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Die vorliegende Erfindung betrifft Brennstoffeinspritzsyateme für Motoren kleiner
Nutzfahrzeuge. Insbesondere schließt das Gebiet der Erfindung Betätigungseinrichtungen für
Kraftstoffeinspritzer in solchen Motoren für kleine Nutzfahrzeuge ein.
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Elektronische Kraftstoffeinspritzsysteme sind bekannt, welche die Impulsbreitenmodulation
benutzen, um den Kraftstoffstrom durch einen Einspritzer bzw. Injektor zwischen einer
Kraftstoffpumpe und dem Verteiler auf dem Zylinderkopf zu regeln. Diese Art von Systemen
ist bei Anwendungen in der Kraftfahrzeugbranche üblich, bei denen eine elektronische
Zeitsteuerschaltung das impulsbreitenmodulierte Signal zu dem Solenoid des Kraftstoffeinspritzers
liefert. Die Zeitsteuerschaltung wird durch das Energiesystem des Motors versorgt, anfänglich
durch die Motorbatterie, bis der Generator eine konstante Gleichstromkraftquelle schafft.
Solche Systeme sind jedoch nicht mit Motoren für kleine Nutzfahrzeuge kompatibel, wie zum
Beispiel für Rasenmäher, Gartenfräsen und dergleichen, da solche Motoren für kleine
Nutzfahrzeuge keine Batterie für den Anfangsbetrieb der elektronischen Zeitsteuerschaltung
haben.
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Ein bekanntes Kraftstoffeinspritzsystem überwindet diese Schwierigkeiten durch die
Anwendung der Kraftstoffeinspritztechnologie auf Motoren kleiner Nutzfahrzeuge, die keine
Batterie haben. Dieses bekannte System weist eine Zündeinheit auf, die radial außen neben
einem Magnet angeordnet ist, der an dem Außenumfang des Schwungrades montiert ist. Die
Zündeinheit weist eine eingebaute Zündspule auf zur Schaffung eines induzierten Stromes
durch eine Leitung, die an der Zündkerze angebracht ist. Das Kraftstoffeinspritzsystem weist
das Schwungrad auf, an dessen radial innerem Umfang eine Vielzahl von Magneten angebracht
ist. Das Schwungrad rotiert um einen Statorkern mit einer Vielzahl von Windungen um jeden
Polvorsprung. Die Magneten sind elektrisch den Statorvorsprüngen für das Induzieren eines
Stromes in der Wicklung zugeordnet. Der Ausgang bzw. das Ausgangssignal aus den
Wicklungen wirkt als Eingang zu einer Stromversorgungsschaltung für eine elektronische
Zeitsteuerschaltung. Die Zeitsteuerschaltung nimmt Eingangssignale von einem
Kurbelwinkelsensor, einem Motorkühltemperatursensor, einem Drossenventilöffnungssensor und einem
Temperatursensor für Einlaßluft auf. Die Zeitsteuerschaltung steuert sowohl die Startzeit als
auch die Betriebsdauer für das Kraftstoffeinspritzventil. Das Schwungrad und der Stator
bestimmen einen Wechselstromgenerator zur Schaffung von Strom bzw. Energie zu der
Zeitsteuerschaltung. Der Wechselstromgenerator muß groß genug sein, um die
Zeitsteuerschaltung bei sehr niedriger Motordrehzahl mit Energie zu versorgen, um das Starten des
Motors zu ermöglichen. Außerdem muß der Wechselstromgenerator genügend Energie
zuführen, um den Kraftstoffeinspritzer jederzeit mit Energie zu versorgen.
