DE2845097A1

DE2845097A1 - Fuel injection pump for IC engine - has inductive detector detecting angular position of setting ring to fix start of injection

Info

Publication number: DE2845097A1
Application number: DE19782845097
Authority: DE
Inventors: Franz Ing Grad Eheim
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1978-10-17
Filing date: 1978-10-17
Publication date: 1980-04-30
Also published as: JPS5554642A; DE2845097C2; JPS6249461B2

Abstract

The fuel injection pump has a pump piston moved by a cam drive, and a rotary ring mounted in the pump housing to set the start of injection taking the engine characteristics into account. The start of injection is measured via the degree of rotation by an electrical generator which cooperates with a device attached to the rotary ring and whose output signal is processed in an electronic control circuit. The generator is an inductive type and has two series-coupled coils axially one behind the other and a ferromagnetic core moving axially w.r.t. the coils. The core is ring shaped and fits over a guide rod.

Description

R. 5 0 37
19.9.1978 Su/KöR. 5 0 37
September 19, 1978 Su / Kö

ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO Stuttgart 1 Fuel injection pump State of the art

Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffeinspritzpumpe nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei bekannten Kraftstoffeinspritzpumpen, die mit einem elektronischen Regler arbeiten, wird der Spritzbeginn unmittelbar an der Kraftstoffeinspritzdüse durch entsprechende Geber gemessen. Hierdurch ist zwar eine sehr genaue Messung des tatsächlichen Spritzbeginns gegeben, es besteht jedoch der Nachteil, daß zusätzlich elektrische Leitungen zwischen Meßstelle und elektronischem Steuergerät vorgesehen werden müssen, und zwar von jeder Düse einzeln. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Meßstellen an der Düse unmittelbar amThe invention is based on a fuel injection pump according to the genre of the main claim. In known fuel injection pumps that have an electronic When the regulator is working, the start of injection is triggered directly at the fuel injection nozzle Encoder measured. This gives a very precise measurement of the actual start of injection, However, there is the disadvantage that additional electrical lines between the measuring point and the electronic Control device must be provided, individually from each nozzle. There is another disadvantage in that the measuring points at the nozzle directly on the

030018/0135 - ~²~030018/0135 - ~ ² ~

R. .R.

Motor angeordnet sind und deshalb erheblichen Hitzeeinwirkungen ausgesetzt sind.Motor are arranged and are therefore exposed to significant heat effects.

Advantages of the invention

Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzpumpe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil einer sichereren und billigeren Messung als bei den bekannten Einspritzanlagen. Besonders bei Kraftstoffeinspritzpumpen mit Förderendesteuerung für die Mengenbestimmung ist die Abweichung zwischen tatsächlichem Spritzbeginn an der Düse und Sollwert am Spritzversteller in der Einspritzpumpe vernachlässigbar klein.The fuel injection pump according to the invention with the Characteristic features of the main claim has the advantage of being safer and cheaper Measurement than with the known injection systems. Especially with fuel injection pumps with end-of-delivery control for the quantity determination is the deviation between actual start of injection at the nozzle and setpoint at the injection adjuster in the injection pump are negligible small.

In den Unteransprüchen sind verschiedene Lösungsbeispiele und Ausgestaltungen beansprucht.Various solution examples and configurations are claimed in the subclaims.

Zeichnungdrawing

Drei Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt. Es zeigen Figur 1 das Schema des die Erfindung betreffenden Teils einer Einspritzpumpe, Figur 2, 3, 4 und 5 drei verschiedene Arten von Gebern.Three embodiments of the subject matter of the invention are shown in simplified form in the drawing. FIG. 1 shows the diagram of the part of an injection pump relating to the invention , and FIGS. 2, 3, 4 and 5 show three different types of transmitters.

