DE1451988A1

DE1451988A1 - Elektronisch gesteuerte Benzineinspritzung

Info

Publication number: DE1451988A1
Application number: DE19651451988
Authority: DE
Inventors: Gerhard Lerch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1965-01-19
Filing date: 1965-01-19
Publication date: 1969-02-13

Description

Elektronisch gesteuerte Benzineinspritzung. Die elektronische Steuerung der Benzineinspritzung hat die Aufgabe, dem von einem Verbrennungsmotor angesaugten Luftgewicht ein entspre-chendes Brennstoffgericht in einem gleichbleibenden Verhältnis zuzulL ordnen. Dabei sollen Genauigkeit der Dosierung, die Lebensdauer und der Aufwand fair die Wartung gegenüber der bekannten mechanisch gesteu- erten Ben$ineinspritzung verbessert werden.
Es sind mehrere Ausführungen der elektronisch gesteuerten Benzineinspritzung bekannt, bei denen die Einspritzzeit infolge konstanten Einspritzdruckes die Einspritzmenge bestimmt. Die Einspritzzeit wird meist mit einem oder mehreren monostabilen Multivibratoren erzeugt, bei denen mit Hilfe unterschiedlicher Auf-und Entladung des Zeitkon- densators die Einapritasett verändert wird. In einigen Schaltungen er- folgt die Brseugung der ßtnspritzzeit mit Induktivitäten. Die Verän- derungen der Einspritzzeit werden durch verschiedene Einflußgrüßen wie Droese7Lklappenatellung, Motordrehj.hl, Saugrohrunterdruck, Ansaugluftgeschwi.adigkeit, Luftdruck und Lufttemperatur bewirkt.

Die Aufgabe jeder Benzineinspritzung besteht darin,. die Sinspritzmenge des Brennstoffes entsprechend der angesaugten Luftmenge je Kurbelwellenundrehung mit großer Genauigkeit zu dosieren .und .die Einflüsse von Lufttemperatur und Luftdruck auf dal. Luftvolumen zu berücksich- tigen. Von Vorteil ist dabei eine Schaltanordnung, bei der sich die Einspritzzeit mathematisch genau proportional mit dem FUllungsgrad der Notormylinder ändert und EinflUsse von Ungebungstemperatur und Betriebsspannung das Ergebnis nicht ändern. Bei Verwendung von Tran- sistoren als Schalter und Verstärker dürfen nur solche elektrische Größen über mehrere Stufen Ubertregen werden, die unabhängig von schwankenden Transistoreigenschaften konstant bleiben. Das elektro- nische Steuergerät muB durch eine einfache Einstellung in einem beliebig_gewählten Arbeitspunkt des Verbrqnnungsmotors automatisch . für den gesamten Arbeitsbereich des Verbrennungsmotors richtig ein- gesteilt sein. Es ist erwünscht, das Gerät für verschiedene Typen von Verbrennungstoren ohne Änderungen au verwenden.

Eine Messung des angesaugten Luftvolumens- erfolgt zweckmäßig

als Messung der Luftgeschwindigkeit in einem konstanten Querschnitt.,..

Die Frequenz eines rotierenden. odqr. schwingenden Wecheelstromge-

neratora muß dabei peoportional reit der Luttg®achwinditeit an- .

steigen. Es ist rauch möglich, -mit der ontatehünden Unterdruck bei

steigender luitgoschwindigkeit einen agzillutor an zu verstimm

Prinzip des Schwebungseummers ), daß eine proportional -mit der

Luftgeschwindigkeit ansteigende F.equanz zntstoht. Die Wechsel-

spannung wird dann mit bekannten Mitteln in Rochtock-libpulae kon-

atunter Impulsdauer verwandelt. Mit' diesen Impulsen wird Ubar ei-

nen konstanten Drehwinkel der Motorkurb@ilwa)llo ein Kondensator

auägelad®n. Eine. so gewonnene Spannung am Zeitkondons,tor ist

praktisch genau proportional dein Füllungsgrad der Motorzylinder,

wenn die .Frequenz das Wechselstromgenerators genügend groß gewählt

wird. Bei der Entladung des Zeitkondensators nie einem über die

ganze Entlad®zeit konstanten Strom wird die Dauer der Einspritz-

zeit gewonnen. Die beiden KorrekturgröE3en LILft temperatur und. Luf-L-p

druck können sowohl beim Auf- a.le rauch beim Entladen den Zei.tkan-

deneators als Stroaändbrung berücksichtigt werden.

