DE1451955A1

DE1451955A1 - Brennstoffeinspritzsystem

Info

Publication number: DE1451955A1
Application number: DE19631451955
Authority: DE
Inventors: Wallis Kenneth Basil
Original assignee: Associated Engineering Ltd
Current assignee: Associated Engineering Ltd
Priority date: 1962-06-07
Filing date: 1963-06-06
Publication date: 1969-01-30
Also published as: SE304878B; US3240191A; DE1451955B2; GB1038541A

Description

Dr. Hu₉O Wildc.n U 5 1 35 5

-,.j-,. ,, (24α) LOBECK, den 5. Juni 1963

IJH.A„wOlt fctlt. StraB· 52/»

hrnruf. LQbKfc 22740 Se e/Wl .

* ·.- "_d Curau 210 (Privat)

Anmelder, neue Rufnumrner: 75888

ASSOCIATED ENGINEERIIiG LIMITED, Leamington Spa, 60, Kenilworth Road, Warwickshire, England,

Brennstoffeinspritzsystem

Die Erfindung betrefft ein Brerinstoffeinspritzsystem für Br ennfcr aftmas ohinen.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung weist ein BrennstoffeinspriiiZBystem für Brennkraftmaschinen wenigstens ein elektromagnetisch "betätigtes Brennstoffeinspritzventil, einen Steuerkreis, der elektrische Impulse zur Erregung wenigstens des einen Einspritzventiles aufweist, so daß die Ventile oder ein Ventil während einer Zeitdauer, die von der länge eines jeden Impulses abhängig ist, geöffnet sind "bzw. ist, um der Masohine Brennstoff zuzuführen, wobei eine Reohenvorriohtung mit einer Mehrzahl von Signalen gespeist wird, die sich jeweils mit Verändtrungen in Parametern ändern, welohe auf den Betriebszustand der Masohine einwirken oder vom Betriebszustand der Masohine "beeinflußt werden und die Dauer der Impulse, die durch den Steuerkreis erzeugt werden, steuern. ^;

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung weist der Steuerkreis eine monostabile Vorriohtung, z. B· einen monostabilen Multivibrator auf, um die elektrischen Impulse zu erzeugen, ■ wobei die Dauer der Impulse duroh Veränderung einer Spannung

ι I

oder von Spannungen, die dem Multivibratorkreis augeführt werden, verändert werden. Der Multivibratorkreis kann eine

909805/0429

Zeitkonstantensohaltung mit in Reihe geschalteten Widerstandselementen und einer Kapazität aufweisen, welohe feste Werte haben oder Werte darstellen, die während des Betriebes des Systems unveränderlich sind» Nach einem weiteren Merkmal 4er Erfindung wird wenigstens eine veränderliche Spannung benutzt, um die Dauer der Ausgangsimpulse vom Steuerkreis au steuern. Zwei veränderliche Spannungen können benutzt werden, von denen eine vom. Ausgang der Rechenvorriohtung abgeleitet und die andere als Funktion der Drehzahl der Maschine verändert wird»

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist ein Brennstoffeinspritssystem für Brennkraftmaschinen vorgesehen, welches wenigstens ein elektromagnetisch betätigtes Brennstoffeinspritzventil und' einen Steuerkreis aufweist, welcher Impulse zur Erregung des wenigstens einen ELnspritzventiles erzeugt, so daß die Ventile oder ein Ventil während der Dauer eines jeden der Impulse geöffnet sind, bzw» ist, um Brennstoff der Maschine zuzuführen, wobei jeder Impuls einen Anfangsabschnitt größerer Amplitude als der Rest des Impulses aufweist, so daß der Anfangsabschnitt eine sohnelle Erregung des Elektromagneten zum Öffnen des Ventiles bewirkt, worauf der Wert des Impulses auf eine niedrigere Stufe abfällt, die ausreichend ist, um das Ventil geöffnet zu halten, die jedooh ein schnelles Schließen des Ventiles bei Beendigung des Impulses ermöglicht.

Gemäß einem noch weiteren Merkmal der Erfindung waist die Rechenvorriohtung für die Signale, .die sich mit Veränderungen gewisser Parameter des Betriebszustandes der Maschine ändern, eine Mehrzahl veränderlicher Wlderstandsvorriohtungen auf, die

909805/0429 BAD omqinal

in einer Sohaltung liter eine Spannungszufuhr verbunden sind, und die wenigstens einen veränderlichen Spannungs ausgang dem Steuerkreis "bei Veränderungen in irgendeinem der Parameter, die in der Reohenvorriohtung erzeugt werden, zuführen.

Die Erfindung schließt ebenfalls neuartige Konstruktionen der elektromagnetisch betätigten Brennstoff einspritzventil. «in, wie dies naohfolgend "besohriehen werden soll.

Mehrere Auaführungs'beiapiele des Gegenstandes der Erfindung aollen nunmehr anhand der "beigefügten Zeichnungen Tjeeohriehen werden. Be aeigens

fig. 1 ein Sohema einer Ausführungsform des Brennstoffeinspritzsystema gemäß der Erfindung;

Mg. 2 einen Sohaltungsplan einer Anordnung der elektrischen Kreise des Brennstoffeinspritzsystems;

SIg. 3 ein Sohaltungssystem einer weiteren Anordnung der elektrischen Kreise $

Fig. 4 ein Sohaltungssystem nooh einer anderen elektrischen Kreisanordnung)

fig. 5 eine Schaltungsanordnung einer Ausführungsform des Hauptsteuerkreises j

Pig. 6 Kurven, welohe die Arbeitsweise des Hauptsteuerkreises zeigen;

Fig. 7 ein Sohaltungssohema einer Ausführungsform des Eeohnerkreises;

Fig. 8 einen sohematisohen Längsschnitt einer Ausführungsform einer den Unterdruck der Ansaugleitung übertragenden Vorrichtung, die hei dem erfinduhgsgemäßem System verwendet werden kann;

Fig. 9a, 9"b, 9o, 9d sind Ansiohten von Impulsverteilern

und Kontaktunterhreohern, die in dem 3tromkreis gemäß der Erfindung verwendet werden können;

