DE2201624A1

DE2201624A1 - Elektronische Schaltung fuer die Brennstoffanreicherung bei der Beschleunigung von Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2201624A1
Application number: DE19722201624
Authority: DE
Inventors: Rachel Todd L
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1971-01-25
Filing date: 1972-01-14
Publication date: 1972-08-17
Also published as: US3720191A; CA964346A; GB1339404A; FR2124797A5; AU3818072A; AU461292B2; JPS5425169B1; IT946833B; SE368732B

Description

Patentanwalt

Karl A. B r ο s e

Dipi-Ing-

D -8023 München - Puilach WMOWStr.2.I.Mdi3.7930570.79317S2

vI/No - Gase 4653-A München-Pullach, den 13.Januar

THE BENDIX CORPORATION, Execute Offices, Bendix Center, Southfield, Michigan 48 075, Michigan, USA

Elektronische Schaltung für die Brennstoffanreicherung bei der Beschleunigung von Brennkraftmaschinen

Die Erfindung betrifft allgemein das Gebiet elektronischer und elektrischer Brennstoffeinspritzsysteme. Mehr im einzelnen betrifft die Erfindung den elektronischen Abschnitt von Treibstoffeinspritzsystemen in Verbindung mit Brennkraftmaschinen. Speziell befaßt sich die Erfindung mit einer elektronischen Schaltung für die Brennstoffanreicherung für eine elektronische Treibstoffeinspritzung bei Brennkraftmaschinen, wobei abgemessene Treibstoffmengen an einem oder mehreren Zylindern zu einem bestimmten Zeitpunkt eingegeben werden.

Um einen glatten und weichen Betrieb für das Fahrzeug zu gewährleisten, wie es allgemein erwartet wird, hat man festgestellt, daß einige Arten von Beschleunigungsanreicherungen vorgesehen werden müssen, damit das Fahrzeug prompt auf eine momentane Änderung in der Betriebsanforderung an die Maschine reagiert. Bei solchen Treibstoffeinspritz systemen, bei denen die Treibstoffeinspritzung in verschiedene Zylinder der Maschine in Gruppen dieser Zylinder vorgenommen wird und die Einspritzung entsprechend einer Aufeinanderfolge der Gruppen vorgenommen

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wird, besteht ein Bedarf für eine Besenleunigungsanreicherung im Hinblick auf die Tatsache, daß eine spezifische Zeitverzögerung zwischen dem Befehl einer Beschleunigung und dem nächsten Einspritzimpuls besteht, bevor also der Befehl wirksam wird. Bei solchen Systemen, bei denen die Einspritzung bei einzelnen Zylindern vorgenommen wird und der Treibstoff in diese Zylinder in einer Aufeinanderfolge eingespritzt wird, ist die .Forderung nach einer Beschleunigungsanreicherung nicht so groß, ist jedoch dennoch wünschenswert, so daß die Maschine weich und unmittelbar ansprechen kann.

Bekannte Beschleunigungsanreicherungssysteme sind dazu ausgelegt, grob eine zusätzliche Brennstoffanreicherung vorzusehen, um also der Beschleunigungsanreicherungsfunktion unter verschiedenen Betriebsbedingungen zu genügen. Es ergäben sich jedoch Schwierigkeiten bei den meisten komplizierten Beschleunigungsanreicherungsmechanismen. Eine dieser Schwierigkeiten tritt während des Bereiches einer geringen Belastung des Fahrzeugs auf, dh. wenn das Gaspedal nur leicht niedergedrückt ist. Dies tritt häufig dann auf, wenn das Fahrzeug aus dem Leerlaufbetrieb herausgelangt, beispielsweise bei der anfänglichen Beschleunigung nach einem Anhalten des Fahrzeugs. Die hohe Maschinen- und Fahrzeugträgheit kombiniert mit der maximalen Zeitperiode zwischen aufeinanderfolgenden Einspritzungen führt zu der Forderung, daß das Luft/Treibstoffverhältnis richtig bemessen sein muß, und zwar von einer Einspritzung zur nächsten bei einer niedrigen Umdrehungszahl der Maschine. Wenn jedoch das Gaspedal geöffnet wird, damit die Maschine beschleunigt, so führen die zusätzlich zur Verfügung stehenden Luftmengen dazu, daß das Luft/Treibstoffverhältnis linear wird. Bei dem zunehmenden Trend in Verbindung,mit Treibstoffsystemen entsprechend einer sparsamen Arbeitsweise (d.h. dort, wo das Luft/Treibstoffverhältnis über 17:1 liegt) würde diese zusätzliche Treibstoffverminderung oder -ausfall untragbar sein und würde zu Fehlzündungen führen, die zur Erhöhung vier Abgasabgabe führen wurden und allgemein für den Kraftfahrer unannehmbar sein würde, da dadurch die Betriebsweise des Fahrzeugs entsprechend einem

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weichen gleichmäßigen Fahren, insbesondere jedoch die Beschleunigung des Fahrzeugs auf Reisegeschwindigkeiten sich praktisch nicht verwirklichen ließe. Zweites würde auch, selbst wenn Fehlzündungen nicht auftreten, die genannte erhöhte Treibstoffverminderung oder Treibstoffausfall dazu führen, daß das Fahrzeug an Leistung verliert, was bis zu einem Punkt geht, bei dem ein Befehl entsprechend einer BesehleunigungYeineTmomentanen Verzögerung aufgrund kurzer Fehlzündungen führt.

