DE2211336A1 - Kraftstoffeinspritzanlage fuer eine brennkraftmaschine mit automatischem getriebe - Google Patents

Description

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21.2.1972 Lr/Dr

Anlage zur
Patentanmeldung

ROBERT BOSCH GMBH, 7 Stuttgart 1

Kraftstoffeinspritzanlage für eine Brennkraftmaschine mit automatischem Getriebe

Die Erfindung betrifft eine elektrisch gesteuerte Kraftstoffeinspritzanlage für eine mit einem automatischen Getriebe verbundene Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, mit mindestens einem elektromagnetisch betätigbaren Einspritzventil, das mindestens bei jeder zweiten Kurbelwellenumdrehung der Brennkraftmaschine durch einen elektrischen Impuls geöffnet wird, und mit einem elektronischen, die Dauer der einzelnen Impulse bestimmenden Steuergerät, von dessen Signaleingängen einer an einen Serien-Stromkreis angeschlossen ist, der einseitig mit einem Pol einer Starterbatterie verbunden ist und in Reihe hintereinander die Wicklung eines zum Einschalten des Startermotors der Brennkraftmaschine dienenden Startrelais, einen nur in der Parkstellung' (P) und in der Leerlaufstellung (N) des automatischen Getriebes geschlossenen Anlaßsperrschalter sowie einen Starterschalter enthält, der zum Einschalten des Start-

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relais und des Startermotors geschlossen werden muß und dann die Verbindung zum anderen Pol der Starterbatterie herstellt, sonst jedoch geöffnet ist.

Die bekannten, mit konstantem Druck des Kraftstoffs und mit Zeitsteuerung der Einspritzventile arbeitenden Einspritzanlagen ermöglichen es, mit verhältnismäßig einfachen Mitteln mehrere, -s-arek- während des Betriebs einer Brennkraftmaschine auf Kraftfahrzeugen sich ändernde Betriebsgrößen zu erfassen und dabei die Einspritzmenge den jeweiligen Betriebszuständen derart anzupassen, daß die gesundheitsschädlichen Anteile im Abgas nur sehr gering sind. Da die Abgas-Emission im Leerlauf besonders stark ist, wird im Leerlauf das Gemisch auf besonders magere Werte eingestellt. Dies kann bei Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen mit einem automatischen Getriebe dazu führen, daß die Brennkraftmaschine stehen bleibt, wenn der Wählhebel des automatischen Getriebes aus der Leerlaufstellung (N) in eine der verschiedenen Fahrstellungen (R oder D) gebracht wird, weil dann ein Belastungsstoß für die Brennkraftmaschine entsteht. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zu schaffen, mit welcher diese Schwierigkeit behoben wird und eine vorübergehende Gemischanfettung erzielt wird, mit der es gelingt, den Belastuhgsstoß abzufangen und ein Durchpendeln oder Stehenbleiben der Brennkraftmaschine zu verhindern.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Kraftstoffeinspritzanlage der eingangs beschriebenen Art vorgesehen, daß einer der Signaleingänge des elektronischen Steuergeräts zwischen dem Anlaß3perr3chalter und dem Starterschalter an den Serien3tromkrei3 angeschlossen und mit einer zum Steuergerät gehörenden Zeitschaltstufe verbunden ist, mit welcher die Dauer der vom Steuergerät gelieferten Impulse

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beim öffnen des Anlaßsperrschalters vorübergehend verlängert wird.

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

Die Benzineinspritzanlage ist zum Betrieb einer Vier-Zylinder-Viertakt-Brennkraftmas chine 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 15i einen Druckregler 16 sowie eine im folgenden näher beschriebene Steuereinrichtung, die durch einen mit der Kurbelwelle 17 der Brennkraftmaschine gekuppelten Signalgeber 18 bei jeder Kurbelwellenumdrehung einmal ausgelöst wird und dann je einen rechteckförmigen elektrischen Öffnungsimpuls 19 für die Einspritzventile 11 liefert. Die in der Zeichnung angedeutete zeitliche Dauer T. der öffnungsinroulse bestimmt die Öffnungsdauer der Einspritzventile und demzufolge diejenige Kraftstoffmenge, welche während der jeweiligen Öffnungsdauer aus dem Innenraum der unter einem praktisch konstanten Kraftstoffdruck von 2 atü stehenden Einspritzventile 11 austritt.

