DE3622814A1 - Verfahren und system zur erfassung des kraftstoffeinspritzzeitpunktes bei einem dieselmotor - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Erfassung des Kraftstoffeinspritzzeitpunktes bei einem Dieselmotor, genauer gesagt Verbesserungen in einem Verfahren und einem System zur Erfassung des Kraftstoffeinspritzzeitpunktes bei einem Dieselmotor, um hierdurch die Kraftstoffeinspritzung eines Dieselmotors zu steuern, der mit einer elektromagnetischen Überström-Verteilereinspritzpumpe versehen ist, bei der ein Element zur Umwandlung einer Drehbewegung einer Pumpenantriebswelle in eine hin- und hergehende Bewegung eines Kraftstoffdruckzuführkolbens vorgesehen ist und dieses Element relativ zur Antriebswelle gedreht wird, um hierdurch die Startphase eines Kompressionshubes des Kraftstoffdruckzuführkolbens zu verändern und dadurch den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt zu steuern.

In der Vergangenheit sind elektromagnetische Überström- Verteilereinspritzpumpen zum genauen Steuern der einem Dieselmotor zugeführten Kraftstoffeinspritzmenge eingesetzt worden. Bei einer solchen elektromagnetischen Überström-Verteilereinspritzpumpe wird eine Hochdruckkammer, die durch eine vordere Endfläche eines Kolbens und eine innere Wandfläche eines Zylinders begrenzt wird, mit einer Niederdruckkammer in einem Pumpengehäuse in Verbindung gebracht. Ein elektromagnetisches Ventil (das als elektromagnetisches Überströmventil bezeichnet wird) dient zum Blockieren und Öffnen des Verbindungsweges zwischen der Hochdruckkammer und der Niederdruckkammer. Dieses elektromagnetische Überstromventil wird ein- und ausgeschaltet, um die Kraftstoffeinspritzmenge zu steuern. Genauer gesagt, der Verbindungsweg wird durch das elektromagnetische Überströmventil blockiert, bevor der Kolben in einer Richtung zur Reduktion des Volumens der Hochdruckkammer angehoben wird. Wenn der Kolben angehoben worden ist und eine vorgegebene Kraftstoffmenge eingespritzt worden ist, wird der Verbindungsweg durch das elektromagnetische Überströmventil geöffnet, um die Kraftstoffeinspritzung zu stoppen.

Die Erfassung des Kraftstoffeinspritzzeitpunktes bei Verteilereinspritzpumpen dieses Types kann nach Verfahren durchgeführt werden, die in der veröffentlichten japanischen Gebrauchsmusteranmeldung (Kokai) 1 64 224/1983 und der offengelegten japanischen Patentanmeldung (Kokai) 1 92 842/1984 des gleichen Anmelders beschrieben sind.

Wie in Fig. 13 gezeigt ist, umfaßt eine Vorrichtung zur Erfassung des Einspritzzeitpunktes einer Verteilereinspritzpumpe, die in der japanischen Gebrauchsmusterschrift 1 64 224/1983 beschrieben ist, einen Rotor 42 E, auf dessen Außenumfang Zähne angeordnet sind und der zur Abgabe von Impulsen dient. Dem Rotor 42 E fehlen soviel Zähne, wie der Motor Zylinder hat. Ein Aufnehmer 8 (hiernach als "CA-Aufnehmer" bezeichnet) zur Erfassung einer Kurbelwinkelbezugsposition auf der Basis der Annäherung von einem der fehlenden Zähne ist in der Nähe des Außenumfangs des Rotors 42 E an der Innenseite eines Pumpengehäuses 42 M vorgesehen. Ein Aufnehmer 9 zur Erfassung des Beginns der Kraftstoffeinspritzung aus der Annäherung des fehlenden Zahnes befindet sich in der Nähe des Außenumfangs des Rotors 42 E an einem Rollenring 42 H, der dazu dient, die Drehbewegung der Pumpenantriebswelle 42 A in eine hin- und hergehende Bewegung des Kraftstoffdruckzuführkolbens 42 G umzuwandeln. Somit wird ein Vorschubwinkel zum Einspritzzeitpunkt auf der Basis einer Phasendifferenz zwischen einem Ausgang des CA-Aufnehmers 8 und des Aufnehmers 9 zur Erfassung des Einspritzbeginns erfaßt.

Bei der Verteilereinspritzpumpe für einen Dieselmotor, die in der offengelegten japanischen Patentanmeldung 1 92 842/1984 beschreiben ist, wird die Drehung eines Rotors (42 E), der an der Pumpenantriebswelle (42 A) der Kraftstoffeinspritzpumpe (42) vorgesehen ist, durch einen Aufnehmer (8) erfaßt, der am Pumpengehäuse (42 M) vorgesehen ist, um eine Kurbelwinkelbezugsposition zu erfassen. Somit kann der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt aus der Kurbelwinkelbezugsposition und dem Ausgang eines Timerkolbenpositionsdetektors zur direkten Erfassung der Position eines Timerkolbens (42 J) erfaßt werden. Bei einer anderen Ausführungsform wird es durch die Anordnung eines Aufnehmers am Rollenring (42 H) möglich, den relativen Drehwinkel zwischen dem Rollenring und der Pumpenantriebswelle direkt zu erfassen.

