DE3332399C1 - Einrichtung zur Kraftstoffzumessung bei einer fremdgezuendeten,mit einer Einspritzanlage ausgeruesteten Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

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Kopplung des Zündsystems mit dem Einspritzsystem, Steuergerätes 17 ist das Relais 25 durch Anlegen der nämlich die Kopplung über eine Diode und einen einfa- Batteriespannung U_B über den Zentralstecker 26 aktichen Umschalter, erweist sich als besonders einfach und viert. Die Einspritzimpulse des Steuergerätes gelangen kostengünstig. Dieses Merkmal ist besonders hoch in über die Leitung 18 und den Schalter 19 (in Stellung A) solchen Fällen zu bewerten, in denen schon existierende 5 zu den Einspritzventilen. Über die Steuerleitung 23 ist Steuergeräte mit einer derartigen Einrichtung nachzu- der Schalter 22 geschlossen und die Kraftstoffpumpe 21 rüsten sind. liefert über nicht dargestellte Kraftstoffleitungen den

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Kraftstoff zu den Einspritzventilcn 20.
in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen in Die Zündung arbeitet unabhängig von der Funktion

Verbindung mit der nachfolgenden Beschreibung und 10 des Steuergerätes und liefert die entsprechenden Zündder Zeichnung. impulse an die Zündkerzen der Brennkraftmaschine, die

in diesem Bild nicht dargestellt sind.
Zeichnung Im Falle des Auftretens eines ernsthaften Störfalles

des Steuergerätes 17, in dem ein Funktionieren der

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in 15 Brennkraftmaschine nicht mehr gewährleistet ist, läßt F i g. 1 und 2 dargestellt. F i g. 3 zeigt eine mögliche Aus- sich die Notfahrfunktion dadurch einschalten, daß der gestaltung der beiden Ausführungsbeispiele der Fig. 1 Zentralstecker 26 vom Steuergerät abgezogen wird. Bei und F i g. 2. dieser Maßnahme handelt es sich um eine ganz spezielle

Ausführungsform; es wäre ebenso denkbar, daß die Beschreibung der Ausführungsbeispiele 20 Ausgangsleitungen des Steuergerätes über einen im

Kraftfahrzeug angebrachten Schalter unterbrechbar ·

In F i g. 1 ist mit 10 eine Zündspule bezeichnet, die sind. i

eine Primärwicklung 11, eine Sekundärwicklung 12 so- Auf jeden Fall wird dann Schalter 22 geöffnet, so daß ;

wie einen Eisenkern 13 beinhaltet. Die Primärwicklung die Kraftstoffpumpe 21 von der Versorgungsspannung \ 11 ist zwischen die Batteriespannung Un und den KoI- 25 abgekoppelt ist. Andererseits schaltet das Relais 25 in i leklor eines Transistors 14, dessen Emitter auf Massepo- seine Ruhestellung, d. h. die beiden Schalter 19 und 24 j tential liegt, geschaltet. Die Basis dieses Transistors 14 gelangen in die eingezeichnete Position B. Dies hat zur j' wird von einem Zündimpulsgeber 15 angesteuert, der Folge, daß das Einspritzventil 20 über Schalter 19 (in ; beispielsweise als mechanischer Unterbrecher, Induk- Position Sjsowie die Diode 28 am Verbindungspunkt 16 tionsgeber, Hall-Geber, Wiegand-Geber oder auch als 30 liegt. Die Spannungsversorgung der Kraftstoffpumpe \ optischer Geber ausgebildet sein kann. Die Sekundär- 21 wird über den zweiten Schalter 24 (in Position B) ' spule 12 der Zündspule 10 ist eingangsseitig an den Ver- wieder hergestellt.

bindungspunkt 16 zwischen Primärspule und Kollektor Ist der Transistor 14 leitend, d. h., daß sich die Zündan-

des Transistors 14 angeschlossen. Ausgangsseitig führen lage in der Phase »induktive Zündenergiespeicherung« die Hochspannungszündsignale zu einer nicht weiter 35 befindet, so liegt der Verbindungspunkt 16 annähernd dargestellten Zündanlage. auf Massepotential und das Einspritzventil 20 wird über