Fig. 10 einen Schnitt einer Ausführungsform des elektromagnetisch "betätigten Brennstoff einspritzventil;

Fig. 11 einen Längsschnitt einer anderen Ausführungsform

des elektromagnetisch "betätigten Brennstoffventils,

..9 (X9.S 0 5/0429 **° ^0RlölNAL

Das In Fig. 1 gezeigte Brennstoffeinspritzsyatem dient für eine Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern und weist einen Brennet off tank 1 auf, τοη welchem der Brennstoff von der lumpe ! unter Druok duroh einen Filter in eine gemeinsame Leitung 3 j gepumpt wird, welche Brennstoff mit konstantem Druok den einzelnen Brennstoffeinspritzventilen zuführt, von denen eines bei 4 gezeigt ist. Obwohl nur ein Brennstoffeinspritzventil gezeigt ist, ist jeder Zylinder mit einem gesonderten Einspritzventil versehen, welches entweder in die Ansaugleitung 5 der Maschine, wie dargestellt, eingebaut ist oder das im Falle einer direkten Einspritzung, bei der höhere Drücke verwendet werden, in den Zylinderkopf oder den Zylinder eingebaut ist. Eine Rücklaufleitung 6 führt Brennstoff im Nebenschluß von der gemeinsamen Versorgungsleitung 3 zurück zum Tank 1, und zwar über ein Sicherheitsventil 7, welches den tatsächlichen Druok in der ■Versorgungsleitung 3 bestimmt.

Da die Einspritzventile 4 mit Brennstoff konstanten Drucks versorgt werden, wird der der Maschine über jedes Einspritzventil zugeführte Brennstoff duroh eine periodische Betätigung eines Einspritzventils während einer Zeitdauer die vom Betriebszustand der Maschine abhängig ist, bemessen. Jedes Ventil wird durch einen Stromimpuls vorbestimmter Dauer erregt, wobei dieser ■ Impuls von der Hauptsteuereinheit 8 abgeleitet und duroh den Verteiler 9 entsprechend der Zündfolge der Maschine verteilt wird. Eine Brennstoffmenge, die proportional zu der Dauer des elektrisohen Impulses ist, wird in zerstäubter Form dem Zylinder duroh das geöffnete Einlaßventil zugeführt oder unmittelbar in die Verbrennungskammer bei einem vorbestimmten Zeitpunkt des

90 9805/042 9

> SAD

Masohinenayklus im Falle der Verwendung von Hoohdruok eingespritzt wird.

Die Dauer des dem Verteiler zugeführten Stromimpulses wird duroh die Hauptsteuereinheit 8 und den Rechner 10 gesteuert. Diese Biöheiten werden ihrerseits von einer Kontaktunterbreoheranordnung 11 gezündet, die im Verteilergehäuse angeordnet ist und mit der Zündfrequenz der Masohine arbeitet.

Dem Eeohner 10 werden Informationen zugeführt, die von einer Reihe von Übertragern 12a-12f abgeleitet werden, von denen ;)eder auf eine oder mehrere Betriebszustände der Masohine ansprioht. Bei dieser Ausführungsform sind die einzelnen Übertrager angeordnet, um folgende Betriebszustände der Masohine festzustellen«
Übertrager 12a, den Brück der Ansaugleitung, Übertrager 12b, die Kühlwassertemperatur der Masohine, übertrager 12d, Anreicherung beim Leerlauf, Übertrager 12e, Bärometerdruok und Umgebungstemperatur, Übertrager 12f, Besohleunigungseinwirkungen (wird nur in

einigen Fällen verwendet).

Beim Betrieb steuert der Fahrer ein in der Ansaugleitung angeordnetes Ventil 13 mittels einer üblichen Drosselpedale, welche ihrerseits das Verhalten des auf den Ansaugdruok ansprechenden Übertragers in Abhängigkeit von dem Betriebszustand beeinflußt, wodurch die genaue Brennstoffmenge duroh das System errechnet wird, um dem erforderlichen Betriebszustand gerecht zu werden.

Bs wird nunmehr auf Fig. 2 Bezug genommen, welche ein Sohaltdiagramm einer Anordnung der elektrischen Kreise des Systems

909805/0429 ^BAD °^R!8INAL

zeigt, wobei das Zündsignal, welohes vom Kontaktunterereοher 11 im Verteiler erzeugt wird, duroh den Differenzierkreis unmitterbar äem Steuerimpulsgenerator 21 zugeführt wird, um den Beginn des Steuerimpulses zu regeln. Das differenzierte Signal wird ebenfalls einem Hilfsimpulsgen.erator 22 zugeführt, um ein Signal geeigneter Form zu erzeugen, mit welchem der Diskriminator 23 gespeist wird, welcher einen Spannungsausgang erzeugt, der eine Punktion der eingeleiteten Impulsfrequenz und damit der Masohinendrehzahl ist. Diese letztere Spannung wird dem Steuerimpulsgenerator 21 als ein Steuersignal zugeführt, welches die Dauer des Ausgangsimpulses vom Steuerimpulsgenerator .entsprechend einer vorbestimmten Charakteristik ändert, die ebenfalls eine Punktion der anderen Spannung des Eingangssteuersignals sein kann oder nicht, welohes dem Impulsgenerator vom Rechner 10 zugeführt wird. Wie schon mit Bezug auf Pig. 1 ■beschrieben worden ist, ist dieses letztere Signal eine Punktion der folgenden Parameter des Betriebszustandes: Unterdruck in der Ansaugleitung, Temperatur, "barometrisoher Druck, Beschleunigung, Leerlauf und Drosselung, entsprechend den sich verändernden Signalen, die durch die Übertrager 12a-12f erzeugt werden.

Der Ausgang vom Steuerimpulsgenerator 21 stellt daher eine Kette von Impulsen dar, deren Prequenz sich mit der Zündimpulsfrequenz ändert, wobei sich die Impulsdauer mit der Amplitude der zugeführten Steuerspannungen ändert.

