EP0257264B1 - Anordnung mit einer Einspritzpumpe - Google Patents

Anordnung mit einer Einspritzpumpe Download PDF

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EP0257264B1
EP0257264B1 EP87110056A EP87110056A EP0257264B1 EP 0257264 B1 EP0257264 B1 EP 0257264B1 EP 87110056 A EP87110056 A EP 87110056A EP 87110056 A EP87110056 A EP 87110056A EP 0257264 B1 EP0257264 B1 EP 0257264B1
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EP
European Patent Office
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control device
digital control
shut
diesel engine
digital
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EP87110056A
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English (en)
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EP0257264A2 (de
EP0257264A3 (en
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Manfred Pfalzgraf
Kurt Probst
Andreas Wokan
Bernhard Stoll
Heinz-Friedrich Ohm
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Mannesmann VDO AG
Original Assignee
Mannesmann VDO AG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D11/00—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated
    • F02D11/06—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance
    • F02D11/10—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type
    • F02D11/107—Safety-related aspects
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02D41/22—Safety or indicating devices for abnormal conditions
    • F02D41/221—Safety or indicating devices for abnormal conditions relating to the failure of actuators or electrically driven elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/22—Safety or indicating devices for abnormal conditions
    • F02D2041/224—Diagnosis of the fuel system
    • F02D2041/226—Fail safe control for fuel injection pump

Definitions

  • the invention relates to an arrangement for a diesel engine, the injection pump has a power control element and a shutdown element, both of which can be controlled by a common digital control device, according to the preamble of the main claim.
  • an emergency stop function is in place.
  • a shut-off element also located on the injection pump is actuated.
  • the object of the present invention is to make it possible, in the event of a defect in the area of the control of the power control element of an injection pump, to keep the engine running at an uncritical speed.
  • the engine speed is automatically reduced to a non-critical value in the event of a defect in the system formed by the digital control device and the power control element.
  • a further development of the invention is that the digital control device and the shut-off element form a two-point controller. This makes it possible in a simple manner to maintain the specified speed value with the required accuracy.
  • a linear actuating behavior can also be achieved by using a suitable actuator and at a suitable clock frequency.
  • the shut-off element can be designed so sluggishly in connection with an assigned actuator that the speed results from the mean value of the pulses if the clock frequency is sufficiently high.
  • the arrangement according to the invention can also be expanded such that the pulsating control of the shut-off element can be triggered when the permissible operating conditions are exceeded.
  • the engine power can be limited, e.g. B. on the maximum speed of the vehicle or maximum engine speed.
  • a further development consists in that a device for linking a signal emitted by the digital control device with another signal provided for switching off the diesel engine is arranged between an output of the digital control device provided for the switch-off element and the switch-off element. This means that the engine can be switched off at any time independently of the digital control device.
  • the invention allows numerous embodiments. One of them is shown schematically in the drawing and described below.
  • a digital control device 1 is connected to an actuator 2, which can consist in a manner known per se of an electric motor with a downstream transmission.
  • the actuator 2 is connected to the power control element 4 of an injection pump 5 of a diesel engine, not shown, via a linkage 3.
  • a setpoint value for the engine power is supplied to the digital control device by an accelerator pedal 6. Furthermore, the digital control device is connected to sensors 7, 8 for the speed n and the speed v.
  • the arrangement according to the invention can also be used to limit the engine speed or speed.
  • a correspondingly modified or supplemented program is to be provided in the digital control device, so that the shut-off mechanism 10 is actuated not only in the event of a defect, but also in the normal operating case when the permissible operating conditions, for example the permissible speed, are exceeded.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • High-Pressure Fuel Injection Pump Control (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Anordnung für einen Dieselmotor, dessen Einspritzpumpe ein Leistungsstellelement und ein Abstellelement aufweist, die beide von einer gemeinsamen digitalen Steuereinrichtung steuerbar sind, nach der Gattung des Hauptanspruchs.
  • Eine solche Anordnung ist aus der GB-A 2 102 064 bekannt.
  • Bei der Ansteuerung von Leistungsstellelementen von Einspritzpumpen mit Hilfe von digitalen Steuereinrichtungen tritt im Fehlerfall, z.B. bei einer Verklemmung in Laststellung, zur Vermeidung von kritischen Betriebszuständen bei bekannten Anordnungen eine Notstopfunktion in Kraft. Dazu wird ein ebenfalls an der Einspritzpumpe befindliches Abstellelement betätigt.
  • Durch das Abstellen des Motors ist jedoch der kritische Betriebszustand nicht behoben, sondern durch den Ausfall von Servo- und Hilfsaggregaten entstehen weitere kritische Zustände.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei einem Defekt im Bereich der Steuerung des Leistungsstellelementes einer Einspritzpumpe zu ermöglichen, daß der Motor mit einer unkritischen Drehzahl weiterLäuft.
  • Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegebenen Maßnahmen.
  • Hierdurch wird automatisch bei einem Defekt innerhalb des von der digitalen Steuereinrichtung und des Leistungsstellelementes gebildeten Systems die Motordrehzahl auf einen unkritischen Wert herabgesetzt.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die digitale Steuereinrichtung und das Abstellelement einen Zweipunktregler bilden. Hierdurch ist es in einfacher Weise möglich, den vorgegebenen Drehzahlwert mit der erforderlichen Genauigkeit einzuhalten.
  • Anstelle des Zweipunktreglers kann auch durch Verwendung eines geeigneten Stellers und bei einer geeigneten Taktfrequenz ein lineares Stellverhalten erreicht werden. Dazu kann das Abstellelement in Verbindung mit einem zugeordneten Stellglied derart träge ausgelegt werden, daß sich bei genügend hoher Taktfrequenz die Drehzahl aus dem Mittelwert der Impulse ergibt.
  • Die erfindungsgemäße Anordnung kann jedoch auch dahingehend erweitert werden, daß die pulsierende Steuerung des Abstellelementes bei Überschreiten von zulässigen Betriebsbedingungen auslösbar ist. Hiermit kann also, auch ohne daß ein Fehler in der digitalen Steuereinrichtung oder beim Leistungsstellelement vorliegt, eine Begrenzung der Motorleistung erfolgen, z. B. auf maximale Geschwindigkeit des Fahrzeugs bzw. maximale Motordrehzahl.
  • Ferner besteht eine Weiterbildung darin, daß zwischen einem für das Abstellelement vorgesehenen Ausgang der digitalen Steuereinrichtung und dem Abstellelement eine Einrichtung zur Verknüpfung eines von der digitalen Steuereinrichtung abgegebenen Signals mit einem weiteren für das Abstellen des Dieselmotors vorgesehenen Signal angeordnet ist. Dadurch ist eine von der digitalen Steuereinrichtung unabhängige Abstellung des Motors jederzeit möglich.
  • Ferner ist es möglich, in der digitalen Steuereinrichtung verschiedene vorgegebene Drehzahlen zu speichern, auf die der Motor je nach Art des vorhandenen Defekts oder nach anderen Umständen geregelt wird.
  • Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon ist schematisch in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend beschrieben.
  • Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine digitale Steuereinrichtung 1 mit einem Stellglied 2 verbunden, welches in an sich bekannter Weise aus einem Elektromotor mit einem nachgeschalteten Getriebe bestehen kann. Über ein Gestänge 3 ist das Stellglied 2 an das Leistungsstellelement 4 einer Einspritzpumpe 5 eines nicht dargestellten Dieselmotors angeschlossen. Der Verstellbereich des Stellgliedes 2 und des Leistungsstellelementes 4 erstreckt sich zwischen LL = Leerlauf und VL = Vollast.
  • Der digitalen Steuereinrichtung wird von einem Gaspedal 6 ein Sollwert für die Motorleistung zugeführt. Ferner ist die digitale Steuereinrichtung an Geber 7, 8 für die Drehzahl n und die geschwindigkeit v angeschlossen.
  • In der an sich bekannten digitalen Steuereinrichtung 1 sind nun durch entsprechende programmierung oder schaltungsmäßige Ausgestaltung Einrichtungen vorgesehen, die einen Fehler innerhalb des Regelkreises erkennen lassen. Sobald ein derartiger Fehler auftritt, wird über ein weiteres Stellglied 9 der Abstellmechanismus 10 der Einspritzpumpe 5 im Sinne eines Abstellens des Motors betätigt. Sobald jedoch die Drehzahl n unter einen vorgegebenen Wert gefallen, ist, wird über das Stellglied 9 der Abstellmechanismus wieder geöffnet. Dadurch stellt sich eine der vorgabe entsprechende Drehzahl ein.
  • In der Zeichnung ist mit Hilfe einer Diode 11 ferner angedeutet, daß das von der digitalen Steuereinrichtung 1 zum Stellglied 9 geführte Signal mit einem weiteren bei 12 zugeführten Signal verknüpft sein kann, wobei das bei 12 zugeführte Signal einen Vorrang genießt.
  • Dadurch ist es möglich, ohne Rücksicht auf die digitale Steuereinrichtung sowie mögliche Fehlfunktionen derselben den Motor abzustellen.
  • Wie bereits eingangs erwähnt, kann die erfindungsgemäße Anordnung auch zur Begrenzung der Motordrehzahl oder Geschwindigkeit genutzt werden. Dazu ist ein entsprechend geänderter oder ergänztes Programm in der digitalen Steuereinrichtung vorzusehen, so daß der Abstellmechanismus 10 nicht nur bei einem Defekt, sondern im normalen Betriebsfall auch bei einem Überschreiten der zulässigen Betriebsbedingungen, beispielsweise der zulässigen Geschwindigkeit, betätigt wird.