Description of the examples of the invention

Bei den in Figur 1 dargestellten Schema wird ein an sich ortsfest gelagerter Rollenring 1 durch einen Spritzver-In the scheme shown in Figure 1, a per se stationary roller ring 1 by means of an injection molding

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- 3- 3

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stellkolben 2 relativ in seiner Lage verdreht. Über die Rolle 3 wird in bekannter Weise eine Nockenscheibe, die mit dem Pumpenkolben gemeinsam rotiert, mit diesem in eine hin- und hergehende Bewegung versetzt, wobei die rotierende Bewegung die Verteilersteuerung und die hin- und hergehende Bewegung die Pumpfunktion übernehmen. Der Spritzverstellkolben 2 wird hydraulisch entgegen der Kraft einer Rückstellfeder H verstellt. Je nach Lage des Kolbens 2, d.h. je nach diesen betätigendem hydraulischen Druck, wird der Beginn der Einspritzung verschoben, im allgemeinen mit zunehmender Drehzahl in Richtung früher. Um jedoch den heutigen Forderungen einerseits an Laufeigenschaft der Brennkraftmaschine und andererseits an Giftreinheit im Abgas gerecht zu werden, folgt die Spritzbeginnverstellung über den gesamten Last- und Drehzahlbereich einer komplizierten Funktion. Zur Vereinfachung der Regelung bzw. Steuerung der Kr.aftstoffeinspritzpumpen wird heute zunehmend die Elektronik eingesetzt. Es kann sich hierbei um einen elektronischen Gesamtregler der Kraftstoffeinspritzpumpe handeln, also um Mengenregelung, Startmehrmenge, Warmlauf usw., oder es kann sich auch lediglich um eine Regelung bzw. Steuerung des Spritzbeginns handeln. Im dargestellten Beispiel wird der den Kolben 2 betätigende Hydraulikstrom durch eine Pumpe 5 erzeugt und über ein Magnetventil β zum Druckraum 7 des Spritzverstellerkolbens 2 hin gesteuert. Diese Hydraulikflüssigkeit ist normalerweise Dieselkraftstoff, der, wie dargestellt durch den strichpunktiert angedeuteten Saugraum 8 der Kraftstoffeinspritzpumpe strömt, aus dem der eigentliche, nicht dargestellte Pumpenarbeitsraum mit Kraftstoff versorgt wird. Der Druck des Kraftstoffs wird über sein Drucksteuerventil 9 drehzahlab-control piston 2 rotated relatively in its position. About the In a known manner, roller 3 is a cam disk which rotates together with the pump piston, with this in offset a reciprocating movement, the rotating movement controlling the distributor and the to and fro movement take over the pumping function. The injection adjustment piston 2 is counteracted hydraulically adjusted by the force of a return spring H. Depending on the position of the piston 2, i.e. depending on the one actuating it hydraulic pressure, the start of injection is postponed, generally with increasing speed in Direction earlier. However, to meet today's demands on the one hand for the running properties of the internal combustion engine and on the other hand to do justice to the purity of toxins in the exhaust gas, the start of injection adjustment follows over the entire period Load and speed range of a complicated function. To simplify the regulation or control fuel injection pumps is increasing today the electronics used. This can be an overall electronic controller for the fuel injection pump act, i.e. quantity control, starting excess quantity, warm-up, etc., or it can also just be act to regulate or control the start of injection. In the example shown, the is the piston 2 actuating hydraulic flow generated by a pump 5 and via a solenoid valve β to the pressure chamber 7 of the Injection adjuster piston 2 controlled towards. This hydraulic fluid is usually diesel fuel which, flows out as shown through the suction chamber 8 of the fuel injection pump, indicated by dash-dotted lines which the actual, not shown, pump working space is supplied with fuel. The pressure of the fuel is speed-dependent via its pressure control valve 9

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-Jr- R. -Jr- R.

hängig gesteuert. Die Pumpe 5 ist über die Achse 10 mit der Antriebswelle der Kraftstoffeinspritzpumpe gekoppelt und fördert eine drehzahlabhängige Menge, deren Druck über das Drucksteuerventil 9 gesteuert, mit zunehmender Menge steigt. Während normalerweise der Druck im Druckraum 7 mit der Drehzahl entsprechend der Kennlinie des Drucksteuerventils 9 steigen würde, kann durch das Magnetventil 6 'und entsprechendes Unterbrechen der druckverbindung die Spritzverstellkennlinie entsprechend verändern. Das Magnetventil 6 wird gemäß dem Schema über die Anschlüsse A von einem elektronischen Steuergerät 11 angesteuert. Die Spritzbeginnverstellung erfolgt im allgemeinen drehzahlabhängig, so daß in das elektronische Steuergerät 11 auch die Drehzahl der Brennkraftmaschine bzw. der Pumpe eingegeben werden muß. Aus diesem Grunde ist die Achse 10 der Pumpe mit einer Zahnscheibe 12 gekoppelt, die in bekannter Weise mit einem Geber 13 die Drehzahl·erfaßt und in der dargestellten Weise dem elektronischen Steuergerät 11 eingibt. Als weitere Größen können dem elektronischen Steuergerät 11 die Last über die Stellung des Gaspedals 14 bei B, oder die Temperatur T der Druck P usw. als Istgrößen eingegeben werden. Der Grad der Spritzverstellung selbst wird über einen Geber 15 erfaßt und bei C dem elektronischen Steuergerät 11 eingegeben. Die Auswertung dieser Istwerte erfolgt entsprechend dem Programm des Steuergerätes 11.pending controlled. The pump 5 is coupled to the drive shaft of the fuel injection pump via the axle 10 and conveys a speed-dependent amount, the pressure of which is controlled via the pressure control valve 9, with increasing Crowd increases. While normally the pressure in the pressure chamber 7 with the speed according to the characteristic of the Pressure control valve 9 would rise, can by the solenoid valve 6 'and corresponding interruption of the pressure connection change the injection adjustment characteristic accordingly. The solenoid valve 6 is according to the Scheme controlled by an electronic control unit 11 via connections A. The injection start adjustment generally takes place as a function of the speed, so that in the electronic control unit 11 also the speed the internal combustion engine or the pump must be entered. For this reason the axis 10 is the pump coupled to a toothed pulley 12, which in a known manner with an encoder 13 detects the speed and in inputs the electronic control unit 11 in the manner shown. The electronic Control unit 11 the load via the position of the accelerator pedal 14 at B, or the temperature T, the pressure P etc. can be entered as actual values. The degree of injection adjustment itself is recorded by a transmitter 15 and entered at C the electronic control unit 11. The evaluation of these actual values takes place accordingly the program of the control unit 11.

Der Geber 15 is.t bei dem ersten in Figur 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel nahezu radial zum Rollenring 1 angeordnet. Auf dem Außenumfang des Rollenrings 1 ist eine Kurve 16 angeordnet, die beim Verstellen des Rollenrings durch den Geber 15 entsprechend abgetastetIn the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the encoder 15 is almost radial to the roller ring 1 arranged. On the outer circumference of the roller ring 1, a curve 16 is arranged, which when adjusting the Roller ring scanned by the encoder 15 accordingly

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-3--3-

wird. In Figur 2 ist dieser Geber konstruktiv und im Schnitt dargestellt. In Ringnuten eines Gehäuses 17 des Gebers sind Induktionsspulen 18 angeordnet, die nach Einbau des Gebers 17 in die Innenbohrung eines Halters 19 tauchen, welcher im Gehäuse der Einspritzpumpe befestigt ist. In der Zentralbohrung des Gehäuses 17 ist ein Führungsstab 20 des Gebers angeordnet, der mit einer endseitig angeordneten Kugel 21 die Kurve 16 abtastet. Der Führungsstab 20 ist zweiteilig ausgebildet, wobei ein Stab 22 des die Kugel 21 tragenden Teils 23 in ein als Mutterstück ausgebildetes Teil 2¹I geschraubt ist. Um den Stab 22 ist ein Kern 25 aus ferromagnetischem Material angeordnet und durch eine Feder 26 gegen das Mutterstück 24 gespannt. Wird nun die relative Lage zwischen den beiden Führungsstabteilen durch stärkeres Herein- oder Herausschrauben geändert, so ändert sich dadurch die relative Lage des Kerns 25 bezüglich der Induktionsspulen 18. Durch eine weitere Feder 27, welche sich am Gehäuse 17 abstützt, wird der Führungsstab 20 gegen die Kurve 16 geschoben.will. In Figure 2, this encoder is shown constructively and in section. Induction coils 18 are arranged in the annular grooves of a housing 17 of the transmitter and, after the transmitter 17 has been installed, dip into the inner bore of a holder 19 which is fastened in the housing of the injection pump. A guide rod 20 of the encoder is arranged in the central bore of the housing 17 and scans the curve 16 with a ball 21 arranged at the end. The guide rod 20 is designed in two parts, a rod 22 of the part 23 carrying the ball 21 being ^{screwed into a part 2 1} I designed as a nut piece. A core 25 made of ferromagnetic material is arranged around the rod 22 and is tensioned against the nut piece 24 by a spring 26. If the relative position between the two guide rod parts is changed by screwing them in or out more, the relative position of the core 25 with respect to the induction coils 18 changes the curve 16 pushed.