Der Impuls vom Differenzierkreis 20 wird ebenfalls einem Impulsgenerator 24 mit feststehenden längen zugeführt, wobei die Auegangsimpulse vom Steuerimpulsgenerator 21 und vom Generator 24 mit feststehenden längen jeweils in den Verstärkern

909805/0429 _BAD OBiei^L

-7- H51955

25 u. 26 verstärkt und dann zusammengezogen werden, um die. Ausgangsimpulskette zu erzeugen, welche dem Verteiler 9 zugeführt wird» um die elektromagnetisoh betätigten Brennst off einspriteventile 4 su steuern. Vie a\J.a Fig. 2 ersichtlich, haben die negativen Ausgangsimpulse, die dem Verteiler 9 zugeführt werden, einen gestuften Oharakter mit einem Anfangs alas ohnitt größerer Amplitude als der übrige Impuls. Biese gestufte Impulsform unterstützt die sohneile elektromagnetische Betätigung der KLnspritEventile, was wichtig ist, um eine befriedigende Arbeitsweise bei hohen Drehzahlen zu erzielen.

Fig. 5 zeigt eine abgeänderte Schaltungsanordnung, bei der der übertrager 12f, weloher ein eine Beschleunigung darstellendes Signal erzeugt, fortgelassen und duroh einen Bifferenzierkreis 12a ersetzt ist, weloher ein Signal erzeugt, welohes 'die erste Ableitung des ünterdruokes der Ansaugleitung ist. Abgesehen von dieser inderung ist der Stromkreis derselbe wie in Tig. 2.

Bei der Schaltungsanordnung gemäß Pig. 4 werden im Beohner Parameter verwendet, die ähnlich denen sind, welche in der Sohaltungeanordnung gemäß fig. 3 verwendet werden. Bei dieser Aueführungeform ist jedoch der Hilfeimpulegtnerator 22 fortge^assen, jfjeti der Diskriminator 23 ait Impulsen gespeist wird, welche im SteutrimpulBginerator 21 erseugt werden· Di· Auigangespannung au« dem Diskriminator 23 wird ale veränderliche Spannung dem Steuerimpulsgenerator 21 zugeführt.

In fig. 5 ist eine Schaltungaanordnung einer Ausführungeform der Hauptsteuereinheit 8 gezeigt, wie sie in der Anordnung gemäß Fig. 2 verwendet wird· Der Steuerimpulsgenerator 21 ist

909805/0429 ^^,^

-Q-

ein monostabiler Multivibrator, welcher Transistoren TR3 und TR4 verwendet und einen Zeitkonstantenkreis aufweist, in welchem ein Kondensator 01 und Widerstände R1, R2 in Seihe geschaltet sind. Der Widerstand R2, der als abgeschirmt gezeigt ist, wird nur während der ursprünglichen Einstellung eines Systems eingestellt, um an die gewünschten Eigenschaften einer "besonderen Masohine angepaßt zu werden, wo "bei er später nicht verstellt wird und durch einen Widerstand mit entsprechendem feststehenden Wert ersetzt werden kann. Diesem Multivibratorkreis werden Impulse vom Verteiler 9 zugeführt, welche eineFunktion der Masohinendrehzahl sind und v/elche von einem Anschluß T1 über den Differensierkreis 20 abgeleitet werden. Die veränderliche Ausgangsspannung vom Rechner 10 wird dem Multivibrator über den Anschluß T3 und dem Verstärkertransistor TR2 zugeführt. Eine weitere Eingangsspannung zum Multivibrator, die eine Punktion der Masohinendrehzahl ist, wird von dem Diskriminator 23 abgeleitet* Die Spannungen vom Rechner 10 und vom Diskriminator werden jeweils den Punkten X Y. an den gegenüberliegenden Enden des Zeitkonstantenkreises des Multivibrators zugeführt.

Die Zeit für einen vollen Arbeitsablauf des Multivibrators, d.h. der Impulsdauer, ist in erster Linie von der Aufladungszeit des Kondensators 01 über die Widerstände R1, R2 bis zu einem Potential V1 abhängig, wenn die Potentialdifferenz gleich V1 + V2 ist. Der Transistor TR3 wird im "Auszustand" gehalten, während der andere Transistor TR4 im "AEF-Z us t and" gehalten wird» Wenn der Traneistor TR3 plötzlich durch einen differenzierten Zündimpuls vom Verteiler angeschaltet wird, wird die Basis des Transistors TR4 positiv, und zwar in einem Maße, welches etwa

9O9'805^:/(K2 9

gleich V1 ist. Der Transistor TR4 wird abgeschaltet und sein Kollektor wird negativ, wobei dies eine Rüokkoppelung zum Transistor TR3 "bewirkt. Diese Hückkoppelung hält den Transistor TR3 im ¹¹An-ZUBtand", naohdem der Zündimpuls verschwunden ist. Das Negativwerden des Kollektors des Transistors TR4 wird als Ausgangsimpuls verwendet, wo "bei dieser Transistor im ^ttAus-Zuatand" verbleibt, "bis der Kondensator 01 auf ein Potential aufgeladen ist. welches gegenüber der Erde etwas negativ ist. Die Einheit kehrt dann sehr sohnell in ihren Ursprungszustand surüok und verbleibt in diesem Zustand, his der nächste Zündimpuls empfangen wird.

Der Hilfsimpulsgenerator 22 weist Transistoren TR7 und TR8 auf, und der Impulsgenerator feststehender Länge weist Transistoren TR9 und TR10 auf, die im wesentlichen gleich dem Hauptimpulsgenerator 21 sind und im einzelnen nicht "beschrieben werden. Ihr Ausgang wird mit der Masohinendrehzahl synchronisiert, wobei jedoch ihre Impulsdauer nicht veränderlich ist. Der erste Impulsgenerator 22 erzeugt Impulse konstanter Amplitude, deren führenden Kanten mit den führenden Kanten der vom Hauptsteuerimpulsgenerator 21 erzeugten Impulse zusammenfallen und die verwendet werden, um den Diskriminator 23 anzutreiben. Die Impulsbreite kann zwischen gewünschten Grenzen mittels RV1 eingestellt werden, z.B. zwischen 1,5 ms und 2,7 ms. Der Impulsgenerator 24 feststehender länge erzeugt einen verhältnismäßig kurzzeitigen Impuls großer Amplitude, welcher dem Impuls vom Hauptimpulsgenerator 21 zugeführt wird, um die anfängliche große Amplitude bei Beginn der Impulse zu erzeugen, welche den Brennstoffeinspritzventilen zugeführt werden. Die Impulse dieses

BAD ORIGINAL

909805/0429 _ ₁₀ _

Stromkreises können ebenfalls vorher zwisohen gewünsohten Grenzen zum Beispiel zwischen 0,25 ms und 0,7 ms eingestellt werden.

