DE2736307C2 - Verfahren und Einrichtung für eine Kraftstoffversorgungsanlage einer Brennkraftmaschine mit Fremdzündung - Google Patents

Description

stoffmengenzufuhr ein schnelles Aufheizen der Brennkraftmaschine gewährleistet ist. Zudem ergibt sich ein hv.h2r Fahrkomfort beim Übergang vom Schubbetrieb zum normalen Fahrbetrieb, sowie eine verminderte Schadstoffemission infolge der schnellen Aufheizung.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine Einrichtung zur Durchführung des angegebenen Verfahrens, Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Mehrmengenschaltungs- ι ο anordnung, Fig. 3 ein Impulsdiagramm zur Schaltungsanordnung nach Fig. 2, Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel der Mehrmengenschaltungsanordnung sowie Fig. 5 eine dritte Ausführungsari.

In Fig. 1 ist der elektronische Schaltungsteil einer Kraftstoffeinspritzanlage für die Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges dargestellt.

Mit 10 ist ein Drehzahlgeber bezeichnet, dem eine Reihenschaltung aus Impulsformer 11, Frequenzteiler 12, sowie Impulserzeugerstufe 13 nachgeschaltet ist. Diese Impulserzeugerstufe 13 ist zusätzlich mit einem Geber 14 für den Luftdurchsatz im Ansaugrohr gekoppelt. Der Ausgang 15 der Impulserzeugerstufe 13 ist mit einem ODER-Gatter 16, einer Korrekturstufe 17 sowie mit dem Impulsformer 11 gekoppelt. Mit der zuletzt genannten (AND-) Koppelung wird erreicht, daß die Impulsdauer des Ausgangssignales der Impulserzeugerstufe 13 nicht größer ist als die Impulsdauer des Signals der Impulsformerstufe 11. Dem ODER-Gatter 16 werden neben dem Ausgangssignal der Impulserzeugerstufe 13 die Ausgangssignale der Korrekturstufe 17 für eine Temperatur- und Mehrmengenkorrektur sowie einer Spannungskorrektur 18 zugeführt. Dem ODER-Gatter 16 folgt ein UND-Gatter 19, dem wiederum eine Treiberstufe 20 für Einspritzventile 21 und 22 nachgeschaltet ist.

Schließlich wird das Ausgangssignal des Frequenzverteilers 12 einer monostabilen Kippstufe 24 sowie einer Vergleichsstufe 25 zugeführt, wobei das Ausgangssignal der monostabilen Kippstufe 24 auf einen zweiten Eingang der Vergleichsstufe 15 einwirkt und deren Ausgangssignal wiederum auf einen Eingang der monostabilen Kippstufe rückführbar ist. Daneben ist der Ausgang der Vergleichsstufe 25 mit einer Schuberkennungsstufe 27 in der Form eines NAND-Gatters gekoppelt, die zusätzlich mit dem Ausgang eines Drosselklappenwinkelgebers 28 verbunden ist. Vom Ausgang der Schuberkennungsstufe 27 führt eine erste Leitung 29 zur Kraftstoffabsperrstufe 19 und eine zweite Leitung 30 zur Mfshrmengenschaltungsanordnung 31. Diese Mehrmengenschaltungsanordnung 31 wird zusätzlich von einem Signal aus dem ODER-Gatter 16 beaufschlagt und liefert ein Ausgangssignal an die Korrekturstufe 17. Ein weiterer Eingang der Korrekturstufe 17 ist mit einem Temperaturgeber 32 verknüpft.

