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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Einspritzmengen-Regel
system eines Kraftstoff-Einspritzsystems für einen Diesemotor unter
Verwendung eines permeablem bzw. durchlässigen Stellglieds gemäß der Druckschrift
US-A-4730585.
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Bei diesem Dieselmotor ist es allgemein bekannt, daß Verbrennungsge
räusche und NOX wirkungsvoll verringert werden können, wenn in jedem
Einspritzzyklus einer Haupteinspritzung eine Voreinspritzung vorhergeht. In den
japanischen Offen legungsschriften Nr.25925/1986 und 313311987 wird
beispielsweise ein Konzept offenbart, bei dem eine Voreinspritzung dadurch
durchgeführt wird, daß ein Einspritzdurchlaß einer Einspritzpumpe mit einem
permeablen Stellglied versehen wird, das sich entsprechend einer daran
angelegten Spannung ausdehnt, wobei das permeable Stellglied gemäß einem
vorbestimmten Zeitablauf gesteuert wird. Es sei darauf hingewiesen, daß man die
wirkungsvolle Verringerung der Verbrennungsgeräusche und des NOX solange
nicht erhalten kann, solange der zeitliche Ablauffür das Anlegen einer hohen
Spannung an das permeable Stellglied, d.h. die Steuerung der Voreinspritzung,
nicht in optimaler Weise gesteuert wird. In der vorstehend beschriebenen
japanischen Offen legungsschrift Nr.25925/1986 wird beispielsweise ein System
offenbart, bei dem eine in dem permeablem Stellglied zu erzeugende
Spannung proportional zum von einem Druckkolben erzeugten Pumpenkammer
druck erfaßt wird, um den Steuerzeitpunkt der Voreinspritzung zu bestimmen,
wenn die erfaßte Spannung einen vorbestimmten Wert erreicht.
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Dieser Zeitpunkt für die Voreinspritzung ist nebenbei bemerkt hinsichtlich
der Haupteinspritzung nicht konstant und wird weder von der
Haupteinspritzung getrennt, noch besitzt sie solange keinen optimalen Wert, solange sie für
die höhere Rotationsgeschwindigkeit früher eingestellt wird, d.h. auf einen
Zeitpunkt, bei dem die durch das permeable Stellglied erzeugte Spannung gering
ist. Mit anderen Worten entsteht ein Problem dahingehend, daß man keinen
optimalen Voreinspritz-Modus in einem Bereich ab einem bestimmten
Drehzahlbereich (beispielsweise ca. 2000 UPM der Motordrehzahl) erhält, bis die
Voreinspritzung vor der Spannungserzeugung eingestellt wird. Insbesondere in
den letzten Jahren ist ein erhöhter Bedarf hinsichtlich einer Verringerung der
Geräusche und der Abgasemission bei einer hohen Geschwindigkeit und in
einem hohen Lastbereich entstanden, wodurch sich die Notwendigkeit für das
Durchführen einer Voreinspritzung in einem optimalen Modus selbst bei einem
hohen Geschwindigkeits-Lastbereich verstärkt hat.
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Ein Verfahren zum Erhalten einer Zeitsteuerung, die frei von den
Einflüssen eines Druckkolbenhubs ist, wird beispielhaft durch ein Verfahren
dargestellt, bei dem ein hochgenauer Pumpenwinkelsensor zum Einstellen der
Zeitsteuerung entsprechend dem Laufzustand vorgesehen ist. Eine Einspritzpumpe
für die Einspritzung unter einer elektronischen Steuerung ist üblicherweise mit
dem vorstehend beschriebenen Winkelsensor zur Messung ausgestattet, wobei
jedoch eine komplexe karte bzw. Tabelle zum Feststellen des Zeitpunkts der
Voreinspritzung erneut eingestellt werden muß. Andererseits muß eine
Einspritzpumpe für einen mechanischen Meßvorgang erneut mit einem
hochgenauen Winkelsensor ausgerüstet werden, wodurch ein weiteres Problem
dahingehend entsteht, daß das Verfahren eine starke Änderung im
Pumpenaufbau benötigt, wodurch die Kosten ansteigen.
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Aus der US-A-4730989 ist ein Einspritz-Steuersystem bekannt, das eine
variable kapazitätskammer aufweist, die mit einer Hochdruckkammer nur zum
Beginn des Einspritzvorgangs (Anfangseinspritzung) in Verbindung steht,
wodurch eine Last am piezoelektrischen Element verhindert wird. Die
Zeitsteuerung der Voreinspritzung beginnt, wenn die am permeablem Stellglied erzeugte
Spannung einen vorbestimmten Spannungswert während der
Anfangseinspritzung erreicht und die variable Kapazitätskammer in Verbindung mit der
Hochdruckkammer steht.
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Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der vorstehend
beschriebenen Probleme entwickelt, wobei ihr die Aufgabe zugrunde liegt, ein
Steuersystem zum Erzeugen einer optimalen Voreinspritzung selbst bei einer hohen
Geschwindigkeit zu schaffen.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die zusätzlichen Merkmale
gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst. Der
offen/geschlossen Zeitpunkt einer Öffnung zum Herstellen einer Verbindung
zwischen einer variablen Kapazitätskammer und einer Pumpenkammer im vorher-
gehenden Einspritzvorgang wird erfaßt, um den Zeitpunkt für das Durchführen
der Voreinspritzung in Abhängigkeit von dem erfaßten Signal zu bestimmen.
