DE3435824A1

DE3435824A1 - Brennstoffeinspritzpumpe fuer dieselbrennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE3435824A1
Application number: DE19843435824
Authority: DE
Inventors: Yoshiyasu Ito; Fumiaki Kobayashi; Hideo Toyota Aichi Miyagi
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1983-12-22
Filing date: 1984-09-28
Publication date: 1985-07-11
Also published as: JPH0534500B2; JPS60135647A; DE3435824C2; US4519353A

Description

11-rt-TLrc μ Rm ij ■ ι Kt λ» a wC t t*\it~ ä. fät*Z,.*\'r- " * Patentanwälte und IEDTKE - DUHLING - IVlMNB·- WRUPE Vertreter beim EPA

Pellmann - Grams - Stru.f S

Dipl.-Ing. R. Kinne Dipl.-Ing. R Grupe

-3- Dipl.-Ing. B. Pellmann .

Dipl.-Ing. K Grams Dipl.-Chem. Dr. B. Strutf

Bavariaring 4, Postfach 2C 8000 München 2

Tel.: 089-539653 Telex: 5-24845 tipat Telecopier: O 89-537377 cable: Germaniapatent fyiü

28.September 1984 DE 4263 /

case AT-F-612

Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Toyota-shi, Japan

Brennstoffeinspritzpumpe für Dieselbrennkraftmaschinen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennstoffeinspritzpumpe für eine Dieselbrennkraftmaschine und betrifft insbesondere eine Diesel-Brennstoffeinspritzpumpe, bei der die Brennstoff-einspritzung mittels eines ausfallsicheren Mechanismus unterbrochen werden kann, falls eine abnormal lange tatsächliche Verbrennungsdauer ermittelt wird.

Bei einer Dieselbrennkraftmaschine wird der Dieselbrennstoff unter hohem Druck mittels einer Diesel-Brennstoffeinspritzpumpe über Einspritzventile aufeinanderfolgend in die Zylin- ■ der der Maschine bei dem Kompressionshub des jeweiligen Zylinders eingespritzt und durch die natürliche Kompression in den Zylindern gezündet und in diesen verbrannt, ohne daß irgendeine besondere elektrische oder mechanische Zündvorrichtung erforderlich ist. Daher besteht bei einer solchen Dieselbrennkraftmaschine die Gefahr, daß durch irgendein abnor- ; males Arbeiten der Brennstoffeinspritzpumpe der Brennstoff . ' in einer zu großen Men,ge eingespritzt wird. Beispielsweise kann der Brennstoff in einer der Vollbelastung der Maschine

A/25

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entsprechenden Menge eingespritzt werden, obwohl die Maschinenbelastung geringer als die Vollbelastung ist, oder es kann, was noch schlechter ist, der Brennstoff fortgesetzt eingespritzt werden, obwohl das vollständige Beenden der Brennstoffeinspritzung und das Anhalten der Maschine erwünscht ist. In solchen Fällen besteht die Gefahr, daß die Dieselbrennkraftmaschine überdreht oder weiterläuft, so daß eine derartige Funktionsstörung sehr große Schwie- -^q rigkeiten mit sich bringen kann.

Für Dieselbrennkraftmaschinen ist eine Brennstoffeinspritzpumpe bekannt, die einen Kolben aufweist, welcher sich in einer in einem Gehäuse gebildeten Bohrung hin- und herbewegt,

, r- wobei zwischen einer Stirnwand des Kolbens und der Stirn-

wand der Bohrung eine Hochdruckkammer gebildet ist. Während des Saughubs des Kolbens wird durch die Erweiterung der Hochdruckkammer der Dieselbrennstoff von einer Brennstoffmenge weg, die in einer Kammer mit verhältnismäßig niedri- ■ gern Druck enthalten ist, über einen Brennstoffeinlaß in diese Hochdruckkammer gesaugt; während des Kompressionshubs des Kolbens wird bei der darauffolgenden Verkleinerung der Hochdruckkammer dieser Dieselbrennstoff in der Hochdruckkammer zusammengepreßt und damit auf hohen Druck gebracht, wonach der Brennstoff über einen Einspritzdurchlaß hierfür zu einem Einspritzventil der Dieselbrennkraftmaschine hin ausgestoßen wird. Falls die Diesel-Brennstoffeinspritzpumpe in manchen Fällen eine sog. Verteilerpumpe ist, wird der Kolben während seiner Hin- und Herbewegung durch eine Ein-

_orv gangswelle gedreht, die mit dem Kolben drehend, jedoch nicht

axial gekoppelt ist, und mittels einer bekannten Konstruktion die Einspritzmenge des stark komprimierten Dieselbrennstoffs zu dem richtigen Zylinder der mehreren Zylinder der Brennkraftmaschine geleitet. Bei einer derartigen Brennstoffeinspritzpumpe wird bei einem jeden Pumpenhub eine

Dieselbrennstoffmenge eingespritzt, die durch eine Brenn-

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stoffeinspritzmengen-Steuervorrichtung geregelt wird, wel- :

ehe selektiv eine Druckentlastung in der Hochdruckkammer herbeiführt. Während des Kompressionshubs des Kolbens beendet diese Steuervorrichtung die Druckentlastung der Hochdruckkammer, wenn auf geeignete Weise die Brennstoffeinspritzung begonnen werden soll, wobei gemäß der vorstehenden Erläuterung zu diesem Zeitpunkt das Pressen und Einspritzen

des nahezu unkomprimierbaren Dieselbrennstoffs in der Hoch-,Q druckkammer beginnt. Wenn zu einem geeigneten Zeitpunkt der ' Brennstoffeinspritzstrahl unterbrochen werden soll, beginnt die Steuervorrichtung erneut die Druckentlastung der Hoch- ·,-druckkammer, so daß zu diesem Zeitpunkt das Pressen des Dieselbrennstoffs in der Hochdruckkammer aufhört und daher J₁ die Einspritzung sofort beendet wird.

Im Falle einer mechanischen Diesel-Brennstoffeinspritzpumpe > war es üblich, daß diese Vorrichtung zur selektiven Druck- , entlastung der Hochdruckkammer ein Rücklaufring ist, der Γ _ΟΛ auf mechanische Weise entsprechend der Stellung eines Fahr- ^l pedals eingestellt wird, das die Last bzw. das Laden der Maschine steuert, und dessen Stellung den Zeitpunkt der Be- ' endigung der Zeitdauer ohne Druckentlastung der Hochdruck- " kammer bestimmt. Da bei einer solchen mechanischen-Diesel-Brennstoffeinspritzpumpe der Entlastungs- bzw. Rücklaufring ; einfach gestaltet ist und üblicherweise mit dem Fahrpedal der Entlastungsring über eine einfache Gelenkverbindung ein-»'' gestellt wird, tritt bei einer solchen Pumpe sehr selten ei-[ ne Funktionsstörung durch Entfallen der Druckentlastung der _f .

Hochdruckkammer auf; bei einer derartigen Gestaltung ist 30

kein System der vorstehend beschriebenen Art für das Ver- ₍ hindern des Öberdrehens der Maschine erforderlich. Bei einem mechanischen System dieser Art für höhere Ansprüche, bei . dem die Verbindung zwischen der Stellung des Fahrpedals und ..■;

der Stellung des Entlastungsrings nicht eine einfache me-35

chanische Verbindung ist, sondern beispielsweise auf elek-

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tronische Weise herbeigeführt wird, ist es jedoch bekannt, die geforderte Brennstoffeinspritzmenge mit der tatsächlichen Stellung des Entlastungsrings zu vergleichen und die Brennstoffeinspritzung zu unterbrechen, falls nicht zumindest innerhalb eines bestimmten vorgeschriebenen Fehlerbereichs Übereinstimmung besteht.

