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DE3007662A1 - Elektronische regelung - Google Patents

Elektronische regelung

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DE3007662A1
DE3007662A1 DE19803007662 DE3007662A DE3007662A1 DE 3007662 A1 DE3007662 A1 DE 3007662A1 DE 19803007662 DE19803007662 DE 19803007662 DE 3007662 A DE3007662 A DE 3007662A DE 3007662 A1 DE3007662 A1 DE 3007662A1
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Daimler Benz AG
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Description

Daimler-Benz Aktiengesellschaft Daim 12 481/4
Stuttgart-Üntertürkheim
Elektronische Regelung
Die Erfindung betrifft eine elektronische Regelung, insbesondere für Dieselmotoren, ait einem Stellglied für eine Einspritzpumpe und einem Regler.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektronische Regelung, insbesondere für Dieselmotoren, zu schaffen, die einfachen Aufbau hat und bei Ausfall des Reglers mechanische Beschädigungen des Motors verhindert.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine reglerabhängig arbeitende pneumatische Stellvorrichtung zur Verstellung des Stellgliedes vorgesehen ist, und daß zwischen dem Stellglied und der Stellvorrichtung eine pneumatisch wirkende Einrichtung zs.ir selbsttätigen Einstellung einer Leerlaufdrehzahl bei Ausfall des Reglers zugeschaltet ist.
Die Erfindung schafft eine elektronische Regelung, insbesondere für Dieselmotoren, die eine Einrichtung zur selbsttätigen Einstellung einer Leerlaufdrehzahl bei Ausfall des Reglers oder bei Ausfall eines vorhandenen Unterdrucksystems zur Verhinderung eines mechanischen Schadens des Motors enthält.
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Die von Regler der elektronischen Jxegeiung abgegebenen Signale werden vorzugsweise von einer Servoeinrichtung in entsprechende Einstellkräfte für das Stellglied einer Einspritzpumpe umgesetzt. Zur Betätigung des Stellglieds wird vorzugsweise pneumatische Energie eingesetzt, die vorhanden ist und somit eine billige Energie darstellt. Die Signale des Seglers werden bei einer bevorzugten Ausführungsform auf ein Dreiwegeventil gegeben, welches mit einer Uhterdruckquelle einerseits und der Servoeinrichtung andererseits in Vex·bindung steht. Die Einrichtung zur selbsttätigen Einstellung einer Leerlaufdrehzahl wird wirksam, sobald der Segler.· oder das die Unterdruckquelle beinhaltende Unterdrucksystem ausfallen und bewirkt eine Verstellung des Stellgliedes derart, daß durch diese Verstellung die Einspritzpumpe den Hotor auf eine Leerlaufdrehzahl bringt.
Die Steuerung der Einspritzpumpe durch ein Stellglied, beispielsweise die Regelstange, erfolgt über eine Membran, deren Lage im Kormalbetrieb vom Regler über ein Dreiwegeventil mittels eines angelegten Unterdrucks bestimmt wird, lallt aer Regler oder das Unterdrucksystem aus, wird über die erfindungsgemäß vorgesehene Einrichtung zur selbsttätigem Einstellung einer Leerlaufdrehzahl vom Luftansaugrohr mittels eines Venturirohrabschnitts ein Unterdruck an die Membran angelegt, so daß sie in eine vorbestimmte, einer Leerlaufdrehzahl entsprechende Position verlagert wird.
Gemäß einer weiteren Abwandlung der Erfindung ist eine weitere Einrichtung vorgesehen, die bei einem Bruch der ftembran des Stellgliedes die Luftbegrenzungsklappe im Luftansaugrohr in eine eine Leerlaufdrehzahl hervorrufende oder auch Abstell-Lage bewegen läßt.
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Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der elektronischen Regelung anhand der Zeichnung zur Erläuterung weiterer Merkmale beschrieben. Es zeigen:
Jig. 1 eine schematische Darstellung eines Motorblocks in Verbindung mit einer elektronischen Regelung, und
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer abgewandelten Ausführungsform einer Einrichtung zur Aktivierung der Drosselklappe im Luftansaugrohr.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen elektronischen Regelung in Verbindung mit einem Dieselmotor.
