DE1948002C3 - Elektrisch gesteuerte Kraftstoffeinspritzanlage für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzanhige nach dem Gattungsbegriff des Hauptanspruchs.

Bei einer aus der DE-PS 1184152 bekannten Einspritzanlage ist die Emitter-Basis-Strecke des Leistungstransistors durch einen parallel liegenden Widerstand geschützt. Dort weist der Vortransistor die gleiche Polaritäts- bzw. Zonenfolge auf wie der Haupttransistor. In der prioritätsälteren deutschen Patentanmeldung 2042 648.6-13 wird vorgeschlagen, die vier zu je einem Zylinder der Brennkraftmaschine gehörenden Magnetventile im Takt der Zündfolge mit Hilfe je eines von vier Thyristoren zu schalten, die mit ihrer Kathode an die gemeinsame Masseleitung angeschlossen und mit ihrer Anode jeweils mit einer der Erregerwicklungen der Magnetventile verbunden sind. Die anderen Wicklungsenden der Magnetventile sind an dem Emitter eines Leistungstransistors angeschlossen, der mit seinem Kollektor zusammen mit dem Emitter eines eine entgegengesetzte Zonenfolge aufweisenden Vortransistors an die gemeinsame Plusleitung angeschlossen ist. Der Vortransistor liegt mit seinem Kollektor an der Basis des Haupttransistors, dessen Basis-Emitter-Strecke durch einen parallel geschalteten Widerstand geschützt ist.

Wegen der höheren Grenztemperatur und der höheren Sperrspannungen ist es erwünscht, statt eines in der Einspritzanlage nach der DE-PS 1184152 vorgesehenen Germanium-Endtransistors einen Silizium-Endtransistor verwenden zu können. Nach dem derzeitigen Stand der Halbleitertechnologie können aus Silizium bestehende npn-Leistungstransistoren wesentlich billiger und zuverlässiger hergestellt werden als entsprechende Leistungstransistoren vom pnp-Typ.
Die Verwendung derartiger S>!izium-npn-Leistungstransistoren würde jedoch den Nachteil mit sich bringen, daß bei der bisher angewendeten Schaltungstechnik eines der Wicklungsenden der Erregerwicklung der Einspritzventile mit dem Pluspol bzw. einer ίο gemeinsamen Plusleitung verbunden werden müßte und dann für jedes einzelne Einspritzventil zwei Stromzuführungsleitungen erforderlich wären.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zu schaffen, in welcher ein npn-Leistungstransistor als Endstufentransistor verwendet werden kann, ohne daß die Polarität der Einspritzventilanschlüsse geändert zu werden braucht

Zur Lösung dieser Aufgabe sind erfindungsgemäß die im Kennzeichen des Hauptanspruchs angegebenen Maßnahmen vorgesehen.

Weitere Ausgestaltungen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels, einer elektrisch gesteuerten Saugrohr-Benzineinspritzanlage, näher beschrieben und erläutert

