DE2749171A1 - Elektronische kraftstoffeinspritzregelung - Google Patents
Elektronische kraftstoffeinspritzregelungInfo
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Description
Lucas Industries Limited
Great King Street
GB-Birmingham 2. November 1977
Die Erfindung betrifft eine elektronische Kraftstoffeinspritzregelung
für einen Brennkraftmotor.
Eine elektronische Kraftstoffeinspritzregelung nach der Erfindung
ist gekennzeichnet durch eine auf den Wert mindestens einer Motorbetriebsgröße ansprechende Hauptregelschaltung in
einer Anordnung zur Regelung der Geschwindigkeit, mit der Kraftstoff eingespritzt wird, als eine Funktion der Betriebsgröße,
Mittel zum Erzeugen eines elektrischen Sollsignals (das auch als die Hegelbetriebsgröße benutzbar ist) und eine auf
die Änderungsgeschwindigkeit des Sollsignals ansprechende kraftstoffvariierende Übergangsregelschaltung in einer Anordnung
zur Erhöhung oder Verringerung der Geschwindigkeit der Kraftstoffzufulii· zum Motor entsprechend dem Vorzeichen und der
Größe der Änderungsgeschwindigkeit des Sollsignals.
Das Sollsignal kann ein Signal sein, das von einem V/andler
abgeleitet wird, der mechanisch mit einem Regelpedal für den Motor verbunden ist, z.B. mit dem Pedal, das das Luftansaug-Drosselventil
in einer normalen Automobilmotoranlage öffnet und schließt. Alternativ kann das Sollsignal ein Signal sein,
das von einem Luftdruckwandler in der Motorluftansaugung
hinter der Drossel oder von einem Luftdurchflußwandler in der Luftansaugung abgeleitet wird.
Wa/Ti - 6 -
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-M"
Es versteht sich, daß die kraftstoffvariierende Übergangs«
regelschaltung nur auf die Änderungsgeschwindigkeit des Sollsignals und nicht auf den Stetigwert des Sollsignals anspricht,
so daß der Stetigwert des Sollsignals keinen Einfluß auf die Kraftstoffzuführgeschwindigkeit über die kraftstoff
variierende Übergangsregelschaltung hat, obgleich er natürlich einen direkten Einfluß auf die Hauptregelschaltung
nehmen kann.
Wenn es sich bei der Hauptregelsohaltung um eine Digitalschaltung handelt, bei der die Kraftetoffregelung durch öffnen
eines Einspritzventils für einen Zeitraum bewirkt wird, der von der Zeit abhängig ist, die ein Zeitimpulsgeber zur Erzeugung
einer Anzahl von Impulsen braucht, die von einer Rechnerschaltung entsprechend dem Wert der Regelbetriebsgröße berechnet
wird, kann die kraftstoffvariierende Übergangsregelschaltung
so eingerichtet sein, daß sie den Frequenzwert des Zeitimpulsgebers entsprechend der Größe und dem Vorzeichen
der Änderungsgeschwindigkeit des Sollsignals erhöht oder verringert.
Die kraftstoffvariierende Übergangsregelschaltung kann auch auf die Motortemperatur ansprechende Mittel zur Änderung der
Größe der Zunahme oder Verringerung der Kraftstoffzufuhr für
eine bestimmte Änderungsgeschwindigkeit des Sollsignals aufweisen·
Die Erfindung ist nachstehend an Hand eines Ausführnngsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
In den Zeichnungen sind:
Pig. 1 ein Schaltbild, das ein Ausführnngsbeispiel einer
elektronischen Kraftstoffeinspritzregelung nach der Erfindung darstellt,
Fig. 2 ein Schaltbild eines Teils der in Fig. 1 gezeigten Regelung,
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Fig· 5 das Schaltbild einer Tempearaturwandlerschaltung und
einer Temperatur-"Penstern-Schaltung, die einen Teil
der Regelung nach Pig. 1 bilden,
Fig. 4 das Schaltbild eines Zeitimpulsgebers, der einen Teil
der Regelung nach Fig. 1 bildet,
Fig. 5, 6, 7 und 8 Schaltbilder von Einzelheiten, die vier mögliche Varianten der in Fig. 2 gezeigten Schaltung
darstellen, und
Fig. 9 eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen
der Ausgangsfrequenz des Zeitimpulsgebers und der Motorwassertemperatur darstellt, wie sie im Ausführungsbeispiel
der Erfindung erreicht wird, das in Fig. 1 bis 4 gezeigt ist.
Gemäß der Darstellung in Fig. 1 weist das Gesamtsystem eine digitale Hauptkraftstoffregelung 10 in bekannter Ausführung
auf, in der mit Digitalrechnermethoden gearbeitet wird, um ein digitales Kraftstoffsollsignal entsprechend dem Wert oder
den Werten einer oder mehrerer Motorbetriebsgrößen zu erzeugen, die aus dem Luftansaugmassendurchfluß, der Motordrehzahl,
dem Luftsaugleitungsdruck, der Luftansaugdorsselposition ausgewählt werden. Eine solche Betriebsgröße oder solche Betriebsegrößen
wird oder werden durch einen oder mehrere Wandler 11 gemessen, Das Digitale Kraftstoffsollsignal wird durch eine
Nurlese-Speichermatrix erzeugt, die in die Regelung 10 eingebaut ist und die ein digitales Mehrbit-Ausgangssignal entsprechend
dem Wert oder den Werten von Digitalsignalen erzeugt,
die an die Matrix gerichtet sind und vom Wandler oder von den Wandlern abgeleitet sind. Das digitale MuItibit-Signal kann
in einer von zwei äquivalenten Weisen benutzt werden. Zum einen kann es zu einem vorher einstellbaren Zähler übertragen
werden, der dann auf Null herabgestuft wird, oder es kann, gegebenenfalls über eine Verriegelung, an einen Eingang eines
Digitalkomparators angelegt werden, während der Ausgang eines
Zählers, der von Hull aus hochgestuft wird, an den anderen Eingang des Komparators angelegt wird. In dem einen wie in
dem anderen Fall wird das Digitalsiegnal in eine Impulsdauer
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umgesetzt, die direkt proportional zum Digitalsignal und umge
kehrt proportional zur Zeitfreajuene iet. Flg. 1 zeigt einen
ZeitimpuLageber 12, der die Zeitimpulse liefert, und eine
Kraftatoffeinjektorregelung 15» die die in^ulsdauer-modulier-Signale von der Hauptkraftetoffregelung 10 empfängt.
