DE3522414A1

DE3522414A1 - Treibstoff-einspritzsystem fuer verbrennungsmotoren

Info

Publication number: DE3522414A1
Application number: DE19853522414
Authority: DE
Inventors: Susumu Saitama Yamaguchi
Original assignee: Diesel Kiki Co Ltd
Current assignee: Bosch Corp; Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Priority date: 1984-06-29
Filing date: 1985-06-22
Publication date: 1986-01-02
Also published as: US4619233A; JPS6114743U; KR890000895Y1; KR860000014U; DE3522414C2; JPH0455237Y2

Description

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85.213,ne

Essen, den 21. Juni 1985

der Firma

betreffend ein

Patentanmeldung

Diesel Kiki Co., Ltd. 6-7, Shibuya 3-chome, Shibuya-ku

Tokyo / Japan

"Treibstoff-Einspritzsystem für Verbrennungsmotoren"

Patentanwälte · Dipl.-Ing. Hans Dieter Gesthuysen ■ Dipl.-Phys. Hans Wilhelm von Rohr 4300 Essen 1, Huyssenallee 15, Telefon: 0201/233917, Telex: 08579990

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Die Erfindung betrifft ein Treibstoff-Einspritzsystem für Verbrennungsmotoren wie beispielsweise Dieselmotoren und insbesondere eine Verbesserung in einem Steuerungssystem eines solchen Treibstoff-Einspritzsystems.

Eine Treibstoff-Einspritzpumpe mit einem Mechanismus zur Erzielung eines veränderlichen Vorhubs ist bekannt (JA-P-OS 55-131.562). Die bekannte Pumpe umfaßt einen hin und her bewegbaren Kolben, der von dem die Pumpe umfassenden Verbrennungsmotor angetrieben wird. Außerdem ist in dieser Pumpe eine Steuerhülse vorgesehen, die auf den Kolben verschiebbar aufgepaßt und gegenüber dem Kolben axial bewegbar ist, um so den Vorhub des Kolbens justieren zu können. Bei der bekannten Treibstoff-Einspritzpumpe wird als Bewegungsübertragungsmechanismus zwischen dem Motor und dem Kolben eine Nocke zur Erzielung einer nicht gleichförmigen Geschwindigkeit verwendet, so daß der Kolben mit nicht gleichförmiger Geschwindigkeit hin und her geht. Gleichzeitig damit wird die Einspritzzeit und die Einspritzgeschwindigkeit verändert, welche von der Vorschubgeschwindigkeit des Kolbens abhängig ist. Zur Verbesserung des TreibstoffVerbrauchs und zur Verringerung von Lärm und Abgaskonzentration ist die Einspritzgeschwindigkeit üblicherweise so geregelt, daß sie bei geringer Motordrehzahl größer ist als bei normaler oder hoher Motordrehzahl.

Bei der bekannten Treibstoff-Einspritzpumpe erfolgt die Einstellung bzw. Justierung des Vorhubs und die Einstellung bzw. Justierung der Einspritzmenge völlig getrennt voneinander ohne jede Verbindung oder gegenseitige Abhängigkeit. Dementsprechend ist es schwierig, eine genaue Steuerung der Einspritzmenge zu ermöglichen. Genauer gesagt wird die Einspritzgeschwindigkeit entsprechend einer Vergrößerung des Vorhubs des Kolbens vergrößert, auch wenn der Arbeitshub des Kolbens konstant ist. Dementsprechend erhöht sich der Einspritzdruck und die tatsächliche Einspritzmenge wird um 10

bis 20 mm je Hub und mehr größer als bei der niedrigsten Einspritzgeschwindigkeit. Bei dem bekannten Treibstoff-Einspritzsystem wird einer Korrektur der tatsächlichen Einspritzmenge unter Berücksichtigung der Änderung der Einspritzgeschwindigkeit keine Beachtung geschenkt.

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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Treibstoff-Einspritzsystem anzugeben, bei dem die Einspritzmenge genau gesteuert werden kann, auch wenn die Einspritzgeschwindigkeit sich verändert.