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Eine Schwierigkeit bei dieser bekannten Anordnung ist der Aufwand, Magnete, Wicklungen
und entsprechendes Material vorzusehen, welche die Stromversorgungsschaltung bilden. Auch
ist ein separater Sensor erforderlich, um die Zeitsteuerschaltung mit Information bezüglich der
Betriebsbedingungen bzw. -lage des Motors zu versehen. Diese Anordnung erfordert erheblich
größere Materialmengen, um die Zeitsteuerschaltung zu stützen und zu betreiben. Die größeren
Materialmengen und die erforderlichen zusätzlichen Sensoren kommen zu den Motorkosten
hinzu. Zusätzlich erhöht sich das Gewicht des Motors, welches den Betrieb und/oder die
Wirksamkeit der Einrichtung für kleine Nutzfahrzeuge beeinträchtigt.
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Die US-A-5,287,839 offenbart einen verbesserten batterielosen Verbrennungsmotor der oben
beschriebenen Art, bei welchem der Kraftimpuls, welcher durch die Drehung des
Schwungrades erzeugt wird, das den Einspritzer direkt betätigt, in der Solenoid-Spule nicht öfter als
einmal pro Umdrehung des Schwungrades erzeugt wird. Dies ist mittels einer Steuerschaltung
vorgesehen, die nicht erlaubt, daß Strom öfter als einmal pro Umdrehung durch den Einspritzer
durchfließt.
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein verbessertes Kraftstoffeinspritzsystem für einen
Motor kleiner Nutzfahrzeuge, welches den Kraftstoffeinspritzer von der Umdrehung des
Schwungrades betätigt. Das Schwungrad hat einen Magneten, der einen Impuls in einer
Induktionsspule erzeugt, die betrieblich mit dem Kraftstoffeinspritzer verbunden ist und die
gesamte Energie schafft, die notwendig ist, um das Kraftstoffeinspritzersolenoid zu betätigen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung gehört die Zeitsteuerung zu der Positionierung des
Schwungradmagneten, so daß der Kraftstoffeinspritzer mit der Drehung der Kurbelwelle richtig
synchronisiert wird. Auch wird der Einspritzer auf das Drehen des Schwungrades hin betätigt,
ohne auf die Betätigung durch eine elektronische Zeitsteuerschaltung warten zu müssen. Wenn
der Motor erst einmal gestartet ist, erzeugt die Drehung des Schwungrades eine
Stetigstromversorgung für eine elektronische Steuerschaltung, welche den Betrieb des
Kraftstoffeinspritzers optimieren kann. Die Steuerschaltung kann den Kraftstoffeinspritzer gemäß dem
Rückkopplungssignal aus dem Motor und aus den Druck- und/oder Temperaturbedingungen
des Zylinderverteilers betreiben.
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Der batterielose Verbrennungsmotor gemäß der Erfindung weist ein Kurbelgehäuse auf mit
einer Zylinderbohrung, eine drehbar in dem Kurbelgehäuse angeordnete Kurbelwelle mit einem
Schwungrad und einem auf dem Schwungrad angeordneten Magneten, wobei die Kurbelwelle
betrieblich mit einem Kolben verbunden ist, der in der Zylinderbohrung angeordnet ist, einen
Kraftstoffeinspritzer in Verbindung mit einer Kraftstoffversorgung, um Kraftstoffmengen an
der Einspritzstelle in die Zylinderbohrung einzuspritzen, und weist eine Induktionsspule auf, die
neben dem Schwungrad und dem Magneten während der Drehung des Schwungrades
angeordnet ist, wobei die Induktionsspule mit dem Kraftstoffeinspritzer gekoppelt ist und
wobei der Verbrennungsmotor dadurch gekennzeichnet ist, daß die Drehung des
Schwungrades einen Kraftimpuls in der Induktionsspule erzeugt, welcher direkt den Kraftstoffinjektor
betätigt, wobei der Kraftimpuls direkt ein Schaltmittel betätigt, welches dem Strom erlaubt,
durch den Einspritzer zu fließen.