Heutzutage werden jedoch elektronisch gesteuerte Brennstoff-,Q einspritzpumpen eingesetzt, bei denen die selektive Druckentlastung bzw. Entspannung der Hochdruckkammer nicht auf mechanische Weise unter Verwendung eines Entlastungsrings, sondern elektronisch mittels eines elektromagnetischen Ventils ausgeführt wird, das mittels eines elektronischen .p. Steuersystems wie eines solchen mit einem Mikrocomputer gesteuert wird. Bei einer solchen elektronischen Brennstoffeinspritzpumpe wird von dem elektronischen Steuersystem für einen jeden Brennstoffeinspritzstrahl berechnet, wieviel Brennstoff bei diesem Strahl eingespritzt werden soll, und _ dann zu einem geeigneten Zeitpunkt für den Beginn der Brenn-Stoffeinspritzung das elektromagnetische Ventil geschlossen, so daß der Brennstoffrücklauf aus der Hochdruckkammer beendet und dadurch die Brennstoffeinspritzung begonnen wird. Nachdem das elektronische Steuersystem berechnet hat, daß durch die Bewegung des Kolbens in der Richtung zur Verkleinerung der Hochdruckkammer die richtige Brennstoffmenge eingespritzt worden ist, öffnet das Steuersystem das elektromagnetische Ventil zur erneuten Brennstoffrückführung, so daß damit die Brennstoffeinspritzung sofort beendet wird.

Da bei einer derartigen elektronischen Brennstoffeinspritz-30

pumpe kein Rücklaufring vorhanden ist, ist natürlich ein Vergleich zwischen der geforderten Brennstoffeinspritzmenge und der tatsächlichen Stellung des Rücklaufrings unmöglich; infolgedessen ist zum Verhindern eines Weiterlaufens oder

Überdrehens der Maschine irgendein anderes Verfahren notwen-35

dig. Ferner ist wegen der elektronischen Gestaltung des

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Brennstoffeinspritzungs-Steuersystems die Erfordernis nach einer Einrichtung zum Verhindern des Überdrehens bzw. Durchgehens der Maschine weitaus dringlicher als bei einer πιες chanisch geregelten Brennstoffeinspritzpumpe, da man sich nicht auf eine einfache und zuverlässige mechanische Verbindung für das Verringern der Brennstoffeinspritzmenge bei der Verringerung der Maschinenlast verlassen kann und da ein sehr reelles Risiko besteht, daß durch eine Funktions-

jQ Störung des Steuersystems für das elektromagnetische Ventil zur Brennstoffrückführung eine weitaus zu große Brennstoffeinspritzmenge hervorgerufen wird, was möglicherweise zu einem Durchgehen der Dieselbrennkraftmaschine führt. Gleichermaßen würde bei einer Funktionsstörung des Steuersystems

..,. ohne irgendeine Einrichtung zum Verhindern des Weiterlaufens bzw. Durchdrehens der Maschine eine große Gefahr darin bestehen, daß dann, wenn die Dieselbrennkraftmaschine angehalten werden soll, dieses Anhalten unmöglich wird; dadurch könnten große Schwierigkeiten verursacht werden, da keinerlei Möglichkeit zur Unterbrechung der Zündung des Brenn-Stoffs in den Maschinenzylindern wie bei einer herkömmlichen Benzin-Maschine mit elektrischer Zündung besteht.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Diesel-Brennstoffeinspritzpumpe zu schaffen, die eine zuverlässige Einrichtung zum Unterbrechen der Brennstoffeinspritzung bei der Ermittlung der Einspritzung einer falschen Brennstoffmenge hat.

Dabei soll mit der Erfindung eine Diesel-Brennstoffeinspritzpumpe geschaffen werden, die erfaßt, wenn zuviel Brennstoff in die Dieselbrennkraftmaschine eingespritzt wird, an die die Pumpe angepaßt ist, und in diesem Fall die Brennstoffeinspritzung unterbricht.

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Weiterhin soll dabei mit der Erfindung eine Diesel-Brennstoffeinspritzpumpe geschaffen werden, bei der die Brennstoffversorgung der Maschine unterbrochen wird, wenn keine Brennstoffeinspritzung in die Maschine gefordert ist und trotzdem ermittelt wird, daß fälschlicherweise etwas Brennstoff eingespritzt wird.

Bei der erfindungsgemäßen Diesel-Brennstoffeinspritzpumpe soll auf zuverlässige Weise ein Weiterlaufen und Überdrehen bzw. Durchgehen der Maschine verhindert sein.

Ferner soll die erfindungsgemäße Diesel-Brennstoffeinspritzpumpe ausfallsicher sein.

Weiterhin soll bei der erfindungsgemäßen Diesel-Brennstoffeinspritzpumpe gewährleistet sein, daß die Maschine nach Belieben immer angehalten werden kann.

„P Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den in dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angeführten Mitteln gelöst.

Bei einem derartigen Aufbau wird die Brennstoffeinspritzung in die Maschine beendet, wenn mit der diesbezüglichen Einrichtung ermittelt wird, daß die tatsächliche bzw. Istbrenndauer gemäß der Berechnung aus Messungen mittels der Einrichtung zum Erfassen des Beginnens und Endens eines Verbrennungsvorgangs nicht in geeignetem Ausmaß (wie beispielsweise gemäß einem Vergleich, bei dem eine Toleranz in be-30

stimmten vernünftigen und annehmbaren Fehlergrenzen besteht) mit der berechneten angestrebten bzw. Bezugsbrenndauer übereinstimmt. Auf diese Weise wird zwangsläufig die Gefahr vermieden, daß zu viel Brennstoff in die Dieselbrennkraftmaschine eingespritzt wird und folglich die Maschine weiter-35

läuft oder überdreht bzw. durchgeht. Falls die laufende

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Dieselbrennkraftmaschine angehalten werden soll, wobei in diesem Fall natürlich die angestrebte bzw. Bezugsbrenndauer "0" ist, wird gleichermaßen dann, wenn die Vorrichtung zum Erfassen des Beginns und des Endes der Verbrennung tatsächlich irgendeine nennenswerte Verbrennung erfaßt, die Brennstoffeinspritzung in die Maschine beendet, so daß die Maschine sicher angehalten wird. Auf diese Weise ist die Diesel-Brennstoffeinspritzpumpe ausfall- bzw. störungssicher gestaltet.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert, in welcher in den verschiedenen Figuren gleiche Teile oder .,- Werte mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind.

Fig. 1 ist eine teilweise um 90° geschwenkte Längsschnittansicht des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Diesel-Brennstoffeinspritzpumpe und zeigt „„ auch einen Abschnitt der Dieselbrennkraftmaschine, an der die Pumpe angesetzt ist, und ein Fahrpedal.

Fig. 2 ist ein Ablaufdiagramm einer Brennstoffeinspritz-

steuerungs-Hauptroutine, die in einem Mikrocomputer _nt. gespeichert ist, der in einem Steuersystem dieses Ausführungsbeispiels eingebaut ist.

Fig. 3 ist ein Ablaufdiagramm einer in dem Mikrocomputer gespeicherten Zündsignal-Unterbrechungs-Subroutine.

Gemäß Fig. 1 ist eine Diesel-Brennstoffeinspritzpumpe 1 als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Verteiler-Brennstoffeinspritzpumpe mit elektromagnetisch gesteuertem Rücklauf bzw. Druckabbau, die eine Antriebswelle 2 aufweist, welche

durch eine nicht, gezeigte Kurbelwelle einer in der Figur 35

teilweise in Schnittdarstellung gezeigten Dieselbrennkraft-

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maschine unter einem vorbestimmten Phasenverhältnis angetrieben wird. Die Dieselbrennkraftmaschine, an die die Pumpe gemäß diesem Ausführungsbeispiel tatsächlich angebaut werden soll, ist eine 4-Zylinder-Viertakt-Dieselbrennkraftmaschine. Die Antriebswelle 2 betreibt eine Flügelrad-Speisepumpe 4 (die in der Fig. 1 im Schnitt in einer Ebene gezeigt ist, welche unter 90° zur Hauptebene der Figur liegt), den über einen Brennstoffzuführanschluß 54 zugeführten Die-,Q selbrennstoff unter der Steuerung .durch ein Überdruck-Steuerventil 58 mit einem mittleren Druck (der die Drehzahl der Flügelradpumpe 4 und damit die Drehzahl der Antriebswelle 2 sowie der Dieselbrennkraftmaschine anzeigt) durch einen Durchlaß 59 einer großen Brennstoffkammer 30 zuführt, die p. in einem Gehäuse 24 der Brennstoffeinspritzpumpe 1 gebildet ist; wenn es erforderlich ist, wird dabei der Brennstoff aus der großen Brennstoffkammer 30 über einen Brennstoffrückführanschluß 56 abgelassen, der eine geeignete Drosselöffnung enthält. An einem mittleren Teil der Antriebswelle 2 ist ein Signalrotor 6 befestigt, an dem eine Vielzahl von Zähnen ausgebildet ist, während an dem in der Figur rechten Ende der Welle ein Kupplungsprofil 8 ausgebildet ist. An einem nachfolgend beschriebenen Rollenring 14 in dem Gehäuse 24 ist ein elektromagnetischer Abnehmer 60 angebracht, der den Zähnen des Signalrotors 6 gegenübersteht und bei dem Vorbeilaufen der Zähne des Signalrotors 6 elektrische Signale erzeugt, die die Winkelstellung der Antriebswelle 2 anzeigen. Ein allgemein zylindrischer Kolben 12 ist so angeordnet, daß seine Mittelachslinie mit der Mittelachse der

