DE2707411A1

DE2707411A1 - Verfahren und vorrichtung zur beschleunigungsanreicherung des einer brennkraftmaschine zugefuehrten kraftstoff-luftgemisches

Info

Publication number: DE2707411A1
Application number: DE19772707411
Authority: DE
Inventors: Otto Dipl Ing Gloeckler; Harro Ing Grad Herth; Bernd Dipl Ing Kraus; Thomas Wilfert
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1977-02-21
Filing date: 1977-02-21
Publication date: 1978-08-24
Also published as: US4223643A; DE2707411C2; JPS53104028A; FR2393155A1; GB1599838A

Description

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Dipl. Ing. Peter Otte 7033 Herrenberg (Kuppingen)

Patentanwalt ^ " Eifelstraße 7

Telefon (0 70 32) 319 99

1234/ot/wi
22. Nov. 1976

Firma Robert Bosch GmbH 7000 Stuttgart

Verfahren und Vorrichtung zur Beschleunigungsanreicherung des einer Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstof f-Luf tgemischs

Zusammenfassung

Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Beschleunigungsanreicherung des einer Brennkraftmaschine von einer Gemischaufbereitungsanlage beliebiger Art zugeführten Kraftstoff-Luftgemisches vorgeschlagen, das dazu dient, einer Brennkraftmaschine die insbesondere bei kaltem Motor und Warmlauf bei einer Beschleunigung erforderliche zusätzliche Kraftstoffmenge zuzuführen, damit ein einwandfreier Fahrkomfort erzielt und ein verzögertes Ansprechen der Brennkraftmaschine auf die Gaspedalbewegung vermieden werden kann. Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß die durch das Gasgeben im Saugrohr entstehende Druckänderung im Sinne eines Druckanstiegs erfaßt

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und in Form eines abklingenden elektrischen Signals Schaltungsteilen einer Gemischaufbereitungsanlage so zugeführt wird, daß es zu einer zusätzlichen Anfettung des abgegebenen Kraftstoff-Luftgemisches kommt. Hierzu ist im Saugrohr der Brennkraftmaschine ein membranbetätigter differenzierender Druckschalter angeordnet, der bei einem Anstieg des Saugrohrdrucks, wie er sich beim Gasgeben ergibt, für einen vorgegebenen Zeitraum anspricht und die Gemischanfettung hervorruft. Die Erfindung läßt sich zwar allgemein für jede beliebige Art einer Gemischaufbereitungsanlage einsetzen, sie eignet sich aber insbesondere zur Anwendung bei einer kontinuierlich einspritzenden elektrischen Kraftstoffeinspritzanlagn,bei welcher ein Steuerdruck auf Grund von Betriebnparametern so geändert werden kann, daß es zweckmäßigerweise im Sinne einer Regelung zu einer Modifizierung der Mengenanteile dor» Kraftstoff-Luftgemisches kommt. Als auf den Steuerdruck einwirkende Betriebsparameter können insbesondere ausgev/ertet werden die von einem Sauerstoffmeßfühler im Abgaskanal erfaßte Zusammensetzung der Abgase, aus der auf die mengenmäßige Zusammensetzung des der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoff-Luftgemisches rückgeschlossen werden kann (sogenannte λ-Regelung).

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren nach der Gattung des Hauptanspruchs sowie einer Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens entsprechend der Gattung des Unteranspruchs 4. Es ist bekannt, eine Gemischaufbereitungsanlage so auszubilden, daß sie bei einem Gasgeben, also im Beschleunigungsbereich der Brennkraftmaschine eine erhöhte Kraftstoffmenge zuführt; im einfachsten Fall eines Vergasers wird beim Niederdrücken des Gaspedals eine zusätzliche Kraftstoffmenge durch eine Membranpumpe oder ein sonstiges geeignetes Aggregat freigegeben. Es