Die Regelung 15 hat zwei Ausgangaanachlüsse, zu denen die impttlaaodulierten Signale von der Regelung 10 abwechselnd gerichtet werden, und Jede Ausgangsstufe der Regelung 15 weist
einen offenem Kollektorleistungstranaiator {nicht dargestellt)
auf· Zwei Moden 14, 15 verbinden diese Ausgangsatufen mit
zwei urupppen von Hubmagneten 16, die einen Teil einer Serie
von Kraftstoffeinspritzventilen bilden.
Pig· 1 zeigt eine Anzahl von Anordnungen, mittels derer die Zeltimpulsfrequenz geändert wird* und zwar sowohl als eine
Funktion der Motorwaasertemperatur als auch als eine Funktion
der Bewegungageachwindigkeit eines Beschleunigungspedals 17·
Das Pedal 17 ist mit dem Schieber eines Potentiometers 18
gekoppelt, und dieser Schieber 1st über «ine Puffereingangsstufe 19 mit einer Funktionsverstärfcer-Differenaierungsachaltung 20 Über einen Kondensator C2 verbunden (der einen
Teil der Differenzierungeschaltung bildet). Die Schaltung hat KleaBUrtlckkopplungsechaltungen 21, 22, die jeweils bei
Beschleunigung bzw. Verzögerung arbeiten« Sine Wassertemperatur-"Teneter"-Schaltung 25, die einen Ansprecheohalter 24
steuert, über den der Auegang der Differenzierungsschaltung 20 an den Zeitgeber 12 angelegt wird« und der auoh eine Zeitgesetzschaltung 29 steuert, die sich am Eingang zur Differenzierungsschaltung 20 befindet, empfängt einen Et"g«»wg von
einer Temperaturwandlerschaltung 25, die auoh einen Eingang für den Zeltgeber 12 liefert,
fig· 1 zeigt außerdem «in· "Zueatzimpuls*-Schaltung 26, die
Ton der Besohleunigungskle—aohaltung 21 getriggert wird, die
jedooh während einea bestimmten Zeiträume nach dem Verlangen einer Verzögerung durch einen *i«ganff von der Verzöge-
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rungsklemmschaltung 22 abgeschwächt wird« Die Schaltung 26 hat eine offene Kollektor-Ausgangsstufe, die durch parallele
Dioden 27, 28 mit den Hubmagneten 16 verbunden ist, wie im einzelnen noch zu beschreiben sein wird«
Gemäß der Darstellung in Fig. 2 ist das Potentiometer 18 in
Reihe mit einer Diode D1 zwischen eine geregelte Spannungsleitung 30 und eine Masseleitung 31 geschaltet. Der Schieber
des Potentioaeters 18 ist über einen Widerstand R1 und einen
Kondensator C1 in Reihe mit der Leitung 31 verbunden· Sie
Verbindung zwischen dem Widerstand R1 und dem Kondensator C1,
an der ein gefiltertes Gleichstromsignal erscheint, das der Position des Schiebers des Potentiometers 18 entspricht« 1st
sowohl mit einem Anschluß E (siehe auch Fig. 4) als auch mit der Steuerelektrode eines p-n-p-Translstore Q1 verbunden,
der als ein Emissionselektroden-Nachläuferpuffer geschaltet ist und dessen Kollektor mittels der Leitung 31 an Masse angelegt ist und dessen Emissionselektrode über einen Widerstand R2 mit der Leitung 30 verbunden ist·
Die Emissionselektrode des Transistors ist über eine Zeitgesetzwechselschaltung mit einer Seite eines Kondensators 0
verbunden, der einen Eingang der Differenzierungsschaltung 20 bildet· Die Zeitgesetzwechselschaltung besteht aus swei
Widerständen R5, R4 in Reihe zwischen der Emissionselektrode des Transistors Q1 und dem Kondensator C2, wobei zua Widerstand R, mit dem höheren Ohmwert der Kollektor-Sttissionseletktrodenweg eines n-p-n-Transistors Q2 parallelgeschaltet
ist, dessen Steuerelektrode über einen Widerstand Rc alt
einem Anschluß D verbundenist (siehe auch Yig« 3)· Bine
Diode D2 ist mit ihrer Anode mit der Verbindung swisohen dea
Widerstand R, und dem Kondensator Oy und mit ihrer Kathede
mit der Emissionselektrode des Transistors Q1 verbunden·
Die andere Seite des Kondensators C2 ist über einen Widerstand Rg mit dem invertierenden SlngangsansohluA eine· funk·
tionsverstärkers A1 verbunden, dessen nicht invertieren4er
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mit der Vegfefrndtffl^ zwlsci· nTzwei Widerständen H7, H8 verbunden ist, die 4n Reihe zwischen die leitungen 30, 3f: gseobaltet ©ind. SiBe Büokkoppluilg um den Verstärker A1 herum ist <£u*eh die Parallelschaltung eines Widerstands Rq und eines Kondensators C^ gebildete Sie HauptdiiferenzierMöiiWiricuag de* Verstärken let durch den Kondensatox Q2 vi3fddej» WideCTtaB4 R9 erbracht, A$e die Traasferfunkti«! dee, Vesatäxfcejre für Signale i&tedriger Frequenz dominiere% J?er Vid^ratajttd B^ imd d^er ^cm4«aeator C5 sorgen
für eine Integralfunktion feei Jioher- Prequei>»t um die DifferentiajlwirjE^g au überwiadeiEt, so daß die !Eraasferfunktion
bei h<?^en ?re^|uejij|eia i»t«grel anstatt dif£ea?0intial ist. Bas
besei-tigt oder verrinsejft j&mfra&QBrt eraeblick den Effekt
von HpciUfreq^ienjzraiüscii^ «ad la^errereiwenÄ am Dif ferenzie-
Die BwchleuniguHge,- und yiejp^gea:u^öd|e^BieM?haItunßen teilen sich eJJ-i<>
gemeinsam« Varepaanungskette R10, R11 und
die in Reihe zwischen die Leitungen 50, 31 geschaltet ist.