Antriebswelle 2 übereinstimmt; am in der Figur linken Ende 30

des Kolbens ist ein Kupplungsprofil ausgebildet, das mit dem Kupplungsprofil 8 der Antriebswelle 2 derart zusammenwirkt, daß der Kolben 12 mit der Antriebswelle 2 drehend gekoppelt ist, während er bezüglich der Antriebswelle axial

frei bewegbar ist. Das in der Figur rechte zylindrische Ende 35

des Kolbens 12 ist in enger Anpassung zur Zusammenwirkung in

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eine zylindrische Bohrung eingesetzt, die in einem in das Gehäuse 24 der Pumpe eingepaßten Nabenteil 11 ausgebildet ist, und kann sich in dieser Bohrung frei verschieben und g drehen; der Kolben 12 ist mittels einer Druckschraubenfeder 13, einer an einen Flanschteil 12a des Kolbens 12 angesetzten Schulterscheibe 13a, zugehöriger Federaufnahmeelemente und so weiter nach links gemäß Fig. 1 vorgespannt. Um f das in der Figur linke Ende des Kolbens 12 herum ist eine Nockenplatte 10 befestigt, die als eine Einheit mit dem Kolben dreht und deren linke Seite zu einer axialen kreisförmigen Nockenfläche mit mehreren konvexen und konkaven Nocken-, teilen ausgestaltet ist, von denen ein konvexer Nockenteil in der Figur mit 10a bezeichnet ist. Der Rollenring 14, der

.- gemäß den vorangehenden Ausführungen den elektromagnetischen Abnehmer 60 trägt, ist um das Kupplungsprofil 8 herum und konzentrisch zu diesem drehbar an dem Gehäuse 24 der Brennstoffeinspritzpumpe angebracht und mit mehreren Nockenrollen 16 versehen, die drehbar längs des äußeren Umfangsteils an der in der Figur rechten Seite des Rings angebracht sind und gegen die Nockenplatte 10 stoßen, wobei die mittige Drehachse einer jeden der Nockenrollen 16 sich radial senkrecht zur Mittelachse der Antriebswelle 2 erstreckt. Die Anzahl der Nockenrollen 16 und die Anzahl der konvexen Nockenteile 10a sind so gewählt, daß bei einer vollen Umdrehung

des Kolbens 12 und der Nockenplatte 10 in Bezug auf den Rollenring 14 durch die Nockenwirkung der Nockenteile 10a an den Rollen 16 eine axiale Hin- und Herbewegung des Kolbens 12 in einer Anzahl hervorgerufen wird, die gleich der Anzahl der Zylinder der Dieselbrennkraftmaschine ist. Daher sind

bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel, bei dem die Brennstoffeinspritzpumpe für eine Vierzylinder-Dieselbrennkraftmaschine ausgelegt ist, vier in gleichen Abständen angeordnete Nockenrollen 16 und vier in gleichen Abständen angeordnete konvexe Nockenteile 10a vorgesehen (obgleich von diesen

beiden Elementen eine in der Figur nicht zu sehen sind). Der

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Rollenring 14 ist drehbar an dem Pumpengehäuse 24 angebracht und hinsichtlich seiner Winkelstellung in Bezug auf dieses mittels eines Zeitgebers 18 veränderbar gesteuert, der scheg matisch im Schnitt in einer Ebene dargestellt ist, die unter 90° zu der Hauptebene der Figur liegt, und der einen Zeitgeberkolben 22, welcher verschiebbar in eine im Pumpengehäuse 24 ausgebildete Bohrung eingesetzt ist, und einen Stift 20^aufweist, der radial an den Rollenring 14 angesetzt ist ,Q und an seinem freien Ende mit dem Zeitgeberkolben 22 derart in Eingriff steht, daß er verschwenkt wird und den Rollenring 14 drehend einstellt. Der Zeitgeberkolben 22 ist in seiner axialen Richtung nach rechts in der Figur des Schnitts durch die um 90° geschwenkte Ebene durch eine Druckschrauben-P-feder 26, die zwischen das in der Figur linke Ende des Zeitgeberkolbens und das entsprechende Ende der Bohrung für denselben gesetzt ist, sowie in der axialen Richtung nach links durch den Ausgangsdruck der Flügelradpumpe 4 vorgespannt, der über Durchlässe 57a und 57b einer Kammer 19 zugeführt

ist, die an dem in der Figur rechten Ende der Bohrung ge-20

bildet ist; auf diese Weise wird durch die axiale Bewegung des Zeitgeberkolbens 22 nach links in der Figur die Drehzahl der Kurbelwelle der Maschine angezeigt und der Rollenring 14 zu einer Drehung in der zur Drehrichtung der Antriebswelle 2 entgegengesetzten Richtung verstellt, so daß der Brennstoffeinspritzzeitpunkt in einem Ausmaß vorgestellt wird, das durch den Ausgangsdruck der Flügelradpumpe 4, nämlich durch die Drehzahl der Kurbelwelle der Dieselbrennkraftmaschine bestimmt ist. Diese grundlegende Brennstoff-Früheinspritzung

wird jedoch mittels eines elektromagnetischen Ventils 248 30

verändert, welches so gestaltet ist, daß es entsprechend einer nachfolgend beschriebenen selektiven Steuerung durch ein Steuersystem bzw. eine Steuerschaltung 62 eine bestimmte Menge des Brennstoffs aus der Kammer 19 herausläßt; diese

Gestaltung ermöglicht es, mit der Steuerschaltung 62 den 35

tatsächlichen Zünd- bzw. Einspritzzeitpunkt so zu andern,

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daß er mit einem angestrebten Bezugs-Zündzeitpunkt bzw. Einspritzzeitpunkt übereinstimmt, was gleichfalls nachfolgend erläutert wird.

An der in Figur 1 rechten Seite der Brennstoffeinspritzpumpe 1 ist in das Gehäuse 24 ein Block 28 eingesetzt, in den der Nabenteil 11 eingepaßt ist. Ein Brennstoffdurchlaß 32 führt von der großen Brennstoffkammer 30 zu einer in dem jQ Block 28 gebildeten BrennstoffZwischenkammer 32a, von der ein Durchlaß 44 zu einer Brennstoffzuführöffnung 44a führt, welche in der Seitenfläche der zylindrischen Bohrung im Nabenteil 11 mündet, in der sich der Kolben 12 hin- und herbewegt. Ein elektromagnetisches Ventil 34 dient zum Absperre ren des Brennstoffs, wobei ein Ventilglied 36 des Ventils 34 derart gestaltet und angeordnet ist, daß dann, wenn eine (nicht gezeigte) Solenoidwicklung des elektromagnetischen Ventils 34 mit elektrischer Schaltenergie gespeist wird, das Ventilglied 36 sich gemäß der Figur nach oben von einem oberen Ende des Durchlasses 44 bzw. einem Ventilsitz 36a an dem oberen Ende weg bewegt, wodurch das obere Ende geöffnet und eine Verbindung zwischen dem Durchlaß 32 und dem Durchlaß 44 gebildet wird, während andererseits dann, wenn die Solenoidwicklung dieses elektromagnetischen Ventils 34 für die Brennstoffabsperrung nicht mit der elektrischen Betätigungsenergie gespeist wird, sich dessen Ventilglied 36 unter der Wirkung einer (nicht gezeigten) Feder nach unten zu dem Ventilsitz 36a an dem oberen Ende des Durchlasses 44 bewegt und dieses absperrt, wodurch die Verbindung zwischen dem Durchlaß 32 und dem Durchlaß 44 unterbrochen wird.

