DE2314450B2 - Regeleinrichtung fuer dieselmotoren - Google Patents

Description

)ie Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung für selmotoren mil einer von einem willkürlich betättien Stellhebel und einem mechanischen oder aromechanischen,die Motorhöchstdrehzahl bcgrenden Regler betätigten Kolbeneinspritzpumpen-Reitange, auf die zusätzlich über mindestens ein drisch angesteuertes Stellglied eine Korrekturvoritung einwirkt.

lekannt ist durch die DT-PS 8 68 798, einem Regler die Betätigung der Regelstange einer Kolbcnein spritzpumpe von außen durch Hand- oder Fußhebel di< gewünschte Laststellung zu geben. Dabei wird über eii Hebelsystem der Einfluß der von Hand oder Fui eingestellten Laststellung, nur beeinflußt von einen motordrehzahlabhängigen Regler oder aber bei Errei chen von Grenzdrehzahlen durch einen Fliehkraftreglei — der die Leerlaufdrehzahl einstellt bzw. bei Erreicher die Höchstdrehzahl abrtgelt - auf die Regelstangf übertragen. Entsprechend der eingestellten Laststellunj wird sich die Motordrehzahl verändern und dabei der Drehzahlbereich steigend oder fallend durchfahren wobei drehzahlabhängig durch einen Regler mi Kurvenscheibe eine Korrektur der Regelstangenstel lung und damit der Einspritzmenge erfolgt.
Der Nachteil dieser Anordnung liegt in der Erfassung nur drehzahlabhängiger Veränderungen der Förder menge, denn andere motorische Parameter werder nicht erfaßt.

Bekannt ist durch die DT-OS 16 01977 auch eir Regler, bei dem die Regelstange durch Federkraft aul Nullförderung gestellt wird und mittels einer entgegengerichteten Feder, deren Widerlager das Gaspedal darstellt, in Richtung voller Fördermenge verstellDar ist Die Begrenzung von geringster und höchster Fördermenge wird in allen Drehzahlzuständen von einer Anschlagscheibe vorgenommen. Diese Anschlagscheibe wird üoer eine Kompensatorschaltung drehzahlabhängig und von anderen motorischen Parametern abhängig verstellt, wobei in jeder Stellung der Anschlagscheibe je nach Drehzahlbereich und gegebenenfalls Betriebszustand eine größere oder kleinere minimale und maximale Förderung durch das Gaspedal entsprechend dem Motorkennfeld eingestellt werden kann. Nachteilig ist, daß die bei Startdrehzahl (Anlaßdrehzahl) eingestellte, absolut höchste Fördermenge nicht durch Betätigen des Gaspedals beeinflußbar ist und beim Hängenbleiben der Anschlagscheibe in dieser Stellung — dies ist durch ein Versagen im Steuerkreis bzw. einem Versagen der Stromversorgung möglich — der Motor durchgeht.

Bekannt ist durch die DT-PS 12 65 489 ein Regler für die Betätigung der Regelstange einer Kolbeneinspritzpumpe, bei dem die Betätigung vermittels eines elektronisch angesteuerten Hubmagneten erfolgt, der entgegen einer auf Nullförderung gerichteten Federkraft wirkt. Der Hubmagnet wird durch eine selbstabgleichende Brückenschaltung rngesteuert, die ein Gleichgewicht zwischen der Magnetkraft des Hubmagneten und der auf Nullförderung gerichteten Federkraft und Reibkräfte herstellt. Die Lage dieses Gleichgewichtszustandes wird durch entsprechende Verstimmung der Brücke verändert, d. h. einer bestimmten Verstimmung der Brücke ist eine bestimmte Regelstangenstellung bzw. Fördermenge zugeordnet. Die Verstimmung wird dabei in Abhängigkeit von Drehzahl. Gaspedalstellung, Motortemperatur und ähnlichem nach einer an den jeweiligen Motortyp angepaßten Reglerkennung vorgenommen.

Ein Nachteil vorbeschriebener Konstruktion ist, daß wesentlich stärkere Stellkräfte vom Hubmagneten als

ho funktionell erforderlich angewandt werden müssen, um die Hysterese, verursacht durch die auf das System einwirkenden Reibkräfte, klein zu halten.

Insbesondere geringe Korrekturen und damit geringe Strom-Änderungen ziehen infolge der Haftreinigung

(15 keine Regelstangenbewegung nach sich.