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Aufgrund dieses Aufbaus kann der Voreinspritzungs-Zeitablauffür diese
Zeit aus dem Startpunkt eines vorbestimmten Zeitablaufs bestimmt werden,
bevor der Druckkolben seine Kompression für die Einspritzung in diesem
Zeitpunkt beginnt. Folglich wird die Bestimmung des Zeitpunkts für die
Voreinspritzung selbst bei einer hohen Geschwindigkeit sehr genau durchgeführt und die
Durchführung der Voreinspritzung nicht verzögert, so daß die Voreinspritzung
in einem optimalen Modus stattfindet.
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Figur 1 zeigt eine teilweise Schnittansicht, die ein System auf das die
Erfindung angewendet wird darstellt;
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Figur 2 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht eines Abschnitts von Figur 1;
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Figur 3 zeigt einen Abschnitt entlang einer Linie R R gemäß Figur 2;
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Figuren 4 und 5 zeigen kurvensignaldarstellungen zur Erläuterung der
Arbeitsweise von Figur 1;
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Figur 6 zeigt eine Darstellung, die die Beziehung von Geräuschen mit und
ohne Voreinspritzung darstellt;
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Figur 7 zeigt eine Darstellung, die die Beziehung der Abgas-Bestandteile
mit und ohne Voreinspritzung darstellt;
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Figur 8 zeigt eine Darstellung zur Erläuterung des Standes der Technik;
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Figuren 9 und 10 zeigen Darstellungen zur Erläuterung der vorliegenden
Erfindung;
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Figur 11 zeigt eine charakteristische Darstellung von τ&sub1; gemäß Figur 9;
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Figur 12 zeigt eine Darstellung, die einen einen Teil eines ersten
erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels bildenden Schaltungsaufbau darstellt;
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Figur 13 zeigt einen zeitlichen Ablauf zum Erläutern der Arbeitsabläufe
gemäß Figur 12;
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Figur 14 zeigt eine Darstellung, die einen ein zweites erfindungsgemäßes
Ausführungsbeispiel bildenden Teil darstellt
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Figur 15 zeigt einen zeitlichen Ablauf, der die Arbeitsabläufe gemäß
Figur 14 erläutert;
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Figur 16 zeigt eine Darstellung, die einen einen Teil eines dritten
erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels bildenden Schaltungsaufbau darstellt;
und
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Figur 17 zeigt einen zeitlichen Ablauf, der die Arbeitsabläufe gemäß
Figur 16 erläutert.
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Nachfolgend wird ein erfindungsgemäßes System in Verbindung mit
seinen Ausführungsbeispielen beschrieben. Die Figur 1 zeigt eine Darstellung, die
einen Aufbau eines Kraftstoff-Einspritzsystems gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt. Die Figur 2 zeigt einen vergrößerten Abschnitt in der Nähe des
führenden Endes eines in Figur 1 dargestellten Druckkolbens 6, während
Figur 3 eine Schnittdarstellung entlang einer Linie R - R gemäß Figur 2 darstellt.
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In Figur 1 ist an einer Kraftstoff-Einspritzpunipe 1 eine Einspritzmengen-
Steuereinheit 2 befestigt.
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Als erstes wird die Kraftstoff-Einspritzpumpe 1 beschrieben. Der
Druckkolben 6 befindet sich gleitend in der Zylinderbohrung 5 eines
Pumpengehäuses 4 und wird synchron mit der halben Motordrehgeschwindigkeit hin und her
bewegt. Die Drehbewegung des Motors wird insbesondere über das Getriebe
oder einen Zeitsteuergürtel an einen (ebenso nicht dargestellten)
Antriebsschaft derart übertragen, daß der Druckkolben 6 drehmäßig koaxial vom
Antriebsschaft angetrieben wirdl und hin und her bewegt wird, wenn eine
einstückig mit dem Druckkolben 6 verbundene Plankurvenscheibe 7 in
Kraftverbindung mit einer Rolle 8 steht.
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Die Plankurvenscheibe 7 wird in der Zeichnung immer nach links
gedrückt, um durch die Wirkung einer (ebenso nicht dargestellten) Feder derart
gegen die Rolle 8 gedrückt zu werden, daß Hin und Herbewegungen des
Druckkolbens 6 durch die Drehbewegung auf der Achse hervorgerufen werden,
die der Umfangslinie der Planenoberfläche der Plankurvenscheibe 7 folgt. In
seinem äußeren Umfangsbereich besteht der Druckkolben 6 aus einer
Verteileröffnung 9 sowie Einlaßöffnungen 10, wobei ihre Anzahl der Anzahl der
Motorzylinder entspricht. Zwischen der vorderen Eridoberfläche des
Druckkolbens 6 und der Zylinderbohrung 5 ist eine Pumpeukammer 3 ausgebildet,
deren Druck durch den Druckkolben 6 aufgeladen wird. Das Pumpengehäuse 4
wird aus einer Niederdruck-kammer 15, einem (nicht dargestellten) Einlaß-
Durchgang zum Herstellen der Verbindung der Niederdruckkammer 15 mit der
Zylinderbohrung 5 und einem Verteilerdurchgang 12 zum Freigeben der
Verbindung eines jeden Außenseiten-Einspritzventils 11 mit der
Zylinderbohrung 5,
ausgebildet. Die Anzahl der auszubildenden Verteilerdurchgänge 12
entspricht der Zylinderanzahl des Motors, wobei jeder Verteilerdurchgang 12
mit einem Versorgungsventil 13 auf halben Weg ausgestattet ist. Das
Versorgungsventil 13 kann gegen die Wirkung einer Feder 14 geöffnet werden und
besitzt die Funktion eines Prüfventils sowie eines Rückschlagventils.
