DE2649365A1 - Anordnung zur gewinnung eines beschleunigungsanreicherungs-signals fuer eine kraftstoffeinspritzung - Google Patents

Description

VO LIC S WÄG E NWE E K

AKTIENGESELLSCHAFT

K 2251/1702-pt-hu-sa 27. Okt. 1976

Anordnung zur Gewinnung eines Beschleunigungsanreicherungs-Signals für eine Kraftstoffeinspritzung

Die Erfindung "betrifft eine Anordnung der id Oberbegriff des Hauptanspruchs genannten Gattung. Bevorzugt bezieht sich die Erfindung
auf Kraftstoffeinspritzvorrichtungen an Brennkraftmaschinen von
Kraftfahrzeugen.

Wie bekannt, tritt, sofern nicht Gegenmaßnahmen getroffen sind, nach Beginn eines Beschleunigungsbefehls, also nach dem Treten des Gaspedals, bei Fahrzeugen eine Verzögerung der Beschleunigung ein, was zu einem Nicken des Fahrzeugs führt. Bei mit Yergaser-Brennkraftmaschinen ausgerüsteten Fahrzeugen führt man daher über eine zusätzliche Pumpe nach Erhalt eines Signals, das an der Drosselklappe gewonnen wird, zusätzlich Kraftstoff zu.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine mögliehst wenige
Schaltungsteile erfordernde Anordnung der im Oberbegriff des Hauptanspruchs genannten Gattung zu schaffen, die also eine Beschleunigungsanreicherung speziell bei Kraftstoffeinspritzung sicherstellt. Auf den ersten Blick scheint die Lösung dieser Aufgabe sehr einfach

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zu sein. Man muß aber beachten, daß jede zusätzliche Kraftstoffzufuhr die Gefahr der Vermehrung schädlicher Abgasbestandteile mit sich bringt. Daher ist ee nicht möglich, einfach beim Auftreten eines Beschleunigungsbefehls, worunter hier letztlich stets der vom Fahrer des Fahrzeugs gegebene Befehl verstanden ist, zusätzlich Kraftstoff einzuspritzen, sondern die Menge des zusätzlich zugeführten Kraftstoffs muß von den Betriebsparametern der Brennkraftmaschine abhängen.

Die erfindungsgemäße Lösung der definierten Aufgabe ist gekennzeichnet durch die Merkmale des Hauptanspruchs.

Vom Prinzip her arbeitet die erfindungsgemäße Anordnung in ihrer einfachsten Ausführung also so, daß durch das Auftreten eines Beschleunigungsbefehls die Zuführung einer zusätzlichen Eraftstoffmenge freigegeben wird, deren Größe durch die jeweilige Temperatur der Brennkraftmaschine zumindest mitbestimmt ist. In an sich bekannter Weise wird die temperaturabhängige Steuerspannung an einem im Zylinderkopf der Brennkraftmaschine angeordneten Widerstand mit negativem Temperaturgang seinus Widerstandswerts abgegriffen. Me Amplitude dieser Steuerspannung ist demgemäß umso kleiner, je höher die Motortemperatur ist,· so daß die erf in Jungsgemäße Anordnung eine kontinuierliche Anpassung der zusätzlich zugeführten Kraftstoffmenge an die jeweilige Motortemperatur vornimmt. Dabei kann es aber, wie im folgenden bei der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung noch erläutert wird, zweckmäßig sein, zusätzliche Parameter, wie den zeitlichen Anstieg des Beschleunigungsbefehls, zu berücksichtigen .

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung nebst einer Variante werden im folgenden anhand der Figuren 1 und 2 erläutert, von denen Figur die Schaltung wiedergibt, während sich die Figuren 2a, 2b und 2c auf die zeitlichen Verläufe der Spannungen an verschiedenen, in Figur durch kleine Buchstaben gekennzeichneten Stellen der Schaltung bei sehr schnellem Anstieg des Beschleunigungsbefehls (Figur 2a), relativ

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langsamem Anstieg des Beschleunigungsbefehls (Figur 2b) und sehr langsamem Anstieg des Beschleunigungsbefehls (Figur 2c) beziehen.

Betrachtet man Figur 1, so bilden den Kern der Schaltung der erste Schaltungsteil 1, der den als Schmitt-Trigger geschalteten Operationsverstärker 2 enthält, und der zweite Schaltungsteil 3> der den als Impedanzwandler geschalteten Operationsverstärker 4 aufweist. Diese beiden Einheiten 2 und 4 können zusammen mit dem eingangsseitig angeordneten Operationsverstärker 5 und· dem ausgangsseitigen Impedanzwandler 6 ein einziges handelsübliches Bauteil bilden. Schon hieraus wird ersichtlich, daß die Schaltungsanordnung mit einem besonders geringen Schaltungsaufwand auskommt.

