DE4007239C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.

Üblicherweise steht die Beschleunigung, die der Fahrer beim Niederdrücken des Fahrpedals verspürt, zur korrespondierenden Brennstoff-Einspritzmenge und zur Drehzahl der Brennstoff-Einspritzpumpe in einem Verhältnis. Dieses Gefühl hängt unabhängig davon, ob die Brennstoff-Einspritzpumpe vom Verteilertyp oder vom in-line-Typ ist, in besonderem Maße von den Spezifikationen des Pumpenregelsystems ab.

Bemühungen, ein gewünschtes Beschleunigungsgefühl dadurch zu erreichen, daß die Brennstoff-Einspritzmenge gesteuert wird, litten unter Problemen, die sich durch Beschränkungen der Hübe und der Kräfte der verschiedenen Federn im Regelsystem ergaben. Beispielsweise sind dies Leerlauffedern, Dämpffedern, Teillastfedern und Regelfedern, die zusammen mit durch Festigkeitseigenschaften bedingten Beschränkungen das Ausmaß begrenzten, innerhalb dessen das Beschleunigungsgefühl verbessert oder eingestellt werden konnte.

Bei einer aus JP-A 63 73 540 bekannten Vorrichtung dieser Art wird die Brennstoff-Einspritzmenge an der Brennstoff-Einspritzvorrichtung mittels einer Hebelkombination gesteuert, deren Einstellung nicht mehr rasch verändert werden kann. Es läßt sich deshalb im Fahrzeug keine Umstellung der Brennstoff-Einspritzvorrichtung mehr vornehmen. Das dadurch bedingte Beschleunigungsgefühl ist bei manchen Fahrzeugen unbefriedigend und nur bei wenigen Fahrzeugen befriedigend.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Steuern der Brennstoff-Einspritzmenge zu schaffen, mit der das Beschleunigungsgefühl verbessert und eingestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Bei dieser Ausbildung ist das Verhältnis, mit dem die lineare Hubbewegung des Beschleunigungskabels in die Steuerwellendrehbewegung umgewandelt wird, stufenweise oder stufenlos dadurch veränderbar, daß die Form und/oder Lage der Stellplatte verändert wird. Bei der Verstellung ändert sich der Abstand zwischen einem Punkt, an dem das Beschleunigungskabel die Führungsfläche der Stellplatte berührt, und der Steuerwelle, um die der Steuerhebel schwenkt. Diese Abstandsveränderung wird über eine Einstellung des relativen Positionsverhältnisses zwischen der Stellplatte und dem Steuerhebel nach Bedarf vorgenommen, um den Schwenkradius des Steuerhebels zu ändern. Damit ändert sich das Ausmaß, mit dem die Geschwindigkeit der Brennstoff-Einspritzpumpe und die Brennstoff-Einspritzmenge in Übereinstimmung mit der linearen Hubbewegung des Beschleunigungskabels variieren. Beispielsweise kann das Beschleunigungsgefühl so eingestellt werden, daß eine rasche Beschleunigung bereits auftritt, sobald mit dem Niederdrücken des Fahrpedals begonnen wird. Denkbar ist es aber auch, eine Verzögerung zwischen dem Niederdrücken des Fahrpedals und der zu verspürenden Beschleunigung einzustellen. Es ergibt sich ein beträchtlicher Konstruktionsspielraum zum Verbessern bzw. Einstellen des Beschleunigungsgefühls. Zusätzlich ist das Einstellen leicht durchzuführen. Bei Entwicklungsarbeiten kann die Abstimmung im Fahrzeug selbst durchgeführt werden, ohne die Brennstoff-Einspritzpumpe auszubauen, und zwar unabhängig davon, ob es sich um eine Verteilerpumpe oder um eine in-line-Pumpe handelt. Dadurch wird der Zeitaufwand für solche Einstellarbeiten, speziell bei der Entwicklung, erheblich reduziert.

In den Unteransprüchen sind zweckmäßige Ausführungsformen enthalten.

