DE2034497B2

DE2034497B2 - Elektrisch gesteuerte, intermittierend arbeitende Kraftstoffeinspritzanlage für Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2034497B2
Application number: DE2034497A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dipl.-Ing. Drews; Otto Dipl.-Ing. 7253 Renningen Gloeckler; Harald Dr.-Ing. 7015 Korntal Mauch; Wolfgang Dipl.-Ing. Reichardt; Norbert Dr.-Ing. Rittmannsberger; Hermann Dr.-Ing. 7000 Stuttgart Scholl; Peter Dipl.-Ing. Werner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1970-07-11
Filing date: 1970-07-11
Publication date: 1975-03-27
Also published as: BR7104348D0; US3750631A; JPS5536814B1; DE2034497A1; DE2034497C3

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrisch gesteuerte, intermittierend arbeitende Kraftstoffeinspritzanlage für Brennkraftmaschinen mit wenigstens einem elektromagnetisch betätigbaren Einspritzventil — vorzugsweise mit mehreren Einspritzventilen, von denen je eines einem der Zylinder zugeordnet ist — und mit einem zur Magnetisierungswicklung des Ventils in Reihe liegenden Leistungstransistor sowie mit einer diesem vorgeschalteten Transistorschalteinrichtung, die synchron zu den Kurbelwellenumdrehungen der Brennkraftmaschine unter gleichzeitigem öffnen des Einspritzventils eingeschaltet und für eine die jeweilige Einspritzmenge bestimmende, von einem im Ansaugrohr angeordneten Luftmengenmesser abhängige Zeitdauer in diesem Zustand während der Ent-

ladezeit eines elektrischen Kondensators gehalten wird, der vor jedem Entladevorgang über einen festgelegten Drehwinkel der Kurbelwelle hinweg geladen und anschließend zur Bildung der Einspritzdauer entladen wird.

Bei bekannten Einspritzanlagen wird die angesaugte Luftmenge nicht direkt gemessen, sondern dadurch ermittelt, daß ein in Ansaugrichtung hinter der Drosselklappe an das Ansaugrohr angeschlosse-

lichen Kontaktes durch ein Hebelgestänge mit Kurventriebwerk in Abhängigkeit vom Saugrohrdruck. Wegen der auftretenden Reibung ergibt sich nur ι ine geringe Genauigkeit bei der Anpassung der Einspritz-5 menge an die angesaugte Luftmenge.

Bei der Transistorschalteinrichtung nach der obengenannten DT-OS 14 51988 wird nur der Entladevorgang mit konstantem Strom durchgeführt, wobei dieser Strom von der Ansaugluftmenge unabhängig

ner induktiver Drackfühler den dort herrschenden io ist. Gegenüber der Steuereinrichtung nach der DT-PS

Ansaugluftdruck mißt, wobei die den jeweiligen Luft- 11 09 953, bei welcher die Entladekurve wegen des

dnickwerten entsprechende Induktivität einer zu die- verwendeten Entlade-Festwiderstandes exponentiell

sem Druckwandler gehörenden Eisendrossel die verläuft, ergibt sich zwar eine Verbesserung durch

Dauer des instabilen Betriebszustandes eines Steuer- konstanten Entladestrom. Ungenauigkeiten und man-

multivibrators bestimmt, der in einer zu den Kurbel- 15 gelhafte Proportionalität zwischen der bei Beginn des

wellenumdrehungen synchronen Folge ausgelöst wird. Entladevorgangs im Kondensator gespeicherten La-

Wegen der in starkem Maße geschwindigkeitsabhän- dung und der Ansaugluftmenge können hierdurch

gigen Strömungswiderstände sind bei den bekannten nicht beseitigt werden.

Einspritzanlagen verhältnismäßig aufwendige elek- Bei der praktischen Verwirklichung der Erfindung

tronische Schalteinrichtungen erforderlich, welche 20 können zwei verschiedene Wege beschriften werden.

zur drehzahlabhängigen Korrektur der vom Saugrohrdruckfühler eingestellten, vor jedem Arrsitstakt einzuspritzenden Kraftstoffmengen dienen.