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Die Betätigung des Kraftstoffeinspritzers durch die Induktionsspule erzeugt ein an Kraftstoff
angereichertes Milieu in dem Motorzylinder, was während des Startens des Motors erwünscht
ist. Die Dauer der Betätigung durch die Induktionsspule kann jedoch durch die
Zeitsteuerschaltung gesteuert werden. Die Induktionsspule kann durch die Zeitsteuerschaltung
unterbrochen werden, so daß der Impuls der Induktionsspule durch die Zeitsteuerschaltung
kurzgeschlossen werden kann. Somit kann die Zeitsteuerschaltung sowohl den Betriebszustand
des Motors abfühlen als auch die Steuerung des Kraftstoffeinspritzers optimieren.
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Die Zeitsteuerschaltung hat auch einen Verteilersensor, welcher den Absolutdruck in dem
Zylinderkopfeinlaßverteiler überwacht. Der Druck im Einlaßverteiler ist auf die Drosselposition
und die Motordrehzahl bezogen. Deshalb kann die Zeitsteuereinheit die Last bzw. Beladung
innerhalb des Zylinders bestimmen. Dies schafft für die Zeitsteuerschaltung die Möglichkeit,
den Kraftstoffeinspritzer entsprechend den beiden engsten Bezugsbedingungen des Motors zu
regulieren, die Drehzahl der Kurbelwelle und die Belastung.
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Die vorliegende Erfindung weist in vorteilhafter Weise eine von der Nockenwelle angetriebene
Kraftstoffpumpe auf. Die Nockenwelle wird von der Kurbelwelle mit der halben Drehzahl der
Kurbelwelle angetrieben. Deshalb liefert die Kraftstoffpumpe Kraftstoffdruck nur bei jeder
zweiten Kurbelwellenumdrehung, und die Zeiteinstellung des Kraftstoffdruckes muß mit dem
Einspritzerimpuls synchronisiert werden. Hierdurch wird die Notwendigkeit für einen
"Phasenabtast"-Schalter eliminiert, denn der Kraftstoffdruckimpuls liefert nur jede zweite
Kurbelwellenumdrehung Kraftstoff, wie bei einem Viertaktmotor verlangt ist. Die
Kraftstoffpumpe schafft dadurch unter Druck stehenden Kraftstoff zu dem Kraftstoffeinspritzer.
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Die Erfindung hat auch eine Zeitsteuerschaltung, die betrieblich verbunden ist, um den Betrieb
des Kraftstoffeinspritzers zu regulieren. Die Zeitsteuerschaltung reguliert den Betrieb des
Kraftstoffeinspritzers basierend auf einer beobachteten Impulsfrequenz von der
Induktionsspule. Die Zeitsteuerschaltung unterbricht den Strompfad zu dem Kraftstoffeinspritzer, wenn
die Impulsdauer aus der Induktionsspule eine berechnete Dauer, um den Kraftstoffeinspritzer
zu schließen, überschreitet. Eine Spannungsreguliereinrichtung sorgt für Energie zu der
Zeitsteuerschaltung und ist auch mit der Induktionsspule gekoppelt.
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Die Erfindung benutzt einen Transistorschalter, welcher den Kraftstoffeinspritzerstrom steuert.
Die Zeitsteuerschaltung ist betrieblich dem Schalter zugeordnet und in der Lage, den Schalter
zum Abschalten des Kraftstoffeinspritzers zu schließen. Die Zeitsteuerschaltung sorgt für ein
moduliertes Impulsbreitensignal zu dem Schalter, um seinen Zustand zu regulieren und dadurch
die Betätigung des Kraftstoffeinspritzers zu regeln.
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Gemäß einer Ausführungsform weist die vorliegende Erfindung einen Verbrennungsmotor auf
mit einem Kurbelgehäuse, einer Kurbelwelle, einer Nockenwelle, einer Kraftstoffpumpe, einem
Kraftstoffeinspritzer und einer Induktionsspule. Das Kurbelgehäuse weist eine Zylinderbohrung
auf. Die Kurbelwelle ist in dem Kurbelgehäuse drehbar angeordnet und weist ein Schwungrad
und einen Magneten auf, der auf einem äußeren Umfang des Schwungrades angeordnet ist.
