DE1751765A1

DE1751765A1 - Regeleinrichtung fuer Einspritz-Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE1751765A1
Application number: DE19681751765
Authority: DE
Inventors: Eberhard Hofmann; Rolf Mueller; Heinrich Staudt
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1968-07-25
Filing date: 1968-07-25
Publication date: 1971-08-05
Also published as: ES369870A1; AT292381B; CH496167A; GB1257093A; FR2013664A1; US3587540A

Description

P 17 51 765.6-15
RV 9160 Ks/Wa

ROBERT' BOSCH GMBH, 7 Stuttgart W, Breitsclieidstraße 4

Regeleinrichtung für Einspritz-Brennkraft-

maschinen

Die Erfindung bezieht sich auf eine für Einspritz-Brennkraftmaschinen, insbesondere Dieselmotoren bestimmte Regeleinrichtung, mit einem elektronischen Regler und einem Stellglied, das die von einer Einspritzpumpe einzuspritzende Kraftstoffmenge beeinflußt und von einem hydraulisch arbeitenden Stellmotor antreibbar ist. .

der vorliegenden Regeleinrichtung soll die einzuspritzende Kraftstoffmenge für eine Brennkraftmaschine in Abhängigkeit von elektrisch erfaßten Vierten, beispielsweise der Drehzahl oder anderen Betriebsparametern mit Hilfe eines hydraulisch arbeitenden Stellmotors geregelt v/erden und die jeweilige Stellung des Stellgliedes an einen elektronischen Regler zurückgemeldet werden, der seinerseits den Stellmotor ansteuert.

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Eine besonders zweckmäßige Ausführung ergibt sich, wenn gemäß der Erfindung der Stellmotor ein an sich bekanntes Magnetventil aufweist, das den Druckmittelzu- uad-ablauf zu einer Druckkammer steuert, und daß in der Druckkammer eine bewegliche V/and verschiebbar angeordnet ist, die die Verschiebebewegung vorzugsweise über einen Winkelhebel auf das Stellglied überträgt, und daß gleichzeitig mit dem Stellglied ein Leitstück, vorzugsweise ein Ferritkern verschiebbar ist, der die Induktivität einer Spule verändert, die zur Rückführung der jeweiligen Stellgliedstellung auf den das Magnetventil betätigenden elektronischen Regler vorgesehen ist.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich in der Verbindung mit den UnteransprucENaus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und aus den zugehörigen Zeichnungen,,

Es zeigen:

Fig. 1 eine vereinfachte Darstellung der gesammten Regeleinrichtung

Fig. 2 eine Seitenansicht des Stellmotors im Schnitt

Fig. 3 . eine weitere Seitenansicht nach einer anderen Schnittlinie

Flg. 4 eine Vorderansicht des oberen Teiles des Stellmotors

im Schnitt.

Gemäß Fig. 1 und 2 weist der an eine Einspritzpumpe 10 angebaute Stellmotor 11 in seinem oberen Teil eine Druckkammer 12 auf, in der als bewegliche Wand eine Membran 13 angeordnet ist, die durch ein von einem Magnetventil 23 (Fig· 1 und 3) gesteuerten, in der Druckkammer 12 befindlichen Druckmittel verschoben wird. Diese vertikale Verschiebebewegung wird über den Bolzen 14, die Muffe 15 und den Winkelhebel 16 auf die als Stellglied dienende Regelstange 17 der Einspritzpumpe 10 übertragen.

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Um ein der jeweiligen Stellung der Regelstange 17 entsprechendes elektrisches Signal zu erhalten, ist innerhalb einer als Halterung dienenden Schraubenfeder 18 {siehe Fig.' 2) ein Induktiv-Istwert-Llelder vorgesehen, der eine Spule 19 aufweist, in die ein mit der. 3olzen 14 verbundener Ferritkern 20 eingetaucht wird. Die Eintauchtiefe des Ferritkernes 20 in die Spule 19 entspricht damit der Stellung der Regeistange 17 j wodurch die Induktivität der Spule 19 entsprechend der Stellung der Regelstange verändert wird. Der V/ert der Induktivität ist also ein Maß für die Stellung der Regelstange. Dieser Meßwert wird in einem in Fig. 1 andeutungsweise dargestellten elektronischen Regler 34 zu einem entsprechenden Steuersignal verarbeitet. Der Ferritkern 20 kann mittels einer Verstelleinrichtung 20', vorzugsweise einer selbstsichernden Mutter, relativ zur Spule 19 und entgegen der Kraft einer Feder 20" zur Einstellung des Grundsteuersignals verschoben werden.

Zum Spielausgleich der Regelstange 17 ist eine schraubenförmige Druckfeder31 vorgesehen, die sich zwischen einer wand des Stellmotors 11 und der Regelstange 17 abstützt.