Bekannt ist durch die DT-PS 9 38 8) 1 ein mechanischhydraulischer Regler für Hinsprit/pumpen, bei dem ein oder mehrere länjjenveränderliche Korrektur glieder

zwischen der Regelstangen-Betätigung und der Regelstange eingeschaltet sind. Über einen Elektromotor wird eine der G8windehülsen mit gegenläufigem Innengewinde verdreht, wobei der Abstand zwischen Reglerstange und Betätigung verändert wird. Nachteilig bei dieser Ausführung ist, daß die Verstellung nur mit einer konstanten Steigung erfolgen kann, was eine komplizierte Kennfeldnachbildung für den Steuermechanismus des antreibenden Elektromotors nach sich zieht.

AufgaDe der Erfindung ist es, einen Regler der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei dem die Endabregelung mechanisch erfolgt und jede andere Laststellung auch bei Ausfall der elektrischen Anlage einstellbar ist. Dabei sollen alle Betriebsparameter des Motors vorzugsweise durch ein elektronisch angesteuertes Stellglied einstellbar sein. Der mechanische und elektrisch-elektronische Aufbau soll dabei funktionell einfach und wenig aufwendig sein, insbesondere soll eine elektronische Nachbildung des Kennfeldes vermieden werden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Korrekturvorrichtung als längenveränderliches Bauteil zumindest zwischen dem Angriffspunkt des Stellhebels, gegebenenfalls auch dem Übertragungsmechanismus des Reglers, und der Einspritzpumpe angeordnet ist, wobei das Bauteil aus einem zwischen zwei gleichachsig verlaufenden, drehfest gelagerten Regelstangenteilen angeordneten und diesen gegenüber von dem — motorischen — Stellglied über eine Außenverzahnung um die Achse der Regelstangenteile verdrehbaren Teil und einer Anordnung im Inneren des Teils mit stirnseiligen, voneinander weg weisenden Konturen besteht, auf denen sich, von Federkraft gedrängt, je eines der Regelstangenteile über Anschläge abstützt.

Durch diese Konstruktion des Reglers wird eine Bauart geschaffen, die auch bei Ausfall der Steuerung für die Korrekturvorrichtung noch sicher funktioniert und insbesondere zuverlässig eine Endabregelung vornimmt.

In weiterer Ausbildung der Erfindung wird dabei die Korrekturvorrichtung vermittels eines motorischen Stellgliedes über eine Brückenschaltung angesteuert, wobei in an sich bekannter Weise die erste Halbbrücke der Brückenschaltung von motorischen oder anderen Betriebsgrößen und die zweite Halbbrücke von der Stellung der Korrektureinrichtung beeinflußt ist. Ohne Änderung des erfindungsgemäßen Prinzips ist es vorteilhaft, daß der die Motorhöchstdrehzahl begrenzende Regler aus einem Elektromagnet besteht, der im eingeschalteten Zustand eine auf Abregein der Fördcrmenge gerichtete Feder fesselt.

Die weiteren Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung sind aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele zu entnehmen.

An Hand von Zeichnungen sollen Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung erläutert werden. Es zeigt

F i g. 1 einen Ausschnitt aus einer Regeleinrichtung mit Fliehkraftregler /ur Höchstdrehzahlbegrenzung und dem zugehörigen Prinzipschahbild für die Steuerung des Elektromotors als Stellglied.

F i g. 2 eine Ausführung einer Korrekturvorrichtung mit zwei im Inneren entgegengesetzt angeordneten Kurvenkonturen,

F 1 g. J eine Regeleinrichtung, bei der der höchstdrehzahlbegrcnzende Regler ein elektrisch angesteuerter

Federkraftspeicher ist, und das zugehörige Prinzipschaltbild für die Steuerung des Elektromotors als Stellglied und des elektrisch angesteuerten Federkraftspeichers.

Nachfolgend wird eine erfindungsgemäße Regeleinrichtung an Hand von Fig. 1 ausführlich beschrieben und bei der Beschreibung der Fig. 3 im wesentlichen auf die Unterschiede eingegangen.