Die Verwendung eines derartigen Hubgebers ist jedoch auch denkbar, wenn dieser statt an einer Kurve 16 an einem senkrecht zur Drehrichtung des Rollen- oder Nockenringes angeordneten Winkel angreift. Dabei würde jedoch der Geberhub dem genauen Drehwinkel entsprechen, während dem dargestellten Beispiel durch die Kurve 16 und die relative Anordnung des Gebers 15 zur Kurve 16 eine zusätzliche Funktion einprägbar ist.However, the use of such a stroke encoder is also conceivable if it is on instead of on a curve 16 engages an angle arranged perpendicular to the direction of rotation of the roller or cam ring. Doing so would however, the encoder stroke corresponds to the exact angle of rotation, during the example shown by curve 16 and the relative arrangement of the encoder 15 to the curve 16 an additional function can be impressed.

Im Falle einer Radialkolbenpumpe dient als an sich ortsfester aber für die Spritzverstellung relativ verstellbarer Ring ein Nockenring, welcher die Pumpenkolben inIn the case of a radial piston pump, it is used as a stationary but relatively adjustable for the injection adjustment Ring a cam ring, which the pump piston in

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R. 3 ■■R. 3 ■■

radialer Richtung antreibt. Bei einem derartigen Nockenring ist eine Kurve wie beim ersten Ausführungsbeispiel nicht anbringbar. Der Ring als solcher muß mit seiner Innenfläche als Laufbahn zur Verfügung stehen. Bei dem in Figur 3 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel ist, uir. auch für Radialpumpen geeignet zu sein, an dem Rollen- bzw. Nockenring 1' ein Leitstück 29 angeordnet, demgegenüber ein zwei Spulen 30 tragender Anker 31 am Gehäuse befestigt angeordnet ist. Die beiden Spulen 30 sind auf der sich zugewandten Seite miteinander und mit einer Klemme E verbunden. Die anderen Seiten der Spule 30 führen jeweils zu Klemmen D bzw. F. Das Leitstück 29 hat ungefähr die Länge von Mitte zu Mitte der Spulen 30. Zwischen den Spulen sowie außerhalb sind am Anker 31 Polschuhe 32 angeordnet. Die Änderung der Spannung zwischen der Klemme E und der Klemme D bzw. der Klemme E und der Klemme P sind ein Maß für die Lage des Leitstücks 29 gegenüber dem Anker 31.drives radial direction. With such a cam ring a curve as in the first exemplary embodiment cannot be attached. The ring as such must go with his Inner surface are available as a running track. In the second embodiment shown in FIG is, uir. Also suitable for radial pumps, a guide piece 29 is arranged on the roller or cam ring 1 ', in contrast, an armature 31 carrying two coils 30 on Housing is arranged attached. The two coils 30 are on the side facing each other and connected to a terminal E. The other sides of the coil 30 each lead to terminals D and F. The lead piece 29 is approximately the length from center to center of the coils 30. There are between the coils as well as outside 31 pole pieces 32 are arranged on the armature. The change in Voltage between terminal E and terminal D or between terminal E and terminal P are a measure of the Position of the guide piece 29 with respect to the armature 31.

