DE7330938U

DE7330938U - PRE-CONTROL REGULATOR WITH ELECTRONIC CONTROL FOR INJECTION PUMPS

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Publication number: DE7330938U
Application number: DE7330938U
Authority: DE
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Priority date: 1972-08-25
Filing date: 1973-08-24
Publication date: 1976-12-30
Also published as: IT965124B; FR2197113B1; DE2342870A1; FR2197113A1

Description

Die Neuerung "betrifft einen Voreilregler mit elektronischer Steuerung für Einspritzpumpen der Art» hei welcher die Änderung der Voreilung dem Einfluß mehrerer Betriebsparameter des Motors unterliegt.The innovation "concerns a lead regulator with electronic Control for injection pumps of the type, which means that the change in the lead is influenced by several operating parameters of the Engine is subject.

Gewöhnlich wird die Regelung des Voreilwinkels für Einspritzpumpen einem Fliehkraftregler übertragen, der auf die Drehzahl der Motorwelle anspricht, so daß der Voreilwinkel durch die vom Regler erreichte Gleichgewichtsstellung bestimmt wurde. Solche Fliehkraftregler können entweder unmit-Usually the control of the advance angle is used for injection pumps transmitted to a centrifugal governor, which responds to the speed of the motor shaft, so that the advance angle was determined by the equilibrium position reached by the controller. Such centrifugal governors can either

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telbar oder über eine hydraulische Servosteuerung wirken· Bei den modernen Motoren mit geringer Luftverschmutzung besteht jedoch die Notwendigkeit! den Voreilwinkel nicht nur in Abhängigkeit von der Drehzahl des Motors zu regeln, sondern auch von anderen Parametern» wie die Temperatur der Abgase, dem Druck in der Auspuffleitung oder auch, bei den komplizierteren Systemen, von der chemise-hen Zusammensetzung der Abgase selbst.act directly or via a hydraulic servo control · In modern engines with low air pollution however, there is a need! not the lead angle can only be regulated depending on the speed of the motor, but also on other parameters such as the temperature the exhaust gases, the pressure in the exhaust line or, in the case of more complex systems, the chemical composition the exhaust itself.

Für diesen Zweck wird gegenwärtig eine Schaltung zur elektronischen Verarbeitung verwendet, die durch Meßwandler gesteuert wird, die dazu dienen, Signale zu liefern, die den verschiedenen Parametern entsprechen, welche Schaltung so programmiert ist, daß ein Ausgangssignal abgegeben wird, das zur Steuerung der Veränderung der Voreilung geeignet ist. Dieses Signal stellt daher eine Funktion des gewünschten Voreilwinkels dar. Hierdurch wird, normalerweise durch die Betätigung eines proportionalen Magnetventils, eine dosierte Zufuhr eines hydraulischen Arbeitsmittels zu einem Betätigungsorgan bewirkt, welches eine Zwischenmuffe zwischen einer Steuerwelle und einer zu regelnden Welle verschiebt, bis beim Erreichen des optimalen Voreilwinkels die Parameter, welche das System beeinflussen, solche Werte erreichen, daß das Ausgangssignal vermindert und damit die Zufuhr von hydraulischem Arbeitsmittel zum Betätigungsorgan vermindert wird oder aufhört. 'For this purpose, an electronic processing circuit is currently used which is provided by transducers which serve to provide signals corresponding to the various parameters which Circuit is programmed to emit an output signal which is suitable for controlling the change in the advance. This signal therefore represents a function of the desired lead angle. This is, usually by actuating a proportional Solenoid valve, causes a metered supply of a hydraulic working medium to an actuator, which an intermediate sleeve between a control shaft and a shaft to be controlled moves until the optimum is reached Advance angle, the parameters which affect the system, reach such values that the output signal reduced and thus the supply of hydraulic working fluid to the actuator is reduced or ceases. '

Diese Art der Regelung ist wenig rasch wegen der Langsamkeit, mit welcher die Betriebsparameter des Motors normalerweise auf die Veränderung der Voreilung reagieren, und kann außerdem zu einer Instabilität des Systems wegen der Zahl der eine Rolle spielenden Parameter und wegen der manchmal stark nicht-linearen Natnr ihrer Veränderungen führen.This type of control is not very fast because of the slowness with which the operating parameters of the engine normally operate react to the change in lead, and can also cause instability of the system because of the Number of parameters that play a role and because of the sometimes strongly non-linear nature of their changes to lead.