An der äußeren zylindrischen Fläche am rechten Ende des Kolbens 12 sind mehrere axial verlaufende Nuten 42 ausgebildet, die in gleichen Abständen um den Kolben 12 herum angeordnet sind und dessen Stirnseite erreichen, wobei die Anzahl der Nuten gleich der Anzahl der Zylinder der Dieselbrennkraft-

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maschine ist und die Nuten so angeordnet sind, daß entsprechend der Drehung und Hin- und Herbewegung des Kolbens 12 zeitweilig eine der Nuten mit der Brennstoffzuführöffnung g 44a in Deckung kommt; längs der Achse des Kolbens 12 ist eine mittige axiale Bohrung 52a gebildet, deren ein Ende an der rechten Stirnseite des Kolbens 12 offen ist und deren anderes Ende in einer seitlichen Schlitzöffnung 52 mündet, welche an der äußeren zylindrischen Fläche des mittleren Teils des Kolbens 12 ausgebildet ist. In dem Block 28 sind mehrere Auslaßventile 48 in einer Anzahl angebracht, die gleich der Anzahl der Zylinder der Dieselbrennkraftmaschine ist (wobei in der Figur 1 zur Vereinfachung nur eines der Auslaßventile 48 mit dessen zugehörigen Vorrichtungen gezeigt ist); der Einlaß eines jeweiligen Auslaßventils 48 wird mit dem Dieselbrennstoff selektiv über einen Durchlaß 50 gespeist,welcher zu einer Brennstoffaufnahmeöffnung 52b führt, die in der Seitenfläche der zylindrischen Bohrung im Nabenteil 11 mündet, in der sich der Kolben 12 hin- und herbewegt; die Brennstoffaufnahmeöffnungen 52b für die Auslaßventile 48 sind in gleichen Abständen um den Kolben 12 herum in einer Anzahl angeordnet, die gleich der Anzahl der Zylinder der Dieselbrennkraftmaschine ist, nämlich bei diesem Ausführungsbeispiel gleich "4" ist. Jedes der Auslaßventile 48 ist über eine Hochdruck-Brennstoffleitung 202 mit 25

einem Brennstoffeinspritzventil 268 verbunden, der in einen entsprechenden Zylinder der Dieselbrennkraftmaschine eingesetzt ist und diesem den Dieselbrennstoff unter hohem Druck in einer geeigneten Menge und unter geeigneter Zeitsteuerung zuführt. Die seitliche Schlitzöffnung 52 ist derart angeordnet, daß sie gleichfalls entsprechend der Drehung und Hin- und Herbewegung des Kolbens 12 zeitweilig mit der einen oder anderen der Brennstoffaufnahmeöffnungen 52b übereinstimmt.

• *

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Zwischen dem rechten Ende des Kolbens 12 und einem elektromagnetischen Ventil 38 für die Brennstoffrückführung bzw.
Druckentlastung, das in dem Block 28 eingesetzt ist und das

g Ende der zylindrischen Bohrung im Nabenteil 11 abschließt,
in der sich der Kolben 12 hin- und herbewegt, ist in Zusammenwirkung mit der zylindrischen Seitenfläche dieser
Bohrung, den Rändern der Nuten 42 und dem Ende der mittigen axialen Bohrung 52a in dem Kolben 12 eine Hochdruckkammer
.J^ 40 gebildet, wobei die Bohrung 52a im Kolben 12 mit dieser
Hochdruckkammer 40 in Verbindung steht; das elektromagnet!- sehe Ventil 38 für die Brennstoffrückführung bzw. Druckentlastung steuert das Austreten der Flüssigkeit bzw. des
Brennstoffs aus der Hochdruckkammer 40. Ein Brennstoffablaß bzw. Rücklaufdurchlaß 46 dieses elektromagnetischen Ventils

38 für die Druckentlastung steht über einen in dem Nabenteil 11 ausgebildeten Zwischendurchlaß 45 mit der großen Brennstoff kammer 30 in Verbindung.

Das elektromagnetische Ventil 38 für die Druckentlastung
20

hat ein Gehäuse 103, in dem der vorstehend genannte Rücklaufdurchlaß 46 ausgebildet ist und in das ein Eisenkern eingesetzt ist, um den eine elektromagnetische Wicklung 105 gewickelt ist. In eine zylindrische Bohrung 109 verhältnismäßig großen Durchmessers, die in dem Ventilgehäuse 103 ge-25

bildet ist, ist ein zylindrisches Ventilelement 102 derart
eingesetzt, daß es längs seiner Achse hin- und herbewegbar
ist. Das Ventilelement 102 hat am linken Ende eine verhältnismäßig dünne Spitze 106, die mit einer in einem Ventil-

sitzteil 108 ausgebildeten Öffnung derart zusammenwirkt,
30

daß je nach dem, ob das Ventilelement 102 gegen die Öffnung geschoben wird oder nicht, die Spitze die Öffnung schließt
oder öffnet. Zwischen den Eisenkern 107 und das rechte Ende des Ventilelements 102 ist eine Druckschraubenfeder 104 eingesetzt, die das Ventilelement 102 nach links in der Fig. 4 35

zu der Öffnung in dem Venti 1 .si ί \.% Ut i 1 10« hi« vDraynitnt ■ W«i

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Raum rechts von dem Ventilsitzteil 108 steht mit dem stromaufwärts gelegenen Ende des Rücklaufdurchlasses 46 in Verbindung, während die in der Figur linke Seite des Ventilsitzteils 108 die rechte Seite der Hochdruckkammer 40 bildet.

Wenn der Wicklung 105 keine elektrische Energie zugeführt wird, wird der Eisenkern 107 nicht magnetisiert und das Ventilelement 102 durch die Druckschraubenfeder 104 nach links gedrückt, so daß das Ende bzw. die Spitze 106 des Ventilelements die öffnung in dem Ventilsitzteil 108 verschließt und dadurch die Hochdruckkammer 40 gegenüber dem Rücklaufdurchlaß 46 abgedichtet wird. Wenn andererseits der Wicklung 105 elektrische Betätigungsenergie zugeführt wird, wird

. ρ- der Eisenkern 107 magnetisiert und unter Überwindung der Vorspannkraft der Druckschraubenfeder 104 das Ventilelement gegen die Vorspannkraft nach rechts gezogen, so daß das Ende bzw. die Spitze des Ventilelements die öffnung in dem Ventilsitzteil 108 freigibt und damit ein Durchlaß von der Hoch-

_n druckkammer 40 zu dem Rücklaufdurchlaß 46 geöffnet wird, was eine Strömung aus der Hochdruckkammer 40 heraus und eine Druckverminderung in der Hochdruckkammer 40 ermöglicht.

Das Auslaßventil 48 ist über die Leitung 202 mit dem Brennc stoffeinspritzventil 268 verbunden, das in einen der Zylinder der Dieselbrennkraftmaschine eingebaut ist. Tatsächlich ist bei diesem Ausführungsbeispiel das Brennstoffeinspritzventil in eine Vorkammer 273 für diesen Zylinder eingebaut. In diese Vorkammer 273 sind auch eine Glühkerze 270 und ein

Zündungserfassungssensor 272 für die Ermittlung des Beginns 30

der Verbrennung des Brennstoffs in der Vorkammer 273 eingebaut, wobei die Kerze und der Sensor in diese Vorkammer 273 hineinragen. Der Sensor 272 weist einen Lichtwellenleiter für das Übertragen von Licht aus der Vorkammer 273 heraus

und einen (nicht gezeigten) Fototransistor für das Umsetzen 35

des Lichtsignals, das aus der Vorkammer 273 heraus übertra-

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gen wird und den Beginn der Verbrennung in der Kammer anzeigt, in ein elektrisches Ausgangssignal auf. ^:

Ferner liefert ein Fahrpedaldruckausmaß-Sensor 274 ein elektrisches Ausgangssignal, das das Ausmaß des Niederdrückens des Fahrpedals, nämlich die Maschinenlast bzw. Maschinenladung darstellt; ein Ansaugverteilerdruck-Sensor 276 liefert ein elektrisches Ausgangssignal, das den Druck in dem