Die vorstehend beschriebene Einrichtung arbeitet wie folgt:

Die Signale vom Drehzahlgeber 10 werden in der nachfolgenden Impulsformerstufe 11 in eine weiterverarbeitbare Form gebracht und in der Frequenz im Frequenzverteiler 12 geteilt. Ausgehend von diesem Frequenzteiler-Ausgangssignal und einem Luftmengendurchsatzsignal vom Luftmengenmesser 14 werden in der Impulserzeugerstufe 13 bekannter Bauart Einspritzimpulse erzeugt, deren Länge in der nachfolgenden Korrekturstufe 17 abhängig von der Temperatur und der gewünschten Mehrmenge sowie in der Spannungskorrekturschaltung 18 abhängig von der Bordspannung korrigiert. Im ODER-Gatter 16 wird das jeweils längste der Ausgangssignale von Impulserzeugerstufe 13, Korrekturstufe 17 sowie Spannungskorrekturstufe 18 ausgewählt, das längste dieser Signale wird der Kraftstoffabsperrstufe 19 zugeführt, die als UND-Gatter ausgebildet ist, und deren Ausgangssignal wiederum dient über die Treiberstufe 20 als Ansteuersignai für die beiden elektromagnetischen Einspritzventile 21 und 22.

Das Ausgangssignal des Frequenzteilers 12 wird der monostabilen Kippstufe 24 sowie der Vergleichsstufe 25 zugeführt, wobei in der Vergleichsstufe 25 die Länge der Aasgangssignale von Frequenzteiler 12 und monostabiler Kippstufe 24 verglichen werden. Das Ausgangssignal der Vergleichsstufe 25 wird zur Bildung einer variablen Zeitdauer der monostabilen Kippstufe 24 zu dieser zurückgeführt und dient gleichzeitig als eines der Eingangssignale der Schuberkennungsstufe 27. Die Vergleichsschaltung 25 ist so aufgebaut, daß dann, wenn die Zeitdauer des instabilen Zuslandes der monostabilen Kippstufe 24 kleiner ist als die Zeitdauer des Frequenzteiler-Ausgangssignals, die Ausgangsspannung Null erzeugt wird, während im umgekehrten Fall, d. h. die Zeitdauer des instabilen Zustandes der monostabilen Kippstufe 24 ist größer als die Impulsdauer des Signals des Frequenzteilers 12 - d. h. bei hoher Drehzahl - eine Spannung von hohem Potential erzeugt wird. Für die Dauer des instabilen Zustandes der monostabilen Kippstufe 24 wird ein Wert gewählt, der auf die Periodendauer des Frequenzteiier-Ausgangssignals abgestimmt ist für den Fall, daß eine Kraftstoffabsperrung bei bestimmtem Drosselklappenwinkel gewünscht wird.

Unterhalb eines bestimmten Drosselklappenwinkels gibt der Drosselklappenwinkelgeber 28 ein positives Signal ab, so daß die ein NAND-Gatter enthaltende Schuberkennungsstufe 27 dann ein Null-Signal abgibt, wenn die Drehzahl einen bestimmten Wert überschreitet und gleichzeitig der Drosselklappenwinkel unter einem bestimmten Wert liegt. Im einfachsten Fall ist der Drosselklappenwinkelgeber 28 so ausgestaltet, daß er bei geschlossener Drosselklappe ein positives Signal abgibt, und die Schuberkennungsstufe 27 gibt dann ihrerseits ein Null-Signal ab, wenn bei geschlossener Drosselklappe die Drehzahl oberhalb eines bestimmten Wertes liegt.

Ein Null-Signal am Ausgang der Schuberkennungsstufe 27 und damit auf der Leitung 29 läßt die Einspritzsignale aus dem ODER-Gatter 16 wegen des gesperrten UND-Gatters in der Kraftstoffabsperrstufe 19 nicht zur Treiberstufe 20 für die elektromagnetischen Einspritzventile gelangen. Dadurch wird die Kraftstoffzufuhr so lange unterbrochen, bis die Drehzahl unter einen bestimmten Wert abgesunken ist und ein Null-Signal am Ausgang der Schuberkennungsstufe 27 anliegt.

