DE3224742C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur
Bestimmung der eingespritzten Kraftstoffmenge bei Brennkraftmaschi
nen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine
Vorrichtung zu dessen Durchführung.
Ein derartiges Verfahren ist aus der DE 24 40 398 A1 bekannt.
Die DE 24 40 398 A1 zeigt eine Vorrichtung zur Messung des
momentanen Kraftstoffverbrauchs pro Zeit bzw. pro Fahrstrecke.
Dabei wird davon ausgegangen, daß die pro Hub eingespritzte
Kraftstoffmenge proportinal zur Stellung der Regelstange ist. Durch
eine Multiplikation des Kraftstoffverbrauchs pro Hub mit der Dreh
zahl erhält man die Kraftstoffmenge pro Zeit. Die Multiplikation der
Kraftstoffmenge pro Hub mit dem Drehzahlsignal dient nur zur Umrech
nung von Menge pro Hub in Menge pro Zeit.
Des weiteren beschreibt die DE-OS 20 34 067 eine elektronische Kraft
stoffverbrauchsmessung, insbesondere für Benzinmotoren mit Ein
spritzventilen. Dabei wird angenommen, daß die Öffnungszeit des
Magnetventils ein Maß für die eingespritzte Kraftstoffmenge pro Hub
ist. Die Öffnungszeit des Magnetventils hängt dabei von der Batte
riespannung ab. Einspritzzeiten werden daher abhängig von der Batte
riespannung korrigiert. Aus der Öffnungszeit der Magnetventils und
der Drehzahl wird die Menge pro Zeit bzw. pro Fahrstrecke bestimmt.
Die DE-OS 21 43 676 beschreibt eine Diagnoseeinrichtung, die ein
piezoelektrischen Druckmeßgeber in der Druckleitung von einer Kraft
stoffpumpe zur Einspritzdüse aufweist, dessen elektrische Ausgangs
signale dann zur Anzeige von Einspritzzeitpunkt, Einspritzdruck oder
Einspritzfrequenz verwendet werden. In ähnlicher Weise wird bei der
US-PS 35 11 088 vorgegangen. Dort wird ein piezoelektrischer Wandler
verwendet, um unter anderem Angaben über die Menge der den Brenn
räumen einer Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoff zu erzielen.
In diesen bekannten Vorrichtungen wird davon ausgegangen, daß
der Druck und dessen Änderungen in der Kraftstoffleitung zur den Ein
spritzventilen der Kraftstoffmenge entspricht. Diese Vorgehensweise
kann zu Nachteilen führen, da es sich gezeigt hat, daß die Auswer
tung der einzelnen Drucksignale nicht immer und auch nicht bei allen
Betriebszuständen zufriedenstellende Ergebnisse liefern kann, da
Meßfehler, beispielsweise durch Resonanzerscheinungen in den Druck
leitungen und sonstige eingestreute Störungen unvermeidbar sind.
Andererseits ist aber zunehmend eine besonders genaue Erfassung der
Spritzmenge bei Brennkraftmaschinen, insbesondere bei Dieselmotoren
erwünscht, einmal weil solche Werte in zunehmendem Maße zu Regel
zwecken verwendet werden, andererseits aber auch, um ein Lastsignal
für sogenannte Abgasrückführanlagen (ARF-Anlagen) bereitstellen zu
können. Solche Lastsignale sind für eine einwandfreie Steuerung der
rückgeführten Abgasmenge bei Dieselmotoren unerläßlich; schließlich
werden der eingespritzten Kraftstoffmenge proportionale Signale auch
für Verbrauchsanzeigen benötigt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Einrichtung der
eingangs genannten Art Möglichkeiten aufzuzeigen, wie die einge
spritzte Kraftstoffmenge pro Hub möglichst präzise erfaßt wird.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale
gelöst.
