METHOD OF CONTROLLING AN AMOUNT OF INJECTED FUEL

Abstract: A method of controlling an amount of injected fuel by means of a fuel injection pump for internal-combustion engines is proposed. The method serves to reduce the noises produced by a diesel engine during idling and at low partial load. The fuel injection pump comprises at least one pump plunger (3) producing the pressure for injection and delimiting a pump working space (6), and an electromagnetically actuable control device (20) which opens a relief channel (16) to a greater or lesser extent as a function of operating parameters (22, 23, 24) of the internal-combustion engine by virtue of an electronic control unit (21). The activation of the control device (20) during idling and in the low partial-load range is effected in such a way that the control device (20) does not completely close the relief channel (16), with the result that a prolongation of the injection duration is necessary. At speeds above this, the control device (20) is activated with a current which guarantees complete blockage of the relief channel (16) during injection. <IMAGE>

Description: Verfahren zur Steuerung der Krafstoffeinspritzmenge Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzmenge nach der Gattung des Haupt ansprüchs.- Bekanntlich haben die meisten Dieselmotoren im Leerlauf oder niederem Teillastbereich unangenehme harte Verbrennungsgeräusche, die dadurch vermindert werden können,. dass die Einspritzdauer in diesem Drehzahlbereich verlängert wird. Bei einer bekannten Kraftstoffeinspritzpumpe erfolgt eine Verlängerung der Einspritzdauer in diesem Drehzahlbereich. dadurch, dass ein Teil des geförderten Kraftstoffes über einen magnetventilbetätigten Bypass drucklos abfliessen kann, so dass zur Erhaltung der Motordrehzahl infolge des erforderlichen Ersatzes dieser abfliessenden Kraftstoffmenge entsprechend länger während des Förderhubes des Pumpenkolbens vom Pumpenarbeitsraum zu den Einspritzdüsen gefördert werden muss. Hierfür ist ausser dem zusätzlichen Bypass ein durch elektrische Signale ansteuerbares Magnetventil erforderlich. Vorteile der Erfindung Das erfindungsgemässe Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass durch die gleiche Steuervorrichtung, durch die die Kraft stoffeinspritzmenge bestimmt wird, bei Leerlaufbetrieb und bei niederer Last die Einspritzdauer zur Geräuschverminderung verlängerbar ist, ohne dass die Spritzbeginnsteuerung durch diese Einflussnahme gestört wird. Durch die in dem Unteranspruch aufgeführte Massnahme ist eine vorteilhafte Weiterbildung und Verbesserung des im Hauptanspruch angegebenen Verfahrens möglich. Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 eine Kraftstoffein spritzpumpe in vereinfachter Darstellungsweise, Figur 2 ein Diagramm, das den zeitlichen Verlauf des Kraftstoffdruckes im Pumpenarbeitsraum zeigt, Figur 3 ein Diagramm, das den Ansteuerstrom für die Steuervorrichtung über der Zeit zeigt, Figur 4 ein Diagramm, das den zeitlichen Verlauf des Kraftstoffdruckes im Pumpenarbeitsraum für eine andere Art der Ansteuerung der Steuervorrichtung zeigt, Figur 5 ein Diagramm, das den Impulsverlauf der Ansteuerung der Steuervorrichtung zeigt. Beschreibung der Ausführungsbeispiele Bei der in Figur 1 beispielsweise dargestellten Kraft stoffeinspritzpumpe ist in einem Gehäuse 1 eine Buchse 2 angeordnet, in der ein Pumpenkolben 3 eine hin- und hergehende und gleichzeitig rotierende Bewegung ausführt. Der Pumpenkolben 3 ist durch einen Nockentrieb 4 über eine Welle 5 angetrieben, welche synchron -zu der Drehzahl der von der Einspritzpumpe mit Kraftstoff versorgten Brennkraftmaschine rotiert. Durch die Stirnfläche des Pumpenkolbens 3 und die Buchse 2 wird ein'Pumpenarbeitsraum 6 begrenzt, welcher über einen Versorgungskanal 7 mit einem Saugraum 8 im Gehäuse 1 der Kraftstoffeinspritzpumpe verbunden ist. Der Saugraum 8 wird beispielsweise über eine Förderpumpe 9 mit Kraftstoff aus einem Kraftstoffbehälter 10 versorgt. Aus dem Pumpenarbeitsraum 6 wird über eine Längs- und Verteilernut 11 des Pumpenkolbens 3 der Kraftstoff bei entsprechender Drehstellung des Pumpenkolbens 3 -zu Druckleitungen 12 hin