DE2220007A1

DE2220007A1 - Pumpvorrichtung für flüssigen Kraftstoff

Info

Publication number: DE2220007A1
Application number: DE19722220007
Authority: DE
Inventors: Anthony John Ruislip Middlesex Adey (Großbritannien)
Original assignee: CAV Ltd
Current assignee: CAV Ltd
Priority date: 1971-04-24
Filing date: 1972-04-24
Publication date: 1972-11-02
Also published as: ES402846A1; ZA722586B; FR2136646A5; IT960878B; BR7202486D0; GB1383753A

Description

PATENIANWÄLTL Dipl.-Incj. WERNER COHAUSZ · üipi.-hg. W ILH ei M Fl ORACK · Dipl.-Ing. RU DOLF KNAUF

4 Düsseldorf, Schumannstraße 97 _______

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Die Erfindung betrifft eine Pumpverrichtung für flüssigen Kraftstoff zur Zufuhr von Kraftstoff zu Brennkraftmotoren, bestehend aus einer Pumpe zum Antrieb synchron hu einem Brennlcraftmtor mit einem Kraftstoff regelglied, das zur Regelung der Kraftstoffmenge bewegbar ist, die von der Pumpe augefördert wird.

Eine bekannte Vorrichtung dieser Art weist einen Heglermechanismus auf, der so betätigbar ist, daß die Gefahr auf ein liinimum reduziert wird, daß die Drehzahl des Ho bors einen L'olluert überschreitet. Der Hechanismus regelt die Position des Kraftstoffregelglieds und ist auf die Einstellung eines von der Bedienungsperson einstellbaren Drosaelregelglieds ansprechend. Allgemein v/erden zwei Wrten von Hechanismen verwendet, und von diesen ißt der gängigere ein mechanisches System, das mit fleihkraftbetätigten Gewichten arbeitet, die 3ich gegen die Wirkung einer i'eder bewegen. Die andere Art dieses HechcmiBmus, der allgemeine Anwendung gefunden hat, ist ein Hydrauliksystem, zu dem eine Pumpe zur Erzeugung von Mediumdruck, ein durch den Hediumdruck betätigbarer Kolben zur Bestimmung der Stellung der Hegelstange und Hegelblenden gehören, die zur Änderung des Drucks eingerichtet sind, mit dem der Kolben beaufschlagt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der beschriebenen Art zu schaffen, die einfach und zweckmäßig ist.

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sgomlß int eine Vorrichtung der genannten Art gekennzeichnet durch einen elekbrischen Antrieb, der mit dem Kraftstoffregelglied gekoppelt ist, eine elektrische Antriebsschaltung für den Antrieb, erste liittel zur Zuleitung eines Steuersignals zur Antriebsschal tungi zweite Mittel zum Feststellen der Psosition des Kraftstoffregelgliedu zur Zuleitung eines ersten Eingangssignals zu den ersten Kitteln, dritte Mittel zur Zuleitung eines zweiten J !ingangs signals au den ersten Mitteln, wobei das zweite Eingangssignal von der Kraftstoffmenge abhängt, die dem Brennkraftmotor zugeleibet werden muß, wobei die Anordnung eine solche ist, daß das Steuersignal so geändert wird, daß die Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten'Eingangssignal auf ein Minimum reduziert vlrd.

Die V, "f Lndim.·^ i.B" in ryv-bfo''y, nun. „n. Hy-mI eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf das beiliegende Blockschaltbild näher erläutert.

Das Schaltbild zeigt eine Einspritzpumpe 10, die von einem Brennkraftmotor 11 angetrieben wird, dem die Pumpe Kraftstoff unter Druck zue leitet. Der Brennkraftmotor treibt eine Last 12 an, bei der es sich um ein Kraftfahrzeug handeln kann. Die Pumpe kann in jeder zweckmäßigen Form vorgesehen sein, beispielsweise in der Form einer Drehverteilerausführung oder in einer Ausführung, die als "In-Line"-Pumpe bekannt ist. In jedem Fall weist die Pumpe ein fiegelglied auf, durch das die von der Pumpe geförderte Kraftstoffmenge eingestellt werden kann. Zweckmäßigerweise ist dieses Glied in der Form einer Hegelstange vorgesehen, die in Hichtung auf die Kraftstoffaebsperrposition durch Federkraft vorgespannt ist. Die Regelstange ist schematisch bei 13 gezeigt.