Das erfindungsgemäße Treibstoff-Einspritzsystem für Verbrennungsmotoren, bei dem die zuvor aufgezeigte Aufgabe gelöst ist und eine Vielzahl weiterer Vorteile erreicht werden ist gekennzeichnet durch

a) eine Treibstoff-Einspritzpumpe, die von einem Verbrennungsmotor zur Treibstoffeinspritzung angetrieben wird und einen Kolben sowie eine Steuerhülse aufweist, wobei der Kolben mit nicht gleichförmiger Geschwindigkeit hin und her bewegbar ist und wobei die Steuerhülse auf den Kolben verschiebbar aufgepaßt ist,

b) eine erste Antriebseinheit, die betriebsmäßig mit dem Kolben verbunden ist, wobei mittels dieser ersten Antriebseinheit der Kolben drehbar und so der Arbeitshub des Kolbens justierbar ist,

c) eine zweite Antriebseinheit, die betriebsmäßig mit der Steuerhülse verbunden ist, wobei mittels dieser zweiten Antriebseinheit die Steuerhülse in axialer Richtung verschiebbar und so der Vorhub des Kolbens justierbar ist,

d) einen Betriebsparametersensor zur Feststellung von Betriebsparametern des Verbrennungsmotors,

e) einen Positionssensor zur Feststellung der Ist-Stellung der Steuerhülse,

f) eine erste Einrichtung zur Berechnung, und zwar zur Berechnung der Soll-Einspritzmenge, zur Ausführung von Berechnungen auf Grundlage der vom Betriebsparametersensor festgestellten Betriebsparameter des Verbrennungsmotors,

g) eine zweite Einrichtung zur Berechnung, und zwar zur Berechnung eines Soll-Vorhubs des Kolbens, zur Ausführung von Berechnungen auf Grundlage der vom Positionssensor festgestellten Position der Steuerhülse,

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h) eine dritte Einrichtung zur Berechnung, und zwar zur Berechnung von Korrekturkonstanten, zur Ausführung von Berechnungen auf Grundlage der festgestellten Betriebsparameter des Verbrennungsmotors und der festgestellten Position der Steuerhülse,

i) eine erste Steuereinheit zur Korrektur der Soll-Einspritzmenge und zur Abgabe eines Steuersignals an die erste Antriebseinheit, und zwar auf Grundlage der Korrekturkonstante, die von der dritten Einrichtung zur Berechnung berechnet worden ist bzw. sind, und

j) eine zweite Steuereinheit zur Abgabe eines Steuersignals an die zweite Antriebseinheit, und zwar auf Grundlage des Soll-Vorhubs, der von der zweiten Einrichtung zur Berechnung berechnet worden ist.

Die Einspritzzeit und die Einspritzgeschwindigkeit verändern sich mit dem Vorhub des Kolbens, der durch eine Verschiebung der Steuerhülse eingestellt wird, die auf dem mit nicht gleichförmiger Geschwindigkeit hin und her gehenden Kolben verschiebbar aufgepaßt ist. Die Einstellung des Vorhubs des Kolbens wird mittels eines Sensors für die Betriebsparameter des Verbrennungsmotors, einer Steuereinheit für den Vorhub und einer Antriebseinheit für die Steuerhülse erreicht. Die tatsächliche Einspritzmenge verändert sich mit dem Vorhub. Der Ist-Vorhub wird von einem Positionssensor festgestellt. Der Positionssensor und der Betriebsparametersensor geben entsprechende Ausgangssignale an eine Einrichtung zur Berechnung von Korrekturkonstanten, die die Größe der Abweichung und damit die Größe der Korrektur auf Grundlage der Ausgangssignale berechnet. Von dieser Einrichtung zur Berechnung wird ein Ausgangssignal einer Steuereinheit zur Steuerung der Einspritzmenge zugeleitet. Dieses Ausgangssignal entspricht dem Korrekturwert. Die Steuereinheit ihrerseits korrigiert die Einspritzmenge und gibt dann ein Steuersignal an einen Kolbenantrieb. Der Kolbenantrieb dreht den Kolben zur Einstellung des Arbeitshubs des Kolbens entsprechend der Größe des Vorhubs.

