DE2365088C3

DE2365088C3 - Arrangement for fuel injection in an internal combustion engine

Info

Publication number: DE2365088C3
Application number: DE19732365088
Authority: DE
Inventors: Cormac Gary Lafayette Calif. O'neill (V.St.A.)
Original assignee: Physics International Co San Leandro Calif (vsta)
Current assignee: Physics International Co San Leandro Calif (vsta)
Priority date: 1973-12-28
Filing date: 1973-12-28
Publication date: 1980-02-07
Also published as: DE2365088B2; DE2365088A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Kraftstoffeinspritzung bei einem Verbrennungsmotor mit je einem Kraftstoffeinspritzventil für jeden Zylinder, einer gemeinsamen Kraftstoffspeiseleitung für die Kraftstoffeinspritzventile und mit einem ersten und zweiten Umformerkreis, wobei der erste Umformerkreis eine erste, vom Kraftstoffdruck in der gemeinsamen Speiseleitung abhängige Spannung und der zweite Umformerkreis eine zweite, von einem frei vorgegebenen Motorparameter abhängige Spannung erzeugt, die an einer Potenzierschaltunj; anliegt. Eine solche Anordnung ist aus der DE-OS JO 46 024 bekannt.The invention relates to an arrangement for fuel injection in an internal combustion engine with each a fuel injection valve for each cylinder, a common fuel feed line for the fuel injection valves and with a first and second converter circuit, the first converter circuit being a the first voltage dependent on the fuel pressure in the common feed line and the second Converter circuit generates a second voltage that is dependent on a freely specified motor parameter at a potentiating switch; is applied. Such an arrangement is known from DE-OS JO 46 024.

Kraftstoffeinspritzsysteme werden normalerweise dazu benutzt, die Einführung von flüssigem Kraftstoff in die Ansaugkanäle oder Zylinder von Motoren mit innerer Verbrennung zu bewirken. In einem dieser Systeme wird eine mechanisch betriebene Pumpe eingesetzt, um den Kraftstoff auf Einspritzdruck zu bringen. Man verwendet dabei ein Druckregelventil, um den Kraftstoffdruck in einer gemeinsamen Speiseleitung zu überwachen, so daß er auf einem konstanten Wert gehalten wird; überschüssiger Kraftstoff wird dabei in den Pumpeneinlaß zurückgegeben. Aus der gemeinsamen Leitung gespeiste Einspfitzventile wer-Fuel injection systems are typically used to introduce liquid fuel into effect the intake runners or cylinders of internal combustion engines. In one of these Systems use a mechanically operated pump to bring the fuel to injection pressure bring. A pressure control valve is used to control the fuel pressure in a common feed line monitor so that it is kept at a constant value; excess fuel will returned to the pump inlet. Injection valves fed from the common line are

den dann aufeinanderfolgend für einen Zeitraum geöffnet, der von den Betriebserfordernissen des Motors zur Regelung der mit konstanter Einspritzgeschwindigkeit eingespritzten Kraftstoffmenge abhängig IsL In Otto-Motoren ist bei jeder Drehzahl ein Drosselungsverhältnis von ungefähr 4:1 zwischen dem Kraftstoff für maximale und minimale Last erforderlich. Es hat sich bei der Verminderung toxischer Emissionen aus dem Abgas ais vorteilhaft erwiesen, die Einspritzung während der Zeit vorzunehmen, in der das Einlaßventil des Motors geöffnet ist. Da zur Einspritzung innerhalb der Ansaugperiode bei maximaler Drehzahl in der Regel nur 5 bis 6 msec zur Verfügung stehen, erfordert die Minimallast bei allen Drehzahlen eine minimale Einspritzdauer von 1,25 bis 1,5 msec, da die Zeitdauer der einzig verfügbare Regelparameter ist. Eine derart kurze Einspritzdauer ist mit elektromagnetischen oder mechanisch betriebenen Einspritzventilen schwierig zu erzielen. Sehr kurze Einspritzintervalle ergeben bei diesen Ventilen eine unbeständige Kraftstoffregelung, die für hohe Drehzahlen noch hingenommen werden könnte, aber bei Leerlauf- und Außerleerlauf-Bedingungen nicht mehr annehmbar ist.then opened in sequence for a period of time that depends on the operating requirements of the Engine for regulating the amount of fuel injected at a constant injection speed IsL In Otto engines there is a throttling ratio of approximately 4: 1 between the Fuel required for maximum and minimum load. It has been found to reduce toxic emissions from the exhaust gas proved to be advantageous to carry out the injection during the time in which the inlet valve the engine is open. Because for injection inside the intake period at maximum speed usually only requires 5 to 6 msec the minimum load at all speeds a minimum injection duration of 1.25 to 1.5 msec, since the duration is the only available control parameter. Such a short injection time is with electromagnetic or mechanically operated injectors difficult to achieve. Very short injection intervals result in These valves have an inconsistent fuel control that is still accepted for high speeds could, but is no longer acceptable under idle and extra-idle conditions.

In Dieselmotoren bewirkt ein konstanter Druck in der gemeinsamen Leitung eine konstanteIn diesel engines, a constant pressure in the common line causes a constant one

Kraftstoffeinspritzrate. Die Einspritzrate, die zum Einspritzen des maximalen Kraftstoffs bei hohen Motordrehzahlen erforderlich ist, muß auch bei geringen Drehzahlen hingenommen werden. So tritt dann übermäßiges Dieselklopfen auf, und zwar aus folgenden Gründen: Dieselkraftstoff hat eine Einspritzverzögerungsperiode, die ungefähr konstant und unabhängig von der Motordrehzahl ist Wenn Kraftstoff mit einer übermäßigen Rate eingespritzt wird, befindet sich die gesamte Kraftstoffüllung innerhalb des Zylinders und erfährt insgesamt die Zündverzögerungsphase. Nach Freisetzung der Hitze verbrennt dann die gesamte Füllung nahezu augenblicklich und erzeugt so einen raschen Druckanstieg und schweres Klopfen. Es wäre wünschenswerter, den Brennstoff bei niedrigen Drehzahlen mit einer geringen Rate einzuspritzen, so daß nur ein kleiner Teil der Füllung die Zündverzögerungsphase vollständig erfährt und der Hauptanteil des Kraftstoffs mit einer durch die Einspritzrate gesteuerten Geschwindigkeit brennt. Kraftstoff, der ehgespritzt wird, nachdem der zuerst eingespritzte Kraftstoff Hitze freigesetzt hat, verbrennt dann fast sofort nach seiner Einspritzung, gemäß der größeren Reaktionsgeschwindigkeit bei höherer Temneratur, wie sie durch die Arhennius-Beziehung beschrieben wird; die Geschwindigkeit des Druckanstieg* kann dann durch die Einspritzrate gesteuert werden.Fuel injection rate. The injection rate necessary to inject the maximum fuel at high Motor speeds is required, must also be accepted at low speeds. So kick then excessive diesel knock on for the following reasons: diesel fuel has an injection delay period, which is approximately constant and independent of engine speed when using fuel injected at an excessive rate, all of the fuel is within the cylinder and experiences the ignition delay phase as a whole. When the heat is released, the whole thing burns up Fills almost instantly, creating a rapid rise in pressure and heavy knocking. It would be more desirable to inject the fuel at low speeds at a slow rate, so that only a small part of the filling experiences the ignition delay phase completely and the main part of the fuel burns at a rate controlled by the injection rate. Fuel that is injected before after the first injected fuel has released heat, then burns almost immediately after its Injection, according to the greater reaction speed at higher temperatures, as indicated by the Arhennius relationship is described; the rate of pressure increase * can then be determined by the Injection rate can be controlled.

Demzufolge ist, selbst wenn man eine Pilot-Einspritzung (Hilfseinspnt/Ling) verwendet, eine veränderbare Einspritzrate der Haupteinspritzung erwünscht, um Druckanstieg, Spitzendruck, Geräusch, Bildung von Stickoxyden und anderen Effekten zu steuern, die mit hohen Zylinderdrücken und -temperaturen verknüpft sind.As a result, even if you have a pilot injection (Hilfseinspnt / Ling) used a changeable Injection rate of the main injection desired to avoid pressure rise, peak pressure, noise, formation of Control nitrogen oxides and other effects associated with high cylinder pressures and temperatures are.

