FUEL INJECTION DEVICE FOR A COMPRESSED-MIXTURE INTERNAL-COMBUSTION ENGINE

Abstract: 1. A fuel injection system for a mixture-compressing internal combustion engine with an air intake duct (1), an air flow measuring flap (3) pivotable against a restoring force and an arbitrarily operable throttle valve (4) arranged one behind the other within said duct, a fuel metering device with a valve member (7) displaceable by said flap (3), said valve member (7) controlling control slots (15) equal in number to the number of injection valves, a control valve for each control slot (15) controlling the pressure differential across said slot (15), said control valve comprising two chambers (18, 19), the first chamber (18) being subject to the fuel pressure downstream of the slot (15) and the second chamber (19) being subject on one hand by way of a fixed restrictor (20) with the fuel line upstream of hte slot (15) and on the other hand in connection with a fuel return line (21) which comprises an electromagnet valve (26), and with a bypass line (39) bypassing the throttle valve (4) and comprising a regulator (31) for adusting the cross sectional area of the bypass line, the position of said regulator being determined by an idle-stabilizer (32) which compares the actual idle speed with a nominal speed and effects an adjustment of said regulator if the actual value deviates from the nominal value, characterized in that the electromagnetic valve (26) arranged in the return line (21) is connected to the idle-stabilizer (32) in such way that it is acted upon in the opening sense by a signal of the regulator (31) when approaching its upper adjustment limit (full opening).

Description: Kraftstoff-Einspritzanlage für gemischverdichtende Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoff-Einspritzanlage gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Bei Kraftstoff-Einspritzanlagen dieser Art kann sich die angestrebte Korrelation zwischen gemessener Luftmenge und eingespritzter Kraftstoffmenge im Laufe der Zeit, beispielsweise infolge Verschleiss an den beweglichen Teilen, wie der Luftmessklappe und ihrer Lagerung oder der Anlagestelle zwischen Luftmessklappe und dem Steuerkolben des Kraftstoffzumessventils, verändert. Diese Veränderung geht meist in Richtung auf mageres Gemisch, d.h. es wird weniger Kraftstoff zugemessen als der angesaugten Luftmenge entspricht. Diese Abmagerung macht sich vor allem im Leerlauf bemerkbar, wo die Kraftstoffmenge an sich schon sehr gering ist, sodass es zu einem Absinken der Leerlaufdrehzahl kommt. Dieses Absinken der Leerlaufdrehzahl unter den festgelegten Sollwert wird von dem Leerlauf-Füllungsregler dadurch kompensiert, dass dieser den Bypassquerschnitt vergrössert und dadurch eine grössere Luftmenge passieren lässt, was vom Luftmengenmesser erkannt wird, der nun das Kraftstofzu'meBventii derart verstellt, dass eine grössere Kraftstoffmenge zugegeben wird, bis die Soll-Leerlaufdrehzahl wieder erreicht ist. Wenn nun aber z.B. infolge des genannten Verschleisses eine sehr starke Abmagerung eingetreten ist, kann es vorkommen, dass trotz voller Öffnung des Bypassquerschnittes kein zünd fähiges Gemisch mehr gebildet wird und der Motor beim Anhalten des Fahrzeuges ausgeht. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die durch Verschleiss oder sonstige Umstände erfolgte Abmagerung des Leerlauf-Kraftstoff-Luft-Gemisches mit einfachen Mitteln zu beheben. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelost. Durch den erfindungsgemassen Vorschlag wird bei Annäherung des Stellers der Leerlauf-Füllungsregelung an seine obere Versteligrenze die zugemessene Kraftstoffmenge durch Verringerung des Druckes in den zweiten Kammern der Differenzdruck-Regel-Ventile vergrössert, womit sich die Leerlaufdrehzahl erhöht und der Leerlauf-Füllungsregler wieder in seinen normalen Regelbereich gelangt. Die Steuerung des Elektromagnetventils durch den Leerlauf Füllungsregler kann auch dann eingesetzt werden, wenn durch Verschleiss oder sonstige Einflüsse ein zu fettes Gemisch gebildet wird, sodass die vorbestimmte Leerlauf drehzshl such bei voll geschlossenem Steller nicht eingehalten werden kann, also die Ist-Leerleufdrehzahl über der Soll-Leerlaufdrehzahl liegt. In diesem Falle gibt der Leerlauf-Füllungsregler bei Annäherung des Steller an seine untere Verstellgrenze (geschlossene Stellung) dem Elektromagnetventil in der Rücklaufleitung ein Signal, um dessen Querschnitt zu verringern und damit die Zumessung einer geringen Kraftstoffmenge zu bewirken. Das Elektromagnetventil kann, wie an sich bekannt, als Taktventil ausgebildet sein, dessen Tastverhältnis durch den Leerlauf-Füllungsregler im Sinne einer Sprungfunktion veränderbar ist. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigt: Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Kraft stoff-Einspritzanlage, und Fig. 2 ein Diagramm, aus dem die Arbeitsweise des Leerlauf-Füllungsreglers hervorgeht. Es sei zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen, in der ein Saugrohr 1 dargestellt ist, das einen konischen Abschnitt 2 aufweist, in welchem ein Luftmengenmesser in Form einer schwenkbaren Stauklappe 3 angeordnet ist. Stromab der Stauklappe 3 ist in dem Saugrohr 1 eine willkürlich betätigbare Drosselklappe 4 angeordnet. Die Strömungsrichtung der Verbrennungsluft ist durch den Pfeil 5 veranschaulicht. Die um den Drehpunkt 6 schwenkbare Stauscheibe 3 wirkt auf einen Steuerkolben 7 eines Kraftstoffzumess- und Mengenteilerventils 8. Der Steuerkolben 7 ist in einer Bohrung 9 verschiebbar und begrenzt mit dieser einen Ringraum 10, der durch einen Kanal 11 und eine Kraftstoffleitung 12 mit einer Kraftstoffpumpe 13 verbunden ist, die Kraftstoff aus einem Kraftstoffbehälter 14 ansaugt. Von der Wand der Bohrung 9 gehen Steuerschlitze 15 aus, die von dem Steuerkolben 7 übersteuert werden. Jedem Steuerschlitz 15 ist ein Differenzdruckregelventil 16 nachgeschaltet, das zwei durch eine Membran 17 voneinander getrennte Kammern, nämlich eine Oberkammer 18 und eine Unterkammer 191 aufweist. Die Oberkammer 18 steht mit dem Steuerschlitz 15 in Verbindung und die Unter kammer 19 ist einerseits über eine feste Drossel 20 mit der Kraftstoffleitung 12 und andererseits mit einer Rücklaufleitung 21 verbunden. Die Membran 17 steuert die Öffnung einer Einspritzleitung 22 und steht unter der Wirkung einer Feder 23, welche bestrebt ist, die Membran von der Mündung der Einspritzleitung 22 wegzudrücken. Die Stirnfläche des Steuerkolbens 7 begrenzt einen Druckraum 24, der über eine in Abhängigkeit von Be triebsparametern veränderliche Drossel 25 mit der Kraftstoffleitung 12 in Verbindung steht. Der Druck im Druckraum 24 dient als Rückstellkraft für den Kolben 7 und die Stauscheibe 3 und kann durch die Drossel 25 z.B. für die Warmlaufanreicherung und/oder zur Höhenkorrektur ver ändert werden. In der Rücklaufleitung 21 ist ein elektromagnetisches Taktventil 26 angeordnet, das durch eine elektrische Steuereinrichtung 27 ansteuerbar ist. Die dargestellte Einspritzanlage ist mit einer Leerlauf Füllungsregelung ausgestattet, die aus einer die Drosselklappe 4 umgehenden Bypassleitung 30 besteht, welche von einem Steller in Form eines elektromagnetischen Taktventils 31 beherrscht ist, das seine Taktsignale von einem Leerlauf-Füllungsregler 32 erhält, in den unter anderem die Leerlauf-Drehzahl eingegeben wird und in dem eine bestimmte Soll-Leerlaufdrehzahl gespeichert ist, die mit der Ist-Leerlaufdrehzahl verglichen wird, und der bei Abweichung des Istwertes