Eine Vielzahl anderer Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich für einen Fachmann bei Studium der nachfolgenden genauen Be-

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Schreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung unter Berücksichtigung der beigefügten Zeichnung.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Treibstoff-Einspritzsystems ,

Fig. 2 im Schnitt eine Treibstoff-Einspritzpumpe eines Treibstoff-Einspritzsystems aus Fig. 1,

Fig. 3 eine Teil-Seitenansicht der Treibstoff-Einspritzpumpe aus Fig. 2,

Fig. 4 ein Diagramm zur Erläuterung einer Ablaufkurve einer in der Treibstoff-Einspritzpumpe aus Fig. 2 verwendeten Nocke,

Fig. 5 eine diagrammartige Darstellung eines Steuerungssystems einer Treibstoff-Einspritzpumpe,

Fig. 6 ein Blockschaltbild eines Steuerungs-Schaltkreises des Steuerungssystems aus Fig. 5,

Fig. 7 ein AbIaufdiagramm zur Erläuterung des vom Steuerungs-Schaltkreis gemäß Fig. 6 durchgeführten Arbeitsprogramms und

Fig. 8 ein Diagramm zur Erläuterung von Korrekturkonstanten, die in bezug auf Vorhub und Motordrehzahl ermittelt worden sind.

Wie Fig. 2 zeigt, weist eine Treibstoff-Einspritzpumpe 1 ein Gehäuse 2 mit einer Vertikalbohrung bzw. Längsbohrung 3 auf, in welcher eine Kolbenführung 4 fest angebracht ist. Ein Kolben 5 ist verschiebbar in die Kolbenführung 4 eingepaßt zur Ausführung einer gleichzeitigen Hin- und Her- sowie

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Drehbewegung. Der Kolben 5 weist ein oberes Ende auf, das in einem Ventilgehäuse 6 angebracht ist, das seinerseits am oberen Ende des Pumpengehäuses 2 befestigt ist. Das Ventilgehäuse 6 beherbergt ein Auslaßventil 7, das in Ausrichtung mit dem Kolben 5 angebracht ist, so daß zwischen beiden eine Druckkammer 8 (Kompressionskammer, Einspritzkammer) ausgebildet ist. Die Druckkammer 8 vermag mit einer Auslaßöffnung 9 über das Auslaßventil 7 in Verbindung gebracht zu werden.

Das untere Ende des Kolbens 5 steht in Antriebsverbindung mit einer Nocke über einen Stößel 12. Die Nocke 11 ist auf einer Nockenwelle 10 ausgebildet und hat ein solches Nockenprofil, daß eine Nocken-Abiaufkurve der in Fig. dargestellten Art erreicht wird. Der Stößel 12 wird von einer Ventilfeder 13 (Schraubendruckfeder) auf die Nocke 11 gedruckt, so daß die Drehbewegung der Nocke 11 mit gleichförmiger Geschwindigkeit den Kolben 5 dazu bringt, mit einer nicht gleichförmigen Geschwindigkeit entsprechend dem vorgegebenen Nockenprofil der Nocke 11 hin und her zu gehen.

Der Kolben 5 hat ein Stirnteil 14, das mit einer Mengeneinstellhülse 15 gekuppelt ist. An der Mengeneinstellhülse 15 ist ein Eingriffsrand 16 befestigt, der in Eingriff mit einer Steuerstange 17 steht. Der Kolben 5 kann so drehend bewegt werden, um eine Justierung der Winkelstellung entsprechend der Bewegung der Steuerstange 17 zu erlauben. Zur Steuerung ist die Steuerstange 17 selbst mit einem Regler-Stellglied verbunden, das in einem elektronischen Regler 35 (dargestellt in Fig. 5) angeordnet ist. Das Regler-Stellglied bildet eine erste Antriebseinheit 100, dargestellt in Fig. 1.

