CONTROL APPARATUS FOR A COMBUSTION ENGINE WITH INJECTION PUMP

Abstract: 1. A device for controlling an injection pump's governor rod stop (18) with the aid of an adjusting element on which an pressure medium acts and which _v_i_a an actuating member controls the stop (18) in dependence on the pressure exerted by the pressure medium, in which a separate electronic regulator signals by means of electric control pulses the presently required set-point value of the governor rod stop (18) characterized in that a chamfered-edge control system connected to the adjusting element comprises a chamfered edge (9) provided at one end of a sleeve (3) and a rotary slide valve (2) guided in the sleeve and having an outlet bore (8) arranged to cooperate with the chamfered edge (9), that the sleeve (3) is fastened to and follows the movements of a diaphragm (4) one side of which is subject to the application of pressure, that the sleeve (3) as a result of following the diaphragm's movements moves the connected actuating member which in turn actuates the governor rod stop (18), and in that the rotary slide valve (2) is arranged axially stationary yet angularly rotatable by a stepping motor (1).

Description: Regeleinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einer Einspritzpumpe Die Erfindung bezieht sich auf eine Regeleinrichtung der im Oberbegriff des ersten Anspruchs angegebenen Art. Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-OS 32 10 903 bekannt. Sie dient dazu, den Regelstangenanschlag in Abhängigkeit von verschiedenen Betriebsparametern, die von einer elektrischen Regeleinrichtung, beispielsweise einer Regelelektronik, laufend erfasst und mit vorgegebenen Werten verglichen werden, zu verstellen, um dadurch jeweils die optimale Leistung der Brennkraftmaschine zur Verfügung zu haben, ohne sie jedoch zu überlasten oder zu gefährden. Es ist damit u.a. eine Erhöhung der Lebensdauer der Brennkraftmaschine möglich. Die Regelelektronik kann viele Betriebsparameter erfassen und einen momentan optimalen Wert des Regelstangenanschlages festlegen. In der DE-OS 32 10 903 wird ein von einer Regelelektronik gesteuerter Regelstangenanschlag beschrieben, der nicht vollständig von der Regelelektronik abhängig ist, sondern der beispielsweise noch vom Ladedruck einer aufgeladenen Brennkraftmaschine mechanisch beeinflusst wird. Dies ist nachteilig, da der elektrische Sollwert für den Regelstangenanschlag, den die Regelelektronik vorgibt, nicht zwangsläufig zu einem bestimmten expliziten Stellwert des Regelstangenanschlages führt. Soll die Regelelektronik alle Einflüsse und Betriebsparameter der Brennkraftmaschine berücksichtigen, so ist bei der in der DE-OS 32 10 903 offenbarten Regeleinrichtung eine Rückführung des tatsächlichen mechanischen Stellwertes notwendig. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die gattungsgemässe Regeleinrichtung derart zu verbessern, dass der Regelstangenanschlag in einfacher Weise einem elektrischen Sollwert, der von einer Regelelektronik vorgegeben wird, ohne weitere Abhängigkeit folgt. Dabei soll der mechanische Stellwert des Regelstangenanschlages dem elektrischen Sollwert proportional und rückführungsfrei sein. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 stehenden Merkmale gelöst. Die Verwendung einer elektrischen Regeleinrichtung, beispielsweise einer Regelelektronik, die alle Betriebsparameter der Brennkraftmaschine durch geeignete Sensoren erfasst und zu einem Sollwert für den Regelstangenanschlag verarbeitet, ist notwendige Voraussetzung zur besonders vorteilhaften Anwendung eines erfindungsgemässen Regelstangenanschlages, der einen Regelstangenanschlag bekannter Bauart ersetzen soll. Da die Steuerimpulse der Regelelektronik direkt von dem neuartigen Regelstangenanschlag in einem den Sollwert entsprechenden Grösse eines den Regelstangenweg begrenzenden Steuergliedes umgesetzt werden, fallen weitere evtl. benötigte Bauteile weg. Es besteht die Möglichkeit, über die Regelelektronik ohne zusätzlichen Bauaufwand auf einfache Weise neue bisher nicht oder nur teilweise berücksichtigte Betriebsparameter zur Steuerung des Regelstangenanschlages heranzuziehen. Die Erfindung