Bei der Anordnung nach der zitierten Offenlegungsschrift ist bereits vorgesehen, daß ein Soll-Einspritzdruck proportional mit dem Quadrat der angesaugten Luftmenge ansteigt, daß die Einspritzdauer umgekehrt proportional Von der Motordrehzahl (=sog. UPM-Wert des Motors) abhängt und daß die Einspritzdauer durch einen Vergleich zwischen dem Ist-Wert und dem Soll'Wert des Einspritzdrucks korrigiert wird. Die Praxis hat jedoch gezeigt, daß es im Rahmen eines solchen Konzepts nicht ohne weiteres gelingt, die Einspritzwerte auch bei extremer Wechselbelasturig stets ausreichend ranch nachzuführen.
Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine Anordnung zur Kraftstoffeinspritzung zu schaffen, die eine Regelung des Kraftstoffdrucks in einer gemeinsamen Speiseleitung eines Verbrennungsmotors in Obereinstimmung mit Veränderungen vorgegebener Motorparameter, vor allern der Motordrehzahl oder der angesaugten Luftmenge, gestattet Die Anordnung isoll dabei auf die vorgegebenen Motorparameter insbesondere mit raschem Druckanstieg oder -abfall reagieren können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die beiden Umformerkreise zur Veränderung des Kraftstoffdrucks gemäß dem frei vorgegebenen Parameter vorgesehen sind, daß die Potenzierschaltung die zweite Spannung in die n-te Potenz erhebt, wobei η durch eine fr si vorgegebene Motorabstimmung festgelegt ist, und eine dritte Spannung i<idet die einen erwünschten Kraftstoffdruck repräsentiert, daß ein Komparatorkreis die erste und die dritte Spannung miteinander vergleicht und die größere von beiden sowie ihre Differenz! bestimmt und daß die Anordnung einen Regler enthält, der in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Komparatorkreises den Kraftstoffdruck in der gemeinsamen Kraftstoffspeiseleitung mit einer durch die Differenz bestimmten Rate ändert, bis der Kraftstoffdruck den durch die dritte Spannung bestimmten Wert annimmtIn the arrangement according to the cited laid-open specification, it is already provided that a target injection pressure rises proportionally to the square of the amount of air sucked in, that the injection duration is inversely proportional to the engine speed (= so-called RPM value of the engine) and that the injection duration depends on a Comparison between the actual value and the desired value of the injection pressure is corrected. Practice has shown, however, that within the framework of such a concept it is not always possible to keep track of the injection values sufficiently even in the case of extreme fluctuations in load.
The object of the invention is to create an arrangement for fuel injection which allows the fuel pressure in a common feed line of an internal combustion engine to be regulated in accordance with changes in predetermined engine parameters, above all the engine speed or the amount of air drawn in. The arrangement should be based on the predetermined engine parameters can react in particular with a rapid rise or fall in pressure.
This object is achieved according to the invention in that the two converter circuits are provided for changing the fuel pressure according to the freely specified parameter, that the exponentiation circuit raises the second voltage to the nth power, where η is determined by an engine tuning specified for si, and one third voltage i <ides that represents a desired fuel pressure, that a comparator circuit compares the first and the third voltage with one another and the greater of the two as well as their difference! and that the arrangement contains a regulator which changes the fuel pressure in the common fuel supply line at a rate determined by the difference in dependence on the output signal of the comparator circuit until the fuel pressure assumes the value determined by the third voltage

Den Gegenstand der Erfindung weiter ausbildende Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispieh in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert werden. Dabei zeigtThe subject matter of the invention further developing features and details emerge from the Subclaims. The invention is based on a Ausführungsbeispieh in conjunction with the drawing are explained in more detail. It shows

F i g. 1 als rein schematisches Block-Diagramm eine erfindungsgemäße Anordnung, die bei Dieselmotoren angewendet werden kann,
F i g. 2 ein als Pumpe in einer erfindungsgemäßen Anordnung geeignetes Betätigungsglied,F i g. 1 is a purely schematic block diagram of an arrangement according to the invention that can be used in diesel engines,
F i g. 2 an actuator suitable as a pump in an arrangement according to the invention,

F i g. 3 ein für eine erfindungsgemäße Anordnung geeignetes Druckregelventil,F i g. 3 a pressure control valve suitable for an arrangement according to the invention,

F i g. 4 in einem schematischen Block-Diagramm eine Rechnerschaltung für einen Dieselmotor, die zur Steuerung der erfindungsgemäß vorgesehenen Pumpe geeignet ist.F i g. 4 shows a schematic block diagram of a computer circuit for a diesel engine which is used for Control of the pump provided according to the invention is suitable.

F i g. 5 in einem schematischen Block-Diagramm Einzelheiten einer Flechnerschaltung, die zur Verwendung in einem Ottomotor geeignet ist und zur Steuerung der erfimiungsgemäß vorgesehenen Pumpe verwendet werden kann.F i g. 5 is a schematic block diagram showing details of a flaker circuit suitable for use is suitable in a gasoline engine and for controlling the pump provided according to the invention can be used.

F i g. 6 in Ergänzung zur F i g. 5 die übrigen Teile einer eiPndi-.igigemäßen ^Ordnung für Ottomotoren,
Fig. 7 in einem schematischen Block-Diagramm einen Analogrechner, der zur Berechnung der Größe (Luftmengenfluß)² herangezogen werden kann.F i g. 6 in addition to FIG. 5 the remaining parts of a unique order for gasoline engines,
7 shows, in a schematic block diagram, an analog computer which can be used to calculate the variable (air flow rate) ² .

In Fig. 1 ist diagrammartig eine erfindungsgemäße Anordnung für Diu'sdmotoren dargestellt Der Motor 8 hat einen Kraftstofftank 10 und eine Kraftstoffspeisepumpe 12, die Kraftstoff vom Kraftstofftank durch eine gemeinsame Kraftstoffspeiseleitung 14 pumpL Die Pumpe 12 kann den Kraftstoffdruck durch die gemeinsame Speiseleitung bis zu einem Wert anheben, der den für die Einspritzung erforderlichen Maximaldruck übersteigt. Eine Anzahl von Einspritzventilen 16, 18, 20, 22, die beispielsweise durch ein elektrisches Signal betätigt v/erden, sind zum Zwecke der Kraftstoffeinspritzung mit der gemeinsamen Leitung einerseits1 is a diagrammatic representation of one according to the invention Arrangement for Diu'sdmotoren shown The motor 8 has a fuel tank 10 and a fuel feed pump 12, the fuel from the fuel tank by a common fuel feed line 14 pumpL The pump 12 can increase the fuel pressure through the Raise the common feed line up to a value that corresponds to the maximum pressure required for the injection exceeds. A number of injection valves 16, 18, 20, 22, for example by an electrical Signal actuated v / earth are for fuel injection purposes with the common line on the one hand

und den Motorzylindern andererseits verbunden.and the engine cylinders on the other hand.

Die gemeinsame Krafisioffspciseleitürig 14 führt Kraftstoff in den Kraftstofftank 10 über ein Druckregelventil 24 zurück, dessen Einzelheiten, in F i g. 3- gezeigt sind. Das Druckregelventil wird durch den Kraftstoffdrüek im der Speiseleitung wie auch durch- ein elektromecfianisches Betätigungsglied-26 betätigt, das seinereits eine spulenbetätigte, magrietostriktive oder piezoelektrische Pumpe seirr kann* wie ganz allgemein in F ig. 2 dargestellt ist.The common Krafisioffspciseleitürig 14 leads Fuel is returned to the fuel tank 10 via a pressure control valve 24, the details of which are shown in FIG. 3- shown are. The pressure control valve is controlled by the fuel pressure in the feed line as well as through-a electromecfian actuator-26 actuated, the Already a coil-operated, magnetostrictive or piezoelectric pump can seirr * as in general in Fig. 2 is shown.