Die Verbindung zwischen den widerständen R11 und R12 ist mit
der Kathode- einer Diode: D* verbunden, deren" Anode mit der
Steuerelektrode eines n-p-n-Transistore Q, verbunden ist,
dessen Kpllektor wit der aaderen Seite des Kondensators C2
und dessen aaissionaelektrode über einen Widerstand R15 mit
der Qoissioneelektrode eines jp^n-p-Transistore Q4 verbunden
sind· Dessen Kollektor ist Äit der Leitung 31 über einen Wider stand R1^ verbunden· Die Steuerelektrode des Trans!stors
Q^ ist tü>er einen Wideretand H|5 mit der Leitung 31 und außerdem mit der Kathode einer Diode D. verbunden, dren Anode mit
dem Ausgangsan8chlnö des Verstärkers A1 verbunden ist.
Die Verbindung zwischen den Widerständen R^0 und R11 ist über
zwei Dioden D^, D6 in Reihe mit' der Steuerelektrode eines
p-n-p-Transistors Qc verbunden, dessen Kollektor mit der anderen Seite des Kondensators C2 verbunden ist. Die Emissionselektrode des Traneistoers, Qc ist über eitten Widerstand R16
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mit der Emissionselektrode eines n-p-n-Transistors Qg verbunden, dessen Kollektor über einen Widerstand R..,, mit der
Leitung 30 verbunden ist. Die Steuerelektrode des Transistors Qg ist direkt mit dem Ausgangsanschluß des Verstärkers A.. verbunden.
Die Steuerelektroden der Transistoren Q,, Q^ sind durch einen
Widerstand R18 miteinander verbunden.
Bei Bedingungen stetigen Zustande befindet sich der Ausgangsanschluß des Verstärkers A1 unter einer Spannung, die durch
die Widerstände R~ und Rg bestimmt wird. Das bestimmt die
Spannung an der Steuerelektrode des Transistors Q., die höher
als die Spannung an der Steuerelektrode des Transistors Q,
ist, so daß keiner davon leitet, und in gleicher Weise sind die Transistoren Q1-, Qg abgeschaltet.
Während der Beschleunigung fällt der Ausgang des Verstärkers A1 auf einen Wert, der durch die Erhöhungsgeschwindigkeit
der Spannung am Schieber des Potentiometers 18 bestimmt wird. Wenn diese Ausgangsspannung auf einen Wert unter dem an der
Verbindung zwischen den Widerständen R11 und R1P abfällt, schalten
sich beide Transistoren Q, und Q. ein, um ausreichend Strom
vom Kondensator C2 abzuleiten, damit der Verstärkerausgang
konstant gehalten wird. Wenn die Erhöhung in der Eingangsspannung aufhört, kann sich der Kondensator C2 durch den Widerstand
R. und den Transistor Q2 aufladen (wobei angenommen
wird, daß dieser leitet), und der Verstärkerausgang kehrt zu seiner früheren Spannung mit einer Geschwindigkeit zurück, die
durch ein solches Aufladen bestimmt wird· Wenn der Transistor Q2 nicht leitet, geht der Aufladeweg über den Widerstand R,
zum Kondensator C2, um die Freigabe der Anklemmung zu verzögern
und auch die Ladedauer zu erhöhen.
Bei der Verzögerung erhöht sich der Ausgang des Verstärkers
A1 und schaltet schließlich die Transistoren Q,- und Qg ein,
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um die Klemmwirkung zu erbringen. Wenn die Spannung an der
Steuerelektrode des Transistors Q1 zu fallen aufhört, entlädt
sich der Kondensator C2 schnell über die Diode D2, gleichgültig,
ob der Transistor Q2 leitet oder nicht.
Die Dioden D, und D. sind vorgesehen, um eine Kompensation
für die Steuerelektroden-Emissionselektrodenspannungen der Transistoren Q, und Q. zu schaffen, so daß keine Temperaturdrifteffekte
auftreten. In gleicher Weise erfolgt eine Kompensation für die Steuerelektroden-Emissionselektrodenspannungen
der Transistoren Q,- und Qg durch die Dioden Dc und Dg.
Der Ausgangsanschluß des Verstärkers A1 ist mit der Leitung
30 über zwei Widerstände R1 „, R20 in Reihe und mit einem Ausgangsanschluß
A über einen Widerstand R21 verbunden. Ein
p-n-p-Transistor Q~ ist mit seiner Emissionselektrode mit der
Verbindung zwischen den Widerständen R1Q und Ron» m^ seinem
Kollektor mit dem Anschluß A und mit seiner Steuerelektrode über einen Widerstand R2, mit dem Anschluß D verbunden. Der
Transistor Q~ bildet den Ansprechschalter 24 nach Pig. 1· Wie
nachstehend noch zu erläutern sein wird, wird der Anschluß A auf einer fixen Spannung gehalten, derart, daß der Verstärker
A1 Strom vom Anschluß A über den Widerstand R21 abzieht. Wenn
sich der Transistor Q~ im eingeschalteten Zustand befindet,
erfolgt über die Widerstände R1g, R20 keine Stromentnahme vom
Anschluß A, wenn der Signalausgang stetig ist, der Gesamtverstärkungsfaktor der Schaltung wird aber erhöht - d.h. der Strom,
der vom Verstärker A1 vom Anschluß a entnommen wird, verstärkt
sich bei einer bestimmten Erhöhungsgeschwindigkeit des Eingangssignals vom Beschleunigungspedalpotentiometer 18.