Nach Ende des Schubbetriebes steigt das Ausgangssignal der Schuberkennungsstufe wieder auf einen hohen Wert, wodurch die Kraftstoffabsperrstufe 19 die Ausgangssignale des ODER-Gatters 16 auf die Treiberstufe 20 für die elektromagnetischen Einspritzventile 21 und 22 wieder durchschaltet. Gleichzeitig bewirkt dieser Spannungsanstieg am Ausgang der Schuberkennungsstufe 27, daß die Mehrmengensteuerschaltung 31 die Korrekturstufe 17 im Sinne einer Impulsverlängerung für eine vorgegebene Zeitdauer bzw. eine vorgebbare Anzahl von Einspritzimpulsen beeinflußt.

Ein erstes Beispiel einer Mehrmengensteuerschaltung 31 zeigt Fig. 2, in der die Mehrmengensteuerschaltung eingebettet wird in einen Teil des Blockschaltbildes nach Fig. 1. Hauptmerkmal der Mehrmengensteuerctufe 31 ist ein D-Flip-Flop 40 bekannter Bauart sowie ein Verstärker bestehend aus einem Transistor 41, einem Kollektor-Widerstand 42 sowie einem zur Basis des Transistors 41 führender Spannungsteiler aus zwei Widerständen 43 und 44 zwischen einem negierenden Ausgang des Flip-Flops 40 und einer

Masseleitung 45. Weiterhin ist sowohl dem D-Eingang des Flip-Flops 40 als auch dem Takteingang je ein Inverter 46 und 47 vorgeschaltet, wobei der Eingang des Inverters 46 mit dem Ausgang der Schuberkennungsstufe 27 und der Eingang des Inverters 47 mit einem Ausgang des ODER-Gatters 16 verbunden ist. Schließlich steht der Kollektor des Transistors 41 noch über eine Diode 48 mit einem Eingang der Korrekturstufe 17 in Verbindung.

Der Erklärung der Wirkungsweise der Schaltungsordnung nach Fig. 2 im Zusammenhang mit dem Blockschalt- Hi bild von Fig. 1 dienen die Impulsdiagramme in Fig. 3.

Fig. 3a zeigt das Ausgangssignal der Kraftstoffabsperrstufe 19, wobei die unterdrückten Ansteuersignale für die Einspritzventile gestrichelt gezeichnet sind. Fig. 3b zeigt das durch den Inverter 47 in der Mehrmengeiisteuerstufe I^s 31 invertierte Ausgangssignal des ODER-Gatters 16. Fig. 3c gibt ein Schubintervall an und Fig. 3d das Ausgangssignal der Mehrmengensteuerstufe 31.

Das D-Flip-Flop 40 in der Mehrmengensteuerstufe 31 von Fig. 2 arbeitet in bekannter Weise derart, daß ein am D-Eingang anliegendes Signal zum Zeitpunkt der Anstiegsflanke des nächsten Taktimpulses auf den Ausgang durchgeschaltet wird. Da das Ausgangssignal des Flip-Flops 40 vom negierenden Ausgang abgenommen wird, ergibt sich dort ein Null-Potential ab dem nächsten Taktimpuls, der -5 aus den Impulspausen zwischen den Einspritzimpulsen gewonnen wird. In entsprechender Weise erhöht sich das Ausgangssignal am negierenden Ausgang des Flip-Flops 40 mit der nächstfolgenden Einstiegsflanke der Taktimpulse, wenn der Schubbetrieb wieder zu Ende ist.

Ein Null-Signal auf dem negierenden Ausgang des Flip-Flops 40 hat ein hohes Potential am Ausgang der Mehrmengensteuerstufe 31 zur Folge, was eine entsprechende Korrektur des Einspritzsignales durch die Korrekturstufe 17 im Sinne einer Erhöhung der Einspritzmenge zur Folge hat. Bei dem oben dargelegten praktischen Ausführungsbeispiel wird die Vermehrung der Kraftstoffmenge nur bei der allerersten Kraftstoffeinspritzung nach der Aufhebung der Kraftstoffeinspritzabsperrung ausgeführt. Wo es jedoch die besondere Charakteristik des Motors oder -io irgend ein anderer Grund erforderlich macht, läßt sich auch die Kraftstoffmenge für mehrere Einspritzimpulse erhöhen. Zwei Realisierungsmöglichkeiten für eine Verlängerung der Einspritzimpulse während eines bestimmten Zeitintervalls zeigen die Schaltungsanordnungen 4 und 5, die wiederum mit den angrenzenden Blöcken des Blockschaltbildes von Fig. 1 gezeichnet sind.