Das erfindungsgemäße Verfahren
zur Bestimmung der eingespritzten Kraftstoffmenge mit
den Merkmalen des Hauptanspruchs hat
den Vorteil, daß sich besonders genaue
Meßergebnisse bezüglich der eingespritzten Kraftstoffmenge er
zielen lassen, so daß den sich zunehmend auch beim Betrieb von
Dieselmotoren durchsetzenden Regeleinrichtungen, insbesondere
auf elektrischer und elektronischer Basis Signale bezüglich der
Spritzmenge von hoher Genauigkeit zuführen lassen und auch Ab
gasrückführanlagen jeweils genau am Betriebspunkt des Diesel
motors geführt werden können zur Erzielung optimaler Ergebnisse.
Da zur Ermittlung der eingespritzten Kraftstoffmenge lediglich
Angaben bezüglich der Spritzdauer SD und der Drehzahl n der
Brennkraftmaschine benötigt werden, ist der Aufwand zur Ge
winnung exakter Ergebnisse bei Einsatz moderner Schaltungs-
und Sensortechnik vergleichsweise gering, wobei sich ferner der
Vorteil ergibt, daß das erfindungsgemäße System an jeden Motor
angepaßt werden kann; es muß lediglich einmal ein entsprechen
des Kennlinienfeld des betreffenden Motors erstellt werden, welches
die Abhängigkeit der eingespritzten Kraftstoffmenge über der
Spritzdauer in Abhängigkeit zur Drehzahl der Brennkraftmaschine
angibt.
Die Verarbeitung der zur Ermittlung der Spritzmenge erfaßten Brenn
kraftmaschinenparameter, nämlich Spritzdauer und Drehzahl kann
analog erfolgen, wodurch sich als Endergebnis eine entsprechend
analoge Spannung für die Kraftstoffmenge ergibt, aber auch digital
unter Auswertung eines entsprechenden, beispielsweise auch digi
tal gespeicherten Kennfeldes, gegebenenfalls auch unter Einsatz
von digital arbeitenden Interpolationsschaltern, wie sie für sich
gesehen bekannt sind.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich in Verbindung mit den
Unteransprüchen und den Vorrichtungsansprüchen aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausfüh
rungsbeispiele.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung darge
stellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher er
läutert. Es zeigt
Fig. 1 ein Kennlinienfeld,
welches die Abhängigkeit der Spritzmenge pro Hub von der
Spritzdauer und der Drehzahl als Parameter angibt, die
Fig. 2a
und 2b den Verlauf einer linearen (Fig. 2a) sowie einer nicht
linearen (Fig. 2b) Drehzahl-Korrekturkurve der Spritzdauer über
einer drehzahlproportionalen Spannung,
Fig. 3 ein erstes Aus
führungsbeispiel der Erfindung in Form eines Blockschaltbildes
zur hier analogen Ermittlung einer spritzmengenproportionalen
Ausgangsspannung und
Fig. 4 ein dem Blockschaltbild der Fig. 3
entsprechendes ausführliches Schaltbild, während die Fig. 5 bei
a) bis i) in Form von Impulsdiagrammen Kurvenverläufe von
Spannungen oder Betriebsparametern der Brennkraftmaschine
über der Zeit darstellt, wie sie an verschiedenen Schaltungs
punkten beim dargestellten Ausführungsbeispiel entstehen.
Der Grundgedanke vorliegender Erfindung beruht auf der Erkennt
nis, daß, wie sich bei Untersuchungen an entsprechenden Motoren
herausgestellt hat, zwischen der Einspritzdauer SD, der Drehzahl n
und der Kraftstoffmenge QK pro Hub ein Zusammenhang besteht. Es ist
daher möglich, ein der pro Hub eingespritzten Kraftstoffmenge proportionales
und darüber hinaus besonders präzises Signal durch Verknüpfung
einer drehzahlproportionalen Spannung mit der Öffnungszeit der
Einspritzdüse bei Brennkraftmaschinen, nämlich Dieselmotoren,
zu gewinnen.