Ferner ist im Gehäuse des Stellmotors ein an sich bekannter induktiver Drehzahlgeber 21 angeordnet, der von der strichpunktiert angedeuteten Nockenwelle 22 der Einspritzpumpe 10 angetrieben wird und ein der Drehzahl der Brennkraftmaschine analoges elektrisches Signal liefert, das ebenso wie das Steuersignal der Regelstangenstellung im elektronischen Regler 34 verarbeitet wird. Der elektronische Regler 34 arbeitet so, daß einer an einem Fahrleistungsgeber 35 vorgegebenen Betriebsstellung ein bestimmter Drehzahlverlauf und eine bestimmte -Regelstangenstellung zugeordnet sind. Der Fahrleistungsgeber 35 ist bei Fahrzeugmotoren beispielsweise mit dem Gaspedal gekuppelt.

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Um einfache Zuführungsleitungen zu den elektrischen Bauelementen des Stellmotors 11 zu erhalten, ist im Deckel 24 des Stellmotors 11 eine Leiterplatte 25 angeordnet, an deren Leiterbahnen oder Anschlußstücken mit ihrem einen Ende federnde Lietallzungen 26 kontaktschlüssig anliegen, die mit ihrem anderen Ende am elektrischen Bauelement angebracht sind« Eine , weitere Möglichkeut besteht auch darin, wie bei der elektrischen Zuführung zum Magnetventil 23 in Pig. J gezeigt, die federnde Ketallzunge 26 an der Leiterplatte 25 zu befestigen. Die Metallzunge 26 liegt dann mit ihrem federnden Ende kontaktschlüssig an einem Kontakt des Magnetventils 23 an.

Die Leiterplatte 25 ist dann wiederum über eine vorzugsweise in eine Kunstharzmasse eingegossene mehrpolige Kupplung 25' und einen nicht dargestellten Stecker an den elektrischen Regler 34 angeschlossen.

In Fig. 4 ist ein im Gehäuse des Stellmotors 11 enthaltenes Sicherheitsfilter^zu erkennen, das als Siebteil einen Sinterkörper 28 aufweist.

Die Arbeite- und Wirkungsweise des Stellmotors 11 ist folgende:

Wird von einer In Pig. 1 vereinfacht dargestellten Kraftstoffpumpe 36 über ein ebenfalls vereinfacht dargestelltes Hauptstromfilter 37 Kraftstoff aus einem Tank 38 zur Einspritzpumpe 10 gefördert, so gelangt zunächst Kraftstoff über die Kraftstoff zuleitung 29 zu der Druckkammer 12 des Stellmotors 11· Die zu- bzw. abläufende Menge wird dabei von dem Magnetventil 23 bestimmt, das abhängig von elektrischen Signalen dee elektronischen Reglers34t die beispielsweise aus der Drehzahl der Brennkraftmaschine abgeleitet werden, den Kraftstoffau- bzw. abfluß der Druckkammer 12 steuert. Je nach der Füllung der Druckkammer 12 mit dem als Druckmittel dienenden Kraftstoff wird wie bereits beschrieben die Regelstange 17 verstellt, wobei ein dem Istwert der Regelotangenstellung entsprechender elektrischer V/ert erzeugt wird. Gleichzeitig gelangt der in der Kraftstoffzuleitung 29 geförderte Kraftstoff über ein Ventil 30 in den

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Innenraum des Sinterkörpers 28, tritt durch diesen hindurch und gelangt auf hier nur angedeuteten Wegen zum Saugraum der Einspritzpumpe 10. Nicht eingespritzter Kraftstoff gelangt über eine Rücklaufleitung 39 zum Tank 38 zurück.

Weiterhin ist "bei dem Stellmotor 11 eine mechanische Abstellvorrichtung vorgesehen, mit deren Hilfe über einen im Ruhezustand an einer Wand der Einspritzpumpe anliegenden Hebel 32 und einem äußeren Abstellhebel 33 die Regelstange 17 der Einspritzpumpe 10 unabhängig von ihrem jeweiligen Stand bzw. dem Stand der Membran 13 in Nullstellung gebracht werden kann.

Das Zusammenwirken der gesammten in Fig. 1 dargestellten Regeleinrichtung wird im folgenden an einem häufig auftretenden Betriebsfall gezeigt.

Wenn der Dieselmotor im Vollastbetrieb ■bei

maximaler Drehzahl läuft und die Last abnimmt, dann erhöht sich momentan die Drehzahl. Diese Drehzahlerhöhung erzeugt im induktiven Drehzahlgeber 21 ein der höheren Drehzahl proportionales Steuersignal, das im elektronischen Regler 34 mit dem Sollwert verglichen wird und zu einem Steuersignal des Reglers umgewandelt wird. Das Steuersignal betätigt das Magnetventil 23, in diesem Falle so, daß der Kraftstoff in der Druckkammer 12 des Stellmotors 11 über die Rücklaufleitung 39 in den Tank 38 abfließen kann. In dem Maße wie der Kraftstoff aus der Druckkammer 12 abfließt bewegt sich der Bolzen 14 mit Hilfe der Kraft der Schraubenfeder 18 (siehe Fig.2) nach oben und verschiebt über die Muffe 15 und den Winkelhebel' 16 die Regeistange 17 der Einspritzpumpe 10 in Richtung "stop", d.h. die Einspritzmenge wird verringert und die Drehzahl fällt wieder ab. Gleichzeitig mit der Aufwärtsbewegung des BolzensH wird der auf diesem befestigte Ferritkern 20 des Induktiv-Istwert-Melders 19»20 relativ zu seiner Spule 19 verschoben, was zu einer Änderung der Induktivität