Zur Erzeugung der Öffnungsimpulse 19 ist in der Steuereinrichtung ein monostabiler Steuermultivibrator 20 vorgesehen, der einen im Ruhezustand 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 T. bestimmendes Zeitglied enthält. Dieses besteht bei dem ledig-

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lieh als Ausführungsbeispiel zu wertenden Steuermultivibrator 20 aus einem Transformator, dessen Primärwicklung 2H in Reihe mit einem Widerstand 25 zwischen dem Kollektor und der für die elektronische Steuereinrichtung geraeinsamen Plusleitung 26 liegt. Die Sekundärwicklung 27 ist induktiv mit der Primärwicklung über ein verstellbares Kraftlinienleitstück 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 Steuer multivibratoren dieser Art bekannten V/eise einerseits an den Verbindungspunkt B zweier Widerstände 33 und 3^ angeschlos-sen, die als Spannungsteiler zwischen der mit Masse verbundenen Minusleitung 35 und der Plusleitung 26 angeordnet sind. Mit ihrem anderen Wicklungsende ist die Sekundärwicklung 27 über eine Diode 36 an die Basis des Eingangstransistors 21 angeschlossen, welcher ebenso wie der Ausgangstransistor 23 zum npn-Typ gehört und daher mit seinem Emitter an die Minusleitung 35 angeschlossen ist.

Der zum' Auslösen des Steuermultivibrators 20 dienende Signalgeber l8 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 Verteilerwelle sitzt und mit zwei Kontakthebeln kO und ¹Jl zusammenarbeitet. Die Kontakthebel sind über je einen Widerstand k2 bzw. M3 an die Plusleitung 26 angeschlossen und jeweils mit

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einer der Elektroden eines von zwei Differenzierkondensatoren 44 bzw. 45 verbunden. Sie werden abwechslungsweise 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 Verteilerwelle 38 gehalten. *

Bei jedem Schließvorgang wird der Steuermultivibrator 20 in seinen instabilen Kippzustand gebracht, dessen Dauer die Impulslänge T. ergibt und von der jeweils vom Kraftlinienleitstück 28 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 Lädewiderstand 50 bzw. 51 mit der Minusleitung 35 verbunden. Solange ihre zugehörigen Kontakthebel 40, 4l sich in der Offenstellung befinden, können sich die Differenzierkondensatoren 44, 45 jeweils aufladen und ihre Ladung in den Schließzeitpunkten ihrer Kontakthebel zur Sperrung des Eingangstransistors 21 abgeben. Sobald der Eingangstransistor 21 in den Sperrzustand übergeht, wird der Ausgangstransistor 23 in seinen stromleitenden Zustand gebracht. Sein die Primärwicklung 24 durchfließender, exponentiell ansteigender Kollektorstrom erzeugt in der Sekundärwicklung 27 eine Ruckkopplungsspannung, welche den Eingangstransistor 21 über den jeweiligen Schließzeitpunkt hinaus noch solange gesperrt hält, bis die Rückkopplungsspannung unter einen durch das Potential des Spannungsteilerabgriffs S 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

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Ausführungsbeispiel eine Leistungsstufe 53 vorgesehen, welche über einen schematisch angedeuteten Verstärker 54 an den im Kollektorkreis des Ausgangstransistors 23 liegenden Widerstand 25 angeschlossen ist und mehrere Transistoren enthält, von welchen in der Zeichnung jedoch nur ein Leistungstransistor 56 angedeutet ist. An den Kollektor des Leistungstransistors 56 sind die Magnetwicklungen 57 der einzelnen Einspritzventile 11 über je einen Vorwiderstand 58 angeschlossen.