Fig. 4 zeigt eine Mehrmengensteuerschaltung 31 mit einem monostabilen Multivibrator. Mit jeder das Ende eines Schubbetriebs anzeigenden Flanke des Ausgangssignals der Schuberkennungsstufe 27 wird der monostabile Multivibrator in seinen instabilen Zustand gebracht. Das Ausgangssignal der Mehrmengensteuerschaltung 31 wirkt dann impulsverlängemd auf die Korrekturstufe 17 ein. Nach Ende der Zeitdauer des instabilen Zustandes der monostabilen Kippstufe kehrt auch das Ausgangspotential der Mehrmengensteuerschaltung 31 wieder auf den Normalwert zurück, wodurch die Verlängerung der Einspritzimpulse beendet wird.

Wesentlichster Bestandteil der Schaltungsanordnung von Fig. 5 ist ein Miller-Integrator, im einzelnen ergibt sich der folgende Schaltungsaufbau. Zwischen dem Eingang der Mehrmengensteuerschaltung 31 und der Basis eines ersten Transistors 50 liegt eine Reihenschaltung eines Inverters 51 sowie eines Widerstandes 52. Während der Emitter des Transistors 50 direkt mit Masse verbunden ist, liegt sein Kollektor einmal über eine Reihenschaltung zweier Widerstände 53 und 54 an einer Plusleitung 55, sowie über einen parallelen Zweig über eine Diode 56, einen Widerstand 57 sowie einen Transistor 58 ebenfalls an dieser Plusleitung 55. Der Verbindungspunkt der beiden Widerstände 53 und 54 ist mit der Basis eines Transistors 59 sowie über einen Kondensator 60 mit dem Kollektor des Transistors 58 gekoppelt. An dem Kollektor dieses Transistors 58 ist sowohl der Widerstand 57 angeschlossen, als auch ein zu Masse führender Widerstand 61. Die Basis des Transistors 58 ist zum Emitter des Transistors 59 geführt, der über einen Widerstand 62 mit der Plusleitung 55 in Verbindung steht und vom Kollektor dieses Transistors 59 führt ein Widerstand 63 gegen Masse. Zum Ausgang der Mehrmengensteuerschaltung 31 führt .eine Diode 64, deren Anode am Verbindungspunkt des Widerstandes 57 und der Diode 56 angeschlossen ist.

Wenn bei diesem Aufbau der Ausgang der Schuberkennungsstufe 27 auf einem Null-Signal liegt, welches anzeigt, daß Schubbetrieb besteht, und infolge dessen die Einspritzimpulse unterdrückt werden, dann leiten die Transistoren 50, 59 und 58. Durch den Transistor 50 fließt über den Widerstand 57 und die Diode 56 ein Strom /10. Wenn sodann der Ausgang der Schuberkennungsstufe 27 auf ein positives Signal umgeschaltet wird, dann fließt, da der Transistor 50 zuvor leitend war, der Strom / 10 über die Diode 64 in die Korrekturstufe 17 hinein. Ab diesem Zeitpunkt wird der Kondensator 60 auf dem Weg über den Widerstand 54, den Kondensator 50 und den Widerstand 61 aufgeladen. Das Basispotential des Transistors 59 steigt nach und nach an und das Kollektorpotential des Transistors 58 sinkt nach und nach ab, was zur Folge hat, daß auch der in die Korrekturstufe 17 hineinfließende Strom / 10 nach und nach kleiner wird. Nach Ablauf einer ganz bestimmten Zeit hört in dem Zeitpunkt, in welchem der Transistor 58 in seinen Sperrzustand übergeht, der Strom ■/ 10 auf, in die Korrekturstufe 17 hineinzufließen. Somit fließt also in die i-Korrekturstufe 10 während einer ganz bestimmten Zeit der mit der Zeit abnehmende Strom / 10 und bewirkt so, daß die Kraftstoffeinspritzmenge während einer ganz bestimmten Zeit erhöht wird.