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Aufgabe der Neuerung ist die Beseitigung der voerwähnten Kachteile des Standes der Technik durch die Angabe eines Voreilreglers für Einspritzpumpen mit elektronischer Steuerung, der außerordentlich rasch anspricht und von absoluter Stabilität ist.The task of the innovation is to eliminate the aforementioned parts of the prior art by specifying a Advance regulator for injection pumps with electronic control, which responds extremely quickly and from absolute stability.

Dieses Ziel wird außer anderen Zielen und Vorteilen, die sich aus der näeiiiolgeriden Beschreibung ergeben? neuenmgsigemäß durch einen Voreilregler für Einspritzpumpen erreicht, bei -welchem eine Regelwelle und eine Antriebswelle vorgesehen sind, und hydraulische Organe» die von einer elektronischen Regeleinrichtung betätigt werden, welche von mehreren Betriebsparametern des Motors gesteuert wird, um mittels einer axialen Verschiebung der Muffe die winkelige Phasenverschiebung zwischen den beiden Wellen des Reglers zu verändern und damit die Voreilung in Abhängigkeit von den erwähnten Parametern zu verändern, wobei sich die Neuerung dadurch kennzeichnet, daß Winkelversehiebungs-Fühlorgane vorgesehen sind, welche die winkelige Versetzung zwischen den beiden Wellen des Reglers ermitteln, sowie ein Differentialverstärker, der die Differenz zwischen dem Ausgangssignal der erwähnten Fühlorgane und dem Ausgangssignal der elektronischen Regeleinrichtung feststellt, welche Differenzsignal als Steuersignal für die hydraulischen Organe dient.Is this goal, in addition to other goals and advantages resulting from the more detailed description? as new achieved by an advance regulator for injection pumps, in which a control shaft and a drive shaft are provided are, and hydraulic organs »which are operated by an electronic control device, which is controlled by several operating parameters of the motor, by means of an axial displacement of the sleeve to change the angular phase shift between the two shafts of the controller and thus the lead as a function to change from the parameters mentioned, the innovation being characterized in that angular displacement sensing elements are provided, which determine the angular displacement between the two shafts of the controller, as well as a differential amplifier, the difference between the output signal of the mentioned sensing elements and the output signal of the electronic control device determines which differential signal is used as a control signal for the hydraulic organs.

Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform der Neuerung beispielsweise in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung beschrieben.The following is a preferred embodiment of the innovation, for example in connection with the enclosed Drawing described.

Der in der Zeichnung dargestellte Voreilregler 10 besitzt einen Teil 12, der die Regelwelle darstellt, und einen Teil 14, welcher die Antriebswelle bildet. Die beiden Teile sind innen durch eine Schrägverzahnung mit einer Zwischen-The advance regulator 10 shown in the drawing has a part 12, which represents the control shaft, and a part 14, which forms the drive shaft. The two parts are internally connected by helical teeth with an intermediate

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muffe (nicht dargestellt) in an sich "bekanntel· Weise verbunden, wie beispielsweise in der italienischen Patentschrift 847 723 vom 28. September 1968 beschrieben.sleeve (not shown) connected in a manner known per se, as described, for example, in the Italian patent 847 723 of September 28, 1968.

Eine Quelle 16 eines unter Druck stehenden hydraulischen Arbeitsmittels j welche die Ölpumpe des Motors sein kann, fördert durch eine Leitung 18 über ein proportionales Magnetventil 20 mit Steuereinrichtung 21, so daß ein dosierter Druck einem Einlaß 22 des Reglers 10 zugeführt wird, um eine winkelige Phasenverschiebung zwischen den beiden Wellen 12, Η in der aus der erwähnten Patentschrift bekannten Weise zu erhalten.A source 16 of a pressurized hydraulic working medium j which can be the oil pump of the engine, promotes through a line 18 via a proportional solenoid valve 20 with control device 21, so that a metered Pressure is fed to an inlet 22 of the regulator 10 to cause an angular phase shift between the two Shafts 12, Η in the known from the patent mentioned Way to get.