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Wenn sich der Druckkolben 6 somit in Figur 1 nach links bewegt, um die
Pumpenkammer 3 zu expandieren, steht eine Einlaßöffnung 10 über einen
(ebenso nicht dargestellten) Einlaßdurchgang mit der Niederdruckkammer 15
derart in Verbindung, daß der in der Kammer 15 befindliche Kraftstoff in die
Pumpenkammer 3 gesaugt wird. Wenn sich demgegenüber der Druckkolben 6
in Figur 1 nach rechts bewegt, wodurch sich die Pumpenkammer 3 verkleinert
und komprimiert wird, steht die Verteileröffnung 9 mit irgendeinem
Verteilerdurchgang 12 derart in Verbindung, daß der in der Pumpenkammer 3
befindliche Kraftstoff nach außen abgegeben wird. Diese Kraftstoffabgabe beginnt,
wenn der Druckkolben 6 seine Bewegung nach rechts beginnt, während sie
endet, wenn sich der Druckkolben 6 soweit nach rechts bewegt hat, daß eine
Überlauföffnung 16 an der rechten Endoberfläche eines Überlaufrings 17 in die
Niederdruckkammer 15 geöffnet wird. In diesem Fall ist die Überlauföffnung 16
eine im Druckkolben 6 ausgebildete Öffnung, die eine Verbindung zwischen
der Pumpenkammer 3 und der Niederdruckkammer 15 herstellt, während der
Überlaufring 17 die Form eines kurzen Zylinders aufweist, der eine Bohrung
besitzt, in der der Druckkolben 6 gleitet. Die feste Position des
Überlaufrings 17 kann über einen Hebel 18 variiert werden, wodurch entsprechend
seiner Position der Kraftstoffausstoß aus der Pumpenkammer 3 geändert
werden kann.
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Ein Abdeckstopfen 20 ist über ein Schraubengewinde 21 in die rechte
vordere Oberfläche eines Zylinders 19 derart eingeschraubt, daß der in der
Pumpenkammer 3 erzeugte Druck mittels eines ringförmigen Rückens 22 mit
einem dreieckigen Querschnitt am Entweichen gehindert wird.
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Die Kraftstoff-Einspritzpumpe gemäß der vorliegenden Erfindung besitzt
darüber hinaus: eine Öffnung B 24, die in Verbindung mit einer
Mittelpunktsöffnung 23 des Druckkolbens 6 steht, der die Pumpenkammer 3 mit der
Überlauföffnung 16 verbindet; und einer Vertiefung 25, die sich am äußeren Umfang
des Druckkolbens erstreckt und mit der Öffnung B 24 in Verbindung steht.
Darüber
hinaus besitzt der Zylinder 19 Öffnungen A26 und C27, die in die
Zylinderbohrung 5 geöffnet sind.
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Die Öffnung A26 und die Umfangsvertiefung 25 sind lagemäßig derart
zueinander angeordnet, daß sie miteinander in Verbindung stehen bis der
Druckkolben 6 einen vorbestimmten Hub (d.h. Hub A gemäß Figur 2)
durchgeführt hat, wie er im vergrößerten Abschnitt gemäß Figur 2 dargestellt ist, wobei
sie nach dem vorbestimmten Hub voneinander getrennt sind. Darüber hinaus
besitzt die Öffnung A26 einen quadratischen Querschnitt entlang einer
Linie R - R gemäß Figur 2, wie er in Figur 3 dargestellt ist.
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Als nächstes wird die Einspritzmengen-Steuereinheit 2 nachfolgend
beschrieben. Diese Einspritzmengen-Steuereinheit 2 befindet sich in einer
Aussparung 28 des Pumpengehäuses 4. In einem in der Aussparung 28 eingefüg
ten Gehäuse 29 ist gemäß Figur 1 ein permeables Stellglied 30 sowie ein
Kolben 31 eingepaßt, wobei der Erstere sich oberhalb des Letzteren befindet. Eine
Dichtung 32 befindet sich zwischen der unteren Endfläche des Gehäuses 29
und der Bodenoberfläche der Aussparung 28 des Pumpengehäuses 4. Das
Gehäuse 29 ist fest in das Pumpengehäuse 4 eingeschraubt, wobei es auf die
Dichtung 32 drückt.
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Eine variable Kapazitätskammer 34 ist zwischen der unteren
Endoberfläche des Kolbens 31 und der Bodenoberfläche der
Pumpengehäuseaussparung 28 ausgebildet und durch die Dichtung 32 abgedichtet. In dieser variablen
Kapazitätskammer 34 ist eine Blattfeder 35 zum Erzeugen einer nach oben
gerichteten Kraft angeordnet die über den Kolben 31 dauernd auf das permeable
Stellglied 30 wirkt. Darüber hinaus befindet sich die variable
Kapazitätskammer 34 in Verbindung mit der Öffnung C 27 und der Öffnung A26. Diese
Öffnung A wird entsprechend der Hub-Position des Druckkolbens 6 derart
gesteuert, daß die Verbindung zwischen der Pumpenkammer 3 und der variablen
Kapazitätskammer 34 hergestellt wird, wenn sie offen ist. Um ein Austreten bzw.