Aus der deutschen Oflenlegungsschrift 14 51988

Der erste Weg besteht darin, daß die Aufladung des Kondensators mit einem Strom erfolgt, der proportional zum zeitlichen Mittelwert der LuftnKnge ist, und daß die Entladung mit konstantem Entladestrom

ist der Vorschlag bekannt, eine in ihrer Frequenz 25 erfolgt. Der zweite Weg besteht darin, daß die Aufvon der Ansaugluftmenge abhängige Folge von elek- ladung des Kondensators mit konstantem Strom und trischen Impulsen konstanter Impulsdauer zu erzeugen und mit diesen Impulsen während eines fest

gelegten Drehwinkels der Brennkraftmaschine einen

die Entladung mit einem Entladestrom erfolgt, der proportional zum Reziprokwert des zeitlichen Mittelwertes der Ansaugluftmenge ist. Dieser zweite Weg

die Einspritzdauer bestimmenden Kondensator zu 30 ist deswegen besonders vorteilhaft, weil hier etwaige laden und dann mit einem über die ganze Entlade- Änderungen der Stellung der Drosselklappe und demzeit konstanten Strom zu entladen, wobei die Entladezeit für die jeweilige Einspritzdauer maßgebend

ist. Die Ladung des Kondensators während eines

zufolge Änderungen des zeitlichen Mittelwerts der Ansaugluftmenge, die während des die Impulsdauer beeinflussenden Entladevorgangs eintreten, sich unfestgelegten Drehwinkels entspricht einer Division 35 mittelbar auf die Entladezeit auswirken,
des zeitlichen Mittelwertes der Ansaugluftmenge Um die Emission schädlicher Abgase möglichst

durch die Drehzahl und ist dann der auf einen einzelnen Zylinder entfallenden Luftmenge proportional.

Es ist jedoch mit erheblichen Schwierigkeiten vergering halten zu können, ist es erforderlich, daß vor allem im Leerlauf der Brennkraftmaschine die Ansaueluftmenge möglichst genau erfaßt wird. Eine be-

bunden, die Ansaugluftmenge mit der vorgesehenen 40 sonders günstige Anordnung ergibt sich, wenn die Impulsfolge genau genug zu erfassen, da die Ansaug- Stauscheibe als eine schwenkbare Klappe ausgebildet

ist, deren Schwenkachse vorzugsweise vertikal verläuft. In diesem Falle kann mit der Stauscheibe in einfacher Weise ein Schleifer gekoppelt werden, dei

luftmenge sich zwischen Leerlauf und Vollast im Verhältnis von etwa 1 :40 ändert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei

einer solchen Einspritzanlage die Genauigkeit, mit 45 auf dem veränderbaren Widerstand entlanggleitet,
welcher eine zu der auf die einzelnen Zylinder ent- Aus dem nichtlincaren Verlauf des Öffnungsquerfallenden Luftmenge proportionale Impulsdauer er- Schnitts ergibt sich die Notwendigkeit, daß sich dci zeugt wird, wesentlich zu verbessern. abgegriffene Widerstandswert nichtlinear mit dem

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- Verstellweg des Schleifers ändert. Da die Herstellung löst, daß der Luftmengenmesser ein Stauglied auf- 50 eines nichtlinearen Potentiometers erhebliche Schv.'ieweist, das entgegen einer Rückstellkraft durch den rigke^rien bereitet, ist gemäß einem weiteren Vor-Ansaugluftstrom verstellbar ist und mit einem ver- schlag der Erfindung vorgesehen, daß ein lineare? änderbaren Widerstand gekuppelt ist, der im Emitter- Potentiometer verwendet wird, welches an mehreren Basiskreis eines den Lade- oder Entladestrom be- über die Schleifbahn wenigstens annähernd gleichstimmenden, mit seinem Kollektor an den Konden- 55 mäßig verteilten Stützstellen Abgriffe enthält, und sator angeschlossenen Transistor angeordnet ist. daß zu dem line-ren Potentiometer die Reihenschal-

Dabei ist es vorteilhaft, daß nicht nur der Entlade- tung aus mehreren festen Einzelwiderständen par-

vorgang des Kondensators, sondern auch sein Lade- alle! liegt, welche eine von Abgriff zu Abgriff nicht-

Vorgang mit konstantem Gleichstrom erfolgen kann. linear ansteigende Teilspannung ergeben, so daß sich

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 18 02381 60 insgesamt eine nichtlineare Potentiometerkennlinie

ist der Vorschlag bekannt, einen von der Nocken- mit linearer Interpolation zwischen den Stützsteller

welle angetriebenen Nocken mit einem beweglichen ergibt.