Der Klemme a wird ein das Auftreten und die Anstiegssteilheit des Beschleunigungsbefehls wiedergebendes Signal zugeführt. Bei einer Kraftstoffeinspritzung nach dem Prinzip der L-Jetronic kann dieses Signal in an eich bekannter Weise am Luftmengenmesser gewonnen werden. Ba das Signal, wie Figur 2a erkennen läßt, insbesondere bei einem eschleunijungssignal mit steilem Anstieg (plötzliches Gasgeben), gerade im Bereich der hier besonders interessierenden Anstiegsflanke Schwingungsvorgänge enthält, die in diesem Ausführungsbeispiel auf Schwingungen des Luftmengenmessers zurückzuführen sind, wird es nicht direkt dem Steuereingang c des Schmitt-Tiggers 1 zugeführt, sondern über den Spitzenwertspeicher mit dem Kondensator 8, den Widerständen 9 und 10 sowie der Biode 11: Dieser Spitzenwertspeicher dient also, wie sein Marne sagt, zur Speicherung des Amplitudenwerts der ersten Spitze des Steuersignals im Schaltungspunkt a, so daß sich im Schaltungspunkt b ein in diesem Fall, d.h. beim plötzlichen Gasgeben, praktisch rechteckförmiges Signal einstellt.

Auch das Signal im Punkt b gelangt nicht unmittelbar zum Steuereingang des als Schmitt-Trigger geschalteten Operationsverstärkers 2, sondern über das den Kondensator 12 und den Widerstand 13 enthaltende Differenzierglied. Dieses ist im Hinblick auf den die Schwellspan-

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ruing des Schmitt-Triggers bestimmenden Widerstand 14 so ausgelegt, daß ein Durchschalten des Bauteils 2 nur dann möglich ist, wenn der Anstieg des Beschleunigungsbefehls, also letztlich des Signals in den Schaltungspunkten a oder b, einen vorgegebenen Minimalwert überschreitet. Das ist, wie die Figuren 2a und 2b jeweils im dritten Diagramm von oben erkennen lassen, der Fall bei plötzlichem Gasgeben und relativ langsamem Gasgeben, nicht aber bei einem sehr langsam ansteigenden Beschleunigungssignal (Figur 2c). Fur in den den Figuren 2a und 2b zugrunde liegenden Fällen überschreitet also das aus dem Signal an der Eingangsklemme a gewonnene Steuersignal am Steuereingang c des Bauteils 2 die durch den ¥iderstand 14 gegebene Schwellspannung, so daß nun das Bauteil 2 durchgeschaltet wird. Dieses Durchschalten bewirkt eine Potentialanhebung am Ausgang des Schmitt-Triggers, also letztlich am Schaltungspunkt d, von dem Potentialwert 0 auf einen positiven Potentialwert, dessen Höhe aber bestimmt ist durch die jeweilige Temperatur der Brennkraftmaschine.

Zu diesem Zweck wird der Klemme g, die mit dem Steuereingang des Impedanzwandlers 4 verbunden ist, ein an einem NTC-Widerstand im Zylinderkopf der Brennkraftmaschine abgegriffenes Spannungssignal zugeführt, das demgemäß in seiner Amplitude bestimmt ist durch die jeweilige Höhe der Temperatur der Brennkraftmaschine. Diese Jjteuerspannung bestimmt demgemäß die Höhe des Potentials am Ausgang des Impedanzwandlers 4> also letztlich in dem "Verbindungspunkt d, dann, wenn das Potential dieses Verbindungspunkts nicht durch den Schmitt-Trigger 1 auf 0 gehalten ist. Der Schmitt-Trigger 1 gibt also gleichsam den Yerbindungspunkt d der Ausgänge der beiden Schaltungsteile und 3 zur Potentialanhebung auf einen Wert frei, der gegeben ist durch die Signalspannung des Impedanzwandlers 4· Dies bringen auch die Diagramme für den Schaltungspunkt e in den Figuren 2a und 2b zum Ausdruck: Ausgezogen ist ein Signal dargestellt, wie es.sich bei kaltem Motor einstellt. Entsprechend den Eigenschaften des KTC-Widerstands besitzt das Signal eine relativ große Amplitude, während sich bei einem warmen Motor gemäß den unterbrochenen Kurven ein Anreiche-

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rungs-Signal ergibt, das eine erheblich geringere Amplitude aufweist.

