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DE3711744A1 - Verfahren und vorrichtung zur steuerung der kraftstoffeinspritzmenge - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur steuerung der kraftstoffeinspritzmenge

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Publication number
DE3711744A1
DE3711744A1 DE19873711744 DE3711744A DE3711744A1 DE 3711744 A1 DE3711744 A1 DE 3711744A1 DE 19873711744 DE19873711744 DE 19873711744 DE 3711744 A DE3711744 A DE 3711744A DE 3711744 A1 DE3711744 A1 DE 3711744A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
valve
pump
fuel
fuel injection
internal combustion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19873711744
Other languages
English (en)
Inventor
Helmut Laufer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE19873711744 priority Critical patent/DE3711744A1/de
Priority to JP63502515A priority patent/JP2818175B2/ja
Priority to DE8888902423T priority patent/DE3877302D1/de
Priority to KR1019880701618A priority patent/KR960013108B1/ko
Priority to PCT/DE1988/000197 priority patent/WO1988008080A1/de
Priority to US07/290,166 priority patent/US4974564A/en
Priority to EP88902423A priority patent/EP0309501B1/de
Publication of DE3711744A1 publication Critical patent/DE3711744A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F02M41/08Fuel-injection apparatus with two or more injectors fed from a common pressure-source sequentially by means of a distributor the distributor and pumping elements being combined
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    • F02M41/123Fuel-injection apparatus with two or more injectors fed from a common pressure-source sequentially by means of a distributor the distributor and pumping elements being combined pump pistons acting as the distributor the pistons rotating to act as the distributor characterised by means for varying fuel delivery or injection timing
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    • F02M45/12Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship providing a continuous cyclic delivery with variable pressure
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

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Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren sowie einer Vorrichtung zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzmenge mittels einer Kraftstoff­ einspritzpumpe für Brennkraftmaschinen nach der Gattung der unabhän­ gigen Ansprüche. Bekanntlich haben die meisten Dieselmotoren im Leerlauf oder niederen Teillastbereich unangenehm harte Verbren­ nungsgeräusche, die dadurch vermindert werden können, daß die Ein­ spritzdauer in diesem Drehzahlbereich verlängert wird. Es ist be­ reits bekannt, hierzu bei Kraftstoffeinspritzpumpen einen in den Pumpenarbeitsraum mündenden, durch ein elektrisches Ventil verstell­ baren Bypass vorzusehen. Insbesondere bei geringen Drehzahlen kann über diesen Bypass ein Teil des im Pumpenarbeitsraum geförderten Kraftstoffes unter Umgehung der Kraftstoffeinspritzdüsen in den Saugraum oder in den Kraftstoffvorratsbehälter abströmen. Auf diese Weise ist eine Verlängerung der Einspritzdauer erreichbar. Die abge­ spritzte Kraftstoffmenge ergibt sich dabei als Saldo zwischen der vom Pumpenarbeitsraum geförderten und der über den Bypass abströmen­ den Kraftstoffmenge.