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sind auch elektrische Kraftstoffeinspritzanlagen bekannt geworden, bei denen eine Ubergangsanreicherung zur Beschleunigung dadurch erfolgt, daß man die Bewegung einer Stauklappe auswertet, die auf die von der nrennkraftmaschine angesaugte Luftmenge reagiert und Teil eines sogenannten Luftmengenmessers ist.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße System mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs sowie des Unteranspruchs 4 hat gegenüber den bekannten Anreicherungssystemen den Vorteil, daß Geberaggregate und Schaltaggregate, die bei bisherigen Ubergangsanreicherungssystemen erforderlich waren, eingespart werden können. Um beispielsweise bei einer kontinuierlich einspritzenden Kraftstoffeinspritzanlage eine Ubergangsanreicherung durchzuführen, benötigt man üblicherweise zum Absenken des Steuerdrucks, was zu einer Erhöhung der abgegebenen Kraftstoffmenge führt, ein Magnetventil, einen Druckschalter und einen Thermoschalter, wobei insbesondere die Dauer der gewünschten Einflußnahme zur Ubergangsanreicherung nicht frei bestimmt werden kann. Durch die Erfindung ist es nunmehr möglich, insbesondere schon vorhandene Kraftstoffeinspritzanlagen so auszubilden, daß in besonders einfacher Weise eine vom Saugrohrdruck abhängige Ubergangsanreicherung erzielt werden kann, deren Dauer sich ebenfalls frei bestimmen läßt.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 in zum Teil detaillierter Darstellung eine Teilschaltung bei einer kontinuierlich einspritzenden

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Kraftstoffeinspritzanlage, bei der der Eingriff der druckschaltergesteuerten Ubergangsanreicherung an vorgegebenen Schaltungspunkten erfolgt, Fig. 1a eine Ausführungsform, bei der der Eingriff der druckschaltergesteuerten Ubergangsanreicherung lediglich dann möglich ist, wenn die Teilschaltung sich im sogenannten Steuerungsbetrieb befindet, Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung mit einem dem Druckschalter zugeordneten Zeitglied, durch welches sich die Dauer · der Beschleunigungsanreicherung in Abhängigkeit von der Größe und der ftnderungsgeschwindigkeit des Saugrohrdrucks wählen läßt, die Fig. 3 zeigt Kurvenverläufe an bestimmten Schaltungspunkten der Schaltung der Fig. 2 und die Fig. 4 zeigt die Zuordnung eines elektronischen Temperaturschalters zum Druckschalter für die ubergangsanreicherung.

Beschreibung der Erfindungsbeispiele

Das Grundprinzip vorliegender Erfindung beruht darin, daß durch Abtasten des Saugrohrdrucks einer Brennkraftmaschine deren Ubergangsverhalten bei einem durch Gasgeben bewirkten Beschleunigungsvorgang verbessert wird, wobei die Brennkraftmaschine von einer Gemischaufbereitungsanlage zunächst beliebiger Art mit dem erforderlichen Kraftstoff-Luftgemisch versorgt wird. Als Gemischaufbereitungsanlagen kommen beispielsweise in Frage die bekannten Vergasersysteme, insbesondere aber auch Kraftstoff einspritzanlagen, die der Brennkraftmaschine intermittierend oder kontinuierlich in Abhängigkeit zur Drehzahl und angesaugten Luftmenge die erforderliche Kraftstoffmenge zur Erzielung eines im wesentlichen stöchiometrischen Kraftstoff-Luftverhältnisses zuführen. Besonders geeignet ist die vorliegende Erfindung zur Anwendung bei einer kontinuierlich einspritzenden elektrischen Kraftstoffeinspritzanlage, wie sie beispielsweise unter der Bezeichnung "K-Jetronic" von der Anmel-

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derin selbst bekannt ist. Um eine Ubergangsanreicherung erfassen zu können, ist gemäß einem Merkmal vorliegender Erfindung ein Druckschalter im Saugrohr der Brennkraftmaschine vorgesehen, der auf eine Druckänderung anspricht und dann für einen vorgegebenen Zeitraum der Gemischaufbereitungsanlage ein entsprechendes Steuersignal zuleitet, welches diese veranlaßt, in gewünschter Weise eine Mehrmenge an Kraftstoff zur Beschleunigungsanreicherung freizugeben.

Es ist schon erwähnt worden, daß sich die vorliegende Erfindung auch zur Anwendung beispielsweise bei Vergasersystemen u. dgl. eignet, im folgenden wird zur Erläuterung der Erfindung diese jedoch in ihrer Anwendung auf eine kontinuierlich einspritzende Kraftstoffeinspritzanlage genauer erläutert.

Bei dem verwendeten Druckschalter handelt es sich um einen sogenannten differenzierenden Druckschalter, der in der Zeichnung in seinem mechanischen Aufbau nicht gesondert dargestellt ist, da er ja im grundsätzlichen auch bekannt ist;, ein solcher Druckschalter besteht aus zwei von einer Membran getrennten Kammern, wobei eine der Kammern mit dem Druck im Saugrohr beaufschlagt ist. Beim Gasgeben steigt der Druck im Saugrohr so weit an wobei er sich je nach der Stellung der Drosselklappe nahezu dem äußeren Umgebungsdruck annähern kann ,—wodurch die Membran abgelenkt und durch die Membranbewegung ein Kontakt geschlossen wird; dieser Kontakt ist in der Zeichnung der Fig. 1 mit dem Bezugszeichen 1 versehen und kennzeichnet einen solchen Druckschalter im allgemeinen. Wesentlich ist, daß sich in der Membran eine je nach gewünschter Dauer des Schließens des Druckschalters 1 kleine Öffnung befindet, die dafür sorgt, daß nach einem vorgegebenen Zeitraum, der abhängig ist vom A'nderungsdruck und der Steilheit des Druckanstiegs, die Membran wieder ihre Ursprungsposition einnimmt, wodurch der Schalter öffnet. Ein sol-

