DE2265331A1 - Luftmengenmesser fuer eine elektrisch gesteuerte kraftstoffeinspritzeinrichtung einer brennkraftmaschine - Google Patents

Description

226533

18.3.1977 Lr/Sm

ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO Stuttgart 1

Luftmengenmesser für eine elektrisch gesteuerte Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine

Die Erfindung betrifft einen Luftmengenmesser nach der Gattung des Hauptanspruchs .

In dem älteren Patent 2 03lt k91 ist bereits vorgeschlagen worden, die jeweilige Ansaugluftmenge einer Brennkraftmaschine mit Hilfe einer schwenkbaren, in der Ansaugleitung der Brennkraftmaschine angeordneten Stauklappe zu messen, welche entgegen Federkraft umso stärker verschwenkt wird, je größer die Ansaugluftmenge ist. Mit der Drehwelle der Stauklappe soll der Schleifer eines Potentiometers die Kuppel sein und der am Schleifer abgegriffene Spannungswert als Steuergröße für ein monostabiles Kippgerät verwendet werden, das rechteckförmige Öffnungsimpulse für wenigstens ein elektromagnetisch betätigbares Einspritzventil liefert, welchem der Kraftstoff unter konstantem Druck zugeführt wird.

709830/0379

R. 3801* Lr/Sm

Beim Betrieb auf Kraftfahrzeugen ergeben sich starke mechanische und thermische Belastungen für ein in der Nähe des Ansaugluftkanals der Brennkraftmaschine angeordnetes Potentiometer. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für ein^Luftmengenmesser der eingangs beschriebenen Art ein Potentiometer zu schaffen, welches diesen starken Belastungen gewachsen ist. Hierzu sind erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegebenen Maßnahmen vorgesehen. Zweckmäßige Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen in Verbindung mit dem nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel, einer elektrisch gesteuerten Einspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine.

Es zeigen:

Fig. 1 eine elektrisch gesteuerte, intermittierend arbeitende Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit einem Luftmengenmesser in ihrem ifbersichtsbild und in teilweise schematischer Darstellung,

Fig. 2 ein Prinzipschaltbild ihrer elektronischen, die Einspritzmenge bestimmenden Steuereinrichtung,

Fig. 3 den Luftmengenmesser samt seiner pneumatischen Dämpfungseinrichtung in der Seitenansicht und teilweise in einem nach dem Linienzug III/III in Figur k geführten Schnitt,

Fig. 1* im Schnitt nach der Linie IV/IV in Figur 3,

Fig. 5 zeigt ein Dickschichtpotentiometer in der Draufsicht.

Die dargestellte Benzineinspritzeinrichtung ist zum Betrieb einer Vierzylinder-Viertaktbrennkraftmaschine 10 bestimmt und umfaßt als wesentliche Bestandteile vier elektromagnetisch betätigbare Einspritzventile 11, denen aus einem Verteiler 12 über ,ie eine Rohrleitung 13 der einzuspritzende Kraftstoff zugeführt wird, eine elektromotorisch angetriebene Kraftstoff-

709830/0379

-.£ - R. 38OU

T Lr/Sm

förderpumpe 15, einen Druckregler 16, der den Kraftstoffdruck auf einen konstanten Wert regelt, sowie eine im folgenden näher beschriebene elektronische Steuereinrichtung, die durch einen mit der Nockenwelle 17 der Brennkraftmaschine gekuppelten Signalgeber 18 bei jeder Nockenwellenumdrehung zweimal ausgelöst wird und dann je einen rechteckförmigen, elektrischen Öffnungsimpuls S für die Einspritzventile 11 liefert. Die in der Zeichnung angedeutete zeitliche Dauer T· der Öffnungsimpulse bestimmt die Öffnungsdauer der Einspritzventile und demzufolge diejenige Kraftstoffmenge, welche während der jeweiligen Öffnungsdauer aus dem Innenraum der unter einem praktisch konstanten Kraftstoffdruck von 2 atü stehenden Einspritzventile 11 austritt. Die Magnetwicklungen 19 der Einspritzventile sind zu je einem Entkopplungswiderstand 20 in Reihe geschaltet und an eine gemeinsame Verstärkungs- und Leistungsstufe 21 angeschlossen, die wenigstens einen bei 22 angedeuteten Leistungstransistor enthält, welcher mit seiner Emitter-Kollektor-Strecke in Reihe mit den Entkoppelwiderständen 20 und den einseitig an Masse angeschlossenen Magnetwicklungen 19 angeordnet ist.