Bei einer aus der DE-OS 35 07 853 bekannten Kraftstoffeinspritzpumpe dieser Art wird ein elektrisches Ventil verwendet, welches in strom­ losem Zustand den Bypass vollständig geöffnet hält und welches mit zunehmender elektrischer Erregung den Bypass schließt. Bei einem er­ sten Betriebszustand ist das Ventil zur Festlegung der Einspritz­ phase ganz geschlossen und in einem zweiten Betriebzustand, bei Leerlaufbetrieb, über die gesamte Dauer der Einspritzung nur zum Teil geschlossen mit dem Erfolg, daß die Kraftstoffeinspritzrate vermindert wird. Als Ausgleich muß in diesem Betriebsbereich die Dauer des zum Teil geschlossenen Zustands gegenüber einer Einsprit­ zung mit hoher Einspritzrate entsprechend verlängert werden, um die­ selbe Kraftstoffmenge zur Einspritzung zu bringen. Der Förderbeginn und das Förderende werden bei dieser Kraftstoffeinspritzpumpe al­ leine durch die Schließ- bzw. die Öffnungsbewegung des Ventils fest­ gelegt, was eine genaue Koordination zwischen der Förderbewegung des Pumpenkolbens und der elektrischen Ansteuerung des Ventils erfor­ dert. Schon bei geringfügigen Unregelmäßigkeiten in der gegenseiti­ gen Abstimmung dieser Bewegungen kann es zu starken Veränderungen der zu den Einspritzventilen gelangenden Kraftstoffmengen und damit zu Unregelmäßigkeiten in der Kraftstoffzumessung der Brennkraft­ maschine kommen.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen der unabhängigen Ansprüche weisen demgegenüber den Vorteil auf, daß eine genaue Koordination zwischen der Förderbewegung des Pumpenkolbens und der elektrischen Ansteue­ rung des Ventils zur Festlegung des Förderbeginns fortfallen kann und somit eine mögliche Fehlerquelle beseitigt werden kann. Mit der druckbetätigten Öffnung des Ventils wird jeweils ein Anfangssignal erzeugt, das die Basis für die weitere Steuerung des elektrischen Ventils bildet.
Vorteilhaft ist es insbesondere, daß der Einspritzverlauf derart ge­ staltet werden kann, daß die zu den Einspritzventilen gelangende Kraftstoffmenge zum Förderende hin mit hoher Einspritzrate, am Ein­ spritzbeginn jedoch mit verminderter, der dann noch kleinen Verbren­ nungsgeschwindigkeit Rechnung tragenden Einspritzrate eingespritzt wird. Dies erhöht den Verbrennungswirkungsgrad und vermindert das Verbrennungsgeräusch, wobei diese Vorteile auch oberhalb der Leer­ laufdrehzahl und Leerlaufmenge erreicht werden.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 eine Kraftstoffeinspritzpumpe in vereinfachter Darstellung mit einem Ringschieber zur Steuerung der Kraftstoffmen­ ge, Fig. 2 ein Diagramm, das den Verlauf des Pumpenkolbenhubes über der Zeit zeigt, Fig. 3 ein Diagramm, welches den Verlauf des Hubes des Ventilschließgliedes über der Zeit zeigt, Fig. 4 ein weiteres Diagramm, welches den Verlauf des Elementdruckes in der Pumpenar­ beitskammer über der Zeit zeigt. Fig. 5 zeigt eine Kraftstoffein­ spritzpumpe mit einem zusätzlichen Magnetventil anstelle des Ring­ schiebers zur Steuerung der Gesamtdauer der Einspritzung pro Pumpen­ kolbenhub.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Bei der in Fig. 1 beispielsweise dargestellten Kraftstoffeinspritz­ pumpe 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 in an sich bekannter Weise durch einen Nockentrieb über eine Welle angetrieben, welche synchron zu der Drehzahl der von der Einspritzpumpe mit Kraftstoff versorgten Brennkraftmaschine rotiert. Innerhalb der Buchse 2 ist der Pumpen­ kolben 3 in einem Pumpenzylinder 4 gelagert. Der Pumpenkolben 3 schließt dem Pumpenzylinder 4 einen Pumpenarbeitsraum 5 ein, der über eine Füllnut 6 in der Mantelfläche des Pumpenkolbens 3 während des Saughubes desselben mit einer seitlich am Pumpenkolben 3 in den Pumpenzylinder 4 einmündenden Kraftstoffversorgungsleitung 8 verbun­ den ist. Diese zweigt von einem Saugraum 9 ab, der durch nicht wei­ ter dargestellte Mittel mit Kraftstoff gesteuerten Druckniveaus ge­ füllt ist.