Entweichen des Drucks der variablen Kapazitätskammer 34 durch den Kolben
in das permeable Stellglied 30 zu verhindern sind andererseits der Kolben 31
und das Gehäuse 29 mit ihren gleitenden Oberflächen öldicht ausgebildet,
während sie einen für ihre Gleitbewegung benötigten leichten Abstand
beibehalten.
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Das permeable Stellglied 30 wird durch Laminierung von ca. 50 Blättern
permeabler Elemente von dünnen Scheiben (0 = 15 mm x t = 0,5 mm)
spaltenförmig ausgebildet. Diese permeablen Elemente bestehen aus einem als "PZT"
bezeichneten keramischen Material mit einem Hauptantei 1 Blei-Titanat-Zirkonat
und dehnen sich beim Anlegen einer Spannung von ca. 500 V in
Dickenrichtung um ca. 1 µm aus. Man erhält eine Ausdehnung in Dickenrichtung um 50 µ
m, wenn im Ganzen 50 Elemente laminiert bzw. übereinander geschichtet und
mit einer Spannung von 500 V versorgt werden. Die ursprüngliche Länge erhält
man durch eine Kontraktion bzw. ein Zusammenziehen von 50 µm, wenn
entweder die Spannung weggenommen oder eine kleine negative Spannung
angelegt wird. Wenn eine axiale Drucklast dem permeablen Stellglied 30
zugeführt wird, erzeugen die permeablen Elemente andererseits jeweils der
zugeführten Last entsprechende Spannungen. Bei einer Last von ca. 500 kg wird
beispielsweise eine Spannung von 500 V erzeugt. Diese Eigenschaften der
permeablen Elemente und des permeablen Steligliedes sind im Stand der
Technik allgemein bekannt.
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Die Arbeitsabläufe des Zuführens einer Spannung, dem Kurzschließen
und dem Öffnen des permeablen Stellglieds 30 zu einem vorbestimmten
Zeitpunkt werden über einen Verdrahtungsanschluß 36 von einer Steuerung 100
gesteuert, die als externe Steuerschaltung wirkt.
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Die Ausdehnung und das Zusammenziehen des permeablen
Stellglieds 30 wird auf den Kolben 31 übertragen, wodurch die Kapazität der
variablen Kapazitätskammer 34 vergrößert und verkleinert wird.
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Als nächstes wird die lagemäßige Beziehung für das Öffnen/Schließen
der Öffnung A26 nachfolgend beschrieben.
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Die Figur 4 zeigt eine die Arbeitsweise erklärende Darstellung, die sowohl
die Beziehung zwischen dem Rotationswinkel des Druckkolbens 6 (oder der
Plankurvenscheibe 7) gemäß Figur 1 als auch den Hub des Druckkolbens 6
und den Öffnungszustand der Öffnung A26 darstellt. In diesem Fall ist der
Rotationswinkel des Druckkolbens (oder der Plankurvenscheibe 7) in
Abszissenrichtung gezeichnet. Die Kraftstoffeinspritzung wird während des Hubs der
Plankurvenscheibe ausgeführt. Es sei darauf hingewiesen, daß die Darstellung
ein Beispiel für eine Pumpe für Vierzylinder zeigt.
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Die Öffnung A26 wird geschlossen, wenn sich die Plankurvenscheibe 7
an einem vorbestimmten oder größeren Hub befindet (in den Figuren 2 und 4
als Hub A bezeichnet) und ist ansonsten offen. Dieser Hub A wird auf einen
Pegel gesetzt, der etwas über dem Plankurvensclieiben-Pegel liegt, wenn der
Druck der Pumpenkammer 3 den Ventilöffnungsdruck der Einspritzdüse 11
überwindet, so daß die Einspritzung tatsächlich beginnt.
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In diesem Fall bedeutet der Zustand "Öffnung A26 offen", daß die
Öff-10 nung A26 und die im äußeren Umfangsbereich des Druckkolbens 6
ausgebildete Aussparung 25 in Verbindung miteinander stehen, während der Zustand
"Öffnung A26 geschlossen" bedeutet, daß die Verbindung zwischen der
Öffnung A26 und der äußeren Umfangs-Aussparung 25 des Druckkolbens 6
blockiert bzw. getrennt ist.
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Wenn folglich der Plankurvenscheibenhub, d.h. der Pumpenstoß der
Pumpe, beginnt, wird der durch den Druckkolben 6 aufgeladene Druck der
Pumpenkammer 3 in die variable Kapazitätskammer 34 über die zentrale
Öffnung 23 T die Öffnung B 24 T die Aussparung 25 des äußeren
Umfangsbereichs im Druckkolben 6 T die Öffnung A26 T und die Öffnung C 27 in die
variable Kapazitätskammer 34 eingebracht. Wenn sich der Druckkolben 6
andererseits auf den Hub A anhebt, wird die Öffnung A26 von der Aussparung 25
im äußeren Umfangsbereich des Druckkolbens 6 solange gesperrt bis sie
geschlossen ist. Da die variable Kapazitätskammer 34 daraufhin von der
Pumpenkammer 3 in ihrem versiegelten Zustand getrennt ist, wird der Druck
während der Blockierzeit beibehalten, da er unabhängig vom Kurvenhub ist.