verwendet die elektrische Energie nur zur Steuerung eines Drehschiebers. Die zur Verstellung des Regelstangenanschlages nötige Kraft wird aus einem Druckmittel entnommen. Da der Drehschieber axial gedreht wird, hat er praktisch keine bewegungshemmenden Kräfte zu überwinden. Kleine elektrische Energien steuern somit vorteilhafterweise grosse mechanische Kräfte. Diese Steuerung geschieht erfindungsgemäss rückführungsfrei mit dem in die Schrägkantensteuerung integrierten Druckregelkreis. Dabei legt die Drehstellung des Drehschiebers in Verbindung mit der Schrägkante die Sollgrösse der Druckkraft, und damit auch die Stellung des Regelstangenanschlages, fest. Die Unteransprüche beschreiben vorteilhafte Ausführungen der Regeleinrichtung. Von besonderem Interesse ist dabei die Verwendung von Motoröl, welches in einer Brennkraftmaschine ohnehin vorhanden ist, als Druckmittel. ES ist aber auch jedes andere Druckmittel denkbar, wobei komprimierte Luft als weiteres Beispiel erwähnt sein soll. Einzige Voraussetzung ist dabei die Verwendung eines Druckmittels mit einem zur Betätigung der Einrichtung genügend hohen Druck, der hingegen ungeregelt sein kann. Für die weitere Erläuterung der Erfindung im Zusammenhang mit den Unteransprüchen sei auf die Zeichnung verwiesen. Die erfindungsgemässe Konstruktion aus einem elektrischen Signal mit Hilfe von hydraulischer oder pneumatischer Energie einem diesem elektrischen Signal proportionalen rückführungsfreien Stellweg eines Stellgliedes zu bilden, lässt sich nicht nur für den Regelstangenanschlag an einer Einspritzpumpe verwenden. Es sind zur Steuerung einer Brennkraftmachine mit einer Regelelektronik noch weitere Anwendungsmöglichkeiten denkbar. Insbesondere soll hier die Verwendung zur Steuerung des Einspritzzeitpunktverstellers einer Einspritzpumpe erwähnt sein. Im folgenden wird die Erfindung anhand eines ausgewählten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es stellt dar: Fig. 1 erfindungsgemässer Regelstangenanschlag. In Fig. 1 ist ein Schnitt durch einen erfindungsgemassen Regelstangenanschlag dargestellt. Zwischen einem Gehäuseoberteil 5 und einem Gehäuseunterteil 13 ist die Membran 4 fest eingespannt. In der Mitte derselben ist ebenfalls fest mit dieser verbunden eine Hülse 3 angeordnet. In der Hülse 3 befindet sich sowohl dreh- als auch axial verschiebbar der von dieser geführte Drehschieber 2, welcher von dem Schrittschaltmotor 1, der in dem oberen Teil des Gehäuses 5 fest montiert ist, in kleinen Schritten gedreht werden kann. Die Oberkante der Hülse 3 ist mit einer Schrägkante 9 versehen. Am unteren Ende der Hülse 3 ist die Steuerstange 12, die axial in dem Gehäuseunterteil 13 geführt ist, fest mit der Hülse 3 verbunden. Das Gehäuseunterteil 13 ist so an ein Einspritzpumpengehäuse angeordnet, dass die Steuerstange 12 bereits in die Einspritzpumpe hineinragt. Die Stellung der Steuerstange 12 legt über den Winkelhebel 16 den Anschlag 18 für die Regelstange 17 fest. Weiterhin drückt eine Feder 11 die Membran 4 und somit die Hülse 3 samt der Steuer stange 12 im druckunbelasteten Zustand auf den oberen Maximalwert, d. h. die öff- nung 8 ist geschlossen. Das Fluid tritt durch den Einlass 6 über die Drosselbohrung 7 in den Druckraum oberhalb der Membran 4 ein und verlässt diesen über die Öffnung 8, den Spalt 10 sowie die Ablassbohrung 14. Der Drosselquerschnitt der Drosselbohrung 7 ist dabei kleiner als der Durchflussquerschnitt der Öffnung 8 ausgebildet. Im Betrieb legt die Regelelektronik in Abhängigkeit von den Betriebsparametern eine bestimmte Stellung des Regelstangenanschlages fest. Daraufhin nimmt der Drehschieber 2, wiederum von dem Schrittschaltmotor 1 angesteuert, eine bestimmte Winkelstellung ein. Ist jetzt die Abflussöffnung 8 durch die Hülse3 versperrt, so beginnt sich ein Druck, d. h. auch eine Kraft, auf der Membran 4 aufzubauen, welche dieselbe, also auch die Hülse 3, nach unten drückt. Dies solange, bis die Schrägkante 9 auf die Abflussbohrung 8 trifft. Die Stellung der Schrägkante 9, welche die Bohrung 8 zum Teil verdeckt, regelt sich selbsttätig genau so ein, dass Zu- und Abfluss des Druckmittels im Gleichgewicht bleiben. Die Höhenstellung der Membran 