Der die Transistoren TR5 und TR6 aufweisende Diskriminator wird mit einem Impuls konstanter Amplitude vom Generator 22 gespeist. Der Ausgang vom Diskriminator ist ein positiv gehender Impuls, dessen Amplitude eine Punktion der Maschinendrehzahl ist. Die Dxskriminatorverstärkung wird durch RV2 gesteuert. Dieser Impuls stellt die Spannung V2 dar, welche dem Steuerimpulsgenerator 21 am Punkt Y zugeführt wird.

Der Kraftverstärker 25, weloher die Transistoren TR15, TR16 und TR17 aufweist, wird vom Steuerimpulsgenerator 21 gespeist und erzeugt beispielsweise bei Bedarf ein Maximum im Impuls von 3 ms Dauer 5A Amplitude bei einer Maximumfrequenz von 300 Perioden je Sekunde. Der Kraftverstärker 26, welcher die Transistoren TR11, TR12 und TR13 aufweist, wird von dem Impulsgenerator 24 fester Längen gespeist und erzeugt bei Bedarf einen Impuls von 0,7 ms Dauer 25A bei einer Maximumfrequenz von 300 Perioden je Sekunde. Dies stellt den Anfangsabschnitt hoher Amplitude der gestuften Impulse dar, welche den Einspritzventilen zur Betätigung zugeführt werden.

Die Ausgangsimpulse von den beiden Verstärkern 25 und werden kombiniert, um die gestuften Impulse zu erzeugen, welche dem Verteiler über den Anschluß T2 und vom Verteiler den Brennstoffeinspritzventilen zugeführt werden. Die Schaltung N, welche den Wählschalter SW1 aufweist, ermöglicht "es, die Ausgangsimpulse ordnungsgemäß für irgendeine besondere Maschinenart einzustellen und kann durch einen geeigneten Widerstand oder Widerstände ersetzt werden, wenn die Einstellung erst einmal

909805/0429

vorgenommen «orden ist.

?ig. 6 ist ein*graphische Daxstellung der Arbeitsweise der Hauptsteuereinheit. Die Ausgangsimpulsbreite ist eine Funktion dee Ausgang· rom Rechner und der Zündfrequenz, welche ihrerseits ein· funktion der Masohinendrehzahl ist. Die Kurven zeigen die Veränderungen in der Impulsbreite, die den Elektromagneten "bei Veränderungen der Masohinendrehzahl zugeführt werden (Zündfrequenz). Di· Verstärkung des Diskriminator 23, welche durch HV2 verändert werden kann, ist duroh λ dargestellt, wobei Kurven in vollen Linien die Maximum- und Minimumwerte von A. bei Maximumwerten von Tpo anzeigen (was die Breite der den Diskriminator vom Hilfeimpulsgenerator 22 zugeführten Impulse darstellt, die duroh EV1 verändert werden können), wobei Kurven in gestrichelten Linien für die Maximum- und Minimumwerte von A bei Minimumwerten von Tpo darstellen. Tier derartige Kunvensätze sind für verschiedene Auegänge vom Reohner gezeigt. Die Steuerungen HV1 und HT2 werden vorher auf die Parameter der Maschine eingestellt, bei der das Syβte» arbeiten soll.

Sine JLuefUhrungeform des Rechners soll nunmehr mit Bezugnahme auf Pig. 7 beschrieben werden. Wie dargestellt, weist dieser Stromkreis eine Mehrzahl von veränderlichen Widerständen aufι 41· In einer Kette in'einer stabilisierten BpannungBBuitihr verbunden »Ind. Die·· lid erstände Vorrichtungen verändern stob, in Abhängigkeit von folgenden Parametern des Betriebszustand der Maschine» ^

YR1 - Barometrischer Druok und Umgebungenemperatur^orrektur, VR5 - Wassertemperaturübertrager,

VR7 - Besohleunigungsübertrager, BAD ORIGINAL

909805/OA29 - 12 -

VR9 - Leerlaufanreicherung,

VR10 - Ansaugleitungsdruckübertrager,

YR12 - Kraftkorrektur.

Die Widerstände VE2, YR3 und VR11 dienen als Trimmwiderstände, YR3 ist ein Ballastwiderstand, während Widerstand VR4 und VR6 Mebensohlußwiderstände sind.

Der Reohner ist im wesentlichen ein analoger Spannungsrechner, welcher Eingangsdaten verwendet, die Signale einer Anzahl von Übertragern sind und als Ausgang ein Spannungsniveau erzeugt, daß für die Hauptsteuereinheit 21 annehmbar ist, wobei dieses Niveau ausgedrückt werden kann als f (T, T⁰, pa, W, I, T). Es sollen nunmehr die allgemeine Wirkung der einzelnen Dateneinheiten beschrieben werden, und zwar in der Ordnung des Funktionsausflruokes, (I) f (P) _m Ansaugleitungsdruok.

Die Variable des Ansaugleitungsdruokes wird häufig als Ansaugleitungaünterdruok bezeichnet, wird jedoch zweckmäßiger in Werten absoluten Ansaugleitungsdruckes gegeben. Im allgemeinen wird bei den meisten Brennstoffeinspritzsystemen diese Variable als Hauptsteuerdate verwendet, da sie ein Signal linearer Brennstoffbeziehung ist und eine ausreichende mechanische Energie aufweist. Sie enthält die basierende Grundbelastung und Übergangssteuerung des ganzen Systems und wird nur durch" and er e-Daten als algebraische oder Multiplikatorausdrücke verändert. Sie weicht von der Linearität nur zum vollen Drosselzustand unter dem Einfluß von T¹ ab.