Im Pumpenkolben 3 verläuft axial ein Entlastungskanal 10, von dem eine Radialbohrung 11 abführt und in eine Verteilernut 12 mündet. Diese wird im Laufe der Pumpenkolbenarbeitsbewegung während eines jeden Druckhubes des Pumpenkolbens 3 mit einer von mehreren Kraft­ stofförderleitungen 14 in Verbindung gebracht, die in einer axialen Ebene entsprechend Zahl und Verteilung der von der Kraftstoffein­ spritzpumpe zu versorgenden Zylinder der zugehörigen Brennkraft­ maschine um den Pumpenkolben 3 herum von dem Pumpenzylinder 4 ab­ zweigen. Jede der Kraftstofförderleitungen 14 führt zu einer an sich bekannten, druckbetätigten Einspritzdüse.
Der Entlastungskanal 10 geht in einem in den Saugraum 9 ragenden Teil des Pumpenkolbens 3 in eine Querbohrung 15 über, deren Mündung an der Mantelfläche des Pumpenkolbens 3 durch einen dicht auf dem Pumpenkolben 3 verschiebbaren Ringschieber 16 gesteuert wird. Durch einen Regler, von dem in der Zeichnung nur ein Exzenter 18 gezeigt ist, wird der Ringschieber 16 in bekannter Weise in seiner axialen Stellung verstellt, um jenen Hubpunkt des Pumpenkolbens 3 zu verän­ dern, bei dem die Förderung von Kraftstoff zu den Einspritzdüsen durch Aufsteuern des Entlastungskanals 10 beendet wird. Zur Verstel­ lung des Ringschiebers 16 kann sowohl ein mechanisches oder hydrau­ lisches als auch ein elektrisches Stellwerk verwendet werden.
Vom Pumpenarbeitsraum 5 zweigt ein Entnahmekanal 20 ab, an den sich eine als Drossel 22 ausgebildete Verengung anschließt. Hinter der Drossel 22 geht der Entnahmekanal 20 in einen Ventilsitz 23 über, welcher mit einem axial beweglichen Ventilschließglied 25 eines elektrisch steuerbaren Ventils 26 zusammenwirkt, so daß bei Anlage des Ventilschließglieds 25 am Ventilsitz 23 der Entnahmekanal 20 ab­ gesperrt ist. Bei vom Ventilsitz 23 abgehobenem Ventilschließglied 25 gelangt ein Teil des unter Druck stehenden Kraftstoffes aus dem Pumpenarbeitsraum 5 über den Entnahmekanal 20 in einen das Ventil­ schließglied 25 teilweise umgebenden Sammelraum 27, welcher über ei­ nen Entlastungskanal 29 entweder mit dem Saugraum 9 oder mit einem Kraftstoffvorratsbehälter in Verbindung steht. Das Ventil 26 steuert also einen Bypass für den Kraftstoff.
Das Ventilschließglied 25 wird durch einen innerhalb eines Ventilge­ häuses 30 angeordneten weichmagnetischen Kern 31 axial geführt. Der Kern 31 bildet den inneren Teil eines eine Magnetspule 34 fast voll­ ständig umschließenden weichmagnetischen Polgehäuses 35, welches im Ventilgehäuse 30 eingelassen ist. Das Ventilschließglied 25 ist an seinem dem Ventilsitz 23 abgewandten Ende fest mit einem Anker 37 verbunden, wobei sich ein erster Magnetspalt zwischen dem Anker 37 und einer Stirnfläche des Kerns 31 und ein zweiter Magnetspalt zwi­ schen dem Anker 37 und einer äußeren Stirnfläche des Polgehäuses 35 befindet. Wird bei vom Ventilsitz 23 abgehobenem Ventilschließglied 25 die Magnetspule 34 mit elektrischem Strom beaufschlagt, so wird der Anker 37 unter gleichzeitiger Verringerung der Dicke der Magnet­ spalte in Richtung auf das Polgehäuse 35 gezogen, wodurch sich das Ventilschließglied 25 in Richtung auf den Ventilsitz 23 hin bewegt; das Ventil 26 schließt.
