DE2830834A1

DE2830834A1 - Elektronisches brennstoffeinspritzsystem

Info

Publication number: DE2830834A1
Application number: DE19782830834
Authority: DE
Inventors: Didier J De Vulpillieres
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1977-08-15
Filing date: 1978-07-13
Publication date: 1979-03-01
Also published as: IT1097694B; FR2400619A1; IT7826471A0; ES472512A1; JPS5442534A; CA1105593A; GB2002540B; US4140088A; GB2002540A

Description

Paris file: 5585-A

THS BENDIX CORPORATION, Executive Offices, Bendix Center, Southfield, Michigan 48075, U.S.A.

Elektronisches Brennstoffeinspritzsystem.

Die Erfindung "betrifft allgemein elektronische Brennstoffeinspritzsystemeefür Brennkraftmaschinen und speziell ein Brennstoff -Planabgabe system für Mehrfach-Brennstoffeinspritzvorrichtungen an einer einzelnen Einspritzstelle.

Mit wachsendem Bedarf nach einer genauen Steuerung der Brennstoffmischungen bei Brennkraftmaschinen hat man sich immer mehr den elektronischen Brennstoffsteuersystem zugewandt. Diese elektronischen Brennstoffsteuersysteme berechnen die grundlegenden Brennstoffanforderungen der Brennkraftmaschine uns steuern die Brennstoffabgabe durch Öffnen und Schließen eines oder mehrerer magnetisch betätigter Brennstoffeinspritzvorrichtungen. Gewöhnlich wird eine Berechnung der gewünschten Brennstoffmenge vorgenommen und ein elektrischer Impuls mit veränderbarer zeitlicher Dauer wird der Wicklung der Einspritzvorrichtung zugeführt, um diese für eine Dauer zu öffnen, welche äquivalent zur erforderlichen Menge ist.

Diese elektronischen Brennstoffsteuersysteme wurden erfolgreich bei Einzelpunkt- und Mehrpunkt-Eiispritzsystemen zur Anwendung gebracht. Bei einem Mehrpunktsystem tesitzt jeder Zylinder oder Verteilerstelle eine unabhängig steuerbare Einspritzvorrichtung, die aufeinanderfolgend, gleichzeitig oder in einer Kombination von Betriebsarten mit den weiteren Einspritzvorrichtungen gezündet oder erregt werden kann, während bei einem Einzelpunktsystem

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mehrere Einspritzvorrichtungen an einer einzelnen Aufnahmestelle vorgesehen sind, und zwar typischerweise dem Drosselkörper oder dem Ansaugrohr der Maschine. Es werden jedoch Mehrfach-Sinspritzvorrichtungen für jede Aufnahmestelle in Mehrpunktsystemen mehr verbreitet, da mit mehr als nur einer Einspritzvorrichtung pro Zylinder eine erhöhte Genauigkeit erzielt werden kann.

Es ergaben sich jedoch einige Probleme bei der Verwendung von Vielfach-Einspritzvorrichtungen an einer einzelnen Stelle dahingehend, daß zur Anpassung des Brennstoffanforderungsplanes der Maschine und der Abgasnormen mehrere unterschiedlich bemessene Einspritzvorrichtungen verwendet wurden. Es sind kleine Präzisionseinspritzvorrichtungen im sogenannten Abgasbetriebsbereich des Betriebes der Maschine erforderlich, um die größtmögliche Genauigkeit der Brennstoffabgabe zu erreichen und weiter werden große Einspritzvorrichtungen im sogenannten Leistungsbetriebsbereich des Betriebes der Maschine verwendet, wenn umfangreiche Brennstoffabgaben erforderlich sind. Es ist jedoch umständlich und aufwendig, unterschiedliche Einspritzvorrichtungen mit unterschiedlichen Abmessungen an den Brennsfoffplan anzupassen und es treten Umschaltprobleme auf, durch die Ungenauigkeiten in der Brennstoffabgabe entstehen können.

Die Mehrfach-Einspritzvorrichtungen sind auch hinsichtlich der Steuerung schwierig, wenn die Maschine die Grenzbedingungen oder -zustände erreicht, bei welchen die kleinen Einspritzvorrichtungen geschlossen werden müssen und die großen Einspritzvorrichtungen geöffnet oder eingeschaltet werden müssen. Wenn die Maschine im Bereich des Schaltpunktes arbeitet, kann dieser Zustand Unstabilitäten in dem System hervorrufen, da dabei versucht wird, vorwärts und rückwärt zu schalten bzw. eine Schwingung zwischen den zwei Sätzen von Einspritzvorrichtungen auftreten kann. Ein derartiges System, bei welchem die Ver-

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Wendung einer Hysterese-Charakteristik realisiert wird, um dadurch die Grenzbedingung zu beseitigen, ist in der US-PS 4,002,152 beschrieben, die am 11. Januar 1977 bekanntgemacht wurde. Durch Anwendung dieses Hysterese-Zustandes folgt jedoch das System nicht dem Brennstoffabgabeplan mit großer Genauigkeit im Bereich Betriebspunktes, bei welchem eine genaue Steuerung der Abgase erforderlich ist.

Ein weiterer in Betracht zu ziehender Faktor besteht darin, daß bei Vielfach-Einspritzvorrichtungssystemen mit Einzelstellen-Einspritzung die Brennstoffaufbereitung abrupt geändert wird, wenn der Übergangsbereich erreicht ist und es sind daher die Sprühmuster nicht die gleichen wie bei den unterschiedlich bemessenen Einspritzvorrichtungen. Dies kann zu beträchtlichen Ungenauigfceiten hinsichtlich der tatsächlich abgegebenen Brennstoffmenge und der vom- Plan vorgeschriebenen Brennstoffmenge bzw. von dem Rückkopplungssteuersystem vorgeschriebenen Brennstoffmenge führen.

Durch die Erfindung wird nun ein elektronsiches Brennstoffeinspritzsystem geschaffen, welches eine gewünschte Brennstoffmenge an eine einzelne Brennstoffaufnahmesteile abgibt, und zwar für mehrere Brennstoffeinspritzvorrichtungen gemäß der folgenden Gleichung:

Q₀ =^.Q_i (offset) + Q(trim)

Hierin bedeutet Q_Q dies gesamte Brennstoffmenge, die von dem Brennstoffplan vorgesehen wird und die aus einer Anzahl von Veränderlichen der Maschine berechnet wird, Q^(offset) ein Mengenmaß der Brennstoffzufuhr von mehreren Offset-Einspritzvorrichtungen, wodurch eine konstante Brennstoffmenge bei jedem Einspritzzyklus vorgesehen wird, und zwar auf der Grundlage einer festen Impulsdauer,und Q(trim) eine von einer elek

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tronisch gesteuerten Einspritzvorrichtung zugeführte Brennstoffmenge, wobei diese Einspritzvorrichtung durch einen Impuls veränderbarer Dauer erregt wird.