Um die zuvor geschilderten Nachteile zu beseitigen, wird vorgeschlagen, eine Einrichtung zu schaffen, um eine geeignete elektronische Schaltung zu alarmieren oder darüber in Kenntnis zu setzen, daß eine Beschleunigung der Maschine vor jeglicher Zunahme der angesaugten Luftmenge gewünscht wird. Es ist somit Ziel der vorliegenden Erfindung, eine elektronische Schaltung zu schaffen, die in einem System in geeigneter Weise verwendet werden kann, bei dem die Möglichkeit einer "Treibstoff-vorLuft "-Beschleunigung besteht. Ein zusätzliches Problem in Verbindung mit der vorliegenden elektronischen Schaltungsanordnung für die Brennstoffanreicherung besteht darin, daß sie die Eigenschaft einer "ein-aus"-Schaltung aufweist, und zwar derart, daß diese Schaltungsanordnung entweder eine volle Anreicherungsladung oder überhaupt keine Anreicherungsladung vorsieht. Daher führt eine abrupte Verminderung der Treibstoffabgabe am Ende jedes Beschleunigungsanreicherungszyklusses merklich zu einer Änderung in der Arbeitsleistung der Maschine. Es ist somit auch Ziel der vorliegenden Erfindung, eine elektrische Schaltung zu schaffen, die sich in geeigneter Weise mit einem elektronischen Brennstoffeinspritzsystem mit der Fähigkeit "Treibstoff-vor-Luft" verwenden läßt, wobei das Beschleunigungsanreicherungssignal Treibstoffanreicherungsinkremente zur Folge hat, die sich fortwährend oder gleichmäßig ändern lassen, und zwar nach Einleiten des Signals, so daß die Treibstoffabgabe als Folge des Beschleunigungsanreicherungssignals veränderlich ist,um den Treibstoffanforderungen besser zu genügen und diese schrittweise abzubauen. Es ist auch Aufgabe der Erfindung, eine elektronische Schaltung für die Brennstoffanreicherung bei der

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Beschleunigung von Brennkraftmaschinen zu schaffen, die ein Ausgangssignal erzeugt, dessen Wirkung schrittweise von einem maximalen Wert auf Null hin abnimmt.

In Verbindung mit Treibstoffeinspritzsystemen für Brennkraftmaschinen, bei denen die Brennstoffabgabe durch Erregen von Einspritzventilgruppen erfolgt, ist es auch Aufgabe der Erfindung, ein "Ein-Aus"-Signal beim Auftreten eines Beschleunigungsbefehls zu erzeugen, welches der Schaltung zugeführt wird und letzten Endes bewirkt, daß momentan die unmittelbar zuletzt erregte Ventilgruppe erneut erregt wird, und um auch die Treibstoffladung für diejenigen Zylinder zu erhöhen, die in der Aufeinanderfolge als nächste gezündet werden, so daß dadurch die zuvor erwähnte Verzögerung in der Beschleunigung vermieden wird.

Die vorliegende Erfindung schafft eine elektronische Schaltung mit untergeordneten Schaltungsabschnitten, die diskrete untergeordnete Funktionen durchführen. Die erste untergeordnete Schaltung empfängt, verstärkt und überträgt ein Signal, welches kennzeichnend für die momentane Einstellung eines Steuergliedes ist. Die zweite untergeordnete Schaltung spricht auf Änderungen in der Ausgangsgröße der ersten untergeordneten Schaltung an und erzeugt daraufhin ein Ausgangssignal mit einer Größe, die eine Funktion des Ausmaßes und der Geschwindigkeit dieser Änderungen ist und welches dann in einer ausgewählten Weise abnimmt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung ist eine Kapazität in der grundliegenden Schaltung eines Transistorverstärkers vorgesehen, dessen Basis und Emitter jeweils so gekoppelt werden können, daß der Transistor schließt oder in den nicht gesättigten Bereich gelangt, wobei der Emitter des Transistors dann an einen ausgewählten Abschnitt einer Hauptcomputerschaltung so gekoppelt werden kann, daß die Leitfähigkeit des Transistors selektiv durch die grundliegende Schaltung getriggert werden kann, um das Spannungspotential in der Hauptcomputerschaltung an der ausgewählten Stelle zu ändern. Die Erfindung umfaßt auch zusätzlich eine dritte unter-

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geordnete Schaltung, die auf Änderungen in der Ausgangsgröße der ersten untergeordneten Schaltung ansprechen kann, wobei die Größe und die Änderungsgeschwindigkeit derselben über einem ausgewählten Wert liegt, so daß ein Ausgangsimpuls erzeugt wird, der als ein Signal für eine Beschleunigungsanforderung verwendet werden kann. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel, welches für ein Gruppeneinspritzsystem ausgelegt ist, kann dieses Signal dazu verwendet werden, die Schaltung in geeigneter Weise zusätzlich zu erregen, um die unmittelbar zuletzt betätigte Einspritzventilgruppe zu betätigen, so daß ein zusätzliches Treibstoffinkrement für Beschleunigungszwecke vorgesehen wird, und zwar für die Maschinenzylinder der Gruppe, die gerade ihre Treibstoffladung aufnehmen.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Hinweis auf die Zeichnung. Es zeigt:

Fig. 1 einen schematischen Schaltplan eines Treibstoffeinspritzsystems mit elektronischer Steuerung, die in geeigneter Weise die Abgabe eines Luft/Treibstoffgemisches in die Verbrennungskammern einer Brennkraftmaschine steuert;

Fig. 2 schematisch eine Ausführungsform eines Beschleunigungsanreicherungs-Signalisiermechanismus, der in bevorzugter Weise in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, und zwar in Form einer Schnittdarstellung nach der Linie 2-2 der Fig. 1;

Fig. 3 schematisch einen Schaltplan einer Haupteomputerschaltung, die in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann;

Fig. 4 einen Schaltplan einer Beschleunigungsanreicberungsschaltung nach der vorliegenden Erfindung, die in geeigneter Weise zwischen den Mechanismus gemäß Fig.

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und den Schaltungen gemäß Fig. 3 und 5 eingesetzt werden kann;

Fig. 5 eine Beschleunigungsanreicherungsschaltung, die vor-, teilhaft in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann; und

Jj'ig. 6 ein Diagramm von Wellenformen entsprechend verschiedener Spannungen, die in der Schaltung gemäß Fig. 3 und der Schaltung gemäß Fig. 4 auftreten, und weiterhin Wellenformen nach dem Stand der Technik zum Vergleich mit der Erfindung.

