DE3342993A1

DE3342993A1 - Steuereinrichtung fuer die treibstoffeinspritzmenge bei einem verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE3342993A1
Application number: DE19833342993
Authority: DE
Inventors: Yukihiro Yokohama Kanagawa Etoh; Akihiro Yokosuka Kanagawa Iiyama; Hiroaki Kamakura Kanagawa Miyazaki; Toshiaki Chigasaki Kanagawa Tanaka
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1982-12-06
Filing date: 1983-11-28
Publication date: 1984-06-07
Also published as: US4531491A; DE3342993C2

Description

Steuereinrichtung für die Treibstoffeinspritzmenge bei einem Verbrennungsmotor

Diese Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für die Treibstoff einspritzmenge bei einem Verbrennungsmotor, wie etwa einem Dieselmotor.

Dieselmotoren werden mittels Treibstoffeinspritzpumpen mit Treibstoff versorgt, welche periodisch im Hinblick auf die Drehung der Motorkurbelwelle den Treibstoff unter Druck setzen, um die Treibstoffeinspritzung in die Verbrennungsräume des Motors zu bewirken. Allgemein haben Treibstoffeinspritzpumpen einstellbare Treibstoffdosiereinrichtungen, um die Menge der Treibstoffeinspritzung zu steuern, welche die Leistungsabgabe des Motors bestimmt.

US-PS 3 630 643 (Eheim et al) offenbart eine Treibstoffeinspritzpumpe, die mit einer elektrisch gesteuerten Treibstoff-Dosiervorrichtung ausgestattet ist. Diese Dosiervorrichtung umfaßt ein mechanisches Teil oder

eine Hülse, eine elektrisch angetriebene Betätigungseinrichtung und einen Signalgenerator. Die Lage der Hülse bestimmt die Menge der Treibstoffeinspritzung. Die Betätigungseinrichtung dient dazu, die Lage der Hülse einzustellen. Der Generator gibt ein Signal aus, das die Lage der Hülse darstellt. Die Signale/ die die Leistungsabgabe bezeichnen, die vom Motor gefordert wird, und die Motordrehzahl werden in die Dosiereinrichtung eingegeben, welche eine gewünschte Lage der Hülse bestimmt, d.h., die gewünschte Menge der Treibstoff einspritzung, und zwar auf der Grundlage dieser Signale. Auch das Signal, das die Hülsenlage anzeigt, wird in die Dosiereinrichtung eingegeben. Auf der Grundlage der gewünschten Hülsenlage und der tatsächlichen Hülsenlage, die aus dem Hülsenlage-Signal abgeleitet wird, erzeugt die Dosiereinrichtung ein Steuersignal, um die Betätigungseinrichtung einzustellen. Das Steuersignal ist derart ausgelegt, daß die tatsächliche Lage der Hülse mit der gewünschten Lage der

Hülse übereinstimmen wird bzw. dieser nachgestellt wird. Auf diese Weise verwendet die Dosiereinrichtung eine .Regelung oder Steuerung mit geschlossenem Kreis bei der Einstellung der Lage der Hülse, welche die Menge

der Treibstoffeinspritzung bestimmt. 25

Es ist ein Ziel dieser Erfindung, eine Steuereinrichtung für die Treibstoffeinspritzmenge eines Verbrennungsmotors , wie etwa eines Dieselmotors, für höhere Ansprüche vorzusehen.

In Übereinstimmung mit dieser Erfindung umfaßt eine Steuereinrichtung für die Treibstoffeinspritzmenge bei einem Verbrennungsmotor eine Treibstoffeinspritzpumpe zum periodischen Einspritzen von Treibstoff in 35

den Motor. Ein bewegliches Steuerteil ist der Treibstoffeinspritzpumpe zugeordnet, um die Treibstoffmenge zu bestimmen, die während eines jeden Treibstoffeinspritztaktes in Übereinstimmung mit der Lage des Steuerteils

-δι eingespritzt wird. Ein Permanentmagnet ist gemeinsam mit dem Steuerteil beweglich. Ein ortsfestes, magnetisch permeables Teil weist einen Abschnitt auf , der nahe dem Permanentmagneten angeordnet ist, um den Magnetfluß zu lenken, der vom Permanentmagneten erzeugt wird. Der Magnetfluß, der vom magnetisch permeablen Teil gelenkt wird, hängt von der Lage des Steuerteils ab. Eine Hallelementeinheit ist dem magetisch pernieablen Teil zugeordnet, um den gelenkten bzw. übertragenen Magnetfluß zu messen und ein erstes Signal zu erzeugen, welches eine Anzeige hiervon gibt ■ und somit auch eine Anzeige von der tatsächlichen Lage des Steuerteiles. Eine erste Einrichtung erzeugt ein zweites Signal, welches die gewünschte Lage des Steuerteils anzeigt. Eine zweite Einrichtung spricht auf das erste und zweite Signal ein und dient dazu, die tatsächliche Lage des Steuerteils in seine gewünschte Lage nachzustellen.

Die obigen und andere Ziele, Merkmale und Vorzüge dieser Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels und eine- Abwandlung hiervon ersichtlich, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen vorgenommen ist.

In der Zeichnung ist:

Fig. .1 die Ansicht eines Schnitts durch eine Treibstoff einspritzpumpe der Erfindung, vorgenommen längs einer Ebene, die die Achse eines

Rotors umfaßt,

Fig. 2 die Ansicht eines Schnitts durch die Treibstoff einspritzpumpe, vorgenommen längs Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine Seitenansicht des Endes des Rotors der

Treibstoffeinspritzpumpe,

Fig. 4 eine Seitenansicht einer Steuerkappe der Treibstoffeinspritzpumpe,

-Χι Fig. 5 die Ansicht eines Schnitts durch die Steuerkappe, vorgenommen längs Linie V-V in Fig. 4, Fig. 6 eine Darstellung eines Elektromotors und eines Lagefühlers in der Treibstoffeinspritzpumpe in Seitenansicht, wobei die Steuerkappe und

das Ende des Rotors im Längsschnitt dargestellt sind,
Fig. 7 ein Blockschaltbild einer Schaltung, die den

Elektromotor steuert,

Fig. 8 eine Seitenansicht eines magnetisch permeab-

len Teils des Lagemeßfühlers und der Welle des Elektromotors,
Fig. 9 ein Diagramm des Lagemeßfühlers und der Welle des Elektromotors, wobei das magnetisch permeable Teil und die Welle des Elektromotors

mit dem Ende voran dargestellt sind, Fig. 10 ein Diagramm einer Hülse in der Treibstoff-

einspritzpumpe, des Läufers und der Zuordnung zwischen dem Drehwinkel des Läufers und der Verlagerung der Kolben in der Treibstoffein

spritzpumpe, wobei die Innenfläche der Hülse und die Außenfläche des Läufers abgewickelt gezeigt sind, und

Fig. 11 eine schematische Darstellung eines abgeänderten Läufers und einer abgeänderten Hülse ist.

Es wird nun auf Fig. 1 Bezug genommen; eine Verteil erTreibstoff einspritzpumpe 100 für einen Dieselmotor umfaßt ein Gehäuse 22 und eine Antriebswelle 24, die sich drehbar in das Gehäuse 22 erstreckt. Ein Ende der Antriebswelle 24 ragt aus dem Gehäuse 22 heraus und ist mit der Kurbelwelle des Motors durch eine herkömmliche Kupplung derart verbunden, daß sie sich um ihre Achse mit der halben Drehzahl der Kurbelwelle dreht. Diese Kupplung umfaßt ein Zahnrad 21, das an der Antriebswelle 24 angebracht ist.