Mit der Kurbelwelle 17 der Brennkraftmaschine 10 ist ein schematisch angedeutetes, automatisches Getriebe 60 gekuppelt, dessen Wählhebel 6l für Rückwärtsfahrt in die Stellung R und zur Vorwärtsfahrt in eine der drei Schaltstellungen 2, 3, 4 gebracht werden kann. Diese drei Zahlen geben an, bis zu welchem Gang das Getriebe selbsttätig in der jeweiligen Wählstellung hochschaltet.

Mit dem Wählhebel 6l ist ein Anlaßsperrschalter 64 gekuppelt, der nur dann geschlossen ist, wenn sich der" Wählhebel in der mit P bezeichneten Parkstellung oder in der mit N bezeichneten Leerlaufstellung (Neutralstellung) befindet. Dieser Anlaßsperrschalter liegt in einem Serienstromkreis, welcher über einen Zündschalter 65 an die zum Betrieb der Brennkraftmaschine vorgesehene Starterbatterie 66 zusammen mit der Benzineinspritzanlage und der im folgenden näher beschriebenen Zeitschaltstufe 67 angeschlossen werden kann. Dieser Serienstromkreis ist dauernd über Masse mit dem Minuspol der Starterbatterie 66 verbunden und enthält ein an Masse unmittelbar angeschlossenes Starterrelais 68, den Anlaßsperrschalter 64 und einen Starterschalter 69, der zum Betätigen des nicht dargestellten Startermotors der Brennkraftmaschine eingelegt werden muß, wenn diese aus dem Stillstand heraus angedreht werden soll.

Da in der eingangs beschriebenen Weise ein Belastungsstoß

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für die Brennkraftmaschine entsteht, wenn der Wählhebel 61 in eine der Fahrstellungen R, 2,3,4 gebracht wird, müssen die die Leerlauf-Einspritzmenge ergebenden Öffnungsimpulse 19 in ihrer zeitlichen Dauer vorübergehend bis zum Abklingen des Belastungsstoßes verlängert werden. Hierzu dient die Zeitschaltstufe 67, welche eine bauliche Einheit mit dem Steuergerät der Einspritzanlage bildet und einen Signaleingang 70 hat, der erfindungsgemäß zwischen dem Starterschalter 69 und dem Anlaßsperrschalter 64 an den oben beschriebenen Serienstromkreis angeschlossen ist. Der Signaleingang 70 führt zu zwei Widerständen, von welchen einer mit der gemeinsamen, an den Zündschalter 65 angeschlossenen Plusleitung 26 verbunden und mit.71 bezeichnet ist. Der zweite Widerstand 72 führt zur Basis eines Schalttransistors 74 vom npn-Typ und zur Kathode einer Schutzdiode 75, die mit ihrer Anode an der. gemeinsamen Minusleitung 35 liegt. An den zur Plusleitung 26 führenden Arbeitswiderstand des Transistors 74 ist ein Kondensator 77 angeschlossen, dessen andere Elektrode mit einem einstellbaren, an die Plusleitung 26 angeschlossenen Widerstand 78 und außerdem an die Anode einer Diode 79 angeschlossen ist, die zur Basis eines Transistors 80 und zu einem mit dieser verbundenen Basisableitwiderstand 8l führt. Mit dem Kollektor des Transistors 80 ist ein an die Plusleitung 26 angeschlossener Arbeitswiderstand 82 und ein zur Basis eines dritten Transistors 85 führender Widerstand 83 verbunden. Der dritte Transistor gehört ebenso wie die beiden anderen Transistoren 74 und 80 zum npn-Typ und ist wie diese emitterseitig an die Minusleitung 35 angeschlossen. Sein Kollektor liegt über den Arbeitswiderstand 86 an der Plusleitung 26, Außerdem steht der Kollektor dieses Transistors über eine Diode 87 und einen einstellbaren Widerstand 88 mit dem Verbindungspunkt S in leitender Verbindung, an welchen die Sekundärwicklung 27 des Steuermultivibrators 20 angeschlossen ist.