4 ist also quasi fixiert. Zu jeder Drehstellung des Drehschiebers 2 gehört somit eine genaue Stellung der Schrägkante 9, womit auch die Steuerstange 12 festgelegt ist. Diese Art der Regelung ist eindeutig und benötigt keine Rückführung der Regelgrö sse. Wird durch die Regelstange 17 eine Kraft auf die Steuerstange 12 nach oben ausgeübt und so die Hülse 3 mit der Schrägkante 9 nach oben gedrückt, so entsteht sofort, da der Querschnitt der Abflussöffnung 8 sich verengt, infolge Druckzunahme oberhalb der Membran 4 eine nach unten gerichtete Kraft, welche die Hülse 3 und somit auch die Steuerstange 12 nach unten drückt, bis wieder Gleichgewicht zwischen Zufluss am Einlass und Abfluss an der Abflussbohrung 8 herrscht. Das Druckmittel fliesst durch die Offnung 8 in der Hohlbohrung des Drehschiebers an den Spalt 10 zwischen Steuerstange 12 und Hülse 3 vorbei in den unteren Raum des Gehäuses und dann durch die Abflussbohrung 14 in das Einspritzpumpengehäuse 15. Wird wie in diesem Falle Motorol als Druckmittel verwendet, so braucht keine weitere Rückführung des Druckmittels vorgesehen zu werden.

Claims: Patentansprüche 1. Einrichtung zur Steuerung eines Regelstangenanschlages (18) einer Einspritzpumpe mit einem druckmittelbeaufschlagten Stellglied, welches über ein Betätigungsglied den Regelstangenanschlag (18) in Abhängigkeit des Druckmitteldruckes steuert, indem eine separate elektrische Regeleinrichtung, beispielsweise eine Regelelektronik, den notwendigen augenblicklichen Sollwert des Regelstangenanschlags (18) durch elektrische Steuerimpulse vorgibt, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied mit einem Schrittschaltmotor (1), der die elektrischen Steuerimpulse direkt verarbeitet, mit einem von diesem betätigten Drehschieber (2) und einer Schrägkantensteuerung versehen ist, wobei der Drehschieber (2) in Wirkverbindung mit einer Schrägkante (9) der Schrägkantensteuerung mechanisch den Sollwert des Regelstangenanschlages (18) festlegt. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Druckmittel jedes bekannte pneumatische oder hydraulische Fluid, insbesondere der Betriebsschmierstoff oder der Kraftstoff der Brennkraftmaschine, verwendbar ist, und dass der Eintrittsdruck des Druckmittels ungeregelt ist. 3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass am Druckmitteleinlass (6) eine Drosselbohrung (7), deren Drosselquerschnitt einen kleineren Wert als der Durchflussquerschnitt einer Abflussbohrung (8) der Schrägkantensteuerung aufweist, vorgesehen ist. 4. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrägkantensteuerung als eine am Ende einer Hülse (3) angeordnete Schrägkante (9) und der im Drehschieber (2), welcher im wesentlichen aus einer hohlgebohrten, geraden Welle besteht, senkrecht zu dessen Drehachse befindlichen Abflussbohrung (8) ausgebildet ist und dass der Drehschieber (2) angular drehbar aber in axiale Richtung fest in der axial verschieblichen Hülse (3) gelagert ist. 5. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrägkantensteuerung mit der Hülse (3) mit einer senkrecht dazu angeordneten druckmittelbeaufschlagten Membran (4) verbunden ist, dass die Schrägkantensteuerung mit der Schrägkante (9) in den von der Membran (4) begrenzten Druckraum hineinragt und dass die Membran (4) von einer Feder (11), welche eine der Druckmittelkraft entgegengerichtete Federkraft erzeugt, belastet ist. 6. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Betätigungsglied, welches mit der Hülse (3) verbunden, von dieser antreibbar ist und den Regelstangenschlag (18) betätigt, vorgesehen ist, derart, dass das Betätigungsglied eine im Gehäuseunterteil (14) axial geführte Stange (12), die auf der verlängerten Achse des Drehschiebers (2) angeordnet ist, und einen an die Stange (12) gekoppelten Winkelhebel (16) aufweist. 7. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkelhebel (16), dessen Anlenkpunkt am Einspritzgehäuse (15) vorgesehen ist, mit seinem freien Schenkel den Regelstangenanschlg (18) der Regelstange (17) bildet.

Inventors: NOLTE, ALBERT
Applicants: KLOCKNER-HUMBOLDT-DEUTZ AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1985
Main classification: F02M59
IPC codes: F02M59