Bei sämtlichen vorstehend beschriebenen herkömmlichen Ausführungsformen befindet sich der Kurbelwinkelbezugspositionssensor (hiernach als "CA-Sensor" bezeichnet) in der Kraftstoffstoffeinspritzpumpe 42. Wenn daher die Kraftstoffeinspritzpumpe 42 relativ zu einer Kurbelwinkelbezugsbasis des Motors nicht genau montiert ist, kommt es zu Abweichungen des tatsächlichen Einspritzzeitpunktes. Darüberhinaus ist es in der Praxis äußerst schwierig, die Kraftstoffeinspritzpumpe 42 relativ zur Kurbelwinkelbezugsbasis des Motors genau zu montieren. Die Montage sollte zusammen mit einer Messung der Bewegung (oder des Hubes) des Pumpenkolbens 42 G mit Hilfe eines Mikrometers o. ä. durchgeführt werden, wodurch die Kosten erhöht werden.

Die vorliegende Erfindung wurde zur Vermeidung der vorstehend beschriebenen Nachteile der herkömmlich ausgebildeten Ausführungsformen konzipiert. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein System zur Erfassung des Kraftstoffeinspritzzeitpunktes bei einem Dieselmotor zur Verfügung zu stellen, bei dem die Kraftstoffeinspritzpumpe am Motor ohne Durchführung einer genauen Messung montiert und gleichzeitig eine Genauigkeit bei der Erfassung des Kraftstoffeinspritzzeitpunktes (fuel injection timing) erreicht werden kann, die der der herkömmlichen Ausführungsformen entspricht oder diese übersteigt, wobei mit einer einfacheren Einstellung als bei den herkömmlichen Ausführungsformen oder mit überhaupt keiner Einstellung gearbeitet werden kann.

Die vorstehend genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Erfassung des Kraftstoffeinspritzzeitpunktes bei einem Dieselmotor, der mit einer Kraftstoffeinspritzpumpe versehen ist, bei der ein Element zur Umwandlung einer Drehbewegung einer Pumpenantriebswelle in eine hin- und hergehende Bewegung eines Kraftstoffdruckzuführkolbens relativ zur Pumpenantriebswelle gedreht wird, um die Ausgangsposition des Kompressionshubes des Kraftstoffdruckzuführkolbens zu verändern und auf diese Weise den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt zu steuern, gelöst, das die folgenden Schritte umfaßt: Erfassen einer Kurbelwinkelbezugsposition, die auf der Drehung eines außerhalb der Kraftstoffeinspritzpumpe angeordneten Elementes basiert, das in Abhängigkeit von der Drehung des Motors drehbar ist; Erfassen eines vorgegebenen Pumpenwinkels aus einer Drehung des Elementes zum Umwandeln relativ zur Pumpenantriebswelle der Kraftstoffeinspritzpumpe; und Bestimmen eines Kraftstoffeinspritzzeitpunktes aus der Phasendifferenz zwischen der Kurbelwinkelbezugsposition und dem vorgegebenen Pumpenwinkel.

Zur Lösung der vorstehend genannten Aufgabe wird ferner erfindungsgemäß ein System zur Erfassung des Kraftstoffeinspritzzeitpunktes bei einem Dieselmotor vorgeschlagen, dessen Konstruktion in Fig. 1 gezeigt ist. Das System umfaßt: einen Impulsgeber (44 A), der an einem Element (42 D) vorgesehen ist, das in Abhängigkeit von der Motordrehung drehbar und außerhalb der Kraftstoffeinspritzpumpe (42) angeordnet ist, zur Erzeugung eines Kurbelwinkelbezugspositionssignales; einen Aufnehmer (44 B) zur Erzeugung eines Kurbelwinkelbezugspositionssignales, das auf der Annäherung des Impulsgebers basiert; einen Impulsgeber (42 E) zur Erzeugung eines Pumpenwinkelsignales, der an einem Element vorgesehen ist, das in Abhängigkeit von der Pumpenantriebswelle (42 A) in der Kraftstoffeinspritzpumpe drehbar ist; und einen Aufnehmer (46 B) zur Erzeugung von mindestens einem vorgegebenen Pumpenwinkelsignal aus der Annäherung einer vorgegebenen Position des Impulsgebers zur Erzeugung eines Pumpenwinkelsignales, der an einem Element (42 H) zur Umwandlung der Drehbewegung der Pumpenantriebswelle in eine hin- und hergehende Bewegung eines Kraftstoffdruckzuführkolbens (42 G) in der Kraftstoffeinspritzpumpe vorgesehen ist. Mit diesem System kann der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt aus einer Phasendifferenz zischen dem Kurbelwinkelbezugspositionssignal und dem vorgegebenen Pumpenwinkelsignal bestimmt werden.

Bei einer speziellen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Impulsgeber, der bei der Erzeugung des Kurbelwinkelbezugspositionssignales Verwendung findet, an der Riemenscheibe zum Antrieb der Kraftstoffeinspritzpumpe vorgesehen, und der Aufnehmer zur Erzeugung des Kurbelwinkelbezugspositionssignales befindet sich an einem Flansch, der zur Montage der Kraftstoffeinspritzpumpe verwendet wird.