Pig, 2 zeigt auch die Zusatzimpulsschaltung 26. Diese ist durch einen Transistor Q8 gebildet, dessen Emissionselektrode mittels
der Leitung 31 an Masse angelegt ist und dessen Kollektor über zwei Widerstände.R2., R2^ in Reihe mit der Leitung 30 verbunden
ist. Die Verbindung zwischen den Widerständen R24, R25 ist
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über zwei Widerstände R2^, R27 in Reihe mit der Leitung 31 und
über einen Widerstand R2Q mit dem invertierenden Eingangsanschluß
eines Spannungskomparators A2 verbunden, wobei eine
Diode Dj zum Widerstand R33 parallelgeschaltet ist und ein Kondensator
C. den Kollektor des Transistors Q8 mit dem invertierenden
Eingangsanschluß des Komparators A2 verbindet. Der nicht
invertierende Eingangsanschluß des Komparators A2 ist über
einen Widerstand R2Q mit der Verbindung zwischen den Widerständen
R2g» R2Y verbunden. Der nicht invertierende Eingangsanschluß
ist außerdem über einen Widerstand R,Q mit einem Anschluß
C (siehe Pig. 3) verbunden. Der Ausgangsanschluß des Komparators Ap ist über einen Widerstand R^1 mit der Leitung
30 und über zwei Widerstände R^2» R-z-z in Reihe mit der Leitung
31 verbundene Die Verbindung zv/ischen den Widerständen R^2*
Ry, ist mit der Steuerelektrode eines Transistors Qq verbunden,
dessen Emissionselektrode mittels der Leitung 31 an Masse angelegt ist und dessen Kollektor mit der Kathode der Dioden
27, 28 verbunden ist.
Wenn sich der Transistor Q- einschaltet, wenn der Beschleunigung
ski emmwert erreicht wird, fließt Strom im Widerstand R1^t bi·3 sich der Transistor Q„ einschaltet. Das verringert
die Spannung an der Verbindung zwischen dem Widerstand R2*
und dem Kondensator C2C-. Zunächst jedoch entnimmt der Kondensator
G, Strom durch den Widerstand R28, und das bewirkt,
daß der Ausgang des Komparators A2 hoch wird, bis sich der
Kondensator C. auf einen bestimmten Wert aufgeladen hat. Der
Transistor Qq leitet während der Dauer dieses Impulses, was
eine zusätzliche Einspritzwirkung von allen Injektoren zur gleichen Zeit bewirkt. Wenn sich die Transistoren Q. und Q8
wieder abschalten, ermöglicht die Diode D7 eine schnelle Entladung
des Kondensators C, und begrenzt den Spannungsausschlag
des invertierenden Eingangsanschlusses des Komparators A0.
Um die Zusatzimpulsschaltung, die vorstehend beschrieben wor-
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den ist, zu schwächen, ist ein n-p-n-Transistor Q10 mit seiner
Emissionselektrode mit der Leitung 31 und mit seinem Kollektor mit dem nicht invertierenden Eingangsanschluß des Komparators
A2 verbunden. Die Steuerelektrode des Transistors
Q10 ist mit der Verbindung zwischen zwei Widerständen R,. und
R,c verbunden, die in Reihe zwischen die Leitung 31 und den
Kollektor eines p-n-p-Transistors Q11 geschaltet sind. Der
Transistor Q11 ist mit dem Kollektor des Transistors Qg verbunden,
und mit seiner Emissionselektrode ist er mit der Leitung 30 verbunden. Ein Kondensator C,- ist zwischen die Steuerelektrode
und den Kollektor des Transistors Q11 geschaltet.
Wenn sich der Transistor Qg einschaltet, während der Verzögerungsklemmwert
erreicht wird» schaltet sich der Transistor Q11 bei einem bestimmten höheren Wert ein, der durch den Widerstand
R17 bestimmt wird, um damit den Traenaietor Q10 einzuschalten
und den nicht invertierenden ERingangsanschluß des Komparators A2 an Masse anzulegen· Der Transistor Q11 schaltet
sich nicht sofort mit dem Abschalten des Transistors Qg ab,
weil der Kondensator C5 weiter Steuerelektrodenstrom an den
Transistor Q11 während eines bestimmten Zeitraums liefert,
um damit eine Funktion der Zusatzimpulsschaltung während eines bestimmten Zeitraums nach dem Erfolgen einer ''Klemmwert
"-Verzögerung zu verhindern. Diese Abschwächungsanordnung kommt ins Spiel, wenn schnelle Pedalbewegungen durchgeführt
werden, beispielsweise beim Gangwechsel oder während der wiederholten Beschleunigung eines unbelasteten Motors
vor dem Anfahren aus dem Stillstand.
Die temperaturabhängige Schaltung nach Fig. 3 weist einen
Thermistor R^0 auf, der auf die Motorkühlwassertemperatur
anspricht. Der Thermistor R^0 ist zwiachen die Steuerelektrode
eines p-n-p-Transistors Q12 und die Leitung 31 parallel zu
einem Widerstand R^1 geschaltet, wobei ein Widerstand R42
zwischen diese Steuerelektrode und die Leitung 30 geschaltet ist. Der Kollektor des Transistors Q12 ist mit der Leitung
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31 verbunden, und dessen EmissL onselektrode let über einen
Widerstand R45 mit der Leitung 30 und außerdem mit einest Anschluß C und mit der Anode einer Diode Dß verbunden, deren
Kathode mit der Leitung 31 über einen Widerstand R8,- ttnd
außerdem mit dem Anschluß C verbunden ist. Die Kathode der Diode Dq ist außerdem über einen Widersatand R** mit dem invertierenden Eingangsanschluß eines Spannungskoeparatore A,
verbunden, und ein weiterer Widerstand R45 verbindet diesen
Eingangsanschluß mit dem invertierenden Eingangsanschluß eines weiteren Spannungskomparators A.. Der nicht invertierende Eingangsanschluß des !Comparators A5 und derjenige des
Komparators A4 sind mit den Verbindungen zwischen drei Widerständen R.g, R.r, und R.Q verbunden, die in Reihe zwischen
die Leitungen 30 und 31 geschaltet sind, so daß der nicht invertierende Eingangsanschluß des !Comparators A, unter höherer Spannung als derjeijge des Komparators A. steht« Positive Rückkopplungswiderstände R,g, R50 verbinden die Ausgangsanschlüsse so, daß ein geringes Maß an Hysterese geschaffen wird, um ein ungewolltes Triggern der Komparatoren
zu verhindern· Der Ausgangsanschluß des Komparators A~ ist
mit dem invertierenden Eingangsanechluß des Komparator» A.
verbunden, und ein Lastwiderstand R5^ ist zwischen die Leitung 30 und den Ausgangsanachluß des Komparators A, geschaltet, der mit dem Anschluß D verbunden ist.
