DE3504083A1

DE3504083A1 - Verfahren zur elektronischen kraftstoffeinspritzmengenregelung einer kraftstoffeinspritzpumpe und kraftstoffeinspritzpumpe

Info

Publication number: DE3504083A1
Application number: DE19853504083
Authority: DE
Inventors: Ernst Dipl.-Ing. 7130 Mühlacker Linder
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1985-02-07
Filing date: 1985-02-07
Publication date: 1986-08-07

Description

R. 19853

31.1.I9Ö5 Kh/Wl

ROBERT BOSCH GMIH, TOOO Stuttgart 1

Verfahren zur elektronischen Kraft stoffeinspritzmengenregelung einer Kraft stoffeinspritzpumpe und Kraftstoffeinspritzpumpe ,

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Kraft stoffeinspritzpumpe nach der Gattung des Anspruches 5· Es ist schon eine Kraft· stoffeinspritzpumpe bekannt, bei der die Ansteuerung der elektromagnetisch betätigbaren Steuervorrichtung nur indirekt an den Förderhub des Pumpenkolbens gekoppelt ist, so daß sich hierdurch Streuungen zwischen den einzelnen eingespritzten Kraft stoffmengen ergeben.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 und die erfindungsgemäße Kraftstoff einspritzpumpe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 5 haben demgegenüber den Vorteil, daß die einzuspritzende Kraftstoffmenge in einem geschlossenen Regelkreis bestimmt wird, indem auf einfache Art und Weise über die Erfassung der während eines Förderhubes des Pumpenkolbens nicht zur Einspritzung gelangenden Kraftstoffmenge die eingespritzte Kraftstoffmenge bestimmt und korrigiert wird.

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Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Verfahrens und der im Anspruch angegebenen Kraft stoffeinspritzpumpe möglich. Besonders vorteilhaft ist es, die während eines Förderhubes des Pumpenkolbens nicht zur Einspritzung gelangende Kraftstoffmenge einem Meßzylinder zuzuführen und durch ein Sensorsystem zu messen, wobei der Meßwert als elektrisches Signal einem elektronischen Steuergerät eingebbar ist, das die den Spritzbeginn und das Spritzende bestimmende elektromagnetisch betätigbare Steuervorrichtung der Kraftstoffeinspritzpumpe ansteuert. In vorteilhafter Weise dient als bewegliche Wand im Meßzylinder ein Meßkolben.

Weiterhin vorteilhaft ist es, die während des Förderhubes des Pumpenkolbens eingespritzte Kraftstoffmenge aus der Differenz der während eines Förderhubes des Pumpenkolbens maximal möglichen geförderten Kraftstoffmenge und der nicht zur Einspritzung gelangenden Kraftstoffmenge im elektronischen Steuergerät zu ermitteln.

Vorteilhaft ist es ebenfalls, in einem elektronischen Rechner ein die während des Förderhubes des Pumpenkolbens nicht zur Einspritzung gelangende Kraftstoffmenge in Abhängigkeit von Betriebskenngroßen der Brennkraftmaschine vorgebendes Kennfeld einzuspeichern und diesen dem Kennfeld entnehmbaren vorgegebenen Sollwert mit dem gemessenen Wert der nicht zur Einspritzung gelangenden Kraftstoffmenge zu vergleichen, um zur auf die Steuervorrichtung wirkenden Stellgröße zu gelangen.

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Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Beschreibung des Ausführungsbeispieles

Bei der in der Zeichnung beispielsweise dargestellten Kraftstoff einspritzpumpe ist in einem Gehäuse 1 eine Buchse 2
angeordnet j in der ein Pumpenkolben 3 eine hin- und hergehende und gleichzeitig rotierende Bewegung ausführt. Der Pumpenkolben 3 ist durch einen Nockentrieb U 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 ö 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 β
hin offene Längsnuten lh am Pumpenkolben 3 vorgesehen,
über die während des Saughubes des Pumpenkolbens 3 eine
Verbindung zwischen dem Versorgungskanal 7 und dem Pumpenarbeitsraum 6 hergestellt wird.

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Vom Pumpenarbeitsraum 6 zweigt an einer durch den Pumpenkolben 3 nicht beeinflußbaren Stelle ein Entlastungskanal 16 ab, der andererseits wieder so-an der Wandung der den Pumpenkolben 3 aufnehmenden Zylinderbohrung 17 der Buchse mündet, daß die Längsnuten lh die Mündung 18 des Entlastungskanals 16 während des Saughubes des Pumpenkolbens 3 zum Pumpenarbeit sraum 6 hin öffnen, während die Mündung 18 während des Förderhubes des Pumpenkolbens 3 durch den Umfang des Pumpenkolbens verschlossen wird. Der Querschnitt des Entlastungskanals 16 ist durch eine elektromagnetisch betätigbare Steuervorrichtung 20, insbesondere ein Magnetventil, offenbar und verschließbar. Die Ansteuerung der Steuervorrichtung 20 erfolgt durch ein elektronisches Steuergerät 21 in Abhängigkeit von verschiedenen Betriebskenngroßen der Brennkraftmaschine wie Last 22, Drehzahl 23, Temperatur 2k 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 der Entlästungskanal 16 geöffnet, so daß sich im Pumpenarbeitsraum 6 kein zur Öffnung der Einspritzdüsen 13 ausreichender Druck aufbauen kann. Durch Erregung der Steuervorrichtung 20 wird der Entlastungskanal durch die Steuervorrichtung 20 geschlossen, wodurch der Spritzbeginn gekennzeichnet ist, und es 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 Spritzende, da hierdurch der Entlastungskanal 16 geöffnet wird und ein Druckabfall im Pumpenarbeitsraum 6 erfolgt. In dem Zeitraum zwischen dem Förderbeginn, also dem Schließen der Steuervorrichtung 20, und dem Förderende, also dem Öffnen der Steuervorrichtung 20 wird über eine der Einspritzdüsen 13 eine Kraftstoffmenge Q_ eingespritzt. Diese eingespritzte