-^q Ansaugverteiler der Dieselbrennkraftmaschine angibt; ein Wassertemperatur-Sensor 278 liefert ein elektrisches Ausgangssignal, das die Temperatur des Kühlwassers der Dieselbrennkraftmaschine angibt; das Zuführen elektrischer Energie zu der Glühkerze 270 wird mittels eines Vorglührelais 280 gesteuert. Ein Signalrotor 284 ist an der Kurbelwelle der Dieselbrennkraftmaschine befestigt und mit einem Vorsprung 285 versehen, der beim Umlauf der Kurbelwelle ein Ausgangssignal eines Totpunkt-Sensors 286 hervorruft, wenn der Vorsprung an dem Sensor 286 vorbeiläuft, wobei das Vorbeilaufen des Vorsprungs 285 an dem Sensor 286 anzeigt, daß bei einem bestimmten der Zylinder der Dieselbrennkraftmaschine die Hubbewegung an oder nahe dem oberen Totpunkt abläuft. Die elektrischen Ausgangssignale des Sensors 60 der

Brennstoffeinspritzpumpe 1, des Zünderfassungs-Sensors 272, des Fahrpedaldruckausmaß-Sensors 274, des Ansaugverteilerdruck-Sensors 276, des Wassertemperatur-Sensors 278 und des Totpunkt-Sensors 286 werden in eine Eingangsstufe eines im einzelnen nicht gezeigten Mikrocomputers eingegeben, der in die Steuerschaltung 62 für die Brennstoffeinspritzpumpe 1 eingebaut ist; aus einer Ausgangsstufe des Mikrocomputers werden das Vorglührelais 280 und die Solenoide des elektromagnetischen Ventils 38 für die Druckentlastung sowie des elektromagnetischen Ventils 34 für die Brennstoffabsperrung gespeist. Dieser Mikrocomputer hat eine Zentraleinheit (CPU),

einen Festspeicher (ROM), einen Schreib/Lesespeicher bzw. 35

Arbeitsspeicher (RAM) und so weiter sowie auch einen Analog/

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Digital- bzw. A/D-Wandler, der unter der Steuerung durch die Zentraleinheit die Ausgangssignale der Sensoren 274, 276 und 278 in digitale Signale umsetzt. In dem Festspeig eher sind beständig ein Steuerprogramm bezüglich der Brennstoffeinspritzmenge usw., das eine nachfolgend beschriebene Subroutine enthält, sowie verschiedenerlei Konstanten und andere Daten einschließlich einer Tabelle von Brennstoffeinspritzzeitpunkten (oder Rücklauf- bzw. Entlastungswinkein) für die Ermittlung aus der Brennstoffeinspritzmenge und der Maschinendrehzahl gespeichert, was ausführlicher erläutert wird. Entsprechend diesen Signalen führt die Steuerschaltung 62 als ganze die Steuerung der Brennstoffeinspritzmenge und anderer Werte auf die nachstehend beschriebene Weise dadurch aus, daß sie den elektromagnetischen Ventilen

34 und 38 elektrische Steuersignale zuführt.

Es wird nun die Funktion der Brennstoffeinspritzpumpe 1 während des Betriebs der Dieselbrennkraftmaschine beschrieben.

„_ Wenn die Maschine läuft und die (nicht gezeigte) Kurbelwelle 2G

der Maschine dreht, dreht im Gleichlauf zu dieser und in einem vorbestimmten Phasenverhältnis hierzu die Antriebswelle 2 (bei diesem Ausführungsbeispiel tatsächlich mit der halben Kurbelwellendrehzahl, da die Pumpe gemäß dem Ausführungsbei-

__ spiel für eine Viertakt-Dieselbrennkraftmaschine ausgelegt 2b

ist), so daß die Flügelradpumpe 4 angetrieben und der Brennstoff, der auf den Ausgangsdruck der Flügelradpumpe 4 gebracht wird, welcher ein Maß für die Drehzahl der Antriebswelle 2 und der Kurbelwelle der Maschine ist, in die Kammer

30 und in die Brennstoffdurchlässe 32 und 44 befördert wird; 30

ferner wird der Brennstoff auch in die Verstellungs-Kammer

19 des Zeitgebers 18 befördert, so daß der Zeitgeberkolben 22 um eine der Drehzahl der Maschine entsprechende Strecke nach links in der Figur (im Schnitt in der 90°-Ebene) versetzt wird, wodurch der Rollenring 14 und die daran ange-35

brachten Rollen 16 in einem dementsprechenden Ausmaß aus

• ι· — ».

-19- DE 4263

?

ihren anfänglichen Drehstellungen in Bezug auf das Gehäuse :

24 heraus in der zur Drehrichtung der Antriebswelle entgegengesetzten Richtung verdreht werden. Da hierbei die An- · triebswelle 2 und der Kolben 12 im Gleichlauf drehen und ■ auch die Nockenplatte 10 umläuft, bewegen sich die konvexen Nockenteile bzw. die Nockenvorsprünge 10a an den Rollen 16 auf und ab, so daß unter geeigneter Zeitsteuerung, die durch die Drehstellung des Rollenrings 14 bestimmt ist, der Kolben

jQ 12 gegen die Vorspannungskraft der Druckschraubenfeder 13 nach links und rechts in der Figur hin- und herbewegt wird, während der Kolben 12 auch dreht, nämlich in Obereinstimmung mit der Drehzahl der Dieselbrennkraftmaschine, wobei der Kolben 12 im Falle einer Viertakt-Dieselbrennkraftma-

,c schine bei jeweils zwei Umdrehungen der Kurbelwelle der Ma- ■ schine eine volle Umdrehung ausführt. Wenn während des Laufs der Dieselbrennkraftmaschine der Haupt-Fahrschalter oder *■ Zündschalter des Fahrzeugs eingeschaltet ist, wird dem elektromagnetischen Ventil 34 für die Brennstoffabsperrung elek-

_on trische Betätigungsenergie zugeführt, so daß das Ventilglied 36 dieses Ventils von dem Ventilsitz 36a abgehoben und damit der Brennstoffdurchlaß 32 mit dem Brennstoffdurchlaß 44 in Verbindung gebracht wird. Wenn daher bei einem jeweiligen Linkshub bzw. Saughub des Kolbens 12 eine der Nuten 42 mit ·

_OK der Brennstoffzuführöffnung 44a übereinstimmt, die in die Seitenfläche der zylindrischen Bohrung im Nabenteil 11 mündet, wird aus der Kammer 30 über die Brennstoffdurchlässe _r" 32 und 44 Dieselbrennstoff unter verhältnismäßig niedrigem Druck in die Hochdruckkammer 40 gesaugt.

Wenn sich danach der Kolben 12 während dessen nachfolgendem Kompressionshub nach rechts bewegt, ist durch die Drehung des Kolbens 12 -die eine der Nuten 42 nicht länger in Deckung mit der Brennstoffzuführöffnung 44a, so daß daher der Rück-

__ fluß des Dieselbrennstoffs zum Durchlaß 44 verhindert ist; 35

ferner kommt gleichfalls entsprechend der Drehung des KoI-

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bens 12 nunmehr die seitliche Schlitzöffnung 52 in Deckung mit einer entsprechenden Öffnung der Brennstoffaufnahmeöffnungen 52b, so daß der Dieselbrennstoff, der nun durch die c Rechtsbewegung des Kolbens in der Hochdruckkammer 40 komprimiert wird, über die Bohrung 52a und die seitliche Schlitzöffnung 52 zu dem entsprechenden Auslaßventil 48 geleitet und über dieses Auslaßventil 48 in den entsprechenden Zylinder der Maschine eingespritzt wird, was der an sich bekannten Verteilerfunktion dieser Brennstoffeinspritzpumpe entspricht. Diese Kompression des Dieselbrennstoffs in der Hochdruckkammer 40 sowie das Einspritzen des Brennstoffs über das Auslaßventil 48 finden jedoch nur dann statt, wenn die Wicklung 105 des elektromagnetischen Ventils 38 nicht p. mit elektrischer Betätigungsenergie gespeist ist und daher das Ventil 38 geschlossen ist, so daß die Verbindung zwischen der Hochdruckkammer 40 und dem Auslaß bzw. Rücklaufdurchlaß 46 unterbrochen ist. Wenn andererseits der Wicklung 105 des Ventils 38 elektrische Energie für die Betätigung zugeführt wird, wird gemäß den vorangehenden Erläuterungen die Spitze des Ventilelements 102 aus der Öffnung in dem Ventilsitzteil 108 heraus versetzt, so daß die Öffnung freigegeben wird; dadurch kommt die Hochdruckkammer 40 mit dem Rücklaufdurchlaß 46 in Verbindung, so daß daher der