Danach übersteigt der Druckkolben 6 seine maximale Kurvenhubposition und
erreicht die Lage des Hubs A in seinem nach unten gerichteten Lauf. Zu diesem
Zeitpunkt wird die Verbindung zwischen der variablen Kapazitätskammer 34
und der Pumpenkammer 3 wiederhergestellt, wobei der in der variablen
Kapazitätskammer 34 gehaltene Druck in die Pumpenkammer 3 freigegeben wird
die bereits einen geringen Druck angenommen hat, so daß er auf einen
geringen Wert fällt.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird darüber hinaus der Zeitpunkt
des Übergangs der Öffnung A26 von geschlossen T offen erfaßt und bei der
Bestimmung der Zeitsteuerung der Voreinspritzung wiedergegeben. Dies wird
nachfolgend im Einzelnen beschrieben.
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Als nächstes werden die Aktionen/Operationen des derart aufgebauten
Standes der Technik nachfolgend beschrieben.
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Die Figur 5 zeigt eine die Arbeitsweise erklärende Darstellung, die die
Zustandsänderungen der einzelnen Abschnitte durch Zeichnen des
Rotationswinkels des Druckkolbens 6 (oder der Plankurvenscheibe 7) gemäß Fi
gur 1 auf der Abszisse darstellt. In Figur 5 bezeichnet gemeinsam mit den
Offen/Geschlossen-Zuständen der Öffnung A26 (A) die Druckänderung in der
Pumpenkammer 3; (B) die Druckänderung in der variablen
Kapazitätskammer 34; (C) die Spannungsänderung über den Anschlüssen des permeablen
Stellglieds 30; (D) die Einspritzmengenänderung des Kraftstoffs aus dem
Einspritzventil 11; und (E) den Kurvenhub der Plankurvenscheibe 7, die einstückig
mit dem Druckkolben 6 ausgebildet ist. Wenn das in Figur 1 dargestellte
permeable Stellglied 30 nicht kurzgeschlossen wird, d.h. elektrisch offen ist, wird
der Druck in der Pumpenkammer 3 durch eine gestrichelte Linie in Figur 5 (A)
dargestellt. Der dargestellte Kurvenscheitel bezeichnet den steigenden Hub
der Kraftstoffpumpennocke, wobei dieser Hub dem Zeitpunkt entspricht, bei
dem der Druckkolben 6 in Figur 1 vom in Figur 5 (E) dargestellten Kurvenhub
nach rechts bewegt wird und wenn die Überlauföffnung 16 vom Überlaufring 17
bedeckt ist. Der Teil des Drucks oberhalb des Otfen/Geschlossen-Drucks des
Einspritzventils 11 entspricht der Einspritzung. Für diese Zeitdauer ist das
Einspritzventil offen, wobei sein Öffnungshub proportional zum Druck ist. Somit ist
der Einspritzbetrag grundsätzlich proportional zum gleichen Druck.
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Die pro Zeiteinheit vom Einspritzventil 11 eingespritzte kraftstoffmenge,
genauer gesagt die Kraftstoffeinspritzmenge, ist in Figur 5 (D) gezeichnet.
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Wenn der Druck in der Pumpenkammer 3 beim Kraftstoffpumpenhub
gemäß Figur 5 (A) ansteigt, beginnt ebenso der Druck in der variablen
Kapazitätskammer 34 anzusteigen, da die Öffnung A26 und die Pumpenkammer 3 zu
diesem Zeitpunkt noch in Verbindung stehen.
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Das permeable Stellglied 30 erzeugt proportional zu dem zu diesem
Zeitpunkt anliegenden Druck elektrische Ladungen, so daß eine in Figur 5 (C)
dargestellte Spannung erzeugt wird.
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Wenn der Pumpvorgang weiter durchgeführt wird, bis der Kurvenhub den
Hub A in Figur 5 (E) erreicht, wird die Verbindung zwischen der Öffnung A26
und der Pumpenkammer 3 gesperrt. Danach wird der Pumpvorgang weiter
fortgesetzt, so daß nicht nur der Druck in der Pumpenkammer 3 sondern auch die
Einspritzmenge gemäß Figur 5 (D) weiter ansteigt.
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Andererseits wird der Druck in der variablen Kapazitätskammer 34 gemäß
Figur 5 (B) weder vermindert noch angehoben, da die variable
Kapazitätskammer 34 eine versiegelte Kammer darstellt, die aufgrund der gesperrten
Verbindung mit der Öffnung A26 gleichzeitig keinen Druckverlust aufweist. Die vom
permeablen Stellglied 30 gemäß Figur 5 (C) erzeugte Spannung ändert sich in
gleicher Weise wie der gemäß Figur 5 (B) dargestellte Druck der variablen
Kapazitätskammer 34.
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Vorstehend wurde die Arbeitsweise beschrieben, bei der das permeable
Stellglied 30 elektrisch geöffnet wird, d.h. bei der keine Voreinspritzung
durchgeführt wird. Als nächstes wird die Arbeitsweise mit einer gesteuerten
Einspritzmenge beschrieben.
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Durchgezogene Linien bezeichnen in Figur 5 die Zustände der einzelnen
Abschnitte zu dem Zeitpunkt der Voreinspritzung, d.h. der
Einspritzmengensteuerung.
