DE3007662C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Regelein­ richtung für eine Einspritzpumpe an einer luftverdichtenden Brennkraftmaschine gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.

Eine gemäß DE-OS 22 44 017 bekannte elektronische Regelein­ richtung dieser Bauart ist so ausgelegt, daß die Regelstange ausschließlich über die Servoeinrichtung in Abhängigkeit der vom Regler an die Stellvorrichtung übermittelten Steuer­ signale verstellt werde kann. Bei Ausfall des Reglers oder der Druckluftquelle können unvorhergesehene Betriebszustände an der Brennkraftmaschine auftreten, durch die Schäden am Triebwerk hervorgerufen werden können.

Ferner ist aus der DE-OS 21 31 284 eine Regeleinrichtung mit einem pneumatisch wirkenden Drehzahlregler an einer Kraft­ stoffeinspritzpumpe bekannt, von dem aus die Regelstange einer­ seits über eine vom Druck in der Saugleitung beaufschlagte Membran und andererseits über ein besonderes Arbeitsglied in verschiedene Arbeitslagen einstellbar ist. Dabei wird das Ar­ beitsglied hydraulisch mittels zweier Druckventile ange­ steuert, die von einem elektronischen Steuergerät aus in Ab­ hängigkeit von Drehzahl- und Drosselklappenstellungssignalen gesteuert werden. Diese Regeleinrichtung besitzt die gleichen Nachteile, wie diejenige aus der DE-OS 22 44 017.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die aus der DE-OS 22 44 017 bekannte Regeleinrichtung derart weiterzubil­ den, daß bei Ausfall des Reglers bzw. der Druckquelle zur Verstellung der Regelstange Beschädigungen an der Brennkraft­ maschine vermieden werden.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale im Anspruch 1 gelöst.

Durch die Erfindung wird eine elektrische Regeleinrichtung er­ zielt, bei der die Brennkraftmaschine mit Ausfall des Reglers oder der Druckquelle in einen unkritischen Betriebszustand eingestellt wird, in dem Beschädigungen des Triebwerkes aus­ geschlossen sind.

Bei der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung wird die Regel­ stange durch eine Membran als Steuerglied verstellt, deren Lage im Normalbetrieb vom Regler über ein Dreiwegeventil mittels eines angelegten Unterdrucks bestimmt wird. Fällt der Regler oder das Unterdrucksystem aus, wird über die er­ findungsgemäß vorgesehene Einrichtung vom Luftansaugrohr mittels eines Venturirohrabschnitts ein Unterdruck an die Mem­ bran angelegt, so daß sie in eine vorbestimmte, einer Leer­ laufdrehzahl entsprechenden Position verlagert wird.

Die Ansprüche 2 bis 5 enthalten die Erfindung weiterbilden­ de Merkmale. Der Anspruch 2 beinhaltet eine besondere Aus­ bildung der Abzweigung bzw. des Saugrohres, mit der ein wirk­ samer Unterdruck in der Abzweigung aufgebaut werden kann. Die Ansprüche 3 bis 5 beinhalten die Steuerung einer Luftbe­ grenzungsklappe im Saugrohr, über die bei Ausfall des Reglers die Brennkraftmaschine auf einen unkritischen Betriebszustand eingestellt werden kann.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der elektro­ nischen Regeleinrichtung anhand der Zeichnung zur Erläuterung weiterer Merkmale beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Motorblocks in Verbindung mit einer elektronischen Regeleinrichtung, und

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer abgewandelten Ausführungsform einer Einrichtung zur Aktivierung der Drosselklappe im Luftansaugrohr.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungs­ gemäßen elektronischen Regeleinrichtung in Verbindung mit einem Dieselmotor.

Mit 1 ist der Motorblock bezeichnet, zu welchem von einer Einspritzpumpe 2 Einspritzleitungen 3 geführt sind. Außerdem ist eine Abtriebswelle 4 und eine Auspuffleitung 5 schematisch angedeutet. Die Luftansaugleitung des Motors ist mit 6 be­ zeichnet.

Die Einspritzpumpe 2 weist als Stellglied 7 eine Regelstange auf, an der beispielsweise eine Membran 8 befestigt ist, die innerhalb eines druckdichten Gehäuses 9 verlagerbar ist. Die Membran 8 kann durch eine Feder 10 in eine Stellung (beispiels­ weise linke Lage in Fig. 1) vorgespannt sein. Die Membran 8 und somit das Stellglied 7 der Einspritzpumpe 2 werden im Normal­ betrieb des Motors abhängig von dem an die Membran 8 angeleg­ ten Unterdruck positioniert, der über eine Stellvorrichtung 12, vorzugsweise in Form eines Dreiwegeventils, abhängig von der Steuerung eines Reglers 13 von einer Unterdruckquelle 14 ange­ legt wird. Zur Reduzierung des über das Dreiwegeventil 12 dem Gehäuse 9 zugeführten Unterdrucks ist ein Eingang des Dreiwege­ ventils 12 mit Atmosphärendruck verbunden, wie durch eine Lei­ tung 15 angedeutet ist. Die Membran 8 und das Gehäuse 9 bilden eine Servoeinrichtung 11, welche das über das Dreiwegeventil 12 angelegte Unterdruckniveau in eine Stellkraft umwandelt.