__ komprimierte Dieselkraftstoff aus der Hochdruckkammer 40 ο

zu der mit dem Rücklaufdurchlaß 46 in Verbindung stehenden großen Brennstoffkammer 30 zurückgeleitet und damit die Brennstoffeinspritzung beendet bzw. unterbrochen wird. Während des normalen Laufs der Dieselbrennkraftmaschine führt

während eines jeden Brennstoffeinspritzhubs des Kolbens 12 30

die Steuerschaltung 62 entsprechend den verschiedenartigen,

die Maschinenbetriebsparameter betreffenden Signalen, die die Steuerschaltung 62 auf die vorangehend beschriebene Weise aus den verschiedenen Sensoren empfängt, dem elektromagnetischen Ventil 38 für die Brennstoffrückführung bzw. Druck-35

entlastung zu einem geeigneten Zeitpunkt elektrische Betäti-

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gungsenergie zu, so daß das Ventil 38 Öffnet und eine weitere Brennstoffeinspritzung während dieses Kolbenhubs verhindert wird; auf diese Weise wird die Menge des der Dieselbrennkraftmaschine durch Einspritzung zugeführten Brennstoffs und dadurch die Last bzw. das Laden der Dieselbrennkraftmaschine gesteuert. Diese Funktion der Steuerschaltung 62 hinsichtlich der Druckentlastung der Hochdruckkammer 40 zu einem geeigneten Zeitpunkt ist analog zu der Funktion eines Entlastungsrings bei einer herkömmlichen Diesel-Brenn- ρ s toff einspritzpumpe. Wenn die Dieselbrennkraftmaschine läuft"; und angehalten werden soll, schaltet die Bedienungsperson den Haupt-Fahrschalter des Fahrzeugs aus; dadurch wird sofort die Zufuhr elektrischer Energie zu dem elektromagnetischen Ventil 34 für die Brennstoffabsperrung beendet, so ^T£ daß sich dessen Ventilglied.36 durch die Kraft seiner (nicht' gezeigten) Vorspannungsfeder gegen den Ventilsitz 36a legt *_:-

und die Verbindung zwischen den Brennstoffdurchlässen 32 ;■ und 44 unterbrochen wird. Daher endet die Zufuhr von frischem Brennstoff zur Dieselbrennkraftmaschine, welche in- -: folgedessen schnell anhält.

Anhand der Ablaufdiagramme in den Figuren 2 und 3 wird nun ''. ausführlich beschrieben, wie der in der Steuerschaltung 62 ^: enthaltene Mikrocomputer die bei einem jeweiligen Einspritz- '

strahl in den jeweiligen Zylinder der Maschine eingespritzte Brennstoffmenge, nämlich den Zeitpunkt für das Einschalten des elektromagnetischen Ventils 38 zur Druckentlastung und damit zum Beenden des jeweiligen Brennstoffeinspritzvorgangs; ^; bestimmt und wie dieser Mikrocomputer das elektromagnet!- - ■; sehe Ventil für die Brennstoffabsperrung steuert, um eine ' ausfallsichere Funktion für die Dieselbrennkraftmaschine r im Falle einer Funktionsstörung der Brennstoffeinspritzpumpe und im Falle einer abnormalen Brennstoffeinspritzmenge zu ,.; erhalten.

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Die Fig. 2 zeigt das Ablaufdiagrainm für das Brennstoffeinspritzsteuerungs-Hauptprögramm dieses Mikrocomputers. Bei einem Schritt 100 dieses Programms wird aus einer Maschinendrehzahl NE und einem mittels des Sensors 274 erfaßten Fahrpedal-Öffnungsausmaß ACCP eine Grund-Brennstoffeinspritzmenge Q folgendermaßen berechnet: Im Leerlaufbereich wird die Brennstoffeinspritzmenge QIDLE = KI - NE/KIC bestimmt, wobei KI = 1,75 χ ACCP + 79,0 sowie KIC = 10 gilt. Im Teillastbereich und Voll-Lastbereich wird die Brennstoffeinspritzmenge QPART = KPA - NE/KPB bestimmt, wobei für ACCP zwischen 01 und 20! KPA = 1,56 χ ACCP + 20 und KPB = 1,94 χ ACCP + 50 gilt, während für ACCP zwischen 20! und 100! KPA = 1,314 χ ACCP + 45 und KPB = 2,18 χ ACCP +45,2 gilt. Auf diese Weise dient der Programmschritt 100 als eine Brennstoffmengen-Berechnungseinrichtung bei der erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzpumpe gemäß dem Ausführungsbeispiel.

Danach wird bei einem Schritt 102 des Programms aus der ZO

gerade vorliegenden Maschinendrehzahl NE und der erwünschten bzw. Soll-Brennstoffeinspritzmenge Q ein Rücklauf- bzw. Entlastungswinkel THETA durch Interpolation aus einer in dem Festspeicher des Mikrocomputers gespeicherten Tabelle berechnet, in der THETA als Funktion der Maschinendrehzahl NE und der Soll-Brennstoffeinspritzmenge Q aufgelistet ist. (Obgleich wie im Falle einer herkömmlichen Brennstoffeinspritzpumpe mit einem Entlastungsring hierbei von dem Zeitpunkt der Rückführung des Brennstoffs aus der Hochdruckkammer 40, nämlich dem Brennstoffeinspritzungs-Endzeitpunkt gesprochen wird und dieser als sog. Entlastungswinkel THETA berechnet wird, erfolgt diese Rückführung bzw. Entlastung natürlich auf elektronische Weise.) Wenn später der Kurbelwellenwinkel gleich diesem Entlastungswinkel THETA wird, wird bei einem Schritt 109 dieses Hauptprogramms das elektromagnetische Ventil 38 für die Druckentlastung eingeschaltet,

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nämlich das Einspritzen des Dieselbrennstoffs in die Brennkammer durch die Druckentlastung bzw. Rückführung des Brennstoffs in der Hochdruckkammer 40 beendet, der komprimiert worden ist.

Als nächstes wird bei einem Schritt 104 eine Bezugsbrenndauer TB, die die Zeitdauer der Verbrennung von Brennstoff in der Brennkammer sein soll, aus den gerade bestehenden

-^q Werten der Maschinendrehzahl NE und der Soll-Brennstoffeinspritzmenge Q durch Interpolation einer gleichfalls in dem Festspeicher des Mikrocomputers gespeicherten Tabelle berechnet, in der TB als Funktion der Maschinendrehzahl und der Soll-Brennstoffeinspritzmenge aufgelistet ist. Daher dient dieser Programmschritt 104 als eine Bezugsbrenndauer-Berechnungseinrichtung bei der erfindungsgemäßen Brennstoff- " einspritzpumpe gemäß diesem Ausführungsbeispiel.

Als nächstes wird bei einem Schritt 106 ermittelt, ob der ^: Wert einer Zählungsvariablen C größer als oder gleich beispielsweise "4" ist oder nicht; falls die Antwort "NEIN" ist, was anzeigt, daß noch kein abnormales Zünden ermittelt worden ist, schreitet das Steuerprogramm zu dem Schritt 109 weiter; wenn jedoch die Antwort "JA" ist, was anzeigt, daß _9f- nun sicher ein abnormales Zünden auftritt (siehe Einstellung und Aufstufung der Variablen C bei der Subroutine nach Fig. 3), schreitet das Steuerprogramm zu einem Schritt 108 weiter, bei dem zum Solenoid des elektromagnetischen Ventils 34 ein Sperrsignal für die Brennstoffabsperrung übertragen

wird, wodurch die Dieselbrennkraftmaschine sicher und wir- )■ oU

kungsvoll außer Betrieb gesetzt bzw. angehalten wird.

Gemäß der vorstehenden Beschreibung wird dann, wenn der * Kurbelwellenwinkel gleich dem Entlastungswinkel THETA wird, *_ bei dem Schritt 109 das elektromagnetische Ventil 38 für ;

<

die Druckentlastung eingeschaltet, nämiitli duh |jiiif>prn?.