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Wenn die Pumpe mit ihrem Pumpvorgang beginnt, steigt der Druck in der
Pumpenkammer 3 und der variablen Kapazitätskammer 34 an, wodurch eine
dem Öldruck auf das permeable Stellglied 30 proportionale Stoßkraft derart
angelegt wird, daß die Anschlußspannung des permeablen Stellglieds 30
gemäß Figur 5 (C) ansteigt. Wenn diese Anschlußspannung einen vorbestimmten
Spannungswert (der einem vorbestimmten Druck vor dem Ventilöffnungsdruck
entspricht) erreicht, wird dem permeablen Stellglied 30 von außen eine hohe
Spannung zugeführt. Daraufhin dehnt sich das permeable Stellglied 30 derart
aus, daß der Druck in der variablen Kapazitätskammer 34 sprunghaft auf einen
Wert ansteigt, der den Ventilöffnungsdruck übersteigt, wie durch die
durchgezogene
Linie in Figur 5 (B) dargestellt ist. Folglich wird der Kraftstoff von der
Düse 11 eingespritzt, wobei jedoch die meiste der von der Ausdehnung des
permeablen Stellglieds 30 kommende Arbeit für das Aufladen des Öldrucks auf
einen gegenüber dem Ventilöffnungsdruck höheren Druck verbraucht wird, so
daß die Entladung 1 zu 2 beträgt. Wenn der zugeführte Druck des permeablen
Stellglieds 30 (gemäß Figur 5 (C)) unmittelbar nach dem Ausdehnen des
permeablen Stellglieds 30 zur Durchführung der Voreinspritzung nachläßt, zieht
sich das permeable Stellglied 30 zum Absenken des Drucks in der variablen
Kapazitätskammer 34 zusammen, wodurch die Einspritzung unterbrochen wird
(siehe Figur 5 (D)). Auf diese Weise wird die Voreinspritzung realisiert.
Anschließend bewegt sich der Druckkolben 6 nach rechts, so daß der Druck in
der Pumpenkammer 3 erneut ansteigt, um die Einspritzung im Hauptabschnitt
zu bewirken.
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Danach wird der Pumpvorgang solange fortgesetzt bis der kurvenhub den
in Figur 5 (E) dargestellten Hub A erreicht. Daraufhin wird die Verbindung
zwischen der Öffnung A26 und der Pumpenkammer 3 gesperrt, so daß der
unmittelbar vorher anliegende Druck in der variablen Kapazitätskammer 34 begrenzt
wird (wie in Figur 5 (B) dargestellt). Die (in Figur 5 (C) dargestellte) vom
permeablen Stellglied 30 erzeugte Spannung zeigt ein ähnliches Verhalten.
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Danach endet der Kompressionshub und der Kurvenhub beginnt mit
seiner Abwärtsbewegung. Wenn die Öffnung A26 seine Verbindung mit der
Pumpenkammer 3 wiederherstellt, entweicht der in der variablen
Kapazitätskammer 34 beibehaltene Druck in einen Abschnitt mit geringerem Druck, weshalb
er (gemäß Figur 5 (B)) abfällt, da der Druck in der Pumpenkammer 3 einem
Felddruck entspricht. Die an den Anschlüssen des permeablen Stellglieds 30
erzeugte Spannung verändert sich (gemäß Figur 5 (C)) in ähnlicher Weise.
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Es sei angemerkt, daß zum Herbeiführen einer Voreinspritzung ein Bedarf
besteht, solange für die Hochgeschwindigkeit/Hochlas-Arbeitsweise des
Motors die Einspritzmengensteuereinheit 2 insbesondere für die
Direkteinspritzung bei einem Dieselmotor angewendet werden soll. Diese Notwendigkeit wird
teilweise dadurch hervorgerufen, daß Dieselmotoren mit Direkteinspritzung
insbesondere in den letzten Jahren Probleme mit Verbrennungsgeräuschen bei
hoher Geschwindigkeit und unter einer hohen Last aufweisen und/oder durch
die Abgasemission wie beispielsweise NOX/THC beeinträchtigt werden.
Teilweise
besteht diese Notwendigkeit deshalb, da sich herausgestellt hat, daß
Verbrennungsgeräusche und Abgasemissionen selbst bei hoher
Geschwindigkeit und unter einer hohen Last durch Durchführung einer Voreinspritzung
verringert werden können, die beim Stand der Technik nur unter einer geringen
Last durchgeführt wurde. Die Wirkungen der Voreinspritzung bei hoher
Geschwindigkeit und hoher Last, wie sie von uns experimentell herausgefunden
wurden, werden nachfolgend beschrieben.
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Die Figur 6 zeigt das Meßergebnis von sogenannten "Vier-Richtungs-1 m-
Durchschnittslärmpegeln", die anhand der gemessenen Motorgeräusche bei
einer maximalen Drehzahl (3000 UPM) sowie unter voller Last des Motors
gemittelten Lärmpegel in der linken, rechten, vorderen und oberen vier
Richtungen in einem Abstand von 1 m in einem schalitoten Raum für die jeweiligen
einzelnen Fälle mit und ohne Voreinspritzung. Anhand dieser Experimente
konnte festgestellt werden, daß man durch Durchführung der Voreinspritzung
eine Lärmpegel reduzierung um 1,5 dB erhält.
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Darüber hinaus zeigt Figur 7 das durch Messung der THC- und
NOX-Abgase erhaltene Ergebnis bei einer Drehzahl von 2720 UPM und bei einer 3/4-
Last, wobei für die einzelnen Fälle mit und ohne Voreinspritzung der
Einspritzstartzeitpunkt als Parameter verwendet wurde. Mit der Voreinspritzung konnten
die Abgase von NOX für das gleiche THC im Vergleich zu den Abgasen ohne
Voreinspritzung um 30 % verringert werden.