Gemäß dieser Technik geben die Offset-Einspritzvorrichtungen eine konstante Menge ab, die mit sehr hoher Genauigkeit reproduzierbar ist. Die Reproduzierbarkeit wird dadurch erreicht, indem man die Offset-Einspritzvorrichtung nicht im nichtlinearen Bereich der Einspritzvorrichtung arbeiten läßt und indem man den Betrieb auch nicht über die weiten Bereiche der Impulsbreiten hinausgelangen läßt, die beim Stand der Technik zu Ungenauigkeiten geführt haben. Jede Offset-Einspritzvorrichtung kann so geeicht werden, daß sie eine vorbestimmte Menge an einer einzelnen Stelle im linearen Bereich einspritzt, in welchem Bereich die Betriebseigenschaften der Einspritzvorrichtung bekannt sind. Selbst Einspritzvorrichtungen, die innerhalb von Herstellungstoleranzen liegen, die für viele Systeme nicht mehr annehmbar sind, erzeugen äußerst genau die gleiche Brennstoffmenge, wenn sie mit einer festen Impulsdauer erregt werden. Der Bedarf nach teueren Mehrfach-Präzisions-Einspritzvorrichtungen bei diesen Systemen und die sich konsequenterweise ergebenden Anpaßprobleme werden somit minimal gehalten. Es ist somit nur eine veränderbare Einspritzvorrichtung oder Trimm-Einspritzvorrichtung in Kombination mit den Offset-Einspritzvorrichtungen erforderlich, um den Brennstoffplan zu erfüllen bzw. zu reproduzieren.

Da weiter jede Offset-Einspritzvorrichtung immmer die gleiche Brennstoffmenge einspritzt, ist auch das Sprühmuster jeder einzelnen Einspritzvorrichtung im wesentlichen immer gleich. Diese bekannten Sprühmuster ermöglichen es, die Offset-Einspritzvorrichtungen an der Aufnahmestelle im Sinne eines äußerst vorteilhaften Ansprechverhaltens des Systems anzuordnen.

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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung werden die Vielfach-Einspritzvorrichtungen auf elektromagnetischem Weg betätigt bzw. bestehen aus Solenoid-Ventilen, wobei die Offset-Einspritzvorrichtungen während des Betriebes durch eine feste Impulsbreite erregt werden und die Trimm-Einspritzvorrichtung wird im Betrieb durch eine veränderbare Impulsbreite erregt. Es sind Offset-Auswählmittel vorgesehen, um zu bestimmen, welche der Offset-Einspritzvorrichtungen, wenn überhaupt welche, während eines spezifischen Maschinenzyklusses erregt werden sollen und um die von diesen einzuspritzende Brennstoffmenge zu berechnen. Die Offset-Auswähleinrichtung erzeugt ein Signal, welches die Differenz zwischen der gewünschten Brennstoffmenge und der Offset-Einspritzmenge wiedergibt. Dieses Differenzsignal wird einer Trimm-Wähleinrichtung zugeführt, welche die Trimm-Einspritzvorrichtung für eine Erregung auswählt und die Dauer des Impulses mit veränderlicher Impulslänge bestimmt, die für das Erregen oder Treiben der Trimm-Einspritzvorrichtung erforderlich ist.

Gemäß einen zweiten Ausführungsbeispiel ist eine elektromecha·» niache Verteilereinrichtung vorgesehen, welche die Offset-Einspritzvorrichtungen ausxvählt, die während jedes Einspritzzyklusses erregt werden. Die Verteilereinrichtung wird durch ein stufenförmiges Verteilerauswählsignal gesteuert, welches von der Offset-Auswähleinrichtung stammt und wodurch die Verteilereinrichtung ihre Stellung für jede Pegeländerung des Verteilerauswählsignals verändert. Mit Hilfe einer Ventileinrichtung wird tormäßig eine Druckwelle mit einer festen zeitlichen Dauer der Einlaßseite der Verteilereinrichtung zugeführt und weiter wird die Druckwelle danach selektiv auf die ausgewählten Offset-Einspritzvorrichtungen geschaltet, und zwar durch die Lage oder Stellungsänderung der Verteilereinrichtung.

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Gemäß einem dritten Ausführungsbei spiel sind Schaltermittel vorgesehen, um tormäßig das Verteilerauswählsignal der Verteilereinrichtung während der Zeitdauer des Impulses mit fester Impulsbreite für die Offset-Einspritzvorrichtungen zuzuführen.

Es ist nun Aufgabe der Erfindung, ein -genauer arbeitendes Brennstoffsteuersystem bzw. Technik bei einem Brennstoffsteuersystem anzugeben.

Im Rahmen dieser Erfindung soll auch ein genauer arbeitendes Brennstoffsteuersystem geschaffen werden, bei welchem wenigstens eine Offset-Einspritzvorrichtung und eine Trimm-Einspritzvorrichtung zur Anwendung gelangen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine graphische Darstellung der eingespritzten Brennstoffmenge als Funktion der Zeit und die Öffnungsweite einer Öffnung für mehrere Einspritzventile;

Fig. 2 eine graphische Darstellung eines Brennstoffplanes für eine Brennkraftmaschine als Funktion verschiedener Betriebsparameter der Maschine;

Fig. 3 ein schematisches Systemblockschaltbild eines Brennstoff Steuersystems mit Merkmalen nach der Erfindung;

Fig. 4 ein detailliertes elektrisches Stromschaltbild bzw. Stromlauf plan, welches bei dem Systemblockschaltbild der Fig. 3 dargestellt ist;

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Fig. 5 ein Systemzeitsteuer-Diagramm "bestimmter Signale an verschiedenen Stellen der Schaltung gemäß Fig. 4;

Fig. 6 ein schematisches Systemblockschaltbild einer alternativen Ausführungsform des Systems gemäß Fig. 3; und

Fig. 7 ein schematisches Systemblockschaltbild einer noch weiteren alternativen AunSihrungsform des Systems gemäß Fig. 3.

Gemäß Fig. 1 sind typische Ansprechverhalten elektromagnetisch betätigter Brennstoffeinspritzvorrichtungen gezeigt. Jede Kurve IA, IB, IC zeigt die als Funktion der Dauer des Einspritzimpulses abgegebene oder eingespritzte Brennstoffmenge. Wie sich erkennen läßt, wird, je länger ein Einspritzventil offen gehalten wird, d. h. erregt wird, umso mehr Brennstoff eingespritzt. Die unterschiedlichen Steigungen oder Neigungen und daher die unterschiedlichen Brennstoffmengen, die eingespritzt werden,¹ und zwar entsprechend den 3 Kurven, werden durch Änderung der Öffnungsgröße von Einspritzvorrichtung zu Einspritzvorrichtung verursacht. Ein großes Abmaß der Öffnung wie bei der Einspritzvorrichtung IA führt zu der schnellsten Änderung der Brennstoffmenge pro Zeiteinheit (Neigung oder Steigung).

Es läßt sich jedoch auch weiter erkennen, daß die Kurven nicht vollständig lineare Funktionen sind und auch nicht lineare Abschnitte NL und einen linearen Abschnitt, wie beispielsweise bei der Einspritzvorrichtung IC, besitzen. Der nichtlineare Abschnitt NL wird durch die Trägheit der Einspritzvorrichtung und weitere zeitliche Verzögerungen bedingt, die inhärent bei den mechanischen Betätigungsvorrichtungen und elektromechanischen Vorrichtungen auftreten. Einigermaßen genau arbeitende Einspritzvorrichtungen haben jedoch ungenaue Strömungsgeschwindigkeiten bei kurzen Impulszeiten, was durch Herstellungs-

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toleranzen usw. bedingt ist. Nur mit Hilfe von teueren Präzisionseinspritzvorrichtungen oder kostspieligen elektrischen Kompensationstechniken ergeben kurze Impulszeiten einigermaßen steuerbare Brennstoffmengen.