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eher Druckschalter kann daher als differenzierender Druckschalter bezeichnet werden, da die Dauer seines Schließzustandes sich aus der erfaßbaren Druckanstiegsanderung im Saugrohr und der Steilheit dieser Änderung bestimmt und als in Abhängigkeit von diesen beiden Größen in Form eines digitalen Schließverhaltens (Schalter offen - Schalter geschlossen) mit veränderlicher Schließdauer zum Ausdruck kommt. Allerdings läßt sich die Membranöffnung nicht beliebig klein machen, so daß nicht beliebig lange Schließdauern des differenzierenden Druckschalters 1 erzielt werden können; in einer vorteilhaften Ausgestaltung vorliegender Erfindung, auf die weiter unten noch eingegangen wird, wird gezeigt, wie auch bei begrenzter Schließdauer die Ubergangsanreicherung so ausreichend stark angehoben werden kann - was insbesondere beim Warmlauf der Brennkraftmaschine von Bedeutung ist -, daß ein einwandfreies Beschleunigungsverhalten der Brennkraftmaschine ohne Stottern oder Magerpatschen erzielt werden kann.

Der Darstellung der Fig. 1 läßt sich im größeren Detail eine mögliche Ausführungsform einer elektronischen, kontinuierlich einspritzenden Kraftstoffeinspritzanlage entnehmen, die im Sinne einer Regelung arbeitet und ergänzend das Ausgangssignal einer Sauerstoffmeßsonde (sogenannte λ-Sonde) im Abgaskanal der Brennkraftmaschine zur genauen Einstellung und präzisen Regelung der Anteile des der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoff-Luftgemischs. verwendet.

Allgemein liegen bei einer kontinuierlich einspritzenden Kraftstoffeinspritzanlage die Werte eines konstanten Einspritzdrucks für den Kraftstoff sowie der Druckwert eines sogenannten Steuerdrucks vor, wobei die abgespritzte Kraftstoffmenge sich zusätzlich durch Beeinflussung dieses Steuerdrucks modifizieren läßt. Dies wird bei einer ergänzend mit einer λ-Regelung ausge-

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statteten Kraftstoffeinspritzanlage dazu verwendet, durch ein entsprechend angesteuertes Ventil 2 diesen Steuerdruck zu ändern. Der Steuerdruck ist dem konstanten Kraftstoffeinspritzdruck entgegengeschaltet; die abgespritzte Kraftstoffmenge wird so beeinflußt, daß das Ventil 2 bei entsprechender Ansteuerung mehr oder weniger qroße Mengen des Steuerdrucks zum Kraftstofftank zurückleitet. Zur Erzielung einer Abmagerung des der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoff-Luftgemisches ist die Schaltung daher so ausgelegt, daß der Steuerdruck größer wird, wodurch sich eine geringere Einspritzmenge ergibt.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Kraftstoffanlage handelt es sich daher lediglich um den Teilbereich, der zur Ansteuerung des Ventils 2 für den Steuerdruck dient und das von der /\-Sonde abgegebene Ausgangssignal auswertet. Diesen Teilbereich einer Kraftstoffeinspritzanlage ist auch der weiter vorn erwähnte differenzierende Druckschalter 1 zugeordnet und wirkt sich auf diesen aus.

Zum besseren Verständnis wird im folgenden kurz zunächst auf diesen Teilbereich der Kraftstoffeinspritzanlage eingegangen. Das Ausgangssignal der /\-Sonde 3 gelangt über einen Impedanzwandler 4 auf den Eingang eines Komparators oder Schwellwertschalters 5, dessen anderem Eingang eine, falls gewünscht, ergänzend beeinflußte Referenz- oder Schwellspannung über den Impedanzwandler 6 zugeführt ist. Im Basiskreis dieses Impedanzwandlers in Form eines Transistors befinden sich konstanthaltende Schaltungselemente, die insgesamt mit dem Bezugszeichen versehen sind. Am Ausgang des Schwellwertschalters 5 ergibt sich ein Schaltsignal in Form einer Rechteckspannung, je nachdem, ob das λ-Sondenausgangssignal, welches im wesentlichen eine Sprungfunktion ist, sich oberhalb oder unterhalb der eingestellten Schwellspannung befindet. Dieses Ausgangssignal ge-