Die Untersuchungen am Motor haben zu dem in Fig. 1 dargestellten
Kennlinienfeld geführt, welches die Abhängigkeit der Spritzmenge
QK pro Hub in mg/Hub in Abhängigkeit zur Spritzdauer SD
in msec darstellt, wobei verschiedene Kurven Ia
bis Id angegeben sind, die jeweils für konstante
Drehzahlen n als Parameter gelten. Das in Fig. 1 angegebene
Kennlinienfeld läßt ferner erkennen, daß sich in P
ein sogenannter fiktiver Nullpunkt des Kennlinienfeldes ergibt,
der bei SD=A msec und bei QK=-B mg liegt. Um daher in
einem physikalisch sinnvollen Bereich zu arbeiten,
muß bei der späteren Ver
knüpfung von der Spritzdauer die Größe A msec abgezogen werden,
wie weiter unten noch genauer erläutert. Es ergibt sich dann eine
effektive Spritzdauer SDeff für die weitere Verarbeitung.
Die bei der jeweiligen Drehzahl n zu einer bestimmten Menge gehö
rende Spritzdauer SDeff muß drehzahlabhängig korrigiert werden, wo
zu man sich der in den Fig. 2a bzw. 2b angegebenen n-Korrekturkurven
bedienen kann. Dabei wird zur Normierung die Spritzdauer SDx
verwendet, die bei einer festen Drehzahl x die Abhängigkeit von der je
weiligen Einspritzmenge angibt. Die Fig. 2a zeigt die Abhängigkeit
einer drehzahlproportionalen Spannung Un von der normierten Spritz
dauer SDX/SD, die im einfachsten Fall linear ist. Alternativ
ist es auch möglich, einen nichtlinearen Drehzahl-Korrekturkurvenver
lauf entsprechend der Darstellung der Fig. 2b zugrundezulegen, was
durch entsprechende Schaltungsänderungen bei der Verarbeitung mög
lich ist - hierauf wird weiter unten noch eingegangen Normalerweise
ist die Einbeziehung eines nichtlinearen Korrekturkurvenverlaufs
aber nicht erforderlich.
Es ist daher möglich, wie das in Fig. 1 gezeigte Kennlinienfeld an
gibt, durch Erfassung jeweils eines Kennlinienfelds für jeden bestimm
ten Motortyp die pro Hub eingespritzte Kraftstoffmenge zu erfassen
und darzustellen, wobei zur Realisierung des Ver
fahrens auch die Niederlegung der gewonnenen Werte in einem digitalen
Speicher, beispielsweise einem Festwertspeicher möglich ist, aus dem dann
die entsprechend drehzahlkorrigierten eingespritzten Kraftstoffmengen
abgefragt werden können durch entsprechende Adressierung des Kenn
feldes mit sich auf die jeweilige Drehzahl und die jeweilige Spritzdauer
beziehenden digitalen Worten.
Bevorzugt wird allerdings die Verarbei
tung der durch entsprechende Sensoren gewonnenen Drehzahl- und
Spritzdauersignale in analoger Form zur Darstellung der Spritz
menge QK als analoge Ausgangsspannung der im folgenden im ein
zelnen erläuterten Schaltungsvorrichtung.
Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel einer erfin
dungsgemäßen Verarbeitungsschaltung ist als Hauptbestandteil ein
Integrierer 10 vorgesehen, dem über einen elektrischen Schalter
11 für die Zeitdauer der effektiven Spritzdauer SDeff die drehzahl
proportionale Spannung Un aufgeschaltet wird. Der Schalter 11 ist
daher von der effektiven Spritzdauer SDeff getaktet, wobei zur
Gewinnung der effektiven Spritzdauer eine Verkürzungsschaltung
12 vorgesehen ist, die das ihr zugeführte, durch einen geeigneten
Sensor erzeugte normale Spritzdauersignal SD um den weiter vorn
schon erwähnten Korrekturwert von A msec verkürzt. Man erhält
dann je nach Länge der effektiven Spritzdauer SDeff oder nach der
Größe der Drehzahlspannung Un am Ausgang dieses Integrierers
eine Spannung, die proportional der Spritzmenge QK ist. Diese
Integratorausgangsspannung gelangt über einen weiteren elektrischen
Schalter 13 auf eine sogenannte "Sample and Hold"-Schaltung 14
(Übernahme- und Speicherschaltung). Es ist dann noch erforder
lich, mit Hilfe einer geeigneten, beispielsweise monostabilen
Kippstufe 15 die Zeitdauer zu bestimmen, während welcher der
elektrische Schalter 13 zur Übernahme des QK-Spannungswerts
vom Ausgang des Integrierers 10 geschlossen ist; die monostabile
Kippstufe 15 wird zweckmäßigerweise durch die Abflanke des SD-Sig
nals geschaltet. Jeweils nach Ablauf der effektiven Spritzdauer
zeit SDeff und der Übernahmezeit bezüglich der Sample and Hold-
Schaltung wird der Integrierer dann durch eine geeignete Entlade
logik 16 wieder zurückgesetzt.