Die Kurbelwelle ist auch betrieblich mit einem Kolben verbunden, der in der Zylinderbohrung
angeordnet ist. Der Kraftstoffeinspritzer steht mit einer Kraftstoffversorgung in Verbindung,
um Kraftstoffmengen in den Einlaßverteiler an einer Einspritzstelle einzuspritzen. Die
Induktionsspule ist neben dem Schwungrad und dem Magneten während seiner Drehung
angeordnet, wobei die Spule mit dem Kraftstoffeinspritzer gekoppelt ist, wodurch die Drehung
des Schwungrades einen Impuls auf der Induktionsspule erzeugt und den Kraftstoffeinspritzer
betätigt.
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Die vorgenannten und andere Merkmale sowie Gegenstände dieser Erfindung und die Art und
Weise, wie diese erreicht werden, ergibt sich deutlicher, ebenso wie die Erfindung selbst
besser verstanden werden kann unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung einer
Ausführungsform der Erfindung in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen, in denen ist:
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Fig. 1 eine schematische Ansicht der vorliegenden Erfindung,
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Fig. 2 ein Schaltdiagramm des Kraftstoffeinspritzsystems der Fig. 1,
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Fig. 3 eine graphische Darstellung des elektrischen Signals am Knotenpunkt 3
während des Betriebes der Schaltung der Fig. 2,
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Fig. 4 eine graphische Darstellung des elektrischen Signals am Knotenpunkt 4
während des Betriebes der Schaltung der
Fig. 2,
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Fig. 5 eine graphische Darstellung des elektrischen Signals am Knotenpunkt 5
während des Betriebes der Schaltung der Fig. 2,
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Fig. 6 eine graphische Darstellung des elektrischen Signals am Knotenpunkt 6
während des Betriebes der Schaltung der Fig. 2,
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Fig. 7 eine graphische Darstellung des elektrischen Signals am Knotenpunkt 7
während des Betriebes der Schaltung der Fig. 2, und
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Fig. 8 eine graphische Darstellung des elektrischen Signals am Knotenpunkt 8
während des Betriebes der Schaltung der Fig. 2.
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Entsprechende Bezugszahlen bezeichnen entsprechende Teile in den verschiedenen
Darstellungen. Obwohl die Zeichnungen eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
zeigen, sind die Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstäblich, und einige Merkmale
können übertrieben sein, um die vorliegende Erfindung besser darzustellen und zu erläutern.
Die beispielhaften Ausführungsformen gemäß der Darstellung hier veranschaulichen eine
bevorzugte Ausführungsform der Erfindung in einer Ausführungsform, und solche
beispielhaften Darstellungen beschränken den Schutzumfang der Erfindung in keiner Weise.
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Die vorliegende Ausführungsform, die hier offenbart ist, ist nicht erschöpfend und beschränkt
.nicht die Erfindung auf eine konkrete Ausführungsform, die in der folgenden ausführlichen
Beschreibung erläutert ist. Vielmehr ist die Ausführungsform ausgewählt und beschrieben, so
daß andere Fachleute ihre Lehre benutzen können.
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen kleinen Motor, wie zum Beispiel den in Fig.
