AT395896B - Vorrichtung zum steuern einer einspritzpumpe einer einspritz-brennkraftmaschine - Google Patents

Description

AT 395 896 B

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steuern einer Einspritzpumpe einer Einspritz-Brennkraftmaschine mit einer Einspritzpumpen-Regelstange, die mittels einer aus Meßwertgebern, einem Mikrocomputer und einem Stellmotor bestehenden elektronischen Einrichtung in Abhängigkeit von durch die Meßwertgeber ermittelten Betriebsgrößen und der Fahrhebelstellung verschiebbar ist, wobei der Stellmotor ebenso wie der Fahrhebel mit der Regelstange in kraftschlü; siger Verbindung stehen und die Regelstange nur bei Versagen der elektronischen Einrichtung über einen Anschlag mechanisch verstellbar ist.

Als Betriebsgrößen kommen z. B. der Ladedruck, der Außendruck, die Kraftmaschinentemperatur, die Außentemperatur, die Kraftstofftemperatur, die Maschinendrehzahl u. dgl. in Frage, wobei auch die jeweilige Fahrhebelstellung über einen Meßwertgeber dem Mikrocomputer eingegeben wird. Es wird also das die Fördermenge der Einspritzpumpe bestimmende Verstellglied, nämlich die Regelstange, über den gesamten Drehzahlbereich durch Verwertung von Signalen des Mikrocomputers verschoben, so daß ein gesonderter Begrenzungsanschlag für die Fördermenge entfallen kann.

Eine solche Vorrichtung ist bereits bekannt (EP-OS 0 044 289). Dabei ergibt sich zwar eine verhältnismäßig einfache Ausbildung mit nur wenigen mechanischen Konstruktionsteilen, es besteht aber der wesentliche Nachteil, daß für den Fall eines Versagens bzw. Ausfalls der aus den Meßwertgebern, dem Microcomputer und dem Stellmotor bestehenden elektronischen Einrichtung nur ein Fliehkraftendregler vorgesehen ist, der mit einem verstellbarem Regelstangenanschlag verbunden ist. Dadurch wird zwar ein sogenanntes Durchgehen und damit eine Beschädigung oder Zerstörung der Brennkraftmaschine verhindert, es ist aber kein willkürlicher Eingriff in die Steuerung der Brennkraftmaschine möglich, um einen Notbetrieb aufrecht zu erhalten. Es ergibt sich demnach eine gewisse Unzuverlässigkeit, die, beispielsweise für Schiffsmotoren, untragbar ist.

Es ist auch schon ein Mengenregler der eine Regelstange aufweisenden Einspritzpumpe einer Einspritz-Brennkraftmaschine bekannt (DE-OS 2 758 324), bei dem die Regelung im Normalbetrieb über eine von Kenngrößen der Maschine und einem Signal eines Gebers des Fahrhebels beaufschlagte elektronische Steuereinrichtung erfolgt, deren Ausgangssignal als Sollwert mit einem von einem Geber gelieferten Istwert dauernd verglichen wird. Das Vergleichssignal steuert über einen Regler ein hydraulisches Stellwerk, das die Regelstange über einen Klinkenhebel verschiebt. Bei Ausfall dieser elektronischen Regelung durch Auftreten eines fehlerhaften Signales soll das Stellwerk mittels eines Elektromagneten von der Regelstange getrennt und ein Notbetrieb aufrechterhalten werden, wobei sich eine kraftschlüssige Verbindung des Fahrhebels über verschiedene Zwischenglieder mit der Regelstange ergibt und gleichzeitig ebenfalls eine Enddrehzahlregelung über einen Fliehkraftregler erfolgt. Der Nachteil dieses bekannten Mengenreglers besteht darin, daß zwischen der Regelstange und dem hydraulischen Stellwerk eine mechanische Verbindung besteht, die nur mittels des Elektromagneten gelöst werden kann. Bei Ausfall der elektronischen Einrichtung oder des Bordnetzes und damit auch Ausfall der Fehlererkennungsstufe erhält jedoch der Elektromagnet kein Signal, und der Klinkenhebel wird nicht ausgeklinkt. Dies bedeutet jedoch, daß wiederum kein Notbetrieb erfolgen kann, weil die Feder des Stellwerkes die Regelstange dauernd in Richtung "Vollast" verschiebt und deren Rückstellung in Richtung "Leerlauf' mittels des Fahrhebels nicht möglich ist.