Anhand der Zeichnung werden Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform einer Vorrich­ tung zum Steuern der Brennstoff- Einspritzmenge bei einer Brenn­ stoff-Einspritzvorrichtung ge­ mäß der Erfindung,

Fig. 2 eine Ansicht der Vorrichtung von Fig. 1 in Richtung eines Pfeils II,

Fig. 3 einen Querschnitt durch die Vor­ richtung von Fig. 1 in der Ebene III-III,

Fig. 4 ein Diagramm zur Pumpengeschwin­ digkeit und dem Schwenkwinkel des Steuerhebels,

Fig. 5 ein Diagramm zum Schwenkwinkel des Steuerhebels und dem Hub des Beschleunigungskabels,

Fig. 6 ein Diagramm zum Verhältnis zwi­ schen der Pumpengeschwindigkeit und dem Hub des Beschleunigungs­ kabels,

Fig. 7 ein Schema zur Verdeutlichung der Vorgangsweise beim Einstel­ len der Vorrichtung zum Steuern der Brennstoff-Einspritzmenge, bei einer Leerlaufeinstellung,

Fig. 8 eine zugehörige Darstellung der Verhältnisse beim Ziehen des Beschleunigungskabels,

Fig. 9 ein Einstellschema zum Erklären eines anderen Aspekts bei der Betätigung der Vorrichtung zum Steuern der Brennstoff-Ein­ spritzmenge im Leerlaufbetrieb,

Fig. 10 die Verhältnisse beim Ziehen am Beschleunigungskabel,

Fig. 11 eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform einer Vorrich­ tung zum Steuern der Brennstoff- Einspritzmenge bei einer Brenn­ stoff-Einspritzmenge bei einer Brennstoff-Einspritzvorrichtung gemäß der Erfindung, und

Fig. 12 eine Vorderansicht der Vorrich­ tung von Fig. 11 in Richtung eines Pfeiles XII.

Anhand der Fig. 1 bis 10 wird eine erste Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes erläutert.

In den Zeichnungen ist eine Vorrichtung 1 zum Steuern der Brennstoff-Einspritzmenge am oberen Teil einer Brennstoff-Einspritzvorrichtung 2 befestigt, die eine Verteilerpumpe oder eine in-line-Pumpe sein kann. Die Vorrichtung 1 weist eine Steuerwelle 3 auf, mit der die Menge des eingespritzten Brennstoffes gesteuert wird. Ferner ist ein Steuerhebel 4 vorgesehen, mit dem die Steuerwelle 3 verdrehbar ist. Am Steuerhebel 4 ist eine Stellplatte 5 angebracht, die unter jedem beliebigen Schwenkwinkel relativ zum Steuerhebel 4 verdrehbar und daran festlegbar ist, um das relative Positionsverhältnis zwischen dem Steuerhebel 4 und der Stellplatte 5 nach Bedarf einzustellen. An der Stellplatte 5 ist ein Beschleunigungskabel 6 angelenkt.

Die Steuerwelle 3 ist an eine Steuerzahnstange und Steuerhülse (beide sind nicht gezeigt) der Brennstoff-Einspritzvorrichtung 2 angelenkt. Die jeweilige Brennstoff-Einspritzmenge korrespondiert mit dem Drehwinkel der Steuerwelle 3.

Der Steuerhebel 4 schwenkt um die Achse der Steuerwelle 3. Die Brennstoff-Einspritzmenge kann auf diese Weise durch Verschwenken des Steuerhebels 4 und Drehen der Steuerwelle 3 um einen vorbestimmten Winkel gesteuert werden. Der Steuerhebel 4 ist mit dem Beschleunigungskabel 6 über die Stellplatte 5 verbunden.

Die Stellplatte 5 ist an einem passenden Platz am Steuerhebel 4 befestigt, etwa so, daß sie beispielsweise dessen oberen Teil bildet. In der Stellplatte 5 ist ein Zapfen 7 (Fig. 3) eingeformt, der drehbar in eine Zapfenaufnahme 8 des Steuerhebels 4 eingreift. Die Aufnahme gestattet ein Verstellen des relativen Positionsverhältnisses zwischen der Stellplatte 5 und dem Steuerhebel 4. Die Position des Steuerhebels 4 relativ zur Stellplatte 5 kann durch einen Bolzen 11 festgelegt werden, der in eine Befestigungsschraubbohrung 9 der Stellplatte 5 und einen gekrümmten Einstellschlitz 10 eingesetzt wird.

Gemäß den Fig. 2 und 3 ist ein Führungskanal 13 im oberen Randbereich der Stellplatte 5 bzw. des Steuerhebels 4 geformt. Zu diesem Zweck ist ein Führungsglied 12 mit einem gekrümmten Querschnitt vorgesehen. Das Beschleunigungskabel 6 ist an der Stellplatte 5 mittels eines Ankerbolzens 15 angelenkt, der in einen Kupplungsschlitz 14 nahe dem linksseitigen Ende des Führungskanals 13 in Fig. 1 eingreift.

Durch Lösen des Bolzens 11, Verdrehen der Stellplatte 5, um den Zapfen 7 in eine gewünschte Position zu bringen, und durch anschließendes Anziehen des Bolzens 11 zum Verriegeln des Steuerhebels 4 mit der Stellplatte 5 läßt sich die Niederdrückbewegung des Fahrpedals (nicht gezeigt) über das Beschleunigungskabel 6, den Ankerzapfen 15, die Stellplatte 5 und den Steuerhebel 4 auf die Steuerwelle 3 übertragen.

Der Abschnitt des Verstellschlitzes 10, der durch das Führungsglied 12 und den Führungskanal 13 gebildet wird, enthält eine gekrümmte Führungsfläche 16. Die Ausbildung gestattet es, den Abstand zwischen der Steuerwelle 3 und einem Punkt T in Übereinstimmung mit dem relativen Positionsverhältnis zwischen dem Steuerhebel 4 und der Stellplatte 5 einzustellen. Dies bedeutet eine Verstellung des Schwenkradius des Steuerhebels 4. Am Punkt T berührt das Beschleunigungskabel 6 die gekrümmte Führungsfläche 16.

Die Funktion der Vorrichtung 1 zum Verstellen der Einspritzmenge wird nachstehend erläutert. Der Einfachheit halber wird angenommen, daß die Brennstoff-Einspritzvorrichtung 2 die in der Fig. 4 gezeigte Charakteristika besitzt, d.h., daß beim Niederdrücken des Fahrpedals das Beschleunigungskabel 6 zu einer Seite, z.B. nach rechts bezüglich seiner Position in Fig. 1, gezogen wird. Dabei nimmt der Schwenkwinkel des Steuerhebels 4 zu. Die Steuerwelle 3 wird verdreht. Die Brennstoff-Einspritzmenge nimmt zu, wie auch die Geschwindigkeit der Brennstoff-Einspritzpumpe.

Anhand der Fig. 7 wird das relative Positionsverhältnis zwischen dem Steuerhebel 4 und der Stellplatte 5 beispielsweise gezeigt. Bei mit am unteren Ende des Einstellschlitzes 10 festgelegtem Bolzen 11 steht das Beschleunigungskabel 6 mit der gekrümmten Führungsfläche 16 an deren rechtem Ende im Führungskanal 13 in Berührung. Der Abstand zwischen dem Punkt T der Berührung und der Steuerwelle 3 entspricht R1. Dieser Zustand ergibt sich vor dem Niederdrücken des Fahrpedals, d. h. während der Leerlaufphase.

Sobald das Fahrpedal niedergedrückt wird, verschwenken der Steuerhebel 4 und die Stellplatte 5 um die Achse der Steuerwelle 3 (Fig. 8). Der Punkt T, an dem das Beschleunigungskabel 6 die gekrümmte Führungsfläche 16 berührt, wandert entlang der gekrümmten Führungsfläche 16 nach links in Richtung auf den Ankerzapfen 15 des Beschleunigungskabels 6. Der Abstand zwischen dem dann gegebenen, anfänglichen Berührungspunkt T des Kabels 6 und der Achse der Steuerwelle 3 entspricht R2. Dabei ist R1 größer als R2.

