DE3023180C2

DE3023180C2 - Elektronisch gesteuerte Kraftstoffeinspritzanlage für Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE3023180C2
Application number: DE3023180A
Authority: DE
Inventors: Sugasawa Yokohama Kanagawa Fukashi; Iizuka Yokosuka Kanagawa Haruhiko; Tanaka Fujisawa Kanagawa Toshiaki; Etoh Yokohama Kanagawa Yukihiro
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1979-06-20
Filing date: 1980-06-20
Publication date: 1986-08-07
Also published as: FR2459368B1; JPS562430A; GB2051224B; FR2459368A1; US4335687A; DE3023180A1; GB2051224A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzanlage der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.

Bei einer solchen, aus der US-PS 41 44 864 bekannten Kraftstoffeinspritzanlage steigt der mit der Brennkraftmaschinenbelastung zu vergleichende Bezugspegel mit der Drehzahl der Brennkraftmaschine derart an, daß der Bezugspegel bei einer niedrigen Drehzahl ebenfalls niedrig ist und dann mit steigender Drehzahl bis zum Erreichen eines mittleren Drehzahlberciches ansteigt. Die Steuereinrichtung weist dabei einen Drehzahldetektor und zwei mit diesem verbundene Funktionsgeneratoren auf, die einen ersten und einen zweiten, mit steigender Drehzahl ebenfalls ansteigenden Bezugspegel erzeugen. Ferner umfaßt die Steuereinrichtung einen Belastungsdetektor, der ein der Belastung der Brennkraftmaschine entsprechendes Signal erzeugt, das mit den oberen und unteren Bczugspegeln verglichen wird. Liegt das der Belastung entsprechende Signal unter dem unteren Bezugspegel, so wird die Zuführung des Kraftstoffeinspritzimpulssignals an die zweite Kraftstoffzuführungseinrichtung unterbrochen. Liegt das der Belastung entsprechende Signal zwischen dem unteren und dem oberen Bezugspegel, so wird der gerade vorliegende Betriebszustand der Brennkraftmaschine beibehalten. Liegt dagegen das der Belastung entsprechende Signal oberhalb des oberen Bezugspcgels, so erhalten beide Kraftstoffzuführungseinrichtungen das Kraftstoffeinspritzimpulssignal.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kraftstoffeinspritzanlage der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art so weiterzubilden, daß die mit ihr ausgerüstete Brennkraftmaschine ausgezeichnete Anlaßeigenschaften hat, ein schnelles Warmlaufen zeigt und eine hohe Kraftstoffwirtschaftlichkeit mit ihr zu erreichen ist.

Bei einer Kraftstoffeinspritzanlage der genannten Art ist diese Aufgabe durch das im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebene Merkmal gelöst.

Durch das Ansteigen des Bezugspegels mit der steigenden Temperatur der Brennkraftmaschine wird sichergestellt, daß die Zuführung des Kraftstoffeinspritzimpulssignals an die zweite Kraftstoffzuführungseinrichtung immer nur dann unterbrochen wird, wenn die Brennkraftmaschine eine bestimmte Temperatur, nämlich üblicherweise ihre Betriebstemperatur, erreicht hat. Das heißt, bei kalter Brennkraftmaschine arbeitet diese auch dann mit beiden Zylindereinheiten, wenn die Brennkraftmaschinenbelastung sehr gering ist. Dadurch wird ein schnelles Warmlaufen der Brennkraftmaschine und insbesondere auch der zweiten Zyiindereinheit sichergestellt, so daß bei einer relativ raschen Steigerung der Brennkraftmaschinenbelastung nach dem Anlassen der Brennkraftmaschine vermieden wird, daß die zweite Zylindereinheit in ihrem noch kalten Zustand eingeschaltet wird. Bei der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzanlage unterbricht also die Steuereinrichtung das Kraftstoffeinspritzimpulssignal für die zweite Kraftstoffzuführungseinrichtung, wenn die Belastung der Brennkraftmaschine unterhalb des Bezugspreis liegt, der mit ansteigender Temperatur der Brcnnkrnftma-