Bei gemischverdichtenden, mit Fremdzündung arbeitenden Brennkraftmaschinen der dargestellten Art wird durch die bei einem einzelnen Ansaughub in einen Zylinder gelangende Ansaugluftmenge diejenige Kraftstoffmenge festgelegt, die während des nachfolgenden Arbeitstaktes vollständig verbrannt werden kann. Für eine gute Ausnutzung der Brennkraftmaschine ist es außerdem notwendig, daß nach dem Arbeitstakt kein wesentlicher Luftüberschuß vorhanden ist. Um das gewünschte stöchiometrische Verhältnis zwischen Ansaugluft und Kraftstoff zu erzielen, ist im Ansaugrohr 25 der Brennkraftmaschine in Stromungsrichtung hinter deren Filter 26, jedoch vor ihrer mit einem Gaspedal 27 verstellbaren Drosselklappe 28 ein Luftmengenmesser LM vorgesehen, der im wesentlichen aus einer Stauklappe 30 und einem veränderbaren Widerstand R besteht, dessen verstellbarer Abgriff 31 mit der Stauklappe gekuppelt ist. Der Luftmengenmesser LM arbeitet mit einer Transistorschalteinrichtung TS zusammen, welche an ihrem Ausgang die Steuerimpulse S für die Leistungsstufe 21 liefert.

..A 709830/0379

-^r- p. 3801+

& Lr/Sm

Der Luftmengenmesser nach den Figuren 3 bis 5 hat ein aus Zinkdruckguß hergestelltes Gehäuse M mit einer zentralen Grundplatte U2, an welche Seitenwände U3 und UU angeformt sind, die im Zusammenhang mit einem eingesetzten Blechdeckel U5 einen Meßkanal k6 und eine Dämpfungskammer 62 bilden. Im Meßkanal U6 ist die Stauklappe 30 angeordnet, welche einstückig mit einem um etwa 100 in Strömungsrichtung versetzten Dämpfungsflügel U7 mit einer Nabe U8 einstückig verbunden ist.

Die Schwenkbewegung der Stauklappe 30 und des Dämpfungsflügeis UT erfolgt gegen die praktisch konstant bleibende Kraft einer Spiralfeder 65 > die in einer zentralen Ausnehmung 66 einer aus Kunststoff gefertigten Scheibe 67 mit einem Niet 68 befestigt ist.

Neben dem Nocken 70 der Spiralfeder 65 sitzt auf dem freien Endabschnitt der Welle 51 ein ebenfalls aus Kunststoff gepreßter Schleiferträger 78. An diesem ist ein Kunststoffbett 79 angespritzt, in welchem ein Ausgleichsgewicht 80 liegt, mit welchem das Meßsystem statisch ausgewuchtet ist. Auf dem Schleiferträger sitzt eine den Abgriff 31 des Potentiometers nach Figur 1 bildende Schleiferfeder 81, die doppelbügelförmig gestanzt ist und mit zwei Kontakten 82 und 83 auf einer kreisbogenförmigen Widerstands-Bahn des in Figur 5 im einzelnen näher dargestellten Potentiometerplättchens aufliegt. In Figur 3 sind mit unterbrochenen Linien die Umrisse einer Zunge 86 angedeutet, die beim Ausstanzen der Schleiferfeder 81 angeschnitten wird und durch zweimaliges etwa rechtwinkliges Abbiegen die aus Figur U besser erkennbare Gestalt erlangt hat. Am freien Ende dieser Zunge 86 sitzt ein Druckkontakt 87, der in Verlängerung der Drehachse der Welle 51 angeordnet ist und daher praktisch reibungsfrei die elektrische Verbindung von der Schleiferfeder 81 zu einem Kontaktarm 88 herstellt, der in einer Steckerzunge 89 endigt. Diese Steckerzunge ist zusammen mit fünf weiteren Steckerzungen 90 bis 9U in eine Kunststofftülle 95 einvulkanisiert, in welche ein Kupplungsstück zur Herstellung der elektrischen Anschlüsse mit der Transistorschalteinrichtung TS eingeführt werden kann. Die in Figur 3 am weitesten rechts dargestellte Kontaktzunge 9U ist mit einer Kontaktfeder

709830/0379

R. 38oU Lr/Sm

verbunden, die mit einem an die Steckerzunge 93 angeschnittenen Gegenkontakt 97 zusammenarbeitet und von diesem abgehoben wird, wenn bei Stillstand der Brennkraftmaschine die Stauklappe 30 sich in ihrer Ruhestellung befindet. Dann hebt ein über dem Schleiferträger 78 angeordnetes Druckstück 98 mit seinem angeformten Arm 99 die Kontaktfeder 96 von ihrem Gegenkontakt 97 ab. Die Schleiferfeder 81 kann unabhängig von dem Druckstück 98 in seiner Winkellage gegenüber der Stauklappe 30 in begrenztem Umfang verstellt und dann durch eine in den Schleiferträger 78 eingedrehte Schraube 101 festgelegt werdeh.