.' Ein Akkumulator 28 zapft die gemeinsame Speiseleitung mit dem unter Druck stehenden Kraftstoff an, um als eine Energiequelle in der Nähe der Einspritzventile zu dienen und ein gutes Ansprechen auf den Fluß zu sichern. Er ermöglicht auch einem Druckumformer 30 die Messung des Kraftstoffdruckes und die Erzeugung einer Spannung, deren Amplitude für diesen Druck k?nnz?ich"?"d· ist F.ine motnrbetriehene Abtastvorrichtung 32 enthält eine Anordnung zur Gewinnung von elektrischen impulsen mit einer durch die Motordrehzahl bestimmten Frequenz. Derartige Anordnungen sind bekannt und enthalten lediglich eine motorbetriebene Welle, die bei jeder Umdrehung einen Schalter betätigt und dadurch ein Spannungssignal mit der Frequenz des Motors erzeugt Der Ausgang der maschinenbetriebenen Vorrichtung wird einer aus Hochspannungsverteiler und Impulsgeberschaltung gebildeten Einheit 34 eingegeben. Die Einheit 34 enthält eine Schaltungsanordnung, um die Wellenform des von der maschinenbetriebenen Abtastvorrichtung empfangenen Signals geeignet zu formen und es dann auf das richtige der Einspritzventile 16 bis 22 zu verteilen, das zu dieser Zeit Kraftstoff einspritzen soll. Die Dauer des Intervalls, über den die Einspritzventile offengehalten werden, wird durch ein Steuerorgan 36 des Betriebsführers gesteuert Je schwerer die Last, desto länger sollte das Intervall sein, in dem die Einspritzventile geöffnet sind. Das Steuerorgan kann das Pedal im Fahrstand des Betriebsführers sein, das mit der Einheit 34 aus Hochspannungsverteiler und Impulsgeberschaltung verbunden ist um die Breite der den Kraftstoffeinspritzventilen eingegebenen Impulse zu verlangern oder zu verkürzen. Andere Motorparameter, die zur Steuerung der Öffnungsdauer der Kraftstoffeinspritzventile verwendet werden können, sind beispielsweise die Motordrehzahl, der Druck in der Kraftstoffleitung, die Motorlast der Rauschpegel oder der Luftverbrauch. Solche Daten können durch geeignete Sensoren in Signale umgewandelt werden und zur Modifizierung der Signale des Steuerorgans verwendet werden. Die diese Funktion darstellende Schaltungsanordnung ist mit dem Bezugszeichen 38 versehen.. ' An accumulator 28 taps the common feed line with the pressurized fuel to act as an energy source near the injectors to serve and ensure a good response to the river. It also enables a pressure transducer 30 the measurement of the fuel pressure and the generation of a voltage, its amplitude for this pressure may be "?" is a motorized scanning device 32 contains an arrangement for the generation of electrical impulses with one by the engine speed certain frequency. Such arrangements are known and only include a motor-driven one Shaft that actuates a switch with each revolution and thereby a voltage signal with the Frequency of the motor generated The output of the machine-operated device becomes one off High-voltage distributor and pulse generator circuit formed unit 34 entered. The unit 34 contains circuitry for generating the waveform of the received from the machine-operated scanning device Signal suitable to shape and then to distribute it to the correct one of the injectors 16 to 22, which to this time should inject fuel. The length of the interval that the fuel injectors were held open is controlled by a control element 36 of the operator. The heavier the load, the longer it should be be the interval in which the injectors are open. The control unit can use the pedal in the operator's position Be the operator, that with the unit 34 of high-voltage distributor and pulse generator circuit is connected to lengthen or increase the width of the pulses input to the fuel injectors shorten. Other engine parameters used to control the amount of time the fuel injectors are open are, for example, the engine speed, the pressure in the fuel line, the Engine load the noise level or the air consumption. Such data can be provided by suitable sensors in Signals are converted and used to modify the signals of the control member. The this A circuit arrangement representing the function is provided with the reference symbol 38.

„, Der Ausgang der maschinenbetriebenen Abtastvorrichtung 32 ist zusätzlich zu einem Tachometer 40 geführt dessen Funktion darin besteht ein Signal mit einer für die Motordrehzahl charakteristischen Spannung zu erzeugen. Das Tachometersignal wird einer Schaltung 42 zugeführt, die als Potenzier-Glied bezeichnet ist Das Potenzier-Glied ist im einzelnen irr Fig.4 dargestellt Es dient dazu, die Motordrehzahl in eine Spannung zu überführen, deren Amplitude den Druck anzeigt, den der Kraftstoff m der gemeinsamen Speiseleitung bei der herrschenden Motordrehzahl haben sollte, um den richtigen Betrieb der Maschine zu gewährleisten, wie er vorstehend beschrieben worden ist Das den tatsächlichen Kraftstoffdruck in der Speiseleitung anzeigende, durch den Druckumformer 30 erzeugte Signal und das Signal aus dem Potenzier-Glied 42(. das den erwünschten Kraftstoffdruck anzeigt, werden auf einen Komparator 44 gegeben.. Wenn die beiden die zwei Drücke kennzeichnenden Spannungen ungleich sind; gibt der Komparator 44 ein Ausgangssignat aut eine-Schalterschaltung 102. Die den tatsächli? cheirund den-erwünschten Kraftstoffdruek repräsentierenden Spannungen wefdert zusätzlich auf eine Subtraktionsschaltung 98" gegeben*, deren Ausgang die Ungleichheit zwischen diesen Spannungen- darstellt.", The output of the machine-operated scanning device 32 is also led to a tachometer 40 whose function is to provide a signal to generate a voltage characteristic of the engine speed. The speedometer signal becomes one Circuit 42 supplied as a potentiating element The exponentiation member is insane in detail Fig. 4 is used to set the engine speed in to transfer a voltage, the amplitude of which indicates the pressure that the fuel m of the common Feed line at the prevailing engine speed should have in order to ensure the correct operation of the machine ensure, as described above, that the actual fuel pressure in the Supply line indicating signal generated by the pressure transducer 30 and the signal from the exponentiating element 42 (. Which shows the desired fuel pressure, are given to a comparator 44 .. If the the two voltages characterizing the two pressures are unequal; the comparator 44 gives an output signal aut a switch circuit 102. Which the actual? cheirand representing the desired fuel pressure Tensions also result in a Subtraction circuit 98 "given *, the output of which the Inequality between these tensions- represents.

10- Dieser Ausgang wird- einem- spannüngsgesteüerten Oszillator 100 zugeführt so daß Spannungsimpulse die Schaltung 102 mit einer Frequenz proportional zur Üngleichheil beaufschlagen. Der Ausgang der Schaltung wird dem elektromechanischen Betätigungsglied 26 eingegeben, das, wie im folgenden noch beschrieben werden soll, das Druckregelventil veranlaßt, die Menge an Kraftstoff zu steigern oder zu verringern, die von der gemeinsamen Speiseleitung in den Kraftstofftank zurückgebracht wird. Dadurch wird der Druck in der gemeinsamen Speiseleitung erhöht oder gesenkt, und zwar auf den der Motordrehzahl entsprechenden Wert. Fig.2 zeigt ein elektromechanisches Betätigungsglied 26, das in einer erOndungsgemäßen Anordnung verwendet werden kann. Es umfaßt ein Gehäuse 50, das ein elektroexpansives Element 52 enthält Dieses Element kann ein Stapel aus piezoelektrischen Scheiben sein, ε·"¹ magnetostriktives Betätigungsteil, ein Spulen-Betätigungsteil oder eine mechanisch betriebene Pumpe, die durch Betätigung eines elektrisch betriebenen Organs oder Ventils mit einem exzentrischen Treiber in Verbindung gebracht werden kann.10- This output is fed to a voltage-controlled oscillator 100 so that voltage pulses act on the circuit 102 with a frequency proportional to the inequality. The output of the circuit is input to the electromechanical actuator 26 which, as will be described hereinafter, causes the pressure control valve to increase or decrease the amount of fuel returned from the common feed line to the fuel tank. This increases or decreases the pressure in the common feed line to the value corresponding to the engine speed. Figure 2 shows an electromechanical actuator 26 which can be used in an arrangement according to the invention. It comprises a housing 50 which contains an electroexpansive element 52. This element can be a stack of piezoelectric disks, ε · " ¹ magnetostrictive actuation part, a coil actuation part or a mechanically operated pump which, by actuation of an electrically operated organ or valve with a eccentric drivers can be associated.

Das elektroexpansive Element 52 betätigt einen Kolben 54 und veranlaßt ihn, sich in einer Kammer 56 hin- und herzubewegen. An einem Ende der Kammer befindet sich ein Einlaß zur Speiseleitung, in welchem ein Rückschlagventil 58 eingebracht ist. Im Boden der Kammer befindet sich ein Auslaß zum Druckregelventil 24, der ebenfalls ein Rückschlagventil 60 enthält.The electroexpansive element 52 actuates a piston 54 and causes it to be located in a chamber 56 to move back and forth. At one end of the chamber is an inlet to the feed line in which a check valve 58 is introduced. In the bottom of the chamber there is an outlet to the pressure control valve 24, which also contains a check valve 60.