Bei einer anderen speziellen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Impulsgeber, der bei der Erzeugung des Kurbelwinkelbezugspositionssignales Verwendung findet, an der Kurbelwelle vorgesehen, während sich der Aufnehmer zur Erzeugung des Kurbelwinkelbezugspositionssignales am Zylinderblock des Motors befindet.

Bei einer anderen Ausführungsform befindet sich der Impulsgeber, der bei der Erzeugung des Kurbelwinkelbezugspositionssignales Verwendung findet, an einem Schwungrad, während der Aufnehmer zur Erzeugung des Kurbelwinkelbezugspositionssignales an einer Stützplatte, einem Zylinderblock des Motors oder einem Getriebegehäuse vorgesehen ist.

Bei noch einer weiteren Ausführungsform ist der Impulsgeber, der bei der Erzeugung des Kurbelwinkelbezugspositionssignales Verwendung findet, an einer Nockenwelle vorgesehen, während sich der Aufnehmer zur Erzeugung des Kurbelwinkelbezugspositionssignales am Zylinderkopf des Motors befindet.

Erfindungsgemäß wird zur Erfassung des Kraftstoffeinspritzzeitpunktes eines Dieselmotors eine Kurbelwinkelbezugsposition aus der Drehung eines Elementes, das in Abhängigkeit von der Motordrehung drehbar ist, erfaßt, wobei sich dieses Element außerhalb der Kraftstoffeinspritzpumpe befindet. Der vorgegebene Pumpenwinkel wird aus der Drehung eines Elementes in der Kraftstoffeinspritzpumpe erfaßt, um die Drehbewegung der Pumpenantriebswelle in eine hin- und hergehende Bewegung des Kraftstoffdruckzuführkolbens relativ zur Pumpenantriebswelle umzuwandeln. Der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt wird aus der Phasendifferenz zwischen der Kurbelwinkelbezugsposition und dem vorgegebenen Pumpenwinkel ermittelt. Da der Kurbelwinkelbezugspositionssensor getrennt vom Hauptkörper der Kraftstoffeinspritzpumpe vorgesehen ist, ist zum Zeitpunkt der Montage keine Einstellung des Vorschubwinkels mehr erforderlich. Somit kann die Kraftstoffeinspritzpumpe viel einfacher am Motor montiert werden, ohne daß hierzu eine genaue Messung erforderlich ist, während gleichzeitig eine Genauigkeit bei der Erfassung des Kraftstoffeinspritzzeitpunktes erreicht wird, die derjenigen von herkömmlichen Ausführungsformen gleicht oder diese übersteigt. Der Vorgang zur Montage des Rollenrings in der Kraftstoffeinspritzpumpe wird erleichtert, die Genauigkeit bei der Erfassung des Kraftstoffeinspritzzeitpunktes verbessert und ein Timerpositionssensor, Düsenhubsensor, Zündzeitpunktsensor u. ä., die zur Erfassung des Kraftstoffeinspritzzeitpunktes bei den herkömlichen Ausführungsformen erforderlich waren, werden nicht mehr benötigt, so daß die Kosten und das Gewicht reduziert und die Zuverlässigkeit verbessert werden.

Wenn der Impulsgeber, der zur Erzeugung des Kurbelwinkelbezugspositionssignales Verwendung findet, an der Riemenscheibe vorgesehen ist, die die Kraftstoffeinspritzpumpe antreibt, und sich der Aufnehmer zur Erzeugung des Kurbelwinkelbezugspositionssignales an dem Flansch zur Montage der Kraftstoffeinspritzpumpe befindet, ist für den Hauptkörper des Motors weniger Sorgfalt erforderlich, so daß die Anwendung der vorliegenden Erfindung erleichtert wird.

Wenn der Impulsgeber zur Erzeugung des Kurbelwinkelbezugspositionssignales an der Kurbelwelle vorgesehen ist und sich der Aufnehmer zur Erzeugung des Kurbelwinkelbezugspositionssignales am Zylinderblock des Motors befindet, kann auf eine Kurbelwinkeleinstellung verzichtet werden.

Wenn der Impulsgeber zur Erzeugung des Kurbelwinkelbezugspositionssignales am Schwungrad vorgesehen ist und sich der Aufnehmer zur Erzeugung des Kurbelwinkelbezugspositionssignales an der Stützplatte, dem Zylinderblock des Motors oder dem Getriebegehäuse befindet, kann ebenfalls auf eine Kurbelwinkeleinstellung verzichtet werden.

Dies ist auch der Fall, wenn sich der Impulsgeber zur Erzeugung des Kurbelwinkelbezugspositionssignales an der Nockenwelle und der Aufnehmer zur Erzeugung des Kurbelwinkelbezugspositionssignales am Zylinderkopf des Motors befindet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Blockdiagramm, das ein erfindungsgemäß ausgebildetes System zur Erfassung des Kraftstoffeinspritzzeitpunktes eines Dieselmotors zeigt;

Fig. 2 eine Schnittansicht, teilweise mit einem Blockdiagramm, die den allgemeinen Aufbau einer ersten Ausführungsform eines elektronisch gesteuerten Dieselmotors zeigt, bei dem die Erfindung Anwendung findet;

Fig. 3 eine Vorderansicht eines Impulsgebers zur Erzeugung eines Pumpenwinkelsignales bei der ersten Ausführungsform;