Eine Steuerhülse 18 ist in einer mit einem Einlaßanschluß 19 in Verbindung stehenden Treibstoffkammer 20 oberhalb der Kolbenführung 4 angeordnet und auf den Kolben 5 gleitend aufgepaßt. Die Steuerhülse 18 ist nicht drehbar, da ein Führungszapfen 21. in einem axialen Schlitz in der Steuerhülse 18 geführt ist, jedoch ist die Steuerhülse 18 axial bewegbar, und zwar aufgrund Eingriffs mit einem Betätigungszapfen 23, der auf einer Steuerwelle 22 angebracht ist. Der Kolben 5 hat eine radial gerichtete öffnung 24

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zum Einlaß und Auslaß von Treibstoff, einen nicht dargestellten axialen Treibstoffkanal, der die öffnung 24 mit der Druckkammer 8 verbindet, und eine schraubenlinienartige Nut 25, die in der Außenfläche des Kolbens 5 ausgebildet ist und mit der öffnung 24 in Verbindung steht. Die Steuerhülse 18 hat eine radial gerichtete Abschaltöffnung 26, die mit der Treibstoff kammer 20 in Verbindung steht.

Befindet sich der Kolben 5 bei der so konstruierten Treibstoff-Einspritzpumpe 1 in seiner untersten Stellung, also am unteren Totpunkt, wie das in Fig. 2 dargestellt ist, so steht die öffnung 24 zum Einlaß und Auslaß von Treibstoff der Treibstoffkammer 20 gegenüber, so daß die Druckkammer 8 mit der Treibstoffkammer 20 in Verbindung steht. In diesem Zustand wird der Druck in der Druckkammer 8 nicht erhöht und das Auslaßventil 7 bleibt folglich geschlossen. Eine Aufwärtsbewegung des Kolbens 5 führt dazu, daß die öffnung 24 geschlossen wird, und zwar durch die Innenfläche der Steuerhülse 18. Daraufhin steigt der Druck in der Druckkammer 8 an. Der ansteigende Treibstoffdruck führt zur öffnung des Auslaßventils 7, so daß Treibstoff durch die Auslaßöffnung 9 einer nicht dargestellten Einspritzdüse zugeführt wird, von der aus dann der Treibstoff wechselweise in nicht dargestellte Motorzylinder eingespritzt wird. Das Ausmaß der Bewegung des Kolbens 5 von einem Ende bzw. vom unteren Totpunkt zum anderen Punkt (Ende), in dem die öffnung 24 zum Einlaß und Auslaß von Treibstoff geschlossen ist, stellt einen Vorhub des Kolbens 5 dar. Die Treibstoffeinspritzung beginnt, sobald die öffnung 24 geschlossen ist.

Wird der Kolben 5 danach weiter vorwärtsbewegt, so steht irgendwann die schraubenlinienartige Nut 25 der Abschaltöffnung 26 gegenüber, so daß die Druckkammer 8 mit der Treibstoffkammer 20 in Verbindung gebracht wird. Folglich sinkt dann der Druck in der Druckkammer 8 und schließt das Auslaßventil 7. Die Treibstoffeinspritzung wird unterbrochen, sobald die schraubenlinienartige Nut 25 mit der radial gerichteten Abschaltöffnung 26 in Verbindung kommt. Das Ausmaß der Bewegung des Kolbens 5 zwischen dem Beginn der Einspritzung und dem Ende der Einspritzung stellt den Arbeitshub des Kolbens 5 dar.