Somit liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu beseitigen und die eingangs geschilderte Vorrichtung so zu verbessern, daß immer ein Notbetrieb aufrechterhalten werden kann.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß zur kraftschlüssigen Verbindung des Stellmotors mit der in an sich bekannter Weise eine Rückholfeder aufweisenden Regelstange ein federnd in Ruhestellung gehaltener Schwenkhebel vorgesehen und an der Regelstange eine ebenfalls durch Federkraft in Ruhestellung gehaltene schwenkbare Klinke gelagert ist, auf die der Schwenkhebel über einen ersten Klinkenanschlag einwirkt, daß ein weiterer Schwenkhebel angeordnet ist, an dem ein zum Fahrhebel führendes Gestänge od. dgl. angreift und den der Meßwertgeber für die Fahrhebelstellung abtastet, daß die Klinke den für die mechanische Verstellung der Regelstange vorgesehenen, zweiten Anschlag trägt, daß der Schwenkhebel beim Einschalten der elektronischen Einrichtung in eine Anfangsstellung verschwenkbar ist, in der lediglich die Klinke verschwenkt ist, so daß der zweite Anschlag aus der Schwenkbahn des weiteren Schwenkhebels gelangt und die Regelstange dann unabhängig von letzterem verstellbar ist, und daß der zweite Anschlag nur bei Versagen der elektronischen Einrichtung in der Schwenkbahn des weiteren Schwenkhebels liegt, so daß die Regelstange vom Fahrhebel mechanisch verstellbar ist.

Die kraftschlüssige Verbindung zwischen dem weiteren Schwenkhebel und der Regelstange ist also nur dann vorhanden, wenn sich die Klinke unverschwenkt in der Ruhestellung befindet, da bei Normalbetrieb mit -2-

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Steuerung durch die elektronische Einrichtung der die kraftschlüssige Verbindung von Stellmotor und Regelstange herstellende Schwenkhebel die Klinke soweit verschwenkt, daß ihr zweiter Anschlag außerhalb der Schwenkbahn des weiteren Schwenkhebels liegt Nur wenn der ersteie Schwenkhebel in Ruhestellung verbleibt, weil die elektronische Einrichtung ausgefallen ist oder aus irgendeinem Grund versagt hat, bleibt auch die Klinke unverschwehkt und damit der zweite Klinkenanschlag in der Schwenkbahn des weiteren Schwenkhebels, so daß mit diesem Schwenkhebel, an dem das zum Fahrhebel führende Gestänge od. dgl. angreift, die Regelstange betätigt werden kann. Außerdem wird der weitere Schwenkhebel gleich dazu herangezogen, den Meßwertgeber für die Fahrhebelstellung zu betätigen. Ferner ist sichergestellt, daß in der Anfangsstellung zwischen Stellmotor, Schwenkhebel und Klinkenanschlag bzw. Regelstange kein Bewegungsspiel vorhanden ist und damit die Betätigung der Regelstange bei der nachfolgenden Stellmotorbewegung von einer vorbestimmten Stellung an genau nach den Computerwerten erfolgt. Jedenfalls kann also bei Versagen oder Ausfall der elektronischen Einrichtung die Regelstange vom Fahrhebel her mechanisch betätigt werden, so daß einerseits die elektronische Steuerung mit all ihren Vorteilen voll erhalten bleibt, die elektronische Einrichtung im Notfall aber mechanisch übeibriicktwiid.

Um während des Notbetriebes unter Überbrückung der elektronischen Einrichtung ein sogenanntes Durchgehen der Brennkraftmaschine und damit deren Zerstörung sicher zu vermeiden, ohne einen größeren technischen Aufwand, z. B. durch Anordnung eines Drehzahlreglers, in Kauf nehmen zu müssen, ist erfindungsgemäß für den weiteren Schwenkhebel ein seinen Schwenkweg im Sinne einer Verkürzung des Regelweges der Regelstange begrenzender dritter Anschlag vorgesehen, so daß die maximale Fördermenge herabgesetzt wird. Selbstverständlich könnte dieser Anschlag auch verstellbar angeordnet werden.

Um bei raumsparender Anordnung die gewünschte Funktionsfähigkeit der beiden Schwenkhebel und der Klinke mit den Anschlagbolzen zu erreichen, sind die beiden Schwenkhebel auf einer gemeinsamen Achse nebeneinander angeordnet und die Klinkenanschläge als zur gemeinsamen Achse parallele Bolzen verschiedener Länge ausgebildet.