1 dargestellten Viertaktmotor. Das Kurbelgehäuse 20 weist einen Zylinder 22 auf und stützt
drehbar die Kurbelwelle 24. Die Kurbelwelle 24 ist mit dem Kolben 26 in herkömmlicher Weise
verbunden, zum Beispiel durch die Verbindungsstange 28, so daß der Kolben 26 in dem
Zylinder 22 hin- und herbewegt wird, wenn die Kurbelwelle 24 rotiert. Die Kurbelwelle ist auch
drehbar mit dem Schwungrad 30 und dem Kurbelwellengetriebe 32 verbunden. Das
Schwungrad 30 trägt den Zündmagneten 34, der an dem Außenumfang seines
scheibenförmigen Körpers angebracht ist. Die Induktionsspule 36 und die Zündspule 38 sind unmittelbar
außerhalb des Außenumfanges des Schwungrades 30 angeordnet. Die Spulen 36 und 38
wirken als magnetische Aufnehmer in der Form metallischer Lamellierungen bzw. Ankerbleche,
welche Pole bilden, zum Beispiel E- oder I-förmige Lamellierungen, die so angeordnet sind, daß
in den auf den Polen angeordneten Wicklungen magnetische Felder induziert werden. Wie in
weiterer Einzelheit unten beschrieben wird, induziert die Drehung des Magneten 34 elektrische
Signalimpulse, welche den Motor antreiben.
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Brennstoff wird in den Zylinder 22 durch ein Kraftstoffzuführsystem eingeführt, welches einen
Kraftstofftank 40, eine Kraftstoffpumpe 42, einen Kraftstoffeinspritzer 44, Verteiler 46 und
ein Ventil 48 aufweist. Der Kraftstofftank 40 ist herkömmlichen Aufbaues und beinhaltet
Kraftstoff, zum Beispiel Benzin, Propan oder einen anderen geeigneten Stoff für die
Verbrennung im Zylinder 22. Der Kraftstoff wird der Kraftstoffpumpe 42 über die
Versorgungsleitung 50 zugeführt, und überschüssiger Kraftstoff wird zu dem Kraftstofftank 40
durch die Rückführleitung 52 zurückgeführt. Die Kraftstoffpumpe 42 setzt den Kraftstoff unter
Druck, wenn das Kurbelwellengetriebe 32 die Kurbelwelle 39 dreht, um die mechanische
Pumptätigkeit zu erzeugen. Die Kurbelwelle 39 treibt die Kraftstoffpumpe 40 in einer
Anordnung, welche sicherstellt, daß jede zwei Umdrehungen der Kurbelwelle 24 einmal
ausreichend Druck erzeugt wird, um dadurch die Versorgung an Kraftstoff an dem optimalen
Punkt in dem Viertakt sicherzustellen. Der Kraftstoffeinspritzer 44 wird periodisch geöffnet,
wie in größerer Einzelheit nachfolgend beschrieben wird, um den Kraftstofffluß in den Verteiler
46 hinein zu ermöglichen. Der Verteiler oder Zylinderkopf 46 kann Entlüftungs- oder andere
Aufbaumerkmale aufweisen, welche es dem eingespritzten Kraftstoff ermöglichen, sich mit
Luft im Verteiler 46 zu vermischen. Das Ventil 48, beispielsweise nockenbetätigt, öffnet sich
selektiv, um das Einführen eines Luft-Kraftstoffgemisches in den Zylinder 22 hinein zu
ermöglichen.
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Eine Zündkerze 54 ist in dem Kurbelgehäuse 20 so angeordnet, daß ihr Zündabstand mit dem
Inneren des Zylinders 22 in Verbindung steht, und die Zündkerze steht elektrisch mit der
Zündspule 38 in Verbindung. Die von der Zündspule 38 erzeugten Impulse sind ausreichend
kräftig, um an der Zündkerze 54 einen Funken zu erzeugen. Die Induktionsspule 36 ist
elektrisch mit dem Kraftstoffeinspritzer 44 verbunden, und die von der Induktionsspule 36
erzeugten Impulse sind ausreichend stark, um das Solenoid in dem Kraftstoffeinspritzer 44 zu
betätigen. Zusätzlich ist die Induktionsspule 36 elektrisch mit dem Spannungsregler 56
verbunden, welcher eine relativ konstante Spannungsquelle für die elektronische
Steuerschaltung (ECU) 58 vorsieht. ECU 58 nimmt ein die Last bzw. Beladung im Verteiler 46
anzeigendes Signal aus dem Sensor 60 für Verteilerabsolutdruck (MAP) durch die
Laderückkopplungsleitung 62 auf. ECU 58 nimmt auch ein die Motordrehzahl anzeigendes Signal
aus dem Kraftstoffeinspritzer 44 durch die Drehzahlrückkopplungsleitung 64 auf. Der
Kraftstoffeinspritzer 44 ist auch mit einem Abschalter bzw. Ausschnittschalter 66 verbunden,
welchen ECU 58 betreibt, um die Zeitmenge zu regulieren, während der der
Kraftstoffeinspritzer 44 offen ist.