Fig. 4 eine Schnittansicht der Ausführungsform eines Kurbelwinkelbezugspositionssensors, der bei der ersten Ausführungsform Verwendung findet;

Fig. 5 eine Vorderansicht der Pumpenantriebsriemenscheibe im angetriebenen Zustand, die bei der ersten Ausführungsform Verwendung findet;

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht, die in vergrößerter Weise die bei der ersten Ausführungsform Verwendung findende Kurbelscheibe zeigt;

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht der Montage der Kraftstoffeinspritzpumpe am Steuerriemengehäuse der ersten Ausführungsform;

Fig. 8 ein Blockdiagramm bei der ersten Ausführungsform verwendeten elektronischen Steuereinheit;

die Figuren Diagramme, die das Verfahren verdeutlichen, 9 A und 9 B mittels dem der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt aus dem Pumpenwinkelsignal und dem Kurbelwinkelbezugspositionssignal bestimmt wird;

Fig. 10 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht zur Verdeutlichung der Montage des Kurbelwinkelbezugspositionssensors bei einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 11 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht zur Verdeutlichung der Montage des Kurbelwinkelbezugspositionssensors bei einer dritten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 12 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht zur Verdeutlichung der Montage des Kurbelwinkelbezugspositionssensors bei einer vierten Ausführungsform der Erfindung; und

Fig. 13 einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer Kraftstoffeinspritzpumpe, bei der ein herkömmliches Verfahren zur Erfassung des Kraftstoffeinspritzzeitpunktes Anwendung findet.

Die vorliegende Erfindung wird nunmehr in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen beschrieben. In der Zeichnung sind bevorzugte Ausführungsformen eines elektronisch gesteuerten Dieselmotors dargestellt, bei denen das erfindungsgemäße Verfahren zur Erfassung des Kraftstoffeinspritzzeitpunktes Anwendung findet.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der ein Ansauglufttemperatursensor 12 zur Erfassung der Ansauglufttemperatur abstromseitig eines Luftfilters 11 angeordnet ist. Abstromseitig des Ansauglufttemperatursensors 12 befindet sich ein Turbolader 14 mit einer Turbine 14 A, die durch die Wärmeenergie des Abgases rotiert, und ein Kompressor 14 B, der in Zusammenwirkung mit der Turbine 14 A drehbar ist. Das aufstromseitige Ende der Turbine 14 A des Turboladers 14 und das abstromseitige Ende des Kompressors 14 B stehen über ein Abgasabsperrventil 15 in Verbindung, um ein übermäßiges Erhöhen des Ansaugluftdruckes zu verhindern.

Ein Hauptansaugluftdrosselventil 18, das in nicht linearer Weise in Zusammenwirkung mit einem Gaspedal 17 drehbar ist, befindet sich in einem Venturikanal 16, der am abstromseitigen Ende des Kompressors 14 B angeordnet ist, um auf diese Weise während Leerlauf u. ä. die Ansaugluftmenge zu drosseln. Der Öffnungswinkel Accp des Gaspedals 17 (hiernach als "Gaspedalöffnung" bezeichnet) wird durch einen Gaspedalpositionssensor 20 erfaßt.

Ein Zusatzluftdrosselventil 22, dessen Öffnung durch eine Membranvorrichtung 24 gesteuert wird, ist parallel zum Hauptansaugluftdrosselventil 18 vorgesehen. Ein in einer Vakuumpumpe (nicht gezeigt) erzeugter Unterdruck wird der Membranvorrichtung 24 über ein Unterdruckschaltventil (hiernach als VSV) bezeichnet, 28 oder 30 zugeführt.

Am abstromseitigen Ende der Ansaugluftdrosselventile 18 und 22 befindet sich ein Ansaugluftdrucksensor 32 zur Erfassung des Ansaugluftdruckes.

Ein Zylinderkopf 10 A eines Dieselmotors 10 ist mit einer Einspritzdüse 34 und einer Glühkerze 36 versehen, deren vordere Enden in einer Brennkammer 10 B des Motors angeordnet sind. Desweiteren befindet sich an einem Zylinderblock 10 C des Dieselmotors 10 ein Wassertemperatursensor 40 zur Erfassung der Temperatur des Kühlwassers des Motors.