In der Zeichnung ist der Erfmdungsgegenstand beispielsweise und zum Teil schematisch dargestellt, und zwar zeigen die Fig. 1 bis 4 die erfindungswesentlichen Teile einer Vorrichtung zum Steuern einer Einspritzbrennkraftmaschine in vier verschiedenen Betriebsstellungen. Mit (1) ist ein aus einer Einspritzpumpe und einer Düse bestehendes, einem Zylinder einer Brennkraftmaschine zugeordnetes Aggregat bezeichnet, dessen die Fördermenge beeinflussendes Regelglied (2) von einer Regelstange (3) her verstellt wird. Die Regelstange (3) wird in der Ruhestellung (Fig. 1), die der Nullförderung der Einspritzpumpe entspricht, durch eine Feder (4) gegen einen Anschlag (5) gedrückt. Selbstverständlich können von der Regelstange (3) her auch die Regelglieder (2) mehrerer Aggregate (1) für mehrere Zylinder der Brennkraftmaschine verstellt werden. An der Regelstange (3) ist eine schwenkbare Klinke (6) gelagert, die durch eine Feder in der in den Fig. 1 und 4 dargestellten Ruhelage gehalten wird. Die um die Achse (7) schwenkbare Klinke (6) trägt zwei Anschläge, die als Querbolzen (8), (9) ausgebildet sind, wobei der den ersten Anschlag bildende Bolzen (8) kürzer ist als der als zweiter Anschlag dienende Bolzen (9). Die Regelstange (3) wird im Normalbetrieb mittels eines Schwenkhebels (10) betätigt, der durch eine Feder (11) in seiner durch einen Anschlag (12) bestimmten Ruhelage gehalten und mittels eines Stellmotors (13) aus dieser verschwenkt wird. Auf der Schwenkachse (14) des Schwenkhebels (10) ist neben diesem ein weiterer Schwenkhebel (15) gelagert, wobei dem Schwenkhebel (10) der erste Klinkenanschlag (8) und dem weiterem Schwenkhebel (15) der von dem längerem Bolzen (9) gebildete zweite Klinkenanschlag zugeordnet sind. Der Stellmotor (13) wird von einem Mikrocomputer (16) her beaufschlagt, dem über mehrere Meßwertgeber (17) verschiedene Betriebsgrößen der Einspritzbrennkraftmaschine eingegeben werden. Der weitere Schwenkhebel (15) steht über ein Gestänge (18) od. dgl. mit dem Fahrhebel (19) in Verbindung, wobei die jeweilige Stellung des weiteren Schwenkhebels (15) durch einen Meßwertgeber (20) abgetastet wird, der die Meßdaten ebenfalls dem Mikrocomputer (16) zuleitet. Der Meßwertgeber (20) stellt gewissermaßen den Sollwertgeber dar, wogegen ein vom Schwenkhebel (10) her beeinflußter Meßwertgeber (21) die Istwerte in den Mikrocomputer (16) liefert.

Wird in der allgemeinen Ruhestellung gemäß Fig. 1 der Schalter (22) geschlossen und damit die ganze aus den Meßwertgebern (17), (20), (21), dem Mikrocomputer (16) und dem Stellmotor (13) bestehende elektronische Einrichtung aktiviert, so wird der Schwenkhebel (10) mit Hilfe des Stellmotors (13) in die in Fig. 2 dargestellte Lage verschwenkt, in der die Regelstange (3) noch ihre Ruhestellung einnimmt und nur die Klinke (6) mit Hilfe der am Schwenkhebel (10) vorgesehenen Schrägfläche (10a) und des ersten -3-

Claims (4)