Da über ein und demselben Bewegungshub des Beschleunigungskabels 6 der Schwenkradius R1 größer als der Schwenkradius R2 ist, ergibt sich, daß der Drehwinkel der Steuerwelle 3 gemäß Fig. 7 kleiner ist als der Schwenkwinkel gemäß Fig. 8 (angedeutet durch die Linie A in Fig. 5), so daß (wie durch die Linie A in Fig. 6 angedeutet) die Pumpengeschwindigkeit am Beginn des Niederdrückens des Fahrpedals niedriger ist und dann allmählich ansteigt. Der dadurch für den Fahrer hervorgerufene Eindruck vermittelt eine kurze Pause zwischen dem Niederdrücken des Pedals und der einsetzenden Beschleunigung des Fahrzeugs.

Gemäß Fig. 9 wird zum Verändern des relativen Positionsverhältnisses zwischen dem Steuerhebel 4 und der Stellplatte 5 der Bolzen 11 gelöst. Die Stellplatte 5 wird um den Zapfen 7 verschwenkt und der Bolzen 11 entlang dem Verstellschlitz 10 zur gewünschten Position verlagert. Dann wird der Bolzen 11 wieder angezogen, um den Steuerhebel 4 mit der Stellplatte 5 in deren neuen Position zu verriegeln.

Nachdem diese Einstellung vorgenommen wurde, ist der Abstand R3 zwischen dem Berührungspunkt T und der Achse der Steuerwelle 3 vor dem Niederdrücken des Fahrpedals (dieser Zustand ist in Fig. 9 angedeutet) kleiner als der Abstand R4 zwischen dem Berührungspunkt T und der Achse der Steuerwelle 3, nachdem das Fahrpedal niedergedrückt und der Steuerhebel 4 und die Steuerplatte 5 dadurch mit der Steuerwelle 3 verschwenkt wurden (dieser Zustand ist in Fig. 10 angedeutet).

Da hiermit über ein und demselben Hub des Beschleunigungskabels 6 der Schwenkradius R4 größer wird als der Schwenkradius R3, ergibt sich, daß der Drehwinkel der Steuerwelle 3 gemäß Fig. 10 kleiner ist als der Drehwinkel gemäß Fig. 9. Das Verhältnis zwischen dem Hub des Beschleunigungskabels 6 und dem Schwenkwinkel des Steuerhebels 4 und somit der Pumpengeschwindigkeit ist dann wie mit der Linie B der Fig. 5 und 6 angedeutet. Der Fahrer wird zu dem Zeitpunkt, an dem er mit dem Niederdrücken des Fahrpedals beginnt, ein starkes Beschleunigungsgefühl verspüren, das von einer Abnahme der Beschleunigung mit zunehmendem Niederdrücken des Fahrpedals gefolgt wird.

Die Linie 10 in den Fig. 5 und 6 zeigt das Verhältnis zwischen dem Hub des Beschleunigungskabels 6 und dem Schwenkwinkel des Steuerhebels 4 und somit der Pumpengeschwindigkeit bei einer konventionellen Brennstoff-Einspritzvorrichtung 2, die nicht mit einer Vorrichtung zum Steuern der Brennstoff-Einspritzmenge gemäß vorliegender Erfindung ausgestattet ist. Durch Verstellen des relativen Positionsverhältnisses zwischen dem Steuerhebel 4 und der Stellplatte 5 nach Lösen des Bolzens 11 und Verschwenken der Stellplatte 5 um den Zapfen 7 in eine gewünschte Position mit nachfolgendem Anziehen des Bolzens 11 zum Verriegeln des Steuerhebels 4 mit der Stellplatte 5, kann bei der Erfindung der Schwenkradius R für die Steuerwelle 3 stufenlos oder stufenweise verändert werden. Mit anderen Worten läßt sich so das Beschleunigungsgefühl verändern, das mit dem Ausmaß des Niederdrückens des Fahrpedals korrespondiert, indem der Schwenkwinkel der Steuerwelle 2 relativ zum Hub des Beschleunigungskabels 6 verändert wird. Der Drehwinkel der Steuerwelle 3 verändert die Menge des eingespritzten Brennstoffs.