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Wie sich aus den Figuren 6 und 7 ergibt, ist die Voreinspritzung bei hoher
Geschwindigkeit und unter hoher Last bei einem Dieselmotor mit
Direktemspritzung für die Verringerung von Motorgeräuschen und Abgasemissionen
besonders wirkungsvoll. Bei den vorstehend beschriebenen bereits existierenden
Voreinspritzsteuersystemen kann jedoch die Steuerung der Voreinspritzung bei
hoher Geschwindigkeit aufgrund der folgenden Probleme nicht durchgeführt
werden.
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Beim herkömmlichen Voreinspritz-Steuersysteni erzeugt wie vorstehend
beschrieben das permeable Stellglied 30 automatisch die Spannung, wenn die
Pumpe mit ihrem Pumpvorgang beginnt. Die Steuerung der Voreinspritzung
wird zeitgesteuert, wenn die erzeugte Spannung einen vorbestimmten Pegel
erreicht. Die optimale Steuerung des Voreinspritzzeitpunkts zum Erhalten eines
optimalen Voreinspritz-Modus bei einer individuellen Anzahl von
Motorumdrehungen ist in Figur 8 (A) dargestellt. Gemäß Figur 8 (A) wird die optimale
Steuerung der Voreinspritzung für die höheren Motorumdrehungen und für die
früheren Winkel der Nocken-Drehbewegung zeitgesteuert, d.h., wenn die vom
permeablen Stellglied 30 erzeugte Spannung gering ist (wie in Figur 8 (B)
dargestellt ist). Insbesondere für eine Motordrehzahl von 2000 UPM oder mehr
liegt die vom permeablen Stellglied entsprechend dem optimalen Voreinspritz-
Zeitpunkt erzeugte Spannung bei nahezu 0 V. Dadurch entsteht ein Problem
dahingehend, daß der optimale Voreinspritz-Modus nicht durch das
herkömmliche System erhalten werden kann, bei dem die Steuerung der Voreinspritzung
durch Erfassen der erzeugten Spannung des permeablen Stellglieds 30 für
eine Motordrehzahl von oberhalb 2000 UPM zeitgesteuert wird.
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Als nächstes wird anhand von Figur 9 ein auf den Aufbau gemäß
Figuren 1 bis 4 angewendetes erstes Ausführungsbeispiel beschrieben. Die
Anschlußspannung des permeablen Stellglieds 30 ist zum Zeitpunkt der
Steuerung der Voreinspritzung in Figur 9 (A) gezeichnet. Der in Figur 9 (A) durch
einen Pfeil angegebene Zeitpunkt gibt den Zeitpunkt an, bei dem die Öffnung
A 26 von einem "geschlossenen" in einen "offenen" Zustand übergeht (was
nachfolgend als "Öffnungszeitpunkt für die Öffnung" bezeichnet wird). Im
vorliegenden Ausführungsbeispiel wird dieser Öffnungszeitpunkt T&sub0; von der (in
Figur 9 (A) dargestellten) Spannungs-Kurvensignalform des permeablen
Stellglieds festgelegt, wodurch der Zeitablauffüf die Steuerung der
Voreinspritzung durch Messen der Zeit oder des Winkels in Bezug auf diesen
Zeitpunkt bestimmt wird. Für den Fall, daß die Zeit gemessen wird, wird zum
Zeitpunkt des Öffnens der Öffnung gemäß Figur 9 (B) das Öffnungssignal für die
Öffnung erzeugt und ein Steuersignal Tc für die Voreinspritzung (wie in Figur 9
(C) dargestellt) zu einer vorbestimmten Zeitverzögerung τ&sub1; nach dem
Öffnungssignal T&sub0; für die Öffnung erzeugt, wodurch wie in Figur 9 (A) eine hohe
Spannung an das permeable Stellglied 30 angelegt wird. Das Verfahren zur
Bestimmung der Öffnungszeit für die Öffnung insbesondere anhand des
Spannungs-Kurvensignals des permeablen Stellglieds 30 wird nachfolgend
beschrieben.
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Dieser Öffnungszeitpunkt für die Öffnung entspricht dem Zeitpunkt für den
Hub A während der Kurvenscheibenhub gemäß Figur 9 (D) abfällt, d.h. steht in
einer Eins-zu-Eins-Beziehung zu einem vorbestimmten Kurvenscheibenwinkel
der Einspritzpumpe. Somit ist der Bezug zu diesem Öffnungszeitpunkt für die
Öffnung für ein Verfahren von besonderer Bedeutung, bei dem zu einem
vorbestimmten Kurbewinkel des Motors beispielsweise über ein magnetisches
Widerstandselement (MRE) oder einen magnetischen Aufnehmer (MPU) ein
Signal erzeugt und als Bezugsposition verwendet wird. Insbesondere ein derart
erhaltenes Referenzsignal entspricht somit immer dem Pumpvorgang der
Einspritzpumpe, die dadurch weniger durch die Charakteristika des voreilenden
Winkels der Einspritzpumpe oder der Streubreite bei der anfangs eingestellten
Position der Einspritzpumpe beeinflußt wird. Da das vorliegende Verfahren
darüber hinaus das permeable Stellglied 30 direkt als einen Sensor verwendet,
besteht ein weiterer Vorteil dahingehend, daß kein neuer Sensor benötigt wird,
wodurch keine weiteren Kosten entstehen.