Fig. 1 zeigt ein elektronisches Treibstoffeinspritzsystem, welches in Verbindung mit dem Gegenstand der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. Das System besteht aus einer elektronischen Steuereinheit 10, die Signale aus einem Taktgeber 12, einem Temperaturabtaster 14 und von verschiedenen Parameterabtastern 16 empfängt, die einem Drosselkörper zugeordnet sind, und ebenso Signale aus dem Beschleunigungsanreicberungs-Signalisiermechaniamus 18 empfängt. Die Parameterabtaster 16 und der Beschleunigungsanreicherungs-Signalisiermechanismus 18 sind an dem Drosselkörper 20 angebracht, welcher den Luftstrom in die Maschine steuert. Der Drosselkörper 20 ist mit einem Paar von Luftkanälen ausgestattet, die durch diesen hindurchgehen, wie bei 22 angezeigt, und der effektive Strömungsquerschnitt der Kanäle 22 wird durch Drosselplatten 24 gesteuert. Die Drosselplatten 24 sind an einer Welle 26 angeordnet und können sich mit dieser gesteuert drehen. Die Winkellage der Welle 26 und damit der Drosselplatten 24 wird durch eine Drosselst'euereinrichtung gesteuert, die aus einer Betätigungsvorrichtung in Form eines Pedals 28 und aus einem geeigneten Verbindungsgestänge 30 besteht, wobei der Beschleunigungsanforderungs-Signalisiermechanismus 18 zwischengeschaltet ist.

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Die elektronische Steuereinheit 10 wird von einer Batterie erregt, die ebenso diejenigen verschiedenen Abtaster erregt, die von außen her erregt werden müssen. Die Ausgangsgröße aus der elektronischen Steuereinheit 10 wird dazu verwendet, die Erregung einer Einspritzventileinrichtung 34- zu steuern, die am Ansaugrohr 36 angeordnet ist und in geeigneter Weise ein Luft/Treibstoffgemisch über ein Einlaßventil 38, welches in geöffneter Stellung gezeigt ist, in den Verbrennungszylinder 4-0 der Brennkraftmaschine einführen kann. Der Treibstoff wird vom Treibstofftank 42 mittels einer Pumpe 44 und mittels geeigneter Treibstoffleitungen und Rückführungsleitungen 46 zur Einspritzventileinrichtung 34 geleitet.

Fig. 2 zeigt den Beschleunigungsanreicherungsmechanismus 18 der Fig. 1 in schematischer Form. Der Mechanismus 18 stellt den Eingangsgenerator beim Erfindungsgegenstand dar und dient dazu, einen Mechanismus zu symbolisieren, um mit diesem ein "Treibstoff-vor Luft"-Beschleunigungsanreicherungssignal vorzusehen. Es sei erwähnt, daß die Erfindung nicht auf einen solchen Eingangsgeneratormechanismus beschränkt ist. Der Mechanismus besteht aus einem Gehäuseteil 60, einem toten Gang|Glied 62, einer federnd vorspannenden Einrichtung 64, einer Positionssteuereinrichtung 66, einem Signalgenerator 68, in diesem Ausführungsbeispiel in Form eines Potentiometers, und einem Schließmechanismus 70. Das tote Gangglied 62 ist fest an der Drosselplattenwelle 26 angeordnet, um die Drehung derselben zu steuern. Das tote Gan^Grlied 62 ist mit einem Führungsschlitz 72 ausgestattet, und die Positionssteuereinrichtung 66 weist ein Stiftteil 74 auf, welches sich in dem Führungsschlitz 72 bewegen kann. Die federnde Vorrichtung 64 drückt das Stiftteil 74- in eine Endlage des Schlitzes 72, während die Positionssteuereinrichtung 66 den Stift in Sichtung auf das andere Ende des Schlitzes 72 drückt. Der Verschließmechanismus 70 zieht das tote Gangglied und damit die Drosselplatte 24 in Gegenuhrzeigerrichtung, um eine Schließbewegung derselben nach Aufhören der Zugkraft durch die Steuereinrichtung 66 zu bewirken. Die Signalerzeugende Einrichtung 68 wird über die Leitung 76 von der

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Batterie 32 gespeist und kann ein Ausgangssignal auf der Leitung 78 vorsehen, welches kennzeichnend für die momentane Lage der Positionssteuereinrichtung 66 ist. Die Leitung 78 endet beim elektrischen Punkt A, und das an dieser Stelle erscheinende Ausgangssignal soll an späterer Stelle weiter verfolgt werden. Es sind Buchstaben verwendet, um bestimmte Schaltungspunkte zu kennzeichnen, die in zwei oder mehreren Figuren gemeinsam vorhanden sind. Ein lineares Potentiometer 68, dessen Schieber mit der Positionssteuereinrichtung 66 verbunden ist, wurde bei dem Ausführungsbeispiel gewählt, um also das Signal zu erzeugen. Das Potentiometer 68 empfängt eine Eingangsspannung von der Leitung 76 aus der Batterie 32, wie in Fig. 1 gezeigt ist, und die Spannung auf der Leitung 78 ist daher direkt auf die Lage der Positionssteuereinrichtung 66 bezogen.

Im Betrieb, wenn sich die Drosselplatte in irgendeiner Winkellage befindet, die eine Betriebssituation der Maschine kennzeichnet, so bewirkt das Niederdrücken des Gaspedals 28 über das geeignete Verbindungsgestänge 30 eine nach rechts gerichtete (relativ zu Fig. 2) Bewegung der Positionssteuereinrichtung 66. Durch diese Bewegung wird die momentan auf der Leitung 78 erscheinende Spannung geändert, und es wird, bei diesem Ausführungsbeispiel, die Spannung vermindert. Die anfängliche Bewegung der Positionssteuereinrichtung 66 hat jedoch eine Bewegung des Stiftes 74 im Schlitz 72 nach rechts zur Folge, und zwar gegen die Vorspannkraft der federnden Einrichtung 64 and vor jeglicher Bewegung der Drosselplatten 24. Dies kann dadurch erreicht werden, indem man sicherstellt, daß das anfängliche Bewegungsinkrement der federnden Einrichtung 64 weniger Kraftaufwand erfordert als die Bewegung des toten Gang'Gliedes 62 gegen die Vorspannkraft der Schließeinrichtung '/O_yeinschließlich irgendwelcher Reibung des Lagers auf der Welle 26. Die Spannung auf der Leitung 78 wird somit geändert, wodurch der Wunsch nach einer Beschleunigung angezeigt wird, bevor irgendeine Bewegung der Di . 'seiplatte 24 erfolgen kann.

