Stromimpulse sind ferner durch Zeitintervalle vollständig voneinander getrennt.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein elektronisches Brennstoffsteuersystem
für eine Brennkraftmaschine der eingangs definierten Art zu schaffen, welches die Möglichkeit
bietet, eine Brennstoffpumpe mit vergleichsweise geringer Leistung zu verwenden, wobei dennoch ein
ausreichend hoher Druck für die Brennstoffzufuhr realisierbar sein soll und eine erhöhte Brennstoffdurch-
satzmenge erreicht wird.
Ausgehend von dem elektronischen Brennstoffsteuersystem der eingangs definierten Art wird diese
Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Steuerschaltung einen Schaltungsabschnitt aufweist, um
allmählich die Erregung der Brennstoffpumpvorrichtung während des Zeitintervalls zwischen aufeinanderfolgenden
Ausgangsimpulsen zu reduzieren.
Durch die Realisierung dieser Arbeitskennlinie für die Brennstoffpumpe wird der Vorteil erreicht, daß die
Brennstoffpumpe nicht intermittierend betrieben wird, sondern auf einen allmählichen Leistungsabfall ein
plötzlicher Leistungsanstieg folgt. Durch diese Betriebsweise wird einerseits die Brennstoffpumpe geschont,
d.h. es wird eine längere Lebensdauer für die betreffende Brennstoffpumpe erreicht und zum anderen
braucht auch die maximale Leistung der Brennstoffpumpe nichi so hoch zu sein wie vergleichsweise bei dem
genannten bekannten System.
Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeber sich aus den
Ansprüchen 2 und 3.
Weitere Vorteile der Erfindung und diese weiter ausbildende Einzelheiten ergeben sich aus der nun
folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Hinweis auf die Zeichnung. Es zeigt
F i g. 1 ein elektronisches Brennstoffsteuersystem für eine Brennkraftmaschine, wobei die Steuerschaltung für
die Brennstoffpumpe nach der vorliegenden Erfindung zur Anwendung gelangt,
F i g. 2 eine bevorzugte Ausführungsform der Steuerschaltung für die Brennstoffpumpe nach F i g. 1, und
F i g. 3 eine Spar.nungsausgangskurve gegenüber der
Zeit aufgetragen, und zwar für die Schaltung gemäß Fig. 2.
In F i g. 1 ist ein elektronisches Brennstoffsteuersystem mit der Steuerschaltung für die Brennstoffpumpe
nach der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Das System besteht aus einer Steuereinrichtung 10, einem
Ansaugrohr-Druckabtaster 12, einem Temperaturabtaster 14, einer Zeitsteuereinrichtung 16 und aus
verschiedenen weiteren Parameter-Abtastern, die mit 18 bezeichnet sind. Der Ansaugrohr-Druckabtaster 12
und die zugeordneten weiteren Abtaster 18 sind an einem Drosselkörper 20 angeordnet Der Ausgang der
Steuereinrichtung 10 ist an ein e'ektromagnetisches Einspritzventilteil 22 gekoppelt, welches im Ansaugrohr
24 montiert ist und so angeordnet ist, um Brennstoff aus dem Brennstofftank 26 über die Brennstoffpumpe 28
und über geeignete Brennstoffleitungen 30 einer Verbrennungskammer 32 einer Brennkraftmaschine
(nicht weiter gezeigt) zuzuführen. Während das Einspritzventilteil 22 bei diesem Ausführungsbeispiel
einen Brennstoffsprühstrahl in ein geöffnetes Einlaßventil
34 abgibt, so sei hervorgehoben, daß diese Ausführung nur als Beispiel dient und daß auch andere
Abgabeanordnungen verwendet werden können, die bekannt sind. Darüber hinaus ist auf dem Gebiet der
elektronischen Brennstoffeinspritzung gut bekannt, daß die Steuereinrichtung 10 eine Einspritzventileinrichtung,
die aus einem odeF mehreren Einspritzventilteilen 22 besteht, steuern kann, die dann einzeln oder in
Gruppen aus verschiedenen Teilen betätigt werden können und ebenso aufeinanderfolgend, jedoch auch
gleichzeitig betätigt werden können. Die Steuereinrichtung 10 wird hier durch eine batterie 36 gespeist, die die
Fahrzeugbatterie und/oder dAs Fahrzeugbatterieladesystem oder eine getrennte Hilf "(batterie sein kann.