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langt über einen Zwischenverstärker 8 auf einen Integrator 9 in Form eines mittels eines Kondensators 10 rückgekoppelten Operationsverstärkers 11. Am Ausgang 12 des Operationsverstärkers ergibt sich eine je nach der Schalthäufigkeit des Komparatorausgangssignals ansteigende bzw. abfallende Sägezahnspannung, die ergänzend zur Bestimmung der Mengenanteile des Kraftstoff-Luftgemisches von der weiteren Schaltung ausgewertet wird. Um das Ausgangssignal des Integrators 9 in eine den hydraulischen Steuerdruck beeinflussende Größe zu besetzen, ist eine Komparatorschaltung 14 vorgesehen, die an ihrem einen Eingang 15 angesteuert ist von der Kombination des Ausgangssignals eines Oszillators 16 in Verbindung mit dem Integratorausgangssignal. Die Komparatorschaltung 15 steuert über einen nachgeschalteten Transistor 17 einen Transistor 18 in Darlington-Schaltung als Endstufe für die Venti!ansteuerung an. Im Kollektorkreis des Darlington-Transistors 18 liegt, über einen Widerstand 19 gegen positive Versorgungsspannung geschaltet, das Ventil 2 für die Beeinflussung des Steuerdrucks. Das Aus- · gangssignal des Oszillators 16, auf dessen Aufbau nicht weiter eingegangen zu werden braucht und der von beliebiger Form sein kann, ist eine Sägezahnspannung mit einer verhältnismäßig niedrigen Frequenz von beispielsweise 70 Hz. Sieht man zunächst von der Beeinflussung der Ausgangsspannung des Komparators 14 vom Integratorausgangssignal ab, dann läßt sich der Komparator 14 über die an seinem anderen Eingang liegende Spannungsteilerschaltung aus den Widerständen 20 und 21 so einstellen, daß sich an seinem Ausgang entsprechend Kollektoranschluß des Transistors 22 eine Rechteckspannung mit gleichem Verhältnis von Impuls—zu Pausendauer, d.h. mit einem Tastverhältnis von 1:1 ergibt. Infolge der überlagerung durch das Sägezahn-Ausgangssignal des Integrators 9 verschiebt sich dieses Tastverhältnis , so daß es zu ungleichen öffnungs- und Schließzeiten des Ventils 2 unter der regelnden Führung der λ-Sonde kommt.

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Die in ihrem Tastverhältnis vom Ausgangssignal der /?-Sonde beeinflußte Ansteuerfrequenz für das Ventil 2 ist hoch genug, daß ein Pumpen des Steuerdrucks verhindert wird, da das mechanische System insgesamt integrierend wirkt. Durch die Änderung des Tastverhältnisses der Ansteuerspannung für den Endtransistor 18 wird durch Beeinflussung des Steuerdrucks mit Hilfe des Ventils 2 regelnd die von der Kraftstoffaufbereitungsanlage effektiv abgegebene Kraftstoffmenge bestimmt, und hier greift auch entsprechend einem Merkmal vorliegender Erfindung die Wirkung des differenzierenden Druckschalters ein.'

Bei einem ersten Ausführungsbeispiel ist parallel zur Kollektor-Emitter strecke des Transistors 17, der den Endtransistor 18 für die Ventilansteuerung 2 in seinem Basiskreis ansteuert, die Reihenschaltung zweier Widerstände 30 und 31 mit dem Schaltkontakt des differenzierenden Druckschalters 1 geschaltet, wobei die beiden Widerstände 30 und 31 den Druckschalter 1 einschließen. Es ergibt sich bei diesem Ausführungsbeispiel eine stets dann einsetzende Ubergangsanreicherung, wenn der differenzierende Druckschalter 1 für eine gewisse Zeit durch einen Druckanstieg im Saugrohr geschlossen wird, denn hierdurch wird unter Umgehung des Transistors 17 die Endstufe 18 angesteuert und das Taktventil 2 öffnet. Es kommt zu einem Absenken des Steuerdrucks und entsprechend zu einer Anfettung des der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoff-Luftgemischs, wobei praktisch während der Schließdauer des Druckschalters 1 von der Regelung abgegangen wird und das Ventil 2 für den Steuerdruck auch nicht mehr entsprechend der Schwingfrequenz des Oszillators 16 angesteuert wird. Ersichtlich gelingt durch eine solche Maßnahme die Anfettung des von der Kraftstoffaufbereitungsanlage abgegebenen Gemische um den Faktor des halben Regelhubs, wenn man davon ausgeht, daß im wesentlichen bei der üblichen Ansteuerung etwa eine Gleichverteilung von Pause zur

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Impulsdauer der Ansteuerimpulsfolge vorgelegen hat. Die Widerstände 31 und 30 verhindern einen Defekt, wenn am differenzierenden Druckschalter ein Kurzschluß nach Masse oder nach Plusleitung vorkommt.