schine ansteigt. Erfindungsgemäß wird also die Brennkraftmaschine mit beiden Zylindereinheiten in Betrieb gehalten, bevor die Brennkraftmaschine warmgelaufen ist, wodurch sich ein schnelles Erwärmen der Brennkraftmaschine ergibt. Außerdem wird die Betriebsweise der Brennkraftmaschine in den Teilbetrieb selbst bei Leerlaufbedingungen umgeschaltet, wenn die Brennkraftmaschine bereits warmgelaufen ist. Dadurch kann der Kraftstoffverbrauch so gering wie möglich gehalten werden. Bei kalter Brennkraftmaschine wird ein sicheres Anlassen dadurch gewährleistet, daß die Brennkraftmaschine mit beiden Zylindereinheiten angelassen wird.

Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert. Im einzelnen zeigt

Fig. 1 einen Stromlaufplan eines Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 2 eine graphische Darstellung der Amgangskennlinien eines in Fig. 1 gezeigten ersten Umformers.

Fig. 3 eine graphische Darstellung der Ausgangskennlinien eines in Fig. 1 gezeigten Fühlers für den Warmlaufzustand der Brennkraftmaschine,

Fig. 4 eine graphische Darstellung zur Erläuterung der Arbeitsweise eines in Fig. 1 gezeigten ersten Vergleichers,

Fig. 5 eine graphische Darstellung der Ausgangskennlinien eines in Fig. 1 gezeigten zweiten Umformers,

Fig. 6 eine graphische Darstellung zur Erläuterung der Arbeitsweise eines in Fig. 1 gezeigten zweiten Vergleichers und

Fig. 7 und S graphische Darstellungen zur Erläuterung der Arbeitsweise eines in Fig. 1 gezeigten NOR-Gliedes.

Die Erfindung wird in Verbindung mit einer Brennkraftmaschine geteilter Bauart erläutert, die drei aktive Zylinder hat, die immer aktiv sind, und drei inaktive Zylinder hat, die inaktiv sind, wenn die Belastung der Brennkraftmaschine unterhalb eines gegebenen Wertes liegt. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß die gezeigte besondere Brennkraftmaschine lediglich der Erläuterung dient, und dall die Erfindung auch bei jeder anderen Brennkraftmaschine geteilter Bauart angewendet werden kann. >

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, gibt eine erste Gruppe von Kraftstoffeinspritzventilen gi bis g3 Kraftstoff an die jeweiligen aktiven Zylinder und eine zweite Gruppe von Kraftstofteinspritzventilen g4 bis g6 gibt Kraftstoff an die jeweiligen inaktiven Zylinder. Eine Einspritzsteuerschaltung 10 erzeugt synchron mit der Umdrehung der Brennkraftmaschine ein Kraftsioffeinspritzimpulssignal, dessen Impulsbreite proportional der der Brennkraftmaschine zugeführten Luftströmungsgröße ist und damit die Belastung angibt, bei der die Brennkraftmaschine betrieben wird. Das Kraftstoffeinspritzimpulssignal wird an eine erste Schalterschaltung 12 gegeben, die dadurch leitend wird, um die erste Gruppe von Kraftstoffeinspritzventilen gl bis #3 zu betätigen, und auch an eine zweite Schalterschaltung 14, die damit leitend wird, um die zweite Gruppe von Kraltstoffeinspritzventilen gA bis g6 zu betätigen. Der durchschnittliche Öffnungsgrad eines jedes Kraftstoffeinspritzventils, und damit die Kraftstoffströmungsgröße in den zugeordneten Zylindern wird durch das Tastverhältnis des Kraftstoffeinspritzimpulssignals bestimmt.

