DE2343024C3

DE2343024C3 - Control device for electromagnetically actuated injection valves on internal combustion engines C Addition to: 22 17 332

Info

Publication number: DE2343024C3
Application number: DE19732343024
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Ateliers de la Motobecane SA
Current assignee: MBK Industrie SA
Priority date: 1972-10-27
Filing date: 1973-08-25
Publication date: 1980-01-03
Also published as: DE2343024A1; FR2205111A5; DE2343024B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung für elektromagnetisch betätigbare Einspritzventile an Brennkraftmaschinen, bei der ein Kondensator über einen Ladegleichrichter von einer Wechselstromquelle aufladbar und mit Hilfe eines ersten Thyristors über die Magnetwicklung des Einspritzventils entladbar ist, um das Einspritzventil für eine bestimmte Zeitdauer zu öffnen, wobei während der Entladung Kondensator, erster Thyristor und Magnetwicklung miteinander in Reihe liegen und wobei die Öffnungszeitdauer des Einspritzventils durch ein mit der Magnetwicklung verbundenes elektronisches Bauelement bestimmt wird, dergestalt, daß während der Aufladung des Kondensators von der Wechselstromquelle der erste Thyristor parallel zur Reihenschaltung aus Kondensator und Magnetwicklung liegt, wobei das elektronische Bauelement ein Halbleiterelement in Gestalt eines Thyristors oder in Gestalt einer Diode mit in Reihe geschalteter Impedanz ist, welches parallel zur Magnetwicklung geschaltet ist und in der gleichen Richtung leitfähig wie der Ladegleichrichter ist. Dies ist die Anordnung nach dem Hauptpatent 22 17 332The invention relates to a control device for electromagnetically actuated injection valves Internal combustion engines in which a capacitor is supplied via a charging rectifier from an alternating current source can be charged and discharged with the aid of a first thyristor via the solenoid winding of the injection valve in order to to open the injection valve for a certain period of time, during which the capacitor, first thyristor and magnet winding are in series with each other and the opening time of the Injection valve is determined by an electronic component connected to the solenoid winding, such that during the charging of the capacitor from the AC power source, the first thyristor parallel to the series connection of capacitor and magnet winding, the electronic component a semiconductor element in the form of a thyristor or in the form of a diode with series-connected Impedance is connected in parallel to the magnet winding and conductive in the same direction as the charging rectifier is. This is the arrangement according to the main patent 22 17 332

Aus der DE-OS 14 76 001 ist eine Anordnung zur Steuerung der Einspritzung durch Entladung eines Kondensators in die Wicklung des Elektromagneten bekannt, der zur Betätigung der Einspritzdüse vorgesehen ist, wobei diese Entladung über einen Thyristor erfolgt. Des weiteren enthält diese Anordnung noch eine Regelvorrichtung. Sie wirkt über einen Widerstand,From DE-OS 14 76 001 an arrangement for controlling the injection by discharging a Capacitor in the winding of the electromagnet known, which is provided for actuating the injection nozzle is, whereby this discharge takes place via a thyristor. This arrangement also contains a control device. It works through a resistance

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der phasenverschiebende Schaltkreis einen Kondensator (C'), eine Spule (L) mit beweglichem Eisenkern und Mittel zur Veränderung der Induktanz dieser Spule abhängig von wenigstens einem der Betriebsparameter der Brennkraftmaschine aufweist3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the phase-shifting circuit has a capacitor (C '), a coil (L) with a movable iron core and means for changing the inductance of this coil as a function of at least one of the operating parameters of the internal combustion engine

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Veränderung der Induktanz der Spule (L) eine Druckdose (M) mit einer den beweglichen Kern der Spule (L) abhängig vom Unterdruck in der Ansaugleitung der Brennkraftmaschine steuernden Membran sind.4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the means for changing the inductance of the coil (L) are a pressure cell (M) with a membrane controlling the movable core of the coil (L) depending on the negative pressure in the intake line of the internal combustion engine.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß von der Membran der Druckdose (M) ein Unterbrecherschalter (B) zur Verhinderung der Zündung der ersten Thyristors (T) bei Schubbetrieb der Brennkraftmaschine betätigbar ist5. Apparatus according to claim 4, characterized in that from the membrane of the pressure cell (M) an interrupter switch (B) to prevent the ignition of the first thyristor (T) can be actuated when the internal combustion engine is overrun

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit dem das Halbleiterelement bildenden Thyristor (T') eine in ihrem Wert von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine veränderbare Impedanz (N) geschaltet ist6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that in series with the thyristor (T ') forming the semiconductor element, an impedance (N) which can be varied in its value of operating parameters of the internal combustion engine is connected