verteilt, die über die Buchse 2 und das Gehäuse 1 zu Einspritzdüsen 13 an der Brennkraftmaschine führen. In dem dem Pumpenarbeitsraum 6 zugewandten Endbereich des Pumpenkolbens 3 sind zur Stirnfläche und damit zum Pumpenarbeitsraum 6 hin offene Längsnuten 14 am Pumpenkolben 3 vorgesehen, über die während des Saughubes des Pumpenkolbens 3 eine Verbindung zwischen dem Versorgungskanal 7 und dem Pumpenarbeitsraum 6 hergestellt wird. Vom Pumpenarbeitsraum 6 zweigt an einer durch den Pumpenkolben 3 nicht beeinflussbaren Stelle ein Entlastungskanal 16 ab, der andererseits auf die Saugseite des Pumpenkolbens 3 geführt ist und beispielsweise in den Versorgungskanal 7 mündet. In dem Entlastungskanal befindet sich ein Ventilsitz 17, mit dem ein Ventilschliessglied 18 zusammenarbeitet, das als Teil einer elektromagnetisch betätigbaren Steuervorrichtung 20, insbesondere eines Magnetventiles, dient und damit den & erschnitt des Entlastungskanals öffnet oder verschliesst. Die Ansteuerung der Steuervorrichtung 20 erfolgt durch ein elektronisches Steuergerät 21 in Abhängigkeit von verschiedenen Betriebskenngrössen der Brennkraftmaschine wie Last 22, Drehzahl 23, Temperatur 24 und anderen. Durch die Steuervorrichtung 20 werden in bekannter Weise während des Förderhubes des Pumpenkolbens 3 Spritzbeginn und Spritzende der Kraftstoffeinspritzpumpe bestimmt. In nicht erregtem Zustand der Steuervorrichtung 20 ist beispielsweise das Ventilschliessglied 18 vom Ventilsitz 17 abgehoben und damit der Entlastungskanal 16 geöffnet, so dass sich im Pumpenarbeitsraum 6 kein zur Öffnung der Einspritzdüsen 13 ausreichender Druck aufbauen kann. Durch Erregung der Steuervorrichtung 20 wird das Ventilschliessglied 18 zum Ventilsitz 17 hin bewegt, wodurch der Förderbeginn gekennzeichnet ist, und des erfolgt im Pumpenarbeitsraum 6 ein Druckaufbau, und Kraftstoff gelangt über die Verteilernut 11 zu den Einspritzdüsen 13. Die Entregung der Steuervorrichtung 20 ist gleichbedeutend mit dem Förderende, -da hierdurch der Ventilsitz 17 ganz geöffnet wird und ein Druckabfall im Pumpenarbeitsraum 6 erfolgt. In dem Zeitraum zwischen dem Förderbeginn, also dem Erregen der Steuervorrichtung 20, und-dem Förderende, also dem Entregen der Steuervorrichtung 20 wird über eine der Einspritzdüsen 13 eine Kraftstoffmenge eingespritzt. Diese eingespritzte Kraftstoffmenge stellt eine Teilmenge der während eines Förderhubes des Pumpenkolbens 3 maximal möglichen geförderten Kraftstoffmenge dar. Zur Verlängerung der Einspritzdauer im Leerlaufbereich und im niederen Teillastbereich, also etwa in einem bestimmten unteren Drehzahlbereich von etwa 400 bis 1.000 1/min soll nun gemäss der Erfindung der durch das Steuergerät 21 an die Steuervorrichtung 20 gelieferte Steuerstrom nur so gross sein, dass die durch ihn erzeugte elektromagnetische Kraft das Ventilschliessglied 18 nur teilweise zum Ventilsitz 17 hin verschiebt, also nicht vollständig den Ventilsitz 17 sperrt, so dass über den Ventilsitz 17 auch weiterhin gedrosselt Kraftstoff über den Entlastungskanal 16 zum Saugraum 8 strömen kann. Für eine derartige Ansteuerung der Steuervorrichtung 20 während des bestimmten unteren Drehzahlbereiches der Brennkraftmaschine ergibt sich ein Druckverlauf des Kraftstoffes im Pumpenarbeitsraum 6, wie er in der Figur 2 dargestellt ist, in der der Kraftstoffdruck mit pK und die Zeit mit t bezeichnet wird. Dadurch, dass während des bestimmten unteren Drehzahlbereiches der Brennkraftmaschine immer ein Teil des vom Pumpenkolben geförderten Kraftstoffes aus dem Pumpenarbeitsraum 6 gedrosselt über den Entlastungskanal 16 abströmen kann, ergibt sich nach der Erregung der Steuervor richtung 20 zur Zeit t entsprechend der durchgezogenen Linie a ein Druckverlauf, der in seinem grössten Wert geringer ist, als wenn die Steuervorrichtung 2Q den Entlastungskanal 16 ganz sperren würde, wobei sich ein Druckverlauf mit einem höheren Wert entsprechend der gestrichelten Linie b ergeben würde. Um während des bestimmten unteren Drehzahlbereiches aufgrund des bei der erfindungsgemässen Ansteuerung. der Steuervorrichtung 20 sich ergebenden geringeren Kraftstoffdruckes während des Förderhubes