Kraftstoff wird unter Druck von einer Einspritzpumpe 42 der Einspritzdüse 34 zugeführt. Die Einspritzpumpe 42 umfaßt eine Pumpenantriebswelle 42 A, die in Zusammenwirkung mit der Drehung einer Kurbelwelle des Dieselmotors 10 drehbar ist, eine Speisepumpe 42 B (Fig. 2 zeigt einen Zustand, in dem die Pumpe um 90°C gedreht worden ist), die an der Pumpenantriebswelle 42 A befestigt ist und den Kraftstoff unter Druck setzt, ein Kraftstoffdruckregelventil 42 C zum Regeln des Kraftstoffspeisedrucks, einen Kurbelwinkelbezugspositionssensor (hiernach als "CA-Sensor" bezeichnet) 44 zur Erfassung einer Kurbelwinkelbezugsposition des Motors, beispielsweise des oberen Totpunktes (TDC) aus der Verschiebung der Rotation einer Pumpenantriebsriemenscheibe 42 D, die die Antriebswelle 42 A antreibt, einen Pumpenwinkelsensor (hiernach als "PA-Sensor" bezeichnet) 46, der einen herkömmlich ausgebildeten Aufnehmer 46 B zur Erzeugung von Pumpenwinkelsignalen besitzt (hiernach als "PA-Aufnehmer" bezeichnet), um einen Pumpenwinkel und die Position eines fehlenden Zahnes zu erfassen, die einem vorgegebenen Pumpenwinkel aus der Verschiebung bei der Rotation eines Impulsgebers 42 E (hiernach als "DA-Impulsgeber" bezeichnet) entspricht, der Pumpenwinkelsignale erzeugt und Zähne 42 E 1 zur Erzeugung von Impulssignales sowie einen oder mehrere (je nach der Zahl der Motorzylinder) fehlende Zähne 42 E 2 am Außenumfang besitzt, wie in Fig. 3 gezeigt, einen Rollenring 42 H zur Hin- und Herbewegung eines Stirnnockens 42 F und eines Kolbens 42 G und zur Variation von dessen Betriebsablauf, einen Timerkolben 42 J (Fig. 2 zeigt einen Zustand, in dem sich der Timerkolben um 90°C gedreht hat) zur Veränderung der Drehlage des Rollenrings 42 H, ein Zeitsteuerventil (hiernach als "DCV" bezeichnet) 48 zum Steuern der Position des Timerkolbens 42 J zum Steuern des Einspritzzeitpunktes, ein elektromagnetisches Überströmventil 50 zur Veränderung der Kraftstoffentlastungszeit des Kolbens 42 G über eine Überströmöffnung 42 K zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzmenge, ein Kraftstoffabsperrventil (hiernach als "FCV" bezeichnet) 52 zum Absperren des Kraftstoffs, wenn eine Unregemäßigkeit auftritt, und ein Speiseventil 42 L zur Verhinderung eines Rückflusses und eines Nachtropfens des Kraftstoffs.

Wie im einzelnen in Fig. 4 dargestellt ist, umfaßt der CA-Sensor 44: einen CA-Impulsgeber 44 A in der Form eines Vorsprunges, der an der inneren Umfangsfläche der Pumpenantriebsriemenscheibe 42 D vorgesehen ist, und einen CA-Aufnehmer 44 B, der sich an einem Pumpenflansch 42 L der Kraftstoffeinspritzpumpe 42 befindet, um ein Kurbelwinkelbezugspositionssignal (hiernach als "CA-Signal" bezeichnet) aus der Annäherung des CA-Impulsgebers 44 A zu erzeugen. Ferner sind in Fig. 4 mit 42 N ein Hochdruckhoher und mit 42 P ein vom PA-Sensor 46 (in Fig. 4 nicht gezeigt) herausführender Leitungsdraht bezeichnet.

Wie im einzelnen in Fig. 5 gezeigt ist, wird die Pumpenantriebsriemenscheibe 42 D synchron mit einer Nockenwellenantriebsriemenscheibe 64 angetrieben und zwar über einen Steuerriemen 62, der um eine Kurbelwellenriemenscheibe 60 geführt ist, die an der Kurbelwelle des Motors befestigt ist. Ferner sind in Fig. 5 mit 66 eine nicht angetriebene Riemenscheibe und mit 68 ein Riemenspanner bezeichnet.

Wie im einzelnen in Fig. 6 dargestellt ist, ist die Kurbelwellenriemenscheibe 60 mit einer Markierung 60 A für den oberen Totpunkt des Motorhubes und einer Markierung für eine Kurbelwinkelbezugsposition (hiernach als "CA-Markierung" bezeichnet) 60 B versehen. Desweiteren befindet sich ein mit der CA-Markierung 60 B zusammenfallender Zeiger 61 an der Seite des Hauptkörpers des Motors.

Wie im einzelnen in Fig. 7 gezeigt ist, ist der CA- Aufnehmer 44 B so montiert, daß er innerhalb von Schlitzen 42 S bewegbar ist, die im Steuerriemengehäuse 62 A und dem Pumpenflansch 42 L der Kraftstoffeinspritzpumpe 42 ausgebildet sind. Darüberhinaus sind Kerblinien 62 B zur Erleichterung der Positionierung zwischen dem Pumpenflansch 42 L und dem Steuerriemengehäuse 62 A dazwischen vorgesehen.

Die Ausgangssignale von dem Ansauglufttemperatursensor 12, dem Gaspedalpositionssensor 20, dem Ansaugluftdrucksensor 32, dem Wassertemperatursensor 40, dem CA- Sensor 44, dem PA-Sensor 46, einem Tastenschalter, einem Klimaanlagenschalter, einem neutralen Sicherheitsschalter und ein Drehzahlsignal des Fahrzeuges werden in eine elektronische Steuereinheit (hiernach als "ECU" bezeichnet) 56 eingegeben und dort verarbeitet. Von den Ausgangssignalen dieser ECU-56 werden die VSV 28, 30, das TCV 48, das elektromagnetische Überströmventil 50 und das FCV 52 gesteuert.

