DE3924128A1 - Steuereinrichtung zum stillsetzen einer brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Steuereinrichtung nach der Gattung des Anspruchs 1. Es sind schon Steuereinrichtungen für Reihenein­ spritzpumpen bekannt, bei denen bei mechanisch geregelten Reihenein­ spritzpumpen mit Schlüsselabstellung die Regelstange über einen mit Hilfsenergie gesteuerten Stellkolben in eine Stoppstellung gebracht wird. Dabei wurden als Hilfsenergie im allgemeinen als hydraulische Lösung der Kraftstoffdruck, als pneumatische Lösung der Über- oder Unterdruck der Luft oder als elektrische Lösung der Strom vorge­ schlagen. Diese Hilfsenergien sind jedoch nicht uneingeschränkt zu­ verlässig.

Wird der Kraftstoffdruck als Hilfsenergie eingesetzt, so kann bei tiefen Temperaturen eine Dieselkraftstoffversulzung mit einer Fil­ terverstopfung auftreten. Wie auch bei Kraftstoffleckagen ist hier der Druckaufbau gestört oder auch gar nicht mehr herstellbar.

Gleiches gilt für Druckluft als Hilfsenergie, wenn über Druckluft­ leckagen, beispielsweise durch Druckabfall im Druckluftbehälter bei langer Standzeit die Hilfsenergie nicht mehr im notwendigen Maß zur Verfügung steht.

Ein völliger Ausfall der Hilfsenergie, oft noch ohne Vorankündigung, kann bei der Versorgung mit Strom auftreten, wenn im Bordnetz aus diversen Gründen ein Stromausfall auftritt.

Nach der DE-AS 15 76 658 ist es bei einer gattungsgemäßen Steuerein­ richtung bekannt, als Hilfsenergie für die Abstelleinrichtung den Motorschmieröldruck heranzuziehen. Dabei wird eine Stirnseite der Regelstange zum Abstellen der Reiheneinspritzpumpe direkt mit dem unter Druck stehenden Motorschmieröl beaufschlagt und damit eine Verschiebung der Regelstange derart ausgelöst, daß diese in ihre Stoppstellung gelangt und die Kraftstoffzumessung ausgeschaltet ist. Zur Steuerung dieses Vorgangs ist ein an die Lichtmaschine ange­ schlossenes Magnetventil in Form eines 3/2-Wegeventil benützt, an das neben einer zu- und abführenden Druckleitung noch eine Entla­ stungsleitung angeschlossen ist.

Bei dieser Anordnung ist jedoch in nachteiliger Weise der zur Ver­ schiebung der Regelstange in die Stoppstellung vom Schmieröl beauf­ schlagte Druckraum nur über das baulich aufwendige 3/2-Ventil für den Wiederstart entlastbar. Da das 3/2-Ventil erst durch seine Be­ triebsstellung ermöglicht, daß die Regelstange in die Stoppstellung ausrücken kann, ergibt sich bei Stromausfall, wie er beispielsweise durch den Bruch eines Kabels auftreten kann, daß gar kein Abstellen mehr möglich ist.