Gemäß F i g. 1 wird die Brennstoffpumpe 28 durch die Steuerschaltung 38 für die Brennstoffpumpe gesteuert,
und diese Steuerschaltung empfängt von der elektronischen
Steuereinheit 10 ein Eingangssignal. Das Signal, welches die Steuerschaltung 38 für die Brennstoffpumpe
empfängt, kann z. B. das gleiche Signal sein, welches für
das Einspritzventilteil 22 vorgesehen wird. In solchen Systemen, bei denen eine Vielzahl von Einspritzventilen
aufeinanderfolgend, entweder einzeln oder in Gruppen, erregt werden, um die gesamte Brennstoffanforderung
für die Brennkraftmaschine vorzusehen, kann die Steuerschaltung 38 als Eingangsgröße jedes Ausgangssignal
der Steuereinrichtung entweder von einem gemeinsamen Punkt innerhalb der Steuereinrichtung 10
empfangen, wenn ein solches Signal zur Verfügung steht, oder über eine geeignete Eingangskopplung von
jeder der Einspritzventilteile 22, die aufeinanderfolgend erregt werden.
In Fig.2 ist die Steuerschaltung 38 für die
2n Brennstoffpumpe von F i g. 1 in einem bevorzugten elektrischen Schaltschema veranschaulicht Die Schaltung
besteht aus einem Eingangstrarristor 40, einer
elektrischen Energiespeichereinrichtung 42 in Form eines Kondensators, einer Ausgangstransistoranordnung
44, einem Steuertransistor 46 für die Entladung der elektronen Energie und einem Verbraucherwiderstand
47. Die Basis des Transistors 46 ist über eine konstante Spannungsabfallvorrichtung 48 mit Masse verbunden,
wobei diese Vorrichtung aus einer Vielzahl von Dioden besteht, und ist ebenso über einen Widerstand 50 mit
dem positiven Pol (B+) der Stromversorgung verbunden. Der Widerstand 50 und die Spannungsabfallvorrichtung
48 arbeiten zusammen, um an der Basis des Transistors 46 eine feste Spannung oder Spannungspotential
vorzusehen. Diese feste Spannung hält den Transistor 46 im leitenden Zustand, so daß ein fester
Strom durch den Widerstand 47 fließen kann. Hierdurch wird von dem Kondensator 42 in einer festen Folge
abgezogen, wann immer der Transistor 40 nichJeitend ist.
Die Ausgangstransistoranordnung 44 besteht aus eitiem ersten Transistor 52, der in Form einer
Signalverstärkungseinrichtung arbeitet, und aus einem zweiten Transistor 54, der als Leistungstransistor
arbeitet. Für den Fall, daß ein geeigneter Leistungstransistor mit der erforderlichen Signalverstärkung zur
Verfügung steht, kann die Ausgangstransistoranordnung 44 aus nur einem Transistor bestehen. Der Emitter
des Leistungstransistors 54 sieht ein Ausgangssignal
so über den Ausgangsanschluß VO vor. Die an diesem
Ausgangsanschluß erscheinende Spannung entspricht der Spannung über dem Kondensator 42, weniger dem
Emitter-Basisspannungiabfall der Transistoren 52 und
54.
Die "Basis des Transistors 40 ist über einen Eingangswiderstand 56, eine Eingangsdiode 58 und
einen Eingangsanschluß 60 an eine geeignete Triggeiimpulsquelle
gekoppelt, die sich innerhalb der elektronischen Steuereinrichtung 10 befindet Bei Systemen, bei
denen die Einspritzung von allen Zylindern im wesentlichen gleichzeitig erfolgt, kann diese Eingangsgröße
von einer der Einspritzventilvorrichtungen stammen, oder bei Systemen, bei denen die Einspritzventil aufeinanderfolgend erregt werden, kann der
Eingangsanschluß 60 an denjenigen Abschnitt der elektronischen Steuereinrichtung angeschlossen sein, in
welchem die Einspritzimpulsbreite errechnet wird. Bei solchen Systemen, bei denen eine Vielzahl von
Einspritzventilen aufeinanderfolgend erregt werden. kann eine alternative Anordnung verwendet werden,
wobei eine Vielzahl von Dioden parallel geschaltet sind und die Kathode jeder Diode an ein geeignetes
Einspritzventil 22 angeschlossen ist und die Anode jeder Diode mit dem Eingangswiderstand 56 verbunden ist.