Es läßt sich auch erkennen, daß Einspritzvorrichtungen mit unterschiedlichen Abmaßen unterschiedlich stark ausgeprägte Nichtlinearitäten aufweisen und selbst ähnlich gestaltete oder bemessene Einspritzvorrichtungen unterscheiden sich hinsichtlich ihrer Kennlinie in gewissem Ausmaß. Anpasssungsprobleme erlangen Bedeutung, wenn ähnlich bemessene Einspritzvorrichtungen mit ungleichen Kennlinien zum Einsatz gelangen. Wenn somit Mehrfacheinspritzvorrichtungen dieses Typs an einer einzelnen Aufnahmestelle vorgesehen werden und wenn alle mit veränderbarer Impulsdauer bzw. veränderbaren Impulszeiten betrieben werden, um einen gemeinsamen oder zusammengesetzten Brennstoff plan vorzusehen, können sich viele nicht lineare Einspritzbetriebe einstellen, die zu ungenauer Brennstoffmenge führen, was für die Abgase oder anderen steuerbaren. Veränderlichen nachteilig ist.

Gemäß Fig. 2 ist ein komplexerer Brennstoff plan f gezeigt, bei welchem die Brennstoffmenge Q eine Funktion mehrerer Veränderlicher der Maschine ist. Es kann beispielsweise eine Drehzahldichte-Beziehung dort verwendet werden, wo die Drehzahl und der absolute Druck die Veränderlichen bilden, welche die Grund-Brennstoffeinspritzmenge bestimmen.

Weiter können korrektive Faktoren, wie beispielsweise die Temperatur, die Last oder die Übergangsbedingungen, die vom Fahrer eingeleitet v/erden, dazu verwendet werden, eine komplexe Funktion zu bilden, wie diese in den Zeichnungen veranschaulicht ist.

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Durch die Erfindung wird dieser Plan mit ziemlicher Genauigkeit reproduziert, indem mehrere Offset-Einspritzventile verwendet werden, von denen jedes eine konstante Brennstoffmenge während eines Einspritzzyklusses abgibt und durch Verwendung eines einzelnen Trimm-Einspritzventils, durch welches eine veränderbare Menge vorgesehen wird. Um dies zu veranschaulichen stellt beispielsweise f(S,]) einen bestimmten Punkt A auf dem Brennstoffplan f dar, der eine Menge GL erforderlich macht. In ähnlicher Weise erfordert f(S₂) an der Stelle B eine Menge Q₁ + GU und ein willkürlicher Punkt f(S ) an der Stelle C erfordert somit eine Menge von GL + Q₂ + ... Q_n. Wenn die Offset-Einspritzvorrichtungen 1, 2, 3, 4, 5...η dazu bestimmt sind, konstante Brennstoffmengen GL, Qp, 0·2···0_η zuzuführen, ist nur eine veränderbare Extra-Einspritzvorrichtung erforderlich, um irgendeinen beliebigen Punkt auf der Brennstoffkurve bzw. -plan zu realisieren. Natürlich muß die Veränderbare oder Trimm-Einspritzvorrichtung eine Brennstoffmenge abgeben können, die größer ist als die Differenz zwischen irgendwelchen zwei Offset-Punkten. Gemäß dem Brennstoffplan werden Werte von f zwischen Null und S₁ durch die Trimm-Einspritzvorrichtung zugeführt. Bei S₁ und oberhalb wird die erste Offset-Einspritzvorrichtung so betrieben, daß sie Q₁ zuführt.

Zwischen S₁ und S₂ wird die erste Offset-Einspritzvorrichtung und die Trimm-Einspritzvorrichtung erregt. Bei S₂ wird die zweite Offsett-Einspritzvorrichtung in Betrieb genommen und die Trimm-Einspritzvorrichtung sorgt für veränderliche Mengen in dem Bereich^ von dem Punkt B zum Punkt C. Es läßt sich somit erkennen, daß bei jedem Offset-Punkt eine Pegelverschiebung stattfindet, um eine Grundlage für die Trimm-Einspritzvorrichtung vorzusehen, die eine variable Menge gleich der Differenz zwischen der gewünschten Menge und dieser Grundlage oder dem Offset-Pegel einspritzt.

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Wie bereits erläutert wurde, sollen in bevorzugter Weise die Offset-Einspritzvorrichtungen im wesentlichen äquivalente Brennstoffmengen vorsehen, und zwar dort, wo weder aufeinanderfolgende Offset-Pegel die Summe aller Offset-Einspritzvorrichtungsmengen an dieser Stelle darstellt. Alternativ können die Offset-Einspritzvorrichtungen als zunehmend größer werdende Einspritzvorrichtungen (Öffnungsabmaß) vorgesehen werden, wobei jede in einer Aufeinanderfolge betätigt wird, wenn die Veränderlichen der Maschine den Brennstoffplan oder -anforderung erhöhen. Eine noch weitere Alternative kann dort vorgesehen werden, wo anstelle der Abmessung der Öffnung jede feste Offset-Impulsbreite unterschiedlich (langer) für aufeinanderfolgende Pegelverschiebungen ist, so daß dadurch die abgegebene Brennstoffmenge erhöht wird, wenn das System von S^ bis S voranschreitet. Wesentlich ist, daß jede Offset-Einspritzvorrichtung eine reproduzierbare Brennstoffmenge erzeugt, und zwar für irgendeinen und für alle Betriebsarten.

Die Fig. 3 zeigt nun ein Brennstoffsteuersystem, welches nach den Merkmalen der Erfindung aufgebaut ist. Das System umfaßt eine Brennkraftmaschine 10 mit wenigstens, einer Aufnahmestelle 12, an welcher Brennstoff und Luft gemischt werden, um eine Verbrennungsladung für den Antrieb der Maschine zu bilden. Bei der gezeigten Ausführungsform ist die Aufnahmesteile 12 Teil eines Drosselkörpers bzw. Trichters oder Verengungsstelle, der an dem Ansaugrohr (nicht gezeigt) der Maschine 10 angeschlossen ist, kann jedoch auch unmittelbar am Einlaßventil des einzelnen Kolbens gelegen sein.

An der Aufnahmestelle 12 wird die von der Maschine angesaugte Luft mit Brennstoff aus mehreren Einspritzventilen 14a, 14b und 16 gemischt, um eine Luft/Brennstoffmischung zu bilden, die in den Zylindern der Maschine verbrannt werden kann. Diese Einspritzventile enthalten Offset-Einspritzventile 14a, 14b, durch

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die eine konstante Brennsteif menge bei jedem Einspritzzyklus vorgesehen wird, wenn sie erregt werden, und umfaßt ein Trimm-Einspritzventil 16, durch welches eine veränderbare Brennstoffmenge für alle Zyklen der Maschine vorgesehen wird. Bei dem gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiel ist jedes Einspritzventil vom Solenoidtyp mit einer unter Druck stehenden Leitung 18, um unter Druck eine Brennstoffzufuhr zur Einlaßseite jedes Einspritzventils vorzunehmen, versehen. Der Druck wird mit Hilfe eines Druckreglers 20 aufrechterhalten, der mit einer Brennstoffpumpe 22 zusammenarbeitet, die an einem Brennstoffbehälter 24 angeschlossen ist, um dem System Brennstoff zuzuführen.