Das Kraftstoffeinspritzimpulssignal wird auch an einen ersten Umformer 16 gegeben, in dem es in ein die Belastung der Brennkraftmaschine angebendes Spannungssignal umgeformt wird. Der erste Umformer 16 kann eine Spannung erzeugen, die abnimmt, wenn die Impulsbreite des Kraftstoffeinspritzimpulssignals ansteigt, wie dieses in Fig. 2 gezeigt ist. Ein Fühler 18 für den Warmlaufzustand der Brennkraftmaschine kann die Form eines Temperaturfühlers haben, der ein Spannungssignal erzeugt, das umgekehrt proportional der Temperatur des Kühlmittels der Brennkraftmaschine ist. wie dieses in Fig. 3 gezeigt ist. Die Ausgangsspannung des Fühlers 18 wird mit Hilfe von Widerständen R₁ und R₂ geteilt, und die geteilte Spannung wird an einen Eingang eines ersten Vergleichers 20 gegeben, dessen anderer Eingang mit dem Ausgang des ersten Umformers 16 verbunden ist. Der erste Vergleicher 18

K) vergleicht die Belastungsbedingungen der Brennkraftmaschine mit den Warmlaufbedingungen der Brennkraftmaschine, um ein Ausgangssignal niedrigen Pegels «L» zu erzeugen, wenn das Spannungssigna! von dem ersten Umformer 16 höher als das Spannungssignal von dem Fühler 18 ist, während er sonst ein Ausgangssignal hohen Pegels «H» erzeugt, wie dieses in Fig. 4 dargestellt ist. Die Widerstände R₁ und R_z sind so gewählt, daß sie eine Grenze, wie sie z. B. in Fig. 4 gezeigt ist. zwischen den Ausgangsbereichen «L» und «H» hohen und niedrigen Pegels des ersten Vergleichers wirken.

Außerdem wird das Kraftstoffeinspritzimpulssignal an einen zweiten Umformer 22 gegeben, in dem es in ein die Drehzahl der Brennkraftmaschine angebendes Spannungssignal umgeformt wird. Der zweite Umformer 22 kann ein Spannungssignal erzeugen, das proportional der Frequenz des Kraftstoffeinspritzimpulssignals ist. wie dieses in Fig. 5 gezeigt ist. Der Ausgang des zweiten Umformers 22 ist mit einem Eingang eines zweiten Vergleichers 24 verbunden, dessen anderer Eingang mit einer Bezugsspannungsquelle +V_ref verbunden ist. Der zweite Vergleicher 24 vergleicht die die Drehzahl der Brennkraftmaschine angebende Spannung mit der Bezugsspannung, um ein Ausgangssignal niedrigen Pegels «L» zu erzeugen, wenn die Drehzahl höher als der Bezugspegel ist. und ein Ausgangssignal hohen Pegels «H» zu erzeugen, wenn die Drehzahl niedriger als der Bezugspegel ist, wie dieses in Fig. 6 gezeigt ist. Ein Fühler 26 für die Drosselöffnung ist vorgesehen, um ein einen Leerlaufzustand angebendes Signal zu erzeugen, wenn sich das Drosselventil in geschlossenen Stellungen befindet. Das den Leerlaufzustand angebende Signal wird an eine dritte Schalterschaltung 28 gegeben, die dadurch leitend wird, um die Bezugsspannung auf Null zu vermindern, so daß der zweite Vergleicher 24 unabhängig von der Drehzahl der Brennkraftmaschine ein Ausgangssignal niedrigen Pegels «L» erzeugen kann.

Ein NOR-Glied 30 erhält Eingangssignale von den ersten und zweiten Vergleichern 20 und 24. um ein Ausgangssignal hohen Pegels «H» nur dann zu erzeugen, wenn beide Eingangssignale einen niedrigen Pegel haben. Das Ausgangssignal hohen Pegels des NOR-Gliedes 30 wird an eine vierte Schalterschaltung 32 gegeben, die damit das Kraftstoffeinspritzimpulssignal an die zweite Schalterschaltung 14 unterbricht. Dadurch wird die zweite Gruppe von Kraftstoffeinspritzventilen gA bisgö abgeschaltet, um die Kraftstoffzufuhr zu den inaktiven Zylindern zu unterbrechen und damit die Betriebsweise der Elrennkraftmaschine in den Teilbetrieb zu überführen.