Der Regler 13, der vorzugsweise ein Mikrocomputer sein kann, empfängt verschiedene Signale, beispielsweise ein für die Motordrehzahl repräsentatives Signal über eine Leitung 16, ein für die Kühlwassertemperatur repräsentatives Signal über eine Leitung 17, ein für die Abgastemperatur repräsentatives Signal über eine Leitung 18. Außerdem können dem Regler 13 weitere Signale zugeführt werden, wie durch die Leitungen 19 bis 25 angedeutet ist. Die Leitung 24 kann beispielsweise ein Sig­ nal zuführen, das der Kraftstofftemperatur entspricht, während die Leitung 25 ein Signal liefert, welches dem Wegesignal der Regelstange 7 entspricht. Das Ausgangssignal des Reglers 13 wird nach Fig. 1 über eine Leitung 13′ an das Dreiwegeventil 12 für dessen Steuerung angelegt.

Um einen mechanischen Schaden des Motors bei Ausfall des Reg­ lers 13 und/oder des Unterdrucksystems in Form der Unterdruck­ quelle 14 und der Leitung 15 für Atmosphärendruck auf sichere Weise zu verhindern, ist in der Verbindung zwischen der Servo­ einrichtung 11 und dem Dreiwegeventil 12 eine Abzweigung 28 vorgesehen, die über ein Rückschlagventil 29 zu einem Venturi­ rohrabschnitt 30 in dem Luftansaugrohr 6 führt. Die Abzwei­ gung 28 mit dem Rückschlagventil 29 und dem Venturirohrab­ schnitt 30 bildet eine Einrichtung zur selbsttätigen Einstellung einer Leerlaufdrehzahl bei Ausfall des Reglers 13 und/oder des Unterdrucksystems 14, wie im folgenden noch erläutert wird. Der Regler 13 enthält gemäß einer bevorzugten Ausfüh­ rungsform eine Verbindung 31 zu einer Einrichtung 32, beispiels­ weise in Form eines Haltemagneten für eine im Luftansaugrohr 6 angeordnete Drosselklappe 33.

Im Normalbetrieb wird die Stellung der Membran 8 und somit der Regelstange 7 durch den der Servoeinrichtung 11 zugeführten Unterdruck bestimmt, der über das Dreiwegeventil 12 infolge der Steuerung des Reglers 13 unter Mitwirkung der Unterdruckquelle 14 und der Leitung 15 zum Atmosphärendruck erhalten wird.

Im Normalbetrieb ist das Rückschlagventil 29 geschlossen, so daß der vom Venturirohrabschnitt 30 her wirkende Unter­ druck den in der Servoeinrichtung 11 vorherrschenden Unter­ druck nicht beeinflußt. Je größer der Unterdruck in der Servoeinrichtung 11 ist, umso weiter wird die Membran 8 in Fig. 1 nach rechts in Richtung auf eine Leerlaufstellung gezogen. Ersichtlicherweise ist das Rückschlagventil 29 entsprechend einzustellen, so daß die normale Arbeitsweise des Reglers 13 in Verbindung mit dem Dreiwegeventil 12 nicht beeinträchtigt wird und damit der Unterdruckbereich im Normalbetrieb durch den Wert des Unterdrucks, der vom Venturiabschnitt 30 auf das Rückschlagventil 19 wirkt, nicht beschnitten wird.

Fällt jedoch der Regler 13 und/oder das Unterdrucksystem aus, was zu einem Sperren des Dreiwegeventils 12 und zu einem Reduzieren des im Gehäuse 9 vorherrschenden Unterdrucks führt, wird bei Überschreiten eines Unterdruckwertes, der am Rück­ schlagventil 29 vorherrscht, das Rückschlagventil 29 geöffnet. Damit wirkt der Unterdruck vom Venturirohrabschnitt 30 auf die Membran 8, so daß sie nach rechts in eine Leerlaufstellung verlagert wird. Diese Leerlaufstellung ist vorzugsweise derart gewählt, daß der Motor bei einer Drehzahl von etwa 2400 Um­ drehungen/Minute läuft und damit ein mechanischer Schaden des Motors verhindert wird.

Die erfindungsgemäße elektronische Regeleinrichtung ist jedoch auch im Falle eines Bruchs der Membran 8 wirksam. In diesem Fall stellt der Regler 13 fest, daß der Istwert der Regelstange 7 wesentlich kleiner als der Sollwert ist, der vom Regler 13 be­ stimmt wird. Beispielsweise kann in dem Regler 13 ein Schwell­ wertelement vorgesehen sein, dessen Ausgang über die Leitung 31 den Haltemagneten 32 deaktiviert, so daß die Drosselklappe 33 zur Drosselung der Luftzufuhr bewegt wird oder vollständig geschlossen wird, um den Motor abzuschalten, da das Dreiwege­ ventil 12 und die Einrichtung zur selbsttätigen Einstellung einer Leerlaufdrehzahl infolge des Membranbruches zur Ver­ stellung der Regelstange 7 unwirksam sind.

