DE1601358A1

DE1601358A1 - Brennstoffeinspritzsystem fuer Brennkraftmotoren

Info

Publication number: DE1601358A1
Application number: DE19681601358
Authority: DE
Inventors: Joseph Mair
Original assignee: Associated Engineering Ltd
Current assignee: Associated Engineering Ltd
Priority date: 1967-02-07
Filing date: 1968-02-02
Publication date: 1970-11-19
Also published as: US3513815A; JPS4940575B1; FR1555024A; GB1208570A; SE337506B

Description

PATENTANWALT DR. HUGO WlLCKEN

24 LÜBECK. BREITE STRASSE 52-54

Lübeck, 30. Januar 1968 W «/St ο

Anmelder:

ASSOOIATiS) J_NGINl_SRIl& LIMITED, Leamington Spa, Warwickshire,

England

Brennstoffeinspritzsystem für Brennkraftmotoren

Die Erfindung "betrifft Brennstoffeinspritzsysteme für Brennkraftmotoren und insbesondere Verbesserungen von solchen Einspritzsystemen, wie sie in den Patentanmeldungen A 43 275 und A 47 028 "beschrieben sind.

Solehe Systeme enthalten mindestens ein elektromagnetisch . betätigtes Brennstoffeinspritzventil oder einen Injektor sowie einen Steuerkreis, der Impulse zum Betrieb des mindestens einfach vorhandenen Einspritzventils erzeugt, so daß das Ventil oder ein Ventil für eine Zeitspanne geöffnet ist, die von der f Dauer jedes Impulses abhängt, um dem Motor Brennstoff zuzuführen. Der Steuerkreis wird mit mindestens einer variablen Spannung gespeist, die sich als Funktion eines oder mehrerer Parametern des Maschinenbetriebs ändert und die Dauer der vom Steuerkreis erzeugten Impulse steuert, mit denen das oder die Ventile betrieben werden. Wie noch beschrieben werden wird, enthält der Steuerkreis einen monostabilen Multivibrator zur Erzeugung der elektrischen Impulse, und die Länge der Impulse wird daduroh geändert, daß zwei SteuerBpannungen variiert werden, die dem

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Kondensatorregelkreis bzw, Zeitkreis des Multivibrators zugeführt werden. Die beiden Steuerspannungen können von einer Rechnereinheit abgenommen werden, die mit einer Anzahl von Signalen gespeist wird, die sich jeweils mit der Änderung verschiedener Maschinenparameter·, ändern.

Die Sinspritzventile sind solenoidbetätigte Vorrichtungen, und es hat sich gezeigt, daß Änderungen der Spannung der Fahrzeugbatterie eine Änderung der Öffnungszeit der Ventile zur . Folge haben, woduroh eine Änderung der Brennstoffzufuhr durch ein Ventil für eine gewählte Impulslänge oder -breite hervorgerufen wird. Deshalb wird die dem Motor zugeführte Brennstoffmenge nicht mehr allein durch Änderungen der Motorbetriebsparameter bestimmt, wie man es an sich wünscht.

Somit hat sich ergeben, daß, ausgehend von einem festen Injektoraufbau, der Solenoidstrom während der ersten Millisekunde auf ein höheres Niiäaui aufbaut, wenn die Batteriespannung ansteigt, wodurch sioh der Injektor also bei höheren Versorgungsspannungen schneller öffnet und bei einer gegebenen Impulslänge oder -breite " mehr Brennstoff zuführt. Diese Verlängerung der Öffnungszeit bei einem gegebenen Anstieg der Versorgungsspannung ist jedooh, die gleiche für alle Impulslängen,

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden Einrichtungen zur Kompensation des Effekts der Versorgungsspannungsänderungen auf die Zeit vorgesehen, während der ein Injektor in Abhängigkeit von einem Impuls aua dem'Steuerimpulsgenerator geöffnet ist, woduroh die Brennstoffzufuhr von dem oder jedem Injektor im wesentliohen unabhängig von Versorgungsapannungsänderungen ist·

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Wenn der Steuerimpulsgenerator einen monostabilen Multivibrator enthält, werden Einrichtungen vorgesehen, um eine Vorspannung für diesen Multivibrator mit Änderungen der Batterieversorgungsspannung zu variieren, um die Brennstoffzufuhr nahezu konstant zu halten, wie sie durch die Steuerparameter festgelegt ist, und zwar "bei allen Änderungen der-Batteriespannung.

Vorzugsweise wird die Vorspannung für den Multivibrator von einem an der Versorgungsspannung liegenden Netzwerk abgenommen, und dieses Netzwerk enthält nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ein nichtlineares Element, wie eine Sättigungsdiode oder eine Zenerdiode.

Unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung, die ein vereinfachtes Schaltbild einer Ausführungsform eines Brennstoffeinspritzsystems zeigt, wird die Erfindung nunmehr näher beschrieben«,

Das System enthält grundsätzlich einen Steuerimpulsgenerator 1, einen Rechner 2, einen Impulsverstärker 3» einen Verteiler 4 und Brennstoffinjektoren 5, und es arbeitet im allgemeinen so, wie in der Anmeldung A 47 028 im einzelnen erläutert ist.