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-'δι Das Gehäuse 22 bildet einen Treibstoffeinlaß (nicht gezeigt) , zu dem eine Förderpumpe (nicht gezeigt) Treibstoff aus einem Treibstofftank (nicht gezeigt) fördert. Eine Flügel-Förderpumpe 25, die innerhalb des Gehäuses angeordnet ist, ist auf der Antriebswelle 24 zum Antrieb durch den Motor angebracht. Die Förderpumpe 25 saugt Treibstoff über den Treibstoffeinlaß und preßt den Treibstoff dann, in den Treibstoffvorratsbehälter oder eine Kammer 23, die innerhalb des Gehäuses 22 gebildet ist.

Ein zylindrischer Treibstoff-Verteilerläufer 26, der innerhalb des Gehäuses 22 angeordnet ist, ist koaxial mit der Antriebswelle 24 zur Drehung um ihre Achse gemeinsam mit der Drehung der Antriebswelle 24 verbunden. Der Läufer 26 erstreckt sich drehbar durch eine Trommel oder Hülse 28, die am Gehäuse 22 befestigt ist.

Eine Treibstoffeinlaßöffnung 29, die in den Wänden des Gehäuses 22 und der Hülse 28 ausgebildet ist, erstreckt sich von der Treibstoffkammer 23 zur Innenoberfläche der Hülse 28. Der Läufer 26 hat radiale Treibstoffeinlaßkanäle 30, deren Anzahl jener der Verbrennungsräume des Motors gleichkommt. Die Außenenden der Einlaßkanäle 30, die sich zum Umfang des Läufers 26 hin öffnen, sind in ümfangsabstand bezüglich dem Läufer 26 mit gleichmäßigen Winkelabständen angebracht und befinden sich in derselben Axiallage wie das Innenende der Einlaßöffnung 29. Wenn sich der Läufer 26 dreht, dann bewegt sich die Einlaßöffnung 29 aufeinanderfolgend relativ in und außer Ausrichtung oder Verbindung mit jedem der Einlaßkanäle 30. Der Läufer 26 ist mit einer ersten und zweiten Hochdruck- oder Pumpkammer 32 und 33 ausgebildet, welche miteinander durch einen ersten Axialkanal 31a in Verbindung stehen,.der im Läufer 26 ausgebildet ist. Der zweite Ascialkanal 31b, der im Läufer 26 ausgebildet ist, er-

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-JS-

streckt von den Innenenden der Einlaßkanäle 30 zur ersten Pumpkammer 32. Wenn die Einlaßöffnung 2 9 mit dem Einlaßkanal 30 in Verbindung steht, dann kann Treibstoff aus dem Vorratsbehälter 23 zu den Pumpkammern 32 und 33 gepreßt werden, und zwar über die Einlaßöffnung 29, die Einlaßkanäle 30 und die axialen .Kanäle 31a und 31b.

Der Läufer 26 weist einen radialen Treibstoff-Abgabekanal 43 auf, dessen inneres Ende sich in den axialen Kanal 31b öffnet und dessen äußeres Ende sich zum Umfang des Läufers 26 hin an einem Punkt innerhalb der Hülse 28 öffnet. Die Wände der Hülse 28 und das Gehäuse 22 bilden eine Gruppe von Treibstoff—Abgabe-Öffnungen 44, die sich von der Innenoberfläche der Hülse 28 zur Außenoberfläche des Gehäuses 22 erstrecken. Die Innenenden der Abgabeöffnungen 44 sind mit Umfangs— abstand bezüglich der Hülse 28 unter gleichmäßigen Winkelabständen angeordnet und befinden sich in derselben Axiallage wie der Abgabekanal 43. Wenn sich der Läufer 26 dreht, dann bewegt sich der Abgabekanal 43 aufeinanderfolgend in und außer Ausrichtung oder Verbindung mit jeder der Abgabeöffnungen 44. Somit kann Treibstoff aus den Pumpkammern 32 und 33 zu jeder der Abgabeöffnungen 44 gelenkt werden, und zwar über die Axialkanäle 31a und 31b sowie den Abgabekanal 43, wenn der Abgabekanal 43 in Verbindung mit jeder der Abgabeöffnungen 44 gelangt. Die Anzahl der Abgabeöffnungen 44 ist gleich jener der Verbrennungsräume des Motors. Jede der Abgabeöffnungen 44 führt über ein Rückschlag-Abgabeventil 45 zu einem Treibstoff-Einspritzventil oder einer Treibstoffeinspritzdüse (nicht gezeigt) , das bzw. die so ausgebildet ist, daß es bzw. sie Treibstoff in den zugeordneten Verbrennungsraum des Motors spritzt.

Wie am besten in Fig. 2 gezeigt, weist der Läufer 26 ein Paar miteinander verbundener, diametraler Bohrungen 3 2a und 3 2b auf, deren Achsen senkrecht zueinander

BAO ORlQlMAL

stehen. Ein Paar mit Abstand angeordneter Kolben 34a und 34b ist verschieblich in der ersten Bohrung 3 2a angeordnet. Die Kolben 34a und 34b erstrecken sich radial bezüglich dem Läufer 26. Ein anderes Paar mit Abstand angeordneter Kolben 34c und 34d ist verschieblich in der zweiten Bohrung 32b angeordnet. Die Kolben 34c und 34d erstrecken sich bezüglich dem Läufer 26 in radialer Richtung. Die Innenenden der Kolben 34a, 34b, 34c und 34d wirken zusammen, um die erste Pumpkammer 32 in Verbindung mit den Bohrungen 3 2a und 32b zu bilden.

Es wird wieder auf Fig. 1 zurückgekehrt? -der Läufer weist eine diametrale Bohrung 33a auf, in welcher ein Paar mit Abstand angeordneter Kolben 36a und 36b verschieblich angeordnet sind. Die Kolben 36a und 36b erstrecken sich bezüglich dem Läufer 26 in radialer Richtung. Die Innenenden der Kolben 36a und 36b wirken zusammen, um die zweite Pumpkammer 33 in Verbindung mit der Bohrung 33a zu bilden. Die Verlagerung oder das variable Volumen der zweiten Pumpkammer 33 ist so gewählt, daß es kleiner ist als das der ersten Pumpkammer 32. Zu diesem Zweck ist der Durchmesser der Bohrung 33a bevorzugt derart ausgelegt, daß er kleiner ist als jener der Bohrungen 32a und 32b. Die Bohrung 33a erstreckt sich in derselben diametralen Richtung wie die Bohrung 32a, so daß sich die Kolben 36a und 36b in denselben radialen Richtungen wie die Kolben 34a

bzw. 34b erstrecken.
30

Wie am besten in Fig. 2 gezeigt ist, sind Rollenschuhe oder -halter 34e, 34f, 34g und 34h an den Außenenden der Kolben 34a, 34b, 34c bzw. 34d befestigt. Eine Gruppe von Rollen 38a, 38b, 38c und 38d, die sich axial bezüglich dem Läufer 26 erstrecken, sind drehbar von den Schuhen 34e, 34f, 34g bzw. 34h gehalten. Ein Teil einer jeden Rolle 38a, 38b, 38c und 38d, der von den Schuhen 34e, 34f, 34g und 34h freigegeben ist, steht mit der

'Jf

Innenoberfläche eines ersten Kurvenrings 39 in Eingriff, der konzentrisch den Läufer 26 umgibt. Der Kurvenring 39 ist innerhalb des Gehäuses 22 angeordnet und an diesem abgestützt. Die Innenoberfläche des Kurvenrings 39 weist eine Gruppe von Nockenvorsprüngen 41a, 41b, 41c und 41d auf, welche mit Umfangsabstand mit gleichen Winkelabständen angeordnet sind, wie dies auch bei den Rollen 38a, 38b, 38c und 38d der Fall ist. Die Anzahl der Nockenvorsprünge 41a, 41b, 41c und 41d ist gleich jener der Verbrennungsräume des Motors. Wenn der Läufer 26 rotiert, dann rotieren die Rollen 38a, 38b, 38c und 38d um die Achse des Läufers 26 und auch um ihre eigenen Achsen, während sie in Berühruig mit der Innenfläche des Kurvenrings 39 bleiben. Es sollte vermerkt werden, daß

¹^ die Drehung des Läufers 26 Fliehkräfte auf die Rollen 38a, 38b, 38c und 38d ausübt, welche dazu beitragen, daß sie in Berührung mit dem Kurvenring 39 bleiben. Wenn die Rollen 38a, 38b, 38c und 38d die Nockenvorsprünge 41a, 41b, 41c und 41d "hinauflaufen", und zwar in Übereinstimmung mit der Drehung des Läufers 26, dann werden die Kolben 34a, 34b, 34c und 34d radial einwärts versetzt, wobei sie die Pumpkammer 32 verkleinern. Wenn die Rollen 38a, 38b, 38c und 38d die Nockenvorsprünge 41a, 41b, 41c und 41d in Übereinstimmung mit der Drehung des Läufers 26 "hinunterlaufen", dann werden die Kolben 3 4a, 34b, 34c und 34d radial auswärts versetzt und erweitern hierbei die Pumpkammer 32.