Man erkennt daß die vorstehend kurz beschriebene Vorrichtung eine Pumpe ist in der die die Pumpe durchsetzende Kraftstoffmenge bei einem vorgegebenen Intervall eine Funktion der Betriebsfr equcrrz ticb elektromechanischen Betätigungsgliedes und des Drucks ist mit dem die Flüssigkeit sie beaufschlagt Es sei erwähnt daß die Rückschlagventile 58 und 60 dazu vorgesehen sind, einen Druckanstieg von mehreren hundert bar zu gestatten.It can be seen that the device briefly described above is a pump in which the pump The amount of fuel permeating at a predetermined interval is a function of the operating frequency equcrrz ticb electromechanical actuator and the pressure with which the liquid acts on it it should be mentioned that the check valves 58 and 60 are provided to a pressure increase of several allow one hundred cash.

F i g. 3 ist ein Schnittbild durch ein Druckregelventil 24, das in der erfindungsgemäßen Ausführung eingesetzt werden kann. Es enthält ein Gehäuse 62 ir^:\ einer Öffnung 64, die mit einer Speiseleitung 14 kommuniziert Eine gleitfähige Stange 66 ist im Gehäuse aufgenommen und trägt ein Ventilglied 68 an ihrem einen Ende, das so bewegt, werden kann, daß es die mit der Speiseleitung kommunizierende Öffnung blockieren oder teilweise blockieren kann: Das Ventilglied 68 bewegt sich in- einem Hohlraum 70, der mit einer mit dem Kraftstofftank verbundenen Öffnung 72 kommuniziert Das- Ventilglied ist mittels einer Feder 74 vorgespannt, die das Ventilglied dahm drückt daß es die Öffnung 64 verschließtF i g. 3 is a sectional view through a pressure regulating valve 24 which can be used in the embodiment of the invention. It includes a housing 62 ^ir: \ an opening 64 which communicates with a feed line 14 A sliding rod 66 is accommodated in the housing and carries a valve member 68 at its one end, moves so may be that the communicating with the feed line Can block or partially block the opening: The valve member 68 moves in a cavity 70 which communicates with an opening 72 connected to the fuel tank

Der auf das Ventilglied 68 ausgeübte Kraftstoffdruek überwindet den Druck der Feder 74 und ermöglicht dem Kraftstoff, die Ventflaufnahme zu durchsetzen undThe fuel pressure exerted on valve member 68 overcomes the pressure of spring 74 and enables this Fuel to enforce the valve intake and

es durch die Öffnung 72 in den Kraftstofftank zurückzugelangen. to get it back into the fuel tank through opening 72.

Eine weitere Kammer 76 befindet sich an demjenigen Ende der Stange 66, das nicht das Ventilglied trägt DasAnother chamber 76 is located at that end of the rod 66 that does not carry the valve member Das

andere Ende dieser Kammer weist einen durchbohrten Zapfen 78 auf, der ein Widerlager für eine Membranfeder 80 darstellt Cnd den Durchtritt von Kraftstoff der Hinter die Stange 66 sickert, und von Kraftstoff, der vom Betätigungsglied 26 gepumpt wird, einschränkt aber nicht unterbindet Die Kammer 76 kommuniziert über eine£ durchtritt 82 mit dem Ausgang des elektromechanischen Betätigungsgiiedes 26, Der durchbohrte Zapfen 78 wird durch Druck versetzt biegt dabei die Membranfeder 80 und wirkt als ein Öruclrtammler. um die durch das Betätigungsglied 26 erzeugten Impulse zu glätten und das Ende der Stange 66 mit einem gleichmäßigen Druck zu beaufschlagen.the other end of this chamber has a pierced pin 78 which is an abutment for a diaphragm spring 80 represents Cnd the passage of fuel seeping from behind the rod 66 and of fuel flowing from the Actuator 26 is pumped, but not restricted. Chamber 76 communicates via a £ passage 82 to the output of the electromechanical Actuating member 26, the pierced pin 78 is offset by pressure, thereby bends the Diaphragm spring 80 and acts as an oil collector. around to smooth the pulses generated by the actuator 26 and the end of the rod 66 with a to apply even pressure.

Wenn der Kraflstoffdruck aus der Speiseleitung 14 über die Öffnung 64 auf das Ventilglied 68 ausgeübt wird, widersteht es sowohl aufgrund des Drucks der Feder 74 als auch aufgrund des auf das Ende der in die Kamtnsr 76 hineinragend?" S*3ng^e ßfi ausgeiihten Drucks, der dadurch zustande kommt, daß Kraftstoff unter Druck vom Betätigungsglied 26 durch den Durchtritt 82 in die Kammer gelangt. Der Gegendruck in der Speiseleitung wächst, bis er, angreifend an dem Ventilglied 68, den Summendruck aus dem Druck auf das andere Ende der Stange 66 plus Federdruck übersteigt; dadurch kann Kraftstoff ungehinderter von der Speiseleitung durch die Kammer 70 und die Öffnung 72 zurück in den Kraftstofftank fließen.When the Kraflstoffdruck is applied from the feed line 14 via the opening 64 on the valve member 68, it resists both due to the pressure of the spring 74 and, due to the end of the projecting into the Kamtnsr 76? "S * 3ng ^e SSFI ausgeiihten pressure which is brought about by the fact that fuel under pressure from the actuating member 26 enters the chamber through the passage 82. The counterpressure in the feed line increases until, acting on the valve member 68, it is the sum of the pressure from the pressure on the other end of the rod 66 plus This allows fuel to flow more freely from the feed line through chamber 70 and port 72 back into the fuel tank.

Fig.4 ist ein schematisches Block-Diagramm und deutet das Potenzier-Glied 42, den Komparator 44 und den ^rpannungsimpulsgeber 46 an. Die Analogspannung am Ausgang des Tachometers 40, die die Motordrehzahl darstellt, wird einer logarithmischen Schaltung 90 eingegeben. Sie ist eine bekannte, kommerziell erhältliche Schaltung, welche die ihr eingegebene Spannung in einen Spannungswert umwandelt, der dem Logarithmus der eingegebenen Spannung entspricht. Der Ausgang der logarithmischen Schaltung 90 wird an einen Multiplikator 92 geführt, der den Logarithmus mit η multipliziert. Der Faktor η kann größer oder kleiner als 1 sein. Der Wert von η wird zuvor eingestellt, wenn der Motor abgestimmt wird, und bleibt, einmal fixiert, konstant Der Ausgang der Multiplikationsschaltung 92 wird einer Antilog-Schaltung 94 aufgegeben. Die Wirkung der Operationen der Schaltungen 90,92 und 94 besteht darin, die für die Motordrehzahl kennzeichnende Spannung zu nehmen und sie in die n-te Potenz zu erheben oder die Größe (UPM)" zu bilden. Dieses Signal wird dem Spannungskomparator 44 eingespeist.4 is a schematic block diagram and indicates the Potenzier gate 42, the comparator 44 and the ^r pannungsimpulsgeber 46 at. The analog voltage at the output of the tachometer 40, which represents the engine speed, is input to a logarithmic circuit 90. It is a well-known, commercially available circuit which converts the voltage input to it into a voltage value which corresponds to the logarithm of the voltage input. The output of the logarithmic circuit 90 is fed to a multiplier 92 which multiplies the logarithm by η . The factor η can be larger or smaller than 1. The value of η is set beforehand when the engine is tuned and, once fixed, remains constant. The output of the multiplication circuit 92 is applied to an antilog circuit 94. The effect of the operations of the circuits 90, 92 and 94 is to take the voltage indicative of the engine speed and raise it to the power of n, or to form the quantity (RPM) ". This signal is fed to the voltage comparator 44.