Durch die beiden in Fig. 4 und Fig. 5 dargestellten Schaltungsanordnungen wird erreicht, daß die Kraftstoffeinspritzmenge nach Ende des Schubbetriebes über eine ganz bestimmte Zeit hinweg erhöht wird, das zur Folge hat, daß die durch eine ungenügende Kraftstoffeinspritzmenge verursachte unvollkommene Verbrennung im Motor verhindert wird. Auf diese Weise wird eine Beeinträchtigung des Fahrkomforts und eine Erhöhung des Schadstoffgehaltes in den Auspuffgasen verhütet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Steuerung einer Kraftstoffversorgungsanlage einer Brennkraftmaschine mit Fremdzündung, bei dem die den Brennräumen zugeführte Kraftstoffmenge von wenigstens einer der Betriebskenngrößen Drehzahl, Luftdurchsatz im Ansaugrohr, Druck im Ansaugrohr oder Temperatur abhängt, während des Schubbetriebes die Kraftstoffversorgung unterbrechen wird, und nach Ende des Schubbetriebes die zugeführte Kraftstoffmenge über die normale Zumessung hinaus erhöht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrmenge für eine vorbestimmbare Zeit durch eine Verlängerung der Dauer der Einspritzimpulse bereitgestellt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeit, während der die Erhöhung der Kraftstcffzufuhr stattfindet, von charakteristischen Größen der Brennkraftmaschine abhängt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 bei Vorhandensein einer Kraftstoffeinspritzanlage, dadurch gekennzeichnet, daß eine Erhöhung der zuzuführenden Kraftstoffmenge für eine vorbestimmbare Anzahl von Einspritzimpulsen vorgenommen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß die Zahl der Einspritzimpulse, während der die Erhöhung der Kraftstoffzufuhr stattfindet, von charakteristischen Größen der Brennkraftmaschine abhängt. 3d

5. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit einer Kraftstoffeinspritzanlage, Gebern für die Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine, einem diesen Gebern nachgeschalteten [mpulserzeugermittel, einer Schubbetriebserkennung (27) sowie einer Kraftstoffabsperrung (19), dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Impulsverlängerung über eine Mehrmengensteuerung mit der Schubbetriebserkennung in Verbindung stehen.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zur Impulsverlängerung eine Korrekturstufe (17) vorgesehen ist, deren Eingang wenigstens mit der Mehrmengensteuerung (31) verbunden ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Schuberkennung ein Zeitglied, insbesondere mit einer monostabilen Kippstufe (24), dient, dessen Ausgangssignal mit vom Drehzahlgeber (10) abgeleiteten Impulsen in einer Vergleichsstufe (25) vergleichbar ist und der Vergleichsstufenausgang zusammen mit dem Ausgang eines Drosselklappenwinkelgebers (28) mit einer Schuberkennungsstufe (27) gekoppelt ist.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrmengensteuer-Schaltung (31) zur Mehrmengensteuerung wenigstens ein Zeitglied (40; monostabile Kippstufe nach Fig. 4, Millerintegrator nach Fig. 5) enthält und die Dauer des Ausgangssignals dieses Zeitgliedes den Zeitraum bestimmt, während dessen die erhöhte Kraftstoffmenge letztlich den Brennräumen der Brennkraftmaschine zugeführt wird.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Korrekturgrößen wenigstens eine der Größen Brennkraftmaschinen- und Ansauglufttemperatur sowie Bordspannung verwertbar sind.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Steuerung einer Kraftstoffversorgungsanlage einer Brennkraftmaschine mit Fremdzündung nach den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 5.