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des Dieselbrennstoffs in die Brennkammer beendet. Als nächstes wird bei einem Schritt 111 ein Sollwert für den Zündzeitpunkt aus den gegenwärtig bestehenden Werten der Maschig nendrehzahl NE und der Soll-Brennstoffeinspritzmenge Q auf die jeweils zweckdienliche Weise durch Interpolation aus einer gleichfalls in dem Festspeicher des Mikrocomputers gespeicherten Tabelle, in der der Zündzeitpunkt gegen die Maschinendrehzahl und die Soll-Brennstoffeinspritzmenge aufgelistet ist, oder durch Heranziehen einer Berechnungsgleichung berechnet. Als nächstes wird bei einem Schritt 113 ein Korrekturwert für den Zündzeitpunkt aus der Differenz zwischen dem bei dem Schritt 111 berechneten Soll-Zündzeitpunkt und einem bei einem Schritt 114 der Unterbrechungs- _ Subroutine nach Fig. 3 ermittelten Ist-Zündzeitpunkt berechnet. Schließlich wird bei einem Schritt 115 ein Ausgangssignal an das elektromagnetische Zeitsteuerungs-Ventil in der Weise abgegeben, daß der Ist-Zündzeitpunkt mit dem Soll-Zündzeitpunkt in Übereinstimmung gebracht wird; Ein-

zelheiten dieses Steuerungsvorgangs sind nicht erläutert, 20

können aber aufgrund dieser Beschreibung von dem Fachmann leicht hinzugefügt werden. Danach kehrt das Hauptprogramm zu der Berechnung der Brennstoffeinspritzmenge zurück.

__ In der Fig. 3 ist das Ablaufdiagramm einer Zündsignalunter-25

brechungs-Subroutine für den in der Steuerschaltung 62 enthaltenen Mikrocomputer gezeigt; diese Subroutine wird bei einer Unterbrechung ausgeführt, die jedesmal entweder beim Anstieg oder beim Abfall des Ausgangssignals des Zündungs-Sensors 272 auftritt, nämlich sowohl bei dem Beginn als auch bei dem Ende eines jeden Verbrennungsvorgangs in der Brennkammer. Bei dieser Zündsignalunterbrechungs-Subroutine wird zuerst bei einem Schritt 110 ermittelt, ob der Wert einer Kennung F, der gemäß den weiteren Ausführungen auf

"0" oder "1" gehalten wird, um jeweils anzuzeigen, daß in 35

der Brennkammer gerade eine Verbrennung stattfindet oder

-25- DE 4263 ₍

nicht, zum gegenwärtigen Zeitpunkt "1" ist oder nicht; falls / der Wert dieser Kennung F gerade "1" ist, was anzeigt, daß , bis zu diesem Unterbrechungszeitpunkt die Verbrennung nicht aufgetreten ist und daher diese Unterbrechung durch den Be- .?. ginn der Verbrennung (die Zündung) gemäß der Erfassung durch den Sensor 272 aufgetreten ist, schreitet das Programm zu einem Schritt 112 weiter, bei dem der Inhalt eines Aufnahme- J₁ bzw. Erfassungsregisters ICR, das den Wert des gerade be- ^rJ_t. ^q stehenden Unterbrechungszeitpunkts speichert, in eine Spei- ·' ■] cherstelle A des Arbeitsspeichers des Mikrocomputers eingespeichert wird. Als nächstes wird bei dem Schritt 114 der >, tatsächliche bzw. Ist-Zündzeitpunkt als Differenz zwischen . ** diesem gerade bestehenden Unterbrechungszeitpunkt und dem 5*· i-Zeitpunkt der Abgabe des Signals aus dem Totpunkt-Sensor 286 "^ berechnet (dieser Ist-Zündzeitpunkt wird bei dem Schritt 113 ^ des vorangehend beschriebenen Hauptprogramms herangezogen); *- danach wird bei einem Schritt 116 die Kennung F auf "0" ge- ■ schaltet, um die gerade in der Brennkammer ablaufende Verbrennung anzuzeigen, und die Unterbrechungs-Subroutine been- '/■ det. Falls andererseits bei dem Schritt 110 der gerade be- %A stehende Wert der Kennung F als "0" ermittelt wird, was an- ■</' zeigt, daß bis zu diesem Unterbrechungszeitpunkt in der .

Brennkammer die Verbrennung stattgefunden hat und daß daher ' ' _o_ diese Unterbrechung auf dem Ende der Verbrennung (Zündung) ' ; gemäß der Erfassung durch den Sensor 272 beruht, schreitet , I das Programm zu einem Schritt 118 weiter, bei dem der Inhalt '' des Erfassungsregisters ICR, das wie zuvor den Wert des ge- y! rade bestehenden Unterbrechungszeitpunkts speichert, in ei- . , ne weitere Speicherstelle B des Arbeitsspeichers des Mikro- "- ;.

computers eingespeichert wird. Als nächstes wird bei einem -; ■ Schritt 120 als Differenz zwischen den Werten in den Spei- ₍.\, cherstellen B und A, in welchen jeweils die Zeitpunkte der ^-' Beendigung bzw. des Beginns dieses Verbrennungsvorgangs ein-;

gestellt worden sind, eine Ist-Brenndauer T berechnet, wäh- '/'■ 35

rend welcher dieser gerade beendete Verbrennungsvorgang "^ \

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tatsächlich abgelaufen ist. Danach wird bei einem Schritt 122 ermittelt, ob diese Ist-Brenndauer T länger als die Bezugsbrenndauer TB ist, die bei dem Schritt 104 des vorsteg hend beschriebenen Hauptprogramms berechnet worden ist und die die Zeitdauer angibt, während welcher dieser Verbrennungsvorgang abgelaufen sein sollte (wobei der Wert TB vorteilhaft um eine bestimmte Größe vergrößert werden kann, um unvermeidbare geringe Fehler zuzulassen); wenn T nicht größer als TB ist, wird daraus geschlossen, daß die Verbrennung richtig abgelaufen ist; dabei schreitet das Programm zu einem Schritt 124 weiter, bei dem der Wert der Zählungsvariablen C auf "0" eingestellt wird; dann schreitet das Programm zu einem Schritt 128 weiter, bei dem die Kennung F auf "1" eingestellt wird, um anzuzeigen, daß gegenwärtig in der Brennkammer keine Verbrennung stattfindet; damit endet diese Unterbrechungs-Subroutine. Falls andererseits bei dem Schritt 122 ermittelt wird, daß die tatsächliche Brenndauer T länger als die Bezugsbrenndauer TB ist, schreitet das Programm zu einem Schritt 126 weiter, bei dem der Zäh-

lungswert bzw. die Zählungsvariable C um "1" aufgestuft wird, wonach dann das Programm zu dem Schritt 128 für die Umschaltung der Kennung F und dann zur Rückkehr aus der Subroutine fortschreitet.

Falls daher bei diesem Ausführungsbeispiel für vier aufeinanderfolgende Verbrennungsvorgänge bei dem Schritt 122 ermittelt wird, daß die Ist-Brenndauer im Vergleich zu der Bezugsbrenndauer TB zu lang ist (was insbesondere als besonderer Fall dann geschehen könnte, wenn die Bezugsbrenndauer TB "0" ist, nämlich die Maschine nicht laufen soll), errreicht der Zählungswert bzw. die Zählungsvariable C den Wert "4", woraufhin bei dem Schritt 106 des Hauptprogramms gemäß der vorangehenden Beschreibung das Programm zu dem

Schritt 108 fortschreitet, bei dem das elektromagnetische 35

Ventil 34 zur Brennstoffabsperrung betätigt wird, um auf

■ · · * m ■ m λ η Λ · *

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sichere Weise den Brennstoff-Fluß zur Dieselbrennkraftmaschine abzustellen und dadurch die Maschine sicher anzuhalten. Daher dient diese Funktion bei dieser Routine dazu, auf sichere Weise ein Weiterlaufen der Dieselbrennkraftma- ^: schine bei abnormaler Verbrennung, nämlich dann zu verhindern, wenn in der Brennkammer der Maschine die Verbrennung länger anhält bzw. fortgesetzt wird als sie sollte (nämlich beispielsweise die Verbrennung auftritt, obwohl sie überhaupt nicht stattfinden sollte).