Am Ausgang der Sample and Hold-Schaltung 14 ergibt sich dann das
spritzmengenproportinale Spannungssignal UQK, welches sich
unter der Voraussetzung einer linearen n-Korrekturkurve aus der
folgenden Gleichung bestimmt:
wobei die Größen D, Ux und B den Fig. 1 und 2a
entnehmbar sind.
Im folgenden wird nunmehr anhand des ausführlichen Schaltplans
der Fig. 4 in Verbindung mit den Impulsdiagrammen der Fig. 5
ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel zur Erzeugung einer analogen
Spritzmengenspannung UQK mit analogen Mitteln im einzelnen er
läutert.
Das durch geeignete Sensormittel gewonnene normale Spritzdauer
signal SD - dieses Spritzdauersignal kann abgeleitet sein unmittel
bar als elektrisches Signal mit vorgegebener Periodendauer aus
einer elektronischen Aufbereiteschaltung für den Einspritzvorgang;
es ist aber auch möglich, mechanisch oder elektrisch Spritzbeginn
und Spritzende an der Einspritzdüse zu erfassen, den Verlauf der
Spritzdauer mit Hilfe des Druckverlaufs in den Leitungen zu er
miteln oder für Spritzbeginn und Spritzende Schwellenwerte des
Druckgradienten zu verwenden - gelangt über eine RC-Kombination
auf den einen Eingang (Plus-Eingang) eines Komparators oder
Differenzverstärkers K1, wobei am anderen Eingang, nämlich
dem Minus-Eingang des Komparators K1 eine durch den Span
nungsteiler R3, R4 bestimmte Spannung anliegt. Die Verkürzung
des Spritzdauersignals SD jeweils um einen bestimmten Anfangs
wert von A msec erfolgt dann dadurch, daß bei hochgehendem
SD-Signal zunächst der vom Verbindungspunkt der beiden Wider
stände R1, R2 gegen Masse geschaltete Kondensator C1 aufgeladen
wird; da das Spritzdauersignal SD eine jeweils konstante Amplitude
hat, ist auch die durch die Aufladung des Kondensators C1 jeweils
gegebene Verzögerungsdauer bezüglich der Weiterleitung des
SD-Signals konstant und entspricht durch entsprechende Bemes
sung von R1 und C1 der gewünschten Verzögerungsdauer A msec.
Die von den Spannungsteilerwiderständen R3, R4 bestimmte
Schwellspannung wird nach Ablauf von A msec am anderen Ein
gang des Komparators K1 erreicht, dessen Ausgang dann von
nieder auf hoch schaltet, wodurch die im Diagramm der Fig. 5
bei c) dargestellte Komparatorausgangsspannung US3 der effektiven
Spritzdauer SDeff entspricht; man erkennt im Impulsdiagramm b)
den Anstieg der Kondensatorspannung UC1 mit der mit II bezeich
neten konstanten Schwellspannung, bei deren Überschreiten der
Komparator K1 umschaltet. Im Diagramm a) der Fig. 5 ist das
Ausgangs-Spritzdauersignal SD dargestellt.