Die Spannung am Anschluß C fällt im wesentlichen linear über
den normalen Arbeitsbereich des Systems· Bei niedrigen Temperaturen (z.B. unter 150C) ist der Ausgang des Komparatore
A, niedrig, und derjenige des Komparators A4 ist deshalb
hoch· Mit steigender Temperatur unffallender Spannung am
Anschluß C schaltet der Komparator A, um, so daß der Ausgang
des Komparatorβ A. niedrig wird· Mit weiter steigender Temperatur schaltet sich der Komparator A. um (bei etwa 6O0C),
und dessen Ausgang wird wieder hoch·
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einen p-n-p-Transistor Q15 auf, dessen Steuerelektrode mit
einer fixen Spannung (von etwa 3,3 V) und dessen Kollektor über einen Kondensator Cg init der Leitung 31 verbunden sind.
Die Emissionselektrode des Transistors Q1 ^ ist über einen
Widerstand IU2 ^* der leitung 30 und außerdem mit dem Anschluß
A verbunden. Der Anschluß C nach Pig. 3 ist so angeordnet, daß er einen Eingang zur Zeitschaltung liefert, um
den relativen Anteil des Stroms im Widerstand Rc2 zu ändern,
der zur Emissionselektrode des Transistors Q.,, gelangt. Der
Anschluß C ist mit der Steuereleft rode von zwei n-p-n-Transistoren
Q17 und Q18 verbunden, deren Kollektoren mit der
Emissionselektrode des Transistors Q1, verbunden sind. Die
Emissionselektrode des Transistors Q^ ist mit der Verbindung
zwischen zwei Widerständen R8^ und R87 verbunden, die
in Reihe zwischen die Leitungen 30, 31 geschaltet sind. In gleicher Weise ist die Emissionselektrode des Transistors
Q1C mit der Verbindung zwischen zwei Widerständen Rg8, Rqq
verbunden, die in Reihe zwisshen die Leitungen 30, 31 geschaltet
sind. Die Widerstände Rgg bis Rqq sind so gewällt,
daß sich die Transistoren Q17, Q18 bei verschiedenen Spannungswerten
des Anschlusses C abschalten. Der Strom, der von den Transistoren Q-^7, Q-ig entnommen wird, nimmt also mit
steigender Temperatur ab, und zwar anfangs mit einer relativ steilen Neigung, bis sich der Transistor Q17 abschaltet,
und dann mit einer flachen Steigung, bis sich der Transistor Q18 abschaltet. Bei höheren Temperaturen ist der Strom, der
durch den Widerstand R1-O entnommen wird, nicht temperaturabhängig.
Der Kollektor des Transistors Q15 ist mit dem
nicht invertierenden Eingangsanschluß eines Komparators A5
verbunden, zwischen dessen Ausgangsanschluß und die Leitung 30 ein Lastwiderstand Rc^ geschaltet ist. Der invertierende
Eingangsanschluß des Komparators A5 ist über einen Widerstand
mit der Verbindung zwischen zwei Widerständen Rcc» Reg geschaltet,
die in Reihe zwischen die Leitungen 30 und 31 geschaletet
sind« Der Ausgangsanschluß des Komparators A5 ist
mit der Steuerelektrode eines n-p-n-Transistors Q1. verbun-
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den, dessen Emissionselektrode über einen Widerstand R™ mit
der Leitung 31 und dessen Kollektor mit dem invertierenden Eingangsanschluß des !Comparators A^ verbunden sind. Ein zweiter
n-p-n-Transistor Q^ ist mit seiner Steuerelektrode mit
der Emissionselektrode des Transistors Q14» mit 'seiner Emissionselektrode
mittels der Leitung 31 mit Masse und mit seinem Kollektor mit dem nicht invertierenden Eingangsanschluß
des Komparators Ac- verbunden. Wegen der fixen Vorspannung
an der Steuerelektrode des Transistors Q1^ wird dessen Emissionselektrode
auf einer fixen Spannung (etwa 4V) gehalten, und der Strom, der durch den Widerstand Ran geht, ist konstant.
Ein sehr kleiner Teil dieses Stroms geht durch die Steuerelektroden-Emissionselektrodenverbindung des Transistors
Q1-, und veränderliche Teile werden durch den Anschluß
A und durch die Transisotren Q1^ und Q^g gesenkt, Jenach
den Bedingungen in der Schaltung nach Fig. 1 und der Temperatur. Der verbleibende Strom geht zum Kondensator Cg
und lädt ihn linear auf, wann immer der Transistor Q11- abgeschaltet
ist. Das geschieht immer dann, wenn der Ausgang des Komparators Ac niedrig ist, so daß die Spannung am nicht
invertierenden Eingangsanschluß des Komparators linear steigt, bis sie die Spannung überschreitet, die am invertierenden Eingangsanschluß
eingestellt ist. Die Spannungam Ausgang des Komparators A,- wird nun hoch, um beide Transistoren Q1 . und
Q1C- einzuschalten. Der Transistor Q... bewirkt, daß die Spannung
am invertierenden Eingangsanschluß verringert wird, indem Strom durch die Widerstände R1-C und R^y entnommen wird,
umdamit die Schaltgeschwindigkeit zu erhöhen, und der Transistor
Q1C entlädt den Kondensator Cg schnell. Der Komparator
Ac schaltet dann in seinen ursprünglichen Zustand zurück, um
den Punktionsablauf neu beginnen zu lassen. Bei einer fixen Spannung an der Verbindung zwischen den Widerständen R55, Reg
ist die Frequenz des Zeitgebers proportional zum Ladestrom des Kondensators Cg.