Ein mit der Ziffer 17 bezeichnetes Steuergerät, dem die leitende Diode 28 aktiviert. Wird der Transistor 14 Daten über verschiedene Betriebsparameter, wie der dagegen von den Zündimpulsgeber 15 zwecks Erzeu-Druck p, die Drehzahl n, die Temperatur ö, Lastinforma- gung eines Zündfunkens gesperrt, so treten am Verbintionen L oder die angesaugte Luft- bzw. eingespritzte 40 dungspunkt 16 hohe positive Spannungen auf, so daß die Kraftstoffmenge Q zugeführt werden, liefert über eine Diode 28 sperrt und damit das Einspritzventil 20 Leitung 18, einen Schalter 19, der sich in Stellung A schließt. Auf diese Weise werden das Einspritzventil 20 befindet, Einspritzimpulse an ein schematisch darge- und die Zündkerzen wechselweise angesteuert,
stelltes Einspritzventil 20. Es versteht sich, daß die erfin- Für Ausführungsbeispiele, bei denen der Schalter 22

dungsgemäße Einrichtung auch bei Anlagen mit mehre- 45 nicht vom Steuergerät 17 angesteuert, sondern von anren Einspritzventilen im gleichen Sinne einsetzbar ist. deren unabhängigen Komponenten betätigt wird, kann Das Einspritzventil 20 ist ausgangsseitig an die Batterie- der Schalter 24 entfallen.

spannung Un angeschlossen. Für die Schalterstellung Im Ausführungsbeispiel der F i g. 2 sind gleiche Kom-

des Schalters 19 in Position B liegt eine Verbindung ponenten gleich beziffert. Im weiteren werden nur die zwischen dem Verbindungspunkt 16 über eine Diode 28 50 Abweichungen vom Ausführungsbeispiel der F i g. 1 nämit dem Einspritzventil 20 vor. her erläutert. Die Einspritzimpulse f,- bzw. die Lastsigna-

Eine mit 21 bezeichnete Kraftstoffpumpe bezieht ihre Ie t_p werden, wie gehabt, über den Schalter 19 (in Stel-Versorgungsspannung Un über einen Schalter 22 und ist lung A) dem Einspritzventil 20 zugeführt. Darüber hinmit ihrem anderen Anschluß auf Massepotential gelegt. aus liegen diese Signale auch an einem Drehzahlrelais Der Schalter 22 ist über eine Steuerleitung 23 mit dem 55 29 an, mit dem der Schalter 19 betätigt wird. Weiterhin Steuergerät 17 verbunden. Der Verbindungspunkt zwi- können diesem Drehzahlrelais Startsignal-Informatioschen Kraftstoffpumpe 21 und Schalter 22 kann über nen von einem Startsignal-Geber 30 zugeführt werden, eine weitere, durch einen Schalter 24 unterbrochene Der Schalter 22 zur Unterbrechung der Versorgungs-Leitung ebenfalls auf das Potential der Versorgungs- spannung wird in diesem Ausführungsbeispiel nicht von spannung Ub gelegt werden. Die Schalter 19 und 24 60 dem Steuergerät 17, sondern von einem Drehzahlrelais werden über ein Relais 25 angesteuert, das durch AnIe- 31 betätigt, das eingangsseitig an den Verbindungspunkt gen der Batteriespannung Ub über eine Leitung vom 16 angeschlossen ist.