Wie in Fig. 8 gezeigt, umfaßt die ECU 56: eine Zentraleinheit (hiernach als "CPU" bezeichnet) 56 A zur Durchführung von diversen Rechenoperationen, einen Multiplexer (hiernach als "MPX" bezeichnet) 56 H zum nacheinander erfolgenden Aufnehmen eines Ausgangssignales vom Wassertemperatursensor 40, das über einen Puffer 56 B eingegeben wird, eines Ausgangssignales vom Luftansaugtemperatursensor 12, daß über einen Puffer 56 F eingegeben wird, eines τ-Korrekturspannungssignales, das über einer Puffer 56 G eingegeben wird, eines Ausgangssignales vom Ansaugluftdrucksensor 32, das über einen Puffer 56 D eingegeben wird, eines Ausgangssignales vom Gaspedalpositionssensor 20, das über einen Puffer 56 E einegegeben wird, eines Phasenkorrekturspannungssignales, das über einen Puffer 56 F eingegeben wird, und eines τ-Korrekturspannungssignales, das über einen Puffer 56 G eingegeben wird, einen Analog- Digital-Wandler (hiernach als "A/D-Wandler" bezeichnet) 56 J zum Umwandeln von Analogsignalen, die vom MPX 56 H abgegeben werden, in Digitalsignale und zum Eingeben derselben in die CPU 56 A, eine Wellenformherstellschaltung 56 K zum Bringen eines Ausgangssignales vom PA-Sensor 46 in Wellenform und Eingeben desselben in die CPU 56 A, eine Wellenformherstellschaltung 56 L zum Bringen eines Ausgangssignales vom CA-Sensor 44 in Wellenform und zum Eingeben desselben in die CPU 56 A, einen Puffer 56 N zum Eingeben eines Anlassersignales in die CPU 56 A, einen Puffer 56 P zum Eingeben eines Klimaanlagensignales in die CPU 56 A, einen Puffer 56 Q zum Eingeben eines Drehmomentwandlersignales in die CPU 56 A, eine Treiberschaltung 56 R zum Betreiben des FCV 52 in Abhängigkeit vom Rechenergebnis der CPU 56 A, eine Treiberschaltung 56 S zum Betreiben des TCV 48 in Abhängigkeit vom Rechenergebnis der CPU 56 A, eine Treiberschaltung 56 T zum Betreiben des elektromagnetischen Überströmventiles 50 in Abhängigkeit vom Rechenergebnis der CPU 56 A, eine Stromerfassungsschaltung 56 U zum Erfassen des durch das elektromagnetische Überströmventil 50 fließenden Stromes und zum Rückführen desselben zur Treiberschaltung 56 T, eine Niederspannungserfassungsschaltung 56 V zum Erfassen einer niedrigen Spannung und zum Eingeben derselben in die Treiberschaltung 56 T, eine Treiberschaltung 56 W zum Abgeben eines Selbstdiagnosesignales (hiernach als "Diag-Signal" bezeichnet) in Abhängigkeit vom Rechenergebnis der CPU 56 A und eine Treiberschaltung 56 X zum Betätigen einer Warnlampe in Abhängigkeit vom Rechenergebnis der CPU 56 A.

Bei dem vorstehend erwähnten Phasenkorrekturspannungssignal handelt es sich um ein Signal zur Korrektur von irgendwelchen Phasendifferenzen, die auftreten, wenn der CA-Sensor 44 montiert ist. Bei dem vorstehend erwähnten τ-Korrekturspannungssignal handelt es sich um ein Signal zur Korrektur von irgendwelchen Abweichungen in Abhängigkeit von Differenzen zwischen einzelnen Teilen der Einspritzpumpe 42.

Es wird hiernach die Funktionsweise einer Ausführungsform der Erfindung beschrieben.

Zuerst wird bei der Montage des CA-Aufnehmers 44 B am Pumpenflansch 42 L in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal vom CA-Sensor 44 in der gleichen Weise wie bei einem Dieselmotor eine Timinglampe eingeschaltet, und die Position des CA-Aufnehmers 44 B wird so eingestellt und fixiert, daß der Zeiger 61 mit der CA-Markierung 60 B zusammenfällt.

Die Erfassung des Kraftstoffeinspritzzeitpunktes durch die Ausgangssignale vom PA-Sensor 46 und CA-Sensor 44 einschließlich des CA-Aufnehmers 44 B (der in der vorstehend beschriebenen Weise fixiert wurde) wird wie folgt durchgeführt. Der CA-Sensor 44 erzeugt bei jeden zwei Umdrehungen der Kurbelwelle über den CA-Impulsgeber 44 A an der Pumpenantriebsriemenscheibe 42 D, die durch den Steuerriemen 62 angetrieben wird, eine Reihe von Impulsen. Das vom CA-Sensor 44 abgegebene CA-Signal zeigte eine Kurbelwinkelbezugsstellung des Motors an. Der PA-Sensor 46 erzeugt ebenfalls eine Reihe von Impulsen für jede Vierteldrehung der Pumpenantriebswelle 42 A. Das vom PA-Sensor 46 abgegebenen PA-Signal zeigt die Zahnlückenstellung in der Einspritzpumpe 42 an, d.h. die Stellung des Rollenrings 42 H. Wie in Fig. 9B gezeigt, besteht eine Phasendifferenz T zwischen dem CA-Signal und dem PA-Signal. Wenn sich der Timerkolben 42 J bewegt, dreht sich der mit dem Timerkolben 42 J verbundene Rollenring 42 H in Bezug auf den Stirnnocken 42 F. So ändert sich ebenfalls ein Gleitzeitpunkt des Rollenrings 42 H auf dem Stirnnocken 42 F, der einem Startzeitpunkt der Kraftstoffdruckbeaufschlagung durch den Kolben 42 G entspricht. Der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt wird entsprechend dem Startzeitpunkt der Kraftstoffdruckbeaufschlagung ausgewählt. Demgemäß zeigt die oben genannte Phasendifferenz T den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt in relativ zu einer Motorbezugsstellung (beispielsweise zum oberen Totpunkt, engl.: TDC) an. Genauer gesagt, wenn sich der Timerkolben 42 J aufgrund des Ein-Aus-Zyklus des Steuersignales des TCV 48 und des Rollenrings 42 H zur Seite des Vorschubwinkels bewegt, bewegt sich der PA-Aufnehmer 46 B am Rollenring 42 H zur Seite des Vorschubwinkels und verändert die Phasendifferenz T. Folglich wird diese Phasendifferenz T von der ECU 56 gemessen, so daß die Position des Timerkolbens, d.h. der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt, berechnet werden kann. Darüber hinaus kann die Motordrehzahl aus dem PA-Signal errechnet werden.

