DE3007662C2 - - Google Patents
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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.
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