An der dem Ventilschließglied 25 abgewandten Flachseite des Ankers 37 greift eine auf Druck arbeitende Feder 38 an, welche sich ande­ rerseits am Boden einer topfförmigen Einstellhülse 40 abstützt. Die Einstellhülse 40 kann in einem Absatz 41 verminderten Durchmessers des Ventilgehäuses 30 axial gleiten. Der Feder 38 abgewandt stützt sich die Einstellhülse 40 an einer Einstellschraube 43 ab, die mit­ tels ihres Gewindes innerhalb des Ventilgehäuses 30 axial verstell­ bar ist. Durch Verdrehen der Einstellschraube 43 läßt sich die axiale Position der Einstellhülse 40 verändern, was unmittelbar die Vorspannung der auf den Anker 37 einwirkenden Feder 38 verändert. Die Einstellschraube 43 dient damit der Einstellung jenes Öffnungs­ drucks im Pumpenarbeitsraum 5, bei dem das Ventilschließglied 25 vom Ventilsitz 23 abhebt, das Ventil 26 also öffnet.
Für die Erfindung ist es wesentlich, daß jener Zeitpunkt erfaßt wird, an dem bei zunehmendem Druck im Pumpenarbeitsraum 5 das Ven­ tilschließglied 25 vom Ventilsitz 23 abhebt. Hierzu dienen Geber, von denen drei verschiedene in der Zeichnung eingetragen sind und im folgenden kurz erläutert werden:
Die Geber können beispielsweise als Weg-, Geschwindigkeits- oder Be­ schleunigungsaufnehmer oder als Schalter 50 a ausgebildet und in der Weise im Ventil 26 angeordnet werden, daß dieser ein Signal im glei­ chen Augenblick erzeugt, in dem das Ventilschließglied 25 vom Ven­ tilsitz 23 abhebt. Dieses Signal wird einer elektronischen Steuer­ einheit 52 zugewiesen.
Eine indirekt arbeitende Methode zur Erzeugung eines der elektroni­ schen Steuereinheit 52 zuzuweisenden Öffnungssignals besteht in der Anbringung eines Druckaufnehmers 50 b, welcher den Druck im Pumpen­ arbeitsraum 5 erfaßt und welcher ein Meßsignal erzeugt, sobald jener Druck im Pumpenarbeitsraum 5 erreicht ist, bei dem das Ventil 26 öffnet.
Eine weitere Methode zur Erzeugung eines Öffnungssignals besteht da­ rin, die axiale Bewegung des Pumpenkolbens 3 mittels eines Weggebers 50 c zu erfassen. Hierbei handelt es sich ebenfalls um eine indirekte Methode, um den Öffnungszeitpunkt des Ventils 26 zu erfassen.
Dies soll nur eine Auswahl von Methoden wiedergeben, den Öffnungs­ beginn des Ventils 26 festzustellen und auf diese Weise einen An­ fangs- und Bezugszeitpunkt festzulegen. Entscheidend ist letztend­ lich, ein elektrisches Signal zu erhalten, welches der elektroni­ schen Steuereinheit 52 jenen Zeitpunkt meldet, an dem das Ventil­ schließglied 25 vom Ventilsitz 23 abhebt, mithin ein Teil des Kraft­ stoffes über den Entnahmekanal 20, die Drossel 22 und den Entla­ stungskanal 29 aus dem Pumpenarbeitsraum 5 abströmen kann.
Der elektronischen Steuereinheit 52 werden außerdem noch weitere elektrische Signale zugewiesen, welche vor allem die Stellung eines Fahrpedals 58, ermittelt beispielsweise über einen weiteren Weggeber 59 sowie die Drehzahl 62 der Brennkraftmaschine beschreiben.