Fig. 7 zeigt die Bereiche, bei denen das NOR-Glied 30 Ausgangssignale niedrigen und hohen Pegels «L» und «H» bei geöffneter Drosselklappe erzeugt, während Fig. 8 die Bereiche zeigt, bei denen es Ausgangssignale niedrigen und hohen Pegels «L» und «H» bei geschlossener Drosselklappe erzeugt. In den Fig. 7 und K entspricht die Impulsbreite Po der Impulsbreite, die auf der Grenze zwischen den Bereichen «L» und «H» in Fig. -4 liegt, und sie gibt einen Betriebszustand an. bei dem die Betriebsweise der Brennkraftmaschine zwischen dem Teil- und dem vollen Betrieb umgeschaltet wird.

Die Arbeitsweise der Erfindung wird nachfolgend erläutert:

Es wird zuerst angenommen, daß die Brennkraftmaschine im kalten Zustand angelassen wird, und daß das Drosselventil unmittelbar nach dem Anlassen vollständig geschlossen wird, wie dieses normalerweise der Fall ist, so daß die Brennkraftmaschine sofort im Leerlaufzustand betrieben wird und mit Leerlaufdrehzahlen arbeitet. Sobald das Drosselventil vollständig geschlossen ist, gibt der Fühler 26 für das geöffnete Drosselventil ein einen Leerlaufzustand angebendes Signal ab, um den Bezugspegel auf Null zu vermindern, wodurch der zweite Vergleicher 24 ein Ausgangssignal niedrigen Pegels «L» erzeugt. Bevor die Temperatur des Kühlmittels der Brennkraftmaschine über einen Pegel To (Fig. 4) ansteigt, der eine Kühlmitteltemperatur der Brennkraftmaschine angibt, die als eine für die aufgewärmte Brennkraftmaschine geeignete Temperatur angesehen wird, gibt beim Leerlaufbetrieb, bei dem die Impulsbreite des Kraftstoffeinspritzimpulssignals auf einem Wert P₁ liegt, der erste Vergleicher 20 ein Ausgangssignal hohen Pegels «H» ab. Das NOR-Glied 30 erhält daher Eingangssignale hohen und niedrigen Pegels und erzeugt ein Ausgangssignal niedrigen Pegels «L», wodurch die Brennkraftmaschine in den vollen Betrieb umgeschaltet wird. Diese Betriebsweise wird beibehalten, bis die Brennkraftmaschine vollständig warmgelaufen ist.

Wenn die Brennkraftmaschine vollständig warmgelaufen ist. ändert sich das Ausgangssignal des ersten Vergleichers 20 auf seinen niedrigen Pegel «L». Wenn das Drosselventil vollständig geschlossen gehalten wird, oder die Drehzahl der Brennkraftmaschine unterhalb des Bezugspegels liegt, gibt der zweite Vergleicher 24 weiterhin ein Ausgangssignal niedrigen Pegels «L» ab. Das Ausgangssignal des NOR-Gliedes 30 ändert sich daher auf seinen hohen Pegel «H», um das Kraftstoffeinspritzimpulssignal für die zweite Gruppe von Kraftstoffeinspritzventilen g4 bis g6 zu unterbrechen, wodurch die Betriebsweise der Brennkraftmaschine in den Teilbetrieb umgeschaltet wird.

Bei Betriebsbedingungen mit warmgelaufener Brennkraftmaschine, bei denen die Kühlmitteltemperatur der Brennkraftmaschine im wesentlichen konstant gehalten wird, hängt die Betriebsweise der Brennkraftmaschine von ihrer Belastung ab, die durch die Impulsbreite des Kraftstoffeinspritzimpuissignais angegeben wird, sowie von der Drehzahl der Brennkraftmaschine, die durch dessen Fre- « quenz angegeben wird. Das heißt, unter der Annahme, daß das Drosselventil geöffnet ist. befindet sich die Bertriebsweise der Brennkraftmaschine im Teilbetrieb, wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine oberhalb des Bezugspegels liegt, und die Belastung der Brennkraftmaschine unterhalb eines bestimmten Pegels liegt, der durch die Impulsbreite Po angegeben ist, und durch die Kühlmitteltemperatur bestimmt ist. und befindet sich im vollen Betrieb bei den anderen Bedingungen, wie dieses in Fig. 7 gezeigt ist. Bei geschlossener Drosselklappe befindet sich die Brennkraftmaschine in ihrem Teilbetrieb, unabhängig von der Drehzahl, solange die Belastung der Brennkraftmaschine unterhalb des bestimmten Pegels liegt, der durch die Impulsbreite Po angegeben ist, und sie befindet sich in ihrem vollen Betrieb, wenn die Belastung der Brennkraftmaschine oberhalb des bestimmten Wertes liegt, wie dieses in Fig. 8 gezeigt ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektronisch gesteuerte Kraftstoffeinspritzanlage für Brennkraftmaschinen mit einer Steuereinrichtung zur lastabhängigen Abschaltung von Zylindern mit

