DE2342870A1

DE2342870A1 - Voreilregler mit elektronischer steuerung fuer einspritzpumpen

Info

Publication number: DE2342870A1
Application number: DE19732342870
Authority: DE
Inventors: Oscar Fuso
Original assignee: Fiat SpA
Current assignee: Fiat SpA
Priority date: 1972-08-25
Filing date: 1973-08-24
Publication date: 1974-03-21
Also published as: FR2197113A1; DE7330938U; IT965124B; FR2197113B1

Description

Die Erfindung betrifft einen Voreilregler mit elektronischer Steuerung für Einspritzpumpen von der Art, bei welcher die Änderung der Voreilung dem Einfluß mehrerer Betriebsparameter des Motors unterliegt.

Gewöhnlich wird die Regelung des Voreilwinkels für Einspritzpumpen einem Fliehkraftregler übertragen, der auf die Drehzahl der Motorwelle anspricht, so daß der Voreilwinkel durch die vom Regler erreichte Gleichgewichtsstellung bestimmt wurde. Solche Fliehkraftregler können entweder unmittelbar oder über eine hydraulische Servo-

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steuerung wirken. Bei den modernen Motoren mit geringer Luftverschmutzung besteht jedoch die Notwendigkeit, den Voreilwinkel nicht nur in Abhängigkeit von der Drehzahl des Motors zu regeln, sondern auch von anderen Parametern, wie die Temperatur der Abgase, dem Druck in der Auspuffleitung oder auch, bei den komplizierteren Systemen, von der chemischen Zusammensetzung der Abgase selbst.

Für diesen Zweck wird gegenwärtig eine Schaltung zur elektronischen Verarbeitung verwendet, die durch Meßwandler gesteuert wird, die dazu dienen, Signale zu liefern, die den verschiedenen Parametern entsprechen, welche Schaltung so programmiert ist, daß ein Ausgangssignal abgegeben wird, das zur Steuerung der Veränderung der Voreilung geeignet ist. Dieses Signal stellt daher eine Funktion des gewünschten Voreilwinkels dar. Hierdurch wird, normalerweise durch die Betatigung eines proportionalen Magnetventils, eine dosierte Zufuhr eines hydraulischen Arbeitsmittels zu einem Betätigungsorgan bewirkt, welches eine Zwischenmuffe zwischen einer Steuerwelle und einer zu regelnden Welle verschiebt, bis beim Erreichen des optimalen Voreilwinkels die Parameter, welche das System beeinflussen, solche Werte erreichen, daß das Ausgangssignal vermindert und damit die Zufuhr von hydraulischem Arbeitsmittel zum Betätigungsorgan vermindert wird oder aufhört.

Diese Art der Regelung ist wenig rasch wegen der Langsamkeit, mit welcher die Betriebsparameter des Motors normalerweise auf die Veränderung der Voreilung reagieren, und kann ausserdem zu einer Instabilität des Systems wegen der Zahl der eine Rolle spielenden Parameter und wegen der manchmal stark nichtlinearen Natur ihrer Ver-

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änderungen führen.

Aufgabe der Erfindung ist die Beseitigung der vorerwähnten Nachteile des Standes der Technik durch die Angabe eines Voreilreglers für Einspritzpumpen mit elektronischer Steuerung, der ausserordentlich rasch anspricht und von absoluter Stabilität ist.

Dieses Ziel wird ausser anderen Zielen und Vorteilen, die sich aus der nachfolgenden Beschreibung ergeben, durch einen erfindungsgemässen Voreilregler für Einspritzpumpen erreicht, bei welchem eine Regelwelle und eine Antriebswelle vorgesehen sind, die durch eine schrägverzahnte Muffe verbunden sind, und hydraulische Organe, die von einer elektronischer. Regeleinrichtung betätigt werden, welche von mehreren Betriebsparametern des Motors gesteuert wird, um mittels einer axialen Verschiebung der Muffe die winkelige Phasenverschiebung zwischen den beiden Wellen des Reglers zu verändern und damit die Voreilung in Abhängigkeit von den erwähnten Parametern zu verändern, wobei sich die Erfindung dadurch unterscheidet, daß Winkelverschiebungs-Fühlorgane vorgesehen sind, welche die winkelige Versetzung zwischen den beiden Wellen des Reglers ermitteln, sowie ein Differentialverstärker, der die Differenz zwischen dem Ausg angssignal der erwähnten Fühlorgane und dem Ausgangssignal der elektronischen Regeleinrichtung feststellt, welches Differenzsignal als Steuersignal für die hydraulischen Organe dient.

Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindungbeispielsweise in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung beschrieben.

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Der in der Zeichnung dargestellte Voreilregler 10 besitzt einen Teil 12, der die Regelwelle darstellt, und einen Teil 14, welcher die Antriebswelle bildet. Die beiden Teile sind innen durch eine Schrägverzahnung mit einer Zwischenmuffe (nicht dargestellt) in an sich bekannter Weise verbunden, wie beispielsweise in der italienischen Patentschrift 847 723 vom 28. 9.19 68 beschrieben.

Eine Quelle 16 eines unter Druck stehenden hydraulischen Arbeitsmittels, welche die ölpumpe des Motors sein kann, fördert durch eine Leitung 18 über ein proportionales Magnetventil 20, so daß ein dosierter Druck einem Einlaß 2 2 des Reglers 10 zugeführt wird, um eine winkelige Phasenverschiebung zwischen den beiden Wellen 12, 14 in der aus der erwähnten Patentschrift bekannten Weise zu erhalten.

Eine elektronische Einrichtung 24, die ebenfalls von an sich bekannter Art sein kann, besitzt mehrere Eingänge 26, 28, 30, um entsprechende Signale von dem jeweiligen Wandler der gewünschten physikalischen Parameter aufzunehmen, wie in der Einleitung beschrieben und dem Fachmann bekannt ist. Die elektronische Einrichtung 24 verarbeitet die Eingangssignale, um auf eine Leitung 3 2 ein Ausgangssignal zu geben, das den jeweils gewünschten Voreilwinkel darstellt.

Erfindungsgemäß sind die Teile 12 und 14 des Voreilreglers je mit einem Zahnrad 34 bzw. 36 versehen, von denen jedes beispielsweise 38 Zähne besitzt und die aus einem ferromagnetischen Material sind. Jedem der Zahnräder 34, 36 ist ein magnetischer Geber 38, 40 zugeordnet, von denen jeder die Veränderungen des magnetischen Widerstandes ermittelt,

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die durch die Drehung der beiden Zahnräder entstehen, um auf die jeweilige Ausgangs leitung 42, 44 Impulsfolgen in dem Maße zu geben, daß ein Impuls bei jedem Vorbeigang eines Zahnes an dem jeweiligen Geber abgegeben wird.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Zahnrad-Gebereinrichtungen 34, 38 und 36, 40 ist beispielsweise in der italienischen Patentschrift 911 937 vom 16.10.1970 beschrieben.

Die Impulsfolgen werden in monostabilen Multivibratoren 4 6, 48 in Rechteckwellen umgeformt.

Die Ausgänge 50 und 52 der Multivibratoren 46, 48 steuern den "Stell^l1-Eingang .und den "Ruckste 11"-Eingang einer Flipflop-Schaltung 54, deren Ausgangssignal durch ein Tiefpaßfilter 5 6 gefiltert wird, um eine im wesentlichen stetige Gleichspannung zu erzielen.

Die Geber 38, 40 sind so angeordnet, daß bei stehendem Motor diese sich gegenüber einem Zahn des jeweiligen Zahnrades befinden. Daher wird, wenn der Motor in Gang gesetzt wird, durch die Impulsfolgen auf den Leitungen 50 und 52 die Flipflop-Schaltung 54 wechselweise gestellt und zurückgestellt, welche eine längere Zeit in dem einen oder in dem anderen ihrer Zustände verbringt, je nachdem ein bestimmtes der Zahnräder 34, 36 (und damit der mit ihnen verbundenen Teile 12, 14) sich mit Bezug auf das andere in Voreilung oder in Nacheilung befindet.