Durch den Nockenantrieb wird der Pumpenkolben 3 axial in Richtung auf den Pumpenarbeitsraum 5 bewegt, wie dies in Fig. 2 beschrieben ist. Durch die Verringerung des Volumens des Pumpenarbeitsraumes 5 bei gleichzeitigem Gegendruck der an die Kraftstofförderleitung 14 angeschlossenen, druckbetätigten Einspritzventile erhöht sich der Elementdruck p EL im Pumpenarbeitsraum 5, wie in Fig. 4 darge­ stellt. Der Elementdruck p EL im Pumpenarbeitsraum 5 ist dabei gleich dem unmittelbar vor dem Ventilsitz 23 bestehenden Druck im Entnahmekanal 20. Übersteigt bei zunehmender Kompression dieser Ele­ mentdruck den Gegendruck der Feder 38, so hebt das Ventilschließ­ glied 25 vom Ventilsitz 23 ab, Kraftstoff kann damit gedrosselt durch die Drossel 22 über den Sammelraum 27 in den Entlastungskanal 29 und von dort in den Saugraum 9 oder in den Kraftstoffvorratsbe­ hälter abströmen. Nach Öffnen des Ventils 26 gelangt also nur noch ein Teil des vom Pumpenkolben 3 geförderten Kraftstoffes zu den Ein­ spritzventilen, während der andere Teil über das geöffnete Ventil 26 zumindest zeitweise abströmen kann. In den Fig. 3 und 4 ist der durch einen der Geber 50 a, b, c erfaßte und der elektronischen Steu­ ereinheit 52 zugewiesene Bezugszeitpunkt, zu dem das Ventilschließ­ glied 25 vom Ventilsitz 23 abhebt, mit t 0 bezeichnet. Das bis zu diesem Zeitpunkt noch vollkommen stromlose Ventil 26 öffnet also ähnlich einem Rückschlagventil nur aufgrund der Kraft des Element­ drucks p EL. Zum Zeitpunkt t 1 ist das Ventil 26 voll geöffnet, Kraftstoff kann sowohl über den Entlastungskanal 10 und die Kraft­ stofförderleitung 14 zum jeweiligen Einspritzventil gelangen als auch über die Drossel 22 und den Entlastungskanal 29 abströmen.
Abhängig von der durch den weiteren Weggeber 59 ermittelten Fahr­ pedalstellung und der Drehzahl 62 der Brennkraftmaschine wird inner­ halb der elektronischen Steuereinheit 52 eine Zeitdifferenz Δ t (siehe Fig. 4) ermittelt, nach deren Ende die Magnetspule 34 durch die elektronische Steuereinheit 52 mit elektrischem Strom beauf­ schlagt wird. Dadurch wird der Anker 37 in Richtung auf das Pol­ gehäuse 35 gezogen, das Ventilschließglied 25 schließt den Ventil­ sitz 23. Ab dem Zeitpunkt t s = t 0+Δ t kann also kein Kraft­ stoff mehr über den Entlastungskanal 29 entweichen, sämtlicher fort­ an geförderter Kraftstoff gelangt zum Einspritzventil. Der Element­ druck im Pumpenarbeitsraum unterliegt nur noch dem Gegendruck der Einspritzdüsen, ein Druckabbau über den Entnahmekanal 20, die Dros­ sel 22 und den Entlastungskanal 29 ist nicht mehr möglich, wodurch sich der Elementdruck p EL und damit die Kraftstoffeinspritzrate schlagartig erhöht. Diese Erhöhung nach dem Zeitpunkt t s ist in Fig. 4 durch die strichpunktierte Linie dargestellt. Führt die axiale Bewegung des Pumpenkolbens 3 in den Bereich der Aufsteuerung der Querbohrung 15 durch den Ringschieber 16, so fällt der Element­ druck p EL stark ab, die Kraftstofförderung zu den Einspritzventi­ len ist beendet.
Mit Δ t 0 ist in Fig. 3 die Öffnungszeit des Ventils 26 bezeich­ net, d.h. jene Zeitdifferenz t 1-t 0, welche das Ventilschließ­ glied 25 benötigt, um aufgrund des Elementdruckes vollständig zu öffnen. Mit Δ t s ist die Anzugsverzugszeit des Ankers 37 und damit die Schließzeit des Ventils 26 bezeichnet, d.h. jene Zeitspanne zwi­ schen dem elektrischen Schließsignal der elektronischen Steuerein­ heit 52 und dem tatsächlichen Anliegen des Ventilschließglieds 25 am Ventilsitz 23.