Kontakt zusammenarbeiten zu lassen und dabei über In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel dei

einen Nockenwellendrehwinkel geschlossen zu hai- Erfindung eine elektrisch gesteuerte, intermittierend

ten, der in Abhängigkeit vom Saugrohrdruck ver- 65 arbeitende Kraftstoffeinspritzanlage dargestellt. E<

ändert wird und die Öffnungsdauer eines elcktro- zeigt

magnetischen Ventils bestimmt. Dort erfolgt die Ver- Fig. 1 die Einspritzanlage in einem Übersichtsstellung und Änderung der Hubbewegung des beweg- bild und in teilweise schematischer Darstellung,

F i g 2 ein Prinzipschaltbild ihrer elektronischen befindliche und hierzu kreuzweise miteinander rück-Steuereinrichtung, gekoppelte Transistoren, nämlich einen Eingangs-Fig 3 ein Zeitdiagramm für die in der Anlage transistor T₁ und einen Ausgangstransistor T₂ sowie nach F i g. 1 und 2 abspielenden Vorgänge, einen Energiespeicher, welcher in den Ausfuhrungs-F i g 4 zum Prinzipschaltbild nach F i g. 3 eine S beispiclen als Kondensator C ausgebildet ist, jedoch unmittelbar realisierte Ausführungsform, statt dessen in einer abgewandelten Schaltung auch Fi g. 5 mehrere Zeitdiagramme für den Lade- und als Induktivität realisiert sein könnte. Die Dauer des ' Entladevorgang in diesem Steuergerät, jeweiligen Entladevorgangs ergibt die Öffnungs-ϊ Fig 6 eine andere Ausführungsform mit Span- dauer T, der Einspritzventile. Hierzu muß der j nungssteuerung, ¹⁰ Speicherkondensator C vor jedem Entladevorgang ' F i g. 7 ein nichtlineares Potentiometer und jeweils in definierter Weise geladen werden. j F i g. 8 dessen Widerstandsverlauf. Damit die Entladcdauer bereits unmittelbar die Die dargestellte Benzineinspritzanlage ist zum Be- notwendige Information über die auf den einzelnen trieb einer Vierzylinder-Viertakt-Brennkraftmaschine Ansaughub entfallende Luftmenge enthält, erfolgt die 10 bestimmt und umfaßt als wesentliche Bestandteile 15 Aufladung durch einen im dargestellten Ausfühvier elektromagnetisch betätigbare Einspritzventile rungsbeispiel in Form des Signalgebers 18 wieder-11, denen aus einem Verteiler 12 über je eine Rohr- gegebenen Ladeschalter, der synchron mit den Kurleitung 13 der einzuspritzende Kraftstoff zugeführt belwellenumdrehungen betätigt wird und bewirkt, wird eine elektromotorisch angetriebene Kraftstoff- daß der Kondensator C während der sich über einen förderpumpe 15, einen Druckregler 16, der den ao festgelegten, konstanten Drehwinkel der Kurbelwelle Kraftstoffdruck auf einen konstanten Wert regelt, so- hinweg erstreckenden Ladeimpulse LI mit einer Aufwie eine im folgenden näher beschriebene elektro- ladequelle verbunden ist, welche während dieser nische Steuereinrichtung, die durch einen mit der Ladeimpulse jeweils einen Ladestrom /_/( liefert. Im Nockenwelle 17 der Brennkraftmaschine gekuppel- Dingramm nach Fig. 3 ist angenommen, daß der ten Signalgeber 18 bei jeder Nockenwellenumdreiiung 25 Signalgeber 18, welcher bei der praktischen Verwirkzweimal ausgelöst wird und dann je einen rechteck- lichung aus einem bistabilen, von den nicht darförmigen, elektrischen öfTnungsimpuls S für die Ein- gestellten Zündimpulsen jeweils in seine cntgegenspritzventile 11 liefert. Die in der Zeichnung ange- gesetzte Betriebslage gelangenden Multivibrator bedeutete zeitliche Dauer T₁ der öffnungsimpulsc be- stehen kann, über einen Kurbelwellendrehwinkel von stimmt die Öffnungsdauer der Einspritzventile und 30 180° geschlossen und anschließend über den gleichen demzufolge diejenige Kraftstoffmenge, welche wäh- Drehwinkel hinweg geöffnet ist. rend der jeweiligen Öffnungsdauer aus dem Innen- In Fig. 3 sind die einzelnen Ansaugtakte der raum der unter einem praktisch konstanten Kraft- Brennkraftmaschine durch eine SchrafTur hervorstofTdruck von 2 atü stehenden Einspritzventile 11 gehoben. Außerdem ist angenommen, daß jeweils austritt. Die Magnetwicklungen 19 der Einspritz- 35 während des Ansaugtaktes in dem durch Z₂ angevenlile sind zu je einem Entkopplungswiderstand 20 deuteten zweiten Zylinder und dem vierten Zylinder in Reihe geschaltet und an eine gemeinsame Ver- Z₄ ein Aufladevorgang stattfindet. Unter der Vorausstärkungs- und Leistungsstufe 21 angeschlossen, die sctzung. daß der Ladestrom /,, während des Aufladewenigstens einen bei 22 angedeuteten Leistungstran- Vorgangs konstant gehalten wird, steigt die durch sistor enthält, welcher mit seiner Emitter-Kollektor- 40 zunehmende Ladung entstehende Spannung U_c am Strecke in Reihe mit den Entkopplungswiderständen Kondensator C mit zunehmender Zeit linear an, wie 20 und den einseitig an Masse angeschlossenen dies in F i g. 3 erkennbar ist.