des Pumpenkolbens 3 die erforderliche eingespritzte Kraftstoffmenge zu erzielen, muss die Einspritzdauer verlängert werden, so dass die Entregung der Steuervorrichtung 20 erst zu einem späteren Zeitpunkt t2 erfolgt, als sie bei einer den Entlastungskanal 16 völlig schliessenden Steuervorrichtung 20 zum Zeitpunkt t'2 2 erfor- derlich wäre. In der Figur 3 ist der Erreger strom I der Steuervorrichtung 20 über der Zeit t aufgetragen, woraus zu ersehen ist, dass entsprechend der ausgezogenen Kennlinie zwischen dem Zeitpunkt der Erregung t1 und dem Zeitpunkt der Entregung t2 der Haltestrom bei einer Ansteuerung der Steuervorrichtung gemäss der Erfindung im bestimmten unteren Drehzahlbereich kleiner ist, als der durch die gestrichelte Kennlinie dargestellte Haltestrom, der zur Ansteuerung der Steuervorrichtung 20 für ein völliges Sperren des Entlastungskanales 16 erforderlich wäre. In einer anderen Ausführungsform könnte während eines Förderhubes des Pumpenkolbens 3.in dem bestimmten unteren Drehzahlbereich die Ansteuerung der Steuervorrichtung 20 vom Zeitpunkt t1 bis zum Zeitpunkt t2 durch mehrere Einzelimpulse erfolgen, beispielsweise in der in Figur 5 dargestellten Weise durch drei Einzelimpulse 26, 27, 28, wodurch sich ein Kraftstoffdruck PK im Pumpenarbeitsraum 6 ergibt, wie er in der Figur 4 dargestellt ist. Die während des bestimmten unteren Drehzahlbereiches erforderliche Verlängerung der Einspritzdauer kann im Steuerge rät 21 anhand der ermittelten Betriebskenngrössen der Brennkraftmaschine bestimmt oder aus abgespeicherten Werten abgerufen werden. Bei Drehzahlen oberhalb des bestimmten unteren Drehzahlbereiches soll in den beiden durch die Figuren 2, 3 und 4, 5 gekennzeichneten Ausführungsbeispielen wieder in bekannter Weise die Ansteuerung der Steuervorrichtung 20 mit einem Strom erfolgen, durch dessen elektromagnetisch erzeugte Kraft eine vollständige Sperrung des Entlastungskanales 16 zur Kraftstoffeinspritzmengensteuerung gewährleistet wird.

Claims: Method of controlling the amount of injected fuel for internal combustion engines, the pressure necessary for injection being produced in the pump working space (6) of a fuel injection pump by means of a pump plunger (3) and the beginning of delivery and the end of delivery being determined by an electromagnetically actuable control device (20) excitable by an electronic control unit (21) as a function of operating variables of the internal combustion engine, the control deVice (20) being used to control the flow of fuel through a relief passage (16) leading out of the pump working space (6), in the unexcited state of the control device (20) the relief passage (16) being completely opened and, for the purpose of controlling the amount of injected fuel in a predetermined first speed range of the internal combustion engine, the electromagnetically actuable control device (20) being activated with a first electric current by the control unit 821) (sic) during the delivery stroke of the pump plunger (3) in such a way that the relief passage (16) is completely blocked, characterised in that, for controlling the amount of injected fuel in a predetermined second low speed range of the internal combustion engine, the control device (20) is activated during the delivery stroke of the pump plunger (3) with a second current which is slightly smaller than the first current in such a way that, to prolong the duration of injection, the control device (20) does not completely block the relief passage (16) and that the first speed range encompasses the speeds of the internal combustion engine above the second speed range. Method according to Claim 1, characterised in that for the purpose of controlling the amount of injected fuel, the control device (20) can be activated during the delivery stroke of the pump plunger (3) in the particular low speed range of the internal combustion engine using a plurality of pulses (26, 27, 28).

Inventors: LAUFER, HELMUT, PIWONKA, FRIDOLIN, DR., REMBOLD, HELMUT, TEEGEN, WALTER
Applicants: ROBERT BOSCH GMBH
Application year: 1986
Main classification: F02M59
IPC codes: F02M45, F02M59, F02B3, F02M41, F02D1, F02D41