Des weiteren kann bei dieser Anordnung der Umstand eintreten, daß beim Motorabstellen der Haltestrom für den Elektromagneten des Mag­ netventils bei sehr niedriger Motordrehzahl der Brennkraftmaschine, bei der die Lichtmaschine nicht mehr eine für den Betrieb des Magnetventils ausreichende Spannung abgibt, schon so weit abgefallen ist, daß das Magnetventil wieder schließt und der Regelweg minde­ stens teilweise wieder freigegeben wird, der Motor sich wieder fängt, erneut hochläuft und wieder nicht vollständig abstellt. Die­ ser Zustand entspricht einem als "sägen" bezeichneten Regelverhalten und ist ein periodisches Pendeln zwischen zwei ungewollten Betriebs­ zuständen, wodurch das sichere Abstellen der Brennkraftmaschine ver­ hindert wird.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Steuereinrichtung mit den kennzeichnenden Merk­ malen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß sie die vor­ stehenden Nachteile vermeidet. Dazu weist diese, den Druck des Mo­ torschmieröls als Hilfsenergie benutzend, als Magnetventil ein ein­ faches, stromlos offenes 2/2-Wegeventil auf, wobei noch die Druckzu­ führung zum Druckraum des Stellkolbens geschaltet wird und die Ent­ lastung des im Abstellfall die Regelstange in die Stoppstellung ver­ schiebenden Motorschmieröls bei zum Stillstand gekommener Kraft­ stoffeinspritzpumpe ungesteuert und selbständig durch die den Stell­ kolben rückführende Feder und die den Druckraum des Stellkolbens um­ gebende Abströmdrossel erfolgt. Damit erreicht die Regelstange nach dem Abstellen der Kraftstoffeinspritzpumpe selbständig die für die Startfreigabe erforderliche Position.

Die zum Stand der Technik als nachteilig mit "sägen" beschriebene unerwünschte Betriebsweise des periodischen unvollendeten Abstell­ vorgangs wird bei der erfindungsgemäßen Anordnung sicher durch das Rückschlagventil verhindert, das dem Druckraum von der Druckquelle aus strömungsmäßig vorgeschaltet ist und im Abstellfall bei zu schnell abfallendem Schmieröldruck ein zu schnelles Abfließen des Motorschmieröls aus dem Druckraum und somit ein Wiederhochlaufen der Brennkraftmaschine verhindert.

Durch diese Maßnahme verbleibt die Regelstange so lange in der Stoppstellung, bis die Brennkraftmaschine sicher zum Stillstand ge­ bracht ist, und zwar unabhängig davon, wie schnell und wann der Öl­ druck in der Brennkraftmaschine abgefallen ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den nachfolgenden Ansprü­ chen entnehmbar.

So wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 2 ein vor­ zugsweise im Stellkolben unmittelbar verkörperter Abströmkanal ver­ wendet, um den Druckausgleich zwischen dem Druckraum und dem Feder­ raum herzustellen, wodurch die Regelstange selbständig von der Stoppstellung in die Startstellung gelangt.

Mit dem im Kennzeichenteil des Anspruchs 3 enthaltenen, als Klappen­ ventil ausgebildeten Rückschlagventil ist es möglich, besonders feinfühlig auch bei nur geringen Stellkräften ein wirkungsvolles Schaltverhalten zu erzielen und Hysteresevorgänge im Regelverhalten der Steuereinrichtung zu vermeiden.

Durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 4 kann das Regel­ verhalten der Steuereinrichtung durch das über die Rückströmdrossel verkörperte Zeitglied zusätzlich beeinflußt werden.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung anhand einer einzigen Figur dargestellt und in der nachfolgenden Beschrei­ bung näher erläutert.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Die Steuereinrichtung für das Stillsetzen einer Dieselbrennkraftma­ schine gemäß der einzigen, vereinfacht dargestellten Figur besteht aus einem elektrischen Steuerkreis 11 und einem mit diesem zusammen­ wirkenden hydraulischen Steuerkreis 12 und bildet eine Anlaß- und Abstelleinrichtung.

An den elektrischen Steuerkreis 11 ist eine Batterie 13, ein Be­ triebskontakt 14 eines nicht dargestellten Hauptschalters, der all­ gemein als Lenkradschloß bezeichnet ist, ein mit dem Betriebskontakt 14 in Reihe geschalteter, als Öffner ausgebildeter Schaltkontakt 16, der von einem Dieselmotorsteuergerät 17 einer nicht dargestellten elektronischen Regeleinrichtung betätigt wird, sowie ein Elektromag­ net eines als ein 2/2-Wegeventil ausgebildeten Magnetventils 19 an­ geschlossen.