Der andere Eingang des Spannungskomparators 44 wird vom Druckumformer 30 abgeleitet und enthält ein Signal, das für den Druck in der Speiseleitung kennzeichnend ist Dieses Signal wird auf einen Verstärker 96 gegeben, der das Eingangssignal auf einen geeigneten Pegel bringt Der Ausgang des Verstärkers 96 wird auf den Spannungskomparator 44 sowie auf eine Subtraktionsschaltung 98 gegeben. Der andere Eingang der Subtraktionsschaltung 98 enthält das Signal (UPM)". Die Differenz zwischen beiden Signalen — sie ist die Differenz zwischen dem tatsächlichen Kraftstoffdruck und dem berechneten Kraftstoffdruck — wird einem spannungsgesteuerten Oszillator 100 zugeführt Diese Schaltung liefert ein AusgangssignaL dessen Frequenz durch die Amplitude des Eingangssignals bestimmt oder gesteuert wird. Der Ausgang des Komparators 44 wird einer Schaltung ίΟ2 aufgegeben, die einen Silikon-gesteuerten Gleichrichter enthalten kann. Der Silikon-gesteuerte Gleichrichter oder Schalter 102 kann durch den Ausgang des Komparators 44 gesteuert werden, um das Äusgangssignal des spaiinungsgesteueften Oszillators 100 durchzulassen öder zu sperren;The other input of the voltage comparator 44 is derived from the pressure transducer 30 and contains a Signal that is indicative of the pressure in the feed line. This signal is sent to a Amplifier 96 which brings the input signal to an appropriate level. The output of the amplifier 96 is applied to the voltage comparator 44 and to a subtraction circuit 98. The other entrance of subtraction circuit 98 contains the signal (UPM) ". The difference between the two signals - it is the Difference between the actual fuel pressure and the calculated fuel pressure - becomes a voltage-controlled oscillator 100. This circuit supplies an output signal whose frequency is determined or controlled by the amplitude of the input signal. The output of the comparator 44 becomes abandoned a circuit ίΟ2, which is a silicone-controlled May contain rectifier. The silicon controlled rectifier or switch 102 can be implemented by the Output of the comparator 44 can be controlled to the output signal of the Spaiinungsgesteueften oscillator 100 to let through or to block;

Wenn der tatsächliche Kraftstoffdruck gleich dem berechneten oder größer als der berechnete Kraftstoff' druck (UPM)" ist, setzt der Komparator die Schaltung 102 nicht in die Lage_f Schwingungen des spannungsge·* steuerten Oszillators 100 zu eitler Treiberschaltung oder einem Spannungsimpulsgeber 46 für das elektromecha* nische Betätigungsglied durchzulassen. Wenn dagegen der Druck in der Speiseleitung geringer als (UPM)" ist, gestattet der Spannungskomparator im Schalter 102, die Schwingungen des spannungsgesteuerten Oszillators zur Treiberschaltung 46 gelangen zu lassen, die dann das elektromechanische Betätigungsglied ansteuern kann. Die Größe der Differenz zwischen dem den Kraftstoffdruck der Speiseleitung kennzeichnenden Signal und dem (UPM)" repräsentierenden Signal ergibt den Ausgang der Subtraktionsschaltung 98 und wird dazu verwandt, die frequenz des Signals zu steuern, das zum Betreiben des elektromechanischen Betätigungsliedes dient. Je größer also die Differenz zwischen dem tatsächlichen Speiseleitungsdruck und dem der Beziehung p= A(UPM)" genügenden Druck ist, desto größer ist die Betriebsfrequenz des Betätigungsgliedes 26 im Falle, daß der Schalter 102 offen ist. Mit wiederholten Zyklen steigert das Betätigungsglied den Kraftstoffdruck zwischen dem Einlaß 64 zur Speiseleitung und dem Auslaß 82 zum Betätigungsglied, so daß eine Summenkraft auf das Ventilglied 68 ausgeübt wird, die es zur Drosselung des Sickerstroms von der Speiseleitung zum Kraftstofftank bringt. Dann steigt der Druck in der Speiseleitung und führt zu einem entsprechenden Druckanstieg in der Kammer 76, weil das Betätigungsglied 26 den Druck mit einem konstanten Zuwachs steigert, und liefert dadurch einen größeren Abdichtdruck auf das Ventilglied 68. Wenn der Druck in der Leitung 14 die erwünschte Beziehung zur Motordrehzahl erreicht, schließt der Komparator 44 den Schalter 102 und verhindert einen weiteren Betrieb des elektromechanischen Betätigungsgliedes. Dann kann sich im Druckregelventil wieder ein Sickerstrom bilden, der den Druck aus der Leitung i4 abbaut, bis der Zyklus wiederholt wird. Die Stange 66 wirkt mit dem durchbohrten Zapfen 78 und der Membranfeder 80 dahin zusammen, daß das durch den Ausgang des Betätigungsgliedes 26 erzeugte Pulsieren ausgedämpft wird, und liefert im Zusammenwirken mit der einstellbaren Sickermündung in der Membran 78 ein Regulativ für die Hysterese und die resultierende Instabilität des Systems.If the actual fuel pressure is equal to or greater than the calculated fuel pressure (RPM) ", the comparator does not set the circuit 102 in the position _for oscillations of the voltage-controlled oscillator 100 to the driver circuit or a voltage pulse generator 46 for the electromecha If, on the other hand, the pressure in the feed line is less than (RPM) ", the voltage comparator in switch 102 allows the oscillations of the voltage-controlled oscillator to reach the driver circuit 46, which can then drive the electromechanical actuator. The magnitude of the difference between the signal indicative of fuel pressure in the supply line and the signal representing (UPM) "provides the output of subtraction circuit 98 and is used to control the frequency of the signal used to operate the electromechanical actuator Difference between the actual feed line pressure and the pressure satisfying the relationship p = A (RPM) ", the greater the operating frequency of the actuator 26 in the event that the switch 102 is open. With repeated cycles, the actuator increases the fuel pressure between inlet 64 to the feed line and outlet 82 to the actuator so that a cumulative force is exerted on valve member 68 which causes it to throttle the flow of seepage from the feed line to the fuel tank. Then the pressure in the feed line rises and leads to a corresponding increase in pressure in the chamber 76 because the actuator 26 increases the pressure with a constant increase, thereby providing a greater sealing pressure on the valve member 68. When the pressure in the line 14 is the desired Relation to the engine speed is reached, the comparator 44 closes the switch 102 and prevents further operation of the electromechanical actuator. A seepage flow can then form again in the pressure control valve, which reduces the pressure in line i4 until the cycle is repeated. The rod 66 cooperates with the pierced pin 78 and the diaphragm spring 80 to dampen the pulsation generated by the output of the actuator 26 and, in cooperation with the adjustable drainage orifice in the diaphragm 78, provides a regulator for the hysteresis and the resulting instability of the system.

Wenn der Druck in der Speiseleitung 14 über die erwünschte Beziehung anwächst, beispielsweise infolge eines Drehzahlabfalls, der seinerseits beispielsweise durch eine plötzliche Belastung entstehen kann, bleibt das Betätigungsglied 26 untätig und öffnet sich das Druckregelventilglied 68 mit Absinken des Drucks in der Kammer 76; der Kammerdruck verringert sich, weil der Kraftstoff durch die Steuermündung im durchgebohrten Zapfen 78 und auf Sickerpfaden an der Außenwandung des Zapfens 78 wegsickert Hierauf bewegt sich das Ventilglied 68 und öffnet die Mündung 64 noch weiter; dadurch fällt der Druck in der Speiseleitung bis der erwünschte Druck wieder hergestellt ist, worauf das Betätigungsglied 26 wieder rar Aufrechterhaltung dieser Bedingung arbeitetWhen the pressure in the feed line 14 increases beyond the desired relationship, for example as a result a drop in speed, which in turn can arise, for example, from a sudden load, remains the actuating member 26 is inactive and the pressure regulating valve member 68 opens as the pressure drops in the chamber 76; the chamber pressure decreases because the fuel is drilled through the control port in the Pin 78 and seeps away on seepage paths on the outer wall of the pin 78 the valve member 68 moves and opens the orifice 64 even further; this causes the pressure in the Feed line until the desired pressure is restored, whereupon the actuator 26 again rar maintaining this condition works

Die Regelung der Schließzeiten der Ventile wird durch den Betriebsführer überwacht der die Lasterfordernisse bestimmt Bei jeder Motordrehzahl ist aller-The control of the closing times of the valves is monitored by the operator who controls the load requirements determined At every engine speed, all

dings eine Grenze für die maximale Kraftsloffmenge erwünscht, um den Motor an übermäßiger Rauschbil· dung zu hindern. Da jede Motordrehzähl einen eigenen Einspritzdruck festlegt, schreiben die Grenzen für Maximalkraftstoff ein Programm für die maximale Öffnungszeitdauer des Ventils in Abhängigkeit von der Motordrehzahl "öf. So kann ein Steuermechanismus ein Rauchbegrenzungsprogramm enthalten. Ähnlich kann eine Drehzahlregelung eingebaut werden; beide Vorkehrungen setzen das Vom Beiriebsführer gegebene Steuersignal für die Öffnungsdauer außer Kraft.However, a limit for the maximum amount of fuel is desirable in order to avoid excessive noise to the engine. to prevent dung. Since each engine rev counter defines its own injection pressure, the limits are written for Maximum fuel a program for the maximum opening time of the valve depending on the Engine speed "open. So a control mechanism may include a smoke control program a speed control can be installed; Both precautions are taken by the works manager Control signal for the opening time inoperative.