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Wie Fig. 3 zeigt, ist die Steuerwelle 22 mit einem Schrittmotor 27 gekuppelt, der auf einem an einer Seite des Pumpengehäuses 2 angebrachten Träger 28 angebracht ist. Der Schrittmotor 27 stellt eine zweite Antriebseinheit 200 in Fig. 1 dar. Der Schrittmotor 27 hat eine Abtriebswelle 27a, die mit einer Antriebswelle 33a eines Potentiometers 33 über einen Verbindungsmechanismus 32 mit drei Verbindungsgliedern 29, 30, 31 verbunden ist. Der Potentiometer 33 ist vorgesehen, um elektrisch die Arbeitsstellung des Kolbens 5 und damit den Vorhub des Kolbens 5 festzustellen. Wie der Schrittmotor 27 ist auch der Potentiometer 33 auf einem Träger 34 angebracht, der seinerseits an einer Seite des Gehäuses 2 befestigt ist. Der Potentiometer stellt einen Positionssensor 400 in Fig. 1 dar.

Fig. 5 zeigt in diagrammartiger Darstellung ein Treibstoff-Einspritzungs-Steuerungssystem entsprechend der Erfindung, bei dem ein Regler 35 auf der Treibstoff-Einspritzpumpe 1 angebracht ist. Der Regler 35 weist das Regler-Stellglied bzw. die erste Antriebseinheit 100 (Fig. 1) auf. Ferner weist der Regler 35 einen nicht dargestellten Steuerstangensensor zur Feststellung der Ist-Stellung Sr der Steuerstange 17 auf (Fig. 2), so daß ein die festgestellte Ist-Stellung anzeigendes Ausgangssignal an eine Steuereinheit 36 abgegeben werden kann.

Eine Eingangswelle bzw. Antriebswelle 38 ist mit der Nockenwelle 10 (Fig. 2) über eine Kupplung 37 verbunden und wird vom Motor angetrieben, so daß sie mit einem vorgegebenen Untersetzungsverhältnis, beispielsweise einem Untersetzungsverhältnis 2:1, rotiert. Eine Impulsgeberscheibe 39 ist auf der Antriebswelle 38 angebracht und ein Umdrehungssensor 40 ist der Impulsgeberscheibe 39 gegenüberstehend angeordnet, um auf elektrischem Wege die Motordrehzahl festzustellen. Vom Umdrehungssensor 40 wird ein Signal für die Motordrehzahl N_£ an die Steuereinheit 36 abgegeben.

Zusätzlich zu den Signalen zur Anzeige des.Vorhubs Sp, festgestellt vom Potentiometer 33, für die Ist-Stellung Sr der Steuerstange, festgestellt vom

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Steuerstangensensor, und für die Motordrehzahl Np festgestellt vom Umdrehungssensor 40, erhält die Steuereinheit 36 auch noch Signale, die andere Betriebsparameter des Motors anzeigen, beispielsweise für die Gaspedalstellung App, die Schmieröltemperatur oder Kühlwassertemperatur Tw und für den Ladedruck P_ß. Sensoren zur Feststellung dieser Parameter Sp, Sr, N_£, App, Tw und P_ß bilden insgesamt einen Betriebsparametersensor 300 in Fig. Die Steuereinheit 36 verarbeitet die festgestellten Signale rechnerisch, verstärkt sie und erzeugt bzw. bestimmt Steuersignale, die dann dem Regler-Stellglied und dem Schrittmotor 27 zugeleitet werden.

Wie Fig. 6 zeigt, umfaßt die Steuereinheit 36 einen Mikroprozessor 41 einer an sich bekannten Art, der als solcher zunächst einen Rechnerkern (CPU), einen programmierbaren Speicher (RAM) und einen Taktimpulsgenerator umfaßt. Der Mikroprozessor 41 ist mit einem Festwertspeicher (ROM) 42 zur Speicherung von Programmen und festen Daten sowie einer Eingabe/Ausgabe-Einheit 43 (I/O) zur Steuerung von Eingabe und Ausgabe verbunden. Der Mikroprozessor 41, der Festwertspeicher (ROM) 42 und die Eingabe/Ausgabe-Einheit (I/O) 43 bilden gemeinsam einen Mikrocomputer. Die Motordrehzahl N_E wird dem Mikroprozessor 41 über eine Eingangsschaltung 44 zugeleitet, die beispielsweise eine Impulsformerschaltung sein kann. Die Signale App, Tw, Pg und Sp werden einer Analogeingangsschaltung 45 zugeleitet, die aus einem Multiplexer besteht, der Ausgangssignale an einen Analog/Digital-Umsetzer (ADC) 46 in Folge eines Empfangs eines Auswahlsignals abgibt. Die umgesetzten Digitalsignale werden der Eingabe/Ausgabe-Einheit (I/O) 43 zugeleitet und erreichen dann den Mikroprozessor 41. Die Eingabe/Ausgabe-Einheit (I/O) 43 gibt diese Signale an eine nicht dargestellte Anzeigeeinheit ab, so daß die Motordrehzahl und andere Fehlerindikatoren überwacht werden können.