Magnetwicklungen 19 angeordnet ist. Die Anordnung nach F i g. 2 ermöglicht es, in un-Bei gemischverdichtenden, mit Fremdzündung mittelbarem Anschluß an den Ladevorgang, der jcarbeitenden Brennkraftmaschinen der dargestellten 45 weils bei 0, 360. 720° usf. beendet ist, mit einem Art wird du-.ch die bei einem einzelnen Ansaughub von den Ladeimpulsen LJ abgeleiteten Auslöseimpuls in einen Zylinder gelangende Ansaugluftmenge die- den Entladevorgang einzuleiten, indem der seither jenige Kraftstoffmenge festgelegt, die während des stromleitende Ausgangstransistor T₂ gesperrt wird, nachfolgenden Arbeitstaktes vollständig verbrannt Gleichzeitig gelangt der seither gesperrte Eingangswerden kann. Für eine gute Ausnutzung der Brenn- 5° transistor T₁ in seinen stromleitenden Zustand, da kraftmaschine ist es außerdem notwendig, daß nach infolge der Sperrung des Ausgangstransistors T₂ dem Arbeitstakt kein wesentlicher Luftüberschuß nunmehr ein ausreichender Basisstrom über den vorhanden ist. Um das gewünschte stöchiometrische Kollektorwiderstand 35 und den Koppehviderstand Verhältnis zwischen Ansaugluft und Kraftstoff zu er- 36 zur Basis-Emitter-Strecke des Eingangstransiston zielen, ist im Ansaugrohr 25 der Brennkraftmaschine 55 gelangen kann. Die während des Ladevorgangs gein Strömungsrichtung hinter deren Filter 26, jedoch speicherte Ladung kann dann über die in dieser Riehvor ihrer mit einem Gaspedal 27 verstellbaren Dros- tung stromleitende Diode 37 und die Kollektor seiklappe 28 ein Luftmengenmesser LM vorgesehen, Emitter-Strecke des Eingangstransistors T, fließen der im wesentlichen aus einer Stauscheibe 30 und wobei der sich einstellende Entladestrom J_F durct einem veränderbaren Widerstand R besteht, dessen 60 eine in F i g. 2 bei E angedeutete Einrichtung kon verstellbarer Abgriff 31 mit der Stauscheibe gekup- stant gehalten wird. Während des Entladevorgang pelt ist. Der Luftmengenmesser LM arbeitet mit einer fällt daher die Spannung U_c am Kondensator C Transistorschalteinrichtung TS zusammen, welche an linear ab. Nach der die ÖfTnungsdauer der Ventil· ihrem Ausgang die Steuerimpulse 5 für die Leistungs- bestimmenden Entladezeit T, sinkt das Potential ai stufe 21 liefert. 65 der über eine zweite Diode 38 mit der Basis des Aus Die Transistorschalteinrichtung enthält nach ihrem gangstransistors T₂ verbundenen Elektrode des Kon in F i g. 2 dargestellten Prinzipschaltbild zwei zuein- densators so weit ab, daß der Ausgangstransistor T ander jeweils in entgegengesetztem Betriebszustand erneut stromleuend werden kann und dabei den Ein

gangstransistor Γ, wieder sperrt. Da die Diode 37 verhindert, daß bei gesperrtem Eingangstransistor T₁ über dessen Kollektorwiderstand 39 dem Kondensator Ladestrom zufließen kann, erfolgt der nächste Ladevorgang erst dann, wenn mit Beginn des nächsten Ladeimpulses LJ bei einem Kurbclwellendrehwmtal von 180 bzw. 540° die Aufladequelle A erneut eingeschaltet wird.