Die Spannung an der Verbindung zwischen den Widerständen R55
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ORIGINAL !!^-Γ
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und Rc{ 1st jedoch nicht konstant, und zwar wegen des Effekts
der Schaltungsteile, die auf der linken Seite der Fig. 4 gezeigt
sind. Biese Schaltungsteile weisen einen Spannungskomparator
Ag auf, dessen nicht invertierender Eingangsanschluß über einen Widerstand Rg0 mit dem Anschluß E (in Pig. 2) und
dessen invertierender Eingangsanschluß mit der Verbindung zwischen zwei Widerständen Rg-ι» Rg? verbunden sind, die in
Reihe «wischen die Leitung 3 t und die Kathode einer Diode Dq geschaltet sind, deren Anode mit der Leitung 30 verbunden
ist. Der Komparator Ag hat eine positive Rückkopplung von
seinem Ausgangsanschluß zu seinem nicht invertierenden Eingangsanechluß
über einen Widerstand Rg*» und ein weiterer Widerstand
Rg, verbindet den nicht invertierenden Eingangsan-■ohluß
Mit der Leitung 3t. Ein Widerstand Rg,- verbindet den
Ausgangsanachluß des !Comparators Ag mit der Leitung 30, und
ein Widerstand Rgg verbindet diesen Ausgangsanschluß mit der
Verbindung zwischen den Widerständen R,-c und R,-g.
Der Komparator Ag ist so eingestellt, daß dessen Ausgang normalerweise
niedrig ist, jedoch hoch wird, wenn das Beschleunigungepedal fast ganz niedergedrückt ist· Das bewirkt eine
Erhöhung der Spannung an der Verbindung zwischen den 7/iderständen
Rcc Und R_g und führt folglich zu einer Verringerung
der Zeitfrequenz und zu einer Erhöhung der Kraftstoffmenge,
die für ein bestimmtes KraftStoffsollsignal eingespritzt wird.
Darüber hinaus sind zwei Widerstände Rg7 und Rg3 in Reihe zwischen
die Leitung 30 und die Verbindung zwischen den Widerständen Rcc und Reg geschaltet. Diese erhöhen normalerweise
die Spannung an der Verbindung zwischen den Widerständen R1--
und Reg etwas, aber «ein Anschluß F an der Verbindung zwischen
den Widerständen Rg„ und Rg8 ist vorgesehen und kann immer dann
an Masse angelegt werden, wenn das Faherzeug, in das die Kraftstoff
einepritzregelung eingebaut ist, vorwiegend in großen Hohen
benutzt werden soll. Das erhöht die Zeitfrequenz und verringert die Kraftstoffeinspritzung.
- 19 809824/0588
Die in Fige 9 gezeigte graphische Darstellung stellt den Gesamteffekt
der Temperatur auf die Zeitfrequenz dar. Die Linie A ist die Frequenzkurve für stetigen Zustand, und die Linien
B und G zeigen die Grenzen der Frequenzänderung als Folge des Anklemmens der Differenzierungsschaltung für Beschleunigung
bzw. Verzögerung.
Unter 15°C und über 600C ist der Transistor Q7 abgeschaltet,
und zwar wegen des Ausgangs desKomparators A^, der hoch ist
und der ihn steuert. Relativ enge Grenzen der Beschleunigungsanreicherung und der Verzögerungsentreicherung sind damit möglich.
Zwischen 150C und 600C wird der Ausgang des Komparators
A. niedrig, was den Transistor Q- einschalten läßt, und der
Gesamtverstärkungsfaktor des Differentiators (als eine Stromverminderung betrachtet) erhöht sich.
In der in Fig. 5 gezeigten Variante wird eine Verstärkungsfaktoränderung
mit der Temperatur dadurch erreicht, daß ein zusätzlicher Widerstand R70 parallel zum Widerstand Rq ein-
und ausgeschaltet wird. Das wird durch einen n-p-n-Transietor
Q1^ erreicht, dessen Kollektor über den Widerstand R70 mit
dem invertierenden Eingangsanschluß des Verstärkers A^ und
dessen Emissionselektrode mit dem Ausgangsanschluß des Verstärkers
Α.« verbunden sind. Ein Vorspannungswiderstand R7..
ist zwischen die Steuerelektrode und die Emissionselektrode des Transistors Q..g geschaltet, um ihn in seinen abgeschalteten
Zustand vorzuspannen, und eine Diode D10 und ein Widerstand
Rgg in Reihe verbinden die Steuerelektrode des Transistors
mit dem Anschluß D, um den Transistor Q1g bei extremen
Temperaturen einzuschalten und damit den Verstärkungefaktor der Differenzierungsschaltung zu verringern.
Die in Fig. 6 gezeigte Variante beeinflußt den Zeitgesetz-Schalter,
der auf dem Transistor Q2 basiert. Anstatt einen Widerstandswert in Reihe mit dem Kondensator Cp zu ändern,
führt der Transistor Qp nun einen Kondensator C7 und einen
- 20 809824/0588
Widerstand R72 in Reihe miteinander parallel zum Kondensator
C2 ein. Das ändert nicht nur die Zeitkonstanten in der erforderlichen
Weise, sondern ändert auch den Verstärkungsfaktor des Differentiators, so daß der Transistor Q7 in Pig. 2 ganz
entfallen kann. Die Diode D2 muß ebenfalls entfallen, damit
Zeitgesetzänderungen für das Beschleunigungs- und Verzögerungsanklemmen gelten.