Sobald das Spritzdauersignal SD wieder auf "low" schaltet, also
niedergeht, wird der Kondensator C1 sehr schnell über die sich
durch die leitend geschaltete Diode D ergebende Parallelschaltung
von R1 und R2 entladen, so daß zum praktisch gleichen Zeitpunkt
auch der Ausgang des Komparators K1 der abfallenden Flanke des
Spritzdauersignals SD folgt.
Über eine Verbindungsleitung ist der Ausgang des Komparators
K1 auf den Schalter S3 geschaltet, der daher so lange geschlossen
ist, wie der Ausgang von K1 hochliegendes Spannungssignal ent
sprechend dem Kurvenverlauf von US3 führt. Über den Schalter S3
gelangt die Drehzahlspannung Un auf den Integrierer I, der bei
spielsweise gebildet sein kann von einem Operationsverstärker V1
mit Eingang und Ausgang verbindenden Kondensator C4, also einen
sogenannten Miller-Integrator darstellt. Die am Ausgang des
Operationsverstärkers V1 noch dargestellte Diode D4 mit Ausgang
und Eingang über seine Schaltstrecke verbindenden Transistor T1
dienen lediglich dazu, den Integrierer nicht in die Sättigung laufen
zu lassen. Der Integrierer I ist so ausgebildet, daß er ausgehend
von dem an seinem Ausgang angeordneten Spannungsteiler R23,
R24 eingestellten Spannungswert linear abwärts integriert, und
zwar je nachdem, wie lange die effektive Spritzdauer SDeff den
Schalter S3 schließt. Entsprechend wird bei konstanter Drehzahl
spannung Un auf verschiedene Spannungswerte U1, wie im Kurven
verlauf der Fig. 5 bei d) dargestellt ist, herunterintegriert; das
gleiche geschieht, wenn die effektive Spritzdauer SDeff konstant
ist und die Drehzahlspannung Un sich ändert. Man erkennt, daß
beide Parameter, also die Größe der Drehzahlspannung Un und
die effektive Spritzdauer überlagernd auf die Signalbildung am
Ausgang des Integrierers I einwirken, wobei an dieser Stelle je
nach der Annahme von linearen oder nichtlinearen n-Korrektur
kurven noch entsprechende Nichtlinearitäten bei der Zuführung etwa
der Drehzahlspannung Un hineingebracht werden können.
Die dem Integrierer I nachgeschaltete Sample and Hold-Spannung
ist gebildet von einem über den Widerstand R26 rückgekoppelten
Operationsverstärker V2, dessem signalführenden anderen Eingang
als Speicher der Kondensator C5 zugeordnet und gegen Masse ge
schaltet ist. Es ist wesentlich, daß die Sample an Hold-Schaltung
vom Ausgang des Integrierers I nur dann beaufschlagt wird, wenn
der Integrierer seinen jeweils durch das Ende der effektiven Spritz
dauer SDeff vorgegebenen Endwert erreicht hat, Endwerte, die in
Fig. 5 bei d) jeweils als schmale, mit III und III′ bezeichnete
Plateaus dargestellt sind. Der Übernahmeschalter S4 für den
Integrierer-Endwert auf die Sample and Hold-Schaltung wird von
der in Fig. 4 bei 15 dargestellten, einen weiteren Komparator K2
enthaltenden Ansteuerschaltung mit Kippstufe angesteuert, wobei
der momentane Spannungsendwert U1 jeweils über den geschlosse
nen Schalter S4 über den "Sample-Bereich" (R25, C5) auf den
"Hold-Bereich" (V2) übernommen wird. Beim nächsten Schließen
des Schalters S4 gelangt dann der nächste Spannungswert der
Spannung U1, in diesem Fall die durch das Plateau III′ gegebene
Amplitude, auf die Sample and Hold-Schaltung 14. Die Übernahme
zeit entsprechend der Schließzeit des Schalters S4, die in Fig. 5
durch die Rechteckimpulse der Spannung US4 bei f) dargestellt
sind, wird dann wie folgt erzeugt: Das Spritzdauersignal SD oder