Der Mikroprozessor 41 errechnet eine Soll-Einspritzmenge und einen Soll-Vorhub entsprechend einem im Festwertspeicher (ROM) 42 gespeicherten Programm und erzeugt Digitalsignale entsprechend der so errechneten Soll-Einspritzmenge bzw. dem so errechneten Soll-Vorhub. Das Signal für die SoIl-

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Einspritzmenge wird einem Digital/Analog-Umsetzer (DAC) 47 zugeleitet und darin zu einem Analogsignal umgesetzt. Das Analogsignal wird einer Servoschaltung 48 zugeleitet und in dieser Servoschaltung 48 mit dem Signal für die Ist-Stellung Sr verglichen, das vom Steuerstangensensor kommt. Besteht eine Differenz zwischen diesen Signalen, so wird diese Differenz verstärkt und dann dem Regler-Stellglied des elektronischen Reglers 35 (Fig. 5) zugeleitet. Im übrigen wird das Signal für den Soll-Vorhub den Stellschaltungen 49a, 49b zugeleitet. Die Stellschaltung 49a leitet ein Stellsignal CW dem Schrittmotor 27 (Fig. 5) zu, so daß der Vorhub um einen Schritt vergrößert wird. Dementgegen führt ein Stellsignal CCW von der Stellschaltung 49b dazu, daß vom Schrittmotor 27 der Vorhub um einen Schritt verkleinert wird. Die Steuereinheit 36 in Fig. 6 arbeitet entsprechend dem Programm, das in Fig. 7 dargestellt ist.

Fig. 7 zeigt, daß in einem ersten Programmschritt 50 das Arbeitsprogramm nach Betätigen eines Netzschalters, der nicht dargestellt ist, vom Mikroprozessor 41 gestartet wird. Im zweiten Programmschritt 51 wird der freiprogrammierbare Speicher (RAM) in Grundstellung gebracht bzw. gelöscht. Im dritten Programmschritt 52 wird das Signal für die Motordrehzahl Nr gelesen und vorübergehend anstelle eines vorhergehenden Signals im freiprogrammierbaren Speicher (RAM) gespeichert. In den weiteren Programmschritten 53, 54 und 55 werden das Signal für die Gaspedalstellung App, für den Vorhub Sp und die weiteren Signale Tw, P_ß entsprechend gelesen. Im siebten Programmschritt 56 wird eine Soll-Einspritzmenge Q auf Grundlage der Parameter App, Tw, P_ß berechnet. Dazu dient eine Einrichtung zur Berechnung der Soll-Einspritzmenge 500, dargestellt in Fig. 1. Im achten Programmschritt 57 wird ein Soll-Vorhub Ps auf Grundlage der Parameter Np App und Q berechnet. Dieser Schritt wird von einer Einrichtung zur Berechnung des Soll-Vorhubs 600, dargestellt in Fig. 1, ausgeführt.