Die Date f (P) kann von einem Kolben, einem Faltenbalg oder einer Membrane abgenommen werden, die zur Betätigung eines geeigneten, damit verbundenen Potentiometers benutzt wird»

909805/0 42 9 _1Ad original ■-„

— 1 -> —

-13- H51955·

f (T ). Kühlwasser- und atmosphärische !Temperatur. Diese beiden Variablen werden dem Reohner in Form einer Spannungsverschiebung zum Übertrager f (P) zugeführt. Sie können primär addiert und als eine DatenverSchiebung zu f (P) zugeführt oder als Nebenschlußform zu einem Hilfspotentiometer oder Widerstand in der Spannungsaddition dargestellt werden.

Ein Beispiel ihrer Anwendung kann durch einen Thermostaten oder eine ähnliche temperaturempfinflliohe Vorrichtung dargestellt werden.

(III) f (Pa) "barometrischer Druck.

Der Datenausgang dieses Übertragers ist ein Spannungssignal, welches von den umgebenden atmosphärischen Bedingungen abhängt, die sich aus den täglichen atmosphärischen Bedingungen und der Höhenlage, in welcher die Maschine arbeitet, ergeben.

Die Korrektur hat die Form einer Datenversοhiebung oder eines Multiplikators, der auf f (P) angewendet wird und der eine lineare Eigenschaft hat, die ohne weiteres auf die arteigene Linearität des Systems als ganzes annehmbar ist.

Die notwendigen Daten können einer druckempfindlichen Dose entnommen werden, die mit einer Pmtentiometervorrichtung gekuppelt ist.

(IV) f (W) Beschleunigung.

Die Beschleunigung wird gemäß der Erfindung als einjerhöhter Kraftaufwand der Maschine, als eine Übergangsform ausgedruckt, definiert. Es ist Vorsorge getroffen, daß ein positives Änderungsverhältnis f (P) eine Datenversohiebung von f (P) bewirkt. Die Brennstoffanreicherung als eine Übergangsfunktion von der mageren Fahrmischung zu der erforderlichen Kraftmisohung

BAD ORISfNAL 909805/0429

Luft zu Brennstoff kann somit genau bestimmt werden.

Dieser Wert kann von einem mambranartigen Übertrager entnommen werden, der auf die Änderung von f (P) anspricht.

(V) f (I) Leerlauf.

Die Anreicherung während dieses Betriebszustand es wird duroh eine positive Spannungsniveauversohiebung erreicht, die duroh den Drosselungaanschlag im Gegensatz zur Datenverschiebung von f (P) betätigt wird. Die Anreicherung wird als eine vorbestimmte Steuerung bestimmt, um die Vorsohubverseuchung zu überwinden, die allgemein als AuspuffVerdünnung bekannt ist»

(VI) f (O)₁) Drossel

f (P) ist vorgesehen, um das magere Fahrbrennstoffgemisch allmählich in linearer Weise bis zu einem Punkt zu erzielen, welcher sich dem vollen Drosselzustand nähert. Nahe diesem Zustand wird eine Datenverschiebung von f (P) überlagert, um einen Betrieb mit hoher Kraft zu erzielen. Diese Wirkung kann durch einen geeigneten, angeschlossenen Drosselpotentiometer oder durch Veränderung der Größe von f (P) erzielt werden. In Fig» 8 ist eine Ausführungsform eines Ansaugrohrdruokübertragers gezeigt, der bei dem System gemäß der Erfindung verwendet werden kann und der geeignet ist, an die Ansaugleitung der Maschine stromabwärts vom Drosselsteuerventil angebracht zu werden. Der Übertrager besteht aus einem zweiteiligen Gehäuse 30 mit einem Einlaß 31 zur Verbindung mit dem Ansaugrohr, der mit einem Durchgang 32 in Verbindung steht, in welchem ein Kolben 33 gleitet. Der Kolben ist mit einem Gehäuse 34 an einem Ende ausgebildet, welches als Klemme für das eine Ende eines gestülpten Balges 35 dient, dessen

909805/0429 BAD

anderes Ende zwischen zwei Teilen des Gehäuses 30 eingeklemmt ist· Das aehäuae trägt ebenfalls eine Stange 36, welohe mit dem Schieber (nicht gezeigt) eines veränderlichen Widerstandes 37 Ter"bunden 1st, dessen Widerstandsbahn an der Innenfläche seines «ylindri sehen Körpers angebracht ist. Der Schieber ' bewegt aioh über diese Widerstandsbahn, die beispielsweise den Teränderliohen Widerstand VR10 der Fig. 7 "bildet. Im Betrieb "bewirkt eine Veränderung des Ansaugdruokea, daß der Kolben 33 im Durohgang 32 vor- und zurüokgeleitet, um auf diese Weise die Stellung des Schiebers am Widerstand zu verändern.

Der in den Pig. 9a, 9b, 9o und 9d gezeigte Verteiler und Kontaktbrecher besteht aus einem Gehäuse 40, durch das sich eine Welle 41 erstreokt, die von der Maaohine angetrieben ist und mit einem Hookenabschnitt 42 versehen ist, weloher den Kontakt 43 öffnet und sohlieBt. Dieser Abschnitt bildet den Kontaktbrecher 11 der Fig. 1, welcher den Eingangsimpuls erzeugt, der der Hauptsteuereinheit 8 zugeführt wird (Anschluß T1 der W.g. 5)· Die Antriebswelle 41 trägt ferner ein becherförmiges Metallteil 44 mit einem isolierten Segment 45, welches elektrisch git einer zentralen Bürste 46 in Verbindung steht, welche an Deokel 48 des Verteilers angebracht ist. Sine Mehrzahl von Bürsten 47 sind ferner radial in gleichen Winkel- ■ teilungen am Deokel angeordnet, und zwar in der dargestellten

63tüok,. Aueführung^fniie Tür eine Seohszylindermasohine gedaoht sind.