Wie aus dieser Anmeldung hervorgeht, ist das System für eine Brennkraftmaschine mit vier Zylindern gedacht, wobei für jeden Zylinder ein gesonderter Injektor vorgesehen ist. Die Injektoren liegen vorzugsweise in der Einlaßrohrverzweigung des Motors.

Die Dauer der über den Verstärker 3 und den Verteiler 4 zum Betrieb der Injektoren zugeführten Impulse wird durch den Steuerimpulsgenerator 1 gesteuert, der wiederum durch zwei Span-

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nungen V1 und V2 gesteuert wird, die vom Rechner 2 kommen. Der Generator wird duroh Impulse mit Motorzündfrequenz getriggert, und der Bechner 2 wird mit Informationen gespeist, die von einer Anzahl Wandler kommen, die jeder auf eine oder mehrere Motor-"betrietshedingungen anspreohen. Da die Injektoren mit unter konstantem Druok stehendem Brennstoff versorgt werden, wird eine periodische Betätigung eines Injektors für eine Zeitdauer, die von Motorbetrie"bs"bedingungen afchängt, wie sie duroh die Spannun-

W gen V1 und V2 "bestimmt werden, den Brennstoff Gemessen, der dem Motor durch jeden Injektor zugeführt wird.

Der Steuerimpulsgenerator ist grundsätzlich dem Generator ähnlich, der in Fig. 2 der vorher erwähnten Anmeldung gezeigt ist. Er hat die Form eines monostatilen Multivitratorkreises mit Transistoren TR1 und TR2 und schließt einen Regelkondensator C1 ein, der während der Regelperiode duroh den Konstantstromtransistor TR4 entladen wird· Im stetigen Zustand oder im Ruhezustand des Schaltkreises wird der Transistor TR2 in der normalen Binsehaltsteilung gehalten, wobei sein Basisstrom duraoh den Kollektorstrom des NPN-Transistors TR4 geliefert wird. Zu diesem Zeitpunkt wird der Transistor TR1 durch eine» negative Vorspannung Vb ausgeschaltet gehalten, die vom Spannungsteilernetzwerk P kommt, welches an der Batterieversorgungsspannung Vs liegt. In der Praxis kann dieses Netzwerk auch im Rechnerkreis liegen, tfenn ein negativ verlaufender Triggerimpuls an die Basis von TR1 gelegt wird, wird dieser eingeschaltet und TR2 ausgeschaltet. Dieser Zustand des Multivitratorkreises wird solange aufrechterhalten, bis sich der Kondensator 01 durch den Pz'anaistor

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TR4 auf eine Spannung entladen hat, die ausreicht, um den 'Transistor -TR2 wieder einzuschalten, worauf der Schaltkreis in seinen ursprünglichen Zustand zurückkehrt und der Impuls beendet ist. Der Transistor TR5 "bildet einen Ladeweg mit niedriger Impedanz für den Kondensator öl, wenn TR2 durchgeschaltet ist.'

Die Dauer der durch den Multivibrator erzeugten Impulse wird durch die Spannungsänderung am Kondensator 01 und den Entladestrom durch TR4 bestimmt» Die Steuerung der Spannungsänderung an C1 wird durch eine Steuerspannung Vl bewirkt, die vom | Rechnerkreis abgenommen wird und z.B. abhängt vom Druck in der Einlaßrohrverzweigung* von der Motordrehzahl und von der Beschleunigung. Der Entlad es brom duroh den Transistor TR4 wird durch die Steuerspannung V2. geändert» die ebenfalls vom Rechnerkreis abgenommen wird und sich z.B. in Abhängigkeit von der iiotorw assert emperat ur, der Lufttemperatur, einem Start- und einem Leerlaufanreicherungssignal ändert.

Die Arbeit des bisher heuchriebenen Schaltkreises ist ähnlich der in der vorher erwähnten Anmeldung beschriebenen Arbeitsweise. Jedoch wird in jener Anmeldung die Vorspannung Vb, die dem Emitter des Transistors TRt zugeführt wird, von einem reinen ',Vlderstandsspannungsteiler abgenommen, der an der Batteriespannung liegt, und somit ist die Brennstoffzufuhr durch einen Injektor grundsätzlich von Änderungen der Batterieveraorgungsopannung abhängig.

Nach der Erfindung ist der an. liatteriespannung Va liegende Spannungsteiler P anders aufgebaut, da er zusätzlich ein nichtlineares Element enthält, wie z.B. eine Zenerdiode Z1,.