1. AT 395 896 B Klinkenanschlages bzw. Bolzens (8) hochgeschwenkt wurde. Der zweite Klinkenanschlag bzw. Bolzen (9) liegt damit außerhalb der Schwenkbahn des weiteren Schwenkhebels (15). Wird nun der Fahrhebel (19) betätigt und damit der weitere Schwenkhebel (15) verschwenkt, so ergibt dies durch die Abtastung über den Meßwertgeber (20) und den Mikrocomputer (16) eine dem Schwenkwinkel des Hebels (15) entsprechende Bewegung des Stellgliedes des Stellmotors (13), so daß der Schwenkhebel (10) weiter verschwenkt wird und dabei über den ersten Anschlag bzw. Bolzen (8) die Regelstange (3) aus ihrer Ruhestellung mitnimmt, eine Verstellung des Regelgliedes (2) erfolgt und die Einspritzpumpe des Aggregates (1) die entsprechende Kraftstoffmenge fördert In Fig. 3 ist die Stellung bei voll durchgeschwenktem Fahrhebel (19), also bei größtmöglicher Fördermenge daxgestellt. Falls die geschilderte elektronische Einrichtung aus irgendeinem Grunde versagt oder ausfallt, kann mit dem Fahrhebel (19) ohne weiteres ein Notbetrieb aufrechterhalten werden, weil durch das Zurückkehren des Schwenkhebels (10) in seine durch den Anschlag (12) bestimmte Ruhestellung auch die Klinke (6) unter Federwirkung in ihre Ruhelage zurückschwenkt, in der nun der zweite Anschlag bzw. Bolzen (9) in der Schwenkbahn des weiteren Schwenkhebels (15) liegt und daher Kraftschluß vom Fahrhebel (19) her bis zur Regelstange (3) hergestellt ist. Fig. 4 zeigt die Stellung bei voll verschwenktem Fahrhebel (19), wobei aber nicht der volle Regelweg der Regelstange (3) und damit die volle Fördermenge erreicht werden kann, weil der Schwenkweg des weiteren Schwenkhebels (15) durch einen verstellbaren dritten Anschlag (23) begrenzt ist. Ein Schalter (24) wird in der Ruhestellung des Schwenkhebels (10) betätigt, so daß eine Leuchte (25) od. dgl. den Ausfall der Elektronikeinrichtung anzeigt. PATENTANSPRÜCHE 1. Vorrichtung zum Steuern einer Einspritzpumpe einer Einspritz-Brennkraftmaschine mit einer Einspritzpumpen-Regelstange, die mittels einer aus Meßwertgebern, einem Mikrocomputer und einem Stellmotor bestehenden elektronischen Einrichtung in Abhängigkeit von durch die Meßwertgeber ermittelten Betriebsgrößen und der Fahrhebelstellung verschiebbar ist, wobei der Stellmotor ebenso wie der Fahrhebel mit der Regelstange in kraftschlüssiger Verbindung stehen und die Regelstange nur bei Versagen der elektronischen Einrichtung über einen Anschlag mechanisch verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur kraftschlüssigen Verbindung des Stellmotors (13) mit der in an sich bekannter Weise eine Rückholfeder (4) aufweisenden Regelstange (3) ein federnd in Ruhestellung gehaltener Schwenkhebel (10) vorgesehen und an der Regelstange (3) eine ebenfalls durch Federkraft in Ruhestellung gehaltene schwenkbare Klinke (6) gelagert ist, auf die der Schwenkhebel (10) über einen ersten Klinkenanschlag (8) einwirkt, daß ein weiterer Schwenkhebel (15) angeordnet ist, an dem ein zum Fahrhebel (19) führendes Gestänge (18) od. dgl. angreift und den der Meßwertgeber (20) für die Fahrhebelstellung abtastet, daß die Klinke (6) den für die mechanische Verstellung der Regelstange (3) vorgesehenen, zweiten Anschlag (9) trägt, daß der Schwenkhebel (10) beim Einschalten der elektronischen Einrichtung (13,16,17, 20,21) in eine Anfangsstellung verschwenkbar ist, in der lediglich die Klinke (6) verschwenkt ist, so daß der zweite Anschlag (9) aus der Schwenkbahn des weiteren Schwenkhebels (15) gelangt und die Regelstange (3) dann unabhängig von letzterem verstellbar ist, und daß der zweite Anschlag (9) nur bei Versagen der elektronischen Einrichtung (13, 16, 17, 20, 21) in der Schwenkbahn des weiteren Schwenkhebels (15) liegt, so daß die Regelstange (3) vom Fahrhebel (19) mechanisch verstellbar ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für den weiteren Schwenkhebel (15) ein seinen Schwenkweg im Sinne einer Verkürzung des Regelweges der Regelstange (3) begrenzender dritter Anschlag (23) vorgesehen ist. -4- AT 395 896 B
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schwenkhebel (10,15) auf einer gemeinsamen Achse (14) nebeneinander angeordnet und die Klinkenanschläge als zur gemeinsamen Achse (14) parallele Bolzen (8,9) verschiedener Länge ausgebildet sind. 5 Hiezu
4. 4 Blatt Zeichnungen