Der Lastwiderstand 62 ist zwischen dem Emitter des Transistors 40 und dem positiven Pol (B+) der
Stromversorgung geschaltet. Der Ausgangsanschluß V0 kann an irgendeine geeignete Brennstoffpumpe angeschlossen
sein, deren Strömungskapazität proportional zu dem Betrag eines angelegten Erregersignals ist.
Nach dem Empfang eines Triggersignals am Eingangsanschluß 60, welches Signal bei diesem Atisführungsbeispiel
den Anschluß 60 auf Masse oder auf ein gemeinsames niedriges Potential bringt, fängt der
Transistor 40 zu leiten an. und es fließt Strom in dem Kondensator 42, und zwar relativ schnell, so daß der
ivonucrisator 42 ;~ AcscPtlicricr! auf czn Wert der
positiven Versorgungsspannung (B+) aufgeladen wird. Der Transistor 46 ist in den leitenden Zustand
vorgespannt, und es fließt demnach durch diesen ein Strom. Nach dem Ende des Triggersignals am Anschluß
60 wird der Transistor 40 ausgeschaltet, und die Spannung über dem Kondensator 42 fängt an
abzunehmen, und zwar auf Grund der Entladung derselben über den Transistor 46. Die über dem
Kondensator 42 erscheinende Spannung wird über den Emitter-Basisübergang des Transistors 52 geleitet und
ebenso über den Emitter-Basisübergang des Transistors
54 zum Ausgangsanschluß Vn.
In Fig.3 ist eine graphische Darstellung der
Ausgangsspannung, aufgetragen gegenüber der Zeit, veranschaulicht. Die aufgetragene Spannung ist diejenige,
die am Ausgangsanschluß V0 von F i g. 2 erscheint. In
der graphischen Darstellung gemäß F i g. 3 ist auch eine Kurve gezeigt, die kennzeichnend für die Triggerfrequenz
ist. Der als eine Triggerdauer bezeichnete Zeitintervall entspricht der Zeit, die für einen vollständigen
Maschinenzyklus, geteilt durch die gesamte Anzahl der diskreten Einspritzungen, erforderlich ist, und der
während dieser Zeitperiode auftreten muß. Auf der vertikalen Achse dieser graphischen Darstellung ist
auch der Wert eingezeichnet, welcher die positive Versorgungsspannung (B + ) kennzeichnet, und ebenso
ein zweiter mit Vj bezeichneter Wert. Während eines Zeitintervalls T entsprechend 0 bis /| wurde ein
Einspritzimpuls durch die elektronische Steuereinrichtung 10 erzeugt, und dieser geeignete Impuls wurde am
Anschluß 60 empfangen. Wie zuvor erwähnt, hat sich der Kondensator 42 auf einen Wert aufgeladen, der
nahe bei dem positiven Versorgungsspannungswerl (B+) liegt, und dieser Wert bleibt während de;
Zeitintervalls des Empfangens des Einspritzbefehls am Anschluß 60 konstant. Zum Zeitpunkt t\ endet dei
Einspritzbefehl und die über dem Kondensator 42 erscheinende Spannung beginnt abzufallen, und zwai
auf Grund des Stromflusses durch den Transistor 46
Hierdurch wii el bewirkt, daß die am AusgangsanschluC
Vt) erscheinende Spannung linear von einem maximaler
konstanten Wert auf den mit V\ bezeichneten Wen abfällt. Dieser Wert ist eine Funktion des Stromflusse!
durch den Transistor 46, der aus dem Kondensator 45 stammt, und ebenso eine Funktion des Zeitintervalls vor
t. k|p *-t [)or Zsii^Ufjki *2 enlS".rich*. denn d^TT1 närhstpr
Triggerzyklus der Fahrzeugmaschine. Wie man erkennt nimmt die mittlere Spannung, die am AusgangsanschluC
V0 erscheint und daher die mittlere Erregung, die zum Treiben der Brennstoffpumpe 28 zur Verfugung steht
mit zunehmender Impulsbreite zu (Impulsbreite T=C
2ϊ bis zum Zeitpunkt /i) und auch mit zunehmende!