Die einfach gestrichelte Linie in den Fig. 3 und 4 stellt die axiale Bewegung des Ventilschließglieds 25 (h V ) bzw. den Element­ druck (p EL ) für einen höheren Lastzustand der Brennkraftmaschine dar. In diesem Fall wird die Zeitdifferenz Δ t′, bei deren Ablauf die elektronische Steuereinheit 52 das Schließen des Ventils 26 ver­ anlaßt, verringert. Durch das frühe Schließen des Bypasses wird im Pumpenarbeitsraum 5 früher ein höherer Elementdruck aufgebaut als im vorhergehenden Beispiel, wodurch sich die vom Einspritzventil abge­ gebene Kraftstoffmenge vergrößert. Je geringer die innerhalb der elektronischen Steuereinheit 52 gebildete Zeitdifferenz Δ t=t s - t 0 ist, desto geringer ist die über die Drossel 22 abströmende Kraftstoffmenge und desto größer ist die von den Einspritzventilen abgespritzte Menge Brennstoffs.
Bei Vollastbetrieb der Brennkraftmaschine wird die Magnetspule 34 dauernd bestromt, das Ventil 26 bleibt geschlossen.
Der andere Grenzfall wird durch den untersten Leerlaufbetrieb der Brennkraftmaschine gebildet. In den Fig. 3 und 4 ist dieser Last­ fall mit durchgezogener Linie dargestellt. Befindet sich die Brenn­ kraftmaschine im Leerlaufbetrieb, was der elektronischen Steuerein­ heit 52 über den Drehzahlgeber 62 und den weiteren Weggeber 59 über­ mittelt wird, so kann die Bestromung der Magnetspule 34 völlig un­ terbleiben. Das Ventil 26 öffnet sich also aufgrund des bei Förder­ beginns des Pumpenkolbens 3 zunehmenden Elementdruckes p EL , ver­ harrt in dieser geöffneten Stellung und schließt sich druckbedingt, wenn der Pumpenarbeitsraum 5 durch Öffnen des Entlastungskanals 10 mittels des Ringschiebers 16 entlastet wird. In bestimmten Fällen, z.B. bei kaltem Motor, kann zum Erreichen einer größeren Einspritz­ menge jedoch auch im Leerlaufbetrieb ein vorzeitiges Schließen des Ventils 26 durch Bestromen der Magnetspule 34 erforderlich sein.
Da während der Förderbewegung des Pumpenkolbens 3 ein Teil des Kraftstoffes über die Drossel 22 abströmt, gelangt nur eine geringe Kraftstoffmenge, und zwar genau jene Kraftstoffmenge, welche für den Leerlaufbetrieb der Brennkraftmaschine ausreicht, zu den Einspritz­ ventilen. Durch die Öffnung des Bypasses ist die pro Zeiteinheit zu den Einspritzventilen gelangende Kraftstoffmenge geringer, als sie dies bei geschlossenem Bypass wäre. Zum Ausgleich muß die Förder­ dauer verlängert werden. Dies wird erreicht, indem der Ringschieber 16 die Querbohrungen 15 erst sehr spät oder gar nicht absteuert. Der Ringschieber 16 befindet sich also auch bei Leerlaufbetrieb in Nähe der Vollaststellung. Bei Lastaufnahme aus obigem Betriebszustand wird das Ventil 26 zunehmend früher vor Förderende geschlossen, das Zeitintervall Δ t also verringert.