Die Zeitschaltstufe 67 arbeitet folgendermaßen:

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Die Brennkraftmaschine 10 kann nur gestartet werden, wenn sich der Wählhebel Sl des Getriebes 60 in der Parkstellung P oder der Leerlaufsteilung N befindet und der Anlaßsperrschalter 6H demzufolge geschlossen ist. Sobald der Zündschalter 65 für den Startvorgang geschlossen wird, erhält der Transistor 7 k zwar Kollektorspannung, seine Basis wird jedoch über dem geschlossenen Anlaßsperrschalter 6k und die Wicklung des Anlaßrelais auf Massepotential gehalten. Der Transistor 7^ wird erst dann stromleitend, wenn der Starterschalter 69 geschlossen wird und demzufolge der zur Basis führende Widerstand 72 an Pluspotential gelangt. Die bis zum Schließzeitpunkt des Starterschalter 69 auf dem Kondensator 77 angesammelte Ladung bringt den zweiten Transistor 80 in den Sperrzustand, sobald der erste Transistor Tk stromleitend wird. Dies hat zur Folge, daß gleichzeitig auch der Transistor 85 stromleitend werden kann. Ein Teil des Kollektorstromes des Transistors 85 wird über den Spannungsteilerwiderstand 3k am Verbindungspunkt S abgenommen und über den Widerstand 88 und die Diode 87 geführt. Hierdurch wird der Spannungsabfall am Widerstand J>k größer und das Potential des Verbindungspunktes v? verschiebt sich in Richtung auf das Minuspotential der Minusleitung 35. Dies hat zur Folge, daß die während des instabilen Zustandes des monostabilen Multivibrators 20 wirksame, induktive Rückkopplungsspannung in der Sekundärwicklung 27 jetzt bis auf kleinere Absolutwerte zurückgehen muß, ehe der Eingangstransistor 21 in seinen ursprünglichen, stronileitenden Zustand zurückkehren und dabei den seither laufenden öffηungsimpuls beendigen kann.

Durch die Erniedrigung des Potentials am Verbindungspunkt/5 werden die jeweils vom Steuermultivibrator erzeugten öffηungsimpulse 19 beträchtlich verlängert. Diese Verlängerung wird so lange beibehalten, bis der Starterschalter

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69 geöffnet wird und dann der erste Transistor 7²I und der dritte Transistor 85 in ihren Sperrzustand zurückkehren. Sobald jedoch zum Anfahren des Kraftfahrzeugs der Wählhebel 6Ϊ in eine der vier Fahrstellungen R, 2, 3, *! gebracht wird, öffnet der Anlaßsperrschalter 64 und der Verbindungspunkt der beiden Widerstände 71 und 72 ist dann weder an Masse noch an Plus angeschlossen. Beim öffnen des Anlaßsperrschalters kann daher der erste Transistor 7^ stromleitend werden und den Transistor 80 sperren und gleichzeitig den Transistor stromleitend machen. Hierdurch wird in der oben beschriebenen Weise die Dauer T. der öffnungsimpulse 19 beträchtlich verlängert, so daß der beim Anwählen der Fahrgänge auftretende Belastungsstoß von der Brennkraftmaschine 10 leicht aufgenommen werden kann. Diese Verlängerung der Öffnungsimpulse 19 kann jedoch nur während der durch den Kondensator und den einstellbaren Widerstand 78 festgelegten Zeitspanne eintreten. Sobald nämlich der Kondensator 77 sich über den im Vergleich zum Arbeitswiderstand 76 hochohmigen Widerstand 78 entladen hat, kehrt der zweite Transistor 80 selbsttätig in seinen ursprünglichen stromleitenden Zustand' zurück und sperrt den dritten Transistor 85» so daß keine Verlängerung der öffnungsimpuls 19 mehr eintreten kann. In dar dargestellten Schaltungsanordnung kann daher auf einfache Weise eine Zeit von 1 bis J>0 Sekunden eingestellt werden, während welcher sowohl beim Startvorgang als auch beim Einlegen des Wählhebels auf einen Fahrgang eine Erhöhung der Einspritzmenge stattfindet.