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Fig. 3 zeigt nun die Hauptcomputerschaltung 100 der elektronischen Steuereinheit 10. Diese Schaltung wird durch eine mit B+ Versorgungsspannung erregt, und zwar an verschiedenen Stellen. Bei der Verwendung dieses Systems in einem Treibstoffeinspritzsystem kann die Stromversorgung von der Batterie und/oder dem Batterieladesystem gebildet sein, die üblicherweise als elektrische Stromversorgungsquelle des Fahrzeugs vorhanden ist. Der Fachmann erkennt, daß die elektrische Polarität der Stromversorgung, die in Fig. 1 von der Batterie 32 gebildet ist, auch umgedreht werden kann.

Die Schaltung 100 empfängt zusammen mit der Verscrgungsspannung verschiedene Abtaster-Eingangssignale, die verschiedene Betriebsparameter der zugeordneten Maschine kennzeichnen. Der den Druck im Ansaugrohr erfassende Abtaster 16 (der einer der Abtaster von Fig. 1 sein kann) sieht eine Spannung vor, die kennzeichnend für den Ansaugdruck ist, der Temperaturabtaster 14 kann die Spannung über den parallel geschalteten Widerstand ändern, um ein Spannungssignal vorzusehen, welches die Maschinentemperatur kennzeichnet; weiter werden Spannungssignale zum Schaltungsabschnitt 102 von Taktgebern 12, die kennzeichnend für die Maschinengeschwindigkeit sind, geliefert. Dieses Signal kann von irgendeiner Quelle abgeleitet sein, die den Kurbelwinkel der Maschine anzeigt, wird jedoch in bevorzugter Weise vom Zündverteiler der Maschine abgegriffen.

Die Schaltung 100 kann zwei aufeinanderfolgende Impulse veränderlicher Dauer vorsehen, die über hintereinanderliegende Netzwerke zum Schaltungspunkt 104 gelangen, um die "Ein"-Zeit des Transistora 106 zu steuern. Der erste Impuls gelangt über den Widerstand 108 von demjenigen Abschnitt der Schaltung dorthin, dessen Eingangsgrößen kennzeichnend für den Kurbelwinkel der Maschine und den Druck im Ansaugrohr sind. Das Ende dieses Impulses leitet einen zweiten Impuls ein, der von demjenigen Abschnitt der Schaltung 100 über den Widerstand 110 vorgesehen wird, dessen Eingangsgröße vom Temperaturabtaster stammt. Diese Impulse, die aufeinanderfolgend am Schaltungs-

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punkt 104 erscheinen, dienen dazu, den Transistor 106 "ein"-zuschalten (d.h. der Transistor 106 wird in den leitenden Zustand getriggert), und es erscheint am Ausgangsanschluß der Schaltung ein relativ niedriges Spannungssignal. Dieser Anschluß kann über geeignete Inverterstufen und/oder Verstärker (nicht gezeigt) mit der Einspritzeinrichtung (ü>4 in Fig. 1) derart verbunden sein, daß die Einspritzeinrichtung erregt wird und dadurch öffnet, wann immer der Transistor 106 "eingeschaltet ist. Da die Einspritzventileinrichtung relativ langsam arbeitet, und zwar verglichen mit der Geschwindigkeit von elektronischen Einrichtungen, führen die aufeinanderfolgenden Impulse am Schaltungspunkt 104 dazu, daß die Einspritzvorrichtung offen bleibt, und zwar bis zum Ende des zweiten Impulses.

Die Dauer des ersten Impulses wird durch das monostabile Multivibratornetzwerk gesteuert, welches die Transistoren und 116 beinhaltet. Das Vorhandensein eines am Eingangsanschluß 102 empfangenen Impulses führt zu einer Triggerung des Multivibrators in seinen unstabilen Zustand, wobei sich dann der Transistor 114 im leitenden Zustand befindet, und der Transistor 116 blockiert ist (oder nichtleitend ist). Die Zeitperiode, während welcher der Transistor 114 leitend ist, wird durch das Spannungssignal vom Ansaugrohr-Druckabtaster gesteuert. Beim Leiten des Transistors 114 nimmt der Kollektor 114c desselben eine relativ niedrige Spannung an, die nahe beim Massepotential oder der gemeinsamen Spannung gelegen ist. Diese niedrige Spannung bewirkt, daß die Basis 118b des Transistors 118 eine niedrige Spannung erhält, die unterhalb demjenigen Wert liegt, der erforderlich ist, damit der Transistor 118' in den leitenden Zustand getriggert werden kann, so daß dadurch der Transistor 118 "aus"-geschaltet wird. Die Spannung am Kollektor 118c steigt daher auf den B+ Wert an und gelangt über den Widerstand 108 zum Schaltungspunkt 104, wo sie dann den Transistor 106 in den "ein"-Zustand oder leitenden Zustand triggert, so daß dadurch eine relativ niedrige Spannung am Schaltungsausgangsanschiuß 112 entsteht. Wie zuvor erwähnt

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wurde, so bewirkt das Vorhandensein eines niedrigen Spannungssignals am Schaltungsanschluß 112, daß die ausgewählte Einspritzventileinrichtung öffnet und geöffnet bleibt. Wenn nun die Spannung von Ansaugrohr-Druckabtaster 16 abgefallen ist, und zwar auf einen Wert, damit der Multivibrator in seinen stabilen Zustand zurückkehren kann, so wird der Transistor in den "ein"-Zustand getriggert, und der Transistor 114 gelangt in den nicht gesättigten Bereich. Dadurch wird wiederum der Transistor 118 "ein"-geschaltet, der Transistor 106 wird "aus"-geschaltet, so daß dadurch das Einspritzsteuersignal vom Schaltungsanschluß 112 entfernt wird.

Während derjenigen Zeit, während weicher der Transistor 118 im nichtleitenden Zustand gehalten wurde, konnte die relativ hohe Spannung am Kollektor 118c zur Basis des Transistors gelangen, wodurch der Transistor 120 "ein"-geschaltet wurde. Das Widerstandsnetzwerk 122, welches an die Stromversorgung angeschlossen ist, wirkt mit dem Transistor 120 nach Art einer Stromquelle, und es fließt Strom durch den leitenden Transistor 120, und dieser Strom lädt die Kapazität 124 auf. Gleichzeitig wurde der Transistor ■ :6 in den leitenden Zustand vorgespannt, wobei das Widerstandsnetzwerk 128 eine zweite Stromquelle darstellt. Ströme aus beiden Quellen fließen zur Basis des Transistors 150, wodurch dieser Transistor in dem Sättigungsbereich gehalten wird, so daß eine niedrige Spannung am Kollektor 130c vorhanden ist. Diese niedrige Spannung gelangt zur Basis des Transistors 106, und zwar über den Widerstand 110.