Der nächste Programmschritt 58 umfaßt das Errechnen von Korrekturkonstanten K durch eine Einrichtung zur Berechnung von Korrekturkonstanten 700, dargestellt in Fig. 1. Dazu werden, wie in Fig. 8 dargestellt, die Motor-

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drehzahl Np und der Ist-Vorhub Sp vom Potentiometer 33 als Parameter zur Bestimmung einer Konstante K herangezogen, und zwar durch Interpolation auf Grundlage von Daten, die im Festwertspeicher (ROM) 42 als zweidimensionale Karte gespeichert sind. Die Konstante K wird so vorgegeben, daß sie größer wird, wenn die Motordrehzahl N^ sinkt bzw. wenn der Vorhub Sp größer wird und umgekehrt kleiner wird, wenn die Motordrehzahl N^ größer wird bzw. wenn der Vorhub Sp kleiner wird. In anderen Worten ist die Konstante K dem Vorhub Sp direkt und der Motordrehzahl N_£ umgekehrt proportional. Diese Beziehung entspricht dem Änderungsverlauf in der Einspritzgeschwindigkeit.

Im zehnten Programmschritt 59 wird eine korrigierte Soll-Einspritzmenge Qs über die Formel Qs = K · Q ermittelt. Im elften Programmschritt 60 wird die korrigierte Soll-Einspritzmenge Qs dem Digital/Analog-Umsetzer (DAC) zugeleitet. Gleichzeitig wird das im achten Programmschritt 57 ermittelte Soll-Vorhubsignal Ps einer der Stellschaltungen 49a, 49b zugeleitet, wodurch sowohl die Einspritzmenge als auch der Vorhub gesteuert werden. Der Programmschritt 60 bedarf also einer ersten Steuereinheit 800 und einer zweiten Steuereinheit 900 entsprechend Fig. 1 zur Verwirklichung.

Das zuvor erläuterte Treibstoff-Einspritzsystem arbeitet folgendermaßen:

Sobald die Steuerstange 17 vom Regler-Stellglied betätigt wird, wird der Kolben 5 um seine Längsachse gedreht, um die Stellung der schraubenlinienartigen Nut 25 bezüglich der Abschaltöffnung 26 zu verändern, wodurch der Arbeitshub des Kolbens 5 verändert wird. Mit der Veränderung des Arbeitshubs des Kolbens 5 verändert sich auch die Einspritzmenge. Wird die Steuerwelle 22 durch den Schrittmotor 27 gedreht, so wird die Steuerhülse 18 in vertikaler Richtung bewegt. Dadurch wird die Entfernung zwischen der öffnung 24 zum Einlaß und Auslaß von Treibstoff und dem unteren Ende der Steuerhülse 18 verändert. Das Ergebnis ist, daß der Vorhub des Kolbens 5 verändert wird. Wie nun im einzelnen Fig. 4 zeigt, wird der Vorhub von einem Wert a auf einen Wert b vergrößert, während die Einspritzzeit vom

Wert T1 auf den Wert T2 um die Differenz Δ Τ vorgestellt wird. Während dieser Zeit bleibt der Arbeitshub konstant, was durch die Abstände c und d in Fig. 4 dargestellt ist, jedoch erhöht sich die Einspritzgeschwindigkeit aufgrund einer Erhöhung der Steigung der Nocken-Ablaufkurve. Die Einspritzgeschwindigkeit wird durch die Steuereinheit 36 so gesteuert, daß sie bei geringer Motordrehzahl größer ist. Steigt die Einspritzgeschwindigkeit an, so steigt auch die Einspritzmenge aufgrund des plötzlichen Anstiegs am Beginn der Einspritzung an. Diese Tendenz ist besonders bei Betrieb des Motors mit geringer Motordrehzahl bemerkbar. In dem zuvor erläuterten neunten Programmschritt 58 wird jedoch eine Korrekturkonstante K errechnet, und zwar in Abhängigkeit vom Anstieg der Einspritzmenge und es wird ein Steuersignal an das Regler-Stellglied gegeben, so daß dieser Anstieg in der Einspritzmenge ausgeglichen wird. Das Regler-Stellglied dreht den Kolben 5 mittels der Steuerstange 17, um so den Arbeitshub des Kolbens 5 einzustellen. Dadurch wird die optimale Einspritzmenge entsprechend den Betriebsparametern des Motors in den Motorzylinder eingespritzt.