Von den verschiedenen Ausführongsmöglichkeiten, welche für die in F i g. 2 in ihrem Prinzipschaltbild wiedergegebene Schalteinrichtung bestehen, ist in F i g. 4 eine besonders einfache dargestellt, welche für zwei verschiedene Betriebsweisen verwendet werden kann, von denen die erste darin besteht, daß die Aufladung des Kondensators C mit einem Ladestrom J_A erfolgt, der proportional zum zeitlichen Mittelwert der Luftmenge Q_L ist, wohingegen die Entladung mit konstantem Entladestrom /,; erfolgt.

Für diese erste Variante ist zur Erzielung eines konstanten und von den Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine unabhängigen Entladestromes J_E ein dauernd stromlcitender Transistor T_t vom pnp-Typ vorgesehen, der mit seinem Emitter über einen Festwiderstand R₂ mit der Plusleitung 40 verbunden ist und zum Betrieb als Emitter-Folger mit seiner Basis an einen festeingestellten, aus einem Widerstand 41 und einem Widerstand 42 bestehenden Spannungsteiler angeschlossen ist. Der Kollektor des Entladetransistors T₁ ist mit der Zuleitungselektrode der Diode 38 und mit der an diese angeschlossenen Elektrode des Kondensators C verbunden.

Die in F i g. 2 angedeutete Ladestromquelle A ist in der Schaltung nach F i g. 4 durch einen Ladetransistor T₃ realisiert, der mit seiner Basis an den Abgriff zweier Kollektorwidcrstände 47 und 48 angeschlossen ist. Diese beiden Widerstände liegen im Kollektorkreis eines Schalttransistors T₅, welcher nur während der vom Signalgeber 18 gelieferten Ladeimpulse LJ stromleitend ist und dann den Ladetransistor T;, ebenfalls stromleitend macht, jedoch während der zwischen zwei Ladestromimpulsen liegenden Pausen den Ladetransistor gesperrt hält. Damit der vom Ladetransistor gelieferte Ladestrom J_A proportional zur Ansaugluftmenge Q_L verändert werden kann, ist in seiner Emitterzuleitung ein veränderbarer Widerstand R, vorgesehen, welcher als der von der Stauscheibe veränderbare Widerstand R nach F i g. 1 realisiert ist. Die notwendige Proportionalität zwischen dem Ladestrom J_A und der Luftmenge Q_L kann beispielsweise durch mechanische Bearbeitung erfolgen, wenn der Widerstand als Dünn- oder Dickschichtwiderstand auf einer keramischen Unterlage hergestellt wird.

In F i g. 5 ist mit dem Kurvenzug b der zeitliche Verlauf der am Kondensator C entstehenden Spannung U_c wiedergegeben. Während der Ladezeit T_L, welche zum Reziprokwert der Drehzahl η der Brennkraftmaschine proportional ist, erreicht die Spannung am Kondensator einen Spitzenwert μ, für welchen gilt:

Qi ■

Für die Entladung gilt

O = £-^Γ'

ίο Daraus ergibt sich folgende Beziehung zwischen der Dauer T₁ der öflnungsimpulsc und der auf den einzelnen Zylinder entfallenden Luftmenge q_L:

T_t=-^J-±-T_L = k"-^Q-^L =k"-q_L. (3) '5 J_B η

Hieraus ersieht man, daß etwaige Änderungen der Größe des Kondensators C die Genauigkeit derKraftstoffzumessung nicht beeinflussen können.

Die in F i g. 4 wiedergegebeiic Schaltung kann jedoch auch in einer zweiten Variante betrieben werden, welche darin besteht, daß die Aufladung des Kondensators C mit einem Ladestrom J_A erfolgt, der auf einen von den Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine unabhängigen, konstanten Wert eingestellt ist, wohingegen die Entladung mit einem Entladestrom J_r erfolgt, der proportional zum Reziprokwert des zeitlichen Mittelwertes der Ansaugluftmenge Q₁ ist. Zur Veränderung des Entladestromes J,._: wird an Stelle des in F i g. 4 mit R₂ bezeichneten Festwiderstands der von der Stauscheibe 30 mittels des Abgriffs veränderbare Widerstand R in die Emittcrzuleitung zum Entladetransistor T₄ eingeschaltet. Es ergibt sich dann der in F i g. 5 e wiedergegebene zeitliche Verlauf der Spannung am Kondensator C, für den folgende Beziehungen gelten: Bei Aufladung:

Ci =

Bei Entladung:

wobei

T₁.