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Da die Spannung an der Zenerdiode praktisch konstant bleibt, wenn ihr Strom ansteigt, steigt die Spannung an den übrigen Widerstandsteilen des Spannungsteilers im Verhältnis schneller an als die Versorgungsspannung, und zwar einschließIioh der Vorspannung Vb, die sich am Widerstand Sb entwickelt» Auf diese v/eise wird die den Emittern von Ißi und TH.2 zugeführte Spannung in einem größeren Maß erhöht als die Versorgungsspannung» Die Spannungsänderung am Kondensator 01, die 2.T. die Impulsbreite bestimmt, wird somit in einem geringeren Maß erhöht als die Versorgungsspannung, so daß die Breite des Impulses, der die Einspritzventile steuert, verringert wird, um die kürzere Öffnungszeit der Ventile bei erhöhter Versorgungsspannung zu kompensieren« Die Vorspannung fällt proportional auf ähnliche Weise mit dem Absinken der Batteriespannung. Da Zenerdioden mit groiBem Arbeitsbereich erhältlich sind, kann man eine enge Annäherung an das richtige Kompensationsmaß erreichen, um sich an die Charakteristik jeder speziellen Injektortype anpassen zu können» In gewissen Fällen, wenn man z.B. den Kreis insbesondere für. eine niedrigere als normale Kompensation aufbauen will, kann man eine oder mehrere vorwärtsleitende Zenerdioden oder normale Sättigungsdioden verwenden, die in Reihe im Spannungsteilernetzwerk liegen»

Durch die vorliegende Erfindung wird erreicht, daß die Brennstoffzufuhr durch den Injektor oder die Injektoren im wesentlichen unabhängig von Änderungen der Batteriespannung eines Fahrzeuges ist und sich nur in Abhängigkeit der Steuerspannungen ändert, die an den Steuerimpulsgenerator gelegt werden und durch Parameter des Motorbetrieba bestimmt sind.

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Es ist klar, daß bei dem "beschriebenen Ausführungsbeispiel bei fester Versorgungsspannung Vs das Verhältnis zwischen der Kondensatorladungsänderung und der Ausgangsimpulsbreite linear ist- Die Ladungsänderung auf dem Kondensator bestimmt sich durch die Differenz zwischen Steuerspannung V1 und Vorspan nung Vb ο

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Claims

PATENTANWALT DR. HUGO WILCKEN 1 PQi QCp

24 LÜBECK. BREITE STRASSE 52-54

Lübeck, 30. Januar I968

W./Stο Anmelder:
ASSOCIATED jäNGIilüÄRIMz LIMITj£D, Leamington Spa

Patentansprüche

1 ο Brennstoffeinspritzsystem für Brennkraftmotoren mit mindestens einem elektromagnetisch betätigtem Brennstoffinjektor und einem Steuerimpulsgenerator, der Impulse sum Betrieb des mindestens einfach vorhandenen Injektors so erzeugt, daß der oder ein Injektor für eine Zeitdauer geöffnet ist, die von der Länge jedes Impulses abhängt, um dem Motor Brennstoff zuzuführen, dadurch gekennzeichnet, daß Kompensationseinrichtungen vorgesehen sind, die den Effekt der SpannungsVersorgungsänderungen auf die Zeit kompensieren, in der ein Injektor in Abhängigkeit von einem aus dem Steuerimpulsgenerator kommenden Impuls geöffnet ist, um die Brennstoffzufuhr aus dem oder einem Injektor von Yersorgungsspannungsänderungen unabhängig zu machen»

2ο System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeiohnet, daß der Steuerimpulsgenerator einen monostabilen Multivibrator enthält und daß weitere Einrichtungen vorgesehen sind, um eine an den Multivibrator angelegte Vorspannung mit Änderungen der V'ersorgungsspannung zu variieren„

3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die an den monostabilen Multivibrator angelegte Vorspannung von einem an der V ersoi-gu ngs spannung liegenden Netzwerk abgenommen wird.
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4· System nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß das netzwerk ein nichtlineares Element, wie eine Sättigungsdiode oder Zenerdiode, enthält.

5 ο System nach Anspruch 3 oder 4» dadurch gekennzeichnet, daß es einen Rechnerschaltkreis aufweist, der mit einer Anzahl von Signalen gespeist wird, die sich jeweils mit Änderungen der verschiedenen Motorbetriebsparameter ändern, und daß mindestens eine variable Spannung zur Steuerung der Dauer der Impulse zugeführt wird, die durch den Stauerimpulsgenerator erzeugt werden,,

6ο System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das an der Versorgungsspannung liegende netzwerk einen Teil des Hechnerschaltkreises "bildet,

7o System nach Anspruch 2, 3» 4-, 5 oder 6,. dadurch gekennzeichnet, daß der monostabile Multivibrator einen Zeit*- oder liegelkondensator enthält und so aufgebaut ist, daß die Spannungsänderung an diesem Kondensator, der z.T. die durch den Multivibrator erzeugte Impulsbreite bestimmt, in einem geringeren Maß erhöht wird als'das Ansteigen der Versorgungsspannung, so daß die breite der den Injektor oder die Injektoren betreibenden Impulse verringert wird, um die kürzere Öffnungszeit eines Injektors bei angestiegener Versorgungsspannung zu kompensieren.

BAD ORIGINAl.

JH) 9 8 4 7/0163

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