Die Heaaung dass Füllungsgrades eines ;VeräreriniangL:wators kann auch

durch den Vergleich von 2 Gleichspannungen erfolgen, wobei eins

Spannung U 1 proportional mit der Motordrehzahl und die aridere

SpLnuung U 2 proportional mit der Luftgeschwindigkeit in einem

konstanten Anaßugquersehnitt zunimmt. Bei einer Veränderung der

Füllung durch Verstellen ddr Drosselklappe wird dies Einspritzzeit

um den Faktor U 2/ U 1 geändert*

Fig. 1 zeigt das vereinfachte irinzipachaltbild einer elektronisch

gesteuerten Benzineinspritzung für einen Vierzylinder-,Viertakt-

motor( Es 'sind nur 2 von inageßamt Q. liagnetventilen dargestellt).-

In der Spule 1 worden Spannungsspitzen von sehr kurzer Dauer er-

zeugt, deren Frequenz genau proportional mit der Geschwindigkeit

der ang®eaugten Verbrennungsluft ansteigt.

litt dem monostabilen Multivibxator, der aus den Transistoren 2 -

und 3 besteht, worden im Transistor 2 Kollektoratröme von konstan-

ter Impulsdauer erzeugt, mit denen der lAdetrvLnaisstor 4 gesteuert

wird.-Der Transistor 4 bestimmt die Impulehöhe den Ladesstromen vom

- ' Einapritaaeit- Kondennator 51. .Ein bie°zbiler Multivibra,.tor, be-

stehend aus den Trancitoren 6 und T wird aus der Spule 8 mit negativer

und poeitivon Spannungsssspitaen so gesteuert, das die Aufladung den

Kondensators 5 wLihrend eines konotanteen Drohwinkeln der Kurbelwelle

erfolgt. Die ponitive Sgannungeapitze bestimmt den Beginn der Ein»

spritaseit, die negative Spannungaapitse gibt den Kondensator 5 für

die Aufladung frei.. Der Tranaiator 9 bestim-nt den Bntladeatrom und

damit die Hinspritzzeit, wobei die Temperatur der Anaaugluft durch

dien Wort dee temperubhängiggn Widerstandes 1ü berUckeichtigt wird.

übereden Verteiler 11, der svgukmäßig mit der Wolle dese ZUndvertailerss

verbunden iet, wird das 1,l.gnetventil 12 mit dem saugehörigen aAisstunga-

tr°annistor 1ä geachaltat. SelbetverstKndlich kann der Verteiler 11

auch durch bekannte elektronische Schaltungen ersetzt werden.

Die fremdbeheizuyig des temporaturabhängigen Wideretandes 10

( der nicht der unterschiedlichen Luftgeschwindigkeit der Anaaugluft

aueg;»setzt >sein darf) durch den Widerstand 14 bestimmt bei waaaergo#

kUhlten Verbrennungsmotoren die Zeit den Brennetoffüb®rsschusss®s

beim Anlasein. Bekanntlich hat die automatische Reduzierung deal

BrennotoffUberschuasee durch die ßetriebstomperatur des Motors

den Nachteil, dran bei häufigen Fahrtunterbrechungen im Winter

wegen zu niedriger Betriebstemperatur des Motors der nur

den Anlaßvorgang benötigte Brennsstoffüberschuß dauernd erhalten

bleibt.

In der Schaltung nach Fig. 1 werden Fehler durch Schwankungen

darr Betriebesspannung und der Umgebungetemperatur infolge der-

gleichzeitigen Binwirkung beim Auf-und Entladen den K=danaastore

5 praktisch saufgehoben. . ..