Wenn der Transistor 114 fließt, wodurch das Ende des ersten Impulses signalisiert wird, gelangt der Transistor 118 in den Sättigungsbereich, und das Potential am Kollektor 118c fällt auf einen niedrigen Wert. Der Strom aus der Stromquelle, bestehend aus dem Transistor 120 und dem Widerstandsnetzwerk fließt nun zur Basis des Transistors 120, und die Kapazität wird nichi weiter aufgeladen. Die Kapazität ist also nunmehr mit der in M'ip. 3 gezeigten Polarität auf einer, Wert a."fge~

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laden, der die Dauer des ersten Impulses kennzeichnet. Das Potential am Kollektor des Transistors 120 ist jedoch nur leicht positiv gegenüber Masse oder Erde, da nur einige pn-Ubergänge diesen von Masse oder Erde trennen. Dadurch wird dem Schaltungsanschluß 132 eine negative Spannung aufgedrückt, wodurch die Diode 154- rückwärts vorgespannt wird und der Transistor 13O geschlossen wird. Dadurch gelangt ein hohes Spannungssignal vom Kollektor des Transistors I30 zum Schaltungspunkt 104- über den Widerstand 110, wobei dieses Signal den Transistor 106 erneut in den leitenden Zustand triggert, und der zweite Einspritzventil-Steuerimpuls erscheint am Ausgangsanschluß der Schaltung. Die Zeitdauer zwischen dem ersten und dem zweiten Impuls ist ausreichend kurz bemessen, so daß die Einspritzventileinrichtung nicht auf den kurzen Signalausfall ansprechen kann.

Während die Diode 134- rückwärts vorgespannt ist, fließt der Strom aus der Stromquelle, bestehend aus dem Transistor 126 und dem Widerstandsnetzwerk 128, über den Schaltungspunkt 132 zur Kapazität 124, so daß die Kapazität auf einen Spannungspunkt aufgeladen wird, bei dem der Schaltungspunkt 132 erneut positiv vorgespannt wird, und zwar hinsichtlich Masse oder Erde. Dadurch wird dann die Diode 134- vorwärts vorgespannt, und der Transistor 130 gelangt erneut in den leitenden Zustand. Dadurch wird der zweite Impuls beendet, und die Einspritzventileinrichtung schließt anschließend.

Die Dauer des zweiten Impulses ist eine Funktion der Zeit, die erforderlich ist, damit der Schaltungspunkt 132 ausreichend positiv werden kann, um die Diode 134- vorwärts vorzuspannen. Dies ist wiederum eine Funktion der Ladung auf der Kapazität und der Größe des Ladestromes, der von der Stromquelle, bestehend aus dem Transistor 126 und dem Widerstandsnetzwerk 128, vorgesehen wird. Die Ladung auf der Kapazität 124 ist natürlich eine Funktion der Dauer des ersten Impulses. Die Ladegeschwindigkeit (d.h. die Größe des Ladestromes) ist eine Funktion der Basisspannung am Transistor 126. Dieser Wert wird durch die

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Spannungsteilernetzwerke 136 und 138 gesteuert, wobei das Netzwerk 138 durch den Maschinentemperatur-Abtaster 14 veränderlich steuerbar ist.

Die Schaltung gemäß Fig. 3 enthält drei Schaltungspunkte, die mit Buchstaben gekennzeichnet sind. Diese Schaltungspunkte sind C, alternativ C und E. Die Punkte E und G befinden sich an den Basisanschlüssen der Transistoren 106 und 126, und der Punkt alternativ C ist in dem Netzwerk gelegen, welches den Spannungspegel aufbaut, der dem induktiven Druckabtaster 16 zugeführt wird.

Fig. 4 zeigt nun die Schaltung nach der Erfindung, die in Verbindung mit Fig. 3 und 5 beschrieben werden soll. Die Schaltung gemäß Fig. 4 enthält einen Verstärkerabschnitt 200, einen Abschnitt 202 zum Erzeugen eines analogen Signals und einen gesteuerten Schalter-Abschnitt 204. Der Verstärkerabschnitt 200 wird durch B+ erregt und empfängt ein Signal von dem Beschleunigungsanreicherungs-Signalisiermechanismus 18 der Fig. 1 und 2 über den Signaleingangsanschluß A. Ein Ausgangssignal vom Verstärkerabschnitt 200 wird zum Abschnitt 202 und zum gesteuerten Schalter-Abschnitt 204 vom Schaltungspunkt über die Leitungen 208 und 210 gekoppelt. Der Abschnitt 202 zum Erzeugen eines analogen Signals kann ein analoges Spannungssignal am Schaltungspunkt C für eine Zeitperiode erzeugen, die auf den Empfang eines Eingangssignals folgt. Der gesteuerte Signalabschnitt 204 kann ein geschaltetes Ausgangssignal mit veränderlicher Dauer am Schaltungspunkt D erzeugen, und zwar nach dem Empfang eines Eingangssignals.

Der Verstärkerabschnitt 200 besteht aus dem Transistor 212 und den Widerständen 214 und 216. Diese Schaltung ist als allgemeiner Emitterverstärker aufgebaut, wobei der Widerstand 214 der Lastwiderstand ist und dazu verwendet wird, das momentan erscheinende, die Steuerung einstellende Signal zu verstärken und zu formen. Demnach nimmt die Spannung am Kollektor 212c des Transistors 212 zu, wenn die Spannung an der Basis des

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Transistors (in diesem Fall die Ausgangsspannung der Potentiometerausgangsleitung 78 am Punkt Aj abnimmt. Die Kollektorspannung stellt daher die momentane Einstellung der Positionssteuereinrichtung dar. Die Verstärkung dieser Verstärkeranordnung ergibt sich aus dem Verhältnis zwischen dem Widerstandswert des Widerstandes 214 zum Widerstandswert des Widerstandes 216. Bei geeigneter Auswahl der Widerstandswerte kann die Schaltung 200 und damit die Schaltungen 202 und 204 empfindlich oder unempfindlich auf geringe Gashebelbewegungen, je nach Wunsch, gemacht werden.