1 η

C-Q_L '

1
Ql

Aus den Gleichungen (4) und (5) ergibt sich die Impulsdauer T₁-:

T₁= ^Ja -T₁ = V- = V?f (6) Je η

u —

= k'q_L. (1)

Der Spitzenwert ü entspricht somit der auf den einzelnen Ansaugtakt bzw. auf den einzelnen Zylinder entfallenden Luftmenge

Diese zweite Variante bringt auf Grund des sict proportional zum Reziprokwert der Ansaugluftmengi ändernden Entladestromes /_E den Vorteil mit sich daß auch noch etwaige, während des Entladevorgang eintretende Änderungen der Ansaugluftmenge (ζ. Β infolge raschen öffnens der Drosselklappe) sich un mittelbar auf diesen Entladevorgang auswirken kön nen, also daß sich sogar während des schon laufen den Entladevorgangs noch eintretende Änderunge

auf die Entladezeit T_t und damit auf den Einspritz Vorgang auswirken. Auf diese Weise wird eine praV tisch ohne Verzögerung erfolgende Anpassung d« Einspritzmenge erzielt.

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10

Während die seither beschriebenen beiden Varianten mit Widerstandssteuerung arbeiten, erfolgt die Steuerung bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 6 mit Hilfe einer Spannung u_x, wobei der mit der Stauscheibe gekuppelte Widerstand R als Potentiometer betrieben wird.

In F i g. 0 sind funktionell übereinstimmende Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen wie in F i g. 4 versehen. Der Emitter des Ladewiderstandes T₃ ist über einen Festwiderstand 44, und der Emitter des ebenfalls zum pnp-Typ gehörenden Entladetransistors T₄ ist über einen Festwiderstand 45 mit der Plusleitung 40 verbunden. Beide Transistoren arbeiten als Emitterfolger und können ebenso wie im Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 in zwei verschiedenen Varianten betrieben werden. In der ersten Variante ist der Entladetransistor T₄ zur Erzeugung eines konstanten Entladestromes J_E mit seiner Basis an den Abgriff eines Potentiometers P₂ angeschlossen, welches zwischen der Plusleitung 40 und der Minusleitung 50 angeordnet ist. Dieses Potentiometer liefert eine konstant bleibende Basis"orspannung U₂ für den Entladetransistor und bewirkt, daß dieser einen konstant bleibenden Entladestrom J_E liefern kann. Der Ladetransistor T₃ hingegen soll bei der ersten Variante einen Ladestrom J_A liefern, welcher proportional dem von der Stauscheibe ermittelten zeitlichen Mittelwert der Ansaugluftmenge ist. Hierzu wird an der Basis des Ladetransistors eine Spannung CZ₁ zur Wirkung gebracht, die mittels des von der Stauscheibe veränderbaren Widerstandes R steuerbar ist. Dieser Widerstand wird unmittelbar als ein im Kollektorkreis des Schalttransistors T₅ liegendes Potentiometer P₁ verwendet, wobei der Abgriff 31 des veränderbaren Widerstandes unmittelbar mit der Basis des Ladetransistors T₃ verbunden ist. Die Wirkungsweise dieser ersten Variante entspricht derjenigen nach Fi g. 5 b und bringt gegenüber der Schalteinrichtung nach F i g. 4 den Vorteil mit sich, daß ein linear mit der Luftmenge zunehmender Verlauf der Steuerspannung U_x leichter realisiert werden kann. Vorschläge zur zweckmäßigen Realisierung des Spannungsverlaufs sind weiter unten noch näher erläutert. Im einzelnen erfolgt während der Ladeimpulse LJ die Aufladung des Kondensators C mit einem zur Luftmenge Q_L proportionalen Ladestrom J_A bis zu einem Maximalwert u und vom Ende jedes Ladeimpulses ab mit einem konstanten Entladestrom J_E, wodurch sich die oben an Hand der Gleichungen (1) bis (3) erläuterte Linearität zwischen der öffnungsdauer T, und der durch Division des zeitlichen Mittelwertes Q_L mit der Drehzahl η entstehenden Luftmenge Q_L ergibt, die auf den einzelnen Ansaughub entfällt.