Fig. 2 zeigt die grundsätzliche Schaltung einer elektronisch

gesteuerten Bentineinepritzung, bei der die Binapritaseit russ

dem Verhältnis von Antaugluftgeschwindigkeit ( U2 ) zu Motordreh-

sahl ( Ux ) gewonnen wird. Da der Bntladestrom des Zeitkondenea-

tors 16 praktioch proportional seit der Motordrehzahl sunimt, er-

gibt . eich eine konstantes . Einspritzzeit bei «hichem fUllungagrad.

Der Anfang der Einspritzzeit-wird durch den Umschalter 1? bestimmt, der erst nach Ablauf der längsten Einspritzzeit wieder öffnen darf. Dieser Vorgang kann aber auch mit elektronischen Schaltern nachgebildet werden. Die Lufttemperatur und der Luftdruck werden durch einen entsprechenden Einfluß auf dem Entladestrom berücksichtigt. Die Verlängerung der Einspritzzeit beim Anlassen wird mit Hilfe des temperaturabhängigen und von der Motortempera- tur beeinflußten Widerstandes 19, sowie der Schaltdiode 21 er- reicht. Mit dem temperaturabhängigen Widerstand 20 wird die Ansaugluft gemessen. Die Verteilung der Einspritzzeit auf mehrere Magnetventile kann sinn;emäß wie in Fig. 1 oder mit einer bekannten elektronischen Schaltung erfolgen. Dis Meßspannung U1 könnte auch nach dem bekannten Prinzip der elektronischen Drehzahlmesser aus Impulsen der Zündanlage oder dem Einspritzkommando erzeugt werden.

Elektronisch gesteuerte Benzineinspritzungen, bei denen das angesaugte Luftvolumen gemessen wird wird, haben den Vorteil, daß bei Berücksichtigung von Druck urid Temperatur der Ansaugluft das Verhältnis von Luft- zu Brennstoffgewicht im ganzen Betriebsbereich des Motors konstant bleibt.
Die Dosierung der eingespritzten Brennstoffmenge wird auch bei starker Änderung des Luftwiderstandes im Luftfilter im-richtigen Verhältnis erfolgen.
Bei einer Mengenmessung der angesaugten Verbrennungsluft werden die komplizierten mathematischen Zusammenhänge zwischen Füllungsgrad, Drosselklappenstellung und Motordrehzahl voll. berücksichtigt.

Claims

Patentansprüche: 1. Elektronisch gesteuerte Benzineinspritzung nach Fig. 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen der angesaugten Luft -'. während eines konstanten Drehwinkels der Motorkurbelwelle gemessen und dieses Ergebnis mit Hilfe einer Ladespannung an einem Kondensator in eine Einspritzzeit verwandelt wird. 2.- Elektronisch gesteuerte Benzineinspritzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB das Luftvolumen mit Hilfe eines Wochselstromgenerators gemessen wird, dessen Frequenz proportional nie der Luftgeschwindigkeit und Menge ansteigt. 3. Elektronisch gesteuerte Benainein$pritzung nach Anspruch 1, -dadurch gekennzeichnet, daB Änderungen der Lufttemperatur und es Iruftdruakes durch Veränderungen des bade- oder Entladestromes des Zeitkondensators berücksichtigt werden. 4. Elektronisch gesteuerte Benzineinspritzung, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugung eines Brennstoffüberschusses beim Anlassen mit Hilfe eines fremdbeheizten temperaturabhängigen Widerstandfs nach Eig. 1 erfolgt, der gleichzeitig zur Tempera-' turmessung der Ansaugluft dient. 5. Elektronisch gesteuerte Benzineinspritzung nach Fig. 2 , da- durch gekennzeichnet, daß aus dem Verhältnis der als proportional* Spannung gemessenen Anaaugluftgeschwindigkeit zu der als proportionale Spannung gemessenen Motordrehzahl der Füllungsgrad der Motorzylinder ermittelt wird und eine dem Füllungsgrad proportionale Brennstoffmenge eingespritzt wird. 6. Elektronisch gesteuerte Benzineinapritzung, dadurch gekennzeichnot, daß die Beendigung des Treibstoffüberschusses beim Erreichen der Motor--Betrisbatemperatur mit Hilfe einer Schaltdiode nach Fig. 2 , erfolgt.