Da an der eigentlichen Brennstoff-Einspritzvorrichtung 2 keine Arbeiten vorgenommen werden müssen, ist die Verstellung des Beschleunigungsgefühls eine einfache und zweckmäßig, bei der nur die Verstellung des relativen Positionsverhältnisses zwischen dem Steuerhebel 4 und der Stellplatte 5 erforderlich ist. Dies gestattet es, das Beschleunigungsgefühl wahlweise zu verändern, obwohl die Brennstoff-Einspritzvorrichtung 2 an seinem Platz im Fahrzeug verbleibt. Dies führt dazu, daß die Umstellarbeit in kürzerer Zeit durchführbar ist und daß die Präzision bei der Umstellung hoch ist.

Erfindungsgemäß läßt sich ein gewünschtes Beschleunigungsgefühl durch zweckmäßiges Einstellen des relativen Positionsverhältnisses zwischen dem Steuerhebel 4 und der jeweiligen Stellplatte und durch die Ausbildung der gekrümmten Führungsfläche mit einer vorbestimmten Krümmung erzielen.

In den Fig. 11 und 12 ist eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung 20 zum Steuern der Brennstoff-Einspritzmengen gemäß der Erfindung erläutert. In der nachfolgenden Erläuterung dieser Ausführungsform sind mit in den Fig. 1 bis 10 gezeigten Teilen identische Teile mit denselben Bezugszeichen versehen.

Bei der Ausführungsform der Fig. 11 und 12 weist ein mit dem Steuerhebel 4 des ersten Ausführungsbeispiels korrespondierender Steuerhebel 21 eine erste Stellplatte 22 und eine zweite Stellplatte 23 auf. Die erste Stellplatte 22 ist zusammengesetzt aus einer unteren Stellplatte und einer oberen Stellplatte 24, 25, die, beispielsweise, durch Punktschweißungen 26 miteinander verschweißt sind. Das Ende der unteren Stellplatte 24 ist mit dem Steuerhebel 21 durch Punktschweißen 27 oder gleichartige Mittel verbunden. Die erste Stellplatte 22 ist auf diese Weise mit dem Steuerhebel 21 verbunden.

Eine gekrümmte Führungsfläche 29 wird durch einen Führungskanal 28 gebildet, der aus einer Führungszunge 24A an der unteren Stellplatte 24 und einer Führungszunge 25A an der oberen Stellplatte 25 geformt wird. Der Führungskanal 28 entspricht dem Führungskanal 13 des ersten Ausführungsbeispiels.

Die Krümmung der gekrümmten Führungsfläche 29 wird wie erforderlich eingestellt. In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 11 ist die Krümmung so gewählt, daß der Schwenkradius R der gekrümmten Führungsfläche 29 mit der Drehung des Steuerhebels 21 um die Achse der Steuerwelle 3 zunimmt.

Die zweite Stellplatte 23 ist so angebracht, daß sie konzentrisch mit dem Steuerhebel 21 um die Achse der Steuerwelle 3 verschwenkt. Der Steuerhebel 21 ist mit einem Einstellschlitz 30 und einer Befestigungsgewindebohrung 21 ausgestattet, die es ermöglichen, den Steuerhebel 21 und die zweite Stellplatte 23 in verschiedenen, gewünschten relativen Positionsverhältnissen durch Lösen und Anziehen des Bolzens 11 einzustellen und zu verriegeln. Bei dieser Anordnung wird die Stellung der ersten Stellplatte 22 und der gekrümmten Führungsfläche 29 relativ zum Beschleunigungskabel 6 nach Lösen des Bolzens 11 und Aufsuchen der gewünschten Relativposition des Steuerhebels 21 und der zweiten Stellplatte 23 eingestellt. Durch Anziehen des Bolzens 11 wird dann der Steuerhebel 21 wieder mit der zweiten Stellplatte 23 verriegelt.