Jede veranschaulichte Einspritzvorrichtung, beispielsweise 14b, besitzt eine Lastwicklung 26, die bei elektrischer Erregung eine Bewegung einer Brennstoff nadel 28 hervorruft, so daß die Ventilöffnung geöffnet wird und der unter Druck stehende Brennstoff in die Aufnahmestelle 12 eingesprüht wird. Die eingespritzte Brennstoffmenge ist direkt proportional zur Öffnungsgröße des Einspritzventils und der zeitlichen Dauer, während welcher das Ventil offen bleibt. Indem man entweder die Öffnungsgröße der Einspritzvorrichtung oder die Impulsbreite des Treibersignals der Lastwicklung 26 verändert, kann die eingespritzte Brennstoffmenge wesentlich im Sinne einer gewünschten einzuspritzenden Menge verändert werden.

Im Falle von Nicht-Präzisions-Einspritzvorrichtungen, die auf der Grundlage veränderbarer Impulsbreiten betrieben werden und auch in ihren nicht linearen Bereichen betrieben werden, lassen sich diese Brennstoffmengen nicht zuverlässig reproduzieren. Erfindungsgemäß erzeugen die Offset-Einspritzvorrichtungen 14a, 14b genaue Brennstoffmengen, die reproduzierbar sind, wenn die Einspritzvorrichtungen in einem linearen Bereich betrieben werden, und zwar auch mit einer festen Impulsbreite.

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Das Brennstoffeinspritzsystem umfaßt ferner einen Brennstoffplan 32, der Informationen über eine Datenhauptleitung 30 von eier Maschine empfängt. Diese Variablen können den absoluten Ansaugrohrdruck IiAP, die Drehzahl der Maschine, die Belastung, Temperaturen oder die Stellung der Drosselklappe umfassen. Die Brennstoffplanungseinrichtung 32 nimmt dann diese Veränderlichen auf, die allgemein durch analoges Abtasten der BEbriebsparameter der Maschine erhalten werden und schickt diese zu einem Brennstoffplan, möglicherweise bei enger Schleifeneinstellung, um die dem System zuzuführende Brennstoffmenge zu ermitteln. Diese Brennstoffmenge Q_Q, die eine Funktion aller Veränderlicher der Maschine ist, besteht in der bevorzugten Ausführungsform aus einer analogen Spannung, kann jedoch auch einfach in digitaler Form als Zahl vorliegen. Die Brennstoffplanungseinrichtung 32 erzeugt auch Triggerimpulse T., welche den Anfang der Zeitsteuerung der Einspritzimpulse angeben. Sie dies bekannt ist, hängen die Triggerimpulse T. von der Drehzahl ab.

Die Brennstoffplaneinrichtung 32 schafft daher Informationen, die die Brennstoffmenge betreffen, welche benötigt wird, und auch den Zeitpunkx, zu welchem diese Brennstoffmenge eingespritzt werden muß. Brennstoffplanereinrichtungen dieses Typs sind herkömmlich und können sehr vielgestaltig sein.

Das System empfängt die Brennstoffmenge Q von der Brennstoffplangebereinrichtung 32 und sendet ein Mengensignal zu einer Offset-Auswählschaltung 34, die bestimmt, welche der Offset-Sinspritzvorrichtungen dazu verwendet wird, die Brennstoffeinspritzmenge zu bilden, die für den nächsten Einspritzzyklus bestimmt ist. Die Offset-Auswählschaltung 34 erzeugt somit Offset-Auswählsignale über die Auswählleitungen 35 für die Offset-Treibergattereinrichtung 36. Die Offset-Auswählsignale werden durch die Offset-Treibergattereinrichtung 36 tormäßig gesteuert, und zwar mit Hilfe von Triggerimpulsen T. aus dem

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Brennstoffplangeber 32, um einzeln die Offset-Treibervorrichtungen 38a, 38b anzutreiben, welche die Offset-Einspritzventile 14a, 14b jeweils öffnen.

Eine weitere Ausgangsgröße der Offset-Auswählschaltung 34 besteht in der Differenz zwischen der berechneten Brennstoffmenge, die durch die Offset-Einspritzvorrichtungen Q(Offset) eingespritzt wird und der gewünschten Menge Q , die nun als Q(trini) definiert ist. Diese Menge, wenn dies möglich ist, erregt eine Trimm-Auswähl schaltung 40, die als Ausgangsgröße eine Auswähl-Trimmsignal für die Trimm-Torsteuereinrichtung 42 erzeugt. Wie im Falle der Offset-Treibergattereinrichtung 36, wird die Trimm-Tor st euer einrichtung 42 durch die Triggerimpulse (T.) in Bereitschaft gesetzt, die von dem Brennstoffplangeber 32 über die Leitung 33 geliefert werden, um die Trimm-Treiberschaltung 44 anzutreiben, die dann die Trimm-Brennstoffeinspritzvorrichtung 16 durch Erregen der Trimm-Treiberleitung 45 öffnet.

Im Betrieb bestimmt der Brennstoffplangeber (scheduler)die Menge Q und die Offset-Auswählschaltung 34 wählt eine Kombination von Offset-Einspritzvorrichtungen aus, die einen Wert Q(Offset) vorsieht, der kleiner ist als die gewünschte Brennstoffmenge. Wenn der Triggerimpuls aus der Plangeberschaltung 32 auftritt, setzt die Offset-Treibertorsteuereinrichtung 36 diejenigen Offset-Einspritzvorrichtungen in Bereitschaft, die durch eine feste Impulsbreite ausgewählt wurden, um die von der Auswählschaltung 34 berechnete Brennstoffmenge einzuspritzen. Jede Offset-Einspritzvorrichtung oder die Summe der Offset-Einspritzvorrichtungen erzeugt irgendeinen Einstellpunkt auf der Brennstoffbedarfs- bzw. -plankurve. Die Differenz zwischen der am Aufnahmepunkt 12 benötigten Menge und der durch die Offset-Einspritzvorrichtungen vorgesehenen Menge gelangt als Eingangsgröße zur Trimm-Torsteuereinrichtung 42, in v/elcher ein Impuls mit veränderbarer Breite erzeugt wird, der proportional

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zum Trimm-Signal ist. Gleichzeitig mit der Offset-Treibertorsteuereinrichtung 36 wird die veränderbare Impulsbreite durch die Trimm-Torsteuereinrichtung 42 tormäßig gesteuert, wenn der Triggerimpuls an der Trimm-Einspritzvorrichtung-Treibereinrichtung 44 auftritt. Diese Kombination der Verwendung von Offset-Brennstoffeinspritzvorrichtungen für konstante Impulsbreite und einer Trimm-Einspritzvorrichtung mit variabler Impulsbreite stellt ein einfaches Verfahren für eine genaue Brennstoffsteuerung dar.