vom Sollwert an den Steller 31 ein Signal gibt, um bei zu geringer Ist-Leerlaufdrehzahl den Querschnitt der Bypassleitung 30 zu vergrösseren bzw. bei zu hoher Ist-Leerlaufdrehzahl den Querschnitt zu verkleinern. Der Leerlauf-Füllungsregler 32 gibt ausserdem über eine Leitung 33 ein Signal an die Steuereinrichtung 27 des Elektromagnetventils 26, wenn sich der Steller 31 seiner voll geschlossenen oder voll geöffneten Stellung nähert. Die Wirkungsweise der dargestellten Kraftstoff-Einspritzanlage ist folgende: Im Betrieb wird durch das Saugrohr 1 Luft angesaugt, durch die die Stauscheibe 3 aus ihrer Ruhelage ausgelenkt wird. Entsprechend der Grosse der Auslenkung wird der Steuerkolben 7 des ZumeB- und Mengenteilerventils 8 verschoben, der durch Veränderung des freien Querschnitts der Steuerschlitze 15 die durch die Leitungen 22 zu den Einspritzventilen strömende Kraftstoffmenge zugibt. Um das Kraftstoff-Luft-Gemisch entsprechend den Betriebskenngrössen der Brennkraftmaschine anfetten oder abmagern zu können, ist eine Änderung der auf den Steuerkolben 7 wirkenden Rückstellkraft mit Hilfe der veränderlichen Drossel 25 erforderlich. Im Leerlauf wird der Brennkraftmaschine Verbrennungsluft durch die Bypassleitung 30 zugeführt. Diese Luftmenge verursacht eine Auslenkung der Stauscheibe 3 und eine entsprechende Verschiebung des Steuerkolbens 7, wodurch eine zur Leerlaufluftmenge proportionale Kraftstoffmenge eingespritzt wird Die Leerlaufdrehzahl ist somit von der Grösse des freien Ouerschnitts der Bypassleitung 30 bestimmt. Dieser Querschnitt kann nun, wie vorher beschrieben, durch den Steller 31 verändert werden, wenn die Ist-Leerlaufdrehzahl nicht der Soll-Leerlaufdrehzahl entspricht. Diese Abweichung wird im Leerlaufregler 32 festgestellt. Der Leerlaufregler 32 hat einen Regelbereich, der aus dem Diagramm gemäss Fig. 2 ersichtlich ist. Hierbei ist auf der Abszisse der Steuerstrom I und auf der Ordinate die Leerlaufluftmenge Q aufgetragen und der normale Regelbereich schraffiert dargestellt. Es sei angenommen, dass die Soll-Leerlaufdrehzahl einem Steuerstrom von lOOmA entspricht, der ein bestimmtes Tastverhältnis und damit eine bestimmte Stellung des Stellers 31 bewirkt. Wenn die in den Leerlauf-Füllungsregler 32 eingespeiste Ist-Leerlaufdrehzahl unter der Soll-Leerlaufdrehzahl liegt, so wird dem Leerlauf-Füllungsregler 31 ein höherer Steuerstrom zugeführt, der bewirkt, dass das Tastverhältnis des Stellers, d.h., das Verhältnis von Offnungsdauer zur Schliessdauer, und damit der freigegebene Querschnitt der Bypaasleitung 30 ver grössert wird. Dadurch wird die Leerlaufluftmenge ver grössert und eine entsprechend grössere Kraftstoffmenge zugeteilt, was eine Erhöhung der Leerlaufdrehzahl zur Folge hat, die dann der Soll-Drehzahl entspricht. Wenn jedoch die Leerlaufdrehzahl soweit abgesunken ist, dass selbst bei voller Öffnung des Stellers 31 keine Anhebung der Leerlaufdrehzahl auf die Soll-Drehzahl erreicht werden kann, der Leerlaufregler 32 also beispielsweise am Punkt A im Diagramm gemäss Fig. 2 angelangt ist, so wurde bei einem Anhalten des Fahrzeuges die Brennkraftmaschine stehen bleiben, da kein zündfähiges Gemisch mehr vor handen ist. Um dies zu vermeiden, gibt der Leerlauf regler 32 dann, wenn er sich der Grenze A nähert, ein Signal an die elektrische Steuereinrichtung 27 des Elektro magnetventils 26, um dieses soweit zu öffnen, dass der Druck in den Unterkammern 17 der Differenzdruckventile absinkt und die Druckdifferenz an den Steuerschlitzen 15 die Zumessung einer grösseren Kraftstoffmenge bewirkt. Dies wiederum hat eine Erhöhung der Leerlaufdrehzahl zur Folge, sodass der Leerlauf-Füllungsregler 32 im Diagramm in Fig. 2 vom Punkt A nach links regeln kann und wieder im Sinne einer Regelung der