In der vom Dieselmotor 1 angetriebenen Einspritzpumpe 2 erfolgt die Dosierung der Einspritzmenge (Volumenzumessung) in Abhängigkeit von der Stellung der Regelstange. Im weiteren werden die Ausführungen der Regler jeweils ohne besondere Erwähnung des Reglergehäuses beschrieben: soweit das Reglergehäuse eine besondere Funktion ausübt, wird darauf ausdrücklich verwiesen. Die Regelstange der Einspritzpumpe besteht aus zwei Regelstangenhälften 211 und 212, zwischen denen eine Korrekturvorrichtung 22 eingeschaltet ist. An der zweiten Regelstangenhälfte 212 greift über den Übertragungsmechanismus 6 der motordrehzahlabhängig angetriebene, die Höchstdrehzahl begrenzende Regler 4 an. Im vorliegenden Fall ist dieser als Fliehkraftregler ausgebildet. Am Übertragungsmechanismus 6 ist weiterhin der Stellhebel 5 angeordnet. Bei Betätigung des Stellhebels — dieser kann als Hand- oder Fußhebel ausgebildet sein — wird der Angriffspunkt des Stellhebels auf dem Übertragungsmechanismus verändert und gleichzeitig die zweite Regelstangenhälfte 212 verschoben. Die Korrekturvorrichtung 22 weist zwei im Inneren entgegengesetzt angeordnete Kurvenkonturen 2211 auf. Diese Kurvenkonturen sind mit dem außenverzahnten Teil 2210 drehfest verbunden. An den beiden Regelstangenhälften 211 und 212, die drehfest im Reglergehäuse geführt sind (nicht dargestellt), sind Flansche angeordnet, an denen Anschläge 2212 angebracht sind. Die beiden Regelstangenhälften werden über die Flansche vermittels Federn 2213 gegen die Kurvenscheiben 2211 gedrängt. Dabei stützen sich die Federn 2213 gegen das außenverzahnte Teil 2210 mittelbar ab. Beim Verdrehen des außenverz-.ahnten Teiles 2210 gleiten die Anschläge 2212 auf den Kurvenscheiben 2211. Damit wird der Abstand der beiden Flansche relativ zueinander verändert. Diese Veränderung führt eine positive oder negative Verstellung der Fördermenge herbei.

Diese Konstruktion vereinfacht die Regelelektronik, weil eine Nachbildung der Regelkennlinie auf den Kurvenscheiben 2211 erfolgt.

Das Verdrehen des außenverzahnten Teiles 2210 wird vermittels eines Ritzels von einem Elektromotor 3 als Stellglied vorgenommen. Die Stellung der Korrekturvorrichtung 22 wird über eine mechanische Kopplung 315 auf den elektrischen Brückenkreis 31 übertragen. Nun wird das Prinzipschaltbild in F i g. I zur Ansteuerung des Stellhebels 3 des Elektromotors beschrieben. Die Drehzahl des Motors 1 wird über einen induktiven Geber 71 an der Kurbelwelle getastet. Das vom Geber kommende Signal wird einem Impulsformer und Integrator 72 zugeführt und dieser gibt das analoge Dreh/ahlsignal an das elektronische Rechenwerk 7 und einen Schmitt-Trigger 85 weiter. Das Rechenwerk 7 erhält weitere Signale 73 bis 76 über eine Reihe von Motorparametern, z. B. über pL-Luftdruck, tL-Lufttemperatur, /K-Kühlwassertempcrntur.

Das elektronische Rechenwerk 7 faßt alle ihm zugeführten Signale entsprechend ihrem Einfluß auf die einzustellende Kraftstoff-Fördermenge zusammen und führi. den Brückenkreis eine entsprechende Regelspan-

niing zu. Der Brückenkreis 31 weist eine erste Halbbrücke 311 auf, die von dem Rechenwerk 7 gesteuert ist. Die zweite Halbbrücke 312 wird von der Stellung der Korrekturvorrichlung 22 über die mechanische Kopplung 315 beeinflußt. Die Verstimmung des Brückenkreises wird über den Diskriminator 32 getastet, und dieser steuert einen Verstarker 33 und einen elektronischen Polwender 34 zum Antrieb des Stellgliedes 3, eines Elektromotors, an. Durch diese Art der Schaltung ergibt sich, daß zu jeder vom elektronisehen Rechenwerk 7 ausgegebenen elektrischen Steuergröße bei abgeglichenem Brückenkreis 31 sich eine bestimmte Stellung der Korrekturvorrichtung 22 einstellt.