Die in Fig. 7 gezeigte Variante weist eine völlig andere Anordnungsart
zur Änderung des Effekts der Differenzierung auf die Zeitfrequenz mit der Temperatur auf. In diesem Fall ist
der Ausgang des Verstärkers A.. über einen Widerstand R-, mit
der Verbindung zwischen zwei Widerständen R7, und R7^ verbunden,
die in Reihe zwischen die Leitungen 30 und 31 geschaltet sind. Die Emissionselektrode eines Transistors Q17 ist mit
derselben Verbindung verbunden, und der Kollektor dieses Transistors ist mit dem Anschluß A und die Steuerelektrode
ist über einen Widerstand R7^ mit dem Anschluß 0 verbunden.
Diese Variante kann in Verbindung mit den in Fig. 5 und 6 gezeigten Varianten benutzt werden, die zu einer Verstärkungsfaktoränderung
durch Änderung der Rückkopplung oder durch Änderung der Eingangskapazität der Differenzierungsschaltung führen.
In Fig. 8 schließlich ist eine andere Anordnung zur Bestimmung der Klemmschwellenwerte gezeigt. In diesem Fall werden
getrennte Spannungsteiler zum Vorspannen der Beschleunigungsund Verzögerungsklemmschaltungen benutzt. Die Widerstände
R80 und Rg.. sind in Reihe zwischen die Leitungen 30 und 31
geschaltet, und deren Verbindung ist mit der Kathode der Diode D, verbunden. Zwei weitere Widerstände R82 und Rg.,, die in
Reihe zwischen die Leitungen 30 und 31 geschaltet sind, sind mit ihrer Verbindung mit der Anode der Diode D5 verbunden. Der
Anschluß D ist mit der Kathode einer Diode D12 verbunden, deren
Anode mit der Verbindung zwischen den Widerständen Rg0 und
verbunden ist, sodaß nur der Beschleunigungsklemmschwellenwert geändert wird, wenn das Signal bei D niedrig wird.
809824/0588
L e e r s e
Claims (1)
- COHAUeZ & FLORACKPATENTANWALTSBÜRO A m ι q λ η λBCHUMANNSTR ΟΧ · D-4OOO DÜSSELDORF ^ * ' 'Telefon. (02 11) 68 33 46 Telex: 0858 6513 cop dPATENTANWÄLTE: Dipl.-Ing. W. COHAUSZ - Dipl. Ing. R. KNAUF - Dring., Dipl.-Wirtsch.-Ing. A. GERBER Dipl.-Ing, H. B. COHAUSZLucas Industries LimitedGreat Kinc StreetGB-Birmingham 2. November 1977Ansprücheι 1 J Elektronische Kraft stoffeinspritzrei;elunu, gekennzeichnet durch eine auf den Wert minder;buns einer Iioborbebriebst;rÖße ansprechende Iiaupbre;;;elsehalbun;; in einer Anordnung am· ite;;elun,:; der Geschwindigkeit, mib dot· KL-al'üübüff eLn.-esprit^b wird, als eine !''unktion der üe triebt;, ,röße, Ki b bei liui-i iJrzeut';;en einet; elektrischen Üüllsi^iuils (das auch als die i{e(";elbetrieb£j,'-röüe benutzbar ist) und eine au.C die iindei.-un-;:j- ;;u:;ehv/indi ;koit des üollsi.^nals anspreeliendc kraftnto Ji'variiorende über^an.jüt'o.jelachaltun^ in einer Anorunun;; «la· iJrhöhun , oder Verrin:;enmn der Geschv/indir;keit tier Kraf bnboLT^ut'uhr zum I-iotor entsprechend dem Vorzeichen und der GrUUo dec jmderun;;n,<;ei.ichv/indi;;koit dos üollsi; ;nals.L'. illokbronische Kraftstoffeinspritare-;elun<-; nach Anspruch I, dadurch >·: ο k e η η a c i c h η e t , daß die KLb to L a um iJrzeu;:unii des elektrischen Sollsi-nals einen Wand 1 er aiu1-v/eLsen, der mechauLsch mit einem Ret;elpedal für den Motur gekoppelt ist..·). iitektronischo KraftstoCCeinspritzro^eiun^ nach Anspruch I, d a du r c h ;■ e k e η η ζ e i ο h η ο b , daU die IiLtU; L809824/0588ORIGINAL INSPECTEDzum Erzeugen des elektrischen Sollsignals einen Luftdruckwandler in der Hotorluftansaugung hinter deren Drosselventil aufweisen.5. Elektronische Kraftstoffeinspritzregelung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die kraft«stoffvariierende Übergangsregelschaltung eine elektronische Differenzierungsschaltung aufweist.6. Elektronische Kraftstoffeinspritzregelung nach Anspruch 5, dadurch ,gekennzeichnet, daß die Differenzierungnschal tun:; einen iAmktionsver stärker aufweist, der so ;enclialtet int, daß or in invertierender Funktion arbeitet, und dor einen Ein- ;aii;;r;kondonnator und einen Rückkopplung,'swidο I1Gt and au t'we int.Y. ^Lektronincho Kraft» toffoLnspritzre,. :elun;; nach Anspruch G, d a (1 u r c h ,.■·; ο k ο η η ζ e i c h η e t , daß die Diffe- vv-ViY, Lij run. ,:u;eha L tun.; KloMiiinohaltungen zum Bi?e;;renzen dor AbwoLchuii:; do:; Au:; /in ;:; den Kunktionsverstärkers in beiden Sinnen au ί' v/i.- int.'■<. i-; la;kt i'Dii inehe K ra L L:; tu [' ff; iuspri tzregelun; _; nach Annp ruch Y, d a d u r c h ■.; L ο u ti .; e i c h not, daß ,jode Kleriü-:;oiia 1 tun ·, eiaion or:; ι,γ.ίι. l' .'aun in tor, einen '/ornpannungskrein, df;i: ο Lno /oL'.