Die aufgrund der zeitweiligen Öffnung des Bypasses notwendige Ver­ längerung von Förderdauer und Einspritzdauer bewirkt eine besonders weiche Verbrennung, das Verbrennungsgeräusch eines mit Hilfe dieses Verfahrens betriebenen Dieselmotors ist geringer als dies bei nur kurzer Einspritzdauer der Fall wäre. Dieser Vorteil macht sich ins­ besondere im Leerlaufbetrieb bemerkbar, aber es läßt sich auch im Teillastbetrieb durch gesteuerte Abstufung der Einspritzrate verbun­ den mit einem Strecken von Förder- und Einspritzdauer das Verbren­ nungsgeräusch vermindern. Besonders vorteilhaft am beschriebenen Verfahren ist es, daß die größte Kraftstofförderrate erst nach Ab­ lauf des Zeitintervalls Δ t und damit gegen Ende der Einspritzung erreicht wird. Dies ist günstig für einen leisen Motorgang.
Bei dem in Fig. 5 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel einer Kraftstoffeinspritzpumpe sind gleichwirkende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel befindet sich der Entlastungskanal 10 im Gehäuse 1. Er mündet einer­ seits in den Pumpenarbeitsraum 5, andererseits in den Saugraum 9 und ist mittels eines weiteren Magnetventils 72 verschließbar. Das Mag­ netventil 72, welches im Gegensatz zum Ventil 26 über keine vorge­ schaltete Drossel verfügt, ersetzt den Ringschieber 16 des ersten Ausführungsbeispieles und bestimmt ebenso wie dieser den Förderbe­ ginn und das Förderende. Der Förderbeginn ist durch das Schließen und das Förderende durch das Öffnen des Magnetventils 72 festgelegt. Nach Öffnen des Magnetventils 72 durch den Pumpenkolben 3 geförder­ ter Kraftstoff gelangt also nicht mehr zu den Einspritzventilen, sondern strömt über den Entlastungskanal 10 in den Saugraum 9 bzw. in den Kraftstoffvorratsbehälter ab.
Das Magnetventil 72 kann auch anstelle der Geber 50 a, b, c zur Be­ stimmung des Bezugszeitpunktes herangezogen werden, indem jener Zeitpunkt, zu dem das Magnetventil 72 schließt (beispielsweise durch elektromagnetische Betätigung) und damit die Kraftstofförderung zu den Einspritzventilen beginnt, in der elektronischen Steuereinheit 52 als Anfangszeit t 0 abgespeichert wird, von der ab dann die Zeitdifferenz Δ t zum Schließen des Ventils 26 berechnet wird. Ven­ til 26 und Magnetventil 72 sind also Bestandteile eines gemeinsamen Steuerkonzeptes, welches innerhalb der elektronischen Steuereinheit 52 festgelegt ist. Der Förderbeginn und das Förderende wird durch das Magnetventil 72 bestimmt, die Förderrate durch das Ventil 26.

Claims (15)

1. Verfahren zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzmenge mittels ei­ ner Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen, bei dem ein in einem Pumpenzylinder axial beweglicher Pumpenkolben einen durch Steuerung der einspritzwirksamen Förderdauer des Pumpenkolbens be­ stimmten Teil des in einem Pumpenarbeitsraum befindlichen Kraftstof­ fes unter Druck zu mindestens einem Einspritzventil befördert, bei dem ein anderer Teil des Kraftstoffes unter Umgehung des Einspritz­ ventiles über einen Entlastungskanal abströmen kann und bei dem die Menge des abströmenden Kraftstoffes durch ein elektrisch steuerbares Ventil beeinflußbar ist, dessen Betätigung durch Signale einer elek­ tronischen Steuereinheit in Abhängigkeit von Lastparametern der Brennkraftmaschine erfolgt, gekennzeichnet durch die folgenden, ei­ nen Förderzyklus bildenden Verfahrensschritte:
  • 1. Bei durch die axiale Bewegung des Pumpenkolbens (3) bedingtem zunehmenden Elementdruck des Kraftstoffes im Pumpenarbeitsraum (5) öffnet sich das Ventil (26) druckbetätigt entgegen der Schließkraft einer Feder (38);
  • 2. Der Zeitpunkt (t) der Öffnung des Ventils (26) wird durch einen Geber (50 a, b, c) erfaßt und der elektronischen Steuereinheit (52) als Anfangssignal zugewiesen;