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der Spule 19 führt. Diese Änderung der Induktivität wird im elektronischen Regler 34 zusammen mit dem Signal des Drehzählgebers 21 mit dem Sollwert verglichen und wenn Drehzahl und Last( Einspritzmenge) die für den vorliegenden Betri'ebsfall vorgeschriebenen V/erte angenommen haben, wird die Regelbewegung der Regeleinrichtung beendet. Regelt der Regler zu weit ab, dann geht vom elektronischen Regler34 ein entgegengesetztes Steuersignal aus, das Magnetventil 23 verbindet den Kraftstoffzufluß 29 mit der Druckkammer 12 und der Kraftstoffdruck bewegt den Bolzen 14 abwärts. Dadurch wird die Regelstange 17 wieder in Richtung "Vollast" d.h. größerer Einspritzmenge, verschoben.

M Die elektrische Übertragung des Weges der Regelstang 17 zum elektronischen Regler 34 durch den Induktiv-Istwert-Melder 19» 20 wird "Rückführung" genannt. Mit dieser Rückführung wird jeweils die momentane Stellung der Regeistange 17 an den elektronischen Regler 34 übertragen, der wie bereits beschrieben die gemeldete Regelstangenstellung zusammen mit dem Steuersignal des Drehzahlgebers 21 mit dem durch den Pahrleistungsgeber 35 vorgewählten Reglerkennfeld vergleicht und entsprechende Steuerbewegungen des Magnetventils 23 auslöst. Läuft der Motor gleichmäßig in einem stabilen Bereich, d.h. ohne Last- und Drehzahlschwankungen, schaltet das Magnetventil 23 in so schneller Folge zwischen Zu- und Abfluß um, daß die Regeistange 17 praktisch still steht, bzw. ganz schwach zittert. Dieses Zittern

" wirkt sich nicht auf den Lauf des Motors aus.

Durch die federnden, der Stromzuführung zu den elektrischen Bauelementen dienenden Metallzungen 26 ergibt sich eine einfache Leitungsführung, Kontaktierung und Montage innerhalb des Stellmotors 11. Außerdem wird durch die senkrechte Anordnung der Druckkammer 12 und des induktiven Regelstangen-Istwertgebers 19,20 innerhalb der Schraubenfeder 18 eine besonders raumsparende Bauweise ermöglicht.

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Die Verstellbarkeit des-Ferritkernes 20 relativ zur Spule mittels Iuurter20' erleichtert die Einstellung der gesammten Kegeleinrichtung> da Fertigungst-oleranzen nicht in den elektrischen Bauteilen des elektronischen Heglers 34 ausgeglichen werden müssen.

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Claims

Robert Bosch GmbH U R. 9160 Ks/Wa Stuttgart Ansprüche . , .

1. Für Einspritz-Brennkraftmaschinen, insbesondere Dieselmotoren bestimmte Regeleinrichtung mit einem elektronischen Regler und einem Stellglied, das die von einer Einspritzpumpe einzuspr4.tzende_r^raftstoffmenge beeinflußt und von einem hydraulisch arbeitenden Stellmotor antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellmotor (11) ein an sich bekanntes Magnetventil (23) aufweist, das den Druckmittelzu- und-ablauf zu einer Druckkammer (12) steuert, und daß in der Druckkammer (12) eine bewegliche Y/and (13) verschiebbar angeordnet ist, die die Verschiebebewegung vorzugsweise über einen Winkelhebel (16) auf das Stellglied (17) überträgt, und daß gleichzeitig mit dem Stellglied (17) ein Leitstück, vorzugsweise ein Perritkern(20) verschiebbar ist, der die Induktivität einer Spule (19) verändert, die zur Rückführung der jeweiligen Stellgliedstellung auf den das Hagnetventil (23) betätigenden elektronischen Regler (34) vorgesehen ist«

2· Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet» daß der Stellmotor (11) mit dem induktiven Stellungegeber (19,20) und einem an sich bekannten Drehsahlgeber (21) in einem Gehäuse angeordnet sind, das einen mit einer Leiterplatte (25) versehenen Deckel (24) aufweist, und daß an den elektrischen Bauteilen im Inneren dee Stellmotorgehäuses federnde Stromzuführungeteile (26) angebracht sind, die beim

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Verschließen des Gehäuses mit dem Deckel (24) an den Leiterbahnen der Leiterplatte (25) kontaktschlüssig anliegen.

3. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ferritkern (20) durch eine Verstelleinrichtung (20·)» vorzugsweise eine selbstsichernde Mutter, gegenüber der Spule (19) und entgegen der Kraft einer Feder (20") verschiebbar iste

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