Entsprechend einem weiteren, alternativen Ausführungsbeispiel wird die erfindungsgemäß eingeführte Ubergangsanreicherung in Abhängigkeit zur Temperatur der Brennkraftmaschine, beispielsweise zur Kühlwassertemperatür abgeschaltet. Dieses alternative Ausführungsbeispiel ist in gestrichelter Darstellung ebenfalls in das Ausführungsbeispiel der Fig. 1 eingefügt, der Druckschalter ist mit 1' bezeichnet. Der Druckschalter 1¹ liegt in diesem Fall in Reihe mit einem Thermoschalter 35, der dann öffnet, wenn eine bestimmte Temperatur der Brennkraftmaschine erreicht worden ist, jedoch über einen bestimmten Bereich des Warmlaufs geschlossen ist, so daß die Ubergangsanreicherung sich auswirken kann. Da der Thermoschalter 35 so ausgebildet sein kann, daß er gegen Masse schaltet, ist die Reihenschaltung aus differenzierendem Druckschalter 1· und Thermoschalter 35 bei diesem Ausführungsbeispiel sinnvollerweise so angeordnet, daß eine Einwirkung auf die Basis des Transistors 17 möglich ist. Sind beide Schalter, Thermoschalter 35 zur Abtastung der Kühlwassertemperatur und differenzierender Druckschalter 1' im Saugrohr der Brennkraftmaschine, geschlossen, dann ist der Transistor 17 ständig leitend geschaltet und das Ventil 2 ist über die durchgesteuerte Endstufe 18 ständig geöffnet, so daß bei geringem Steuerdruck der Brennkraftmaschine ein in gewünschter Weise entsprechend angefettetes Gemisch zugeführt wird. Diese Ubergangsanreicherung wirkt nur bei geschlossenem Thermoschalter, also während eines bestimmten Warmlaufzyklus.

Allgemein ergeben sich beim Betrieb einer Brennkraftmaschine mit Hilfe einer der λ-Regelung unterworfenen Gemischaufberei-

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tungsanlage Betriebszustände, während welchen von Regelung auf Steuerung umgeschaltet ist, was sehr häufig vom Kaltstart ausgehend während des Warmlaufs der Fall ist, da bei einem solchen Betriebszustand auch die λ-Sonde nicht in der Lage ist, ein in sinnvoller Weise auswertbares Ausgangssignal abzugeben.

Entsprechend einer weiteren Ausfuhrungsform vorliegender Erfindung, die in Fig. 1a gezeigt ist, wird eine Ubergangsanreicherung nur dann zugelassen, wenn die Kraftstoffeinspritzanlage ohnehin von Regelung auf Steuerung umgeschaltet ist; während dieses Schaltzustands befinden sich bestimmte elektronische Halbleiterschaltelemente, beispielsweise der in Fig. 1a mit 36 bezeichnete Transistor durch eine geeignete Ansteuerung an ihrer Basis 37 in einem durchgeschalteten, also leitenden Zustand, und die Erfindung nutzt diesen Schaltzustand dahingehend aus, daß der differenzierende Druckschalter 1" über die Kollektor-Emitterstrecke des Transistors 36, einer hiermit in Reihe geschalteten Diode 38 und eines weiteren Widerstandes 39 an Masse oder Minusleitung geschaltet wird, wobei der andere Anschluß des Druckschalters 1" über einen Widerstand 40 mit der Basis des Transistors 17 verbunden ist, der den Endstufen-Darlingtontransistor 18 ansteuert. Schließt daher in einem solchen Fall der differenzierende Druckschalter kurze Zeit, dann wirkt sich die Ubergangsanreicherung nur dann aus, wenn gleichzeitig das gesamte Teilschaltungssystem der Kraftstoffeinspritzanlage von Regelung auf Steuerung umgeschaltet ist, d.h. wenn der Transistor 36 leitend ist. Bei dieser Ausführungsform zur Ubergangsanreicherung kann auch auf den Thermoschalter 35 verzichtet werden, denn der Steuerungszustand gibt an, daß ein Betriebszustand der Brennkraftmaschine vorliegt, wie er sich insbesondere bei Start und Warmlauf ergibt, also bei kalter Brennkraftmaschine.