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Der Betrieb der Anordnung der Fig. 1 beginnt durch Drehen der Kurbelwelle 24 von Hand,
indem man an einem zurückspringenden Starterseil zieht, wodurch man die Drehung einer
(nicht gezeigten) Schwungradriemenscheibe hervorruft. Die Drehung der Kurbelwelle 24
veranlaßt die Drehung des Schwungrades 30 und des Kurbelwellengetriebes 32. Das
Schwungrad 30 trägt den Zündmagneten 34, welcher die Impulse in der Induktionsspule 36
und der Zündspule 38 induziert.
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Das Kurbelwellengetriebe bzw. Kurbenwellenzahnrad 32 treibt die Nockenwelle 39 an, welche
die Kraftstoffpumpe 42 betätigt, um unter Druck stehenden Kraftstoff dem
Kraftstoffeinspritzer 44 zuzuführen. Die Anordnung der Spulen 36 und 38 ist derart, daß der
Kraftstoffeinspritzer 44 zuerst geöffnet wird, so daß Kraftstoff in den Verteiler 46 eintritt und sich mit Luft
vermischt. Das nockengetriebene Ventil 48 öffnet sich dann an der geeigneten Stelle in dem
Verbrennungszyklus, um es dem Luft-Kraftstoffgemisch zu erlauben, aus dem Verteiler 46 zu
dem Zylinder 22 zu gelangen. Nahe dem Ende des Aufwärtshubes des Kolbens 26, wenn sich
der Kolben 26 dicht an der Oberseite des Zylinders 22 befindet, wird ein Funke durch die
Zündkerze 54 erzeugt, um das Luft-Kraftstoffgemisch zu zünden und dadurch die Kurbelwelle
24 anzutreiben. Wenn die Drehzahl der Kurbelwelle 24 ausreichend hoch ist, reichen die durch
die Zündspule 36 erzeugten Impulse aus, um es der Spannungsreguliereinrichtung 56 zu
ermöglichen, ECU 58 zu aktivieren. Schließlich überwacht ECU 58 den Motorzustand durch
die Beladerückkopplungsleitung 62 und die Drehzahlrückkopplungsleitung 64, um den Betrieb
des Kraftstoffeinspritzers 44 zu optimieren. Eine ausführlichere Erläuterung des Betriebes des
allgemein in Fig. 1 gezeigten Schaltkreises ist in Fig. 2 vorgesehen.
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Fig. 2 zeigt ein elektrisches Schemadiagramm einer Kraftstoffeinspritzschaltung 68. Die
Induktionsspule 36 der Fig. 1 besteht aus Wicklungen T1 und T2. Die Wicklung T1 sorgt für
den Betätigungsimpuls zum Kraftstoffeinspritzer 44 und ist mit einem durch Dioden D1-D4
gebildeten Standard-Brückengleichrichter verbunden. Das am Knotenpunkt 3 während der
Drehung des Schwungrades 30 erscheinende Signal ist in Fig. 3 gezeigt. Das gleichgerichtete
Signal durchquert dann eine Filteranordnung, welche durch den Kondensator C1 und die
Zenerdiode D10 gebildet ist, welche parallel an Erde geschaltet ist. Das gleichgerichtete,
gefilterte Signal, welches an dem Knotenpunkt 4 erscheint, ist in Fig. 4 gezeigt und sorgt für
einen Energieimpuls mit ausreichender Spannung, Strom und Dauer, um den
Kraftstoffeinspritzer 44 zu betätigen, der in Fig. 2 als eine Solenoidspule dargestellt ist.