Es wird nun wieder auf Fig. 1 zurückgegangen; die Rollenschuhe oder -halter 36e, 36f sind an den Außenenden der Kolben 36a bzw, 36b befestigt. Ein Paar Rollen 38e und 38f, die sich axial bezüglich dem Läufer 26 erstrecken, sind drehbar von den Schuhen 36e bzw. 36f aufgenommen.

Ein Teil einer jeden Rolle 38e und 38f, der von den 35

Schuhen 36e und 36f freigelassen ist, steht mit der Innenoberfläche eines zweiten Kurvenrings 40 in Eingriff, der konzentrisch den Läufer 26 umgibt. Der Kurvenring 40 ist innerhalb des Gehäuses 22 angeordnet und an

bad

diesem abgestützt, und weist gegenüber dem ersten Ring 39 einen axialen Abstand auf. Die Innenfläche des Kurvenrings 40 weist eine Gruppe von Nockenvorsprüngen auf dieselbe Weise auf wie die Innenoberfläche des ersten Kurvenrings 39. Wenn sich der Läufer 26

dreht, dann drehen sich die Rollen 38e und 38f um die Achse des Läufers 26 und auch um ihre eigenen Achsen, während sie in Berührung mit der Innenfläche des Kurven ■ rings 40 bleiben. Wenn die Rollen 38e und 38f die Nockenvorsprünge am Ring 40 in Übereinstimmung mit der Drehung des Läufers 26 "hinauflaufen", dann werden die Kolben 36a und 36b nach innen versetzt und verkleinern hierbei die Pumpkammer 33. Wenn die Rollen 38e und 38f die NockenvorSprünge am Ring 40 in Übereinstimmung mit der Drehung des Läufers 26 "hinunterlaufen", dann werden die Kolben 36a und 36b radial nach außen versetzt und erweitern hierbei die Arbeitskammer 32.

Wenn die Pumpkammern 32 und 33 sich in Übereinstimmung mit der Drehung des Läufers 26 aufweiten, dann verbleibt die Einlaßöffnung 29 allgemein in Verbindung mit einem der Einlaßkanäle 30, so daß der Treibstoff aus dem Vorratsbehälter 23 zu den Pumpkammern 32 und 33 gelenkt werden kann, und zwar über die Einlaß-Öffnung 29, den Einlaßkanal 30 und die axialen Kanäle 31a und 31b. Auf diese Weise wird der Treibstoffeinlaßtakt durchgeführt. Wenn die Pumpkammern 32 und 34 sich in Übereinstimmung mit der Drehung des Läufers 26 verkleinern, dann bleibt der Abgabekanal 43 allgemein in Verbindung mit einer der Abgabeöffnungen 44 , so daß der Treibstoff aus den Pumpkammern 32 und 33 zur Abgabeöffnung 44 über die axialen Kanäle 31a und 31b sowie den Abgabekanal 43 gepreßt werden kann. Dann wird der unter Druck stehenden Treibstoff längs der Abgabeöffnung 44 zu dem zugeordneten Einspritzventil gelenkt, und zwar über das Abgabeventil 45, bevor er in den zugeordneten Verbrennungsraum des Motors über das Einspritzventil eingespritzt wird. Auf diese Weise

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wird der Treibstoff-Einspritztakt durchgeführt.

Die Zusammehwirkung der Kolben 34a, 34b, 34c und 34d, des ersten Kurvenrings 39 und der zugeordneten Elemente bildet eine erste Kolbenpumpe .80, die die erste Pumpkammer 3 2 umfaßt. Die Zusammenwirkung der Kolben 36a und 36b, des zweiten Kurvenrings 40 und der zugeordneten Elemente bildet eine zweite Kolbenpumpe 90, die die zweite Pumpkammer 33 umfaßt.

Ein An-Aus-Elektromagnetventil 70 dient dazu, die Einlaßöffnung 29 entweder zu sperren oder zu Öffnen. Wenn der Motor anhalten soll, dann sperrt das Elektromagnetventil 70 die Einlaßöffnung 29, um die Abgabe

von Treibstoff aus dem Vorratsbehälter 23 in die Pumpkammern 32 und 33 zu verhindern und somit die Treibstoff förderung zum Motor unwirksam zu machen. Wenn der Motor betrieben werden soll, dann öffnet das Elektromagnetventil 70 die Einlaßöffnung 29, um die Treib-

stoffförderung zum Motor zu ermöglichen.

.Der erste Kurvenring 39 ist relativ zum Gehäuse 22 in beiden Umfangsrichtungen schwenkbar, d.h. in den Richtungen in und entgegen der Drehrichtung des Läufers 25

Das Verschwenken des Kurvenrings 39 in einer Richtung entgegen der Drehrichtung des Läufers 26 verursacht eine Vorverstellung des Zeitpunktes bezüglich dem Drehwinkel· des Läufers 26 und somit dem Kurbelwinkel des Motors, bei welchem die Rollen 38a, 38b, 38c und 38d

auf die Nockenvorsprünge 41a, 41b, 41c und 4id auftreffen. Eine solche Schwenkverstellung des Kurvenrings 39 führt somit zu einer Vorverstellung des Zeitpunktes der Verkleinerung der Pumpkammer 32, die die Treibstoffeinspritzung über die erste Kolbenpumpe 80 gestattet. Die Verschwenkung des Kurvenrings 39 in der Drehrichtung des Läufers 26 veranlaßt eine Verzögerung des Zeitpunktes bezüglich dem Drehwinkel des

-ΜΙ Motors 26 und somit dem Kurbelwinkel des Motors, bei welchem die Rollen 38a, 38b, 38c und 38d auf die Nockenvorsprünge 41a, 41b, 41c und 41d treffen. Eine solche Schwenkverstellung des Kurvenringes 39 führt somit zu einer Verzögerung des Zeitpunktes der Verkleinerung der Pumpkammer 32, welche die Einspritzung des Treibstoffes über die erste Kolbenpumpe 80 gestattet. Auf diese Weise bestimmt die Winkellage des Kurvenrings 39 bezüglich dem Gehäuse 22 den Zeitpunkt der Verkleinerung der Pumpkammer 32 und somit den Zeitpunkt der Treibstoffeinspritzung, und zwar hinsichtlich dem Kurbelwinkel des Motors und durchgeführt durch die erste Kolbenpumpe 80.