Leerlauf drehzahl auf den Sollwert arbeiten kann. Wenn umge kehrt die Leerlaufdrehzahl zu hoch ist und der Regler 32 an seiner anderen Grenze B angelangt ist, in der der Bypasskanal 30 voll geschlossen ist, ohne dass eine Verringerung der Leerlaufdrehzahl auf den Sollwert erreicht werden konnte, so wird wiederum von dem Leer lauf-Füllungsregler 31 ein Signal an die Steuerein richtung 27 gegeben, um nun das Elektromagnetventil 26 so weit zu schliessen, dass durch den dabei bewirkten Druckaufbau in den Unterkammern 27 und die entsprechende Verringerung des Differenzdruckes an den Steuerschlitzen 15 eine verringerte Kraftstoffmenge eingespritzt wird. Dies hat eine Verringerung der Leerlaufdrehzahl zur Folge, sodass der Regler 32 im Diagramm gemäss Fig. 2 wieder von dem Punkt B nach rechts regeln und die Leerlaufdrehzahl durch Veränderung des Tastverhältnisses des Stellers 31 auf den Sollwert einregeln kann. Das Tastverhältnis des Taktventils 26 hat normalerweise einen mittleren Wert, sodass sowohl eine Ver grösserung als auch eine Verringerung des Tastverhältnisses und damit eine Vergrösserung bzw. eine Verringerung des Querschnitts der Rücklaufleitung 21 durch die Steuereinrichtung 27 möglich ist. Da es genugt, den Druck in den Unterkammern 19 bei Annäherung des Stellers 31 an seine Grenzlage sprungartig zu ver ändern, also bei zu magerem Leerlaufgemisch eine bestimmte Anfettung und bei zu fettem Leerlaufgemisch eine bestimmte Abmagerung zu erreichen, braucht das Tastverhältnis auch nur im Sinne einer Sprungfunktion verändert zu werden.

Claims: Patentansprüche 1. Kraftstoff-Einspritzanlage für gemischverdichtende Brennkraftmaschinen mit einem Saugrohr, in dem eine gegen eine Rückstellkraft verschenkbare LuftmeB klappe und eine willkürlich betätigbare Drossel klappe hintereinander angeordnet sind, einem Mengenteiler mit einem von der Luftmessklappe verschiebbaren Ventilkörper, der eine der Anzahl der Einspritzventile entsprechende Anzahl von Steuerschlitzen steuert, einem die Druckdifferenz über jeweils einen Steuerschlitz steuernden Regel ventil mit zwei Kammern, von denen die erste Kammer vom Kraftstoffdruck stromab des Steuerschlitzes beaufschlagt ist und die zweite Ksmmer einerseits über eine feste Drossel mit der Kraftstoffleitung vor dem Steuerschlitz und andererseits mit einer Rücklaufleitung in Verbindung steht, und mit einer die Drosselklappe umgehenden Bypassleitung, deren Querschnitt durch einen Steller einstellbar ist, dessen Stellung von einem Leerlauf-Füllungsregler bestimmt ist, der die Ist- und Sollwerte der Leer laufdrehzahl vergleicht und bei Abweichung des Istwertes vom Sollwert eine entsprechende Ver stellung des Stellers bewirkt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dess in der Rück laufleitung (21) ein Elektromagnetventil (26) angeordnet ist, des mit dem Leerlauf-Füllung.- regler (32) derart verbunden ist, dass es bei Annäherung des Steller. (31) an seine obere Versteligrenze (volle Öffnung) im Öffnungssinn beaufschlagt wird. 2. Kraftstoff-Einspritzanlage nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass der Leerlauf-Füllungs regler (32) so ausgebildet ist, dess er bei An näherung des Stellers (31) an seine untere Ver stellgrenze (geschlossene Stellung) dem Elektro magnetventil (26) ein Signal gibt, um dessen Querschnitt zu verringern. 3. Kreftstoff-Einspritzenlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektro magnetventil (26) in an sich bekannter Weise als Taktventil ausgebildet ist, dessen Tastverhältnis durch den Leerlauf-Füllungsregler (32) im Sinne einer Sprungfunktion veränderbar ist.

Inventors: KROMER, GUNTER, DIPL.-ING., Krömer, Günter, Dipl.-Ing.
Applicants: AUDI AG
Application year: 1986
Main classification: F02M69
IPC codes: F02D3, F02M69