Die zentrale Bürste 46 ist mit dem Ausgang der Hauptsteuereinheit 8 (Anschluß T2 der Fig. 5) verbunden und leitet aufeinanderfolgend Impulse von der Hauptsteuereinheit ab, um die verschiedenen elektromagnetisohen Einspritzventile zu betätigen,

909805/04 2 9 "^AD °^nmAl

- 16 -

wenn sioh der Becher dreht, um die Segmente 45 mit jeder der radialen Bürsten 47 nacheinander zu verbinden. Ee ist ersichtlich, daß das Segment 45 ein solches radiales Maß aufweist, daß es nur eine der radialen Bürsten 47 zur Zeit "berührt. Klemmfedörn 49 dienen dazu, den Deckel 48 in Stellung au halten. Pig. 10 ist ein axialer Schnitt einer Ausführungsform dee elektromagnetisch "betätigten Brennstoff einspritzventil. Dieses Einspritzventil besteht aus einem Körper 73» welcher eine Magnetspule 71 auf einem Kern 74 enthält. Der Anker 72 ist mit einer Ventilnadel 78 verbunden, die sich durch die Bohrung des Magnetkernes erstreckt. Bie Magnetspule 71 erzeugt, wenn unter Strom gesetzt, ein starkes magnetisches Kraftfeld zwischen den "beiden Spalten zwischen dem Anker 72 und dem Körper 73 und dem Kern 74, so daß der Anker in Anlage an die Polstüoke 73a und 74a gedrückt wird. Der Anker wird gegen die Kraft einer kräftigen Feder 75 in diese Anlagestellung gedrückt» In dieser Stellung ist das Ventil 79 offen und die innere Feder 76 ist z. T. von ihrer Vorspannung entlastet, so daß das mittlere Teil 77 sioh frei unter der durch den Brennstoffdruck auf die Ventilnadel ausgeübten Druck durchbiegen kann, wenn der Brennstoff durch die Bohrung im Kern 74 fließt. Während der Erregung arbeitet die Einspritzsusammenstellung wie eine normale Einspritzdüse. Wenn die Stromzufuhr unterbrochen wird, wird der Anker 72 von den Polstücken 73a, 74a durch die leder 75 fortgezogen und die Brennstoffzufuhr hört auf, wenn die Ventilnadel 78 das Ventil 79 schließt« Wenn der Anker 72 an den Polstücken 73a anliegt, verbleibt ein luftspalt zwischen der Innenfläche des Ankers und dem Polstück 74a des Kernes 74»

S0 98QS/CU29 bad opj£?.v.l - 17 -

Diese Art Injektor ist ebenfalls geeignet, mit einem Impuls ' gestufter Wellenform, wie zuvor beschrieben, zu arbeiten.

Die in Fig. 11 gezeigte Ausführungsform des Injektors "besteht in der Hauptsache aus einem Körper 6i, welcher eine Magnetspule 51 enthält, die auf einem Kern 54 angebracht ist*, und einem Anker 52 sowie einer Austragdüse 82. Bin der Magnetspule zugeführter Strom erzeugt ein magnetisches Kraftfeld großer Dichte zwischen den "beiden Spalten, das zwischen dem Anker 52 und den Polstüoken 53a und 53b des Hauptmagnetkernes 54 gebildet wird. Diese magnetische Kraft wirkt auf den Anker 52, um den Ventilschließkörper 80, der "beispielsweise aus Nylon "besteht, gegen die Wirkung einer kräftigen Feder 56 von seinem 3itz 81 abzuheben. Brennstoff fließt nunmehr zu der etwas divergierenden Austragdüse 82, die in einer am Ventilkörper 62 "befestigten Platte 61 ausgebildet ist. Der Brennstoff tritt aus den kleinen Düsenlöchern mit hoher Geschwindigkeit aus. Beim Austritt in die teilweise konische Kammer 83 treffen die verschiedenen Brennstoff strahlen aufeinander, wobei ihre Energie zum großen Teil in einer Zerstäubung umgesetzt wird. Durch Veränderung de3 Winkels der Löcher in der Düse 82 und gegebenenfalls duroh die Anbringung eines mittleren Loches kann das erzielte Spritzmuster nach Wunsch verstellt werden. Wenn umgekehrt der Stromfluß zur Magnetwicklung unterbrochen wird, kehrt der Anker unter dem Einfluß der Feder 56 in seine Ausgangsstellung zurück, wobei der Ventilschließkörper 80 die Düse 82 verschließt. Auf diese Weise wird unter Druck stehender Brennstoff aus der Leitung 57 duroh die Meßdüsen 82 in den Zeitintervallen ausge-

tragen, bei denen der Anker seinen Sitz verläßt und sioh wieder

_{Λ ΛΛ} . ^j. BAD

auf die Düsen aufsetzt.

909805/0429

-.18 -

Der magnetische Pfad ist so ausgebildet, daß eine BQtätigungazeit, die gleich der halben, minimalen Impulsdauer ist, einen gesättigten Zustand im Material am Ralaabsohnitt 58 des Ankers unter dem Einfluß des anfänglich hohen Amplitudenabsohnitts des gestuften Impulses bewirkt, weloher dem Elektromagneten zur Erregung zugeführt wird*

Die Vorrichtung ist so ausgebildet, daß, wenn der Anker angezogen wird, die äußere Anlagefläche 59 d^es Ankers in Anlage an die Polstücke 53a, die am Körper 54 des Elektromagneten ausgebildet sind, kommt, daß jedoch ein nichtmagnetisoher Spalt zwischen der Innenfläche 60 des Ankers und den Polstücken 53b verbleibt, um so die Koerzitivkraft des Magnetkreises zu verringern.

Die Vorrichtung ist ebenfalls so ausgebildet, daß die Flächen 59 und 60 des Ankers 52 nicht parallel zur Stirnfläche des Elektromagneten liegen, wodurch die effektive Zone vergrößert und eine Zentrierwirkung erzeugt wird. Die Feder 56 ist an ihrem Außendurohmesser eingeklemmt, um eine höhere Federkraft zu erzeugen.

Während besondere Ausführungsformen beschrieben worden sind, soll betont werden, daß verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen, So kann beispielsweise der Rechner auch eine kleinere Anzahl variabler Maschinenparameter handhaben. 3s können auch Änderungen in der Konstruktion und der Anordnung der elektronischen Kreise und der Brennst off einspritzventil vorgenommen werden.