Wie diese Kurven weiter zeigen, besitzen sie gegenüber den Kurven im Verbindungspunkt d erheblich flachere Abfallflanken. Eine im folgenden zu beschreibende Ergänzung der Schaltung sorgt nämlich dafür, daß bei sehr kurzzeitigen Beschleunigungsbefehlen doch Anreicherungs-Signale von endlicher Dauer erzeugt werden. Die Signale im Punkt d werden über die Diode 15 dem Kondensator 16 zugeführt, dem der Entladewiderstand 17 parallelgesohaltet ist. Die Polung der Diode 15 ist so getroffen, daß sie nur eine Aufladung des Kondensators 16 vom Punkt d her, nicht aber eine Entladung, zuläßt.

Dieses Signal gelangt nun über den Impedanzwandler 6 an die Klemme f, die über die zur Entkopplung von dem eigentlichen Steuergerät, das an die Ausgangsklemme h der Anordnung angeschlossen ist, dienende Diode 18 mit der Klemme h verbunden ist. Demgemäß ist der ^erlauf des Beschleunigungsanreicherungs-Signals am Schaltungspunkt f bis auf den Spannungsabfall an der Diode 18 und am Widerstand 18' identisch mit der Ausgangsspannung an der Ausgangsklemme h.

Häufig ist dass Steuergerät ier Kraftstoffeinspritzvorrichtung bere.its so ausgelegt, daß es unterhalb einer vorgegebenen Mindesttemperatur der Brennkraftmaschine bereits eine Anfettung vornimmt. Dann braucht eine zusätzliche Beschleunigungsanreicherung durch die erfindongsgemäße Schaltungsanordnung nur oberhalb dieser Mindesttem-. peratür vorgenommen zu werden. Hierfür sorgt die Diode 19 mit dem ihr nachgeschalteten Spannungsteiler.

Wie erläutert, sorgt die an der Klemme g zugeführte Steuerspannung für den Impedanzwandler 4» also den zweiten■Schaltungsteil 3, dafür, daß bei zunehmender Motortemperatur die zusätzliche Kraftstoffmenge kleiner wird. Damit auch bei hohen Motortemperaturen noch eine zusätzliche Kraftstoffmenge eingespritzt wird, die als Restmenge bezeichnet wird, ist der ausgangsseitige Impedanzwandler 6 über die Widerstände 20 und 21 entsprechend eingestellt. Dieses Restmengen-

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signal ist in den Figuren 2a und 2b "bei den Diagrammen für die Schaltungspunkte e und f durch unterbrochene linien angedeutet.

Nicht eingegangen wurde bei der Beschreibung der Schaltung nach Figur 1 bisher auf die Art der Zusammenschaltung der Ausgänge der beiden Schaltungsteile 1 und 3· Ma*¹ erkennt, daß zwischen dem Ausgang des Operationsverstärkers 2 einerseits und dem Verbindungspunkt d andererseits der Widerstand 22, dagegen zwischen dem Ausgang des Operationsverstärkers 4 einerseits und dem Verbindungspunkt d andererseits die Diode 23 liegt. Diese Sshaltungselemente dienen zur Vermeidung von Kurzschlüssen, die auftreten würden, sofern nicht besondere Schaltungen für die Teile 2 und 4 getroffen sind. Verwendet man hierfür jedoch Operationsverstärker mit offenem Kollektor, wie sie im Handel erhältlich sind, so können die Schaltungselemente 22 und 23 entfallen, und der Verbindungspunkt d wird über den Widerstand 24 mit dem positiven Pol der Spannungsquelle verbunden.

Es ist bekannt, bei Kraftstoffeinspritzvorrichtungen eine Naehstartanhebung vorzunehmen. Dies ist deshalb erforderlich, weil häufig der Fahrer des Fahrzeugs nach dem Starten nicht gleich das Gaspedal tritt. Himmt man wiederum den Fall der L-Jetronie an, so kann dennoch ein !Beschleunigungssignal am Luftmengenmesser gewonnen werden. Die in Figur dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist so ausgebildet, daß das am Schaltürgspunkt c anstehende, gleichsam aufgearbeitete Eingangssignal zur Betätigung der Hachstartanhebung ausgenutzt wird. Zu diesem Zweck ist der Schaltungspunkt c über den Kondensator 25 und den Widerstand 26 mit der Klemme 27 verbunden. Diese Klemme wird vom Steuergerät her nur dann belegt, wenn der Schlüssel aus seiner den Anlasser der Maschine betätigenden Stellung zurückgesohwenkt wird.