In einem Ottomotor mit innerer Verbrennung wird die Öffnungsdauer der Kraftstoffeinspritzventile in Abhängigkeit von Belnebsparametern des Motors gesteuert, vorzugsweise in Abhängigkeit vom Luftmengenverbrauch bei konstantem Druck in der Speiseleitung. Wenn der Druck in der Speiseleitung nicht konstant ist, muß eine Anordnung verwendet werden, in der der tatsächliche Druckabfall über den Einspritzventilen registriert und das Signal mit einem Signal verglichen wird, das den Luftmengenfluß in dem Motor erzeugt. Wenn diese Signale in einer vorher bestimmten Beziehung zueinander stehen, beispielsweise P* sich wie (Luftmengenfluß)² verändert, wird Kraftstoff in den Motor über einen konstanten Drehwinkel der Kurbelwelle eingespeist und ein konstantes Kraftstoff/Luft-Verhältnis aufrechterhalten. Wenn der Kraftstoffdruck Von der erwünschten Beziehung abweicht, errechnet eine Schaltung die Einspritzdauer, die zur für diesen Druck nötigen Kraftstoffbeschickung erforderlich ist, und stellt demgemäß den Winkel der Kurbelwelle ein, über den die Einspritzung zum Erreichen dieser Dauer zugelassen wird. In einer derartigen Einrichtung kann eine Anordnung, wie sie in Fig.5 gezeigt ist, zur Steuerung des Betätigungsgliedes verwendet werden.In a gasoline engine with internal combustion, the opening time of the fuel injection valves is controlled as a function of the engine's negative parameters, preferably as a function of the amount of air consumed at constant pressure in the feed line. If the pressure in the feed line is not constant, an arrangement must be used in which the actual pressure drop across the injectors is registered and the signal is compared with a signal which generates the amount of air flow in the engine. When these signals have a predetermined relationship to each other, for example P * changes as (air flow rate) ² , fuel is fed into the engine over a constant rotation angle of the crankshaft and a constant fuel / air ratio is maintained. If the fuel pressure deviates from the desired relationship, a circuit calculates the injection duration required for the fuel supply required for this pressure and accordingly adjusts the angle of the crankshaft over which injection is permitted to achieve this duration. In such a device, an arrangement as shown in Figure 5 can be used to control the actuator.

F i g. 5 ist ein schematisches Block-Diagramm einer Vorrichtung zur erfindungsgemäßen Verwendung in einem Ottomotor mit innerer Verbrennung. Ein Luftdruckumformer 104 erzeugt ein Signal Pi, das den Druck am Hals eines sogenannten Venturimeters 106 kennzeichnet, durch welches die Luft in den Innenverbrennungsmotor fließt. Dieses Signa! wird zusammen mit Signalen P\ und Ti, die jeweils durch einen Druckumformer 105 für die Umgebungsluft bzw. einen Temperaturumformer 107 für die Umgebungsluft gebildet werden, auf einen Rechner 109 gegeben, der die Größe (korrigierte Luftmengenflußrate)² aus diesen Signalen berechnet. Es kann von der Formel für den Luftmengenfluß durch ein Venturirohr, die Umgebungstemperatur und -druck in Betracht zieht, die folgende Näherungsformel für die Flußrate W der Luftmenge abgeleitet werden:F i g. 5 is a schematic block diagram of an apparatus for use in accordance with the invention in an internal combustion Otto engine. An air pressure transducer 104 generates a signal Pi which characterizes the pressure at the neck of a so-called venturimeter 106 through which the air flows into the internal combustion engine. This Signa! is given together with signals P \ and Ti, which are each formed by a pressure transducer 105 for the ambient air and a temperature transducer 107 for the ambient air, to a computer 109 which calculates the variable (corrected air flow rate) ² from these signals. The following approximate formula for the flow rate W of the amount of air can be derived from the formula for the amount of air flow through a Venturi tube, which takes into account the ambient temperature and pressure:

mitwith Koeffizient für den Ausfluß aus dem VenturiCoefficient for the outflow from the venturi Cdv =Cdv = rohrpipe FlußrateFlow rate W =W = Fläche des Venturihalses (6,45 cm² bzw. in²)Area of the venturi neck (6.45 cm ² or in ² ) Ay =Ay = 980 cm/sec2(Dimensiorisfaktor;3Z2 ft/sec²)980 cm / sec2 (dimension factor; 3Z2 ft / sec ² ) S = S = UmgebungsdruckAmbient pressure Px = Px = UmgebungstemperaturAmbient temperature T, =T, = Druck am VenturihalsPressure on the venturi neck Pi =Pi =

R = 28.4 m.N, N (Gaskonstante; 96.5 ft · Lbs/lb)
γ = Faktor eines »y-Gesetz^Gases«, als 1,4 angenommen
Po = Pi-Pj R = 28.4 mN, N (gas constant; 96.5 ft lbs / lb)
γ = factor of a "y-law ^ gas", assumed to be 1.4
Po = Pi-Pj

Das vom Rechner 109 erzeugte Signal repräsentiert das Quadrat der korrigierten Luftmengenflußrate. Dieses Signal wird einer Schaltung 40 eingespeist, die der irt F i g. 4 beschriebenen ähnlich ist. Sie enthält eineThe signal generated by computer 109 represents the square of the corrected mass air flow rate. This signal is fed to a circuit 40 which the irt F i g. 4 described is similar. It contains a

ίο iogafithmische Schaltung 90, deren Ausgang einer Schaltung 92 zur Multiplikation mit dem Faktor π zugeführt wird, deren Ausgang wiederum auf eine' Antilog-Schaltung 94 gegeben wird. In dieser Schaltung wird das Eingangssignal zur /i-ten Potenz erhoben, wobei der Faktor η zwischen 0,5 und 2,5 liegen kann. Der Ausgang der Antilog-Schaltung 94, der die Größe (korrigierte Luftmengenflußrate)" darstellt, wird zum Spanmingskomparator 44 und zu einer Subtraktionsschaltung 98 geführt. Der jeweils andere Eingang des Spannungskomparators und der Subtraktionsschaltung 98 wird vom Ausgang eines Verstärkers abgeleitet, dessen Eingang mit einer den Druckabfall des Kraftstoffs über den Kraftstoffeinspritzventilen darstellenden Spannung beaufschlagt wird, die ihrerseits von einem Umformer 111, wie in Fig.6 gezeigt, erhalten wird.ίο iogafithmic circuit 90, the output of which is fed to a circuit 92 for multiplication by the factor π , the output of which is in turn passed to an antilog circuit 94 . In this circuit, the input signal is raised to the i-th power, where the factor η can be between 0.5 and 2.5. The output of the antilog circuit 94, which represents the quantity (corrected air flow rate) ", is fed to the span comparator 44 and to a subtraction circuit 98. The other input of the voltage comparator and the subtraction circuit 98 is derived from the output of an amplifier, the input of which is connected to a The voltage representing the pressure drop of the fuel across the fuel injection valves is applied, which voltage in turn is obtained from a converter 111, as shown in FIG.

Wenn das verstärkte Signal für den Druckabfall des Kraftstoffs vom Verstärker 134 den berechneten Kraftstoffdruck übersteigt, steuert der Spannungskomparator 44 die Schaltung 102, so daß kein Ausgangssignal vom Oszillator 100 an die elektromechanische Treiberschaltung 46 gelangen kann. Wenn das Kraftstoffdruck-Signal unter das Luftmengenflußraten-Signal fällt, bringt der Komparator 44 die Schaltung 102 dazu.When the amplified fuel pressure drop signal from amplifier 134 exceeds the calculated fuel pressure, voltage comparator 44 controls circuit 102 so that no output from oscillator 100 can pass to electromechanical driver circuit 46. When the fuel pressure signal falls below the amount of air flow rate signal, comparator 44 causes circuit 102 to do so.