Es ist ersichtlich, daß bei der vorangehend beschriebenen /^: Gestaltung die Brennstoffeinspritzung in die Maschine beendet wird, wenn ermittelt wird, daß die tatsächliche bzw. T

je Ist-Brenndauer gemäß der Berechnung aus Messungen mittels der Vorrichtung zum Erfassen des Beginns und des Endes eines^; Verbrennungsvorgangs nicht richtig mit der berechneten Soll- bzw. Bezugsbrenndauer übereinstimmt. Auf diese Weise wird zwangsläufig die Gefahr vermieden, daß in die Diesel-

_2n brennkraftmaschine zu viel Brennstoff eingespritzt wird und infolgedessen die Maschine überdreht bzw. durchgeht. Wenn es erwünscht ist, die Dieselbrennkraftmaschine anzuhalten, wobei in diesem Fall natürlich die Soll- bzw. Bezugsbrenndauer "0" ist, wird dann, wenn die Vorrichtung zum Erfassen

₂_ des Beginns und Endes eines Verbrennungsvorgangs tatsächlich bei diesem Vorgang irgendeine ausgeprägte Verbrennung erfaßt*/ auf gleichartige Weise die Brennstoffeinspritzung in die Maschine beendet und damit die Maschine sicher angehalten. Auf diese Weise ist diese Diesel-Brennstoffeinspritzpumpe ausfallsicher gestaltet.

Die Erfindung wurde zwar unter Bezugnahme auf die Zeichnung V' anhand des Ausführungsbeispiels dargestellt und beschrieben,·^" jedoch besteht keine Einschränkung hierauf. Vielmehr sind _; ._ verschiedenerlei Abwandlungen, Weglassungen und Änderungen im Rahmen der Erfindung möglich. Beispielsweise wird zwar -·>

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bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel die Dieselbrennkraftmaschine nicht angehalten, bevor nicht vier aufeinanderfolgende Verbrennungsvorgänge länger fortgesetzt waren als sie sollten, jedoch erfolgt diese Zählung nur, um gänzlich sicherzustellen, daß in der Brennkammer eine abnormale Verbrennung aufgetreten ist, so daß diese Zählung entfallen und die Maschine nach nur einem einzigen Auftreten einer übermäßig langen Verbrennung angehalten werden könnte. Es sind ferner verschiedene andere Abwandlungen möglich. Weiterhin ist anzumerken, daß die Erfindung auch bei einer herkömmlichen mechanischen Diesel-Brennstoffeinspritzpumpe anwendbar ist, bei der ein jeweiliger Brennstoffeinspritzvorgang statt mittels eines elektromagnetischen Ventils wie bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit einem Entlastungsring beendet wird.

Eine Brennstoffeinspritzpumpe für eine Dieselbrennkraftmaschine weist eine Einrichtung zum Berechnen einer angemessenen Brennstoffeinspritzmenge je Maschinentakt und eine Vorrichtung zum Einspritzen einer Brennstoffmenge je Maschinentakt auf, die im wesentlichen gleich der angemessenen, durch die Einspritzmengen-Berechnungseinrichtung bestimmten Brennstoffeinspritzmenge ist. Ferner weist die Pumpe auch eine Einrichtung zum Berechnen einer Bezugsbrenndauer, die im wesentlichen anzeigt, wie lange eine Verbrennung bei einem Maschinentakt dauern sollte, und eine Vorrichtung auf, die im wesentlichen den Beginn und das Ende der Verbrennung bei diesem Maschinentakt erfaßt. Aus dieser Information dieser Vorrichtung berechnet eine entsprechende

Einrichtung die im wesentlichen tatsächlich auftretende Dauer der Verbrennung bei diesem Maschinentakt, wonach dann eine weitere Einrichtung die berechnete tatsächliche Brenndauer mit der berechneten Bezugsbrenndauer vergleicht und _o_ aufgrund des Vergleichsergebnisses selektiv eine Vorrichtung zum Abstellen der Brennstoffeinspritzung betätigt, um

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damit die Dieselbrennkraftmaschine anzuhalten und dadurch ein Überdrehen oder Weiterlaufen infolge abnormaler Verbrennung zu verhindern, falls als Vergleichsergebnis ermittelt wird, daß die tatsächliche Brenndauer im Vergleich zu der Bezugsbrenndauer zu lang ist. Wahlweise kann bei diesem Vergleich berücksichtigt werden, ob die berechnete tatsächliche Brenndauer für eine bestimmte Anzahl aufeinanderfolgender Verbrennungszyklen länger als die berechnete Bezugs-

Q brenndauer war oder nicht, und der Lauf der Maschine unterbrochen werden, wenn dies der Fall war.

- Leerseite -·

Claims

Pellmann - Grams - Struif DipV.-chem." aVüwing

Dipl.-Ing. R. Kinne j

3435824 Dipl.-Ing. Ρ Grupe Γ

Dipl.-Ing. B. Pellmann Dipl.-Ing. K. Grams Dipl.-Chem. Dr. B. Struif

Bavariaring 4, Postfach 8000 München 2

Tel.: 089-539653 Telex: 5-24845 tipat . Telecopier: O 89 - 537377 cable: Germaniapatent Müi

28. September 1984

DE 4263 /

case AT-F-612 '.'.

Patentansprüche

1 ./Brennstoffeinspritzpumpe für Dieselbrennkraftmaschinen, gekennzeichnet durch eine Einspritzmengen-Berechnungseinrichtung (62; 100) zum Berechnen einer geeigneten Brenn- ► stoffeinspritzmenge (Q) je Maschinentakt, eine Einspritzvorrichtung (12, 38) zum Einspritzen einer Brennstoffmenge ie Maschinentakt, die im wesentlichen gleich der mittels · der Einspritzmengen-Berechnungseinrichtung bestimmten geeigneten Brennstoffeinspritzmenge ist, eine Bezugsbrenndauer-Berechnungseinrichtung (62; 104) zum Berechnen einer Bezugs- . brenndauer (TB), die im wesentlichen die Soll-Verbrennungsdauer bei einem Maschinentakt darstellt, eine Erfassungsvorrichtung (272), die im wesentlichen den Beginn und das Ende ' der Verbrennung bei dem Maschinentakt erfaßt, eine Istbrenn- ., dauer-Berechnungseinrichtung (62; 120), die aus der von der· ; Erfassungsvorrichtung gelieferten Information über den Beginn und das Ende der Verbrennung die im wesentlichen tat- ' ", sächlich bei dem Maschinentakt aufgetretene Dauer (T) der Verbrennung berechnet, eine Abstellvorrichtung (34) zum Unterbrechen der Brennstoffeinspritzung und eine Schaltein- '> richtung (62; 106, 108; 122) zum Betätigen der Abstellvorrichtung entsprechend dem Vergleich der berechneten Istbrenndauer mit der berechneten Bezugsbrenndauer. ;

A/25 * 2-

•^rnsa-' "-V-'München) KIo 3939 844 Bayer V—'—-—k (ΜύηπΙιβηΙ K!r, ί,0Β94ί

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2. Brennstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung (62; 106, 108; 122) die Abstellvorrichtung (34) zum Unterbrechen der Brennstoffeinspritzung betätigt, wenn für eine bestimmte Anzahl (C) aufeinanderfolgender Verbrennungszyklen die berechnete Istbrenndauer (T) länger als die berechnete Bezugsbrenndauer (TB) ist.
^q 3. Brennstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die bestimmte Anzahl (C) größer als "1" ist.
4. Brennstoffeinspritzpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Recheneinrichtung (62; 114) zum Berechnen eines Istzündzeitpunkts aus der von der Erfassungsvorrichtung (272) für das Erfassen des Beginns und des Endes der Verbrennung gelieferten Information.

_nr 5. Brennstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Sollzündzeitpunkt-Berechnungseinrichtung (62; 111) für das Berechnen eines Sollzündzeitpunkts und eine Stellvorrichtung (18) für das Einstellen des tatsächlichen Zündzeitpunkts entsprechend dem Vergleich des berechneten Sollzündzeitpunkts mit dem berechneten Istzünd-Zeitpunkts.