  • 3. Zu einem Zeitpunkt (t s ) schließt sich das Ventil (26), wobei die Zeitdifferenz ( Δ t = t s - t) innerhalb der elektronischen Steuereinheit (52) festgelegt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Last­ parameter die Drehzahl (62) der Brennkraftmaschine und/oder die Stellung des Fahrpedals (58) oder der Drosselklappe herangezogen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeit­ differenz (Δ t = t s -t 0) mit zunehmender Last der Brennkraft­ maschine abnimmt und mit abnehmender Last der Brennkraftmaschine zu­ nimmt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (26) bei Vollast der Brennkraftmaschine geschlossen bleibt.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das den Zeitpunkt (t 0) der Öffnung des Ventils (26) darstellende Anfangs­ signal durch einen die Lage oder die Bewegung des Ventilschließ­ glieds (25) erfassenden Weg-, Geschwindigkeits- oder Beschleuni­ gungsaufnehmer oder Schalter (50 a) erzeugt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das den Zeitpunkt (t 0) der Öffnung des Ventils (26) darstellende Anfangs­ signal durch einen den Elementdruck im Pumpenarbeitsraum (5) erfas­ senden Druckaufnehmer (50 b) erzeugt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das den Zeitpunkt (t 0) der Öffnung des Ventils (26) darstellende Anfangs­ signal durch einen die Lage des Pumpenkolbens (3) erfassenden Wegge­ ber (50 c) erzeugt wird.
8. Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen, insbesondere zur Durchführung eines der Verfahren nach den vorhergehenden Ansprü­ chen, mit einem in einem Pumpenzylinder axial beweglichen Pumpenkol­ ben, einem von diesem eingeschlossenen Pumpenarbeitsraum und einem mit dem Pumpenarbeitsraum über ein elektrisch gesteuertes Ventil verbindbaren Entlastungskanal, dadurch gekennzeichnet, daß das Ven­ til (26) ein Ventilschließglied (25) aufweist, das einerseits durch den Druck im Pumpenarbeitsraum (5) und das andererseits durch den Druck einer Feder (38) beaufschlagt ist und das bei Betätigung des elektrisch gesteuerten Ventils (26) in Richtung der Kraft der Feder (38) gegen einen festen Ventilsitz (23) bewegt wird und daß die Kraftstoffeinspritzpumpe ein Kraftstoffmengensteuerorgan (16, 72) aufweist, durch das die einspritzwirksame Förderdauer des Pumpenkol­ bens (3) gesteuert wird.
9. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen dem Pumpenarbeitsraum (5) und dem Ventilsitz (23) eine Drossel (22) für den Kraftstoff befindet.
10. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Einstellvorrichtung (40, 43), mittels derer die Vorspannung der Feder (38) veränderbar ist.
11. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der Ansprüche 8 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß als elektrisch gesteuertes Ventil (26) ein elektromagnetisch betätigbares Ventil verwendet wird.
12. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß das Kraftstoffmengensteuerorgan als Ventileinrichtung aus­ gebildet ist, die einen vom Pumpenarbeitsraum (5) abführenden Ent­ lastungskanal (10) überwacht.
13. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich­ net, daß die Ventileinrichtung als auf dem Pumpenkolben (3) ver­ schiebbarer Ringschieber (16) ausgebildet ist, durch den der am Pum­ penkolben (3) austretende Entlastungskanal (10) im Laufe des Pumpen­ kolbenhubes aufsteuerbar ist (Fig. 1).
14. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich­ net, daß der Ringschieber (16) elektrisch verstellbar ist.
15. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich­ net, daß die Ventileinrichtung als Magnetventil (72) ausgebildet ist, durch das der Entlastungskanal (10) im Laufe des Pumpenkolben­ hubes aufsteuerbar ist (Fig. 5).
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