Signale vom spannungsgesteuerten Oszillator 100 zur Treiberschaltung für das elektromechanische Betätigungsglied durchzulassen. Die Subtraktionsschaltung 98 bildet eine Spannung, die die Differenz zwischen den beiden dem Spannungskomparator eingegebenen Spannungen darstellt, und die Differenz dient dazu, den spannungsgesteuerten Oszillator 100 zu suuern. Die Γ ι ctjucti/. uCä SpünnungSgCStCUCrtCr· ^>SZ1 u*CTS !St To pass signals from the voltage controlled oscillator 100 to the driver circuit for the electromechanical actuator. The subtraction circuit 98 forms a voltage which is the difference between the two voltages input to the voltage comparator, and the difference is used to control the voltage controlled oscillator 100. The Γ ι ctjucti /. uCä SpünnungSgCStCUCrtCr ^> SZ1 u * CTS! St

kennzeichnend für die Größe des Eingangssignals.
Durch Einstellung des Exponenten η kann Erscheinungen des Luft- und hydraulischen Stroms Rechnung getragen werden, die die Bernoulli-Beziehung p~ v¹ von inkompressiblen Medien modifizieren, unabhängig davon, ob diese Modifikationen aus Kraftstoff- oder Lufteffekten resultieren. Ein solcher Effekt kann beispielsweise durch heftiges Pulsieren im Ansaugsystem bei Verwendung von Rammrohren oder Resonanzkammern erzeugt werden. In derartigen Fällen bildet der Luftstrom ein mittleres Signal von größerem Wert da es den quadratischen Mittelwert (Effektivwert) der augenblicklichen Stromcharakteristik liefertindicative of the size of the input signal.
By adjusting the exponent η , phenomena of the air and hydraulic flow can be taken into account, which modify the Bernoulli relation p ~ v ¹ of incompressible media, regardless of whether these modifications result from fuel or air effects. Such an effect can be generated, for example, by violent pulsing in the intake system when using ram pipes or resonance chambers. In such cases, the air flow forms an average signal of greater value since it supplies the root mean square value (rms value) of the instantaneous flow characteristic

Es ist klar, daß eine derartige Vorrichtung den Luftmengenfluß und den Kraftstoffdruck zu allen Zeiten in der gewünschten Beziehung hält Allerdings kann der erforderliche Druckbereich zwischen maximalem Kraftstoffluß bei maximaler Geschwindigkeit und minimalem Kraftstoffluß bei minimaler Geschwindigkeit zur Erzielung einer Einspritzperiode mit konstantem Kurbelwellenwinkel zwischen 1000 und 1500 :1 liegen. Für eine annehmbare Lebensdauer der Kraftstoffpumpe sollte der Einspritzdruck auf maximal 27 bar begrenzt sein, und demzufolge können sich bei dem Kraftstoffdruck, der in der gemeinsamen Leitung bei geringer Motorleistung herrscht Dampfeinschlüsse aufgrund der vomIt will be appreciated that such a device will control the amount of air flow and fuel pressure at all times However, the required pressure range between maximum fuel flow at maximum speed and minimum fuel flow at minimum speed to achieve an injection period with a constant crankshaft angle between 1000 and 1500: 1. For one acceptable service life of the fuel pump, the injection pressure should be limited to a maximum of 27 bar, and consequently, the fuel pressure that occurs in the common rail at low engine power there is steam inclusions due to the from

Motorgehäuse absorbierten Hitze bilden. Diese Einschlüsse sind unerwünscht und können Meßfehler oder einen ungleichmäßigen Motorlauf verursachen.Motor housing form absorbed heat. These inclusions are undesirable and can lead to measurement errors or cause the engine to run unevenly.

Um dieses Problem zu vermeiden, wird dem Kraftstoffdruck in der Leitung nicht gestattet, unter einen Pegel zu fallen, der empirisch zur Verhinderung von Dampfbildung ermittelt worden ist Der Minimaldruck kann erreicht werden, indem man der Feder 74 (F i g. 3) eine größere Stärke gibt so daß in der Druckleitung des Ottomotors mit innerer Verbrennung ein Minimaldruck von ausreichender Größe herrscht, bevor das Druckregelventil öffnen kann.To avoid this problem, the fuel pressure in the line is not allowed to drop below to drop a level that has been empirically determined to prevent vapor formation. The minimum pressure can be achieved by giving the spring 74 (FIG. 3) a greater strength so that in the Pressure line of the gasoline engine with internal combustion a minimum pressure of sufficient size prevails, before the pressure control valve can open.

F i g. 6 zeigt, sehr schematisch, die erfindungsgemäß vorgesehene Vorrichtung, die zusätzlich zu der in F i g. 5 dargestellten in einem Ottomotor mit innerer Verbrennung erforderlich ist Ein Kraftstofftank 110 liefert Kraftstoff zu einer Pumpe 112, die diesen Kraftstoff in eine gemeinsame Leitung 114a, 1146 einspeist welche sich zur Einspeisung von Krariscoffeinspriizveiiüien ί in bis 123 verzweigt. Die verzweigte Kraftstoffleitung wird dann wieder zusammengeführt und kehrt als Einzelleitung zu einem Druckregelventil 124 zurück. Die Kraftstoffrückleitung ist zusätzlich mit einem elektromechanischen Betätigungsglied 126 verbunden. Aufbau und Betriebsweise des elektromechanischen Betätigungsgliedes und des Druckregelventils sind die gleichen, wie sie in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben worden sind, daher wird hier auf ihre Beschreibung verzichtetF i g. 6 shows, very schematically, the device provided according to the invention which, in addition to the one in FIG. 5 A fuel tank 110 supplies is required in an internal combustion Otto engine Fuel to a pump 112, which this fuel in a common line 114a, 1146 feeds which is used for feeding Krariscaffeinspriizveiiüien ί in branches to 123. The branched fuel line is then brought together again and returns as a single line back to a pressure regulating valve 124. The fuel return line is also equipped with an electromechanical one Actuator 126 connected. Structure and mode of operation of the electromechanical actuator and the pressure regulating valve are the same as described in connection with FIG have been, therefore their description is omitted here

Der Druckumformer 111 könnte derart aufgebaut sein, daß er die Druckdifferenz zwischen dem Kraftstoffdruck in der Speiseleitung 114a, 1146 und dem Druck in der Ansaugsammelleitung 128 des Motors erfaßt. Das Signal aus dem Druckumformer 111 kann demzufolge zur Regelung des Kraftstoffdrucks verwendet werden, und ebenfalls dazu dienen, die Einspritzdauer des Kraftstoffs zu berechnen.The pressure transducer 111 could be constructed so that it the pressure difference between the Fuel pressure in feed line 114a, 1146 and the Pressure in the intake manifold 128 of the engine is detected. The signal from the pressure transducer 111 can can therefore be used to regulate the fuel pressure, and also serve to control the injection duration to calculate the fuel.

In Dieselmotoren, die ein Einspritzsystem mit gemeinsamer Leitung und zeitlich abgestimmten Einspritzventilen haben, ermöglicht die Regelung des Kraftstoffdrucks in einer konstanten Beziehung zur r.Bcr-hninrHrr^oit AaR rli» Rincnrit^rat«» ripe Kraffclnffs gemeinsamer Leitung und Einspritzventilen für jeden Kanal oder Zylinder haben, kann eine feste Verknüpfung zwischen Motorgeschwindigkeit und Druck in der Kraftstoffleitung de:r Art ρ=Κω" erhalten werden; dabei ist ρ der Kraftstoffdruck, ω die Drehzahl des Motors in der Minute, K eine Konstante und π der Exponent, der zu Abstimmzwecken einfach verändert werden kann. Die Druck-Beziehung kann exakt mit einem System aufrechterhalten werden, das frei vonIn diesel engines, which have a common line injection system and timed injectors, allows fuel pressure to be regulated in a constant relationship to r.Bcr-hninrHrr ^ oit AaR rli "Rincnrit ^ rat""ripe Kraffclnffs common line and injectors for each port or Cylinder, a fixed relationship between engine speed and pressure in the fuel line de: r type ρ = Κω " can be obtained; where ρ is the fuel pressure, ω is the engine speed per minute, K is a constant and π is the exponent that leads to The pressure relationship can be precisely maintained with a system that is free from

ίο mechanischer Kompliziertheit und nicht schwingungsempfindlich ist. Bekannte Systeme mit konstantem Druck in der Kraftstoffleitung sind nicht in der Lage, ein Maximum an Kraftstoff zu erhalten, welcher pro Takt innerhalb des wirksamen Öffnungsvorganges des Einlaßventils eingespritzt wird, und eine minimale Ventilöffnungsdauer mit der Leistung von Einspritzpumpen aufrechtzuerhalten, welche nach gegenwärtigem Stand der Technik gebaut sind.ίο mechanical complexity and not sensitive to vibrations is. Known systems with constant pressure in the fuel line are not capable of a To get maximum of fuel, which per cycle within the effective opening process of the Intake valve is injected, and a minimum valve opening time with the power of injection pumps to maintain, which are built according to the current state of the art.