Mit 1 ist der Motorblock bezeichnet, zu welchem von einer Einspritzpumpe 2 Einspritzleitungen 3 geführt sind. Außerdem ist eine Abtriebswelle 4 und eine Auspuffleitung 5 schematisch angedeutet. Die Luftansaugleitung des Motors ist mit 6 bezeichnet.
Die Einspritzpumpe 2 weist als Stellglied 7 eine Regelstange auf, an der beispielsweise eine Membran 8 befestigt ist, die innerhalb eines druckdichten Gehäuses 9 verlagerbar ist. Die Membran 8 kann durch eine Feder 10 in eine Stellung (beispielsweise linke Lage in Fig. 1) vorgespannt sein. Die Membran S und somit das Stellglied 7 der Einspritzpumpe 2 werden im iNormalbetrieb des Motors abhängig von dem an die Membran 8 angelegten Unterdruck positioniert, der über eine Stellvorrichtung 12, vorzugsweise in Form eines Dreiwegeventils, abhängig von der Steuerung eines Reglers 13 von einer Unterdruckquelle 14 angelegt wird. Zur Reduzierung des über das Dreiwegeventil 12 dem Gehäuse 9 zugeführten Unterdrucks ist ein Eingang des Dreiwegeventils 12 mit Atmosphärendruck verbunden, wie durch eine Lei-tung 15 angedeutet ist. Die Membran 8 und das Gehäuse 9 bilden eine Servoeinrichtung 11, welche das über das Dreiwegeventil 12 angelegte Unterdruckniveau in eine Stellkraft umwandelt.
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Der Regler 13, der vorzugsweise ein Mikrokomputer sein kann, empfängt verschiedene Signale, beispielsweise ein für die Motordrehzahl repräsentatives Signal über eine Leitung 16, ein für die Kühlwassertemperatur repräsentatives Signal über eine Leitung 17 5 ein für die Abgastemperatur repräsentatives Signal über eine Leitung 18. Außerdem können dem Regler 13 weitere Signale zugeführt werden, wie durch die Leitungen 19 bis 25 angedeutet ist. Die Leitung 2P- kann beispielsweise ein Signal zuführen, das der Kraftstofftemperatur entspricht, während die Leitung 25 ein Signal liefert, welches dem Wegesignal der Hegelstange 7 entspricht. Das Ausgangssignal des Seglers 13 wird nach 3Tig. 1 über eine Leitung 13' an das Dreiwegeventil 12 für dessen Steuerung angelegt.
Um einen mechanischen Schaden des Motors bei Ausfall des Seglers 13 und/oder des Untei'drucksystems in Form der Unterdruckquelle 14 und der Leitung 15 für Atmosphärendruck auf sichere Weise zu verhindern, ist in der Verbindung zwischen der Servoeinrichtung 11 und dem Dreiwegeventil 12 eine Abzweigung 28 vorgesehen, die über ein Rückschlagventil 29 zu einem Venturirohrabschnitt 30 in dem Luftansaugrohr 6 führt. Die Abzweigung 28 mit dem Rückschlagventil 29 und dem Venturirohrabschnitt 30 bildet eine Einrichtung zur selbsttätigen Einstellung einer Leerlaufdrehzahl bei Ausfall des Reglers 13 und/oder des Unterdrucksystems 14, wie im folgenden noch erläutert wird. Der Regler 13 enthält gemäß einer bevorzugten Ausführungsform eine Verbindung 31 zu einer Einrichtung 32, beispielsweise in Form eines Haltemagneten für eine im Luftansaugrohr 6 angeordnete Drosselklappe 33·
Im Kormalbetrieb wird die Stellung der Membran 8 und somit der Regelstange 7 durch den der Servoeinrichtung 11 zugeführten Unterdruck bestimmt, der über das Dreiwegeventil 12 infolge der Steuerung des Reglers 13 unter Mitwirkung der Unterdruckquelle 14 und der Leitung 15 zum Atmosphärendruck erhalten wird.