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert der Impedanz (N)awch eine mit Hilfe eines Ableitungs- und Integrierschaltkreises gewonnene, von der Drehzahl der Brennkraftmaschine abhängige Spannung veränderbar ist7. Apparatus according to claim 6, characterized in that the value of the impedance (N) awch a voltage obtained with the aid of a derivation and integration circuit and dependent on the speed of the internal combustion engine can be changed

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert der Impedanz (N) durch einen die Temperatur der Umgebungsluft erfassenden Thermowiderstand (6) veränderbar ist.8. Apparatus according to claim 6 or 7, characterized in that the value of the impedance (N) can be changed by a thermal resistor (6) which detects the temperature of the ambient air.

der in Reihe mit der Magnetspule der Einspritzdüse geschaltet ist und beeinflußt demgemäß die Stromstärke des Entladestromes.which is connected in series with the solenoid of the injection nozzle and accordingly influences the current intensity of the discharge current.

Aus der DE-OS 17 51403 ist des weiteren eine Anordnung zur Steuerung der Einspritzung durch Entladung eines Kondensators bekannt, der sich ebenfalls in die Wicklung einer Einspritzdüse entlädt Anfang und Ende dieser Entladung werden durch zwei Transistoren gesperrt, die in Reihe mit der Wicklung der Einspritzdüse liegen.From DE-OS 17 51403 is also one Arrangement for controlling the injection by discharging a capacitor known, which likewise in the winding of an injector discharges the beginning and end of this discharge are through two Blocked transistors in series with the injector winding.

so Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine von den jeweiligen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine beeinflußte Steuerung der Einspritzung zu schaffen, die gleichzeitig eine Kraftstoffersparnis und eine Verminderung der Luftver- so The present invention has for its object to provide a influenced by the respective operating states of the engine control of the injection, the same fuel savings and a reduction in Luftver-

schmutzung ermöglicht, wozu insbesondere eine vollständige Unterbrechung der Brennstoffeinspritzung bei Verzögerung der Brennkraftmaschine beiträgt.allows dirt, including in particular a complete interruption of the fuel injection Delay of the internal combustion engine contributes.

Die Erfindung löst diese Aufgabe ausgehend von der eingangs beschriebenen Steuervorrichtung nach deinThe invention solves this problem on the basis of the control device according to the initially described

Hauptpatent dergestalt, daß Mittel zur Steuerung des parallel zur Magnetwicklung des Einspritzventils geschalteten Halbleiterelementes in Abhängigkeit von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine vorgesehen sind.Main patent such that means for controlling the Semiconductor element connected in parallel to the magnet winding of the injection valve as a function of Operating parameters of the internal combustion engine are provided.

Bei den Anordnungen nach den vorstehend genannten Offenlegungsschriften sind die entsprechenden Schaltmittel in Reihe mit der Magnetspule der Einspritzdüse geschaltet. Demgegenüber liegen dieseIn the case of the arrangements according to the above-mentioned laid-open documents, the corresponding Switching means connected in series with the solenoid of the injection nozzle. In contrast, these are

Mittel nach der Erfindung parallel zur Magnetspule der EinspritzdOse, Dieser Parallelstromkreis enthält ein Element mit Leitfähigkeit nur in einer Richtung, das es erlaubt, die Dauer des Entladestromes durch die Magnetspule der Einspritzdüse zu verlängern. Diese ermöglicht es wiederum, die Einwirkdauer auf den Parallelstromkreis zu variieren.Means according to the invention parallel to the solenoid Injector, this parallel circuit contains a Element with conductivity only in one direction it allows to extend the duration of the discharge current through the injector solenoid. These it in turn enables the duration of action on the parallel circuit to be varied.

In Fortbildung der Erfindung kann als Mittel zur Steuerung des das Haltleiterelement bildenden Thyristors ein phasenverschiebender Schaltkreis vorgesehen sein, der wenigstens ein von wenigstens einem der Betriebsparameter der Brennkraftmaschine gesteuertes Glied aufweist Dieser phasenverschiebende Schaltkreis kann einen Kondensator, eine Spule mit beweglichem Eisenkern und Mittel zur Veränderung der Induktanz dieser Spule, abhängig von wenigstens einem der Betriebsparameter der Brennkraftmaschine aufweisen.In a further development of the invention, as a means for controlling the thyristor forming the semiconductor element a phase shifting circuit may be provided, the at least one of at least one of the This phase-shifting circuit has operating parameters of the internal combustion engine controlled member may include a capacitor, a coil with a movable iron core and means for changing the inductance this coil, depending on at least one of the operating parameters of the internal combustion engine.