In der zweiten Variante soll mit konstantem Ladestrom J_A aufgeladen und im Gegensatz hierzu der Entladestrom J_E an die jeweilige Ansaugluftmenge angepaßt werden. Hierzu kann nach F i g. 6 der mil der Stauscheibe30 gekuppelte Widerstands an Stelle des Potentiometers P₂ in den Basiskreis des Entladetransistors T_x eingeschaltet und an seinem Abgriff 31

S mit der Basis dieses Transistors verbunden werden. Sobald der Ladestrom J_A auf den gewünschten Wert eingestellt ist, bleibt dann das Potentiometer P₁ unverändert.

Die Arbeitsweise der zweiten Variante macht es

ίο notwendig, daß die Steuerspannung U₂ an der Basis des Entladetransistors T_x sich proportional zum Reziprokwert des von der Stauscheibe ermittelten zeitlichen Mittelwertes der Ansaugluftmenge ändert. Ebenso wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 bringt diese zweite Variante den großen Volteil mit sich, daß bis zum Ende eines laufenden Impulses noch auftretende Luftmengenänderungen sich in der Einspritzmenge unmittelbar auswirken können.

Wie bei dem mit Spannungssteuerung während des

so Aufladevorgangs arbeitenden Ausführungsbeispiel nach F i g. 6 dargelegt wurde, soll die an der Basis des Ladetransistors T₃ wirksame Steuerspannung U₁ zu der jeweils gemessenen Luftmenge proportional sein. Bei einer bevorzugten Ausbildung der Luftführungswand mit nichtlinearer Kontur ist es daher notwendig, daß die Spannung U₁ mit dem Drehwinkel φ ebenfalls nichtlinear zunimmt. Da es jedoch schwierig ist, ein Potentiometer mit vorgegebenem nichtlinearem Verlauf in der Massenfertigung mit genügender Genauigkeit herzustellen, kann man nach dem in Fig. 7 dargestellten Vorschlag ein lineares Potentiometer 60 verwenden, das leicht in Dickschichttechnik auf einer Keramikunterlage hergestellt werden kann. Dieses lineare Potentiometer hat zwischen seinem Anfang 61 und seinem Ende 62 über die Schleifbahn mehrere wenigstens annähernd gleichmäßig verteilte Abgriffe. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel nach F i g. 7 sind dies die drei Abgriffe 63, 64 und 65. Zu dem linearen Potentiometer 60 ist die Reihenschaltung aus vier festen Einzelwiderständen 66, 67, 68 und 69 parallel geschaltet. Das Verhältnis dieser Widerstände ist so gewählt, daß sie vom Anfang 61 des Potentiometers zu den einzelnen Abgriffen fortschreitend nichtlinear ansteigende Teilspannungen ergeben; ihre absolute Größe ist so gewählt, daß jeder Teilwiderstand klein gegen den Widerstandswert des zu ihm parallelen Potentiometerabschnitts ist. Hiermit sind die Potentiale an den Abgriffen 63, 64, 65 praktisch allein von den Widerständen 66, 67, 68, 69 bestimmt.

In Fi g. 8 ist über den Drehwinkel φ der Verlauf der Teilspannung U₁ wiedergegeben, aus dem man sieht, daß bereits mit nur drei Stützpunkten erreicht werden kann, daß der durch den Linienzug wiedergegebene Spannungsverlauf praktisch nur sehr geringfügig von dem mit einer unterbrochenen Linie wiedergegebenen nichtlinearen Verlauf abweicht.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

20 34 Patentansprüche:

1. Elektrisch gesteuerte, intermittierend arbeitende Kraftstoffeinspritzaalage für Brennkraftmaschinen, mit wenigstens einem elektromagnetisch betätigbaren Einspritzventil — vorzugsweise mit mehreren Einspritzventileu, von denen je eines einem der Zylinder zugeordnet ist — und mit einem zur Magnetisierungswicklung des Ventils in Reihe liegenden Leistungstransistor sowie mit einer diesem vorgeschalteten Transistorschalteinrichtung, die synchron zu den Kurbelwellenumdrehungen der Brennkraftmaschine unter gleichzeitigem öffnen des Einspritzventils eingeschaltet und für eine die jeweilige Einspritzmenge bestimmende, von einem im Ansaugrohr angeordneten Luftmengenmesser abhängige Zeitdauer in diesem Zustand während der Entladezeit eines elektrischen Kondensators gehalten *° wird, der vor jedem Entladevorgang über einen festgelegten Drehwinkel der Kurbelwelle hinweg geladen und anschließend zur Bildung der Einspritzdauer entladen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftmengenmesser ein Stauglied (30) aufweist, das entgegen einer Rückstellkraft durch den Ansaugluftstrom verstellbar i«t und mit einem veränderbaren Widerstand (R) gekuppelt ist, der im Emitter-Basiskreis eines den Lade- oder Entladestrom bestimmenden, mit seinem Kollektor an den Kondensator (C) angeschlossenen Transistor (T_Λ, T₄) angeordnet ist.

2. Einspritzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (R) in der Emitterzuleitung des den Lade- oder Entladestrom des Kondensators (C) bestimmenden und als Emitterfolger betriebenen Transistors (T₃, T₄) angeordnet ist.

3. Einspritzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (R) als Potentiometer oder als Teil eines Potentiometers ausgebildet ist, dessen Abgriff an die Basis des den Lade- oder Entladestrom bestimmenden Transistors (T_v T₄) angeschlossen ist.

4. Einspritzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufladung des Kondensators (C) mit einem Strom (J _A) erfolgt, der proportional zum zeitlichen Mittelwert der Luftmenge (Q₁) ist, und daß die Entladung mit konstantem Entladestrcm (J_n) erfolgt.

5. Einspritzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufladung des Kondensators mit konstantem Strom (/.,) und die Entladung mit einem Entladestrom (J_n) erfolgt, der proportional zum Reziprokwert des zeitlichen Mittelwertes der Ansaugluftmenge (Q₁) ist.

6. Einspritzanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Verstellbereich des Stauglieds (30) die den Ansaugluftstrom einschließenden Wände (25) so gestaltet sind, daß sich der zwischen dem Stauglied und den Wänden verbleibende Öffnungsquerschnitt (A_n) in Strömungsrichtung nichtlinear in Abhängigkeit vom Verstellweg (5) des Stauglieds erweitert.

7. Einspritzanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Stauglied (30) ein lineares Potentiometer (60) gekuppelt ist, das an mehreren, über die Schleifbahn wenigstens annähernd gleichmäßig verteilten Stützstellen Abgriffe (63, 64, 65) enthält, und daß zu dem linearen Potentiometer die Reihenschaltung aus mehreren festen Einzelwiderständen parallel liegt, welche mit den Abgriffen verbunden sind und fortschreitend von Abgriff zu Abgriff nichtlinear ansteigende Teilspannungen ergeben.

8. Einspritzanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung einen im Ruhezustand gesperrten Eingangstransistor (T,) und einen im Ruhezustand stromleitenden Ausgangstransistor (T.,) vom gleichen Leitiingstyp enthält, dessen über einen Arbeitswiderstand (35) an eine erste Betriebsstromleitung (40) angeschlossener Kollektor mit der Basis des Eingangstransistors (T₁) über einen Rückkopplungswiderstand (36) verbunden ist, und daß eine der beiden Elektroden des Kondensators (C) mit dem Kollektor eines im Ruhezustand leitenden, mit seiner Basis an den Abgriff eines über der Betriebsspannung liegenden Spannungsteilers (41, 42, P₂) angeschlossenen Entladetransistor verbunden ist und daß die andere Elektrode des Kondensators (C) mit dem Kollektor eines Ladetransistors (T₃) verbunden ist, der an seiner Basis mit denu Abgriff eines synchron zu den Kurbelwe'.lenumdrehungen an die andere Betriebsstromleitung (50) an- und abschaltbaren Spannungsteilers (47, 48, P₁) verbunden ist, wobei der Ladetransistor und der Entladetransistor zu dem zum Eingangs- und Ausgangstransistor entgegengesetzten Leitungstyp gehören und an ihrem Emitter über einen Widerstand (A₁, R.„ 44, 45) an die erste Betriebsstromleitung (40) angeschlossen sind.

9. Einspritzanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der zum Ladetransistor gehörende Spannungsteiler (47, 48, P₁) an den Kollektor eines mit seinem Emitter an der anderen Betriebsstromleitung (50) liegenden Schalttransistors (Tr) angeschlossen ist, der an seiner Basismit einem synchron zu den Kurbelwellenumdrehungen betätigbaren, vorzugsweise mit der Kurbelwelle gekuppelten Signalgeber verbunden ist und von diesem jeweils über einen festeingestellten Kurbelwellendrehwinkel stromleitend gehalten wird.