Der zweite Kurvenring 40 ist auf eine Weise ähnlich jener des ersten Kurvenrings 39 schwenkbar. Das Verschwenken des Kurvenrings 40 in der Richtung entgegen der Drehrichtung des Läufers 26 veranlaßt eine Vorverstellung des Zeitpunkts bezüglich dem Drehwinkel 26 und somit dem Kurbelwinkel des Motors, bei welchem die Rollen 38e und 38f auf die Nockenvorsprünge des Kurvenrings 40 auftreffen. Die Verschwenkung des Kurvenrings 40 in der Drehrichtung des Läufers 26 veranlaßt die Verzögerung des Zeitpunktes,bei welchem die Rollen 38e und 38f auf die Nockenvorsprünge am Nockenring 40 auftreffen. Auf diese Weise bestimmt die Winkellage des Kurvenrings 40 relativ zum Gehäuse 22 den Zeitpunkt der Verkleinerung der Pumpkammer. · 33 und somit auch den Zeitpunkt der Treibstoffeinspritzung, und zwar

^O hinsichtlich dem Kurbelwinkel des Motors und bewirkt durch die zweite Kolbenpumpe 90.

Wie am besten in Fig. 2 gezeigt, ist ein Zeitverstellkolben 48 verschieblich in einer Blindbohrung 50a ^° angeordnet, die in den Wänden des Gehäuses 22 unmittelbar unterhalb des ersten Kurvenrings 39 gebildet ist. Die Achse der Bohrung 50a liegt senkrecht zur Achse des Kurvenrings 39, so daß der Zeitverstellkolben 48

-VSf-

sich senkrecht zur Achse des Kurvenrings 39 bewegen kann. Ein Ende des Zeitverstellkolbens 48 bildet eine Hauptdruckkammer 51a, und das andere Ende des Kolbens 48 bildet eine Nebendruckkammer 52a. Die Hauptkammer 51a steht mit dem Vorratsbehälter 23 und somit mit dem Auslaß der Förderpumpe 25 über einen Kanal (nicht gezeigt) in Verbindung, der mit einer Blende oder Verengung versehen ist, so daß die Hauptkammer 51a mit dem Druck des Treibstoffes am Auslaß der Förderpumpe 25 gespeist werden kann. Die Nebenkammer 52a steht mit dem Einlaß der Förderpumpe 25 über einen Kanal (nicht gezeigt) in Verbindung, so daß die Nebenkamraer 52a mit dem Druck des Treibstoffs am Einlaß der Förderpumpe 25 gespeist werden kann, welcher normalerweise niedriger ist als der Treibstoffdruck am Auslaß hiervon. Eine Druckfeder 53a, die in der Nebenkammer 52a angeordnet ist, sitzt zwischen dem Gehäuse 22 und dem Zeitverstellkolben 48, um den Kolben 48 in Richtung zur Hauptkammer 51a zu drücken. Die Verschiebung des Zeitverstellkolbens 48 hängt vom Druckunterschied zwischen der Haupt- und Nebenkammer 51a und 51. a ab. Der Zeitverstellkolben 48 ist mit dem ersten Kurvenring 39 über eine Verbindungsstange 47a derart gekoppelt, daß die Verschiebung des Zeitverstellkolbens 48 die Winkelverstellung des Kurvenrings 39 relativ zum Gehäuse 22 verursacht. Deshalb hängt der Zeitpunkt der Verkleinerung der Pumpkammer 32 und somit der Zeitpunkt der Treibstoff einspritzung, die durch die erste Kolbenpumpe 80 bewirkt wird, vom Druckunterschied zwischen der Haupt-

und Nebenkammer 51 und 52a ab.

Die Hauptkammer 51a und die Nebenkammer 52a sind über einen Kanal (nicht gezeigt) miteinander verbunden, der in den Wänden des Gehäuses 22 gebildet ist. Ein elektromagnetisches oder mit Magnetspulen wirkendes An-Aus-Ventil 56, das am Gehäuse 22 angebracht ist, dient zum Sperren und Öffnen dieses Verbindungskanals. Wenn das Magnetspulenventil 56 elektrisch in und außer Erregung

BAD

gesetzt wird, dann öffnet und sperrt das Ventil 56 jeweils diesen Verbindungskanal. Wenn dieser Verbindungskanal geöffnet und gesperrt wird, dann fällt bzw. steigt der Druckunterschied zwischen der Haupt- und Nebenkammer 51a und 52a. Wenn das Magnetspulenventil 56 elektrisch durch ein Impulssignal mit einer verhältnismäßig hohen Frequenz angetrieben wird, dann wird der Druckunterschied zwischen der Haupt- und Nebenkammer 51a und 52a bei einer im wesentlichen konstanten Höhe gehalten, die von dem Wirkungszyklus des Antriebsimpulssignales abhängt. Als Ergebnis kann die Zeitsteuerung der Verkleinerung der Pumpkammer 32 und somit die Zeitsteuerung der Treibstoffeinspritzung, die von der ersten Kolbenpumpe 80 bewirkt wird, über die Steue-

¹^ rung des Wirkungszyklus des Antriebsimpulssignales eingestellt werden, welches am Magnetspulenventil 56 angelegt wird.

Es wird nun wieder auf Fig. 1 zurückgegangen; ein *® zweiter Zeitverstellkolben 49 ist verschieblich in einer Blindbohrung 50b angeordnet, die in den Wänden des Gehäuses 22 unmittelbar unterhalb des zweiten Kurvenrings 40 gebildet ist. Die Achsen der Bohrung 50b liegt senkrecht zur Achse des Kurvenrings 40, so daß der

Zeitverstellkolben 49 sich senkrecht zur Achse des Kurvenrings 40 bewegen kann. Der Zeitverstellkolben ist mit dem zweiten Kurvenring 40 über eine Verbindungsstange 47b derart verbunden, daß die Verstellung des Zeitverstellkolbens. 49 die Winkelverstellung des

zweiten Kurvenrings 40 verursacht. Die Lage des Zeitverstellkolbens 49 wird einstellbar durch eine Anordnung ähnlich jener bestimmt, die die Lage des ersten Zeitverstellkolbens 48 bestimmt. Als Ergebnis kann

der Zeitpunkt der Verkleinerung der Pumpkammer 33 und 35

somit der Zeitpunkt der Treibstoffeinspritzung, die durch die zweite Kolbenpumpe 90 bewirkt wird, auf eine ähnliche Weise wie bei der ersten Kolbenpumpe 80 eingestellt werden.

-κ-

Im allgemeinen werden der Zeitpunkt der Verkleinerung der Pumpkammer 3 2 und somit auch der Zeitpunkt der Treibstoffeinspritzung, die durch die erste Kolbenpumpe 80 bewirkt wird, in Übereinstimmung mit den Motorbetriebsbedingungen gesteuert, wie der Motorlast und der Motordrehzahl. Auch der Zeitpunkt der Verkleinerung der Pumpkammer 33 und somit der Zeitpunkt der Treibstoffeinspritzung, die durch die zweite Kolbenpumpe 9 0 bewirkt wird, werden in Übereinstimmung mit den Motorbetriebsbedingungen gesteuert. Insbesondere dann, wenn die Motordrehzahl ansteigt, werden die Zeitpunkte der Verkleinerungen der Pumpkammern 32 und 33 vorverstellt, und zwar ausgedrückt im Motorkurbelwinkel bzw. in Einheiten des Motorkurbelwinkels. Wenn die Motorlast zunimmt, dann wird der Zeitpunkt der Verkleinerung der Pumpkammer 32 der ersten Kolbenpumpe 80 relativ zum Zeitpunkt der Verkleinerung der Pumpkammer 33 der zweiten Kolbenpumpe 90 vorverstellt, ausgedrückt im Motorkurbelwinkel oder in Motorkurbel-

Winkeleinheiten. Diese Änderungen im Unterschied zwischen den Zeitpunkten der Verkleinerungen der Pump-.kammern 32 und 33 verursachen Änderungen in der charakteristischen Kurve der Menge der Gesamteinspritzung gegenüber dem Motorkurbelwinkel. Eine Einrichtung (nicht gezeigt) zum Einstellen der Zeitpunkte der Verkleinerungen der Pumpkammern 32 und 33 über die Steuerung der Nockenringe 39 und 40 in Übereinstimmung mit den Motorbetriebsbedingungen ist auf

eine Weise ähnlich jener ausgelegt, die offenbart ist 30

US-Patentanmeldung Nr. 527 775 (eingereicht am

30. August 1983 unter dem Titel "Treibstoffeinspritzpumpe für einen Verbrennungsmotor", Erfinder: Toshiaki TANAKA); die Abschnitte dieser Anmeldung, die sich auf diese Einrichtung beziehen, werden hierdurch in *

die vorliegende Erfindung mitaufgenommen, um die Weglassung einer zusätzlichen detaillierten Beschreibung dieser Einrichtung zu ermöglichen.