Bei dieser Ausführungsform ist der CA-Impulsgeber 44 A an der Pumpenantriebsriemenscheibe 42 D und der CA-Aufnehmer 44 B am Pumpenflansch 42 L montiert, so daß die Einspritzpumpe 42 ohne eine genaue Messung am Motor montiert und der Einspritzzeitpunkt mit einer einfacheren Einstellung als beim Stand der Technik bestimmt werden kann. Ferner ist für den Hauptkörper des Motors keine Sorgfalt erforderlich, so daß die Anwendung der vorliegenden Erfindung erleichtert wird.

Die Stelle, an der der CA-Sensor 44 montiert wird, muß jedoch nicht unbedingt auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt sein. Beispielsweise kann auf eine Kurbelwinkeleinstellung verzichtet werden, wenn der CA-Sensor 44 am Hauptkörper des Motors befestigt wird.

Bei der in Fig. 10 gezeigten zweiten Ausführungsform ist der CA-Impulsgeber 44 A an der Kurbelwelle 70 und der CA-Aufnehmer 44 B am Zylinderblock 72 des Motors montiert.

Bei einer dritten Ausführungsform, die in Fig. 11 dargestellt ist, ist der CA-Impulsgeber 44 A an der Außenumfangsfläche oder an einer Seitenfläche in der Nähe des Außenumfangs eines Schwungrads 74 des Motors montiert, während der CA-Aufnehmer 44 B an einer Stützplatte 76 des Motors oder des Getriebegehäuses 78 montiert ist.

Schließlich ist bei einer vierten Ausführungsform, die in Fig. 12 dargestellt ist, der CA-Impulsgeber 44 A an der Nockenwelle 80 und der CA-Aufnehmer 44 B am Zylinderkopf 82 des Motors montiert.

Bei jeder dieser zweiten bis vierten Ausführungsform kann auf eine Einstellung der Position des CA-Aufnehmers 44 B zur Einstellung der Bezugsposition verzichtet werden.

Bei der Erfassung des Kraftstoffeinspritzzeitpunktes (zeitliche Abstimmung des Einspritzvorganges) eines Dieselmotors wird somit eine Kurbelwinkelbezugsposition aus der Drehung eines Elementes erfaßt, das in Abhängigkeit von der Drehung des Motors drehbar ist. Dieses Element ist außerhalb der Kraftstoffeinspritzpumpe angeordnet. In der Kraftstoffeinspritzpumpe wird ein vorgegebener Pumpenwinkel aus der Drehung eines Elementes zur Umwandlung einer Drehbewegung einer Pumpenantriebswelle in eine hin- und hergehende Bewegung eines Kraftstoffdruckzuführkolbens relativ zur Pumpenantriebswelle erfaßt, und der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt wird aus einer Phasendifferenz zwischen der Kurbelwinkelbezugsposition und dem vorgegebenen Pumpenwinkel bestimmt. Dies hat den Vorteil, daß die Kraftstoffeinspritzpumpe ohne genaue Messung am Motor montiert werden kann und eine Genauigkeit bei der Erfassung des Kraftstoffeinspritzzeitpunktes erreicht wird, die der von herkömmlichen Ausführungsformen entspricht oder diese sogar übersteigt. Dies kann durch eine einfachere Einstellung als beim Stand der Technik erreicht werden, oder es kann jegliche Einstellung entfallen.

Claims (10)

1. Verfahren zur Erfassung des Kraftstoffeinspritzzeitpunktes eines Dieselmotors, der mit einer Kraftstoffeinspritzpumpe versehen ist, die ein Element aufweist, das eine Drehbewegung einer Pumpenantriebswelle in eine hin- und hergehende Bewegung eines Kraftstoffdruckzuführkolbens umwandelt und das relativ zu der Pumpenantriebswelle drehbar ist, um die Ausgangsposition des Kompressionshubes des Kraftstoffdruckzuführkolbens zu verändern und dadurch den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt zu steuern, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

• (a) Erfassen einer Kurbelwinkelbezugsposition aus der Drehung eines Elementes, das in Abhängigkeit von einer Drehung des Motors drehbar und außerhalb der Kraftstoffeinspritzpumpe angeordnet ist;
  (b) Erfassen eines vorgegebenen Pumpenwinkels aus der Drehung des zum Umwandeln dienenden Elementes relativ zur Pumpenantriebswelle in der Kraftstoffeinspritzpumpe; und
  (c) Bestimmen des Kraftstoffeinspritzzeitpunktes aus der Phasendifferenz zwischen der Kurbelwinkelbezugsposition und dem vorgegebenen Pumpenwinkel.