Gemäß Fig. 4 ist ein detaillierter Stromlaufplan mit der Offset-Aus wähl schaltung 34, der Offset-Treiber-Torsteuereinrichtung 36, den Offset-Treiberstufen 38a, 38b, der Trimm-Auswahlschaltung 40, der Trimm-Torsteuerschaltung 42 und der Trimm-Treiberschaltung 44 gezeigt. Die Offset-Auswählschaltung 34 besteht aus mehreren Differentialverstärkern Δ1, A2...A , bei denen der nicht invertierende Eingangsanschluß mit einer Eingangsdatenleitung 33' verbunden ist. Mit dem invertierenden Eingangsanschluß des Verstärkers A1 ist eine Offset-Spannungsquelle 46 verbunden, die einen Brennstoffwert GL angibt. Die Ausgangsgröße des Verstärkers A1 stellt ein ausgewähltes Offset-Einspritzvorrichtung-Eins-Signal (SEL₁) auf der Leitung dar und am Ausgang erscheint auch weiter ein Triggersignal für die Basis des Transistors T1. Die Offset-Spannungsquelle 46 ist auch mit dem Kollektor des Transistors T1 verbunden und es ergibt sich ein Strom über T1 zum Emitter, wenn das SEL-,-Signal spannungsmäßig hoch liegt. Weiterhin wird die Offset-Spannung der Spannungsquelle 46 am invertierenden Eingangsanschluß des Verstärkers A2 mit der Offset-Spannung der Spannungsquelle 48 addiert, welch letztere die Brennstoffmenge Q₂ siedergibt und durch die zweite Offset-Einspritzvorrichtung (14b) zugeführt wird. Die Dioden D1 und D2 sind so geschaltet, daß die Offset-Spannungen der Spannungsquellen 46, 48 in der richtigen Richtung . zu dem invertierenden Eingangsanschluß des Verstärkers A2 gesteuert

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werden*

Die Ausgangsgröße des Verstärkers A2, das ausgewählte Offset-Einspritzvorrichtung-2-Signal (SELp) wird dazu verwendet, die Basis des Transistors T2 zu triggern, wodurch die Offset-sSpannung der Spannungsquelle 48 von der Verbindung am Kollektor des Transistors über T2 überträgt. Weiter werden die Offset-Spannungen der Spannungsquellen 46, 48 und 50 am Invertier-Eingangsanschluß des Verstärkers A_n durch Poldioden D3, D4 und D5 summiert, wobei letztere diese bezogenen Spannungen trennen. Die Offset-Spannungsquelle 50, die eine Brennstoffeinspritzmenge Q_n einer beliebigen Offset-Einspritzvorrichtung N wiedergibt, wird auch an den Kollektor des Transistors T3 angelegt, der durch das Auswähl-N-Signal (SEL_n) vom Ausgang des Verstärkers A_n getriggert wird. Das SEL^-Signal öffnet die Basis des Transistors T , um die Offset-Spannung der Spannungsquelle 15 durch diesen zu übertragen.

Die Emitteranschlüsse der Transistoren T1, T2 und T sind mit einem SummierveMndungspunkt verbunden, der den negativen oder invertierenden Eingangsanschluß zum Verstärker A4 jeweils über Vorspannwiderstände R1, R2 und R3 bildet. Die übertragenen Offset-Spannungen der Spannungsquellen 46, 48 und 50 werden gleichzeitig in analoger Form an dem Verbindungspunkt vorgesehen, wenn deren jeweilige Transistoren sich im leitenden Zustand befinden.

Der Verstärker A4, dessen nicht invertierender Eingangsanschluß geerdet ist und ein Verstärkungswiderstand R4, der zwischen dem Invertierungs-Eingangsanschluß und dem Ausgang geschaltet ist, stellt einen Summierverstärker mit einer Nennverstärkung der Einheit dar und führt eine analoge Addition der Spannungen durch, die über die Widerstände R1, R2 und R3 vorgesehen werden. Der Ausgang des Verstärkers A4 ist mit dem nicht inver-

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tierenden Eingangsanschluß des Verstärkers A 5 über den Vorspannwiderstand R5 verbunden. Der zweite Eingang zum nicht invertierenden Verbindungspunkt des Verstärkers A5 ist eine Datenleitung 33, die das Signal entsprechend der gewünschten Menge überträgt, und zwar über einen Vorspannwiderstand R6. Der Verstärker A5, dessen Invertier-EingangsanschluB geerdet ist, und wobei ein Widerstand R7 zv/isehen den Nichtinvertierungseingangsanschluß und den Ausgang geschaltet ist, bildet einen Summierverstärker, der eine Subtraktionsfunktion ausführt, und zwar zwischen den Signalen, die an dem Nichtinvertier-Eingangsanschluß erscheinen.

Im Betrieb vergleicht zunächst die Offset-Auswählschaltung 34 die analoge Größe Q mit jeder der Offsetspannungen in einer Aufeinanderfolge. Wenn die gewünschte Menge GL größer ist als die Offset-Spannung der Spannungsquelle 46, so erzeugt der Verstärker Δ1 ein positives Signal SEL-j und schaltet auch den Transisitor T1 an. Wenn weiter die gewünschte Menge Q größer ist als die Offset-Spannung der Spannungsquelle 46 plus der Offset-Spannungs der Spannungsquelle 48, so springt die Spannung auf der Auswähl-Offset-Einspritz-Zwei (SEL₂)-Leitung auf einen äpannungsmäßig hohen Wert entsprechend dem Vergleich durch den Verstärker A2. Dies wird fortgeführt, bis die gewünschte Menge Q den Summenwert der früheren Offset-Spannungen überschreitet. Für n-Offset-Einspritzvorrichtungen können n-Verstärker und Vergleichsschaltungen, wie dies in dem Diagramm gezeigt ist, vorhanden sein.

Um die Brennstoffmenge zu bestimmen, welche durch die Offset-Einspritzvorrichtungen eingespritzt wird, werden Auswählleitungen verwendet, um die die Transistoren T1 bis T_n (T3) zu erregen und um eine analoge Addition aller Offset-Spannungen vorzunehmen, die durch die Vergleidaskette oder -folge ausgewählt wurden. Diese Größe Q(offset) wird dann in dem Verstärker

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A4 invertiert und zum Addierpunkt des Verstärkers A5 übertragen, während die gewünschte Menge Q_Q über den Widerstand R6 vorgesehen wird. Die Differenz zwischen der gewünschten Menge und der durch die Offset-Einspritzvouichtungen vorgesehenen Menge wird dann zur Ausgangsgröße des Summierpunktes oder Q(trim).

Der Verstärker A5, der mit einer Diode D1O zusammenarbeitet, enthält die Trimm-Auswählschaltung 40 und hat eine Nennverstärkung von 1, jedoch nur dann, wenn Q(trim) positiv ist. Die Diode D10 leitet alle negativ verlaufenden Schwingungen des Verstärkers nach Masse oder Erde ab.