BAD

O O

Das äußere Ende der Hülse 28 und die Wände des Gehäuses 22 bilden eine Kammer 23a in Verbindung mit dem Vorratsbehälter 23, und zwar über einen geeigneten Kanal (nicht gezeigt). Der Läufer 26 ragt aus der Hülse 28 in die Kammer 23a. Wie in Fig. 1, 3 und 6 gezeigt, weist der Umfang des Endes des Läufers 26 innerhalb der Kammer 23a Entlastungsöffnungen oder Nuten 58 auf, die mit gleichen Zwischenräumen in Umfangsabstand angeordnet sind. Die Entlastungsnuten erstrecken sich schräg zur Achse des Läufers 26. Die Anzahl der Entlastungsnuten 58 ist gleich jener der Verbrennungsräume des Motors. Der axiale Kanal 31b führt über Radialkanäle (nicht bezeichnet) zu den Entlastungsnuten 58. Das Ende des Läufers 26 und der Entlastungsnuten 58 sind von einem Steuerteil oder einer Kappe 60 abgedeckt, die in der Kammer 23a angeordnet ist und die sich axial frei bezüglich dem Läufer 26 bewegen kann, während sie die Drehung des Läufers 26 gestattet. Wie in Fig. 1, 4, 5 und 6 gezeigt, weist die Steuerkappe 60 Entlastungskanäle 61 auf, welche sich hierdurch in etwa radialen Richtungen bezüglich dem Läufer 26 erstrecken. Die Innenenden der Entlastungskanäle 61 weisen einen Umfangsabstand bezüglich dem Läufer 26 mit gleichen Winkelabständen auf. Die Anzahl der Entlastungskanäle 61 ist gleich jener der Entlastungsnuten 58. Die Steuerkappe 60 ist nur in der axialen Richtung bezüglich dem Läufer beweglich. Der Bereich der axialen Bewegung der Entlastungskanäle 61 ist so gewählt, daß er einen Abschnitt oder die Gesamtheit der axialen Erstreckung der Entlastungsnuten 58 abdeckt. Wenn sich der Läufer 26 dreht, dann können sich die Entlastungsnuten 58 aufeinanderfolgend in und außer Verbindung mit den Entlastungskanälen 61 bewegen. Da die Entlastungs-

°° kanäle 61 zur Kammer 23a offen sind, können die Entlastungsnuten 58 mit der Kammer 23a über die Entlastung skanäle 61 in Verbindung treten. Die Steuerkappe 60 sperrt die Entlastungsnuten 58, während die

-κι Entlastungskanäle 61 außer Verbindung mit den Entlastungsnuten 58 bleiben.

Während des Treibstoffeinspritztaktes, d.h. während der Verkleinerung der Pumpkammern 32 und 33 kehrt, wenn die Entlastungsnuten 58 in Verbindung mit den Entlastung skanälen 61 gelangen, Treibstoff aus den Pumpkairanern 32 und 33 zum Vorratsbehälter 23 über die axialen Kanäle 31a und 31b, die Entlastungsöffnungen 58, die Entlastungskanäle 61 und die Kammer 23a zurück, und demzufolge wird der Treibstoffstrom von den Pumpkammern 32 und 33 zu den Treibstoffeinspritzdüsen unterbrochen. Auf diese Weise unterbricht die Verbindung zwischen den Entlastungsnuten 58 und den Entlastungskanälen 61 die Treibstoffeinspritzung. Da die Entlastungsnuten 58 schräg zur Achse des Läufers 26 liegen, hängt der Zeitpunkt der Verbindung zwischen den Entlastungsuten 58 und den Entlastungskanälen 61 , ausgedrückt im Motorkurbelwinkel, von der axialen Lage der Steuerkappe 60 relativ zum Läufer 2 6 ab. Als Ergebnis hängt der Zeitpunkt des Endes des Treibstoff einspritzvorganges , ausgedrückt im Motorkurbelwinkel , ab von der Axiallage der Steuerkappe 60 relativ zum Läufer 26, so daß der effektive Treibstoffeinspritztakt und somit auch die Treibstoffeinspritzmenge während eines jeden Treibstoffeinspritztaktes als eine Funktion von der Axiallage der Steuerkappe 6 0 relativ zum Läufer 26 veränderlich ist. Der wirksame Treibstoffeinspritztakt bedeutet die Dauer der Treibstoffeinspritzung, gemessen im Kurbelwinkel des Motors bzw. in Kurbelwinkeleinheiten des Motors. Die Treibstoffeinspritzmenge während eines jeden Treibstoff einspritztaktes bedeutet die Treibstoffmenge, die während eines jeden Treibstoffeinspritztaktes

. _ . . ,
exngespritzt wxrd.

BAD

Wie in Fig. 1und 6 gezeigt, ist ein elektrischer Linearmotor 59 am Gehäuse 22 angebracht und hat eine geradlinig bewegliche Welle 59a, die sich verschieblich in die Kammer 23a hineinerstreckt. Die Motorwelle 59a liegt parallel zur Achse des Läufers 26. Die Steuerkappe 60 ist fest mit der Motorwelle 59a derart gekoppelt, daß die Axiallage der Steuerkappe 60 relativ zum Läufer 26 über den Motor 59 gesteuert werden kann. Eine Feder 60a, die in der Kammer 23a angeordnet ist, sitzt zwischen dem Gehäuse 22 und der Steuerkappe 60, um die Steuerkappe 60 relativ zum Gehäuse 22 zu drücken, und zwar vorzugsweise in der axialen Richtung der Verringerung der Treibstoffeinspritzmenge während eines Treibstoffeinsptitztaktes.

Wie in Fig. 7 gezeigt, umfaßt eine Steuereinheit eine Eingangs-/Ausgangsschaltung (I/O-Schaltung) 122, eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) 124, einen Ablesespeicher (ROM) 126, und einen Random-Speicher (RAM) 128, welche miteinander elektrisch verbunden sind und eine Mikrocomputereinheit bilden.

Ein herkömmlicher Motordrehzahlfühler 130 ist der Kurbelwelle oder Nockenwelle des Motors zugeordnet, um die Drehzahl des Motors zu überwachen und ein Signal S₁ zu erzeugen, welches hierüber eine Anzeige liefert. Der Motordrehzahlfühler 130 ist mit der I/O-Schaltung 122 verbunden, um das Motordrehzahlsignal S₁ in die I/O-Schaltung 122 einzugeben. Ein bekannter

®^ Motor-Lastfühler 132 ist einem Gaspedal oder dergleichen zugeordnet, dessen Lage die Leistungsabgabe bestimmt, die von dem Motor gefordert wird und die Motorlast darstellt. Der Motorlastfühler 132 mißt die Motorbelastung und erzeugt ein Signal S welches hierüber eine Anzeige liefert. Der Motorlastfühler 132 ist auch mit der I/O-Schaltung 122 verbunden, um das Motorlastsignal S- in die I/O-Schaltung 122 einzugeben.