Die Benzineinspritzanlage ist zum Betrieb einer Vier-Zylinder-Viertakt-Brennkraftmaschine 10 bestimmt und umfaßt als wesentliche Bestandteile vier elektromagnetisch betätigbare Einspritzventile 11 mit je einer zu einem Verteiler 12 führenden Benzinleitung 13, eine elektromotorisch angetriebene Kraftstoff-Förderpumpe 15, einen Druckregler 16 sowie eine im folgenden näher beschriebene Steuereinrichtung, die durch einen mit der Kurbelwelle 17 der Brennkraftmaschine gekuppelten Signalgeber t8 bei jeder Kurbelwellenumdrehung einmal ausgelöst wird und dann je einen rechteckförmigen elektrischen Öffnungsimpuls 19 für die Einspritzventile U liefert Die in der Zeichnung angedeutete zeitliche Dauer T₁ der Öffnungsimpulse bestimmt die Öffnungsdauer der Einspritzventile und demzufolge diejenige Kraftstoffmenge, welche während der jeweiligen Öffnungsdauer aus den: Innenraum der unter einem praktisch konstanten Kraftstoffdruck von 2 atü stehenden Einspritzventile 11 austritt
•»5 Zur Erzeugung der Öffnungsimpulse 19 ist in der Steuereinrichtung ein monostabiler Steuermultivibrator 20 vorgesehen, der einen im Ruhestand stromleitenden Eingangstransistor 21 und einen an dessen Kollektor über einen Widerstand 22 mit seiner Basis angeschlossenen, im Ruhezustand gesperrten Ausgangstransistor 23 und außerdem ein die jeweilige Impulsdauer Ti bestimmendes ZcitgSicd enthält Dieses besteht bei dem lediglich als Ausführungsbeispiel zu wertenden Steuermultivibrator 20 aus einem Transformator, dessen Primärwicklungen 24 in Reihe mit einem Widerstand 25 zwischen dem Kollektor und der für die elektronische Steuereinrichtung gemeinsamen Plusleitung 26 liegt. Die Sekundärwicklung 27 ist induktiv mit der Primärwicklung über ein verstellbares Kraftlinienleitstück 28 gekoppelt, das von einer an das Ansaugrohr 30 der Brennkraftmaschine angeschlossenen Druckdose 31 in Richtung des eingezeichneten Pfeiles von dem nicht dargestellten Eisenkern des Transformators abgehoben wird, wenn der absolute Luftdruck im Ansaugrohr 30, beispielsweise durch Schließen der Drosselklappe 32, verringert wird. Bei steigendem Druck im Ansaugrohr 30 wird das Kraftlinienleitstück 28 unter der Wirkung nicht dargestellter Federn in der Gegenrichtung bewegt

und vergrößert dann die Induktivität des als Zeitglied wirkenden Transformators. Die Sekundärwicklung 27 ist in der für Steuermultivibratoren dieser Art bekannten Weise einerseits an den Verbindungspunkt P zweier Widerstände 33 und 34 angeschlossen, die als Spannungsteiler zwischen der mit Masse verbundenen Minusleitung 35 und der Plusleitung 26 angeordnet sind.

Mit ihrem anderen Wicklungsende ist die Sekundärwicklung 27 Ober eine Diode 36 an die Basis des Eingangstransistors 21 angeschlossen, welcher ebenso wie der Ausgängstransistor 23 zum npn-Typ gehört und daher mit seinem Emitter an die Minusleitung 35 angeschlossen ist

Der zum -Auslösen des Steuei multi vibrators 20 dienende Signalgeber 18 ist im Gehäuse eines nicht dargestellten, zur Hochspannungszündanlage der Brennkraftmaschine gehörenden Zündverteilers untergebracht und enthält im einzelnen einen einhöckrigen Nocken 37, welcher auf der bei 38 angedeuteten Verteilerweile sitzt und mit zwei Kontakthebeln 40 und 41 zusammenarbeitet Die Kontakthebel sind über je einen Widerstand 42 bzw. 43 an die Plusleitung 26 angeschlossen und jeweils mit einer der Elektroden eines von zwei Differenzierkondensatoren 44 bzw. 45 verbunden- Sie werden abwechshingsweise vom Schaltnocken 37 gegen einen der feststehenden und mit der Masseleitung 35 verbundenen Schaltkontakte 46 bzw. 47 gedrückt und in dieser Schließstellung während einer halben Umdrehung der Verteilerwclle 38 gehalten.

Bei jedem Schließvorgang wird der Steuermultivibrator 20 in seinen instabilen Kippzustand gebracht, dessen Dauer die Impulslänge 7} ergibt und von der jeweils vom Kraftlinienleitstück eingestellten Induktivität abhängt Um im Auslösezeitpunkt den Eingangstransistor 21 sperren zu können, sind die Kondensatoren 44 und 45 über je eine Diode 48 bzw. 49 mit der Basis des Eingangstransistors und außerdem über je einen Ladewiderstand 50 bzw. 51 mit der Minusleitung 35 verbunden. Solange ihre zugehörigen Kontaktheb Λ 40, 41 sich in der Offenstellung befinden, können sich die Differenzierkondensatoren 44, 45 jeweils aufladen und ihre Ladung in den Schließzeitpunkten ihrer Kontakthebel zur Sperrung des Eingangstraiisistors 21 abgeben. Sobald der Eingangstransistor 21 in den Sperrzustand übergeht, wird der Ausgangstransistor 23 in seinen 4$ stromleitenden Zustand gebracht Sein die Primärwicklung 24 durchfließender, exponentiell ansteigender Kollektorstrom erzeugt in der Sekundärwicklung 27 eine Rückkopplungsspannung, welche den Eingangstransistor 21 über den jeweiligen Schließzeitpunkt hinaus nach solange gesperrt hält, bis die Rückkopplungsspannung unter einen durch das Potential des Spannungsteilerabgriffs P festgelegten Wert absinkt, bei welchem der Eingangstransistor wieder in seinen ursprünglichen leitenden Zustand zurückkehren kann. Während des stromleitenden Zustandes des Ausgangstransistors 23 entsteht der bei 19 angedeutete Öffnungsimpuls für die Einspritzventile.