Eine elektronische Regeleinrichtung 24, die ebenfalls von an sich bekannter Art sein kann, besitzt mehrere Eingänge 26, 28, 30, um entsprechende Signale von dem jeweiligen Wandler der gewünschten physikalischen Parameter aufzunehmen, wie in der Einleitung beschrieben und dem Fachmann bekannt ist. Die elektronische Einrichtung 24 verarbeitet die Eingangssignale, um auf eine leitung 32 ein Ausgangssignal zu geben, das den jeweils gewünschten Voreilwinkel darstellt.An electronic control device 24, which can also be of a type known per se, has several inputs 26, 28, 30 to receive corresponding signals from the respective transducer of the desired physical parameters, as described in the introduction and known to the person skilled in the art. The electronic device 24 processes the input signals to on a line 32 an output signal to be given, which represents the respective desired lead angle.

Die Teile 12 und 14 des Voreilreglers sind je mit einem Zahnrad 34 bzw. 36 versehen, von denen jedes beispielsweise 38 Zähne besitzt und die aus einem ferromagnetischen Material hergestellt sind. Jedem der Zahnräder 34, 36 ist ein magnetischer Geber 38, 40 zugeordnet, von denen jeder die Veränderungen des magnetischen Widerstandes ermittelt, die durch die Drehung der beiden Zahnräder entstehen, um auf die jeweilige Ausgangsleitung 42, 44 Impulsfolgen in dem Maße zu geben, daß ein Impuls bei jedem Vorbeigang eines Zahnes an dem jeweiligen Geber abgegeben wird.The parts 12 and 14 of the advance regulator are each with one Gear 34 and 36, respectively, each of which has, for example, 38 teeth and which consist of a ferromagnetic Material are made. Each of the gears 34, 36 is assigned a magnetic transmitter 38, 40, each of which determines the changes in magnetic resistance caused by the rotation of the two gears on the respective output line 42, 44 to give pulse trains to the extent that one pulse with each passage of a tooth is delivered to the respective donor.

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Eine "besonders vorteilhafte Ausführungsform der Za τη rad— Gebereinrichtungen 34» 38 und 36, 40 ist "beispielsweise in der italienischen Patentschrift 911 937 vom 16. Oktober 1970 "beschrieben.A "particularly advantageous embodiment of the Za τη rad— Transmitter devices 34 »38 and 36, 40 is" for example in the Italian patent specification 911 937 of October 16 1970 ".

Die Impulsfolgen werden in monostabilen Multivibratoren 46, 48 in Rechteckwellen umgeformt.The pulse trains are converted into square waves in monostable multivibrators 46, 48.

Die Ausgänge 50 und 52 der Multivibratoren 46, 48 steuern den "Steil"-Eingang und den "Rücksteil"-Eingang einer ]?lip-]?lop-Sehaltung 54 > deren Ausgangssignal durch ein Tiefpaßfilter 56 gefiltert wird, um eine im wesentlichen stetige Gleichspannung zu erzielen.The outputs 50 and 52 of the multivibrators 46, 48 control the "steep" input and the "backward" input of one ]? lip -]? lop attitude 54> its output signal through a Low pass filter 56 is filtered to achieve a substantially steady DC voltage.

Die Geber 38, 40 sind so angeordnet, daß bei stehendem Motor diese sich gegenüber einem Zahn des jeweiligen Zahnrades befinden. Daher wird, wenn der Motor in Gang gesetzt wird, durch die Impulsfolgen auf den Leitungen 50 und 52 die Flip-Flop-Schaltung 54 wechselweise gestellt und zurückgestellt, welche eine längere Zeit in dem einen oder in dem anderen ihrer Zustände verbringt, je nachdem ein bestimmtes der Zahnräder 34, 36 und damit der mit ihnen verbundenen Teile 12, 14 sich mit Bezug auf das andere in Voreilung oder in Nacheilung befindet.The donors 38, 40 are arranged so that when standing Motor these are located opposite a tooth of the respective gear. Therefore, when the engine is started by the pulse trains on lines 50 and 52 the flip-flop circuit 54 alternately set and reset, who spends a longer time in one or the other of its states, depending on the one Certain of the gears 34, 36 and thus the parts 12, 14 connected to them differ with respect to the other is ahead or behind.