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Weiter vorn ist darauf hingewiesen worden, daß die mögliche Ubergangsanreicherung zu einer Anfettung von der Größe des halben Regelhubs führt; andererseits sind jedoch während des Warmlaufs und bei einem plötzlichen Gasgeben wesentlich größere Anreicherungen notwendig, damit die Brennkraftmaschine nicht "wegbleibt", d.h. der Benutzer mit einem unangenehmen Fahrzustand der Brennkraftmaschine konfrontiert wird. Die nötige Kraftstoffmenge für einenBeschleunigungsVorgang, insbesondere während des Warmlaufs kann bei einem möglichen Anreicherungsfaktor von 20 bis 30 % aber auch durch eine entsprechend längere Zeit gewonnen werden, während der diese Anreicherung wirkt. Zwar kann eine solche längere Zeit auch durch Vergrößern des Volumens oder Verkleinern der Bohrung beim differenzierenden Druckschalter 1 gewonnen werden, bei den Größen sind jedoch Grenzen gesetzt, denn eine Vergrößerung des Aggregats aus einbautechnischen Gründen und aus Materialpreisgründen ist nicht wünschenswert, andererseits sind kleine Bohrungen durch die Membran mit entsprechend kleinen Toleranzen teuer und verschmutzen verhältnismäßig leicht.

Man vermeidet solche Nachteile durch eine weitere Ausgestaltung vorliegender Erfindung, die darin besteht, daß die von dem differenzierenden Druckschalter zur Verfügung gestellte Schaltzeit elektronisch mit einem festen Faktor multipliziert wird, d.h. im einfachsten Fall wird dem Druckschalter ein Zeitglied zugeordnet, welches für eine Verlängerung der vom Druckschalter abgegebenen Schaltdauer, bevorzugt im proportionalen Verhältnis sorgt. Es ist schon erwähnt worden, daß die Zeit, die der differenzierende Druckschalter abgibt, abhängig ist von der Schnelligkeit, mit der das Gaspedal durchgetreten wird, d.h. von der Änderungsgeschwindigkeit des Saugdrucks (Steilheit des Druckanstiegs) und der Höhe des Drucksprungs.

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Der Darstellung der Fig. 2 läßt sich ein Ausführungsbeispiel zur elektronischen zeitlichen Einstellung des möglichen Anreicherungsfaktors entnehmen, bei dem der Druckschalter 1 auf ein Zeitglied in Form eines Millerintegrators 40 arbeitet. Der Aufbau eines solchen Millerintegrators ist bekannt, desgleichen seine Wirkungsweise; er besteht aus zwei Transistoren 43 und 44 und einem Integrierkondensator 45, der vom Kollektor des zweiten Transistors 44 auf die Basis des ersten Transistors 43 rückgeschaltet ist. Im Basiskreis des Transistors 43, d.h. allgemein ausgedrückt im Eingang des Millerintegrators und zur Ansteuerung desselben liegt der differenzierende Druckschalter in Reihe mit zwei Widerständen 41 und 42 und gegebenenfalls in Reihe mit dem Thermoschalter 35. Dieser kann aber auch weggelassen werden, wenn eine Ubergangsanreicherung unabhängig von der Temperatur erwünscht ist.

Schließt der Druckschalter 1 für eine vorgegebene Impulsdauer ti entsprechend der Darstellung des oberen Kurvenverlaufs der Fig. 3, dann wird der Kondensator 45 gegen Masse entladen, wobei für die Entladezeitkonstante der Widerstand 42 und der Kondensator 45 maßgebend sind. Sobald der differenzierende Druckschalter 1 wieder öffnet, lädt sich in der für Millerintegratoren charakteristischen Weise der Kondensator 45 wieder über den Widerstand 41 auf, der neben der Kapazität des Kondensators 45 ausschließlich maßgebend ist für die Aufladezeitkonstante. Die Widerstände 41 und 42 bestimmen also den Multiplikationsfaktor für die erwünschte Zeitdauer der Ubergangsanreicherung. Vom Ausgang des Millerintegrators 40 entsprechend Kollektor des Transistors 44 wird über die Widerstände 47 und 48 ein nachgeschalteter Transistor 46 angesteuert, dessen Kollektorpotential impulsmäßig die neue Zeitdauer t2 für die Dauer der Ubergangsanreicherung erzeugt. In Fig. 3 ist mit U der Spannungsverlauf am Kondensator 45 dargestellt, die Spannung