Steuergerät aktiviert wird. Im aktivierten Zustand des Diese an sich bekannten Drehzahlrelais 29 und 31

Relais 25 befinden sich die Schalter 19 und 24 in der mit funktionieren in der Weise, daß sie bei Unterschreiten A bezeichneten Stellung. Die Ausgangsleitungen des 65 eines bestimmten Wertes der an ihrem Eingang anlie-Steuergerätes 17 können über einen Zentralstecker 26 genden Impulsfolgefrequenz schalten, d. h. ihre Ausvom Steuergerät getrennt werden. gangsgröße ändern bzw. den zugeordneten Schalter beim Normalfall eines störungsfreien Betriebes des tätigen. Im einzelnen wird das Relais von einer elektro-

nischen Zeitstufe angesteuert, die entweder als retriggerbare monostabile Kippstufe oder als retriggerbarer Timer ausgeführt ist. Beim Anlegen der Batteriespannung wird die Zeitstufe gesetzt, das Relais zieht für eine bestimmte Zeitdauer an und fällt dann wieder ab, wenn keine Impulse ankommen. Die Zeitdauer wird so gewählt, daß sie größer ist als der zeitliche Impulsabstand bei der niedersten Drehzahl. Außerdem wird im Störfall das Relais ebenfalls sofort aktiviert.

Bei laufendem Motor wird das Drehzahlrelais von den Zündimpulsen immer erneut getriggert, so daß die Standzeit nicht abläuft und das Relais dauernd angezogen bleibt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel liegt die Schaltschwelle für die Pulsfolgefrequenz in der Gegend um 1 Hz, sie kann jedoch durchaus auch andere, fahrzeugspezifisch angepaßte Werte annehmen. Das Drehzahlrelais 31 schaltet aus Sicherheitsgründen die Kraftstoffversorgung der Kraftstoffpumpe 21 bei Zündimpulsfolgen, die den eingestellten Schwellwert unterschreiten, ab.

Ein eventueller Störfall des Steuergerätes 17 wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch das Drehzahlrelais 29 erkannt. Beim Ausbleiben von Einspritzimpulsen bzw. beim Unterschreiten einer einstellbaren Anzahl von Einspritzimpulsen pro Zeiteinheit schaltet das Drehzahlrelais 29 den Schalter 19 in Position B, so daß auch hier in der gleichen Weise wie im Ausführungsbeispiel der F i g. 1 das Einspritzventil 20 über die Diode 28 von den Impulsen der Zündanlage am Verbindungspunkt 16 angesteuert wird. Für den Startfall ist ein Start- Signalgeber 30 vorgesehen, der ein Ansprechen des Drehzahlrelais 29 während der Startphase verhindert.

Im Ausführunsbeispiel der F i g. 2 geschieht also der Umschaltvorgang auf »Notfahrbetrieb« automatisch, d. h. er wird vom Drehzahlrelais 29 erkannt.

Das Ausführungsbeispiel der Fig.3 dient zu einer aktiven Entkopplung zwischen der Primärspule 11 der Zündspule 10 und dem Einspritzventil 20. Auch in diesem Ausführungsbeispiel werden identische Komponenten mit gleichen Nummern bezeichnet. Die für die Erklärung der Funkionsweise dieses Ausführungsbeispiels nicht wichtigen Komponenten wurden nicht dargestellt, aber es versteht sich, daß diese Anordnung in jedem der vorherigen Ausführungsbeispiele eingesetzt werden kann. Befindet sich Schalter 19 in Stellung B, d. h., es liegt Notfahrbetrieb vor, so ist im vorliegenden Fall das Einspritzventil 20 nicht mehr direkt mit der Diode 28 verbunden. Die Signale der Zündanlage laufen vom Verbindungspunkt 16 über die Diode 28, einen Widerstand 32, die Basis-Kollektor-Strecke eines Transistors 33, die Basis-Kollektor-Strecke eines weiteren Transistors 34 und den Schalter 19 (Stellung B) zum Einspritzventil 20. Der Kollektor des Transistors 33 ist über einen Widerstand 35 mit der Versorgungsspannung Ub verbunden, während die Emitter der Transistoren 33 und 34 an Massepotential angeschlossen sind. Diese an sich bekannte Schaltungsanordnung hat den Vorteil, daß die Primärspule 11 der nicht dargestellten Zündspule 10 kaum belastet wird und somit eine ausreichende Entkopplung zwischen dem Einspritzventil 20 und der Zündanlage erreicht wird.