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Kraftstoffmenge Q„ stellt eine Teilmenge der während eines

Förderhubes des Pumpenkolbens 3 maximal möglichen geförderten Kraftstoffmenge Q„ dar.

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Gemäß der Erfindung soll zur Ermittlung der eingespritzten Kraftstoffmenge Q„ die während eines Förderhubes nicht zur Einspritzung gelangende Kraftstoffmenge Q_ bestimmt werden. Hierfür ist ein Sensorsystem 26 vorgesehen, das am Gehäuse 1 angeordnet sein kann und ein Sensorgehäuse 27 aufweist. Im Sensorgehäuse 27 ist ein Meßzylinder 28 ausgebildet, der über einen Verbindungskanal 29 mit dem Entlastungskanal 16 stromabwärts der Steuervorrichtung 20 verbunden ist. Dem Verbindungskanal 29 abgewandt wird der Meßzylinder 28 durch einen eine nachgiebige Wand darstellenden Meßkolben 30 begrenzt, der im Meßzylinder 28 entgegen der Kraft einer Druckfeder 31 beweglich gelagert ist. Die axiale Stellung des Meßkolbens 30 im Meßzylinder 28 ist durch einfliWegmeßsensor, beispielsweise induktiv über Meßspulen 32, in bekannter Weise erfaßbar und als elektrisches Signal 33 über einen elektrischen Steckanschluß 3^ dem elektronischen Steuergerät 21 eingebbar. Die Wirkungsweise des Sensorsystems 26 ist folgende: Mit Beginn des Förderhubes des Pumpenkolbens 3 wird die Überdeckung des Versorgungskanals 7 bzw. der Mündung 1d des Entlastungskanals 16 mit den Längsnuten 1k beendet und im Pumpenarbeitsraum 6 beginnt der Druckaufbau. Bei den Entlastungskanal 16 öffnender Stellung der Steuervorrichtung 20, also vorzugsweise im elektrisch nicht erregten Zustand, strömt der vom Pumpenkolben 3 geförderte Kraftstoff über den Entlastungskanal 16 und den Verbindungskanal 21 zum Meßzylinder 28 und verschiebt den Meßkolben 30 entgegen der Kraft der Druckfeder 31. Mit dem Spritzbeginn, der durch die elektrische Erregung der Steuervorrichtung 20 und damit das Schließen des Entlastungskanals 16 gekennzeichnet ist, wird die vom Pumpenkolben 3 während des For-

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derhubes geförderte Kraftstoffmenge Q über die Verteilernut 11 zu -einer der Einspritzdüsen 13 geführt und eingespritzt. Die Entregung der Steuervorrichtung 20 kennzeichnet das Spritzende, wobei der Entlastungskanal 16 wieder geöffnet wird und der restliche nicht zur Einspritzung gelangende Kraftstoff bis zur Beendigung des Förderhubes des Pumpenkolbens 3 dem Meßzylinder 28 zugeführt wird. Am Ende des Förderhubes des Pumpenkolbens 3 befindet sich somit im Meßzylinder 28 die nicht zur Einspritzung gelangende Kraftstoffmenge Q_ während eines Förderhubes, so daß die Stellung des Meßkolbens 30 ein Maß für die nicht zur Einspritzung gelangende Kraftstoffmenge Q₀ darstellt und induktiv über die Meßspulen 32 in ein elektrisches Signal umgewandelt dem elektronischen Steuergerät 21 zugeführt werden kann. Da die während des Förderhubes des Pumpenkolbens 3 eingespritzte Kraft-.stoffmenge Q_ sich aus der Differenz der bekannten und gleichbleibenden maximal möglichen geförderten Kraftstoffmenge Q₁₁ und der nicht zur Einspritzung gelangten Kraftstoffmenge Q_n

ergibt, kann diese hieraus tatsächlich ermittelte eingespritzte Kraftstoffmenge Q mit einer vom Steuergerät anhand der gegebenen Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine ermittelten erforderlichen einzuspritzenden.Kraftstoffmenge verglichen werden und somit die eingespritzte Kraftstoffmenge Q_ durch entsprechende Ansteuerung der Steuervorrichtung 20 korrigiert werden. Damit lassen sich Mengenstreuungen der eingespritzten Kraftstoffmenge Q_ zwischen den einzelnen Einspritzdüsen 13 und von Hub zu Hub sehr klein halten. In einer anderen Ausführungsform kann in einem im elektronischen Steuergerät 21 enthaltenen elektronischen Rechner ein Kennfeld eingespeichert sein, das in Abhängigkeit von den Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine den jeweiligen Wert der nicht zur Einspritzung gelangenden Kraftstoffmenge Q₀ bzw. die Stellung des Meßkolbens 30 kennzeichnet, so daß auf-

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grund der Abweichung des tatsächlich gemessenen Meßwertes der Stellung des Meßkolbens von dem im Kennfeld vorgegebenen
Meßwert eine Ansteuerung der Steuervorrichtung 20 erfolgen kann.