Die Schaltung 202 zum Erzeugen eines analogen Signals besteht aus der Kapazität 218, dem Widerstand 220 und dem Transistor 222. Die Kapazität 218 verbindet die Basis des Transistors 222 mit dem Ausgang der Schaltung 200, und'der Widerstand 220 verbindet die Basis des Transistors 222 mit dem Emitter des Transistors 222 und trägt dafür Sorge, daß bei Dauerzustandsbedingungen der Transistor 222 ausgeschaltet bleibt.

Der Emitter des Transistors 222 ist mit dem Punkt C verbunden. Der Punkt G kann entweder mit dem Schaltungspunkt C oder mit dem Schaltungspunkt Alternativ C (in Fig. 3) verbunden werden, und er weist bei Dauerzustandsbedingungen ein eektrisches Potential auf, welches durch das Schaltungspotential bestimmt ist,an welches der Punkt C angeschlossen ist und ebenso vom Ausmaß des Leitens des Transistors 222 bestimmt ist.

Bei Dauerzustandsbedingungen wirkt die Kapazität 218 als offener Schaltkreis, und der Widerstand 220 hält die Spannung an der Basis des'Transistors 222 bei ader unterhalb der Spannung am Emitter des Transistors 222. Wenn die Spannung am Schaltungspunkt 206 plötzlich ansteigt (entsprechend einer Änderung in der Basisspannung, die für eine Beschleunigungsanforderung kennzeichnend ist), so steigt die Spannung an der Basis des Transistors 222 um einen bestimmten Betrag an, und der Transistor 222 fängt an zu leiten. Das Ausmaß des Leitens wird

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durch die Basisspannung des Transistors 222 bestimmt, und dieser ist wiederum eine Funktion der Spannung am Schaltungspunkt 206 aufgrund der kapazitiven Kopplung und ebenso eine Funktion der Zeitdauer, während welcher die Spannung zunimmt, da die Kapazität 218 unmittelbar anfängt sich aufzuladen (oder zu entladen), und zwar auf einen neuen Dauerzustandspegel.

Das Ausgangssignal vom Verstärkerabschnitt 200 dient ebenso dazu, den Schalter 204 zu steuern. Die Schaltung 204 besteht aus einer Kapazität 224, einem Vorspannnetzwerk mit den Widerständen 226, 228, 230 und 232, einem Emitter-gekoppelten Transistorpaar 234 und 236, Widerständen 238 und 240 und aus einem Schalttransistor 242. Das Vorspannnetzwerk entsprechend den Widerständen 226, 228, 230 und 232 ist so angeordnet, daß das Potential an der Basis des Transistors 236 das Potential an der Basis des Transistors 234 (gegenüber Masse oder dem gemeinsamen Potential) überschreitet, so daß dadurch der Transistor 234 in den leitenden Zustand und der Transistor in den nichtleitenden Zustand vorgespannt wird. Die Basis des Transistors 242 ist mit dem Kollektor des Transistors 236 derart verbunden, daß der elektrische Zustand des Transistors 242 mit dem Zustand des Transistors 236 koinzidiert. Der Kollektor des Transistors 242 ist mit dem Schaltungspunkt D verbunden, und das Potential am Punkt D wird durch den Widerstandswert der Widerstände 304, 306 (Fig. 5) bestimmt, wann immer der Transistor 242 geschlossen ist, und befindet sich auf Massepotential oder dem gemeinsamen Potential, wann immer sich der Transistor 242 im leitenden Zustand befindet.

Die Kapazität 224 wirkt als offener Stromkreis bei Dauerzustandsbedingungen und spricht auf Spannungsänderungen am Schaltungspunkt 206 in der gleichen Weise an wie die Kapazität 218. Das Emitter-gekoppelte Transistorpaar 234, 236 ist so angeordnet, daß es nur auf Spannungsänderungen am Schaltungspunkt 206 anspricht, die ausreichend groß sind, damit die kapazitive Kopplung zwischen dem Schaltungspunkt 206 und der Basis des Transistors 234 eine Vor spannung?-r',"hung bewirkt,

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die zu einer Spannung führt, die oberhalb der Spannung an der Basis des Transistors 236 liegt, die durch den Spannungsteilereffekt der Widerstände 230 und 232 aufgebaut wird. Da die Kapazität 224 unmittelbar bei einer Spannungsänderung am Schaltungspunkt 206 anfängt sich aufzuladen (oder zu entladen), beeinflußt die Größe dieser Spannungsanderung und die Geschwindigkeit dieser Änderung die Schaltung 204. D.h., wenn die Größe der Änderung klein ist oder wenn die Geschwindigkeit der Änderung gering ist, so kann sich die Spannung an der Basis des Transistors 234- nicht in ausreichendem Maße ändern, damit dieser Transistor schließt und damit dadurch die Transistoren 236 und 242 in den leitenden Zustand gelangen.

Fig. 5 zeigt nun eine Schaltung 300. Die Schaltung 300 kann in geeigneter Weise einen einzelnen Impuls fester Dauer erzeugen, der zu einer ausgewählten entfernten Stelle gelangt, die beispielsweise die Einspritzventileinrichtung sein &ann, die unmittelbar zuvor erregt wurde. Die Schaltung 300 besteht aus einem normalerweise leitenden Transistor 302, eine Vorspannung aufbauenden Widerständen 304 und 306, Lastwiderständen 308 und 310, einer Zenerdiode 312, einer Kapazität 314- und einer Diodenschaltung 316.

