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Title:
FUEL-INJECTION SYSTEM FOR AN AIR-COMPRESSION INTERNAL-COMBUSTION ENGINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1991/003637
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention concerns a fuel-injection system for an air-compression internal-combustion engine, which uses, in addition to the usual smoke characteristic area and torque-limitation characteristic curve, a characteristic area in which the correct amount of injected fuel for smokeless operation is stored as a function of engine rpm and theoretical injection start. A minimum-value selection stage feeds the quantity-adjustment mechanism with only one signal corresponding to the smallest quantity which can be derived for the operating point from the smoke characteristic area, the torque-limitation characteristic curve and the additional characteristic area. This avoids the development of the smoke which is usually observed owing to late response of the injection timing control when the load cycle changes rapidly.

Inventors:
BAUDER RICHARD (DE)
Application Number:
PCT/EP1990/001418
Publication Date:
March 21, 1991
Filing Date:
August 24, 1990
Export Citation:
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Assignee:
AUDI AG (DE)
International Classes:
F02D41/00; F02D41/24; F02D41/40; (IPC1-7): F02D41/40
Foreign References:
EP0221832A21987-05-13
EP0071557A21983-02-09
EP0059586A21982-09-08
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN, Band 9, Nr. 245 (M-418) (1968), 2. Oktober 1985; & JP-A-6098147 (Toyota Jidosha K.K.) 1 Juni 1985
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN, Band 9, Nr. 238 (M-416) (1961), 25. September 1985; & JP-A-6093155 (Hitachi Seisakusho K.K.) 24. Mai 1985
Attorney, Agent or Firm:
Speidel, Eberhard (Gauting, DE)
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Claims:
P a t e n t a n s p r ü c h e
1. KraftstoffEinspritzvorrichtung für eine luftver¬ dichtende Brennkraftmaschine, mit einer elektronischen Steuereinheit für ein Mengenstellwerk zur Bestimmung der Einspritzmenge in Abhängigkeit von Betriebspara¬ metern, und mit einem elektronisch geregelten Spritz¬ versteller zur Veränderung des Spritzbeginns in Ab hängigkeitε von Betriebεparametern, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Einεpritzmenge in Abhängigkeit vom Iεtwert des Spritzbeginns regelbar ist.
2. KraftεtoffEinεpritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzlicheε Kenn¬ feld (10) vorgeεehen ist, in dem die für einen rauch¬ freien. Betrieb zulässige Einspritzmenge als Funktion der Drehzahl und des IstSpritzbeginns gespeichert ist.
3. KraftstoffEinspritzvorrichtung nach Anspruch 2, da¬ durch gekennzeichnet, daß in dem Kennfeld (10) die zu¬ lässige Einspritzmenge als Funktion der Abweichung des IstSpritzbeginns vom SollSpritzbeginn in Abhängigkeit von der Drehzahl gespeichert ist.
4. KraftstoffEinspritzvorrichtung nach einem der An¬ sprüche 1 bis 3, bei der die elektronische Steuer¬ einheit (6) für das Mengenstellwert (3) mindestenε ein Rauchkennfeld (7) und eine Drehmomentbegrenzungε Kennlinie (8) aufweiεt, denen eine MinimalwertAuε wahlstufe (9) nachgeschaltet ist, die dem Mengenstell¬ werk (3) ein Signal zuleitet, welches dem kleineren der aus dem Rauchkennfeld und aus der Drehmomentbe grenzungεKennlinie ermittelten Einspritzmengen für den jeweiligen Betriebspunkt entεpricht, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß daε Signal aus dem zusätzlichen Kenn¬ feld (10) ebenfalls der MinimalwertAuswahlεtufe (9) zugeleitet wird, deεsen Ausgangεεignal nunmehr dem kleinsten Wert der aus dem Rauchkennfeld (7), der Dreh momentbegrenzungsKennlinie (8) und dem zusätzlichen Kennfeld (10) ermittelten Einεpritzmengen entεpricht.
Description:
Kraftεtoff-Einspritzvorrichtung für eine luftver¬ dichtende Brennkraftmaεchine

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoff-Ein¬ spritzvorrichtung für eine luftverdichtende Brennkraft¬ maschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei der elektronischen Regelung von luftverdichtenden Brennkraftmaschinen wird die maximal mögliche Ein¬ spritzmenge bei betriebswarmem Motor durch das soge¬ nannte Rauchkennfeld <M_ =f (Luftdruck, Drehzahl) oder M E = :f (Luftmasse/Drehzahl)> und die Drehmomentbegrenzung <M E =, f (Drehzahl)> begrenzt. Durch eine Minimalwert-Aus¬ wahlstufe wird nur der Minimalwert der aus dem Rauchkenn¬ feld und der Drehmomentbegrenzungs-Kennlinie entnommenen Kraftstoffmengen für einen bestimmten Betriebspunkt an das Mengenstellwert weitergeleitet.

Üblicherweise wird bei luftverdichtenden Brennkraft¬ maschinen mittels des elektronisch geregelten Spritzver¬ stellers mit ansteigender Last ein früherer Spritzbeginn eingeregelt. Bekannt ist auch, daß die Rauchzahl der Brennkraftmaschine durch den Spritzbeginn stark beein¬ flußt werden kann.