Eine Ventilbaugruppe 21 des Magnetventils 19 ist bei stromlosem Elektromagnet 18 geöffnet und Teil des hydraulischen Steuerkreises 12, der eine das Motorschmierol aufnehmende Ölwanne 22 aufweist, aus der eine zugleich mit der Brennkraftmaschine betriebene Ölpumpe 23 das Motorschmieröl zu den Schmierstellen der Brennkraftmaschine und in eine Druckleitung 24 fördert, in der die Ventilbaugruppe 21 ein­ gefügt ist und die zum Druckstutzen 26 eines Stellzylinders 27 führt.

In dem Stellzylinder 27 ist dichtend verschiebbar ein Stellkolben 28 gelagert, dessen dem Druckstutzen 26 zugewandte druckseitige Stirn­ fläche 29 einen Druckraum 31 begrenzt, in dem ein die Bewegung des Stellkolbens 28 in Richtung Volumeneinengung des Druckraums 31 hin beschränkender Anschlag 32 und ein Rückschlagventil 33 enthalten ist.

Der Anschlag 32 ist einstellbar als Funktion von Betriebskenngrößen, beispielsweise als Funktion der Temperatur des Motorschmieröls.

Das Rückschlagventil 33 ist als Klappenventil ausgebildet und an einen, den Druckraum 31 abschließenden, stirnseitig angeordneten Boden 34 des Stellzylinders 27 angeschlagen und wölbt sich je nach Bauart infolge einer federnden Eigenspannung oder unter Strömungs­ druck mit seinem freien Ende vom Boden 34 weg. Das Rückschlagventil 33 ist infolge seiner geringen Eigenspannung durch Strömungskräfte von aus dem Druckraum 31 zur Druckleitung 24 hin austretenden Motor­ schmieröls leicht an den Boden 34 anlegbar oder liegt durch Eigen­ spannung bereits am Boden 34 an.

Dadurch wird der Druckstutzen 26 in seinem Durchlaßquerschnitt bis auf einen geringen Restquerschnitt abgedeckt, wobei dieser durch eine in dem Rückschlagventil 33 befindliche Rückströmdrossel 36 ge­ bildet wird. Der Stellkolben 28 wird an einer federraumseitigen, dem Druckraum 31 abgewandten Stirnfläche 37 durch die Kraft einer vorge­ spannten Rückstellfeder 38 belastet, die sich an eine, einen Feder­ raum 39 abschließende, stirnseitig angeordnete Innenwandung 41 des Stellzylinders 27 abstutzt.

Die druckseitige Stirnfläche 29 und die federraumseitige Stirnfläche 37 des Stellkolbens 28 sind durch einen als Längsbohrung in dem Stellkolben 28 ausgebildeten Abströmkanal 46 mit darin befindlicher Abströmdrossel 42 verbunden.

Gleichachsig zum Stellkolben 28 steht aus dessen federraumseitiger Stirnfläche 37 ein zapfenförmiges Übertragungsglied 43 hervor, das die Innenwandung 41 des Stellzylinders 27 durchdringt und in Ein­ griff bringbar ist mit der als Fördermengenverstellglied dienenden Regelstange 44.

Alternativ zu diesem stirnseitigen Eingriff an der Regelstange 44 kann dieser bei beengten Anbauverhältnissen auch mittels eines strichpunktiert gezeichneten, rechtwinklig aus dem Stellkolben 28 vorstehendes Übertragungsglied 143 betätigt werden, das in diesem Fall in eine Längsnut 48 der Regelstange 44 oder in ein geeignetes Bauteil des Reglers eingreift, dieses in die Stoppstellung "0" ver­ schiebt, im Normalbetrieb deren Regelbewegung aber nicht behindert.

Die vorstehend beschriebene Anordnung weist den folgenden Funk­ tions- und Wirkungsablauf auf. Ausgehend von einer betriebenen Die­ selbrennkraftmaschine wird bei ihrer Abstellung der Betriebskontakt 14 des Hauptschalters in seine Offenstellung gebracht, wobei der Elektromagnet 18 des Magnetventils 19 stromlos wird und die Ventil­ baugruppe 21 in ihre, die Druckleitung 24 freigebende Ruhelage kommt.