Betriebsweise

Unter Bezugnahme auf die Schaltung gemäß Fig. 4 in Verbindung mit den Schaltungen gemäß den Fig. 3 und 5 und in Verbindung mit dem Mechanismus gemäß Fig. 1 und 2 und den Spannungswellenformen von Fig. 6 soll nun die Betriebsweise des Erfindungsgegenstandes beschrieben werden. Es wird ein anfänglicher Zustand des Fahrzeugbetriebes bei einer dauerhaften Drosseleinstellung angenommen. Ein Niederdrücken des Pedals 28 zum Zeitpunkt T bewirkt eine momentane Bewegung des Gestänges 30, wocL.och die Einstellung des Potentiometers 68 geändert wird. Daher sinkt die von der Leitung 78 abgegriffene Spannung, die am Schaltungspunl:. j A erscheint, ab. Diese anfängliche Bewegung hat eine Spannung der Feder 64 zur Folge, so daß die Stellung

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der Drosselplatte 24 zu Beginn unverändert bleibt. Die Abnahme des Spannungssignals, welches an der Basis des Transistors erscheint, bewirkt eine Zunahme der Spannung am Kollektor desselben um einen Betrag, der kennzeichnend für die Spannungsänderung am Schaltungspunkt A ist, multipliziert mit dem Verstärkungsfaktor der Verstärkeranordnung. Demnach steigt die Spannung am Schaltungspunkt 206 an. Die Wirkung dieser Spannungszunahme gelangt über die Leitungen 208 und 210 zur Schaltung zum Erzeugen eines analogen Signals und zur gesteuerten Schalter-Schaltung 204.

Diese Spannungsänderung gelangt zur Kapazität 218 in der Schaltung zum Erzeugen eines analogen Signals. Da die an der Kapazität erscheinende Spannung sich nicht momentan ändern kann, so nimmt auch die der Basis des Transistors 222 zugeführte Spannung ebenso zu. Dies hat eine Erhöhung der Leitfähigkeit des Transistors 222 zur Folge, so daß dadurch die Spannung am Emitter des Transistors ansteigt und ebenso die Spannung am Schaltungspunkt C (in Fig. 6 mit V angezeigt/ zunimmt. Diese Spannung kann entweder dem Schaltungspunkt zugeführt werden, der in Fig. 3 mit C bezeichnet ist, oder dem Schaltungspunkt Alternativ C. Die Wirkung dieser Spannungsänderung besteht darin, die in Fig. $ aufgebauten Spannungspegel zu ändern, so daß die Impulslänge der von dieser Schaltung vorgesehenen Impulse, in Fig. 6 mit V^o angezeigt, um einen Betrag erhöht wird, der proportional zur Spannungsänderung am Schaltungspunkt C ist. Diese Spannungsänderung ist eine Funktion des Ausmaßes der Änderung in der gewünschten Brosseleinstellung, d.h. von der Spannungsänderung am Schaltungspunkt A, und ist ebenso eine Funktion der Geschwindigkeit, mit der die Drosselstellung geändert wurde, da die Ladung auf der Kapazität unmittelbar geändert wird. Das Ausmaß der Wirkung auf die Schaltung 100 ist demnach proportional zum Ausmaß der Änderung der Drosselstellung als auch zur Geschwindigkeit, mit welcher diese Änderung vorgenommen wurde. Wenn die Drosseleinstellung eine neue Dauerzustandsstellung eingenommen hat, so nimmt die Spannung am Schaltungspunkt 206 einen neuen Dauerwert ein, und

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die Ladung auf der Kapazität 218 stellt sich auf diesen Wert ein. Die Ladegeschwindigkeit der Kapazität 218 ist eine Funktion der RC-Zeitkonstante der Schaltung 202, und diese steuert demnach das Ausmaß der Spannungsänderung, die in der Schaltung 100 verwirklicht wird und damit die Größe und die Dauer der Wirkung auf die Schaltung 100 durch die Schaltung zum Erzeugen eines analogen Signals. Als Ergebnis erhält man eine Verlängerung eines oder beider Einspritzbefehlsimpulse, die am Schaltungsanschluß 112 (Fig. 3) erscheinen. Das Ausmaß der Impulsdauerverländerung wird daran anschließend verkürzt, und zwar als eine Funktion der RC-Zeitkonstante der Schaltung 202 und der Spannung am Schaltungspunkt 206 (d.h. als eine Funktion der gesamten Ladung und Geschwindigkeit der Änderung der Drosseleinstellung). Die Schaltung 202 sieht daher zusätzlich Brennstoff für die Beschleunigung in einem Ausmaß vor, welches sich nahezu mit der Anforderung der Maschine nach einer Anreicherung ändert.

Die Änderung der Drosseleinstellung oder -lage und damit der Spannung am Schaltungspunkt 206 wird auch von der Kapazität wahrgenommen. Hierdurch ergibt sich eine Wirkung entsprechend einer Spannungserhöhung an der Basis des Transistors 234. Wenn die Lageänderung der Drossel ausreichend groß ist, so steigt die Spannung an der Basis des Transistors 234 über diejenige an der Basis des Transistors 236 an, und in Einklang mit der Schaltungsanordnung gemäß dem Emitter-gekoppelten Transistorpaar wird der Transistor 234 geschlossen, und der Transistor gelangt in den leitenden Zustand. Das leiten des Transistors bewirkt einen Stromfluß durch den Widerstand 240, so daß über diesen Widerstand ein Spannungsabfall entsteht. Dieser Spannungsunterschied gelangt zum Emitter-Basisübergang des Transistors 242, so daß dieser Transistor zu leiten anfängt und ein Massepotential oder ein Signal entsprechend dem gemeinsamen Potential am Schaltungspunkt D erscheint. Der Schaltungspunkt D ist mit dem Eingangsschaltungspunkt D der Schaltung 300 in Fig. 5 verbunden, und das Vorhandensein dieses Massepotentials hat eine Beendigung des Stromflusses durch den Widerstand 306

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zur Folge, so daß der Transistor 302 "aus"-geschaltet wird. Dadurch wird die Spannung an der Kapazität 314- plötzlich erhöht, und diese Zunahme gelangt über die Diodenanordnung zum Scbaltungspunkt E. Der Schaltungspunkt E ist direkt mit dem Steuertransistor 106 (Fig. 3) verbunden, so daß das Vorhandensein eines Signals am Punkt E bewirkt, daß der Transistor 106 leitend wird und ein Ausgangssignal am Ausgangsanschluß 112 der Schaltung erscheint. Dieses Signal steuert direkt die Erregung der Einspritzventilanordnung 34-, die laufend an den Ausgangsanschluß 112 (Fig. 3) elektrisch gekoppelt ist. Die Größe dieses Signals ist eine Funktion der Zeit, damit sich die Kapazität 314· auf einen richtigen Wert aufladen kann, und kann daher als konstanter Wert betrachtet werden.