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U gibt die Schaltschwelle des dem Millerintegrator 40 nachgeschalteten Transistors 46 an. Vom Ausgang der Schaltung der Fig. 2 entsprechend dem Kollektor des Transistors 46 wird unmittelbar über dem Widerstand 49 die Basis des Transistors 17 der Fig. 1 angesteuert, der für die Dauer t2 des Ansteuerimpulses leitend ist und auf die von der geschilderten Teilschaltung maximal zur Verfügung gestellte Anreicherung umschaltet. Bei einer längeren Dauer des vom differenzierenden Druckschalter 1 abgegebenen Schaltimpulses ti' ergibt sich entsprechend der Darstellung der Fig. 3 auch wegen der stärkeren End- bzw. Umladung des Kondensators 45 ein größerer Ausgangsimpuls und eine entsprechend stärkere Anfettung des Kraftstoff-Luftgemisches (siehe ti' mit t2').

Es versteht sich, daß wie stets bei der Verwendung elektronischer Halbleiterschaltelemente auch Transistoren der jeweils anderen Polarität bei entsprechender Änderung der Versorgungsspannungsanschlüsse verwendet werden können. Es ist dann möglich, den Millerintegrator eingangsmäßig nicht gegen Masse, sondern gegen ein positives Potential der Plusleitung zu schalten, was insbesondere dann sinnvoll ist, wenn kein Thermoschalter 35 vorgesehen ist, der seine Kontakte bei Ansprechen gegen Masse schließt.

Im übrigen kann der Eingriff vom Ausgang der Zeitstufe oder über den Transistor 46 auch an anderer Stelle der in Fig. 1 gezeigten Schaltung erfolgen, jedoch so, daß stets das Ventil 2 in Richtung auf eine Übergangsanreicherung geschaltet wird.

Bei einem letzten Ausführungsbeispiel kann schließlich die Funktion des mechanischen Thermoschalters 35 auch durch einen elektronischen Temperaturschalter übernommen werden, der von einem mit dem Kühlwasser der Brennkraftmaschine in Kontakt ste-

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henden NTC-Widerstand gesteuert ist. Eine solche Schaltung ist in Fig. 4 gezeigt; der NTC-Widerstand ist mit dem Bezugszeichen 50 versehen. Er steuert einen elektronischen Temperaturschalter 51, der wiederum ausgangsmäßig das Schaltverhalten eines mit dem differenzierenden Druckschalter 1 in Reihe geschalteten Transistors 52 bestimmt. Die übrigen Schaltungselemente sind identisch zu dem AusfUhrungsbeispiel der Fig. 2, so daß hierauf nicht weiter eingegangen zu werden braucht. Eine solche Schaltung mit Hilfe eines elektronischen Temperaturschalters 51 ist besonders dann sinnvoll, wenn der seinen Widerstandswert kontinuierlich ändernde NTC-Widerstand auch für die Funktion des V/armlaufs herangezogen wird.

Unterhalb einer bestimmten Temperaturechwelle ist der Transistor 52 angesteuert und erlaubt daher den Eingriff des differenzierenden Druckschalters 1 in die Zeitschaltung. Auf den speziellen Aufbau und die Wirkungsweise des elektronischen Temperaturschalters 51 braucht nicht weiter eingegangen zu werden, da solche Systeme für sich gesehen bekannt sind; der temperaturabhängige Widerstandswert des NTC-Widerstands wird von dem Temperaturschalter 51 in ein proportionales Spannungssignal umgewandelt und bei einer bestimmten Temperatur erfolgt die Sperrung des Transistors 52, der dann das System außer Eingriff bringt.

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Leerse ite

Claims

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Patentansprüche

[1.jVerfahren zur Beschleunigungsanreicherung des einer Brennkraftmaschine von einer Gemischaufbereitungsanlage zugeführten Kraftstoff-Luftgemisches, insbesondere bei einer kontinuierlich einspritzenden elektronischen Kraftstoffeinspritzanlage, dadurch gekennzeichnet, daß ein auf eine Öffnung der Drosselklappe infolge Gasgebens zurückgehender Druckanstieg im Saugrohr erfaßt und dahingehend ausgewertet wird, daß für einen vorgegebenen Zeitraum eine Ubergangsanreicherung durch entsprechende Ansteuerung der Gemischaufbereitungsanlage erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines bei Druckanstieg im Saugrohr differenzierenden Druckschalters der dem konstanten Einspritzdruck bei einer kontinuierlichen Kraftstoffeinspritzung entgegengeschaltete Steuerdruck reduzierend zur Anfettung des abgegebenen Kraftstoff-Luftgemisches beeinflußt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Anfetten des abgegebenen Kraftstoff-Luftqemisches erzielte Ubergangsanreicherung temperaturabhängig ist und lediglich bei kalter Brennkraftmaschine bzw. VJarmlauf erfolgt.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, insbesondere bei einer mit /i-Regelung arbeitenden, kontinuierlich einspritzenden Kraftstoffeinspritzanlage, wobei ein den Steuerdruck bestimmendes Ventil von einer Impulsfolge angesteuert ist, deren Tastverhältnis vom Ausgangssignal der λ-Sonde im Abgaskanal modifiziert ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Saugrohr der Brenn-