Die Offset-Treibep-Torsteuerschaltung 36 soll nun unter Hinweis auf Fig. 4 näher erläutert werden, in welcher das Triggersignal T^ den monostabilen Multivibratoren 52, 54 und 56 zugeführt wird, um Impulse mit fester zeitlicher Dauer zu erzeugen, wenn die Triggersignale T^ einen Übergang aufweisen. Diese festen Impulsbreiten werden über UND-Glieder 60, 62 und 64 den Offset-Treiberstufen zugeführt. Jedes UND-Glied besitzt einen Freigabeeingang, der mit einer einzelnen Auswählleitung der Offset-Auswählschaltung verbunden ist.

Im Betrieb wird, wenn die Auswählleitungen spannungsmäßig hohe Auswählsignale SELj, SEL₂ ...SEL_n führen, für die Einleitung der Auswahl der bestimmten Offset-Einspritzvorrichtung, die feste Impulsbreite durch das spezifische UND-Glied übertragen, welches zum Zeitpunkt des Triggerimpulses T. ausgewählt wurde, wodurch jeder monstabile Multivibrator in seine unstabile Lage oder Zustand gebracht wird, und zwar für die Setz-Impulszeit und dann wieder in seinen stabilen Zustand zurückkehrt.

Es sei darauf hingewiesen, daß, wenn der Wunsch besteht, jede Offset-Einspritzvorrichtung mit der gleichen Impulsbreite zu

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betreiben oder anzutreiben, dann nur ein monoäabiler Multivibrator für die Gruppe der Offset-Einspritzvorrichtuipn verwendet werden braucht. Die Transistoren T4, T5, T6 sind vorgesehen, um die Einspritz-Lastwicklungen L1, L2 und L 3 mit der Ausgangsgröße der UND-Glieder zu treiben.

Die Trimm-Torsteuerschaltung 42 besteht im einzelnen aus einem monostabilen Multivibrator 58, dessen Triggereingang mit der Leitung der Trigger impulse T^ vom Brennstoffplangeber verbunden ist. Die Ausgangsgröße des Verstärkers A5, die aus einer veränderlichen Spannung besteht, welche von der Größe der gewünschten Trimmmenge abhängig ist, gelangt als Eingangsgröße zu einer Zeitkonstantschaltüng des monostabilen Multivibrators 58, um die Dauer des unstabilen Zustandes desselben zu ändern. Nur, wenn die Ausgangsgröße des Verstärkers A5 positiv ist, besitzt die Trimm-TorsteuerHchaltung 42 die Zeitkonstante des monostabilen Vibrators, geändert in Abhängigkeit von der abweichenden Ausgangsspannung des Verstärkers A5, die eine analoge Darstellung der Zeitdauer ist, während welcher die Trimm-Einspritzvorrichtung offenbleiben muß. Zum Zeitpunkt des Triggerimpulses T. aus dem Brennstoffplangeber wird der monostabile Multivibrator 58 in seinen unstabilen Zustand gekippt und bleibt in diesem, bis die Zeitkonstante der Schaltung den Multivibrator in seinen stabilen Zustand zurückbringt. Es wird daher immer dann über das UND-Glied 66 ein Impuls mit variabler Breite erzeugt, wenn die Ausgangsgröße des Verstärkers A5 positiv ist und die Dauer derselben aus der Differenz zwischen der gewünschten Menge und der Offset-Menge oder Q(trim) ist. Die Ausgangsgröße des UND-Gliedes 66 gelangt direkt zur Basis des Transistors T7, der die Treiberstufe für die Trimm-Einspritzvorrichtung 16 darstellt und dessen Emitter mit einem Eingang der Einspritz-Lastwicklung L4 verbunden ist und dessen

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Kollektor mit der Stromversorgungsquelle V verbunden ist. Eine Diode D9 ist, wie gezeigt, gepolt und verhindert eine Zerstörung des Treiberverstärkers durch Übergangsspannungen der Induktivität L4, welche die Lastwicklung der Brennstoffeinspritzvorrichtung 16 darstellt. Die Dioden D6, D? und D8, die jeweils den Wicklungen Lp L₂ und L-, zugeordnet sind, haben dieselbe Funktion.

Obwohl das bevorzugte Ausführungsbeispiel als analoge Ausführungsform des Systems in Fig. 4 veranschaulicht ist, läßt sich das System auch in digitaler Ausführung realisieren. Die Größe Ql kann von dem Brennstoffplangeber 32 als digitale Zahl ausgegeben werden und kann mit digitalen Zahlen verglichen werden, welche die Offset-Mengen Q₁, Q^, Q,...Q_n wiedergeben, um die bestimmten Offset-Einspritzvorrichtungen auszuwählen. Die ausgewählte Offset-Menge kann dann von der digitalen gewünschten Menge Q abgezogen werden, um eine digit-ale Zahl zu erzeugen, welche die Menge Q(trim) wiedergibt.

Fig. 5 zeigt die Zeitsteuerverhältnisse zwischen den Brennstoffeinspritzimpulsen, welche den Brennstoffeinspritzvorrichtungen in Fig. 3 zugeführt werden. In Fig. 5a sind schematisch die Stellen oder Lagen der Triggerimpulse T- aus dem Brennstoffplangeber 32 gegenüber der Zeit aufgetrqpn. Die Impulse T^ stellen getrennte Befehlsgrößen aus dem Brennstoffplangeber dar, um mit einem Einspritzzyklus zu beginnen. Die Figuren 5b, c, d, e zeigen die Ausgangs-Treiberimpulse aus den UND-Gliedern 60, 62, 64 und 66. Die Impulsbreiten der Offset-Eirispritzvorrichtungen haben eine feste Dauer ¥ und treten bei T. in den Fig. 5b, c und d auf. Wenn diese Wellenformen unter Hinweis auf Fig. 2 bei T^ verglichen werden, so arbeitet das System auf einer Brennstoffanforderung, die noch höher liegt als der Punkt A, bei welchem die Differenz zwischen der Setzimpulsbreite der Fig. 5b für die Offset-Einspritzvorrichtung 1

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(Punkt A) durch die Trimm-Einspritzdauer oder -Breite (WT) in Fig. 5e zugeführt wird. In ähnlicher Weise arbeitet das System Üei Tp unmittelbar oberhalb des Punktes B und bei T, oberhalb dem Punkt C. Bei T. hat die Systemanforderung auf den Bereich zwischen den Punkten B und C abgenommen, während bei T₁-, bei dem nur die Trimm-Einspritzvorrichtung arbeitet, die Anforderung unter dem Punkt A liegt. Diese Konstruktion ergibt somit ein vorteilhaftes System, um genau einen komplexen Brennstoff-Abgabeplan oder -schema zu reproduzieren, wobei nur eine einzige veränderbare Einspritzvorrichtung vorhanden ist.

Alternative Ausführungsformen des Brennstoffeinspritzsystems, welches in Fig. 3 gezeigt ist, sind in den Fig. 6 und 7 veranschaulicht. Das System gemäß Fig. 6 zeigt die Anwendung der Erfindung bei einer Anordnung, bei welcher Solenoid-Einspritzventile nicht erforderlich sind. Die Offset-Einsrptzvorrichtungen 14a, 14b und die Trimm-Einspritzvorrichtung 16 spritzen Brennstoff dadurch ein, indem sie an eine Quelle mit hohem und niedrigem Druck angeschlossen werden. Die Schließnadeln oder Ventilnadeln in diesen Einspritzventilen sind federvorgespannt, so daß sie schließen, wenn ein niedriger Druck auf die Einlaßseite ausgeübt wird und öffnen, wenn Brennstoff unter hohem Druck ihnen zugeführt wird. Solche Systeme können vorteilhaft in Situationen verwendet werden, bei welchen linearisierte Solenoid-Ventile nicht verfügbar sind oder aufgrund ihrer Größe und Anzahl kostspielig sind.