Umdrehungszahl der Maschine zu, welches einci Abnahme des Zeitintervalls von 0 bis /j entsprecher
kann. S mit empfängt in beiden Situationen, bei dener
eine erhöhte Brennstoffabgabe an die Maschine erforderlich ist, die Brennstoffpumpe 28 zusätzlich
elektrische Energie, und zwar zusätzlich zu derjenigen die normal empfangen wird, unrf sie pumpt daher mil
einer größeren mittleren Kapazität, um die Bedürfnisse der zugeordneten Maschine zu befriedigen.
Es läßt sich erkennen, daß durch die vorliegend« Erfindung die eingangs definierte Aufgabe gelöst wird
Es sei jedoch hervorgehoben, daß die zuvor beschriebe ne Ausführungsform nur als Beispiel zu gelten hat unc
daß eine Reihe von Abwandlangen und Änderunger vorgenommen werden können, ohne dabei den Rahmet
der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Zum Beispie können die verschiedenen elektronischen Vorrichtun
gen, die elektrische Polarität und der Typ de Energiespeichervorrichtung von einem Fachmann ab
geändert bzw. umgestaltet werden.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Elektronisches Brennstoffsteuersystem für eine Brennkraftmaschine, bestehend aus einer Einspritzventilvorrichtung,
einer elektrisch erregbaren Brennstoffpumpvorrichtung, die einer Brennstoffquelle
zugeordnet ist, um Brennstoff unter Druck der Einspritzventilvorrichtung zuzuführen, wobei die
erregbare Brennstoffpumpe eine mittlere Durchsatzkapazität aufweist, die proportional zu einer
mittleren Erregung ist, weiter aus Abtasteinrichtungen zum Abtasten der Betriebsparameter der
Maschine, aus einer Steuereinrichtung, die auf die Abtaster anspricht und die Brennstoffanforderung
der Maschine bestimmt und Ausgangsimpulse erzeugt, deren Dauer kennzeichnend für die
Brennstoffanforderung der Maschine sind, wobei die Einspritzventilvorrichtung auf die Ausgangsimpulse
der Steuereinrichtung anspricht, um der Maschine Brennstofhnengen zuzuführen, die proportional zur
Impulsdauer sind, aus einer Steuerschaltung für die Brennstoffpumpe, welche die Ausgangsimpulse der
Steuereinrichtung empfängt und die einen Transistor-Schalterkreis enthält und die während des
Empfangs eines Ausgangsimpulses die Brennstoffvorrichtung entsprechend einem maximalen Wert
erregt, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (38) einen Schaltungsabschnitt
(46—50) aufweist, um allmählich die Erregung der Brennstoffp'.tmpvorrichtung (28) während des Zeitintervalls
zwischen aufeinanderfolgenden Ausgangsimpulsen zu reduziere!..
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Transistor-Schaltc kreis (40, 42) einen Schalttransistor (40) enthält, der in Reihe mit einer
elektrischen Energiespeichereinrichtung (42) an eine elektrische Stromversorgungsquelle geschaltet ist,
daß der Schalttransistor (40) die elektrische Energiespeichervorrichtung (42) auf einen maximalen
Energiewert auflädt, wenn der Schalttransistor durch die Ausgangsimpulse betätigt wird, daß der
Schaltungsabschnitt für die allmähliche Reduzierung der Erregung an die Energiespeichervorrichtung
(42) angeschaltet ist und die in dieser gespeicherte Energie während des Intervalls zwischen aufeinanderfolgenden
Ausgangsimpulsen allmählich abbaut, und daß die Steuerschaltung (38) für die Brennstoffpumpvorrichtung
einen transistorisierten Ausgangskreis (44) aufweist, der an die Energiespeichervorrichtung
(42) angeschlossen ist und der den momentanen Energiewert der elektrischen Speichervorrichtung (42) zur Brennstoffpumpvorrichtung
(28) überträgt.
3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Energiespeichervorrichtung
(42) aus einem Kondensator besteht und daß der Schaltungsabschnitt (46-50) aus einem den Kondensator
mit konstantem Strom entladenden Netzwerkbesteht.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |