DE2908235A1

DE2908235A1 - Vorrichtung an einer einspritzpumpe

Info

Publication number: DE2908235A1
Application number: DE19792908235
Authority: DE
Inventors: Franz Butscher
Original assignee: MTU Friedrichshafen GmbH; MTU Motoren und Turbinen Union Muenchen GmbH
Current assignee: MTU Aero Engines GmbH; Rolls Royce Solutions GmbH
Priority date: 1979-03-02
Filing date: 1979-03-02
Publication date: 1980-09-04
Also published as: GB2044959B; FR2450351B1; US4343274A; GB2044959A; DE2908235C2; FR2450351A1

Description

MOTOREN- UND TURBINEN-UNION
FRIEDRICHSHAFEN GI-IBH

Friedri chshafen

Vorrichtung an einer Einspritzpumpe

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung an einer Einspritzpumpe für eine Brennkraftmaschine, bei der ein die geforderte Leistung der Brennkraftmaschine bestimmendes Stellorgan und ein Fliehkraft-Drehzahlregler zur Einhaltung der Grenzdrehzahlen der Brennkraftmaschine auf eine Regelstange zur Einstellung der erforderlichen Förderung der Einspritzpumpe einwirken und der Stellweg der Regelstange durch die Vorrichtung in Abhängigkeit verschiedener Einflußgrößen der Brennkraftmaschine gegebenenfalls begrenzt wird. Es ist eine derartige Vorrichtung bekannt, die mit einem motorisch über ein Schraubgetriebe bewegbaren Anschlag arbeitet, der den Stellweg der Regelstange begrenzt oder die Regelstange in Richtung auf Verkleinerung der Einspritzmenge verschiebt. Die Stellbewegungen des Anschlags werden dabei von einem Schrittmotor bewirkt, der durch eine elektronische Schaltung in Abhängigkeit von Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine gesteuert wird.

Nachteilig bei der bekannten Vorrichtung ist die Selbsthemmung des Sehraubgetriebes, die verhindert, daß der Anschlag selbsttätig in seine Ruhelage zurückkehrt. Bei Stromausfall oder bei einem Defekt in der elektronischen Schaltung bleibt der Anschlag in seiner momentanen Stellung stehen und blockiert so die Bewegung der Regelstange, Ein ordnungsgemäßer Betrieb der Brennkraftmaschine ist dann nicht mehr möglieh, obwohl kein Defekt der Brennkraftmaschine vorliegt.

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Für die Ansteuerung des Schrittmotors ist ein impulsförmiger Vierphasen-Wechselstrom erforderlich, für dessen Erzeugung ein erheblicher Aufwand an elektronischer Schaltung getrieben werden muß. Mit der Verwendung des Schrittmotors sind aber noch weitere gravierende Nachteile verbunden. Der Schrittmotor bedingt die Erzeugung eines Wechselstromes mit sehr steilen Impulsflanken, wodurch sich, ausgehend von den Speiseleitungen des Schrittmotors, eine unzulässig starke Störabstrahlung ergibt, die weit über dem erlaubten Pegel liegt. Zur Eindämmung der Störabstrahlung sind deshalb kurze Speiseleitungen erforderlich, die sich nur dadurch realisieren lassen, daß Schrittmotor und zugehörige elektronische Schaltung dicht beieinander angeordnet werden. Daraus resultiert wiederum eine für die elektronische Schaltung schädliche Wärmebelastung, weil der an der Einspritzpumpe angebaute Schrittmotor mit integrierter Elektronik der intensiven Wärmeabstrahlung der Brennkraftmaschine ausgesetzt ist. Bei der bekannten Vorrichtung ist die elektronische Schaltung deshalb mit einer Flüssigkeitskühlung ausgerüstet. Außerdem sind zwei Endschalter erforderlich, durch die der Sehrittmotor stillgesetzt wird, wenn der bewegbare Anschlag die eine oder andere Endlage erreicht.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, bei der die erwähnten Nachteile der bekannten Vorrichtung vermieden werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das kennzeichnende Merkmal von Patentanspruch 1 gelöst. Solange der Elektromagnet nicht erregt wird, folgt der Kern den Bewegungen der Regelstange, ohne deren Stellweg zu begrenzen. Erst bei Erregung des Elektromagneten über die elektronische Schaltung erfolgt eine Fixierung der momentanen Stellung des Kerns oder auch eine Verschiebung des Kerns zusammen mit der Regelstange in Richtung auf Verringerung der Pumpenförderung.

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Die weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Hinblick auf die elektronische Schaltung ergibt sich aus den Patentansprüchen 2 bis 4.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß bei Stromausfall oder bei Störungen in der elektronischen Schaltung der bewegliche Kern des Elektromagneten seine inaktive Ruhelage einnimmt, wodurch die Beweglichkeit der Regelstange nicht behindert ist, daß der zur Vorrichtung gehörige Elektromagnet zusätzlich die Funktion des an der Einspritzpumpe erforderlichen sogenannten Abstellmagneten übernimmt, daß sich die elektronische Schaltung ohne Wärmebelastung seitens der Brennkraftmaschine getrennt vom Elektromagneten anordnen läßt, daß für die Erregung des Elektromagneten eine Impulsform mit flachen Flanken ausreicht, deren Störabstrahlung über die Speiseleitungen vernachlässigbar klein ist und daß sich bei der Vorrichtung mit Elektromagneten erhebliche Kostenvorteile gegenüber einer Vorrichtung mit Schrittmotor ergeben.

Ein Beispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher besehrieben.

Einer Brennkraftmaschine 11 ist eine Einspritzpumpe 12 zugeordnet. Die von der Brennkraftmaschine 11 geforderte Leistung wird über ein vom Bedienungspersonal betätigtes Stellorgan 13 durch Verschieben der Eegelstange 14 an der Einspritzpumpe 12 eingestellt. Außerdem ist ein Fliehkraft-Drehzahlregler 15 an der Einspritzpumpe 12 vorhanden, der ebenfalls auf die Regelstange 14 einwirkt und die Einhaltung der Grenzdrehzahlen der Brennkraftmaschine 11 überwacht. In den übertragungsweg zwischen Stellorgan 13 bzw. Fliehkraft-Drehzahlregler 15 und Regelstange 14 ist ein elastisches Glied 30 eingefügt.

Mit dem freien Ende 16 der Regelstange 14 wirkt unter geringer Vorspannung durch eine Feder 19 der axial be-

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wegliche Kern 18 eines Elektromagneten 17 zusammen. Bei nicht erregtem Elektromagneten 17 folgt der Kern 18 den Bewegungen der Regelstange, deren Stellungen durch einen induktiven Wegaufnehmer 20 erfaßt werden. Je nach Stellung der Regelstange erzeugt der induktive Wegaufnehmer 20 ein charakteristisches Ausgangssignal. Dabei wird das von einem Oszillator 21 gelieferte Wechsel Spannungssignal konstanter Amplitude im induktiven Wegaufnehmer 20 in ein Wechsel Spannungssignal mit einer die Stellung der Kegelstange lh definierenden Amplitude umgeformt. Aus diesem Ausgangssignal des induktiven Wegaufnehmers 20 wird anschließend in einem Demodulator 22 ein der jeweiligen Amplitude äquivalentes Gleichspannungssignal gebildet, das in einem Vergleicher 23 mit einem Sollwertsignal 31 für die im Augenblick zulässige Stellung der Regelstange 14 verglichen wird. Ein Ausgangssignal des Vergleichers 23 ergibt sich aber erst dann, wenn das Gleichspannungssignal des Denmdolators 22 das Sollwertsignal 31 übersteigt. Die festgestellte Differenz ist das Eingangssignal für einen Regler 24, der ein seiner Charakteristik entsprechendes variables Gleichspannungssignal am Ausgang liefert, welches in einem Modulator 25 in eine getaktete Gleichspannung konstanter Amplitude, aber variablem Tastverhältnis umgewandelt wird. Mit diesem in einer Endstufe 26 noch verstärkten Ausgangssignal des Modulators 25 erfolgt die Aktivierung des Elektromagneten 17. Je nach Größe der im Vergleicher 23 festgestellten Differenz erfolgt die Erregung des Elektromagneten 17 in einem solchen Maße, daß entweder der Kern 18 in seiner momentanen Stellung festgehalten wird oder daß sich eine Verschiebung von Kern 18 und Regel stange Ik in eine Stellung für verminderte Kraftstoff-Förderung ergibt. Die jeweilige Stellung von Stellorgan 13 und Fliehkraft-Drehzahlregler 15 wird dadurch nicht beeinflußt, weil die vom Elektromagneten 17 herrührende Verschiebung der Regelstange Ik vom elastischen Glied 30 aufgefangen wird.