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Der Kraftstoffeinspritzer 44 ist so angeordnet, daß der in der Wicklung T1 erzeugte
Energieimpuls am Knotenpunkt 4 ausreichend Strom erzeugt, um das Solenoid zu betätigen
und dadurch den Kraftstoffeinspritzer zu öffnen. Der Knotenpunkt 4 ist in Reihe über den
Kraftstoffeinspritzer 44 und den Transistor Q2 mit Erde verbunden. Der Widerstand R1 und
der Transistor Q1 liegen parallel zu der Kraftstoffeinspritzerschaltung mit der Verbindung des
Widerstandes R1 und Transistors Q1, einschließlich des Tores des FET-Transistors Q2. Sobald
sich die Spannung an dem Knotenpunkt 4 aufbaut, schaltet das Tor des FET Q2 diesen
Transistor ein und erlaubt dem Strom, durch den Kraftstoffeinspritzer 44 zu fließen. Wenn
jedoch der Transistor Q1 durch ECU 58 eingeschaltet wird, ist der Strom durch den
Kraftstoffeinspritzer 44 unterbrochen oder durch FET Q2 blockiert, wodurch der
Kraftstoffeinspritzer 44 abgeschaltet ist. Auf diese Weise steuert ECU die Betätigung des
Kraftstoffeinspritzers 44.
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Die Wicklung T2 sorgt für Energie für das Treiben des ECU 58 und ist mit einem durch die
Dioden D5-D8 gebildeten Standard-Brückengleichrichter verbunden. Das an dem Knotenpunkt
6 während der Drehung des Schwungrades 30 erscheinende Signal ist in Fig. 6 gezeigt. Das
gleichgerichtete Signal durchquert dann eine Filteranordnung, welche durch den Kondensator
C2 und die Zenerdiode D2 gebildet ist, welche parallel an Erde liegt. Das gleichgerichtete,
gefilterte Signal, welches an dem Knotenpunkt 7 erscheint, ist in Fig. 7 dargestellt und sorgt
für Energie zu der Spannungsreguliereinrichtung 56. Der Ausgang der
Spannungsreguliereinrichtung 56 wird weiter durch den Kondensator C3 geglättet, um ein relativ konstantes
- Spannungssignal am Knotenpunkt 8 vorzusehen, welches in Fig. 8 gezeigt ist. Die Spannung
am Knotenpunkt 8 sorgt für Energie für den MAP Sensor 60 und den ECU 58.
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Zu Anfang wenn die Maschine startet, rotiert das Schwungrad 30 und ruft Energieimpulse in
den Wicklungen T1 und T2 hervor. Die anfänglichen wenigen Drehungen reichen nicht aus,
um das in Fig. 8 gezeigte Stetig-Spannungssignal zu erzeugen, und deshalb geht der ECU 58
anfänglich nicht in Betrieb. Während dieser ersten Drehungen der Kurbelwelle 24 betätigt das
Spannungssignal am Knotenpunkt 4 den Kraftstoffeinspritzer 44. Die Stärke und Dauer dieses
Signals ruft ein an Kraftstoff hoch angereichertes Brennstoffgemisch im Zylinder 22 hervor.
Danach arbeitet der ECU 58 und initiiert ein impulsbreitenmoduliertes Signal durch den
Widerstand R2 zum Knotenpunkt 5 an der Basis des Transistors Q1. Fig. 5 zeigt das am
Knotenpunkt 5 erscheinende Signal, welches periodisch dem Transistor Q1 mit Energie versorgt
und dadurch den Strom am Knotenpunkt 9 unterbricht unit der Folge einer Begrenzung der
Dauer der Betätigung des Kraftstoffeinspritzers 44.