Auf diese Weise finden alle Motorparameter, die über die Signale 73 bis 76 dem elektronischen Rechenwerk 7 zugeführt werden sowie die Motordrehzahl ihre Berücksichtigung für die Stellung der Korrekturvorrichtung. In welchen Größenordnungen und welchen Verhältnissen die einzelnen Motorparameter vom Rechenwerk 7 beeinflußt werden, soll hier nicht besonders erläutert werden.

Die Regeleinrichtung gemäß F i g. 3 ist ahnlich der in Fig. 1, nur der Fliehkraftregler als höchstdrehzahlbegrenzender Regler 4 ist durch einen elektrisch

angesteuerten Federkraftspeicher ersetzt worden. Die Funktion der Korrekturvorrichtung 22 und der elektronischen Schaltung ist gleichartig der in Fig.!. Eine Erläuterung braucht deshalb nicht zu erfolgen. Das analoge Signal über die Kurbelwellendrehzahl des Dieselmotors 1, welches aus dem Impulsformer und Integrator 72 abgegeben wird, wird einem Schmitt-Trigger 42 für die Abregelung beim Erreichen der Motorhöchstdrehzahl zugeführt. Das vom Schmitt-Trigger kommende drehzahlabhängige Steuersignal 411 wird einem elektronischen Schalter 41, der auch ein ein von der Bordspannung abhängiges Steuersignal 412 erhält, zugeführt. Dieser Schalter unterbricht bei Erreichen der Höchstdrehzahl und Ausfall der Bordspannung den Stromkreis eines Elektromagneten 44. Damit wird eine auf Abregein gerichtete Feder 45 wirksam und verstellt den Übertragungsmechanismus 6 in der Weise, daß die zweite Regelstangenhälfte 212 in Richtung Leerlauf verschoben wird, wobei die Verstellung der ersten Regelstangenhälfte 211 über die Korrekturvorrichtung 22 hinweg gleichartig erfolgt. Unterhalb der Höchstdrehzahl und bei Anliegen der Bordspannung wird der Elektromagnet 44 ständig durchflossen und fesselt die auf Abregein gerichtete Feder 45.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Regeleinrichtung für Dieselmotoren mit einer von einem willkürlich betätigbaren Stellhebe! und einem mechanischen oder elektromechanischen, die Motorhöchstdrehzahl begrenzenden Regler betätigten Kolbeneinspritzpumpen-Regelstange, auf die zusätzlich über mindestens ein elektrisch angesteuertes Stellglied eine Korrekturvorrichtung einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturvorrichtung als längenveränderliches Bauteil (22) zumindest zwischen dem Angriffspunkt des Stellhebels (5), gegebenenfalls auch dem Übertragungsmechanismus des Reglers (4), und der Einspritzpumpe (2) zugeordnet ist, wobei das Bauteil (22) aus einem zwischen zwei gleichachsig verlaufenden, drehfest gelagerten Regelstangenteilen (211, 212) angeordneten und diesen gegenüber von dem — motorischen — Stellglied (3) über eine Außenverzahnung um die Achse der Regelstangenteile verdrehbaren Teil (2210) und einer Anordnung (2211) im Inneren des Teils (2210) mit stirnseitigen, voneinander weg weisenden Konturen besteht, auf denen sich, von Federkraft (Federn 2213) gedrängt, je eines der Regelstangenteile (211, 212) über Anschläge (2212) abstützt.

2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturvornchtung (22) über eine Brückenschaltung (31) angesteuert ist. wobei in an sich bekannter Weise die erste Halbbrücke (311) der Brückenschaltung (31) von motorischen oder anderen Betriebsgrößen um.! die zweite Halbbrücke (312) von der Stellung der Korrekturvorrichtung (22) beeinflußt ist.

3. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der d^;e Motorhöchstdrehzah! begrenzende Regler (4) aus einem Elektromagnet (44) besteht, der im eingeschalteten Zustand eine auf Abregein der Fördermenge gerichtete Feder (45) fesselt.

4. Regeleinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet (44) mittelbar über einen von einem analogen Motordrehzahlsignal angesteuerten Schmitt-Trigger (42) geschaltet ist.

5. Regeleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Brückenschaltung (31), in an sich bekannter Weise von einem elektronischen Rechenwerk (7) gesteuert, in ihrer ersten Halbbrükke (311) verstimmbar ist und daß das Rechenwerk (7) über entsprechende Fühler und Geber durch motorische Betriebsgrößen (z. B. pL, tL, tK) gesteuert ist.