Eine Abweichung von der Soll-Einspritzmenge wird durch Justierung des Vorhubs des Kolbens korrigiert, der mit einer nicht gleichförmigen Geschwindigkeit hin und her geht, mit dem Ergebnis, daß die Einspritzmenge immer auf dem optimalen Wert für die jeweiligen Betriebsbedingungen des Motors gehalten wird. Auch die Einspritzgeschwindigkeit ist in Abhängigkeit von den Betriebsparametern des Motors justierbar. Das Ergebnis ist, daß der Treibstoffverbrauch verringert wird, daß die Abgaskonzentration verringert wird und daß die Betriebsgeräusche verringert werden.

Unter Berücksichtigung der voranstehend gegebenen Lehren sind offensichtlich viele Ausgestaltungen und Abänderungen möglich, so daß deutlich ist, daß die Erfindung im Rahmen der Patentansprüche auch anders als zuvor im einzelnen erläutert ausgeführt werden kann.

Claims

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Patentansprüche:

\.J Treibstoff-Einspritzsystem für Verbrennungsmotoren, gekennzeichnet durch

a) eine Treibstoff-Einspritzpumpe (1), die von einem Verbrennungsmotor zur Treibstoffeinspritzung angetrieben wird und einen Kolben (5) sowie eine Steuerhülse (18) aufweist, wobei der Kolben (5) mit nicht gleichförmiger Geschwindigkeit hin und her bewegbar ist und wobei die Steuerhülse (18) auf den Kolben (5) verschiebbar aufgepaßt ist,

b) eine erste Antriebseinheit (100), die betriebsmäßig mit dem Kolben (5) verbunden ist, wobei mittels dieser ersten Antriebseinheit (100) der Kolben (5) drehbar und so der Arbeitshub des Kolbens (5) justierbar ist,

c) eine zweite Antriebseinheit (200), die betriebsmäßig mit der Steuerhülse (18) verbunden ist, wobei mittels dieser zweiten Antriebseinheit (200) die Steuerhülse (18) in axialer Richtung verschiebbar und so der Vorhub des Kolbens (5) justierbar ist,

d) einen Betriebsparametersensor (300) zur Feststellung von Betriebspara- * metern des Verbrennungsmotors,

e) einen Positionssensor (400) zur Feststellung der Ist-Stellung (Sp) der Steuerhülse (18),

f) eine erste Einrichtung zur Berechnung (500), und zwar zur Berechnung der Soll-Einspritzmenge, zur Ausführung von Berechnungen auf Grundlage der vom Betriebsparametersensor (300) festgestellten Betriebsparameter des Verbrennungsmotors,

g) eine zweite Einrichtung zur Berechnung (600), und zwar zur Berechnung eines Soll-Vorhubs des Kolbens (5), zur Ausführung von Berechnungen auf Grundlage der vom Positionssensor (400) festgestellten Position der Steuerhülse (18),

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h) eine dritte Einrichtung zur Berechnung (700), und zwar zur Berechnung von Korrekturkonstanten (K), zur Ausführung von Berechnungen auf Grundlage der festgestellten Betriebsparameter des Verbrennungsmotors und der festgestellten Position der Steuerhülse (18),

i) eine erste Steuereinheit (800) zur Korrektur der Soll-Einspritzmenge und zur Abgabe eines Steuersignals an die erste Antriebseinheit (100), und zwar auf Grundlage der Korrekturkonstante, die von der dritten Einrichtung zur Berechnung (700) berechnet worden ist bzw. sind, und

j) eine zweite Steuereinheit (900) zur Abgabe eines Steuersignals an die zweite Antriebseinheit (200), und zwar auf Grundlage des Soll-Vorhubs, der von der zweiten Einrichtung zur Berechnung (600) berechnet worden ist.
2. Einspritzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Antriebseinheit (100) als Regler-Stellglied ausgeführt ist.
3. Einspritzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Antriebseinheit (200) als Schrittmotor (27) ausgeführt ist.