Weiterhin können die Hauptsteuereinheit 8 und der Rechner 10 durch andere Mittel gezündet werden als die Kontaktbrecherzus"ammenstellung 11, So können sie beispielsweise durch das

90980570429 IAD OBieWAL

Signal geztindet werden, welches durch magnetische oder kapazitive Aufnahmemittel oder durch eine elektro-optisohe Aufnahmeaßordnung erzeugt wird, welch letztere dem Yerteiler oder dem Schwungrad der Maschine zugeordnet ist·

BAD

909805/0429

Claims

20 ■- -"■ ^; ■■-:■■■ - - -■".■■ ■.

Pat e nt ans pr üoh e

I 1 J Brennstoff©inspritzsystem für Breniikraf tmaa olainen, gekennzeichnet durch wenigstens ein elektromagnetisch, "betätigtes Brennstoffeinspritzventil, einen Steuerkreis sur Erzeugung elektrischer Impulse zur'Erregung wenigstens eines Mns.pritzv.entilsg' so-daß. die .Ventile oder ein Tentil...während einer lautr geöffnet werden Mwο wirdc, di# von dar Dauer eines JeS©n Impulses sur Brennstoff zuführung zur "Maschine abhängig-ist. u"nä .Mittel_? um wenigstens sine variable Spannung dem Steuerkreis siaatifüiiran,, um Si© Bauer-des dsroh-den.-Steuerkröis' er zeugten-Impulses' zn

2₀ System nach Anspruch 1._p- "äaäuroh.gekennzeichnet_g-'

©ia© Mehrzahl Von Variablen' Spannungen verwendet w©räsn₉ um die Bauer fles.-durch äen Steuerkreis erzeugten 4usgangfeiiaptilsss. zu ■■■""'

3° System naeh Anspruch 2_f.dadurch gekennzeichnet_P äaß ■sv/ei variable." Spannungen"'verwendet iferden^ um die Bauer des ' durch.den Steuei^kreis -erzeugten-Ausgangsimpulses zu steuern.,

4ο System nach einem der Ansprüche 1 ■= 3_s-'dadurch gekenn ssiolmetp daß ein© dem. St euer kr eis angeführte Tar isble Spannung von einer. Reohnervorrichtung abgeleitet ist_r di©. mit einer Mehr sah! ron Signalen gespeist wird?, die sich jeweils mit !Parameter änderungen ändern-p' die durch den Betriebszustand d-er Maschine "bseinflußt. werden oder ihn "beeinflusseni"

5Ό--System nach-einem der .Ansprüche T - 3_? daduroh ^!gekennzeichnet _P daß flor Steuerkreis mit einer Spannung .göspei'st wird₅

".. - ' 90880-5/0429- .-" .."■■■"

-21 - 145196.5 ■

* di« sioh als !Punktion der Magohinendrehzahl ändert*

6. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, äaß die eine der variablen Spannungen von einer Reohnervorrichtung Bit einer Mehrzahl von Signalen abgeleitet ist, dia sioh jeweils mit Parameteränderungen ändern, die durch den Betriebszustand der Masohine "beeinflußt werden oder ihn beeinflussen, und daß die andere variable Spannung sich als. eine funktion der Masohinendrehzahl ändert.

7. Brennstoffeinspritzsystem für Brennkraftmaschinen, gekennzeichnet duroh wenigstens ein elektromagnetisch betätigtes Brennstoffeinspritzventil, einen Steuerkreis zur Erzeugung elektrischer Impulse zur Erregung wenigstens eines.Einspritzventils, so daß die Ventile oder ein Tentil während einer Dauer geöffnet werden "bzw. wird, die von der Dauer eines jeden Impulses zur Brennstoffzuführung zur Masohine abhängig ist} einer Reohnervorrichtung, die mit einer Mehrzahl von Signalen gespeist wird, die sioh jeweils mit Parameteränderungen ändern, die durch den Betriebszustand der Masohine "beeinflußt werden oder ihn "beeinflussen.

8. System nach einem der Ansprüche 4,6 oder 7, daduroh gekennzeichnet, daß die Reohnervorriohtung einen analogen Spannungsreohner aufweist, der aus einer Mehrzahl von Übertragern besteht, welche elektrisch in einer Schaltung mit einer Spannungsquelle verbunden sind und welche einen variablen Spannungsausgang erzeugen, welcher dem. Steuerkreis zugeführt wird.

9. System naoh Ansprach 8, daduroh gekennzeichnet, daß die Übertrager aus variablen Widerstandsvorriohtungen "bestehen.

•AD CTOiNAL

909 805/042 9 ^ 22 -

- -22

10·-System", nacth einem ,der Ansprüche 1 - 9_S daäuren g6k$an<·*-

zeiahnet'» daß der Steuerkr©±^ ©in@n monoattöilen Kcele a Erzeugung-der elektrisehen Impuls# aufweist, und äaß die der Impulse verändert "wird₈ indem wenigstens eine dem Monöita-..-. "bilen Kreis angeführte Spannung verändert -wird«

11. System naoh lnsp?uoh 10* dadurch gekeniiasiolmet, daß der mon0atal3ile Kreis einen monostalailen MultiTiteator aufweist „

12« System naoh Anspruch" 1.1,""dadurob gekennzeichnet-,"daß"'-, der Multivilirator eine Zeitkonstantensohaltung einsohließtj welche in leihe gesQhalt.ete Elemente mit Widerst and und ■Kapazität mit Werten aufweist, die während des Betriebes des Systems unveränderlich sind«, ,-

13· System naoh Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente mit Widerstand und Kapazität vortestimmte Warte aufweisen, welche während des Betriebes des Systems unveränderlich sind.