* Die Steuereinheit 120 erzeugt ein Steuersignal S₃ , das so beschaffen ist, daß es einstellbar die Lage der Steuerkappe 60 über eine Servoschaltung 134 und den Elektromotor 59 bestimmt. Die Steuereinheit 120 stellt das Steuersignal S₃ in Abhängigkeit von den Signalen S₁ und S₂ ein, um die Treibstoffeinspritz menge während eines jeden Treibstoffeinspritztaktes in Übereinstimmung mit den Meßwerten der Motordrehzahl und Motorlast zu steuern. Insbesondere bezeichnet das

¹^ Steuersignal S₃ die gewünschte Lage der Steuerkappe Ein Lagefühler 136 überwacht die tatsächliche Lage der Steuerkappe 60 und erzeugt ein Signal S₄, welches hierüber eine Anzeige liefert. Der Lagefühler 136 ist mit der Servoschaltung 134 verbunden, um das Lagesignal

¹^ S₄ in die Servoschaltung 134 einzugeben. Die Steuerschaltung 120 ist auch mit der Servoschaltung 134 verbunden, um das Steuersignal S₃ an die Servoschaltung 134 abzugeben. Das Steuersignal S₃ weist eine Spannung auf, die als Funktion der gewünschten Lage der Steuerkappe 60 variabel ist, die durch die Steuereinheit 120 in Übereinstimmung mit den Meßwerten der Motordrehzahl und Motorlast bestimmt wird. Das Lagesignal S₄ weist eine Spannung auf, die sich als Funktion von der tatsächlichen Lage der Steuerkappe 60 ändert. Die Servo-

schaltung 134 umfaßt einen Diffferenzabschnitt, der die Differenz in der Spannung zwischen den Signalen S. und S. bestimmt, d.h., den Unterschied zwischen der gewünschten Lage und der tatsächlichen Lage der Steuerkappe 60. Die Servoschaltung 134 erzeugt ein

Antriebssignal S₁. in Abhängigkeit vom Spannungsunterschied zwischen den Signalen S₃ und S₄. Die Servoschaltung 134 ist elektrisch mit dem Elektromotor 59 verbunden, um das Antriebs signal S₁- in den Elektromotor 59 einzuspeisen. Das Antriebssignal S_c ist so ausge^b

legt, daß es einstellbar den Elektromotor 59 betreiben kann. Insbesondere stellt die Servoschaltung 134 das An trieb s signal S_x- auf bekannte Weise derart ein, daß die tatsächliche Lage der Steuerkappe 60 nachfolgt und

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ihrer gewünschten Lage dann gleichkonnmt. In jenem Fall, in dem der Elektromotor 59 ein gleichstrombetriebener Motor ist, weist das Antriebssignal S^ eine Spannung oder einen Strom auf, die sich als Funktion des Spannungsunterschieds zwischen den Signalen S₃ und S. ändern.

Die Steuereinheit 120 arbeitet in Übereinstimmung mit einem Programm, das im Speicher 126 eingespeichert ist. Als erstes leitet die Steuereinheit 120 die laufenden Werte der Motordrehzahl und Motorlast von den Signalen S₁ und S„ ab. Als zweites bestimmt die Steuereinheit die gewünschte Lage der Steuerkappe 60, die repräsentativ ist für die gewünschte Treibstoffeinspritzmenge während eines jeden Treibstoffeinspritztaktes auf der Grundlage dieser Werte von Motordrehzahl und Motorlast. Die Bestimmung der gewünschten Lage der Steuerkappe 60 wird dadurch durchgeführt, daß auf eine Tabelle zurückgegriffen wird, in welcher eine Gruppe von Werten der gewünschten Lage der Steuerkappe 60 als Funktion der Motordrehzahl und -last aufgetragen ist. Es wird darauf hingewiesen, daß diese Tabelle im Speicher 126 gespeichert ist. Als drittes stellt die Steuer einheit 120 die Spannung des Steuersignales S₃ auf einen Wert ein, der der gewünschten Lage der Steuerkappe 60 entspricht. Die Steuereinheit 120 wiederholt zyklisch die Folge dieser Betriebsschritte.

Wie am besten in Fig. 8 gezeigt, ist die Motorwelle 59a im Querschnitt kreisförmig und ist mit einem ringförmigen Absatz oder einer Schulter 59b ausgebildet, einem Abschnitt 5 9c mit kleinerem Durchmesser und einem kegelstumpfförmigen oder verjüngten Abschnitt 59d, dessen Achse parallel zur Bewegungsrichtung hiervon liegt. Der Abschnitt 59c mit kleinerem Durchmesser hat einen Durchmesser, der kleiner ist als jener des übrigen Teils der Motorwelle 59a, und er erstreckt sich von dem Absatz 59b zu einer bestimmten Lage 59e über eine verhältnismäßig kleine, axiale Erstreckung hinweg.

ZH

Der verjüngte Abschnitt 59d erstreckt sich von der Stelle 59e zu einer anderen bestimmten Lage 59f und hat eine sich verjüngende Oberfläche, so daß der Durchmesser des verjüngten Abschnitts 59d mit einer festen Rate axial von der Lage 59e zur Lage 59f zunimmt. Der verjüngte Abschnitt 59d ist permanent magnetisiert, d.h., aus einem Permanentmagneten hergestellt, so daß die Magnetfeldstärke an einem ortsfesten Punkt radial außerhalb des verjüngten Abschnitts 59d zu- oder ab-■^ nimmt, wenn sich die Motorwelle 59a axial bewegt.

Wie in Fig. 1, 6, 8 und 9 gezeigt, umfaßt der Lagefühler 136 ein magnetisch permeables- oder leitfähiges Teil 202, das radial außerhalb des verjüngten Abschnitts 59d der Motorwelle 59a angeordnet ist. Das Teil 202 ist an einem ortsfesten Hauptteil oder Gehäuse des Motors 59 mittels einer geeigneten Halterung (nicht gezeigt) befestigt, um bezüglich dem Gehäuse 22 festzuliegen. Das Teil 202 ist aus ferromagnetxschem Ma-

terial hergestellt, um das magnetische Feld oder den Magnetfluß zu leiten, der vom Permanentmagneten erzeugt wird. Das Teil 202 weist ein Paar Arme 204 und 206 auf, sowie eine Brücke 208, die die Arme 204 und 206 verbindet. Die Arme 204 und 206 liegen an den radial gegenüberliegenden Seiten der Motorwelle 59a und erstrecken sich von Lagen unmittelbar radial außerhalb des verjüngten Abschnitts 59d oder von Lagen in der Peripherie hervon auswärts. Die Brücke 208 ist gekrümmt und erstreckt sich zwischen den äußeren Enden 30

der Arme 204 und 206 in einem Halbkreis, der zur Motorwelle 59a konzentrisch ist. Die Innenenden der Arme 204 und 206 weisen jeweils eine konkave Kante auf, die mit den Konturen der Motorwelle 59a übereinstimmt und verjüngen sich ebenfalls , so daß sie Abmessungen oder ^y

eine Dicke parallel zur Achse der Motorwelle 59a aufweisen, die bis zu Mindestmaßen an ihren Kanten, die der Motorwelle 59a gegenüberliegen, abnehmen. Mindestens

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* Teile dieser Innenkanten der Arme 204 und 206 verbleiben innerhalb der axialen Erstreckung des verjüngten Abschnitts 59d, wenn sich die Motorwelle 59a über ihren axialen Hub hinweg bewegt. Ein Teil des Magnetflusses, der durch den Permanentmagneten erzeugt wird, fließt

vom verjüngten Abschnitt 59d über das Teil 202 weg und zu diesem zurück. Da die magnetische Feldstärke an einem ortsfesten Punkt radial außerhalb des verjüngten Abschnitts 59d zu- oder abnimmt, wenn sich die Motor-¹^ welle 59a in Achsrichtung bewegt, wie vorher beschrieben, nimmt auch das Magnetfeld oder der Magnetfluß, der durch das Teil 202 fließt,ebenfalls zu oder ab, und zwar in Übereinstimmung mit der axialen Verschiebung

der Motorwelle 59a.
15

Wie in Fig. 9 gezeigt, umfaßt der Lagefühler 136 eine im Handel erhältliche Halleffekt-Vorrichtung oder Hallelementeinheit 210, die in der Mitte der Brücke des magnetisch permeablen oder leitfähigen Teils 202 ^w zwischengeschaltet ist, um das magnetische Feld oder den Magnetfluß zu messen, der das Teil 202 durchströmt. Insbesondere hat die Brücke 208 ein Paar Hälften 212 und 214, die sich vom Arm 204 bzw. 206 aus erstrecken und die die Hallelementeinheit 210 zwischeneinander sand-

wichartig einschließen. Die Hallelementeinheit 210

weist ein Paar Gleichspannungs-Eingangsanschlüsse oder Gleichstrom-Stromversorgungsanschlüsse auf, die mit einem Paar Ausgangsänschlüsse einer Gleichspannungsquelle 216 verbunden sind, um eine konstante Gleich-30

spannung aus der Quelle 216 aufzunehmen. Die Hallelementeinheit 210 weist auch ein Paar Ausgangsanschlüsse auf, wobei die Spannung zwischen diesen als lineare Funktion von der Intensität des Magnetfeldes oder