2. System zur Erfassung des Kraftstoffeinspritzzeitpunktes eines Dieselmotors, der mit einer Kraftstoffeinspritzpumpe versehen ist, die ein Element zum Umwandeln der Drehbewegung eines Pumpenantriebswelle in eine hin- und hergehende Bewegung eines Kraftstoffdruckzuführkolbens aufweist, das relativ zur Pumpenantriebswelle drehbar ist, um die Ausgangsposition des Kompressionshubes des Kraftstoffdruckzuführkolbens zu verändern und damit den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt zu steuern, gekennzeichnet durch:
eine Impulsgeber (44 A), der an einem Element vorgesehen ist, das in Abhängigkeit von der Motordrehung drehbar und außerhalb der Kraftstoffeinspritzpumpe (42) angeordnet ist, um ein Kurbelwinkelbezugspositionssignal zu erzeugen;
einen Aufnehmer (44 B) zur Erzeugung eines Kurbelwinkelbezugspositionssignales in Abhängigkeit von einer Annäherung des Impulsgebers (44 A);
einen Impulsgeber (42 E), der an einem Element vorgesehen ist, das in Abhängigkeit von der Pumpenantriebswelle (42 A) in der Kraftstoffeinspritzpumpe (42) drehbar ist, um ein Pumpenwinkelsignal zu erzeugen; und
einen Aufnehmer (46 B), der an dem Element zum Umwandeln in der Kraftstoffeinspritzpumpe (42) vorgesehen ist und mindestens ein vorgegebenes Pumpenwinkelsignal in Abhängigkeit von einer Annäherung eines vorgegebenen Position am Impulsgeber (42 E) erzeugt, so daß der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt aus der Phasendifferenz zwischen dem Kurbelwinkelbezugspositionssignal und dem vorgegebenen Pumpenwinkelsignal ermittelt werden kann.

3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Erzeugung eines Kurbelwinkelbezugspositionssignales dienende Impulsgeber (44 A) an einer Riemenscheibe (42 D) zum Antrieb der Kraftstoffeinspritzpumpe angeordnet ist und daß sich der Aufnehmer (44 B) zur Erzeugung des Kurbelwinkelbezugspositionssignales an einem Flansch (42 L) zur Montage der Kraftstoffeinspritzpumpe (42) befindet.

4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Erzeugung des Kurbelwinkelbezugspositionssignales verwendete Impulsgeber (44 A) ein Vorsprung ist, der an der inneren Umfangsfläche der Pumpenantriebsriemenscheibe (42 D) ausgebildet ist.

5. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenantriebsriemenscheibe (42 D) durch einen Steuerriemen (62) angetrieben wird, der um eine Kurbelwellenriemenscheibe (60) geführt ist, auf der eine Kurbelwinkelbezugspositionsmarkierung (60 B) ausgebildet ist, und daß ein Zeiger (61) auf der Seite des Hauptkörpers des Motors vorgesehen ist, der während der Einstellung mit der Kurbelwinkelbezugspositionsmarkierung (60 B) übereinstimmt.

6. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnehmer (44 B) zur Erzeugung des Kurbelwinkelbezugspositionssignales beweglich innerhalb von Schlitzen (42 S) montiert ist, die in einem Gehäuse (62 A) für den Steuerriemen und dem Flansch (42 F) zur Montage der Pumpe ausgebildet sind, und daß Kerblinien (62 B) zur Erleichterung der Positionierung des Aufnehmers (44 B) zwischen dem Pumpenflansch (42 F) und dem Gehäuse (62 A) des Steuerriemens vorgesehen sind.

7. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgeber (44 A) zur Erzeugung des Kurbelwinkelbezugspositionssignales an einer Kurbelwelle (70) montiert ist und daß sich der Aufnehmer (44 B) zur Erzeugung des Kurbelwinkelbezugspositionssignales an einem Zylinderblock (72) des Motors befindet.

8. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgeber (44 A) zur Erzeugung des Kurbelwinkelbezugspositionssignales an einer Seitenfläche eines Schwungrades (74) in der Nähe des Außenumfangs desselben montiert ist und daß sich der Aufnehmer (44 B) zur Erzeugung des Kurbelwinkelbezugspositionssignales an einer Stützplatte (Rückenplatte) (76) des Motors befindet.

9. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgeber (44 A) zur Erzeugung des Kurbelwinkelbezugspositionssignales am Außenumfang eines Schwungrades (74) montiert ist und daß sich der Aufnehmer (44 B) zur Erzeugung des Kurbelwinkelbezugspositionssignales an einem Getriebegehäuse (78) befindet.

10. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgeber (44 A) zur Erzeugung des Kurbelwinkelbezugspositionssignales an einer Nockenwelle (80) montiert ist und daß sich der Aufnehmer (44 B) zur Erzeugung des Kurbelwinkelbezugspositionssignales an einem Zylinderkopf (82) des Motors befindet.