Das Mittel zur Veränderung der Induktanz der Spule kann vorzugsweise eine Druckdose mit einer den beweglichen Kern der Spule, abhängig vom Unterdruck in der Ansaugleitung der Brennkraftmaschine, steuernden Membran sein. Dabei kann ein von der Membran der Druckdose betätigbarer Unterbrecherschalter zur Verhinderung der Zündung des ersten Thyristors bei Schubbetrieb der Brennkraftmaschine vorgesehen sein.The means for changing the inductance of the coil can preferably be a pressure cell with one of the moving core of the coil, depending on the negative pressure in the intake line of the internal combustion engine, controlling Be membrane. In this case, an interrupter switch that can be actuated by the membrane of the pressure cell can be used for Prevention of the ignition of the first thyristor during overrun operation of the internal combustion engine can be provided.

Des weiteren kann in Reihe mit dem das Halbleiterelement bildenden Thyristor eine in ihrem Wert von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine veränderbare Impedanz geschaltet sein. Der Wert dieser Impedanz kann durch eine mit Hilfe eines Ableitungsund Integrierschaltkreises gewonnene, von der Drehzahl der Brennkraftmaschine abhängige Spannung veränderbar sein; es kann auch der Wert dieser Impedanz durch einen die Temperatur der Umgebungsluft erfassenden Thermowiderstand veränderbar sein. Furthermore, in series with the thyristor forming the semiconductor element, a value of Be switched to operating parameters of the internal combustion engine changeable impedance. The value of this Impedance can be obtained from the speed by means of a derivation and integration circuit the internal combustion engine dependent voltage can be changed; it can also be the value of this Impedance can be changed by a thermal resistor that detects the temperature of the ambient air.

Der Brennstoffverbrauch kann insbesondere dadurch reduziert werden, daß die Einspritzung in der Nähe des unteren Totpunkts beginnt. Dadurch wird ein Kraftstoffverlust bei Beginn des Spülens vermieden, die eingespritzte Kraftstoffmenge kann innerhalb einer verhältnismäßig großen Bandbreite variieren, beispielsweise zwischen 2 und 5 mm³ pro Umdrehung, bei einem kleinen Motor mit 50 cm³. Des weiteren entsprechen bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung veränderliche Impulse, veränderliche Hübe, jedoch mit im wesentlichen konstanten Hubzeiten, wobei die Brennstoffabgabe im wesentlichen eine Funktion des Hubes der Nadel ist. Die eingespritzte Kraftstoffmenge wird nicht nur durch die Länge des Hubes sondern auch durch die Hubzeit der Nadel gesteuert Es kann mit anderen Worten bei der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung beim HuO der Nadel zum einen eine primäre Impulsphase vergleichbar einem Anstoß zu einer ballistischen Kurv« und zum anderen eine korrigierende sekundäre Impulsphase unterschieden werden. Damit entfällt auch die Notwendigkeit, den Hub der Nadel durch einen Anschlag zu begrenzen. Schließlich ist die angestrebte Steuerung der Einspritzrnenge abhängig von den jeweiligen Betriebsbedingungen des Motors gut gelöst.The fuel consumption can in particular be reduced by starting the injection in the vicinity of the bottom dead center. This avoids a loss of fuel at the start of purging; the injected fuel quantity can vary within a relatively wide range, for example between 2 and 5 mm ³ per revolution, in the case of a small engine with 50 cm ³ . Furthermore, in the device according to the invention, variable pulses correspond to variable lifts, but with essentially constant lift times, the fuel delivery being essentially a function of the lift of the needle. The amount of fuel injected is not only controlled by the length of the stroke but also by the stroke time of the needle. In other words, with the control device according to the invention when the needle is pulled, a primary pulse phase comparable to a ballistic bend and a correcting one can be used secondary impulse phase can be distinguished. This also eliminates the need to limit the stroke of the needle with a stop. Finally, the desired control of the injection quantity depending on the respective operating conditions of the engine is well achieved.

Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung unter Bezug auf die Zeichnungen weiter erläutert: In der Zeichnung zeigtThe invention is further explained in the following description with reference to the drawings: In the drawing shows

Fig.l a principle diagram and

Fig.2 ein vollständiges Schaltschema für die Steuerung der beiden Einspritzpumpen eines Zweizylindermotors. Fig.2 is a complete circuit diagram for the Control of the two injection pumps of a two-cylinder engine.