Magnetflusses veränderlich ist, das bzw.der das Teil 35

durchströmt. Somit bezeichnet die Spannung zwischen den Ausgangsanschlüssen der Hallelementeinheit 210 die axiale Verschiebung oder Axiallage der Motorwelle 59a. Da die Motorwelle 59a bezüglich der Steuerkante

u'"

-22-

ortsfest ist (sh. Fig. 1,4,5 und 6), bezeichnet die von der Hallelementeinheit 210 abgegebene Spannung die Axiallage der Steuerkappe 60. Diese von der Hallelementeinheit 210 abgegebene Spannung bildet das Positionssignal S₄.

Wie in Fig. 1 und 10 gezeigt, weist der Läufer 26 eine sich axial erstreckende Hilfs-Entlastungsnut 72 innerhalb der Hülse 28 auf. Die Hilfs-Entlastungsnut 72 weist einen Abschnitt auf, der die Innenenden der Abgabeöffnungen 44 derart überdecken kann, daß die Hilfs-Überlastungsnut 72 sich in und außer Verbindung mit jeder der Abgabeöffnungen 44 aufeinanderfolgend bewegt, wenn sich der Läufer 26 dreht. In dem Fall, in dem die Steuerkappe 60 eine Lage annimmt, in welcher die Treibstoffeinspritzmenge während eines jeden Treibstoff einspritztaktes einen Höchstwert annimmt, und unmittelbar nachdem die Treibstoffrückführung aus den Pumpkammern 3 2 und 33 zum Vorratsbehälter 23 über die Entlastungskanäle 61 der Steuerkappe 60 hergestellt ist, um den Treibstoffeinspritzvorgang zu unterbrechen, fährt der Abgabekanal 43 fort, mit jeder der Abgabeöffnungen 44 in Verbindung zu stehen, und die Hilfsentlastungsnut 72 bewegt sich in Verbindung mit jeder der Abgabeöffnungen 44 derart, das der Abgabekanal 43 in Verbindung mit der Hilfs-Entlastungsnut 72 über jede der. Abgabeöffnungen 44 gelangt. In anderen Worten, die Verbindung zwischen dem Abgabekanal 43 und der Hilfs-Entlastungsnut 72 beginnt, wenn die Drehung des Läufers 26 aus einer Situation leicht voranschreitet, bei

welcher die Treibstoffrückführung über die Entlastungskanäle 61 der Steuerkappe 60 in der Stellung statt-r findet, in welcher die Treibstoffeinspritzmenge einen Höchstwert erreicht. Die Hülse 28 weist sich radial "° erstreckende Hilfsentlastungsoffnungen 74 auf, deren Anzahl jener der Motorverbrennungsräume gleichkommt. Die inneren Enden der Hilfsentlastungsöffnungen 74 öffnen sich zur Innenfläche der Hülse 28 und weisen

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Zl

-23-

einen Umfangsabstand bezüglich dem Läufer 26 mit gleichmäßigen Winkelabständen auf. Die Außenenden der Hilfsentlastungsöffnungen 74 öffnen sich in den Vorratsbehälter 23. Die Innenenden der Hilfsentlastungsöffnungen ° 74 befinden sich in derselben axialen Lage wie ein Abschnitt der Hilfsentlastungsnut 72, so daß die Hilfsentlastungsnut 72 sich in und außer Verbindung mit jeder der Hilfsentlastungsöffnungen 74 aufeinanderfolgend bewegt , wenn sich der Läufer 26 dreht. Die Innenenden der Hilfsentlastungsöffnungen 74 weisen im wesentlichen dieselbe Winkellage wie die Innenenden der Abgabeöffnungen 44 auf. Während der Abgabekanal 43 in Verbindung mit der Hilfsentlastungsnut 72 bleibt, und zwar über jede der Entlastungsöffnungen 44, fährt die Hilfsentlastungsnut 72 fort, mit jeder der Hilfsentlastungsöffnungen 74 in Verbindung zu stehen. Deshalb kommt unmittelbar, nachdem die Treibstoffrückführung aus den Pumpkammern 32 und 33 zum Vorratsbehälter 23 über die Entlastungskanäle 61 und die Steuerkappe 60

hergestellt wurde, um den Treibstoffeinspritzvorgang zu unterbrechen, der Abgabekanal 43 in Verbindung mit dem Vorratsbehälter 23 über jede der Abgabeöffnungen 44, die Hilfsentlastungsnut 72 und jede der Hilfsentlastungsöffnungen 74, so daß der Druck des Treibstoffs in den Pumpkammern 32 und 33, den axialen Kanälen 31a und 31b und jeder der Abgabeöffnungen 44 rasch entlastet oder verringert wird, und zwar auf eine Höhe, die im wesentlichen gleich ist dem Druck des Treibstoffs im Vorratsbehälter 23. Als Ergebnis wird jeder 30

Treibstoffeinspritztakt rasch und vollständig beendet, ohne, eine unerwünschte Treibstoffeinspritzung,nachdem die Treibstoffrückführung aus den Pumpkammern 32 und 33 zum Vorratsbehälter 23 über die Entlastungskanäle 61 der Steuerkappe 60 hergestellt ist. Diese rasche und vollständige Beendigung eines jeden Treibstoffeinspritztaktes ermöglicht die genaue Steuerung der Treibstoffeinspritzmenge während eines jeden Treibstoffeinspritz taktes.

-24-

Wie in Fig. 10 gezeigt, hat die Hilfs-Entlastungsnut 72 eine Kante 72a, welche mit jeder der Abgabeöffnungen 44 in Verbindung treten kann und welche sich schräg bezüglich der Läuferachse 26 erstreckt. Jede der Abgaeöffnungen 44 weist eine Kante 44a auf, die mit der

Hilfs-Entlastungsnut 72 in Verbindung treten kann und sich im wesentlichen parallel zur Kante 72a der Hilfs-Entlastungsnut 72 erstreckt.

Als Bezug stellt Fig. 10 auch die Zuordnung zwischen
dem Drehwinkel des Läufers 26 und dem Nockenhub dar,
der der Verstellbewegung der Kolben 34a, 34b, 34c und 34d entspricht, oder jener der Kolben 36a, 36b.

¹^ Wie in Fig. 11 gezeigt, kann die Hilfs-Entlastungsnut 72 eine Kante 72b anstelle der schrägen Kante 72a
(sh. Fig. 10) haben, wobei sich die Kante 72b senkrecht zur Läuferachse 26 erstreckt. In diesem Fall

sollte jede der Abgabeöffnungen 44 eine Kante 44b an—

stelle der schrägen Kante 44a aufweisen, wobei sich

die Kante 44b im wesentlichen parallel zur Kante 72b
erstreckt.

In Fig .^ 10 und 11 bezeichnen die strich-doppelpunktierten Linien P und Q die geometrischen örter der Bewegung der gegenüberliegenden Kanten der Entlastungsnut 72.