Die Hegelstange 1J wird gegen die Spannung der Heder bewegt, um die geförderte Kraftstoffmenge zu erhöhen, und zwar durch einen einfach wirkenden Antrieb 14. Der Antrieb ist in elektromagnetischer Form vorgesehen, und ihm wird elektrischer Strom durch eine Antriebsschaltung 15 zugeleitet. Zweckmäßigerweise handelt es sich bei dem Antrieb um eine Drehspule, und ein Stromrückkopplungskreis 24 ist zwischen dem

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Antrieb und der Antriebsschaltung vorgesehen, um den Effekt der Induktivität der Betätigungsspule des Antriebs auf ein Minimum zu reduzieren.

Die Antriebsschaltung liefert ein pulsierendes Antriebssignal an den Antrieb und weist mindestens einen Leistungstransistor auf, der in der Schaltphase betätigt wird, um den Leistungsverlust im Transistor auf ein Minimum zu reduzieren.

Die mittlere Stromstärke, die dem Antrieb 14 zugeleitet wird, und zwar durch die Antriebsschaltung 15» wird durch ein Steuersignal bestimmt, das von einer ersten Einrichtung in der Form eines Fehlerverstärkers 16 geliefert wird. Der Fehlereverstärker wird mit zwei Eingangssignalen beliefert, deren Differenz die Größe des Steuersignals bestimmt. Das erste Eingangssignal ist von zweiten Mitteln in der Form eines Uandlers I7 abgeleitet, der so angeordnet ist, daß er die Istposition der Eegelstange feststellt. Das zweite Eingangssignal zum Fehlerverstärker 16 ist im Effekt ein Hauptsteuersignal, und dessen Größe hängt, was noch zu beschreiben sein wird, von einer Yielzahl von veränderlichen Größen ab. Dabei ist eine solche Anordnung vorgesehen, daß der Fehlerverstärker 16, die Antriebsschaltung I5, der Antrieb I4 und der Wandler I7 als ein geschlossenes Kreisservo-GVE!tem fungieren, wobei die Position der Hegelstange I5 durch den Wert des Hauptsteuersignals bestimmt wird. Die Leistung des Servosystems wird durch die Stromrückkopplung zwischen dem Antrieb I4 und der Antriebsschaltung verbessert.

Das llauptsteuersignal wird von einem Diskriminator 18 abgeleitet, der als das Hauptsteuersignal dasjenige der beiden Eingangssignale wählt, das das kleinere ist. Das erste Eingangssignal kommt von einer haximumkraftstoffarbeitsschaltung 19. Diese Schaltung liefert ein Signal, das eine Wiedergabe der normalen maximalen Kraftstoffmenge ist, die der Brennkraftmotor verbrauchen kann, unabhängig von der Einstellung des von der Bedienungsperson eingestellten Drosselglieds (nicht dargestellt). In der Praxis steht die maximale Kraftstoffmen-

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ge, die von dem Brennkraftmotor verbraucht werden kann, mitunter in Beziehung zur Hauchmenge im Hotorauspuff, und für einen bestimmten Rauchwert in dem Auspuff hängt die maxiamale Kraftstoffmenge von verschiedenen Faktoren ab, beispielsweise der Motordrehzahl, der Lufttemperatur und dem Luftdruck, dem Förderdruck, wenn der Motor mit einem Lader bestückt ist, wobei einige oder alle dieser Faktoren in der Kraftstoffarbeitsschaltung 19 in Betracht gezogen werden können.

Das zweite Eingangssignal zum Diskriminator 18 ist einem Fehlerverstärker 20 entnommen, der zwei Signale erhält und der ein Ausgangs signal erzeugt, daßs die Differenz zwischen diesen beiden Signalen anzeigt. Das erste dieser Signale ist von einem Wandler 21 abgenommen, der dem von der Bedienungsperson gesteuerten Drosselglied zugeordnet ist, und das zweite Signal ist einem Drehzahlmesser 22 entnommen, der ein Ausgangssignal erzeugt, das die Istmotordrehzahl anzeigt. In der Praxis erzeugt der Sensor 22 ein Wechselstromsignal, dessen Frequenz sich entsprechend der Motordrehzahl ändert, und dieses Signal wird in ein Gleichstromsignal mittels eines Umwandlers 25 umgewandlet. Wenn die Solldrehzahl, wie sie durch die Position des von der Bedienungsperson gesteuerten Drosselglieds bestimmt wird, über der Istdrehzahl liegt, bewirkt das Hauptsteuersignal eine Arbeit des Antriebs, um die Kraftstoffzufuhr zum Motor zu erhöhen und umgkehrt. Dabei ist natürlich angenommen, daß das vom Fehlerverstärker 20 an den Diskriminator 18 geschickte Signal kleiner als das ist, das deurch die Arbeitsschaltung 19 zugeleitet wird. Falls das durch den Fehlerverstärker 20 erzeugte Signal größer ist, wird das Hauptsteuersignal durch das Signal von der haximumkraftstoffarbeitsschaltung gebildet, und die maximale Kraftstoffmenge wird zugeführt, die dem betreffenden Motorlaufzustand oder den entsprechenden Laufzuständen angemessen ist.