Der Gleichspannungsgehalt des Ausgangssignals der Flip-Plop-Schaltung 54 ist daher zur winkeligen Phasenverschiebung zwischen den beiden Teilen 12, 14 des Reglers proportional. Die Ausgangsspannung des Tiefpaßfilters 56 auf der Leitung 58 stellt daher den effektiven Voreilwinkel dar.The DC voltage content of the output signal of the flip-plop circuit 54 is therefore for the angular phase shift between the two parts 12, 14 of the controller proportional. The output voltage of the low pass filter 56 on line 58 therefore represents the effective advance angle.

Das Signal auf der Leitung 58, welches die effektive Voreilung darstellt, und das Signal auf der Leitung 32_; wel-The signal on line 58 representing the effective lead and the signal on line 32 _; wel-

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ch.es die gewünschte Voreilung darstellt, werden in einem Differenz-verstärker 60 verglichen, dessen Ausgang die Magnetspule 21 des Magnetventils 20 über eine Leitung 62 steuert.ch.es represents the desired lead, are in a Difference amplifier 60 compared, the output of which the Solenoid coil 21 of solenoid valve 20 controls via a line 62.

Wie ersichtlich, wird durch das Vergleichen der Ausgangssignale der elektronischen Einrichtung 24 und des Td-rffpaßfilters 56 eine hohe Geschwindigkeit in der Winkeleinstellung des Seglers erhalten.? wodurch, einerseits die Ansprechverzögerung der "bekannten Systeme vermieden wird und andererseits deren !Instabilität oder Pendeln infolge von tjberkorrekturen der Voreilung mit nachfolgenden Gegenkorrekturen, die "bei den "bekannten Systemen auftreten, wenn versucht wird, deren Ansprechzeit über "bestimmte Grenzen hinaus zu verkürzen.As can be seen, by comparing the output signals the electronic device 24 and the Td rff pass filter 56 get a high speed in the angular adjustment of the sailor. whereby, on the one hand, the response delay the "known systems are avoided and on the other hand their instability or oscillation as a result of overcorrections of the lead with subsequent countercorrections, which occur "in the" known systems when an attempt is made to reduce their response time via "certain To shorten boundaries beyond.

Die Verwendung einer Flip-Elop-Schaltung 54 zur Ermittlung der Differenz zwischen den Signalen der Geher 38, 40 verleiht der Schaltung einen optimalen Störungsschutz und setzt außerdem das System in die Lage, sich unbegrenzt in einem gegebenen Zustand zu halten, wenn die Differenz der Winkeleinstellung zwischen den Teilen 12, 14 für lange Zeitperioden konstant gehalten wird.The use of a flip-elop circuit 54 to determine the difference between the signals of the walkers 38, 40 gives the circuit an optimal protection against interference and also enables the system to hold itself in a given state indefinitely, if the difference is the angular setting between the parts 12, 14 is kept constant for long periods of time.

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SCHUTZANSPRÜCHEPROTECTION CLAIMS

Claims

SCHTTIZ CLAIMS

1. Advance regulator for injection pumps with a control shaft and a drive shaft connected by a helical sleeve and hydraulic organs »die are operated by an electronic control device, which is controlled by several operating parameters of the engine, by means of an axial displacement the sleeve to change the angular phase shift between the two shafts of the controller and thus the To change advance depending on the parameters mentioned »characterized by angular displacement Eühlorgane (34 - 58) for determining the angular displacement between the two shafts (12, 14) of the controller and a differential amplifier (60) for the determination of the difference between GChem and the output signal of the sensing organs mentioned the output signal of the electronic control device.

2. advance regulator according to claim 1, characterized in that the angular displacement Pühlorgane as the first (34 » 38) and second (36, 40) angular position sensors are formed, and that a device (46 - 56) for the Determination of the difference between the signals generated by these angular position sensors is provided.

3. advance regulator according to claim 2, characterized in that the angular position transmitter as ferromagnetic gears (34 »36) and as a magnetic transmitter (38, 40) are formed, and that the means for determining the signal difference as a first and a second

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monostable multivibrator (46, 48) are formed, which with the first and second angle position transmitter are connected, and that a flip-plop circuit (54) is provided, their "control" and "back part" inputs are connected to the output of the first and the second monostable multivibrator (46, 48), and a low-pass filter controlled by the plip-flop circuit (56).

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