Die an die Brennkraftmaschine gekoppelte Ölpumpe 23 ist infolge der noch laufenden Brennkraftmaschine in der Lage, Motorschmieröl aus der Ölwanne 22 zu saugen und über die Druckleitung 24 zum Druck­ stutzen 26 zu fördern. Das bei gesperrtem Magnetventil 19 geschlos­ sene Rückschlagventil 33 wird nun vom Druck des Motorschmieröls er­ faßt und öffnet den Durchlaß am Boden 34, so daß das Motorschmieröl, das zuvor nur durch die Rückströmdrossel 36 strömen konnte, nun im Hauptstrom den Druckraum 31 erreicht, wodurch der Stellkolben 28 schnell entgegen der Kraft der Rückstellfeder 38 verschoben wird und das mit ihm verbundene Übertragungsglied 43 die Regelstange 44 zu einer Linksverlagerung, z. B. aus ihrer Startstellung "S" oder, wie gezeichnet, aus ihrer Vollaststellung "V" in ihre, die Kraftstofför­ derung abstellende Stoppstellung "0" bringt, in der der Regelweg 46 der Regelstange 44 eliminiert ist, d. h. zu null wird.

Damit ist die Kraftstoffzufuhr zur Brennkraftmaschine unterbrochen und das durch sie betriebene Kraftfahrzeug kann zum Stillstand kom­ men.

Das bei diesem Abstellvorgang vom Druckraum 31 über die Drossel 42 zum Federraum 39 überfließende Motorschmieröl gelangt aus dem Feder­ raum 39 des Stellzylinders 27, z. B. entlang der Oberfläche des Übertragungsgliedes 43 bei einem nicht näher dargestellten sogenann­ ten gemeinsamen Ölhaushalt der Kraftstoffeinspritzpumpe und der Brennkraftmaschine aus dem Pumpengehäuse in die Ölwanne 22 zurück.

Bei zum Stillstand gekommener Brennkraftmaschine kann die Ölpumpe 23, die ebenfalls zum Stillstand gekommen ist, kein weiteres Motor­ schmieröl zum Stellkolben 28 hin fördern und das im Druckraum 31 be­ findliche Motorschmieröl wird durch die Rechtsverlagerung des Stell­ kolbens 28 mittels der Kraft der Rückstellfeder 38 einerseits durch die Abströmdrossel 42 zum Federraum 39 und andererseits durch die Rückströmdrossel 36, die bei stromlosem Magnetventil 19 geöffnete Ventilbaugruppe 21, die Durchleitung 24 und die Ölpumpe 23 zur Öl­ wanne 22 verdrängt, insofern das Rückschlagventil 33 mit der Rück­ strömdrossel 36 versehen ist.

Mit der Rechtsverlagerung des Stellkolbens 28 und seines Übertra­ gungsgliedes 43, die bis zum Auftreten der druckraumseitigen Stirn­ fläche 29 des Stellkolbens 28 auf den Anschlag 32 erfolgt, wird für die Regelstange 44 der volle Regelweg 47 freigegeben und die Regel­ stange 44 kann über eine mitvollzogene Rechtsverlagerung in die Startstellung "S" für maximale Kraftstoffeinspritzmenge gelangen.

Damit ist die für das Abstellen der Brennkraftmaschine vorübergehend in die Stoppstellung gebrachte Regelstange 44 von selbst wieder in eine, den Start der Brennkraftmschine ermöglichende Betriebsstellung gelangt.

Mit der beim Abstellvorgang erfolgten Rechtsverlagerung des Stell­ kolbens 28 legt sich das Rückschlagventil 33 durch die Strömungs­ kräfte des zur Ölwanne 22 abfließenden Motorschmieröls an den Boden 34 an, womit sich der Abfluß des Motorschmieröls verlangsamt, da nun die geringe Querschnittsfläche der Rückströmdrossel 36 die Entlee­ rung des Druckraums 31 zur Ölwanne 22 hin hemmt.