Zur Stromversorgung dieser Ventile ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel eine Leistungsstufe 60 vorgesehen, welche über einen schematisch mit unterbrochenen Linien angedeuteten Verstärker an den im Kollektorkreis des Ausgangstransistors 23 liegenden Widerstand 25 angeschlossen ist Die Leistungsstufe 60 enthält erfindungsgemäß einen an ihrem Eingang liegenden Silizium-Treiber-Transistor 64 vom pnp-Typ, der mit seinem Emitter unmittelbar an die gemeinsame Plusleitung 26 angeschlossen ist, und außerdem einen Silizium-Leistungstransistor 66 vom npn-Typ, der als Emitterfolger betrieben wird. Er liegt nämlich mit seinem Kollektor unmittelbar an der Plusleitung 26 und ist an seinem Emitter mit den zu den einzelnen Erregerwicklungen 67 der Einspritzventile 11 führenden Vorwiderständen 68 verbunden. Für den Leistungstransistor ist ein Basisableitwiderstand 69 vorgesehen, welcher die Basis des Leistungstransistors, welche an den Kollektor des Treibertransistors 64 angeschlossen ist, unmittelbar mit dem Emitter des Leistungstransistors verbindet Durch diese Schaltungsanordnung wird erreicht, daß beim Sperren des Treibertransistors 64 auch der Leistungstransistor 66 vollständig gesperrt wird. Dieser Sperrvorgang des Leistungstransistors wird auch dann sicher erreicht, wenn die im Emitterkreis des Leistungstransistors 66 liegenden Erregerwicklungen eine beträchliche Induktivität haben und dann als Folge dieser induktiven Last das Potential am Emitter des Leistungstransistors 66 jeweils beim Ende eines Öffnungsimpulses 19 negativer wird als das Potential der Minusleitung 35.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Elektrisch gesteuerte Kraftstoffeinspritzanlage für eine Brennkraftmaschine mit mindestens einem elektromagnetischen, an einem der Wicklungsenden seiner Erregerwicklung mit Masse verbundenen Einspritzventil, das den Kraftstoff unter konstantem Druck zugeführt erhält und in einer zu den Kurbelwellenumdrehungen der Brennkraftmaschine synchronen Folge durch rechteckförmige Impulse geöffnet wird, die in ihrer die jeweilige Einspritzmenge bestimmenden Dauer an wenigstens einen Betriebsparameter der Brennkraftmaschine angepaßt sind und von einer einen Vortransistor sowie einen Leistungstransistor umfassenden Transistorleistungsstufe aus einer Gleichstromquelle gelieliert werden, die mit ihrem Minuspol an Masse hegt, wobei zur Emitter-Basis-Strecke des Leistungstransistors ein Basisableitwiderstand parallelgeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der in bekannter Weise aus Silizium hergestellte und eine npn-Zonenfolge aufweisende Leistungstransistor (66) an seinem Kollektor mit dem Pluspol (26) der Gleichstromquelle und an seinem Emitter über die Erregerwicklung des Magnetventils (11) mit dem Minuspol (35) verbunden ist

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der als Treibertransistor (64) wirkende Vortransistor vom pnp-Typ ist und daß sein Emitter an die Plusleitung (26) angeschlossen und sein Kollektor mit der Basis des Leistungstransistors (66) und dessen Basisableitwiderstand (69) verbunden ist.

3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vortransistor als Siliziumtransistor ausgebildet ist