According to Fig.), A capacitor C is connected via a diode

D\ von einer Induktionswicklung A eines Magnetschwungrades V gespeist Die Entladung dieses Kondensators erfolgt in zwei Phasen:
In einem ersten takt entlädt sich der Kondensator C über einen Thyristor 7; der durch einen Sensor K in der Wicklung des Steuersolenoiden der Magnetwicklung / des Einspritzventils ausgelöst wird. Der Strom steigt sehr schnell an und erzeugt eine elektromagnetische Kraft, die an den mit der Nadel des Einspritzventils D \ fed by an induction winding A of a magnetic flywheel V The discharge of this capacitor takes place in two phases:
In a first cycle, the capacitor C discharges through a thyristor 7; which is triggered by a sensor K in the winding of the control solenoid of the magnet winding / the injection valve. The current increases very quickly and creates an electromagnetic force that acts on the injector needle

ίο verbundenen Solenoidkern angelegt wird. Wenn diese Kraft diejenige der Rückholfeder der Nadel überwunden hat, hebt sie sich mit einer zur Differenz zwischen der genannten Kraft und der der Feder proportionalen Beschleunigung.ίο connected solenoid core is applied. If those Force that has overcome the return spring of the needle, it lifts with one to the difference between the force mentioned and the acceleration proportional to the spring.

In einem zweiten Takt wird der Strom in der Wicklung gehalten und durch einen Korrigierschaltkreis gesteuertIn a second cycle, the current is held in the winding and through a correction circuit controlled

Der genannte Schaltkreis besteht aus einem Steuerthyristor 7*. der durch einen bezüglich des Auslöseim-Said circuit consists of a control thyristor 7 *. who is informed by a

pulses des ersten Thyristors T p.^asenverschobenen Impuls ausgelöst wird Die Phasenverschiebung kann von einem gewählten Betriebsparameter des Motors abhängig sein und durch eine veränderbare Impedanz N beeinflußt werden, welche ihrerseits durch eine für einen weiteren Betriebsparameter des Motors repräsentative Spannung gesteuert wird. Die an die Nadel der Einspritzpumpe angelegten Kräfte folgen also den genannten Änderungen, um wiederum die Rücklaufzeit zu beeinflussen.pulses of the first thyristor T p. ^ asenverschobenen pulse is triggered, the phase shift may be dependent on a selected operating parameters of the engine and which in turn is controlled by a representative of a further operating parameter of the motor voltage can be affected by a variable impedance N. The forces applied to the needle of the injection pump therefore follow the changes mentioned in order, in turn, to influence the return time.

Beispielsweise wird einer der Parameter dadurch eingeführt, daß man die Auslösung des Kontrollthyristors T nach der Depression des Motors steuert Dafür wird eine Übertragung verwendet, welche aus einer Manometerdose M besteht, deren Membrane mit dem Kern einer Spule L ve/bunden ist, weiche an einen Kondensator C" angeschlossen ist Damit können verschiedene Ladungskenndaten erhalten werden, mit denen eine variable Phasenverschiebung erzielter ist, wie sie für die Auslösung des Steuerthyristors T gewünscht wird. Wenn bei hoher Drehzahl Gas weggenommen wird, wird sich die Depression in der Manometerdose erhöhen und ihre Membrane wird durch ihre Verformung einen Kontakt B schließen, um den Sensor K für die Auslösung des ersten Thyristors T an Masse zu legen, womit während des Bremsens durch den Motor ein sinnloser und schädlicher Kraftstoffverbrauch vermieden wird. Unter der Wirkung einer Feder R, welche die Membran der Dose beaufschlagt, wird sich der Kontakt der Dose dann öffnen, wenn Motordrehzahl und Depression der Leerlaufdrehzahl entsprechen. Der Parameter »Motordrehzahl« kann mit einem an sich bekannten integrierten Schaltkreis eingeführt werden, welcher eine variable, die Impedanz N modifizierende Spannung liefertFor example, one of the parameters is inserted in that one controls the release of the Kontrollthyristors T after the depression of the engine For this, a transfer is used which consists of a pressure-measuring housing M, the membrane is prevented ve with the core of a coil L / soft to a Capacitor C "is connected. Different charge characteristics can be obtained with which a variable phase shift is achieved, as is desired for the triggering of the control thyristor T. If gas is removed at high speed, the depression in the pressure gauge box will increase and its membrane is deformed to close a contact B in order to connect the sensor K for the triggering of the first thyristor T to ground, thus avoiding senseless and harmful fuel consumption during braking by the engine. Under the action of a spring R, which the diaphragm applied to the can, the contact of the can will open when Mo speed and depression correspond to idle speed. The parameter "engine speed" can be introduced with an integrated circuit known per se, which supplies a variable voltage that modifies the impedance N