Γ ί g. 7 iSl ein äCiicTuatiSCiicS LiiOCiv-L^iägranüTi Ciil65Γ ί g. 7 iSl a äCiicTuatiSCiicS LiiOCiv-L ^ iägranüTi Ciil65

2ö Analogrechners 109, der zur Bestimmung der Größe geeignet ist, welche der logarithmischen Schaltung 90 in F i g. 5 eingegeben wird. Bei Betrachtung der Gleichung (1) kann man entnehmen, daß die Größe2ö analog computer 109, which is suitable for determining the size which the logarithmic circuit 90 in F i g. 5 is entered. Looking at equation (1) it can be seen that the size

Cdo ■ A_t Cdo ■ A _t

gleich einer berechenbaren Konstanten K ist da für jedes gegebene Venturirohr alle Werte dieses Terms konstant sind. Der verbleibende Teil von Gleichung (1) kann zur Vereinfachung der Mechanisierung umgeordnet werden, so daß die gesamte Gleichung lautetis equal to a calculable constant K since for any given Venturi tube all values of this term are constant. The remaining part of equation (1) can be rearranged to simplify mechanization so that the entire equation reads

W = ΪΚ² ■ ^? (0,286 P, -0,306P₀)I W = ΪΚ ² ■ ^? (0.286 P, -0.306P ₀ ) I.

ΊιΊι

zusätzlich zur Einspritzdauer eingestellt wird. Im Ergebnis kann der Motor zu einer geschmeidigeren, ruhigeren Betriebsweise mit geringeren Beanspruchungen (erhöhte Lebensdauer) bei niedrigen Lastfaktoren gebracht werden.is set in addition to the injection duration. As a result, the engine can become smoother, Quieter mode of operation with less stress (increased service life) at low load factors to be brought.

Die Abnutzung der Pumpe für den Kraftstoffdruck kann auf ein Minimum verringert werden, indem man ihren Betrieb bei Spitzen-Einspritzdruck nur für die Zeit fordert, in der ein solcher Druck tatsächlich notwendig ist Bekannte Anordnungen verlangen, daß diese Pumpe zu allen Zeiten bei Spitzen-Versorgungsdruck arbeitet sie beeinflussen dadurch nicht nur die Lebensdauer, sondern verursachen auch Kfäftstofferhitzung, Kraftstoffbelüftung und Leistungsvernichtung mit einem daraus resultierenden hohen spezifischen Verbrauch bei geringer LastThe wear and tear on the pump for the fuel pressure can be reduced to a minimum by using requires their operation at peak injection pressure only for the time in which such a pressure is actually necessary Known arrangements require this pump to operate at peak supply pressure at all times they not only influence the service life, but also cause fuel heating, fuel ventilation and power degradation all in one resulting high specific consumption at low load

In Ottomotoren, die ein Kraftstoffeinspritzsystem mit Die Signale P₀, P\ und 71 werden alle verstärkt und erhalten ihre Vorzeichenumkehr durch die jeweiligen Verstärker 130,132 und 134, die jeweils -P₀, -Pi und — T\ bilden. — Pq und — P\ werden Abschwächern 136 und 137 zur Bildung von -0306P₀ und -0,286Pi eingegeben. Diese Werte werden dann zu einem Verstärker 140 mit zwei Eingängen geführt ^er die Summe -(-0,286P₁+0,306P₀) bildet Der Ausgang dieses Verstärkers wird einem Verstärker 142 zugeführt, dessen Verstiirkungsgrad so gewählt ist daß er das Ausgangssignal mit K² zur Bildung des Produkts 10(02.86Pi +0,306P₀) multipliziert
Das Signal — 71 wird als Eingangssignal auf einen Multiplizierer 139 eingegeben, der sich in der Gegenk.opplungsschleife eines Verstärkers 138 befindet Das zweite Eingangssignal des Multiplizierers 139 ist die Gegenkopplung des; Verstärkers. Im Ergebnis ist der Ausgang des Verstärkers 138 die Größe PaIT_x. DieseIn Otto engines that have a fuel injection system with The signals P ₀ , P \ and 71 are all amplified and receive their reversal of sign by the respective amplifiers 130, 132 and 134, which form -P ₀ , -Pi and -T \, respectively. - Pq and - P \ are input to attenuators 136 and 137 to form -0306P ₀ and -0.286Pi. These values are then fed to an amplifier 140 with two inputs, which forms the sum - (-0.286P ₁ + 0.306P ₀ ). The output of this amplifier is fed to an amplifier 142, the gain of which is selected so that it corresponds to the output signal with K ² multiplied to form the product 10 (02.86Pi + 0.306P ₀₎
The signal - 71 is input as an input signal to a multiplier 139, which is located in the negative feedback loop of an amplifier 138. The second input signal of the multiplier 139 is the negative feedback of the; Amplifier. As a result, the output of amplifier 138 is PaIT _x . These

55_; Größe wird dann zusammen mit dem Ausgang des Verstärkers 142 dem Multiplizierer 144 zur Bildung des Ausgangs W² eingegeben. Dieser Ausgang wird der logarithmischen Schaltung 90 in F i g. 5 zugeführt55 _; The variable is then input to the multiplier 144 along with the output of the amplifier 142 to form the output W ^2. This output is provided to the logarithmic circuit 90 in FIG. 5 supplied

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

23 65 MB 23 65 MB

toto

1515th

Patent claims:

1. Arrangement for fuel injection in an internal combustion engine with a fuel injection valve for each cylinder, a common fuel feed line for the fuel injection valves and with a first and second converter circuit, the first converter circuit having a first voltage dependent on the fuel pressure in the common feed line and the second converter circuit having a second voltage, which is dependent on a freely specified motor parameter and is applied to a potentiating circuit, characterized in that the two converter circuits are provided for changing the fuel pressure according to the freely specified parameters, that the potentiating circuit (42) converts the second voltage to the nth Raises power, where η is determined by a freely predetermined engine tuning, and forms a third voltage, which represents a desired fuel pressure, that a Kornparatorkkreis (44) compares the first and third voltage with each other and which is greater e determined by the two and their difference and that the arrangement contains a regulator (24,26,46,124) which, depending on the output signal of the comparator circuit (44), the fuel pressure in the common fuel feed line (14; 114a, 114Oj changes at a rate determined by the difference until the fuel pressure assumes the value determined by the third voltage.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that that the second Umformt / circle (32,40) a tachometer (40) for the formation of the engine speed representing voltage.

3. Arrangement according to claim 1, characterized in that that the second converter circuit (32, 40) has a converter (104, 105, 107, 109) for generating a voltage that represents the pressure differential of the amount of air going to the engine flows through a venturi (106).

4. Arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the controller (24, 26, 46, 124) comprises an electromechanical pump (actuator 26) which is used to increase the fuel pressure with fuel from the fuel line (14; 114a. \\ 4b) is applied. and a control valve (pressure valve 24, 124) which is charged with the higher pressure fuel from the outlet of the electromechanical pump (26) and controls the rate at which fuel can circulate in the common feed line (14; 114a. 114ZjJ, whereby the Pressure is controllable.

'>. Arrangement according to one of claims I to 4, characterized in that the fuel is fed by a pump (26) from the common feed line (14; 114a. I 14ö; into a fuel tank (10, 110) and from there into a pump (12) is set in circulation, which pumps the fuel into the common feed line (14; 114a, \\ 4b) , and that the compay circuit (44) generates a first output signal when the first voltage exceeds the third voltage, and generates a second output signal, when the third voltage exceeds the first, and that a control valve (24; 124) connects the common feed line (14; 114a, 1146,) to the fuel tank (10; 110), thereby acting on the

first output signal increases the fuel flow, whereby the fuel pressure is decreased, and in response to the second output signal decreases the fuel flow, whereby the fuel pressure increases

6. Arrangement according to Anspmch 5, characterized in that that a subtraction circuit (98) is provided which the first voltage from the third Voltage to form a difference spun is deducted that a voltage-controlled oscillator (100) generates a pulse train, the frequency of which is determined by the differential voltage that a Gate (circuit 102) remains closed on the first output signal and on the second output signal opens out and the pulse train from the voltage controlled oscillator (100) lets through and that an electromechanical actuator (26; 126) with the gate (102) for controlling the Control valve (24; 124) is connected as a function of the pulse train

7. Arrangement according to claim 5, characterized in that the first voltage represents the fuel pressure across a fuel injection valve (16, 18, 20, 22; 116 to 123) and that the second voltage represents the flow rate of the amount of air into the engine

8. arrangement according to claim 7, characterized in that that it includes a subtraction circuit (98) which the first voltage from the third Voltage to form a differential voltage subtracts that a voltage controlled oscillator (100) generates a pulse train, the frequency of which is determined by the differential voltage that a Gate (circuit 102) remains closed to the first output voltage and to the second output voltage opens out and the pulse train from the voltage controlled oscillator (100) lets through and that an electromechanical actuator (26; 126) with the gate (102) for controlling the Control valve (24; 124) is connected as a function of the pulse train.