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Das Ausgangssignal des Modulators 25 wird auch einer Prüfschaltung 27 zugeleitet, in der das Tastverhältnis der getakteten Gleichspannung auf Plausibilität überprüft wird. Ein Tastverhältnis größer als 50 % bewirkt eine derartige Aktivierung des Elektromagneten, daß die Regelstange in Stellung für Motorstop verschoben wird. Dieser Vorgang darf aber nur bei Vorliegen eines entsprechenden Motor-Abstellbefehls erfolgen. Ergibt sich in der Prüfschaltung 27 eine Fehlermeldung, wird durch ein entsprechendes Ausgangssignal 28 die Endstufe 26 gesperrt und die Erregung des Elektromagneten 17 damit unterbrochen. Der Kern 18 ist dann nicht mehr aktiviert, so daß die Regelstange 14 unbehindert den von Stellorgan 13 bzw. Fliehkraft-Drehzahlregler 15 herrührenden Stellbewegungen folgen kann.

Die Sollwertbildung für den Vergleicher 23 erfolgt in einem Schaltungsteil 29 auf Grund von an der Brennkraftmaschine 11 gemessenen Einflußgrößen, die deren augenblicklichen Betriebszustand charakterisieren.

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Claims

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MOTOREN- UND TURBINEN-UNION
FRIEDRICHSHAFEN GMBH

Friedrichshafen

Patentansprüche

( 1.) Vorrichtung an einer Einspritzpumpe für eine Brennkraftmaschine, bei der ein die geforderte Leistung der Brennkraftmaschine bestimmendes Stellorgan und ein Fliehkraft-Drehzahlregler zur Einhaltung der Grenzdrehzahlen der Brennkraftmaschine auf eine Regelstange zur Einstellung der erforderlichen Förderung der Einspritzpumpe einwirken und der Stellweg der Regelstange durch die Vorrichtung in Abhängigkeit verschiedener Einflußgrößen der Brennkraftmaschine gegebenenfalls begrenzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der axial bewegliche Kern (18) eines Elektromagneten (17) unter geringer Vorspannung mit dem freien Stirnende (16) der Regelstange {lh) zusammenwirkt und daß eine elektronische Schaltung das Ausgangssignal eines induktiven Wegaufnehmers (20) für die RegelStangenstellung und die den Betriebszustand der Brennkraftmaschine (ll) definierenden Signale zu einer eine dosierte Aktivierung des Elektromagneten (17) bewirkenden Steuergröße verarbeitet.

2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der induktive Wegaufnehmer (20) laufend die momentane Stellung der Regelstange (14) erfaßt und ein Wechsel Spannungssignal mit einer die Regelstangenstellung definierenden Amplitude an einen Demodulator (22) liefert, der daraus ein der jeweiligen Amplitude äquivalentes Gleichspannungssignal bildet, das in einem Vergleicher (23) mit einem Sollwert (31) für die momentan zulässige Regelstangenstellung ver-

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glichen wird und am Vergleicher (23) erst dann ein Ausgangssignal ansteht, wenn das Gleichspannungssignal des Demodulators (22j den Sollwert (31) übersteigt, wobei die festgestellte Differenz das Eingangssignal für einen Regler (24) ist, der ein seiner Charakteristik entsprechendes variables Gleichspannungssignal am Ausgang liefert, welches in einem Modulator (25) in eine getaktete Gleichspannung konstanter Amplitude, aber variablem Tastverhältnis umgewandelt wird und dieses in einer Endstufe (26) verstärkte Ausgangssignal des Modulators

(25) den Elektromagnetaa(i7) erregt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal des Modulators (25) in einer Prüfschaltung (27) auf Einhaltung bestimmter festgelegter Grenzwerte für das Tastverhältnis überprüft wird und die Prüfschaltung (27) dann ein die Endstufe

(26) sperrendes Ausgangssignal liefert, wenn ein fehlerhafter Wert festgestellt wurde.

k. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Vergleicher (23) jeweils eingegebene Sollwert (3i) aus gemessenen Einflußgrößen der Brennkraftmaschine (ll) gebildet wird, die deren momentanen Betriebszustand charakterisieren.

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