,14»,System nach einem der Ansprüche 1o- - 13* dadurch gekennzeichnet, daß der monostaMle Kreis durch Impulse gezündei wird₉ welche eine lunktion der Drehzahl der Maschine sind, und daß der'monostable.-Kreis-mit einer veränderlichen Spannung gespeist wird,-die von einem Biskriminatorkreis abgeleitet wird, und welche eine lunktion der Drehzahl der Maschine sind, .und daß der monostabile Kreis ebenfalls mit einer variablen Spannung von der Reohnervorrichtung gespeist wird.

r 15. System nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Diskriminator mit den fünf Impulsen ü"ber einen-Hilfsimpulsgenerator gespeist wird.

9Ö980S/0429

16· System naoh Anspruoh 14» dadurch gekennzeichnet, daß 4er Biakriiilnator mit Impulsen gespeist wird, die dureh den monostabilen Kreis erzeugt werden. ,

17. $r«nnetoffeinspritzsystem für Brennkraftmasoliinen, gekennzeichnet durch wenigstens ein elektromagnetisch "betätigtes Brennstoffeinspritzventil, einen Steuerkrsis zur !Erzeugung elektrischer Impulse zur Erregung wenigstens eines Mnspritzventils, ao daß die Tentile oder ein Ventil während einer Bauer geöffnet werden bzw· wird» die von der Bauer sines Jeden Impulses zur Brennstoffzuführung zur Masohine abhängig ist, wobei ^eder Impuls einen Anfangsabschnürt; größerer /amplitude als der Rest aaa Impulses aufweist_? -so daß der Asfeiigsaäsohsaitt sine schnelle Tlrregung des Elektromagneten und uis G^irnssag ä®& Tsatiles erwirkt, während der spätere £bBQkmxf· fdass J©een Impulses ΰχιιβ geringere Amplitude auf weist ₉ fLi;,<i mMT2±Gh-b$ -am das eröffnet zu halte^i_f jsdocii ein ξckßsllss eehließsn ü%s V ermöglicht, wenn der lapule "beenget in.^^

18» System ns3h Anspruch 17 ₃ r;üz®im%®±Gbi.~üB% du2?ozs öxisuerimpulsgenerator» Mittel sur Epc^cußg -ö,©s Steuerimpuls» t'^aeratorE mit einer Spaimung, &it -i-i^ii fvisfetion ö©r c^shzahl ist, Mittel zur Speisung ίΙ^;"έ; 8t© ■■..i-t einer Spannung, weleks Bioh el?:: eins wenigstens «inem Parameter äes BstridisaustaMes der l^;:.'iiert\ Mittel zur Erzeugung einer Esilis tos Impulsen kürzerer iauer, jedoch größerer itaplltuöe gis die lapulsie^ Sie fiüuch c. ·3η Steuerimpulsgenerator- erzeugt wfö'üen «im Mittel siir Uiachung der Reihe von Impulsen mit e®a iUisgangsimpuleen τοη dem St euer impulsgenerator zur Brseugusig ainer Kette τοπ Impulsen,

£■09806/0423 ^{BAD oraaiNAL}

die einen Anfang sal) schnitt größerer Amplitude als der Rest des Impulses aufweisen und Mittel zur Speisung der Ausgangsimpulse, um wenigstens ein Brennstoff einspritzventil zn ■ "betätigen.

■19. System nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung, welche proportional zur Maschinendrehzahl ist, von einer Reihe von Impulsen abgeleitet ist, die durch die Drehung der Maschine erzeugt werden und die irber einen HiIfS-impulsgenerator und einen Diskriminator gespeist werden, um die gewünschte Spannung zu erzeugen.

20.O System nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerimpulsgenerat or durch Impulse gezündet wird, die "bei der Brehung der Maschine erzeugt werden, und daß ein Diskriminator vorgesehen ist, welcher mit Impulsen, die im Steuerimpulsgeneral;or erzeugt werden, gespeist wirdj, wo"bei eine variable Ausgangs spannung erzeugt wird, welche ihrerseits zum Steuerimpulsgenerator zurückgeführt wird_β *

21. Elektromagnetisch "betätigtes Brennstoff einspritzventil j gekennzeichnet durch einen Ventilkörper, ein Solenoid mit einem innerhalb des Ventilkörpers angeordneten Kern^ einem Anker, der vom Solenoidkern anziehbar ist, wenn der Solenoid erregt wird, eine den Solenoidkern axial durchgreifende Bohrung, ein-..Nadelventil, welches sich durch die Bohrung des "Solenoidkern.es" erstreckt und mit dem Anker verbunden ist, einem vergrößerten Kopf anschnitt an dem Nadelventil^ welcher sich auf einen Ventilsitz setzt, um das Ventil zu schließen und eine auf den Anker einwirkende Jeder, um das Ventil in geschlossener Stellung zu halten, mit Ausnahme, "wenn der Solenoid erregt ist, um den Anker anzuziehen und da.s Ventil gegen die Wirkung der Fed*er zu öffnen, inöem sich der vergrößerte

909805/042 9 _s8

- " ■ . ,■ ■ ■ ■ ■ BAD ORIGINAL 25 _

Kopfabeohnitt vom Ventilsits abhebt, so daß Brennstoff durch das Ytntil fließen kann.

22. Elektromagnetisch "betätigtes Brennstoff einspritzventil» gekennzeichnet durch einen Ventilkörper, der ein Solenoid aufnimmt, mit einem Kern und einem Anker, der vom Kern des Solenoids anziehbar ist, wenn die Solenoidwieklung erregt wird, eine 1?eder_f welche den Anker außer Anlage am Kern des Solenoids hält, wenn dieser entregt ist, ein vom Anker getragenes Vereohlußglied, welches unter der Wirkung der Peder an einem Sitz angreift, wenn der Solenoid entregt ist, eine Mehrzahl von divergierenden Düsenöffnungen, die sioh von dem Sitz aus erstrecken, wobei die Anordnung derart ist, daß "bei -Erregung des Solenoids das Versohlußglied vom Sitz abgehoben wird, um einen Brennstoffluß durch die Düsenöffnungen zu gestatten.

23» Düse naoh Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Brennstoffstrahlen, die durch die divergierenden Düsenöffnungen fließen, in eine teilweise konische Kammer eintreten, wo die Brennstoffstrahlen aufeinandertreffen und zerstäubt wordene

Patentanwalt

IAO 909805/0429