Fig. 6 veranschaulicht drei Spannungswellenformen, die als Funktion der Zeit aufgetragen sind und für zwei ausgewählte Spannungen innerhalb der Schaltung der Fig. 4- (V.) und Fig. ("V^o) wiedergeben und ebenso einen Spannungswert der Wellenform der Fig. 3 gemäß dem Stand der Technik. Nimmt man einen Beschleunigungsbefehl zum Zeitpunkt ΐ an» so steigt die Spannung am Schaltungspunkt G von ihrem Dauerzustandswert auf einen höheren Wert an, was von der Größe und der Geschwindigkeit der Änderung der Drosseleinstellung abhängig ist. Die Spannung fällt dann ab, wobei sie der normalen RC-Zeitkonstantenkurve folgt, und zwar fällt sie auf ihren Dauerzustandswert zurück. Im Moment des Spannungsabfalls, zum Zeitpunkt T, erscheint ein kurzer Impuls am Ausgangsanschluß 112 (Fig. 3) als Ergebnis der Wirkung der Schaltungen 200 und 204- (Fig. 4·) und 300 (Fig. 5). Jeder in üblicher Weise erzeugte Einspritzbefehlsimpuls, der normalerweise am Ausgangsanschluß 112 danach für eine bestimmbare Zeitperiode erscheint, ist mit einer inkrementellen Impulsgröße behaftet, die kennzeichnend für die Brennstoffanreicherung für eine Beschleunigung ist. Wie die Kurve V^o (S*⁸¹¹^ der Technik) zeigt, so besitzen diese hinzugefügten Inkremente eine einheitliche Länge (zeitliche Dauer), und zwaj bis zum Ende derselben. Die Tusätzlichen

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Inkremente, die gemäB der Erfindung erzeugt werden, weisen jedoch eine Dauer auf, die proportional zur Differenz oder Abweichung der Spannung V von ihrem Dauerzustandswert ist. Sie liefern daher einen Beitrag zum Brennstoffbemessungsimpuls, so daß dadurch die * Anreicherungsanforderung sehr viel besser zufriedengestellt wird und darüber hinaus automatisch diese Anreicherung vermindert wird, wenn die Forderung nach einer Anreicherung abnimmt.

Für einen Fachmann geht hervor, daß der Erfindungsgedanke in Form von verschiedenen Schaltungsanordnungen verwirklicht werden kann, beispielsweise unter Verwendung von NPN- oder PNP-Transistören oder Kombinationen derselben, die also von der beschriebenen Kombination abweichen. Darüber hinaus kann die Stromversorgung (B+) auch negativ gegenüber Masse oder dem gemeinsamen Potential sein, und es können zusätzlich Verstärker und/oder Inverterstufen zur Anwendung gelangen, ohne dabei den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Sämtliche in der Beschreibung erwähnten und in der Zeichnung erkennbaren technischen Einzelheiten sind für die Erfindung von Bedeutung.

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Claims

Patentansprüche

1 .J Elektronische Schaltung für die Brennstoffanreicherung >ei der Beschleunigung von Brennkraftmaschinen, die mit einem elektronischen Brennstoffeinspritzsystem ausgestattet sind, mit einem Luftansaugrohr, in dem eine Drossel und eine Drosselsteuereinrichtung angeordnet ist, und das System KLnspritzventi!vorrichtungen enthält, um die abgemessenen Brennstoffmengen in die Maschine einzugeben, weiter mit einer Brennstoff-Übergabeeinrichtung zum Zuführen des Brennstoffes zur Einspritzventileinrichtung, mit einer Computerschaltung, die auf Betriebsparameter der Maschine anspricht und Befehlsimpulse zum Betätigen der Einspritzventileinrichtung erzeugt, um dadurch die Abgabe einer abgemessenen Brennstoffmenge in die Maschine zu steuern, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Schaltung für die Brennstoffanreicherung einen analogen Schaltungsabschnitt (202j enthält, der auf eine Änderung in einem Signal anspricht, welches kennzeichnend für die Einstellung der.Drosselsteuereinrichtung (30, 18) ist, um ein Ausgangssignal mit einer Größe zu erzeugen, die eine Funktion des Ausmaßes und der Geschwindigkeit der Änderung der Drosselsteuereinrichtung-Einstellung ist, daß weiter eine Einrichtung (C) vorgesehen ist, um das Ausgangssignal zur Computerschaltung (100) zu leiten, um die Befehlsimpulse zu verlängern und um die Verlängerung der Befehlsimpulse danach wieder in einer bestimmten Weise zu vermindern.
2. Elektronische Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Eingangsschaltung (200) vorgesehen ist, die auf das Signal ansprechen kann, welches für die Einstellung der Drosselsteuereinrichtung (30, 18) kennzeichnend ist, um das Signal zu verstärken und zu formen und um am Ausgang der Schaltung ein Steuersignal vorzusehen.
3. Elektronische Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der analoge Schaltungsabschnitfc (202) eine Kapazität (218) mit zwei Leitungen enthält, wobei eine der

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Leitungen mit dem Ausgangsanschluß (206) der Eingangsschaltung (200) verbunden ist und ein Verstärker (222) mit der anderen Leitung verbunden ist.
4. Elektronische Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker (222) einen Transistor (222) enthält, dessen Steueranschluß mit der Kapazität (218^ gekoppelt ist und dessen Ausgangsanschluß über einen Widerstand mit dem Steueranschluß gekoppelt ist.

5· Elektronische Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine gesteuerte Schalter-Schaltung (204) vorgesehen ist, die auf eine Änderung im Steuersignal beim Überschreiten eines bestimmten Schwellenwertes ansprechen kann, um ein Impulssignal zu erzeugen, dass weiter eine Ausgangsschaltung (300) vorgesehen ist, die auf das Impulcsignal ansprechen kann, um einen Ausgangsimpuls mit bestimmter Größe und Dauer zu erzeugen, der der Computerschaltung (100.) zugeführt wird, um zu den Befehlssignalimpulsen addiert zu werden.

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