Eine alternative Maßnahme könnte darin bestehen, daß im Falle des »Notlaufbetriebes« eventuell nur noch die Hälfte der normal betriebenen Einspritzventile angesteuert würde und somit für eine ausreichend zur Verfügung stehende Zündenergie gesorgt wäre.

Besonders vorteilhaft erweist sich, im Falle des »Notfahrbetriebes« die Luftzufuhr zur Brennkraftmaschine über etwaige im Ansaugrohr angebrachte Zusatzluftschieber oder Bypässe zu erhöhen. Hierdurch wird eine Anfettung des Luft-Kraftstoff-Gemisches durch die im »Notfahrbetrieb« auftretenden Mchrfachspritzer wieder kompensiert, so daß ein gut zündbares Gemisch der Brennkraftmaschine zur Verfügung steht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

1 2 auch die Brennkraftmaschine lahmlegen. Zur Umge- Patentansprüche: hung dieses Nachteils wurden schon zahlreiche Vorschläge unterbreitet, so z. B. in der Patentanmeldung

1. Einrichtung zur Kraftstoffzumessung bei einer WO 80/00597. In dieser Patentanmeldung wird vorgefremdgezündeten, mit einer Einspritzanlage ausge- 5 schlagen, dem Steuergerät wenigstens eine gebergerüsteten Brennkraftmaschine mit einem Steuergerät, steuerte Hilfsvorrichtung zuzuordnen, deren Ausgangsdas zumindest in Abhängigkeit von der Drehzahl der signale alternativ zu den Ausgangssignalen des Steuer-Brennkraftmaschine Einspritzimpulse zum Ansteu- gerätes über eine Umschaltvorrichtung den Steuerendern von Einspritzventilen erzeugt, dadurch ge- stufen, beispielsweise den Steuerendstufen einer elektrikennzeichnet, daß in einem Störfall des Steu- io sehen Einspritzanlage zuführbar sind. Dabei werden die ergerätes (17) auf eine Ansteuerung der Einspritz- Hilfsvorrichtungen von den Ausgangssignalen des gleiventile (20) mittels von der Zündanlage der Brenn- chen Gebers angesteuert, der auch an das Steuergerät kraftmaschine abgeleiteten Einspritzimpulsen um- angeschlossen ist.

geschaltet wird. Auch aus der DE-OS 29 45 543 ist eine Einrichtung

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 15 zum Steuern von betriebsparameterabhängigen und zeichnet, daß die Zündanlage der Brennkraftmaschi- sich wiederholenden Vorgängen für Brennkraftmaschine als stromgeregelte Transistorzündanlage ausge- nen mit einer Hilfsvorrichtung, deren Ausgangssignale bildet ist. sowie die Ausgangssignale eines Rechners zur Ermitt-

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch lung der Steuersignale über eine Umschaltvorrichtung gekennzeichnet, daß die Einspritzimpulse von einer 20 einer Steuerendstufe zuführbar sind, bekannt. Weiterhin Zündspule (10) über ein beispielsweise als Diode (28) offenbart die DE-OS 31 11 018 eine Vorrichtung zum ausgebildetes Ventilelement direkt an die Einspritz- Erzeugen eines Impulssignales zum Steuern einer ventile (20) geführt werden. Brennkraftmaschine mit einem Digitalrechner und ei-

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn- nem Signalgenerator, der, falls der Digitalrechner nicht zeichnet, daß zwischen Ventilelement (Diode 28) und 25 richtig arbeitet, ein Maschinensteuerscheinimpulssignal Einspritzventile (20) eine als Impedanzwandler aus- erzeugt. Bei den aus diesen Druckschriften bekannten gebildete Transistorkombination (33,34) geschaltet Brennkraftmaschinen-Steuereinrichtungen wird ein ist. Notbetrieb der Maschine durch Hilfseinrichtungen er-