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Im Kormalbetrieb ist das Rückschlagventil 29 geschlossen, so daß der vom Venturirohrabschnitt 30 her wirkende Unterdruck den in der Servoeinrichtung 11 vorherrschenden Unterdruck nicht beeinflußt. Je größer der Unterdruck in der Servoeinrichtung 11 ist, umso weiter wird die Membran 8 in Fig. 1 nach rechts in Richtung auf eine Leerlaufstellung gezogen. Ersichtlicherweise ist das Rückschlagventil 29 entsprechend einzustellen, so daß die normale Arbeitsweise des Reglers 13 in Verbindung mit dem Dreiwegeventil 12 nicht beeinträchtigt wird und damit der Unterdruckbereich im ^onaalbetrieb durch den Wert des Unterdrucks, der vom Venturiabschnitt 30 auf das Rückschlagventil 19 wirkt, nicht beschnitten wird.
Fällt jedoch der Regler 13 und/oder das Unterdrucksystem aus, was zu einem Sperren des Dreiwegeventils 12 und zu einem Reduzieren des im Gehäuse 9 vorherrschenden üiiterdrucks führt, wird bei Überschreiten eines Unterdruckwertes, der am Rückschlagventil 29 vorherrscht, das Rückschlagventil 29 geöffnet. Damit wirkt der Unterdruck vom Venturirohrabschnitt 30 auf die llembran 8, so daß sie nach rechts in eine Leerlaufstellung verlagert wird. Diese Leerlaufstellung ist vorzugsweise derart gewählt, daß der Motor bei einer Drehzahl von etwa 24-00 Umdrehungen/Minute läuft und damit; ein mechanischer Schaden des Motors verhindert wird.
Die erfindungsgemäße elektronische Regelung ist jedoch auch im Falle eines Bruchs der Membran 8 wirksam. In diesem Fall stellt der Regler 13 fest, daß der Istwert der Regelstange 7 wesentlich kleiner als der Sollwert ist, der vom Regler 13 bestimmt wird. Beispielsweise kann in den Regler 13 ein Schwellwertelement vorgesehen sein, dessen Ausgang über die Leitung 31 den Haltemagneten 52 deaktiviert, so daß die Drosselklappe zur Drosselung der Luftzufuhr bewegt wird oder vollständig geschlossen wird, um den iiotor abzuschalten, da das Dreiwegeventil 12 und die Einrichtung zur selbsttätigen Einstellung
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einer Leerlaufdrehzahl Infolge des Membranbruches zur Verstellung der Segelstange 7 unwirksam sind.
Eine gegenüber 3?ig. 1 abgewandelte Ausführungsform der Einrichtung zur Aktivierung der Drosselklappe 33 ist in ?ig. 2 gezeigt. Die Servoeinrichtung 11 mit der Membran 8 und die Einspritzpumpe 2 sind nur schematisch angedeutet. Ton der Servoeinrichtung 11 führt eine Leitung 35 zu einer Drossel 36 im Luftansaugrohr 6, die zur Atmosphärenbelüftung dient. Die Drossel 36 ersetzt bei der Ausführungsform nach Pig, 2 den Haltemagneten 32 nach Pig. 1 und dient zur Steuerung der-Freigabe der Drosselklappe 33 hei einem Bruch der Membran. 8« Bei einem Bruch der Membran 8 wird ein Unterdruck über die gebrochene Membran 8 erzeugt und über die Leitung 35 an die Drossel 36 angelegt. Die Drossel 36 steht mit einem Zylinder· in Verbindung, welcher seinerseits einen unter Pedervorsparur.ing stehenden Kolben 38 oder dergl. enthält, an dem ein Halteglied 39 befestigt ist. In der in Pig. 2 gezeigten Stellung hält das Halteglied 39 die Drosselklappe 33 in einer das Luftansaugrohr 6 freigebenden Position und gibt die Drosselklappe 35 frei, sobald ein ausreichender Unterdruck von der Leitung 35 a-Q- ö-eE- Zylinder 37 angelegt wird. Dadurch kann die Drosselklappe 33 weitgehend oder vollständig geschlossen werden, um den Motor abzuschalten.