Der in den Figuren 4 und 5 dargestellte Geber als drittes Ausführungsbeispiel arbeitet mit einem Kurzschlußring 34, durch dessen Öffnungen 35 ein U-förmiger KernThe transmitter shown in Figures 4 and 5 is the third Embodiment works with a short-circuit ring 34, through whose openings 35 a U-shaped core

36 verschiebbar ist. Der Kern 36 ist an Gehäuseteile36 is displaceable. The core 36 is on housing parts

37 festgeschraubt, so daß er eine Segmentform annimmt. Der Kern 36 besteht aus mehreren übereinanderliegenden Blechen. Um die Verbindungsstelle der Schenkel des Kerns 36 ist eine Spule 38 angeordnet. Die angelegte Spannung an dieser Spule ändert sich je nach Lage des Kurzschlußrings 35_} der an den Ring i^u so befestigt ist, daß er in seinem durchbrochenen Teil senkrecht zum Kern verschiebbar ist.37 screwed tight so that it assumes a segment shape. The core 36 consists of several metal sheets lying one on top of the other. A coil 38 is arranged around the junction of the legs of the core 36. The voltage applied to this coil changes depending on the position of the short-circuit _{ring 35}} which is attached to the ring i ^{u in} such a way that it can be displaced perpendicularly to the core in its perforated part.

030018/0135030018/0135

Claims

19-9-1973 Su / Kö

ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO Stuttgart 1

Expectations

y Fuel injection pump for internal combustion engines with a cam drive causing the delivery movement of at least one pump piston, with a ring mounted in the pump housing and rotatable relative to a circumferential part in the housing for the purpose of adjusting the start of injection depending on engine parameters, characterized in that the start of injection is controlled by an electrical Sensor (15, 31 _s 36) is measured, which interacts with a device (16, 29, 34) arranged on the rotatable ring (1) and whose signal can be used in an electronic control unit (11).

2. Fuel injection pump according to claim 1, characterized characterized in that the transmitter is designed as an inductive feedback element.

030018/0135 originally inspected

3 · Fuel injection pump according to claim 2, characterized in that that the inductive feedback element has two series-connected coils arranged axially one behind the other (18, 30) with an axially movable core following the device, in particular a ferromagnetic core (25, 29).

4. Fuel injection pump according to claim 3, characterized in that that the core (25) is arranged in a ring around a guide rod (20), which the "device (16) follows.

5. Fuel injection pump according to claim 3 or 4, characterized characterized in that the transmitter or guide rod has a recess (16) on the ring serving as a device scans.

6. Fuel injection pump according to claim 5 _3, characterized in that the recess is designed as a radial recess (1).

7. Fuel injection pump according to one of claims 4 to 6, characterized in that the guide rod (20) forms the recess via a ball (21) arranged on it (16) scans.

030018/0135 " ³ "030018/0135 " ³ "

8. Fuel injection pump according to one of claims 4 to 7, characterized in that the guide rod (20) consists of two parts (23, 24) that can be screwed together, wherein the core (25) is arranged around a tapered thread-bearing part (22) by a lash adjuster spring (26) is pressed onto the other part (24) serving as a nut piece.

9 »Fuel injection pump according to claim 2 or 3» thereby characterized in that a guide piece (29) on the rotatable ring (1) and, on the other hand, a yoke (31) in the housing are arranged with pole pieces (32), between which there are at least two induction coils (30), whose amplitude value reflects the degree of twist.

10. A fuel injection pump according to claim 9, characterized in that the length of the guide piece (29) occupies approximately as many degrees of angle on the circumferential length as in the case of two induction coils (30) from the center of the coil to the center of the coil.

11. Fuel injection pump according to claim 2 or 3 _5, characterized in that a short-circuit ring (34) is arranged perpendicular to the direction of rotation on the rotatable ring (I "), through which a U-shaped core (36) in particular

0 3 0018/0135 " ^ "0 3 0018/0135 "^"

special made of ferromagnetic material protrudes on the Induction coil (38) is applied.

12. Fuel injection pump according to claim H _3, characterized in that the short-circuit ring (3 * 0 is arranged radially and the core (36) with its pole ends or its smock piece on brackets (37) of the housing is attached bent to a ring segment shape.

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