-jiaiiaiin auf t Lo Steuerelektrode den ernten t'ran:;-LntoL1:; Le t, './onoL do L" la) L Li;!: tor den ernten Tr;innintorn no ,enchaLtet int, daß or einen Te il den durch den i]in;;angskondennai.or fiifjßendeii Stro.'ii:; :;o uniLeitet, daß dieser Strom nicht durch den Ruckkopp Lun ,-üv/ldern tand fließt, und einen zwo Lt(Hi Tran,; in tor auf v/o L.; I, de:u; en KoLlektor-liTiinsionnelektrodenwe.; :ά/L nc heu die 1-iin inn ionne Lek t rode den ernten Tivinsistorn und oLnert S t L'DiiiLo itiin·, --,enciiaL tot int und dessen Steuerelektrode ii L L dei.i Aun an-;nannchLuß don L'\inktionsvers barkers verbunden int, derart, daß :;ich der ernte und tier zweite Transistor dann oinnchalto'ii, wenn der Au:;,,an(;nannchluß des Punktionnverntür-809824/0588 " 3 "kers eine eingestellte Spannung erreicht, die durch den Vor spannungskreis bestimmt wird, derart, daß ausreichend Konden- storstrom zum Halten des Auc^an^GanschlusseG des Funktionsverstärkers auf der eingestellten Spannung umgeleitet wird.9. Elektronische Kraftstoffeinspritzre/jelun; nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß dor jjin^an,-ckondonsator mit den Mitteln zum Erzeugen eines elektrischen 3ollsi;;nals über eine zeitkonstante Schal tun;- mit ',/iderstandsmitteln und einer Uiode in Parallelschaltung verbunden ist, derart», daß während der Beochleuni ;un.: diesu ;chüri ο KJcmi·]-sehn.l ί,ηη<: für einen Zeitraum In !Funktion bleibt, nachdem die :e;;chv/indi rkeitsänderun,; des üollsirnalß unter einen Wert ;efnllen ist, der der eingestellten Spannung dieser KlemriGchal- lun;, entspricht, wobei dieser Zeitraum vom ühiav/crt; der ,iider- ^landnmittcl abhängt, wäiirund bei dcD."· Vorzö crun, die jJiodu l(.'jt(it;, v/onn die Änderunijs^eochwindi.^keit dec oollsi.^nals über ej.iuin V/ert stei,:t, der der eingestellten S])annun,; für die zu-. ;(j}iö"riije Klemmschaltun;·; entspriclit, und dadurch eine sehnolle Freigabe dieser Klemmschaltung ermöglicht.10. Elektronische Kraft st of f einsprit zre<;elung nach Anspruch 9, ;-e kennzeichnet durch auf die Motortemperatur ansprechende Mittel zum Ändern des Ohmwerts der Widerst andsmittel.11. Elektronische Kraftstoffeinspritzregelung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsmittel einen ersten und einen zweiten Widerstand in Reihe und einen Transistor aufweisen, dessen Kollektor-Emissionselektrodenweg zum ersten Widerstand parallelgeschaltet ist und dessen Steuerelektrode mit den auf die Motortemperatur ansprechenden Mitteln verbunden ist.12. Elektronische Kraftstoffeinspritzregelung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeich-809824/0588net , daß die Hauptregelschaltung eine Digitalschaltung ist, zu der eine Rechnerschaltung in einer Anordnung zum periodischen Erzeugen eines digitalen Mehrbit-Signals entsprechend der Regelbetriebsgröße, ein Zeitimpulsgeber und Mittel zur Erzeugung eines Kraftstoffventilöffnungsimpulses mit einer Dauer gehören, die von der Zeit abhängig ist, die der Zeitimpulsgeber zum Erzeugen einer Anzahl von Impulsen braucht, die vom digitalen Mehrbit-Signal bestimmt wird, wobei der Zeitimpulsgeber ein Impulsgeber veränderlicher Frequenz mit einem Regelanschluß ist und die kraftstoffvariierende Übergangsschaltung mit dem Regelanschluß -verbunden ist, derart, daß die Frequenz des Zeitimpulsgebers entsprechend der Größe und dem Vorzeichen der Geschwindigkeitsänderung des Sollsignals erhöht oder verringert wird.13. Elektronische Kraftstoffeinspritzregelung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch auf die Motortemperatur ansprechende Mittel zum Ändern der Größe der Erhöhung oder Verringerung der Kraftstoffzufuhr zum Motor für eine bestimmte Geschwindigkeitsänderung des SoIlsignalc,14. Elektronische Kraftstaffeinspritzregelung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Motortemperatur ansprechenden Mittel einen Temperaturwandler und einen Temperatur-nFenster'l-Detektor aufweisen, der einen Ausgang dann erzeugt, wenn die Temperatur zwischen vorgeschriebenen Grenzen liegt*, wobei die kraftstoffvariierende Übergangsregelschaltung eine Ansprechschaltung aufweist, die mit dem Detektor verbunden ist.- 5 809824/0588P 27 Μ9 171.0 7· März 1978Κ/Τη.- 31 'AnspruchElektronische Kraftstoffeinspritzregelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Erzeugen des elektrischen Soll-Signals einen Luftdruckwandler in der Motor-Luftansaugung aufweisen.809824/0588
Applications Claiming Priority (1)
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IT (1) | IT1090623B (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP0024645A1 (de) * | 1979-08-23 | 1981-03-11 | Trw Inc. | Verfahren und Apparat zum Regeln des Betriebs einer Pumpe |
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-
1977
- 1977-11-03 IT IT5167477A patent/IT1090623B/it active
- 1977-11-03 DE DE19772749171 patent/DE2749171A1/de not_active Ceased
- 1977-11-04 JP JP13240377A patent/JPS5364127A/ja active Granted
- 1977-11-04 FR FR7733836A patent/FR2370174A1/fr active Granted
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FR2370174A1 (fr) | 1978-06-02 |
FR2370174B1 (de) | 1982-11-05 |
IT1090623B (it) | 1985-06-26 |
GB1596501A (en) | 1981-08-26 |
JPS6145056B2 (de) | 1986-10-06 |
JPS5364127A (en) | 1978-06-08 |
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