Das Einspritzventil 14b erhält die Hochdruck-Brennstoffversorgung über eine Versorgungsleitung 73, die an einer Auslaßöffnung bzw. Stelle 2 eines elektromechanischen Verteilers angeschlossen ist. Die Brennstoffversorgungsleitung 79 für die Offset-Einspritzvorrichtung 14a ist in ähnlicher Weise mit dem Verteiler 70 an der Auslaßöffnung bzw. Stelle 3 verbunden. Die Versorgungsleitung 79 ist weiter über ein Rückschlagventil 72

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mit der Versorgungsleitung 73 verbunden und dieses Ventil ermöglicht es, daß unter Druck stehender Brennstoff unbehindert aus der Versorgungsleitung 79 zur Versorgungsleitung 73 strömen kann, jedoch nicht umgekehrt. Die Einlaßöffnung zum Verteiler 70 ist über eine Versorgungsleitung 71 mit einer Auslaßöffnung A des Solenoid-Ventils 76 verbunden. Die Einlaßöffnungen B und C des Solenoid-Ventils 76 stehen strömungsmäßig mit einer Hochdruck-Brennstoffversorgungsleitung 75 und einer Niederdruck-Brennstoff versorgungsleitung 77 in Verbindung.

Der Verteiler 70 kann die Versorgungsleitung 71 zwischen drei Stellungen 1, 2 oder 3 in Abhängigkeit der zunehmenden Stufenspannungen aus dem Verstärker A6 schalten. Der Verstärker A6 besteht aus einem invertierenden Verstärker, der die richtige Treiberpolarität vorsieht und ein Verteilerauswählsignal von der Offset-Auswählschaltung in Fig. 4.empfängt. D_&s Verteiler Auswählsignal, die Ausgangsgröße des Verstärkers A4 der Fig. besteht aus einer stufenförmig verlaufenden Spannung, deren Pegel von der Anzahl der Offset-Einspritzvorrichtungen abhängt, die ausgewählt wurden. Im Betrieb erzeugt das System Brennstoff einspritzmengen, indem die Offset-Einspritzvorrichtungen 14a und 14b geöffnet werden, und zwar durch Schalten des Verteilers in eine der Stellungen 2 oder 3 in Abhängigkeit von den sich ändernden Pegeln des Verteiler-Auswählsignals, während die Impulsdauer durch das Solenoid-Ventil 76 gesteuert wird, welches durch einen Impuls der Setzbreite oder -dauer betätigt wird (Ausgangsgröße des UND-Gliedes 60 der Fig. 4). Auf ähnliche Weise wird die Trimm-Einsetzvorrichtung 16 über eine Versorgungsleitung 78 mit einer Impulswelle veränderlicher Impulsbreite versorgt, und zwar über das Solenoid-Ventil 74, welches durch das Trimm-Impulsbreite-Signal getrieben wird (Ausgangsgröße des UND-Gliedes 66 der Fig. 4). Dieses System ersetzt somit die Wirkung des elektromechanischen Verteilers für die Extra-Offset-Torsteuer- und Treiberschaltung unddie

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einzeln betätigten Solenoid-Einspritzvorrichtungen.

Fig. 7 zeigt ein noch weiteres Ausführungsbeispiel des Brennstoffsteuersystems der Fig. 3 mit Merkmalen nach der Erfindung, bei welchem eine einzelne Hochdruck-Versorgungsleitung 82 verwendet wird, um die Offset-Einspritzvorrichtungen 14a und 14b über ein Solenoid-Ventil zu versorgen. Das System wird ähnlich demjenigen der Fig. 6 mit einem Verteiler-Auswählsignal aus dem Verstärker A7 in der Weise versorgt, wie dies bei dem Verstärker A6 der Fig. 6 der Fall ist. Es wird jedoch eine Schaltereinrichtung, beispielsweise der Transistor T_Q,durch das Offset-Impulsbreite-Signal in Bereitschaft gesetzt und versorgt den Verteiler mit einem Signal, um nur dann zwischen den Stellungen 1, 2 und 3 zu schalten, wenn die Torsteuerung stattfindet. Die Trimm-Einspritzvorrichtung 16 wird über eine Hochdruckleitung 82 durch ein normalerweise offenes Solenoid-Ventil 84 versorgt, vsLches durch das Trimm-Impulsbreite-Signal betätigt wird. Bei diesem System gemäß Fig. 7 gelangt eine Brennstoffeinspritzvorrichtung mit kontinuierlicher Zerstäubungswirkung in vorteilhafter Weise zur Anwendung.

Obwohl bevorzugte Ausführungsformen des Systems nach der Erfindung gezeigt und beschrieben wurden, ist es für den Fachmann offensichtlich, daß weitere Abwandlungen und Änderungen bei den Ausführungsbeispielen möglich sind, ohne dadurch jedoch den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Zusammenfassend schafft die Erfindung somit ein Brennstoffeinspritzsystem und eine Technik für eine Brennkraftmaschine, gemäß welcher wenigstens ein gesteuertes Offset-Brennstoffeinspritzventil zur Anwendung gelangt und nur ein gesteuertes Trimm-Einspritzventil verwendet wird. Die Offset-Einspritzventile erzeugen eine konstante Brennstoffmenge, indem sie entsprechend einer festen Impulsdauer erregt werden, und zwar bei

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jedem Einspritzzyklus, wahren!die Differenz zwischen dieser konstanten Menge und einer gewünschten einzuspritzenden Brennstoffmenge aus einem Brennstoffplan oder-schema berechnet wird und von der veränderbaren Trimm-Einspritzvorrichtung bzw. Ventil zugeführt wird. Der Brennstoff-Versorgungsplan wird durch die Veränderlichen der Maschine und dem System bestimmt und durch einen elektronischen Brennstoffplangeber bzw. -schaltung vorgesehen, der auch Brennstoffeinspritz-Zeitsteuerimpulse für die Triggerung des Anfangs des Einspritzzyklusses vorsieht. Bei einer alternativen Ausführungsform gelangt ein elektromechanischer Verteiler zur Anwendung, um eine Wahl zu treffen, welche Offset-Brennstoffeinspritzvorrichtungen während eines Einspritzzyklusses erregt werden und bei einer dritten Ausführungsform gelangt ein Impuls mit fester Impulsbreite zur Anwendung und ist den Offset-Einspritzvorrichtungen zugeordnet, um den Auswahlprozeß durch den elektromechanischen Verteiler zu ermöglichen.

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

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Claims

B4TEN14NH^"LTE ~^A BROSE^DKa BROSE

D-8023 München-Pullach. Wiener Str. 2; Tel. (089) 7 9330 71: Telex 5212147 br^-s d; CabUs: «!''ate.itibus» München

Diplom

¹ Ingenieure

THE BENDIX CORPORATION, Executive Offices, Bendix Center, Southfield, Michigan 48075, U.S.A.