Der Elektromotor 59 kann eine drehbare Welle haben. In

diesem Fall ist es notwendig, einen Bewegungs-ümwand-30

lungsmechanismus vorzusehen, wie etwa eine Zahnstange und ein Ritzel, um die Drehung der Motorwelle in eine geradlinige Bewegung umzuwandeln, die auf die Steuerkappe 60 übertragen wird. Ferner braucht jener Teil

der Motorwelle, nahe welchem das magnetisch permeable 35

oder leitfähige Teil 202 fest angeordnet ist, nicht

permanent magnetisiert zu sein. Der Permanentmagnet
muß eine solche Ausbildung aufweisen, daß das Magnetfeld oder der Magnetfluß, der auf die Hallelementeinheit

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O O H L -J -J

¹ 210 über das Teil 202 übertragen wird, sich mit der Drehung der Motorwelle ändert.

so

Leerseite

Claims

Ansprüche

Steuereinrichtung für die Treibstoffeinspritzmenge bei einem Verbrennungsmotor, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale; •a) eine Treibstoffeinspritzpumpe (100) zum periodischen Einspritzen von Treibstoff in den Motor,

b) ein bewegliches Steuerteil (60), welches der Treibstoff einspritzpumpe zugeordnet ist, um die Treibstoffmenge zu bestimmen, die während eines jeden Treibstoffeinspritztaktes in tbereinstitranung mit der Lage des Steuerteils eingespritzt wird,

c) ein Permanentmagnet, welcher gemeinsam mit dem Steuerteil beweglich ist,

d) ein ortsfestes, magnetisch permeables Teil (202) , von welchem ein Abschnitt nahe dem Permanentmagneten angeordnet ist, um den Magnetfluß, der vom Permanentmagneten erzeugt wird, weiterzuleiten, wobei der vom magnetisch permeablen Teil weitergeleitete Magnetfluß von der Lage des Steuerteils abhängt,

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e) eine Hallelementeinheit (210), welche dem magnetisch permeablen Teil zugeordnet ist, um den Magnetfluß
zu messen, der vom magnetisch permeablen Teil weitergeleitet wird, und um ein erstes Signal zu erzeugen, welches eine Anzeige hierüber liefert und somit eine

Anzeige über die tatsächliche Lage des Steuerteils,
f) eine Einrichtung zum Erzeugen eines zweiten Signals, welches eine Anzeige über die gewünschte Lage des
Steuerteils liefert, und
g) eine Einrichtung, die auf das erste und zweite

Signal anspricht, um die tatsächliche Lage des Steuer— teils bis zu seiner gewünschten Lage nachzustellen.
2. Steuereinrichtung für die Treibstoffeinspritzmenge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet einen Kegelstumpf umfaßt, der gemeinsam

mit dem Steuerteil beweglich ist, und der eine Achse aufweist, die parallel zur Bewegungsrichtung des Kegels verläuft,
und daß der Abschnitt des magnetisch permeablen Teils
im Umfangsbereich des Kegels angeordnet ist.
3. Steuereinrichtung für die Treibstoffeinsprifczinenge bei einem Verbrennungsmotor mit einer drehbaren Kurbelwelle und einem Brennraum, gekennzeichnet durch die

folgenden Merkmale:

a) eine Vorratskammer (23), die mit Treibstoff gespeist ist,

b) ein Läufer (26), der mit der Kurbelwelle zur Drehung um die Läuferachse in Übereinstimmung mit der Drehung der Kurbelwelle gekoppelt ist,

c) eine Pumpkammer (32, 33), die mindestens teilweise
vom Läufer gebildet wird,

d) eine Einrichtung zum Vergrößern und Verkleinern der
Pumpkammer in Übereinstimmung mit der Drehung des

Läufers,

e) eine Einrichtung, um Treibstoff aus der Vorratskammer zur Pumpkammer zu lenken, wenn sich die Pumpkammer vergrößert,

ORIQiNALI

f) eine Einrichtung/ um Treibstoff aus der Pumpkammer zum Verbrennungsraum zu lenken, um die Treibstoffeinspritzung zu bewirken, wenn sich die Pumpkammer verkleinert, .

g) ein Hauptentlastungskanal, der sich von der Pumpkammer zur Vorratskammer über eine Oberfläche des Läufers erstreckt,

h) ein bewegliches Steuerteil, das der Oberfläche des Läufers zugeordnet ist, um wahlweise den Hauptentlastungskanal zu sperren und zu öffnen, um die Treibstoffeinspritzung in Übereinstimmung mit der Drehung des Läufers zu ermöglichen und zu unterbinden, wobei das Steuerteil wirksam ist, um die Öffnungszeit des Hauptentlastungskanals zu einem Zeitpunkt innerhalb eines Zeitraums der Verkleinerung der Pumpkammer aufrechtzuerhalten, und auch wirksam ist, um die Treibstoffmenge zu bestimmen, die während eines jeden Treibstoffeinspritztaktes in Übereinstimmung mit der Lage des Steuerteils eingespritzt wird,

i) ein Hilfsentlastungskanal, der sich von der Pumpkammer zur Vorratskammer erstreckt,

j) eine Hilfsentlastungseinrichtung, um wahlweise den Hilfsentlastungskanal in Übereinstimmung mit der

^^a Drehung des Läufers zu sperren und zu öffnen, wobei die öffnung des Hilfsentlastungskanals stattfindet, wenn die Drehung des Motors von einer Situation aus leicht voranschreitet, bei welcher die öffnung des Hauptentlastungskanals stattfindet, und zwar in

jenem Fall, in welchem das Steuerteil sich in einer Lage befindet, in welcher die Treibstoffeinspritzmenge während eines Treibstoffeinspritztaktes einen Höchstwert erreicht hat,

k) ein Permanentmagnet, der gemeinsam mit dem Steuerteil beweglxch. xst,

1) ein ortsfestes, magnetisch permeables Teil (202), mit einem Abschnitt, der nahe dem Permanentmagneten angeordnet ist, um den Magnetfluß weiterzuleiten,

der vom Permanentmagneten erzeugt wird, wobei der vom magnetisch permeablen Teil weitergeleitete Magnetfluß abhängt von der Lage des Steuerteils, m) eine Hallelementeinheit (210) , welche dem magnetisch permeablen Teil zugeordnet ist, um den Magnetfluß zu messen, der vom magnetisch permeablen Teil weitergeleitet wird, und um ein erstes Signal zu erzeugen, das hierüber eine Anzeige abgibt, und somit auch eine Anzeige über die tatsächliche Lage des Steuerteils,

n) eine Einrichtung zum Erzeugen eines zweiten. Signals, welches eine Anzeige über die gewünschte Lage des Steuerteils liefert, und

o) eine Einrichtung, die auf das erste und zweite Signal anspricht, um die tatsächliche Lage des Steuerteils bis zu seiner gewünschten Lage nachzustellen.
4. Steuereinrichtung für die Treibstoffeinspritzmenge nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet^ daß ²^ a) die Hilfsentlastungseinrichtung eine ortsfeste Hülse (28) umfaßt, die den Läufer umgibt, und b) der Hilfsentlastungskanal einen ersten, zweiten, dritten und vierten Abschnitt umfaßt, wobei der erste Abschnitt im Läufer gebildet ist, sich von der Pumpkammer aus erstreckt und sich am Läufer öffnet, der zweite Abschnitt in der Hülse gebildet ist ^ zur wahlweisen Verbindung mit dem ersten Abschnitt, der dritte Abschnitt im Läufer gebildet ist, zur wahlweisen Verbindung mit dem ersten Ab-

schnitt über den zweiten Abschnitt, und der vierte Abschnitt in der Hülse gebildet ist, zur wahlweisen Verbindung mit dem ersten Abschnitt über den zweiten und dritten Abschnitt, und zur Vorratskammer führt.

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