das effektive Spritzdauersignal SDeff - beide Signale können ver
wendet werden, da es hier nur auf die Abflanke ankommt, die bei
beiden unverändert ist - wird über einen Spannungsteiler R9, R10
heruntergeteilt, über das RC-Glied aus C3 und R12 differenziert
und am Spannungsteiler aus R11 und R12 (siehe Fig. 4) beispiels
weise der halben Betriebsspannung überlagert. Das so gewonnene
Signal gelangt auf den einen Eingang, hier den Minus-Eingang des
Komparators K2, während an den anderen Eingang (Plus-Eingang)
über den Spannungsteiler aus R13 und R14 eine Spannung angelegt
ist, die kleiner als die weiter vorn erwähnte, beispielsweise halbe
Betriebsspannung ist. Anhand des Kurvenverlaufs bei e) in Fig. 5
läßt sich die Funktion der Schaltung verstehen; liegt das Spritz
dauersignal SD oder SDeff auf "low" (nieder), dann liegt am Minus-
Eingang des Komparators K2 die halbe Betriebsspannung an und
der Ausgang des Komparators K2 weist ebenfalls den Pegel Null
oder log0 auf, da am Plus-Eingang ein Spannungswert von
weniger als der halben Betriebsspannung anliegt. Geht das SD-
Signal hoch, dann ergibt sich am Minus-Eingang des Komparators
K2 ein Spannungssprung in positiver Richtung, wodurch sich aber
die grundsätzliche Spannungsverteilung am Komparator K2 nicht
ändert; die auf den Minus-Eingang des Komparators K2 geschal
teten Bauelemente weisen insgesamt die Charakteristik einer
monostabilen Kippstufe auf, so daß bei e) in Fig. 5 der entsprechen
de Spannungsverlauf auch als Umono bezeichnet ist. Erst bei der
Abflanke des SD-Signals, wenn dieses also auf nieder springt,
ergibt sich für die kurze Dauer, während welcher das Signal am
Minus-Eingang von K2 negativer ist als das Signal am Plus-Eingang,
also die durch den Spannungsteiler R13, R14 vorgegebene Schwelle
unterschritten worden ist, ein Umschalten des Komparatoraus
gangs auf hoch. Der Komparatorausgang bleibt so lange auf hoch,
bis die Spannung Umono die Schwelle wieder überschreitet, was
sich durch die Bemessung der Elemente C3, R12 bestimmen läßt,
wodurch der Komparatorausgang wieder auf nieder gesetzt wird.
Es ergibt sich dann der kurze Übernahmezeitraum Tü entsprechend
dem Spannungsverlauf US4, während welchem der Integrieraus
gang auf die Sample and Hold-Schaltung geschaltet ist.
Während dieser Zeit darf sich der Ausgang des Integrierers nicht
ändern; eine Entladung des Kondensators C4 darf also erst nach
Ablauf der Übernahmezeit Tü erfolgen.
Die Entladung des Kondensators C4 des Miller-Integrators im
Integrierer I geschieht über den geschlossenen Schalter S2 und
den mit diesem in Reihe geschalteten Widerstand R16 gegen Masse.
Wie erwähnt dar der Schalter S2 nur dann geschlossen sein, wenn
weder der Schalter S3 noch der Schalter S4, die von beliebiger,
auch elektronischer Gestaltung sein können, geschlossen ist. Zu
diesem Zweck ist eine logische Verknüpfungsschaltung vorgesehen,
die so ausgebildet ist, daß sie die Ausgangssignale der Kompara
toren K1 und K2 entsprechend verarbeitet und die Ansteuerung des
Schalters S2 freigibt. Abgeleitet wird die zur Ansteuerung und
damit zum Schließen des Schalters S2 erforderliche Spannung über
den Spannungsteiler aus R6 in Reihe mit der Parallelschaltung
der Widerstände R5, R7; wenn beide Ausgänge der Komparatoren
K1 und K2 nieder sind, ergibt sich diese praktische Parallelschal
tung von R5 mit R7 gegen Null- bzw. Massepotential.