Schließlich ist es auch möglich, die am Verbindungspunkt b anstehenden Signale dem Steuergerät der Kraftstoffeinspritz-Vorrichtung zuzuführen. Zu diesem Zweck erfolgt ein Abgriff an der Klemme j. Dann erhält auch das Steuergerät ein fehlerfreies Steuersignal. Diese Maß-

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nähme hat sich auch dann als sehr wirksam hinsichtlich der Lösung der definierten Aufgabe erwiesen, wenn auf die restliche Anordnung zur Beschleunigungsanreicherung verzichtet wird.

Wie diese Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung zeigt, bietet sie die Möglichkeit, mit sehr geringem Schaltungsaufwand nicht nur ganz allgemein ein Signal zur Beschleunigungsanreicherung zu gewinnen, sondern auch eine Yielzahl von weiteren Bedingungen hinsichtlich der Form bzw. Größe des Signals zu berücksichtigen.

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Claims (1)

1. AISPSICHE

   ; 1. Anordnung zur Gewinnung eines Beschleunigungsanreicherungs-Signals '' für das elektronische Steuergerät einer einer Brennkraftmaschine zugeordneten Torrichtung zur Kraftstoffeinspritzung, dadurch gekennzeichnet, daß einem nach Art eines Schmitt-Triggers aufgetauten ersten Schaltungsteil 'i) ein das Torliegen eines Beschleunigungsbefehls wiedergebendes Steuersignal zugeführt wird, das den ersten Schaltungsteil (i) im Sinne der Anhebung des Potentials seines Ausgangs durchschaltet, der mit dem Ausgang eines nach Art eines Impedanzwandlers aufgebauten zweiten Schaltungsteils (3)» dem eine Steuerspannung mit zur Temperatur der Brennkraftmaschine gegenläufiger Amplitude zugeführt wird, derart verbunden ist, daß die Größe der Potentialanhebung an dem Terbindungspunkt (d) bestimmt ist durch die jeweilige Amplitude der Steuerspannung des zweiten Schaltungsteils (3)·

   2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß erster und zweiter Schaltungsteil (1,3) durch Operationsverstärker (2,4) mit offenem Kollektor gebildet sowie ihre unmittelbar miteinander verbundenen Ausgänge über zumindest einen Widerstand (24) mit dem positiven Pol einer Gleichspannungsquelle verbunden sind.

   3· Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Terbindungspunkt (d) der Ausgänge von erstem und zweitem Schaltungsteil (i,3) mit einem Zeitglied (16,17) zur Bestimmung der Dauer des Signals in Terbindung steht.

   4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitglied einen Kondensator (16) mit Entladestromkreis (17) enthält und in der Verbindung _Zu dem Terbindungspunkt (d) der Ausgänge ein nur Aufladungen des Kondensators (16) zulassendes Bauteil nach Art einer Diode (i5) liegt.

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   5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4j dadurch gekennzeich- net, daß der Ausgang der Anordnung gebildet ist durch einen derart eingestellten Impedanzwandler (6), daß auch bei hohen Temperaturen der Brennkraftmaschine das Signal eine endliche Amplitude (Restwert) besitzt.

   6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersignal dem ersten Schaltungsteil (i) über ein differenzierendes Fetzwsrk (12,13) zugeführt wird und der erste Schaltungsteil (i) eine Amplitudenschwelle besitzt, so daß er erst bei einem minimalen Anstieg des Beschleunigungsbefehls durchgeschaltet wird.

   7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem ersten Schaltungsteil (6) das Steuersignal über einen Spitzenwertspeicher (8—11 ) zugeführt wird.

   8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 s dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer Kachstartanreicherung der Steuereingang des ersten Schaltungsteils (i) mit einem nach Beendigung der Betätigung eines Anlassers spannungsführenden Klemme (27) in Verbindung steht.

   9. Anordnung zur Gewinnung eines Beschleunigungsanreicherungs-Signals für das elektronische Steuergerät einer einer Brennkraftmaschine zugeordneten Torrichtung zur Kraftstoffeinspritzung, insbesondere nach Anspruch 7> dadurch gekennzeichnet, daß dem Steuergerät ein das Torliegen eines Beschleunigungsbefehls wiedergebendes Steuersignal über einen Spitzenwertspeicher (8—11) zugeführt wird (bei j),

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