a) einem Impulsgenerator (10) zum mit den Umdrehungen der Brennkraftmaschine synchronen Erzeugen eines Kraftstoffeinspritzimpulssignals, dessen Id Impulsbreite proportional zur Menge der in die Brennkraftmaschine strömenden Ansaugluft ist,

b) ersten und zweiten, Kraftstoffeinspritzimpulssignal ansprechenden Kraftstoffzuführungseinrichtungen, die jeweils ersten und zweiten Zylindereinheiten eine nach Maßgabe der Impulsbreite bemessene Kraftstoffmenge zuführen, wobei

c) die Steuereinrichtung des Kraftstoffeinspritzimpulssignals an die zweite Kraftstoffzuführungseinrichtung innerhalb eines bestimmten Betriebsbereichs der Maschine unterbricht, wenn die Brennkraftmaschinenbelastung unterhalb eines Bezugspegels liegt, der mit einem steigenden Betriebsparameter der Brennkraftmaschine ansteigt,

25 dadurch gekennzeichnet, daß

d) der genannte Betriebsparameter die Temperatur der Brennkraftmaschine ist und der bestimmte Betriebsbereich den Betrieb der Maschine sowohl mit ge- schlossener Drosselklappe und beliebiger Drehzahl als auch mit geöffneter Drosselklappe und gleichzeitig über einen vorgegebenen Wert (V_ref) liegender Drehzahl umfaßt.

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2. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (16 bis 32) einen Fühler (18) für die Temperatur der Brennkraftmaschine der ein der Temperatur entsprechendes und den Bezugspegel (Po) bildendes Signal erzeugt, einen Belastungsdetektor (16). der ein der Belastung der Brennkraftmaschine entsprechendes Signal erzeugt, eine erste Schaltung (20), dessen Ausgangssignal einen bestimmten Zustand hat, wenn das Signal von dem Belastungsdetektor (16) höher als das Signal von dem Fühler (18) ist, einen Drehzahldetektor (22), der ein der Drehzahl der Brennkraftmaschine proportionales Signal erzeugt, eine zweite Schaltung (24), deren Ausgangssignal einen bestimmten Zustand hat, wenn das Signal von dem Drehzahldetcktor (22) höher als der so vorgegebene Wert (V_rlf) ist. eine Einrichtung (26, 28), die auf die geschlossene Drosselklappenstellung anspricht, um das Ausgangssignal der zweiten Schaltung (24) unabhängig vom Vergleich des Signals vom Drehzahldetektor (22) mit dem vorgegebenen Wert (V,,.,) in seinen bestimmten Zustand zu bringen, um eine Einrichtung (30. 32) zum Unterbrechen des Kraftstoffeinspritzimpulssignais für die zweite Kraftstoffzuführungseinrichtung (14. )>4 bis #6) aufweist, wenn die Ausgangssignale der ersten und zweiten Schaltung (20, Mi 24) sich in dem bestimmten Zustand befinden.

3. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler (18) ein Signal erzeugt, (.las umgekehrt proportional der Kühlmitteltemperatur der Brennkraftmaschine ist. und d.s daß der Belastungsdetektor (16) ein Umformer zum Umformen des Kraftstoffeinspritzimpulssignales in ein Signal ist. das mit ansteigender Impulsbreite des Kraft

stoffeinspritzimpulssignals kleiner wird.

4. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 2 oder 3. dadurch gekennzeichnet, daß tier Drehzahldetektor (22) ein Umformer zum Umformen des Kraftstoffeinspritzimpulssignals in ein Spannungssignal ist, das pn>portional der Frequenz des Kraftstoffeinspritzimpulssignals ist.