Wie anhand der Fig. 7 bis 10 erläutert wurde, verändert sich der Abstand zwischen der Achse der Steuerwelle 3 und dem Berührungspunkt T des Beschleunigungskabels 6, d. h. der Schwenkradius R des Steuerhebels 21, um ein Maß, das mit dem Hub des Beschleunigungskabels 6 entsprechend dem Ausmaß des Niederdrückens des Fahrpedals variiert. Auf die gleiche Weise verändert sich der Schwenkwinkel des Steuerhebels 21 und damit die Geschwindigkeit der Brennstoff-Einspritzpumpe relativ zum Ausmaß des Niederdrückens des Fahrpedals, wie dies durch die Linie A in den Fig. 5 und 6 angedeutet ist. Auf diese Weise läßt sich das Beschleunigungsgefühl beliebig einstellen.

In den vorhergehenden Erläuterungen wird die Relativposition zwischen der Stellplatte und dem Steuerhebel durch Verdrehen des einen Elementes relativ zu dem anderen verstellt. Es ist aber auch möglich, Stellplatten unterschiedlicher Formen vorzubereiten, die an verschiedene Anwendungsfälle und Zwecke angepaßt sind, und diese dann bei Bedarf einzubauen.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann das Beschleunigungsgefühl ohne Modifizieren der Charakteristika des Regelsystems einer Brennstoffeinspritzpumpe verändert werden, wobei die Veränderungen extern von der Brennstoff-Einspritzvorrichtung oder deren Regelsystem vorgenommen werden. Diese Einstellarbeiten bestehen beispielsweise in einer Positionsveränderung der Stellplatte oder im Austausch der Stellplatte selbst. Dabei wird das Verhältnis stufenweise oder stufenlos verändert, mit dem die lineare Hubbewegung des Beschleunigungskabels in die Schwenkbewegung des Steuerhebels umgewandelt wird. Dies schafft einen breiten nutzbaren Bereich zum Verändern des Beschleunigungsgefühls, das bisher verschiedenen Beschränkungen unterlag, weil hierfür das Regelsystem oder dessen Spezifikationen geändert werden mußten.

Zusätzlich kann das Ausmaß der Charakteristika der Umwandlungen der linearen Bewegung des Beschleunigungskabels vergrößert werden, weil die Möglichkeit besteht, das Beschleunigungsgefühl bei an ihrem Platz im Fahrzeug belassener Brennstoff-Einspritzvorrichtung an die jeweiligen Anforderungen anzupassen. Da die Einstellarbeiten an externen Einstellmitteln vorgenommen werden, ist ein höherer Präzisionsgrad bei der Anpassung möglich.

Claims (4)

1. Steuervorrichtung für Brennstoff-Einspritzmenge einer Brennstoff-Einspritzvorrichtung, gekennzeichnet durch
eine Steuerwelle (3) zum Steuern der Brennstoff-Einspritzmenge;
durch einen Steuerhebel (4, 21) zum Verdrehen der Steuerwelle (3);
durch ein linear bewegbares Beschleunigerkabel (6) zum Verdrehen des Steuerhebels;
und durch wenigstens eine am Steuerhebel (4, 21) angeordnete Stellplatte (5; 22, 23), an der das Beschleunigerkabel (6) angelenkt ist und die einen Kurvenabschnitt (16, 29) aufweist, der für das Beschleunigerkabel (6) eine Führungsbahn bildet, wobei das relative Positionsverhältnis zwischen der Stellplatte (5, 23) und dem Steuerhebel (4, 21) einstellbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellplatte (5, 23) relativ zum Steuerhebel (4, 21) verdrehbar und in einer vorbestimmten Position am Steuerhebel (4, 21) festlegbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen dem Teil der Führungsbahn, der das Beschleunigungskabel (6) berührt, und der Steuerwelle (3) durch Verändern des relativen Positionsverhältnisses zwischen der Stellplatte (5, 22, 23) und dem Steuerhebel (4, 21) einstellbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellplatte (22, 23) aus einer ersten Stellplatte (22) und einer zweiten Stellplatte (23) gebildet ist.