Damit wird verhindert, daß beim Abstellen der Brennkraftmaschine der Druck des Motorschmieröls bei sehr niedriger Betriebsdrehzahl schon so weit abgefallen ist, daß der Regelweg 46 für die Regelstange 44 teilweise wieder freigegeben wird, die Brennkraftmaschine sich wie­ der fängt, erneut hochläuft und wieder nicht vollständig abstellt, so daß das durch die Brennkraftmaschine betriebene Kraftfahrzeug letztlich nicht zum Stillstand kommen würde.

Die Funktion des Rücklaufventils 33 mit der Rückströmdrossel 36 kann ersatzweise auch ein Rückschlagventil 33 ohne Rückströmdrossel 36 ubernehmen, da der Rückfluß des Motorschmieröls bei sich nach rechts verlagerndem Stellkolben 28 bei sich nun im Sperrzustand befindli­ chem Rückschlagventil 33 auch schon allein über die Abströmdrossel 42 möglich ist, um der Regelstange 44 den notwendigen Regelweg 47 für die Startbereitschaft zu einem möglichen Wiederstart zu ver­ schaffen.

Claims (4)

1. Steuereinrichtung zum Stillsetzen einer Brennkraftmaschine, ins­ besondere einer Dieselbrennkraftmaschine, mit einer durch einen Hauptschalter mittels eines Schlüssels betätigbaren Anlaß- und Ab­ stelleinrichtung, die ein auf das Fördermengenverstellglied einer Kraftstoffeinspritzpumpe einwirkendes, von einem Magnetventil (19) gesteuert durch den Motorschmieröldruck betätigtes Abstellelement und einen, den Hauptschalter und den Elektromagneten des Magnetven­ tils (19) aufweisenden elektrischen Steuerkreis (11) umfaßt, wobei das Magnetventil (19) zumindest willkürlich durch ein vom Haupt­ schalter auslösbares Steuersignal derart ansteuerbar ist, daß beim Abstellen der Brennkraftmaschine das Fördermengenverstellglied der Kraftstoffeinspritzpumpe durch den in einem Druckraum (31) des Ab­ stellelements wirkenden Motorschmieröldruck in eine Stoppstellung "0" und nach dem erreichten Stillstand durch eine Rückstellfeder (38) in eine den Wiederstart der Brennkraftmaschine ermöglichende Startstellung "S" verstellt wird, wobei das Magnetventil (19) als ein 2-Stellungs-Wegeventil ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetventil (19) ein stromlos geöffnetes 2/2-Wegeventil ist, daß das Abstellelement einen den Druckraum (31) als bewegliche Wand begrenzenden, in einem Stellzylinder (27) geführten Stellkolben (28) und eine den Druckraum (31) zur Ermöglichung des Wiederstarts mit einem Raum niedrigen Drucks verbindende Abströmdrossel (42) so­ wie ein dem Magnetventil (19) nachgeschaltetes und zum Druckraum (31) hin öffnendes Rückschlagventil (33) aufweist.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abströmdrossel (42) sich in einem den Stellkolben (28) umgehen­ den Abströmkanal (46) befindet, der den Druckraum (31) mit einem als Raum niedrigen Drucks dienenden, die Rückstellfeder (38) aufnehmen­ den Federraum (39) verbindet und vorzugsweise innerhalb des Stell­ kolbens (28) verläuft, wobei der Federraum (39) an eine, dem Druck­ raum (31) abgewandte Stirnfläche (37) des Stellkolbens (28) angrenzt.

3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (33) ein Klappenventil ist, das durch Eigenspannung eine im Ruhezustand den Durchfluß sperrende Lage ein­ nimmt und durch Strömungskräfte des zufließenden Motoröls aufdrück­ bar ist.

4. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Rückschlagventil (33) mit einer Rückströmdrossel (36) versehen ist, die den Druckraum (31) bei geöffnetem Magnet­ ventil (19) verzögert entlastet.