Claims (6)

1. Digitale Steuereinrichtung (1) für einen Dieselmotor, die ein Leistungsstellelement (4) und ein Abstellelement (10) einer Einspritzpumpe (5) steuert. dadurch gekennzeichnet daß in der digitalen Steuereinrichtung (1) erste Mittel vorgesehen sind, die das Abstellelement (10) derart pulsierend steuern. daß vorgebbare Drehzahlen des Dieselmotors erzielt werden, und daß zweite Mittel vorgesehen sind, die auf einen Defekt im Bereich der Steuerung des Leistungsstellelements (4) reagieren und die pulsierende Steuerung der ersten Mittel auslösen.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die digitale Steuereinrichtung (1) und das Abstellelement (10) einen Zweipunktregler bilden.
3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch Verwendung eines geeigneten Stellers und bei einer geeigneten Taktfrequenz ein lineares Stellverhalten vorliegt.
4. Digitale Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die pulsierende Steuerung des Abstellelements (10) bei Überschreiten von zulässigen Betriebsbedingungen auslösbar ist.
5. Digitale Steuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem für das Abstellelement (10) vorgesehenen Ausgang der digitalen Steuereinrichtung (1) und dem Abstellelement (10) eine Einrichtung (11) zur Verknüpfung eines von der digitalen Steuereinrichtung (1) abgegebenen Signals mit einem weiteren für das Abstellen des Dieselmotors vorgesehenen Signal angeordnet ist.
6. Digitale Steuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der digitalen Steuereinrichtung (1) verschiedene vorgegebene Drehzahlen gespeichert sind, auf die der Dieselmotor je nach Art des vorhandenen Defekts oder nach anderen Umständen geregelt wird.
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