Beim Übergang von Schubbetrieb oder Teillast auf Vollast wurde bei der bisherigen Dieselregelung eine zu hohe Ru߬ entwicklung festgestellt. Die Ursache dafür ist, daß durch die elektronische Steuereinheit zwar die für diese Last¬ änderung erforderliche, erhöhte Einspritzmenge freige¬ geben wird, der Spritzversteller jedoch diesem Last¬ wechsel nur verzögert folgt, so daß erhebliche Ab-

weichungen des Ist-Spritzbeginns vom Soll-Spritzbeginn auftreten, die zu der erwähnten Rußentwicklung führen. Ein schnelleres Verstellen des Spritzverstellers ist aus hydraulischen und mechanischen Gründen nicht machbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kraftstoff- Einspritzvorrichtung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, bei der die erwähnte Rußentwicklung vermieden wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Einspritzmenge in Abhängigkeit vom Istwert des Spritzbe- ginnε geregelt wird.

Durch den erfindungsgemäßen Vorschlag wird erreicht, daß nur diejenige Kraftstoffmenge eingespritzt wird, mit der bei dem vorliegenden Ist-Spritzbeginn ein rußfreier Be¬ trieb sichergestellt ist. Des weiteren werden auch die Partikelwerte und die HC-Emissionen positiv beeinflußt.

In der praktischen Ausführung der Erfindung ist ein zu¬ sätzliches Kennfeld vorgesehen, in dem die für einen rauchfreien Betrieb zulässige Einspritzmenge als Funktion der Drehzahl und des Spritzbeginns gespeichert ist. Es ist auch möglich, im Kennfeld die zulässige Einspritzmenge als Funktion der Abweichung des Ist-Spritzbeginns vom Soll- Spritzbeginn in Abhängigkeit von der Drehzahl zu speichern.

Bei einer Kraftstoff-Einspritzvorrichtung, bei der der elektronischen Steuereinheit für das Mengenεtellwerk eine Minimalwert-Auswahlstufe nachgeεchaltet ist, die dem Mengenstellwerk nur ein Signal zuleitet, welches dem kleineren der aus dem Rauchkennfeld und aus der Dreh- momentbegrenzungs-Kennlinie entnommenen Einεpritzmengen- werte für den jeweiligen Betriebspunkt entspricht, wird der Minimalwert-Auswahlεtufe auch daε Signal der in Ab-

hängigkeit vom Istwert des Spritzbeginns festgelegten Einspritzmenge zugeführt und nur ein der kleinsten Ein¬ spritzmenge entsprechendes Signal an das Mengenstellwerk weitergeleitet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben, in der ein stark vereinfachtes Blockschaltbild einer Kraftstoff-Ein¬ spritzvorrichtung für eine luftverdichtende Brennkraft¬ maschine dargestellt ist.

Mit 1 ist eine luftverdichtende Brennkraftmaschine bezeichnet, die Kraftstoff von einer Einspritzpumpe 2 erhält. Die im Ausführungsbeispiel als Verteiler-Ein¬ spritzpumpe ausgebildete Einspritzpumpe enthält ein schematisch angedeutetes Mengenstellwerk 3 sowie einen Spritzversteller 4. Der Spritzversteller 4 erhält Signale von einem Spritzbeginngeber 5, in welchem der Spritz¬ beginn-Sollwert in Abhängigkeit von Betriebsparametern gespeichert ist. Ein Komparator 5a erhält vom Spritzbe¬ ginngeber 5 den Sollwert und von einem Sensor im Halter der Einspritzdüse das Ist-Signal des Einspritzbeginns, vergleicht dieses Signal mit dem Sollwert und gibt, ein entsprechendes Signal an den Spritzversteller.

Das Mengenstellwerk 3 erhält Signale von einem Stellwerkε- regler 6, der unter anderem ein Rauchkennfeϊd 7 und eine Drehmomentbegrenzungs-Kennlinie 8 enthält. Eine Minimal¬ wert-Auswahlstufe 9 wählt den kleineren der für den be¬ treffenden Betriebspunkt aus dem Rauchkennfeld 7 und aus der Drehmomentbegrenzungs-Kennlinie 8 ermittelten Kraft¬ stoffmengen M. bzwm M- aus und gibt nur ein der kleineren Menge entsprechendes Signal an das Mengenstellwerk 3 weiter.

Zusätzlich enthält der Stellwerksregler 6 ein weiteres

Kennfeld 10, in welchem die für einen rauchfreien Betrieb zuläsεige Einspritzmenge als Funktion der Drehzahl und des Ist-Spritzbeginns gespeichert ist. Das Signal der aus dem Kennfeld 10 ermittelten Einspritzmenge M, wird ebenfalls der Minimalwert-Auswahlstufe 9 zugeführt, die nunmehr unter den drei ihr zugeführten Werten M, , M- und M-, den kleinsten auswählt und ein entsprechendes Signal an das Mengenstellwerk 3 weitergibt.

Durch das Vorsehen des zusätzlichen Kennfeldeε 10 wird zu¬ verlässig erreicht, daß die Einspritzmenge nicht über dem Wert liegt, bei dem ein rauchfreier Betrieb möglich ist. Damit wird die syεtembedingte Verzögerung deε Nachregelnε deε elektromechaniεch oder elektrohydrauliεch arbeitenden Spritzverεtellers 4 insbeεondere bei einem εchnellem aεt- wechεel, die zu Rußentwicklung führen kann, auεgeεchaltet.