Die Drosselklappe 33 ist bei den Ausführungsformen nach Fig. und 2 als Kotabstelldrosselklappe vorgesehen und kann gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung durch einen nicht dargestellten Bowdenzug als Notfahreinrichtung betätigt werden, wenn der Regler und/oder das Unterdrucksystem funktionsunfähig sind und der Motor ausschließlich über die Luftzufuhr mittels der Ijotabstelldrosselklappe gesteuert wird.
Aus vorstehender Beschreibung ist ersichtlich, daß der Regler ein Mikrokomputer o.dgl. sein kann, der eine Mehrzahl von Signalen verarbeitet und im liormalLetrieb eine entsprechende
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Sollwerteinstellung über das Dreiwegeventil 12 hervorruft. Das Dreiwegeventil 12 muß nicht entsprechend der im Regler 13 ausgeführten Sollwertberechnung gesteuert werden, sondern kann auch abhängig von einem Kennlinienfeld im Regler 13 gesteuert werden. Beim Start des Motors steht die Regelstange 7 infolge eines fehlenden Unterdrucks in einer vorbestimmten Startmengen-Position. Nach dem Anlassen des Motors wirkt der Unterdruck der Unterdruckquelle 14- über das Dreiwegeventil 12 auf die Membran 8 und bewirkt deren Verstellung abhängig von der ßteuerung des Dreiwegeventils mittels des Reglers 13.
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Claims (1)

  1. Elektronische Regelung, insbesondere für Dieselmotoren, mit eii&em Stellglied für eine Einspritzpumpe und einem Regler, dadurch gekennzeichnet, daß eine regierabhängig arbeitende pneumatische Stellvorrichtung (12) zur Verstellung des Stellgliedes (7) vorgesehen ist, und daß zwischen dem Stellglied (7) und der Stellvorrichtung (12) eine pneumatisch wirkende Einrichtung (28, 29, 30) zur selbsttätigen Einstellung einer Leerlaufdrehzahl· bei Ausfall des Reglers (13) zugeschaltet ist.
    2. Elektronische Regelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (7) eine Membran (8) aufweist, welche abhängig von einem über die Stellvorrichtung (12) zugeführten Unterdruck verstellbar ist.
    5. Elektronische Regelung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (8) Teil einer Servoeinheit (8, 9, 10) ist.
    4. Elektronische Regelung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellvorrichtung (12) ein Dreiwegeventil ist, welches mit einem Eingang an eine Unterdruckwelle (14) angeschlossen ist, während ein weiterer Eingang auf Atmosphärendruck liegt.
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    JA 1150!
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    5. Elektronische Regelung nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (28, 29, 30) zur selbsttätigen Einstellung einer Leerlaufdrehzahl bei Ausfall des Reglers (13) und/oder des Unterdrucksystems (12, 14, I5) mit dem Luftansaugrohr (6) verbunden ist.
    6. Elektronische Regelung nach Anspruch 55 dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (28, 29, 30) aus einem Rückschlagventil (29) und einem in dem Luftansaugrohr (6) angeordneten Venturirohrabschnitt (3O)gebildet ist.
    7· Elektronische Regelung nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Haltemagnet (32) für eine im Luftansaugrohr (6) angeordnete Luftbegrenzungsklappe (33) vorgesehen und über den Regler (13) steuerbar ist.
    8. Elektronische Regelung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine pneumatisch wirkende Haltevorrichtung (35 bis 39) für eine im Luftansaugrohr (6) angeordnete Luftbegrenzungsklappe (33) vorgesehen ist, die über einen von der Servoeinhe.it (8, 95 10) zugeführten Unterdruck aktivierbar ist.
    9. Elektronische Regelung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung (35 t>is 39) eine Drossel (36) zur Atmosphärenbelüftung aufweist.
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