Es handelt sich dabei um eine Kraftstoffversorgungsanlage für ein Kraftfahrzeug, bei der die Kraftstoffzufuhr zur Brennkraftmaschine während des Schubbetriebes zum wirkungsvollen Abbremsen des Kraftfahrzeuges und zur Kraftstoffersparnis unterbrochen wird. Nach Ende des Schubbetriebes setzt die Kraftstoffversorgung wieder ein, und die Brennkraftmaschine arbeitet nach einem kleineren oder größeren Zeitintervall wieder normal, d. h., sie reagiert auf den im Fahrpedaldruck zum Ausdruck kommenden Fahrerwillen.

Aus der DE-OS 19 40 738 ist eine Einrichtung bekannt, mit deren Hilfe Schub- oder Schiebebetrieb erkannt, in Reaktion auf den Schubbetrieb die Kraftstoffzufuhr zur Brennkraftmaschine unterbrochen und bei Unterschreiten einer Mindestgeschwindigkeit die Kraftstoffzufuhr zur Brennkraftmaschine (im normalen Umfang) wieder aufgenommen wird.

Eine solche Einrichtung arbeitet in der Hinsicht nicht optimal, daß sie der Abkühlung der Brennkraftmaschine während des Schubbetriebes nicht Rechnung trägt. Bei wiederaufgenommener Kraftstoffzufuhr kondensiert der Kraftstoff teilweise im Luftansaugrohr, wodurch das dem Brennraum zugeführte Kraftstoff-Luft-Gemisch nicht den gewünschten Wert aufweist. Eine Folge davon ist die Beeinträchtigung des Fahrkomforts.

Des weiteren wird in einem Artikel der Motor Technischen Zeitschrift (MTZ 36 [1975], H. 9, Seiten 242-248) die Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr im Schubbetrieb ganz allgemein abgehandelt. Auch die Möglichkeit einer Gemischanreicherung durch Verlängerung der Dauer der Einspritzimpulse in bestimmten Fällen, wie z. B. beim Warmlauf, wird in diesem Artikel genannt. Über eine Gemischanreicherung für eine vorbestimmbare Zeit nach Ende des Schubbetriebes wird in diesem Artikel jedoch nichts ausgesagt.

Weiterhin ist aus der GB-PS 13 33 557 ein Verfahren bekannt, bei welchem nach Ende des Schubbetriebes das Gemisch durch einen zusätzlichen Kraftstoffeinspritzimpuls, einen sogenannten Zwischenspritzer, angereichert wird. Zwischenspritzer können jedoch bezüglich ihrer Bereitstellung problematisch sein.

Ein weiterer Nachteil eines unzureichenden Kraftstoff-Luft-Gemisches ist darin zu sehen, daß nach Ende des Schubbetriebes der Anteil der im Abgas enthaltenen Schadstoffe infolge der unzureichenden Verbrennung besonders hoch ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein optimales System zur Gemischanreicherung nach Ende des Schubbetriebes bereitzustellen, welches sowohl hinsichtlich des Schadstoffgehaltes des Abgases als auch hinsichtlich des Fahrkomforts befriedigende Ergebnisse liefert.

Diese Aufgabe wird bei dem gattungsgemäßen Verfahren und der gattungsgemäßen Einrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale der Patentansprüche 1 und 5 gelöst.

Nach Ende des Schubbetriebes wird die erforderliche Mehrmenge für eine vorbestimmbare Zeit durch Verlängerung der Dauer der Einspritzimpulse bereitgestellt.

Einrichtung und Verfahren gemäß den kennzeichnenden Merkmalen der Hauptansprüche weisen den Vorteil auf, daß nach Ende des Schubbetriebes die Kondensation des Kraftstoffes des Kraftstoff-Luft-Gemisches an den Innenwänden der Brennkraftmaschine bei niedriger Temperatur kompensiert wild, und zudem infolge der erhöhten Kraft-