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Claims (2)

O 7 ϋ Ζ Robert Bosch GmbH R. Lr/Dr Stuttgart Ansprüche

1) Elektronisch gesteuerte Kraftstoffeinspritzanlage für eine mit einem automatischen Getriebe verbundene Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, mit mindestens einem elektromagnetisch betätigbaren Einspritzventil, das mindestens bei jeder zweiten Kurbelwellenumdrehung der Brennkraftmaschine durch einen elektrischen Impuls geöffnet wird, und mit einem elektronischen, die Dauer der einzelnen Impulse bestimmenden Steuergerät, von dessen Signaleingängen einer an einen Serienstromkreis angeschlossen ist, der einseitig mit einem Pöl einer Starterbatterie verbunden ist und in Reihe hintereinander die Wicklung eines zum Einschalten des Startermotors der Brennkraftmaschine dienenden Startrelais, einen nur in der Parkstellung (P) und in der Leerlaufstellung (N) des automatischen Getriebes geschlossenen Anlaßsperrschalter sowie einen Starterschalter enthält, der zum Einschalten des Startrelais und des Startermotors geschlossen werden muß und dann die Verbindung zum anderen Pol (+) der Starterbatterie herstellt, sonst jedoch geöffnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Signaleingang (70) zwischen dem Anlaßsperrschalter (6*0 und dem Starterschalter (69) an den Serienstromkreis angeschlossen und mit einer zum Steuergerät gehörende^ Zeitschaltstufe (67) verbunden ist, mit welcher die Dauer (T.) der Impulse (19) beim öffnen des Anlaßsperrechalters vorübergehend verlängert wird.

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2. Einspritzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitschaltstufe (67) einen mit seiner Basis über einen Schutzwiderstand (72) an den Starterschalter (69) und den

Anlaßsperrschalter (64) angeschlossenen Schalttransistor (7M) enthält, der mit seinem Emitter an einer ersten Betriebsstromleitung (Minusleitung 35) liegt und an seinem Kollektor mit einem zur zweiten Betriebsstromleitung (Plusleitung 26) führenden Arbeitswiderstand (76) sowie einem Kondensator

(77) verbunden ist, der zusammen mit einem ebenfalls an die zweite Betriebsstromleitung (26) angeschlossenen Widerstand

(78) das Zeitglied der Zeitschaltstufe (67) bildet und zusammen mit dem Kondensator - vorzugsweise über eine Diode (79)- an die Basis eines zweiten Transistors (80) angeschlossen ist.

3· Einspritzanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur Basis-Emitterstrecke des Schalttransistors (74) eine Diode (75) vorgesehen ist, deren Durchlaßrichtung zu derjenigen der Basis-Emitterstrecke entgegengesetzt gerichtet ist.

Ί. Einspritzanlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß an den Kollektor des zweiten Transistors (80) mit seiner Basis - vorzugsweise über einen Widerstand (83) - ein Endtransistor (85) angeschlossen ist, der mit seinem Kollektor - vorzugsweise über eine Diode (87) und/oder einen Widerstand

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(88) - an einem Verbindungspunkt (S) des Steuergeräts, insbesondere eines zum Steuergerät gehörenden Multivibrators (20) liegt, dessen Potential die Dauer (T.) der Öffnungsimpulse bestimmt oder mitbestimmt.

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