Die Verknüpfungsschaltung umfaßt die Dioden D2 und D3, die je
weils für hochliegende, d. h. positive Spannungen an den Ausgängen
der Komparatoren K1 und K2 leitend und mit ihren Kathoden zu
sammengeschaltet an einen Schalter S1 zu dessen Ansteuerung ge
legt sind. Ist daher als Spritzdauersignal SD oder SDeff hochlie
gend entsprechend hochliegendem Ausgang des Komparators K1,
dann ist die Diode D2 leitend und legt über den dann geschlossenen,
weil von ihr angesteuerten Schalter S1 die Ansteuerung für den
Schalter S2, die diesem über den Widerstand R15 zugeführt wird,
auf "low", d. h. Masse.
Das gleiche geschieht, wenn die Spannung US4 entsprechend Aus
gangsspannung des Komparators K2 hochliegt; in diesem Fall ist
über die dann leitende Diode D3 der Schalter S1 entsprechend an
gesteuert. Auch wenn beide Ausgänge von K1 und K2 hochliegen,
sind die Dioden D2 und D3 leitend und sperren über den angesteuer
ten Schalter S1 das Schließen des Schalters S2. Nur wenn beide
Komparatorausgänge nieder sind, also weder ein Spritzdauersignal
anliegt (d. h. der Integrator nicht abwärts integriert) und auch der
Schalter S4 zur Übernahme des Integrator-Ausgangssignals nicht
geschlossen ist, sind beide Dioden gesperrt und der Schalter S1
ist über den gegen Masse führenden Widerstand R8 geöffnet. Das
Schließen des Schalters S2 erfolgt dann wie weiter vorn schon er
läutert, über die am Spannungsteiler R6 mit R5//R7 abgeleiteten
Spannung. Der Schalter S2 bleibt so lange geschlossen (vergl. die
Spannung US2 bei h) in Fig. 5 und entlädt den Kondensator C4, bis
das nächste Spritzdauersignal SDeff auftritt.
Claims (13)
1. Verfahren zur Bestimmung der eingespritzten Kraftstoffmenge bei
Brennkraftmaschinen, insbesondere bei Dieselmotoren, wobei Signale
entsprechend der jeweiligen Drehzahl (n) und der Spritzdauer (SD)
als Betriebsparameter der Brennkraftmaschine gewonnen und zur Bil
dung eines der eingespritzten Kraftstoffmenge proportionalen Aus
gangssignals miteinander verknüpft werden, dadurch gekennzeichnet,
daß die pro Hub eingespritzte Kraftstoffmenge (QK) ausgehend von der
um eine vorgegebene Zeitdauer (A msec) verkürzten Spritzdauer (SD),
unter Berücksichtigung der Drehzahl (n) als Korrekturparameter, be
stimmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kenn
linienfeld der Abhängigkeit der pro Hub eingespritzten Kraftstoff
menge (QK) von der Spritzdauer (SD) mit der Drehzahl (n) als
Korrekturparameter für jeden Motortyp erstellt wird unter Verkürzung
des normalen Spritzdauersignals (SD) vor der Verarbeitung um eine
vorgegebene Zeitdauer (A msec) zur effektiven Spritzdauer (SDeff).