Um für eine Drehzahlregelung zu sorgen, werden die Maximum- und I-Iihimumwerte der Signale vom Wandler 21 geregelt. Der Maximumwert bestimmt die höchste Drehzahl, die der Motor erreichen kann, wenn dem Motor Kraftstoff zugeführt wird, und der Minimumwert bestimmt die Leerlauf-drehzahl des Motors.

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En versteht sich, daß zusätzliche Verbesserungen vorgesehen sein können, beispielsweise ist es für Anlaßzwekcke erforderlich, mehr Kraftstoff dem Motor als die normale Maxiniummenge zuzuführen. Zu diesem Zweck sind Mittel vorgesehen, die nur betätigt werden, wenn der Motor angelassen wird, um das dem Diskriminator 18 zugeleitete Signal zu modifizieren, das von der Arbeitsschaltung 19 kommt.

Der Antrieb 14 sitzt auf der oder an der Pumpe 10, und er wird in dem einen wie in dem änderen Fall der Motorvibration ausgesetzt, 'außerdem allen Impulsen, die dem Kraftstoffregelglied durch den Pumpvorgang vermittelt werden. Um den Effekt dieser Störkräfte auf ein Minimum zu reduzieren, kann der Antrieb mit einer Dämpfungswicklung versehen sein, und das unterstützt die Maßnahmen zur Verhinderung einer TJberwanderung der Regelstange, wie das beispielsweise geschehen kann, wenn ein plötzlicher Bedarf für die maximale Kraftstoffzufuhr entsteht. Ferner kann der Antrieb mit Lamellen-Läufer- und Ständer konstruktionen versehen sein, um den Energieverlust im Antrieb auf ein Minimum zu reduziern und um auch die Anspreclinung des. Antriebs auf Änderungen im mittleren 'Wert des Stromflusses zufr verbessern.

Aus Sicherheitsgründen kann eine zusätzliche Schaltung vorgesehen sein, die für eine Unterbreclumg der Stromzufuhr zum Antrieb 14 für den F- 11 sorgt, daß das Steuersgignal zum Antrieb 14 einen Sollwert überschreitet und/oder auch einen speziellen Wert für eine bestimmte Zeit. Das kann beispielsweise geschehen, wenn der Leistungstransistor eingeuohalteb bleibt, z.33. alu Folge eines Dehlers in den Schaltkreises deer Antriebsechaltung oder als Folge irgendeines anderen Fehlers. Ferner können Mittel vorgesehen sein, um das drehzahlabhängige Signal zu messen, das dem Fehlerverobarker 20 zugeleitet wird. Wenn das nicht der Fall lot, wird die Stromzufuhr zum Antrieb unterbrochen. Das kann beispielweise dann geschehen, wenn der Draht zum Drehzahlmesoer reißt oder getrennt wird.

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Claims

Patentansprüche

11 .JPumpvorrichtung für flüssigen Kraftstoff zur Zufuhr von Kraftstoff zu JBrennkraftmotoren, bestehend aus einer Pumpe zum Antrieb synchron zu einem Brennkraftmotor -mit einem Kraftstoffregelglied, das zur !Regelung der Kraftstoffmenge bewegbar ist, die von der Pumpe zugefördert vrird, gekennzeichnet durch einen elektrischen Antrieb (14)> der mit dem Kraftstoffregelglied (13) gekoppelt ist, eine elektrische Antriebsschaltung (15) für den Antrieb (1$), erste Mittel zur Zuleitung eines Steuersignals zur Antriebsschaltung (15)> zweite Mittel zum Feststellen der Position des Kraftstoffregelglieds (1J) zur Zuleitung eines ersten Eingangssignals zu den ersten Mitteln, dritte Mittel zur Zuleitung eines zweiten Eingangssignals zu den ersten Mitteln, wobei das zweite Eingangssignal von der Kraftstoffmenge abhängt, die dem Brennkraftmotor zugeleitet werden muß, wobei die Anordnung eine solche ist, daß das Steuersignal so geändert wird, daß die Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten Eingangssignal auf ein Mianimum reduziert wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Mittel ein I'ehlerverstärker (16) sind.

3· Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Hückkopp-Iung3kreia zwischen dem Antrieb (14) und der Antriebsschaltung (15)·

4» Vorrichtung nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß der RückkoppLungakreu: ein Signal liefert, das von dem in der Antriebswieklung fließenden f.'.brom abhängt, wobei dieses Signal den Effekt einer lieduHLerung des Effekts der Verzögerung als Folge der Induktivität dos Antriobii (14) hat.

^lj. Vorrichtung nach oinem der Ansprüche 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet, daß die dritten MIttel ein Pehlerverstärker (20) sind, dem ein ulgnal als V/i ed ergäbe der üolldrehzahl des Motors und ein Signal als Wiedergabe der IstdLvhwahl dot! Motors zugeleitet vrird.

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6. Torrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen Diskriminator (19), dem das Ausgangssignal der dritten liittel (20) und zusätzlich ein weiteres Signal zugeleitet wird, das eine Anzeige des normalen maximalen Kraftstoffs ist, der dem Motor zuführbar ist, wobei der Diskriminator (19) eine Zuleitung des kleineren des Ausgangssignals und des weiteren Signals zu den ersten Mitteln (16) en%licht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal als Wiedergabe der Solldrehzahl des Motors von einem Wandler kommt, der mit einem von einer Bedienungsperson einstellbaren Glied gekoppelt ist.

8. Torrichtung nach Anspruch 7» gekennzeichnet durch Mittel zur Bestimmung der Maximum- und Minimumwerte des von dem Wandler kommenden Signals zur Bestimmung der Minimum- und Maximumdrehzahlen des Motors.

9· Torrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Wiedergabe der Drehzahl des Motors darstellende Signal von einem Drehzahlsensor stammt, der von dem Motor angetrieben ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß der Drehzahlsensor ein Wechselstromsignal mit einer Frequenz erzeugt, die von der Drehzahl des Motors abhängt, wobei die Torrichtung einen Wechselstrom-Gleichstromwandler zur Lieferung eines Gleichstromsignals aufweist, der eine WMergabe der Drehzahl des Motors darstellt.

11. Torrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Wiedergabe der normalen maximalen Kraftstoffmenge darstellende Signal von einest Arbeitsschaltung kommt, die mit einem Signal oder Signalen beschickt wird, das oder die eine Wiedergabe einer Motorlaufgröße oder von Motorlaufgrößen darstellt oder darstellen und die die normalen maximale Kraftstoffmenge bestimmen, wobei es sich bei der normalen maximalen Kraftstoffmenge um die Menge handelt, die dem Motor zuleitbar ist.

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12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß dieas von der Arbeitsschaltung den !Diskriminator (1?) zugeleitete bignal derart einstellbar ist, daß iür Anlaßzwecke ein Kraftstof !'überschuh suführbar ist.

15. Vorrichtung liac¹/.· üincm der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Hegelschaltung einen Leistungstrancistor enthält, der in der · Schaltphc.se arbeitet.

1;. Vorrichtung nach Anspruch 1;, gekennzeichnet durch zusätzliche j'lttel ztL! Unterbrechen der Stromsui'uhr zum Antrieb (1/,) bsi !Beibehaltung exen eingeschalteten Zuetandes dec Leistungstransirteors über eine bestimmte Leitdauer hinweg.

T^. Vorrichtung nac].\ einem der Ansprüche 1 bis 14» dao-urcn gekennH-soichnet, dc/i en sich bei eier. Antrieb un eine auf iz'ignale ansyroci)ende Ausführung hr.ndelt und de....· eine Erhöhung im Ltrorailuß zu einer 3Je-Viegung der Hegel stange (1^) in eine Sichtung anführt, in der die Lraitntoifmenge erhöht wird, vrooei Pederraittel auia Drücken der icegelstange in Hichtung c.u± die Position kleinster Kraft stoff nenge vorgese-.hen sind.

1e. Vorric:itung nach einem der Ansprüche 1 bis 15> dadurch gekennzeichnet, äefj der Antrieb in einer elektromagnetischen Auriührung vor-':csehen ist und eine L^iirDfungsvicklun, auiur.ist.

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