5. Einrichtung nach wenigstens einem der vorheri- möglicht, die im Störfall der Hauptsteuereinrichtung mit gen Ansprüche, bei der das Steuergerät über einen 30 den Stellgliedern verbunden werden.
Zentralstecker mit den anzusteuernden elektrischen Schließlich zeigt die DE-OS 25 03 108 eine Kraftstoff-Geräten verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, einspritzanlage mit einer zündungsgesteuerten Triggerdaß die Umschaltung durch ein Abziehen des Zen- stufe. Bei dieser Kraftstoffeinspritzanlage werden die tralsteckers (26) erfolgt. die Einspritzventile ansteuernden Leistungsschalter

6. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprü- 35 durch eine an die Zündeinrichtung angeschlossene Trigche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Um- gerstufe unter gleichzeitigem Öffnen der Einspritzventischaltung mittels eines auf eine Impulsfolge, insbe- Ie eingeschaltet und dann für eine mindestens von einem sondere die Einspritzimpulsfolge empfindlichen Betriebsparameter abhängige Zeitdauer in diesem Zu-Drehzahlrelais (29) beim Unterschreiten eines vor- stand gehalten. Diese Schrift betrifft somit ganz allgegebbaren Minimalwertes erfolgt. 40 mein eine Einspritzsteuerung unter Verwendung von

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn- Impulsen der Zündanlage der Brennkraftmaschine, also zeichnet, daß im Startfall das Drehzahlrelais (29) au- von drehzahlproportionalen Impulsen.

ßer Betrieb gesetzt wird.

Vorteile der Erfindung

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Die erfindungsgemäße Einrichtung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil,

Stand der Technik daß eine Realisierung eines Notfahrbetriebes bei Ausfall des Steuergerätes ohne den Einsatz derartiger rela-

Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung zur 50 tiv aufwendiger Hilfsvorrichtungen möglich ist. Anstelle

Kraftstoffzumessung bei einer fremdgezündeten, mit ei- der Ausgangssignale derartiger Hilfsvorrichtungen

ner Einspritzanlage ausgerüsteten Brennkraftmaschine werden die Signale der Zündanlage zur Ansteuerung

nach der Gattung des Hauptanspruchs. Derartige Ein- der Kraftstoffeinspritzventile benutzt. Damit läßt sich

richtungen beinhalten als wesentliche Komponente ein ein extrem kostengünstiges Notlaufkonzept realisieren,

Steuergerät, dessen Funktionen entweder hardwaremä- 55 das den Fahrer eines in dieser Art ausgerüsteten Kraft-

ßig fest verdrahtet oder beispielsweise durch den Ein- fahrzeuges in die Lage versetzt, auch bei einem Ausfall

satz eines Mikrocomputers frei programmierbar sind. des Steuergerätes in einer Art Notfahrbetrieb die näch-

Derartige Steuergeräte wurden schon ausführlich in der ste Werkstatt zu erreichen.

betreffenden Fachliteratur beschrieben und gehören Ein weiterer Vorteil besteht in der Tatsache, daß die

seit langem zum Stand der Technik. In der Praxis haben eo Zündsignale von einem Geber abgeleitet werden, der

sich diese Steuergeräte bezüglich des Fahrverhaltens nicht zur Ansteuerung des Steuergerätes dient. Somit

und der Abgasemission der Brennkraftmaschine gut be- erweist sich dieses System auch dann als wirksam, wenn

währt. ein Geber für die Haupteingangsgrößen des Steuerge-

Allerdings besteht aufgrund des relativ komplizierten rätes ausfällt.

Aufbaus dieser Steuergeräte die Möglichkeit des Aus- 65 Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten

falls einzelner Komponenten. Ein Fehler in einer an sich Maßnahmen sind weitere vorteilhafte Ausbildungen

nebensächlichen Komponente kann unter Umständen und Verbesserungen der im Hauptanspruch vorgeschla-

die Funktion des gesamten Steuergerätes und damit genen Einrichtung möglich. Insbesondere die einfache