Das Plättchen 85 trägt nach Figur 5 den kreisbogenförmigen, in Dickschichttechnik aufgebrachten Widerstand 8U, auf welchem die Schleiferkontakte 82 und 83 gleiten. Um den notwendigen Verlauf der Widerstandswerte in Abhängigkeit vom Drehwinkel des Schleifers 81 bzw. vom Schwenkwinkel der Stauklappe 30 zu erzielen, ist der Widerstand 8k durch sieben Stege S1 bis S7 unterteilt. Diese Stege bestehen aus auf die Keramikgrundplatte 85 aufgetragenen und dort eingebranntem Silber, das im Tauchlötverfahren mit einer dünnen Zinnschicht überzogen ist. Der Anschluß des Widerstandes 8k erfolgt über die beiden Steckerzungen 91 und 92, deren angeschnittene Kontaktzungen 115 und 116 auf den beiden Kontaktfeldern 118 und II9 aufliegen. Vom Kontaktfeld 118 führt ein Schichtwiderstand 120 zum Anfang des Potentiometerwiderstandes 8k über ein Leiterstück 121, von dem ein erster Parallelwiderstand 122 abzweigt, der ebenso wie die übrigen Widerstände 123 bis 129 jeweils an einen der Stege S1 bis S7 angeschlossen ist und hinsichtlich seiner Länge und Breite durch Sandstrahlen auf einen vorgeschriebenen Widerstandswert gebracht werden kann, mit welchem der Potentiometerwiderstand 8U den vorgeschriebenen Widerstandsverlauf erhält. Mit den: Widerstand 129, der einerseits mit dem Steg S1 und andererseits mit dem Ende des Potentiometerwiderstandes 8k verbunden ist, liegt ein Widerstand 130 in Reihe, von welchem eine Kontaktbahn 131 zu einem Kontaktfeld 132 führt, auf welchem die an die Steckerzunpe 00 angeschnittene Kontaktzunge 13^ aufliegt. Ein weiterer

709830/0379

P.
Lr/Sm

Widerstand 135 führt dann zu dem Kontaktfeld 119 und zu der dort aufliegenden Kontaktzunge 115. Der Widerstand 135 dient dazu, eine feste
Teilspannung zu erzeugen, mit welcher die zwischen den Feldern 118 und 119 angelegte Spannung kontrolliert und erforderlichenfalls geregelt werden
kann.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 5 ist vorgesehen, daß sämtliche
Widerstände im cermet-Verfahren hergestellt werden, bei welchem eine Paste im Siebdruckverfahren aufgetragen und dann gebrannt wird. In der Zwischenzeit hat sich jedoch gezeigt, daß man noch wesentlich höhere Standzeiten
infolge erhöhter Reibfestigkeiten dann erzielen kann, wenn man die Widerstände 8k, 120, 122 bis 130 und 135 aus leitfähigem Kunststoff (conductive plastic) herstellt. Perartige Kunststoffe ergeben nicht nur einen geringen Reibungswiderstand des Schleifers 81 am Potentiometerwiderstand 8U, sondern haben eine hohe Dauerstandfestigkeit, welche für den Betrieb auf Kraftfahrzeugen unerläßlich ist.

709830/0379

Leerseite

Claims (3)

18.3.1977 Lr/Sm ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1 Patentansprüche

1. Luftmengenmesser zur Regelung der Kraftstoffzufuhr zu einer Brennkraftmaschine mit einer im wesentlichen quer zur Ansaugluftstromungsrichtung angeordneten und entgegen Federkraft verschwenkbaren Stauklappe, mit deren die Klappe tragenden Schwenkwelle der zu einem veränderbaren elektrischen Widerstand, insbesondere einem Potentiometer gehörende Schleifer gekuppelt ist, der auf der Widerstandsbahn des Widerstandes aufliegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsbahn (81t) in Dickschichttechnik oder aus leitendem Kunststoff hergestellt ist und auf einer - vorzugsweise aus Keramik bestehenden - Trägerplatte (85) sitzt, die mehrere festhaftende Leiterbahnen (118, 119, 120, 121, 131, 132) aufweist, zwischen denen zur Widerstandsbahn parallele Abgleichwiderstande (122 bis 130, 135) angeordnet sind, die ebenfalls in Dickschichttechnik oder aus leitendem Kunststoff hergestellt sind.

709830/0379

Lr /Sm

2. Luftmengenmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß neben dem Potentiometerwiderstand (8U) mindestens ein mit diesem in Feihe liegender Kontroll- oder Regelwiderstand (135) auf der Trägerplatte (85) festhaftend angeordnet ist.

3. Luftmengenmesser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für den Schleifer (81) des Potentiometers sowie für die Anschlüsse des Potentiometers je eine Kontaktfeder (118, 119) vorgesehen und mit je einer von mehreren Steckerzungen (89 bis 9*0 verbunden ist, die in einer gemeinsamen Tülle (95) sitzen, vorzugsweise einvulkanisiert oder eingespritzt sind.

709830/0379