In an analogous way, one parameter, for example

»Motortemperatur« oder »Lufttemperatur« eingeführt werden, indem ein Thermostatschaltkreis verwendet wird, welcher die Impedanz N verändert"Engine temperature" or "air temperature" can be introduced using a thermostat circuit which changes the impedance N

In the circuit diagram according to FIG. 1 can all in

eo dem strichpunktierten Rahmen enthaltenen Teile zu einem homogenen und dichten Block zusammengefaßt werden, dessen Platzbedarf sehr gering isv und der leicht an einem geeigneten Punkt beispielsweise des Rahmens eines Motorrades angebracht werden kann.eo the dash-dotted frame parts included be combined in a homogeneous and dense block, the space requirement of which is very small and which is light can be attached to a suitable point, for example the frame of a motorcycle.

In F i g. 2 sind wieder die Teile der F i g. 1 mit den gleichen Bezugszeichen vorhanden. Das dargestellte Schema zeigt die Steuerung und Überwachung der Einspritzung bei einem Zweizylindermotor.In Fig. 2 are again the parts of FIG. 1 with the same reference numerals. The depicted The diagram shows the control and monitoring of the injection in a two-cylinder engine.

Die entsprechenden Teile beim zweiten Zylinder, welche nur eine Verdoppelung derjenigen des ersten Zylinders bilden, erhielten keine Bezugszeichen.The corresponding parts in the second cylinder, which only double that of the first Form cylinder, received no reference numerals.

Die Teile im Rahmen N mit strichpunktierten Linien bilden die Gesamtheit der veränderbaren Impedanz N der Fig. I, welche zahlreiche Varianten erhalten kann, welche dem Fachmann bekannt sind.The parts in the frame N with dash-dotted lines form the entirety of the variable impedance N in FIG. I, which can have numerous variants which are known to the person skilled in the art.

Dieser Schaltkreis, der nur als Ausführungsbeispiel zu betrachten ist, weist außerdem noch einen Spannungsregler zur Angleichung der Primärspannung des Transformators 3 auf, welcher aus zwei Zenerdioden 1 und 2 besteht. Die Sekundärwicklung des Transforma-This circuit, which is only to be regarded as an exemplary embodiment, also has a voltage regulator to equalize the primary voltage of the transformer 3, which consists of two Zener diodes 1 and 2 consists. The secondary winding of the transformer

tors 3 versorgt die Diode D\. tors 3 supplies the diode D \.

Außerdem löst eine mit einem Widerstand verbundene Diode 4 den Thyristor Taus.In addition, a diode 4 connected to a resistor triggers the thyristor tau.

Der Parameter »Motordrehzahl« kann durch Abgriff an der Primärwicklung des Transformators 3 eingeführt werden.The parameter »motor speed« can be introduced by tapping on the primary winding of transformer 3 will.

Der Parameter »Lufttemperatur« wird in den Schaltkreis /Vdurch einen Thermostaten 6 eingeführt.The parameter "air temperature" is introduced into the circuit / V through a thermostat 6.

Die Dioden 7 und 8 sind dazu bestimmt, jede Zwischenwirkung zwischen den beiden Sensoren K des Zweizylindermotors über die Masse des Schaltkreises zu vermeiden.The diodes 7 and 8 are designed to avoid any interaction between the two sensors K of the two-cylinder engine via the circuit ground.

1 sheet of drawings

Claims

Claims;

1, control device for electromagnetically actuated injection valves on internal combustion engines, in 5 of which a capacitor can be charged via a charging rectifier from an alternating current source and discharged with the help of a first thyristor via the magnet winding of the injection valve in order to open the injection valve for a certain period of time, with during the discharge capacitor, first thyristor and magnet winding are in series with each other and the opening time of the injection valve is determined by an electronic component connected to the magnet winding, in such a way that while the capacitor is being charged from the alternating current source, the first thyristor is parallel to the series connection of capacitor and magnet winding is, wherein the electronic component is a semiconductor element in the form of a thyristor or in the form of a diode with series-connected impedance, which is connected in parallel to the magnet winding and in the same Rich The device is conductive like the charging rectifier, according to Patent 22 17332, characterized in that means are provided for controlling the semiconductor element (T ') connected in parallel to the magnet winding (I) of the injection valve as a function of the operating parameters of the internal combustion engine.

Z Device according to Claim 1, characterized in that a phase-shifting circuit (L, C) is provided as the means for> - controlling the thyristor (T ") forming the semiconductor element, which includes at least one element / LJ controlled by at least one of the operating parameters of the internal combustion engine having