Der Gleichspannungsgehalt des Ausgangssignals der Flipflop-Schaltung 54 ist daher zur winkeligen Phasenver-

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Schiebung zwischen den beiden Teilen 12, IH des Reglers 10 proportional. Die Ausgangsspannung des Tiefpaßfilters 5 6 auf der Leitung 58 stellt daher den effektiven Voreilwinkel dar.

Das Signal auf der Leitung 58, welches die effektive Voreilung darstellt, und das Signal auf der Leitung 32, welches die gewünschte Voreilung darstellt, werden in einem Differenzverstärker 60 verglichen, dessen Ausgang die Magnetspule 21 des Magnetventils 20 über eine Leitung 62 steuert.

Wie ersichtlich, wird durch das Vergleichen der Ausgangssignale der elektronischen Einrichtung 24 und des Tiefpaßfilters 5 6 eine hohe Geschwindigkeit in der Winkeleinstellung des Reglers erhalten, wodurch einerseits die Ansprechverzögerung der bekannten Systeme vermieden wird und andererseits deren Unstabilität oder Pendeln infolge von Überkorrekturen der Voreilung mit nachfolgenden Gegenkorrekturen, die bei den bekannten Systemen auftreten, wenn versucht wird, deren Ansprechzeit über bestimmte Grenzen hinaus zu verkürzen.

Die Verwendung einer Flipflop-Schaltung 54 zur Ermittlung der Differenz zwischen den Signalen der Geber 38, 40 verleiht der Schaltung einen optimalen Störungsschutz und setzt ausserdem das System in die Lage, sich unbegrenzt in einem gegebenen Zustand zu halten, wenn die Differenz der Winkeleinstellung zwischen den Teilen 12, 14 für lange Zeitperioden konstant gehalten wird.

Patentansprüche

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Claims

Voreilregler für Einspritzpumpen mit einer Regelwelle und einer Antriebswelle, die durch eine schrägverzahnte Muffe verbunden sind, und hydraulischen Organen, die von einer elektronischen Regeleinrichtung betätigt werden, welche von mehreren Betriebsparametern des Motors gesteuert wird, um mittels einer axialen Verschiebung der Muffe die winkelige Phasenverschiebung zwischen den beiden Wellen des Reglers zu verändern und damit die Voreilung in Abhängigkeit von den erwähnten Parametern zu verändern, gekennzeichnet durch Winke1-verschiebungs-Fühlorgane (34-58), welche die winkelige Versetzung zwischen den beiden Wellen (12, IU) des Reglers ermitteln, und einen Differenzverstärker (60), der die Differenz zwischen dem Ausgangssignal der erwähnten Fühlorgane und dem Ausgangssignal der elektronischen Regeleinrichtung feststellt, welches Differenzsignal als Steuersignal für die hydraulischen Organe (20) dient.
2. Voreilregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelverschiebungs-Fühlorgane durch einen ersten (34, 38) und einen zweiten (36, 40) Winkeistellungsgeber gebildet werden und eine Ein-

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richtung (4 6-56) vorgesehen ist, die dazu dient, die Differenz zwischen den durch die Geber erzeugten Signale zu ermitteln.

Voreilregler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Winke1stellungsgeber durch ferromagnetische Zahnräder (34, 36) und magnetische Geber (38, 40) gebildet werden und die Einrichtung zur Ermittlung der Differenz durch einen ersten und einen zweiten monostabilen Multivibrator (46, 48) gebildet werden, die mit dem ersten bzw. zweiten WinkeIstellungsgeber verbunden sind, und eine Flipflop-Schaltung (54) vorgesehen ist, deren "Stell"- und "Rückstell"-Eingänge mit dem Ausgang des ersten und des zweiten monostabilen Multivibrators verbunden sind, sowie ein von der Flipflop-Schaltung gesteuertes Tiefpaßfilter (56).

Für: FIAT Societa per Azioni

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