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Die vorstehend beschriebene Betriebsfolge erfordert, daß die Spulen sich in einer speziellen
Drehposition befinden, welche mit den physikalischen Maßen des Motors und den
elektronischen Komponenten der Zünd- und Einspritzsysteme variiert. Eine mögliche Anordnung
verwendet eine einzige Wicklung, um sowohl die Zündkerze als auch den Kraftstoffeinspritzer
zu betätigen, wobei ein nockenaktivierter Schalter verwendet wird, um abwechselnd die
Zündkerze und den Kraftstoffeinspritzer an geeigneten Stellen in dem Viertaktzyklus zu
verbinden. Andere mögliche Anordnungen weisen separate Wicklungen auf, die auf
unterschiedlichen Polen der Ankerbleche bzw. Laminierungen angebracht sind.
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ECU 58 bestimmt die Betätigung des Kraftstoffeinspritzers 44 durch Überwachen der Lade-
und Geschwindigkeitsbedingungen des Motors. ECU 58 ist mit dem MAP Sensor 60 über die
Rückkopplungsleitung 62 verbunden, welche ein Signal mit Anzeige der Strombeladung des
Motors aufnimmt. ECU 58 ist auch mit dem Knotenpunkt 10 über die Rückkopplungsleitung
64 verbunden, welche einen den Strom begrenzenden Widerstand R3 und FET Q3 aufweist.
Das am Knotenpunkt 10 erscheinende Signal ist umgekehrt zu dem in Fig. 3 dargestellten
Signal. ECU 58 nimmt ein Spannungssignal auf, welches die Betätigung des
Kraftstoffeinspritzers 44 anzeigt, und hat eine innere Zeiteinstelleinrichtung, um dadurch die
Geschwindigkeit bzw. Drehzahl des Motors zu bestimmen. Der Widerstand R4 begrenzt die durch
die Rückkopplungsleitung 64 umgeleitete Energiemenge. Das Tor des FET Q3 schafft einen
Spannungsschwellentrigger, den der Knotenpunkt 10 überschreiten muß, bevor das Triggern
durch ECU 58 wahrnehmbar ist. ECU 58 weist eine Tabelle für verschiedene Kombinationen
beobachteter Beladungs-/Drehzahlbedingungen auf, um die Dauer des impulsbreitenmodulierten
Signals zu bestimmen, welches am Knotenpunkt 5 vorgesehen ist.
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Die vorliegende Erfindung kann unter Verwendung der folgenden Größen für die oben
beschriebenen Schaltungselemente praktisch durchgeführt werden:
Teil Größe
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R1 100 KΩ
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R2 33 KΩ
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R3 100 KΩ
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R4 33 KΩ
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C1 100 uf, 25 VDC
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C2 2200 uf, 16 VDC
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C3 100 uf, 25 VDC
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D1-D4 WL005F
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D5-D8 WL005F
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Q1 2N2222A
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Q2 MTP75NO5HD
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Q3 IRFD123R
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Bei der bevorzugten Ausführungsform weist die Spannungsreguliereinrichtung 56 eine
Motorola Komponente auf, die als LM2931 AD-5.0 bezeichnet ist, ECU 58 weist eine Motorola
Komponente mit der Bezeichnung XC68HCO5P9 auf, fand der MAP Sensor 60 weist eine
Motorola Komponente mit der Bezeichnung MPX4100AP auf.
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Es versteht sich, daß die von der Schaltung nach der vorliegenden Erfindung erzeugten Signale
viele Formen annehmen können, wie zum Beispiel Spannungsniveaus gemäß Offenbarung,
logische Niveaus, Polarität, Stromniveaus usw. Auch das Abschalten des Brennstoffinjektors
kann durch Unterbrechen des Stromflusses (gemäß Offenbarung) oder durch Ableiten des
Stromflusses zu Erde hin erfolgen.