Paris file: 5585-A £* 13. Juli 1978

PATENTANSPRÜCHE

Verfahren zur Brennstoffeinspritzung bei einer Brennkraftmaschine, bei welchem eine genaue Menge des Brennstoffs einem Brennstoffaufbereitungssystem zugeführt wird, die mehrere Brennstoffeinspritzvorrichtungen an einer Aufnahmestelle umfaßt, wobei wenigstens eine Offset-Einspritzvorrichtung enthalten ist, die eine einzelne Brennstoffmenge nach Erregung derselben vorsieht,und nur eine Trimm-Einspritzvorrichtung vorgesehen ist, die eine veränderliche Brennstoffmenge nach Erregung derselben vorsieht, da durch gekennzeichnet, daß

a) eine gewünschte, an der Aufnahmestelle während eines bestimmten Einspritzzyklusses einzuspritzende Brennstoffmenge aus den Betriebsparametern der Brennkraftmaschine ermittelt wird;

b) ein Offset-Pegel ,aus mehreren aufeinanderfolgenden Offset-Pegeln ausgewählt wird, wobei jeder Pegel eine unterschiedliche Brennstoffmenge angibt und wobei der genannte Pegel oder Wert dann ausgewählt wird, wenn die

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ORIGINAL INSPECTED

gewünschte Menge größer ist als der ausgewählte Wert oder gleich ist mit diesem ¥ert und kleiner ist als der nächstfolgende Pegel oder Viert;

c) daß der ausgewählte Offset-Wert der Einspritzung in die Maschine zugrunde gelegt wird und daß diese Einspritzung über die wenigstens eine Offset-Einspritzvorrichtung erfolgt;

d) daß die Differenz zwischen dem ausgewählten Offset-Wert oder -Pegel und der gewünschten Menge ermittelt wird, um eine Trimm-Menge zu erzeugen, die für die Vervollständigung der Einspritzung erforderlich ist; und daß

e) die Trimm-Menge mit Hilfe der veränderbaren oder variablen Trimm-Einspritzvorrichtung eingespritzt wird.
2. Brennstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine mit mehreren Brennstoffeinspritzvorrichtungen, durch die der Brennstoff an wenigstens einer Aufnahmestelle der Maschine eingespritzt wird, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das System folgende Einrichtungen enthält: Eine Brennstoff-Plangebereinrichtung (32) für die Berechnung der gewünschten Brennstoffmenge (Q ), die an der genannten Aufnahmestelle (12) eingespritzt werden soll, aus den laufenden Betriebsparametern der Maschine, daß die Brennstoff-Plangebereinrichtung (32) ein die gewünschte Menge (Q_Q) wiedergebendes Signal und ein Zeitsteuersignal (T.) erzeugt, welch letzteres den Anfang der Einspritzzyklen angibt, während welcher die gewünschte Brennstoffmenge (Q ) eingespritzt werden soll; daß mehrere Offset-Brennstoffeinspritzvorrichtungen (14a, 14b) vorgesehen sind, von denen jede eine einzelne Brennstoffmenge während jedes Einspritzzyklusses an der Aufnahmestelle (12) abgeben kann; daß eine einzelne Trimm-Brennstoffeinspritzvorrichtung (16) vorgesehen ist, die eine veränderliche

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Brennstoffmenge an der Aufnahmestelle (12) während jedes Einspritzzyklusses abzugeben vermag; eine Steuereinrichtung (34, 36, 40, 42) für die Steuerung der Offset-Einspritzvorrichtungen (140, 14b) und der Trimm-Einspritzvorrichtung (16), derart, daß diese die gewünschte Brennstoffmenge (Q₀) während des Einspritzzyklusses in Abhängigkeit von dem Zeitsteuersignal und dem Signal entsprechend der gewünschten Brennstoffmenge aus der Brennstoff-Plangebereinrichtung (32) einspritzen, wobei die Steuereinrichtung (34-42) die Offset-Einspritzvorrichtungen (140, 14b) veranlaßt, eine Offsetmenge (Q (Offset)) einzuspritzen, die aus einer Kombination einer oder mehrerer Einzelmengen der Offset-Einspritzvorrichtungen (140, 14b) darstellt und die Trimm-Einspritzvorrichtung (16) veranlaßt, eine veränderliche Trimm-Brennstoffmenge (Q (trim)) einzuspritzen, welche die Differenz zwischen der gewünschten Brennstoffmenge (Q_Q) und der Offset-Menge (Q (offset)) darstellt.
3. Brennstoffeinspritzsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (34-42) folgendes enthält: Eine Offset-Auswähleinrichtung (34), um in Abhängigkeit von dem gewünschten Mengensignal zu bestimmen, welche der Offset-Einspritzvorrichtungen (14O, 14b) während eines bestimmten Einsprltzzyklusses in Bereitschaft gesetzt wird, wobei die Offset-Auswähleinrichtung (34) ein Freigabe-Auswählsignal (SEL) für jede Offset-Einspritzvorrichtung vorsieht, die ausgewählt wurde und die Offset-Auswähleinrichtung (34) weiter ein Signal erzeugt, welches die Trimm-Menge (Q (trim)) wiedergibt; und eine Offset-Torsteuereinriehtung (36) für die Torsteuerung der Erregerimpulse mit fester Impulsbreite, durch die die Offset-Einspritzvorrichtungen (140, 14b) betätigt werden, wobei die Offset-Torsteuereinrichtung (36) die Erregerimpulse in Abhängigkeit von dem Zeitsteuersignal (T/) aus der Brennstoff-Plangebereinrichtung (32) für die in Bereitschaft gesetzten Offset-Einspritzvorrichtungen vorsieht.

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4. Brennstoffeinspritzsystem nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (34-42) noch folgendes enthält: Eine Trimm-Auswähleinrichtung (40), um in Abhängigkeit von dem Trimm-Mengensignal zu bestimmen, ob die Trimm-Einspritzvorrichtung (16) in Bereitschaft gesetzt wird; und eine Trimm-Torsteuereinrichtung (42), um den Erregerimpuls mit veränderbarer Impulsbreite tormäßig zu steuern, der die Trimm-Einspritzvorrichtung (16) betätigt, wobei die Trimm-Torsteuereinrichtung (42) den Erregerimpuls mit variabler Impulsbreite in Abhängigkeit von dem Zeitsteuersignal (T^) aus der Brennstoff-Plangebereinrichtung (32) vorsieht, wenn die Trimm-Einspritzvorrichtung (16) in Bereitschaft gesetzt ist.
5. Brennstoffeinspritzsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trimm-Torsteuereinrichtung (42) die Impulsbreite des Trimm-Erregerimpulses in Abhängigkeit von dem Trimm-Mengensignal verändert.
6. Brennstoffeinspritzsystem nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Offset-Einspritzvorrichtungen (140, 14b) und die Trimm-Einspritzvorrichtung (16) aus magnetisch betätigten Einspritzvorrichtungen bestehen und daß die Erregerimpulse den Lastwicklungen (L^ - L^) der Einspritzvorrichtungen zuführbar sind, um Öffnungszeiten der Einspritzvorrichtungen zu erzeugen, die im wesentlichen die Impulsbreiten wiedergeben.

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