Sobald mit Beginn des Saughubes des Pumpenkolbens 3 die
Längsnuten lh den Versorgungskanal T und die Mündung 18
des Entlastungskanals 16 zum Pumpenarbeitsraum 6 öffnen,
schiebt der Meßkolben 30 durch die Kraft der Druckfeder 31 den Kraftstoff aus dem Meßzylinder 28 heraus. Gleichzeitig kann auch die Steuervorrichtung 20 entregt werden, jedoch spätestens mit Beginn des Förderhubes des Pumpenkolbens 3, um den Entlastungskanal'16 zu öffnen.

Claims

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31 . T . 19Ö5 KtL/Wl

ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO Stuttgart 1

Ansprüche

/i/ Verfahren zur elektronischen Kraftstoffeinspritzmengenregelung einer Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen mit wenigstens einem den Druck für die Einspritzung erzeugenden und einen Pumpenarbeitsraum begrenzenden Pumpenkolben sowie einer einen Entlastungskanal des Pumpenarbeitsraumes steuernden und damit den Spritzbeginn und das Spritzende bestimmenden elektromagnetisch betätigbaren Steuervorrichtung, die durch ein elektronisches Steuergerät in Abhängigkeit von Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine ansteuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vjr während eines För"derhubes des Pumpenkolbens (3) nicht zur * Einspritzung gelangende Kraftstoffmenge (Q_n) gemessen wird

ti

und in Abhängigkeit dieses Meßwertes der nicht zur Einspritzung gelangenden Kraftstoffmenge (Q_n) die Ansteuerung der

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elektromagnetisch betätigbaren Steuervorrichtung (20) zur Beeinflussung der Kraftstoffeinspritzmenge (Q„) erfolgt.

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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die während des Förderhubes des Pumpenkolbens (3) eingespritzte Kraftstoffmenge (Q₁-,) aus der Differenz der während eines Förderhubes des Pumpenkolbens (3) maximal möglichen geförderten Kraftstoffmenge (Q„) und der nicht zur

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Einspritzung gelangten Kraftstoffmenge (Q₇,) ermittelbar

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3". Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem elektronischen Rechner (21) ein die während eines Förderhubes des Pumpenkolbens (3) nicht zur Einspritzung gelangende Kraftstoffmenge (Q_R) in Abhängigkeit von Betriebskenngrößen (22, 23 j 2*0 der Brennkraftmaschine vorgebendes Kennfeld eingespeichert ist.

k. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die während eines Förderhubes des Pum- ^ penkolbens nicht zur Einspritzung gelangende Kraftstoffmenge (Q_ra) einem Meßzylinder (28) zuführbar und durch ein ri

Sensorsystem (26) meßbar ist.

5. Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen mit wenigstens einem den Druck für die Einspritzung erzeugenden und einen Pumpenarbeitsraum begrenzenden Pumpenkolben sowie einer einen Entlastungskanal des Pumpenarbeitsraumes steu-

,- ernden und- damit den Spritzbeginn und das Spritzende be-

stimmenden elektromagnetisch betätigbaren Steuervorrichtung, die durch ein elektronisches Steuergerät in Abhängigkeit von Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine ansteuerbar ist, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens '** nach einem der Ansprüche 1 bis h, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Entlastungskanal (16) stromabwärts der Steuervorrichtung (20) ein Meßzylinder (28) mit einer gegen eine Rückstellkraft (31) durch die während des Förderhubes des Pumpenkolbens (3) nicht zur Einspritzung gelangende Kraftstoffmenge (Q₁,) bewegbaren nachgiebigen Wand (30) verbunden und die Stellung der nachgiebigen Wand (30) durch ein Sensorsystem (26) als ein Maß für die nicht zur Einspritzung gelangende Kraftstoffmenge (Q_n) meßbar und zur Ansteuerung der Steuervorrichtung (20) als elektrisches Meßsignäl dem Steuergerät (21) eingebbar ist.

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6. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als nachgiebige Wand ein im Meßzylinder (28) beweglich gelagerter Meßkolben (30) dient.

7· Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 5j-dadurch gekennzeichnet, daß der Entlastungskanal (16) stromabwärts des Meßzylinders (28) während des Förderhubes des Pumpenkolbens (3) durch den Pumpenkolben (3) schließbar und nach Beendigung des Pörderhubes zur Saugseite des Pumpenkolbens offenbar ist.