Eine gegenüber Fig. 1 abgewandte Ausführungsform der Ein­ richtung zur Aktivierung der Drosselklappe 33 ist in Fig. 2 gezeigt. Die Servoeinrichtung 11 mit der Membran 8 und die Einspritzpumpe 2 sind nur schematisch angedeutet. Von der Servoeinrichtung 11 führt eine Leitung 35 zu einer Drossel 36 im Luftansaugrohr 6, die zur Atmosphärenbelüftung dient. Die Drossel 36 ersetzt bei der Ausführungsform nach Fig. 2 den Haltemagneten 32 nach Fig. 1 und dient zur Steuerung der Freigabe der Drosselklappe 33 bei einem Bruch der Membran 8. Bei einem Bruch der Membran 8 wird ein Unterdruck über die ge­ brochene Membran 8 erzeugt und über die Leitung 35 an die Drossel 36 angelegt. Die Drossel 36 steht mit einem Zylinder 37 in Verbindung, welcher seinerseits einen unter Federvorspannung stehenden Kolben 38 oder dergl. enthält, an dem ein Halte­ glied 39 befestigt ist. In der in Fig. 2 gezeigten Stellung hält das Halteglied 39 die Drosselklappe 33 in einer das Luftansaugrohr 6 freigebenden Position und gibt die Drossel­ klappe 33 frei, sobald ein ausreichender Unterdruck von der Leitung 35 an den Zylinder 37 angelegt wird. Dadurch kann die Drosselklappe 33 weitgehend oder vollständig geschlossen werden, um den Motor abzuschalten.

Die Drosselklappe 33 ist bei den Ausführungsformen nach Fig. 1 und 2 als Notabstelldrosselklappe vorgesehen und kann gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung durch einen nicht dargestellten Bowdenzug als Notfahreinrichtung betätigt werden, wenn der Regler und/oder das Unterdrucksystem funktionsunfähig sind und der Motor ausschließlich über die Luftzufuhr mittels der Notabstelldrosselklappe gesteuert wird.

Aus vorstehender Beschreibung ist ersichtlich, daß der Regler 13 ein Mikrocomputer o. dgl. sein kann, der eine Mehrzahl von Signalen verarbeitet und im Normalbetrieb eine entsprechende Sollwerteinstellung über das Dreiwegeventil 12 hervor­ ruft. Das Dreiwegeventil 12 muß nicht entsprechend der im Regler 13 ausgeführten Sollwertberechnung gesteuert werden, sondern kann auch abhängig von einem Kennlinienfeld im Regler 13 gesteuert werden. Beim Start des Motors steht die Regelstange 7 infolge eines fehlenden Unterdrucks in einer vorbestimmten Startmengen-Position. Nach dem Anlassen des Motors wirkt der Unterdruck der Unterdruckquelle 14 über das Dreiwegeventil 12 auf die Membran 8 und bewirkt deren Verstellung abhängig von der Steuerung des Dreiwegeventils 12 mittels des Reglers 13.

Claims (5)

1. Elektronische Regeleinrichtung für eine Einspritzpumpe an einer luftverdichtenden Brennkraftmaschine mit einem Regler, der in Abhängigkeit von Betriebsparametern der Brennkraftma­ schine eine von einer Quelle für einen bestimmten Luftdruck gespeiste Stellvorrichtung steuert, die über eine Drucklei­ tung auf eine die Regelstange der Einspritzpumpe betätigende Servoeinrichtung einwirkt, die ein in einer Druckkammer ange­ ordnete und mit der Regelstange verbundenes Steuerglied um­ faßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Quelle für einen bestimmten Luftdruck eine Unterdruck­ quelle (14) ist und daß die Druckleitung eine zum Saugrohr (6) der Brennkraftmaschine (1) führende Abzweigung (28) aufweist, die im Normalbetrieb vom Regler (13) und der Unterdruckquelle (14) geschlossen gehalten wird und die bei Ausfall des Reglers oder der Unterdruckquelle zur Einstellung einer Leerlaufdreh­ zahl der Maschine die Unterdruckkammer mit dem Saugrohr (6) verbindet.

2. Elektronische Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abzweigung (28) ein Rückschlagventil (29) und einen in dem Saugrohr (6) angeordneten Venturirohrabschnitt (30) aufweist.

3. Elektronische Regeleinrichtung nach Anspruch 1 und/oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Haltemagnet (32) für eine im Saugrohr (6) angeordne­ te Luftbegrenzungsklappe (33) vorgesehen und über den Regler (13) steuerbar ist.

4. Elektronische Regeleinrichtung nach Anspruch 1 und/oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine pneumatisch wirkende Haltevorrichtung (35 bis 39) für eine im Saugrohr (6) angeordnete Luftbegrenzungsklappe (33) vorgesehen ist, die über einen von der Servoeinrichtung (8, 9, 10) zugeführten Unterdruck aktivierbar ist.

5. Elektronische Regeleinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung (35 bis 39) eine Drossel (36) zur Atmosphärenbelüftung aufweist.