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das
zur effektiven Spritzdauer (SDeff) verkürzte Spritzdauersignal
(SD) multiplikativ mit einem der Drehzahl entsprechenden Spannungs
signal (Un) verknüpft wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich
net, daß die effektive Spritzdauer (SDeff) die Zeitdauer bestimmt,
während welcher einem Integrator ein der Drehzahl entsprechender
Spannungswert (Un) zur Integration zugeführt wird, gegebenenfalls
unter Zugrundelegung eines konstanten Grundwerts.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Inte
grator linear arbeitet, sein Endwert mit der Abflanke des effektiven
Spritzdauersignals (SDeff) festgehalten und die Kurzzeitübernahme
in die nachgeschaltete Sample and Hold-Schaltung bewirkt wird.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der An
sprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch
- - Sensoren zur Gewinnung von der Drehzahl (n) und der Spritzdauer (SD) der Brennkraftmaschine entsprechenden Signalen,
- -eine Verkürzungsschaltung, die das der Spritzdauer (SD) entspre chende Signal um eine vorgegebene Zeitdauer (A msec) verkürzt, und
- - einen Integrierer, an dessen Eingang ein der Drehzahl (n) ent sprechendes Spannungssignal (Un) anliegt, dessen Integrations dauer jeweils durch das verkürzte effektive Spritzdauersignal (SDeff) bestimmt wird und an dessen Ausgang ein der pro Hub eingespritzten Kraftstoffmenge (QK) entsprechendes Spannungs signal erscheint.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver
kürzungsschaltung (12) zur Ansteuerung der Schließdauer eines Schal
ters (11) dient, der den Integrierer (10) mit der der Drehzahl ent
sprechenden Spannung (Un) beaufschlagt.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß dem Integrierer (10) eine Entladeschaltung (16) zuge
ordnet ist, die diesen jeweils dann entlädt, wenn bei beendetem
effektiven Spritzdauersignal (SDeff) der Übernahmevorgang des In
tegrierer-Ausgangswerts auf eine nachgeschaltete Sample and
Hold-Schaltung (14) durchgeführt ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeich
net, daß zwischen dem Integrierer (10) und der Sample and
Hold-Schaltung (14) ein weiterer Schalter (13) geschaltet ist, der
jeweils nach Beendigung jedes effektiven Spritzdauersignals
(SDeff) den Ausgang des Integrierers für eine vorgegebene, jeweils
durch den Ablauf einer monostabilen Kippstufe (15) bestimmte Zeit
dauer mit dem Eingang der Sample and Hold-Schaltung verbindet.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß zur Verkürzung der Spritzdauerimpulse (SD) ein
RC-Glied (R1, C1) mit schneller Entladung über eine in Gegenrichtung
gepolte Diode (D1) vorgesehen und mit dem einen Eingang eines Kompa
rators (K1) verbunden ist, dessen Ausgang über einen elektrischen
Schalter (S3) die Anschaltdauer des drehzahlproportionalen Span
nungssignals (Un) auf den Eingang eines als Miller-Integrator (V1,
C4) ausgebildeten Integrierers (I) bestimmt.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß zur Ansteuerung des Übernahmeschalters (S4) vom Aus
gang des Integrierers (I) auf den Eingang der Sample and Hold-Schal
tung ein Monoflop (15) aus einem RC-Glied (C3, R12) am Eingang eines
Komparators (K2) vorgesehen ist, dessem anderen Eingang eine solche
Spannung zugeführt ist, daß lediglich durch die Abflanke des Spritz
dauersignals (SD) der Ausgang des Komparators (K2) für einen vorge
gebenen Zeitraum in seinen jeweils anderen Zustand geschaltet ist
zur Ansteuerung des Übernahmeschalters (S4) zwischen Integrierer und
Sample and Hold-Schaltung.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß zur Entladung des Kondensators (C4) im Integrierer (I)
ein ständig angesteuerter Schalter (S2) vorgesehen ist mit nachge
schaltetem Masseableitwiderstand (R16) und mit einer Verknüpfungs
schaltung, die die Ansteuerspannung für den Entladeschalter (S2) des
Integrator-Kondensators (C4) jeweils dann kurzschließt, wenn die
Ausgänge der Komparatoren (K1, K2) hochliegen, entsprechend ge
schlossenen Ansteuer-Schalter (S3) für die Drehzahlspannung (Un) am
Integrierer (I) bzw. Übernahmeschalter (S4) am Ausgang des Inte
grierers.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die
Verknüpfungsschaltung aus gegeneinander geschalteten, jeweils mit
den Ausgängen der Komparatoren (K1, K2) verbundenen Dioden (D2, D3)
besteht, die einen das Ansteuersignal für den Entladeschalter (S2)
kurzschließenden Schalter (S1) steuern.
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