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kraftmaschine ein bei einem Druckanstieg ansprechender Druckschalter vorgesehen ist, der so mit den das Ventil (2) für den Steuerdruck ansteuernden Schaltungselementen (14, 17, 18) verbunden ist, daß für einen vorgegebenen Zeitraum das Steuerdruckventil (2) im Sinne einer Anfettung des von der Kraftstoffeinspritzanlage abgegebenen Kraftstoff-Luftgemischs angesteuert ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckschalter im Saugrohr als differenzierender Druckschalter ausgebildet ist und zwei von einer Membran getrennte Kammern aufweist, von denen eine mit dem Saugrohrdrvick in Verbindung steht, und daß in der bei Bewegung einen Schaltkontakt schließenden Membran eine Bohrung zum allmählichen Druckausgleich vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der differenzierende Druckschalter (1) in Reihe mit zwei Widerständen (3O, 31) parallel zur Kollektoremitterstrecke eines Transistors (17) geschaltet ist, der im Normalfall eine nachgeschaltete, das Steuerdruckventil (2)

boauf sch La"t- , ansteuernde Endstufe (18) mit einer Schaltimpulsfolge / die sich in Abhängigkeit zum Ausgangssignal der λ-Sonde in ihrem Tastverhältnis ändert.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der differenzierende Druckschalter (1¹) mit einem bei ausreichender Erwärmung der Brennkraftmaschine öffnenden Thermoschalter (35) in Reihe geschaltet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihenschaltung aus differenzierendem Druckschalter (1') und Thermoschalter (35) im Basiskreis des die Endstufe (18)

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ansteuernden Transistors (17) liegt.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der mit seinem einen Anschluß eingriffsmäßig mit dem Ansteuerungsbereich für das Steuerdruckventil (2) verbundene differenzierende Druckschalter (1") mit seinem anderen Anschluß an ein Schaltungselement (36) angeschlossen ist, welches lediglich im Steuerungszustand der Kraftstoffaufbereitungsanlage ohne Einfluß der überlagernden /J-Regelung leitend ist, derart, daß eine Ubergangsanreicherung lediglich bei abgeschalteter Regelung möglich ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der differenzierende Druckschalter (1") über einen Widerstand (40) mit der Basis des die Endstufe (18) ansteuernden Transistors (17) verbunden ist und mit einem Widerstand (39) und einer Diode (3 8) in Reihe mit der Kollektoremitterstrecke eines Transistors (36) geschaltet ist, der dann leitend ist, wenn von Regelung auf Steuerung umgeschaltet ist.

11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der differenzierende Druckschalter (1) mit dem Steuereingang eines Zeitglieds (40) verbunden ist, welches je nach der Schaltdauer des Druckschalters (1) einen Ausgangsimpuls vorgegebener, größerer Dauer abgibt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitglied (40) ein Millerintegrator (43, 44, 45) ist, daß der Druckschalter (1) den Zeitkondensator (45) des Millerintegrators für die Dauer seines Schließens mit vor-

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1234/ot/wi 2707Λ11

22. Nov. 1976 -W- * / U / «Μ Ι

gegebener Zeitkonstante gegen ein festes Potential entlädt, derart, daß der Ausgangsimpuls des Millerintegrators um die Dauer der Umladung des Zeitkondensators (45) länger als der Druckschalterimpuls ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Millerintegrators über einen Zwischentransistor (46) mitder Basis des die Endstufe (18) ansteuernden Transistors (17) verbunden ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer Temperaturabhängigkeit der auf ein Zeitglied (40) arbeitenden, druckschaltergesteuerten Ubergangsanreicherung der Druckschalter (1) in Reihe geschaltet ist mit einem Halbleiterschaltelement (52) , welches von einem elektronischen Temperaturschalter (51) angesteuert ist, der seinerseits den sich ändernden Widerstandswert eines mit dem Kühlwasser der Brennkraftmaschine verbundenen temperaturabhängigen Widerstands (NTC-Widerstand 50) auswertet.

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