-
Im Übrigen sei darauf hingewiesen, daß, wenn bei der Zeitsteuerung für
das Bestimmen des Zeitablaufs für die Voreinspritzung anhand des Zeitablaufs
T&sub0;, der Steuerzeitpunkt für die Voreinspritzung hinsichtlich des Kurbeiwinkeis
streuen kann, falls er durch hohe Schwankungen der Motorumdrehung
beeinflußt wird, wodurch man eine unstabile Voreinspritzung erhält. Bei einem
niedrigen Drehzahbereich mit großen Schwankungen kann daher das
herkömmliche Steuerverfahren durch Verwenden des Zeitpunkts als Voreinspritzungs-
Steuerzeitpunkt angewendet werden, bei dem die vom permeablen Stellglied
erzeugte Spannung eine vorbestimmte Spannung erreicht. Dieses Verfahren
kann auf das Verfahren umgeschaltet werden, das sich nur auf die Öffnungs-
Offen/Geschlossen-Zeitabläufe im hohen Drehzahlbereich (ca. 2000 UPM)
bezieht, bei dem der optimale Steuerzeitpunkt für dievoreinspritzung bei einer
hohen Drehzahl nur eine geringe Spannung mittels des permeablen
Stellglieds 30 erzeugt.
-
Als nächstes wird ein bestimmtes Verfahren zum Festlegen des
Öffnungszeitpunkts für die Öffnung anhand der Anschlußspannung des
permeablen Stellglieds 30 anhand der Figur 10 beschrieben. Die Figur 10 zeigt in
vergrößerter Ansicht die nähere Umgebung des Öftnungszeitpunkts für die
Öffnung, wie er in Figur 9 durch den Pfeil dargestellt ist. Wenn die Öffnung A26
geschlossen wird (was nachfolgend als "Schließzeit der Öffnung" bezeichnet
wird), wird eine Spannung V&sub1; im permeablen Stellylied 30 gehalten. Wenn die
Öffnung A26 geöffnet wird, fällt die Spannung ab und das Signal T&sub0; wird zu
einem den Öffnungszeitpunkt der Öffnung darstellenden Zeitpunkt t&sub2;
ausgegeben,
bei dem die Anschlußspannung des permeablen Stellglieds 30 auf eine
unterhalb der Spannung V&sub1; liegende Spannung V&sub2; fällt. Es sei darauf
hingewiesen, daß die Spannung V&sub2; auf einen derartigen Wert eingestellt wird, daß
sie nicht von der Spannung V&sub1; beeinflußt wird. Daher erhält man gemäß
diesem Verfahren das Öffnungssignal 10 für die Öffnung immer für die gleiche
Kurbeiwinkelposition, selbst wenn die Spannung V&sub1; während der
geschlossenen Öffnung schwankt.
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Die Zeitdauer (d.h. τ&sub1; gemäß Figur 9) nach dem Öffnungssignal T&sub0; der
Öffnung und vor dem Steuersignal Tc für die Voreinspritzung muß
entsprechend der Motordrehzahl eingestellt werden, wobei sein Wert gemäß Figur 6
indirekt proportional zur Motordrehzahl ist, d.h. die Zeitdauer τ&sub1; verkürzt sich
für höhere Drehzahlen.
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Als nächstes wird die als Steuerschaltung für das Stellglied 30 wirkende
Steuerung 100 nachfolgend beschrieben.
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Die Figur 12 zeigt ein Schaltbild, das die Einzelheiten der Steuerung 100
gemäß Figur 1 darstellt.
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In Figur 12 bezeichnet das Bezugszeichen 120 eine
Entscheidungsschaltung für den Öffnungszeitpunkt der Öffnung (d.h. Offenlgeschlossen-Zeitpunkt-
Erfassungsvorrichtung) zum Bestimmen des Öffnungssignals der Öffnung (d.h.
gemäß Figur 10). Die Anschlußspannung des permeablen Stellglieds 30
wird über die Widerstände 121 und 122 in 1/250 aufgeteilt, wobei einer mit
einem nicht-invertierenden Eingang eines ersten Komparators 123 und ein
anderer mit einem analogen Schalter 133 und der letzte mit einem invertierenden
Eingang eines zweiten Komparators 142 verbunden ist. Der erste
Komparator 123, ein erster monostabiler Multivibrator 124 und ein zweiter monostabiler
Multivibrator 127 werden zum Einstellen einer Zeitdauer fiir das Abtasten und
Halten der Schließspannung für die Öffnung (d.h. V&sub1; gemäß Figur 10)
verwendet. Eine Referenzspannung VR ist mit einem invertierenden
Eingangsanschluß des ersten Komparators 123 verbunden. Diese Spannung VR entspricht
V, d.h. der Anschlußspannung des permeablen Stellglieds 30. Der Ausgang
des ersten Komparators 123 ist mit einem Anstiegs-Triggereingangsanschluß
des ersten monostabilen Multivibrator 124 verbunden. Die
Ausgangsimpulsbreite des ersten monostabilen Multivibrators 124 wird durch einen
Kondensator
125 und einen Widerstand 126 derart bestimmt, daß die Zeit bis zum
Beginn des Abtastens und Haltens der Spannung V&sub1; eingestellt werden kann. Der
Q-Ausgangsanschluß des ersten monostabilen Multivibrators 124 ist mit einem
fallenden Trigger-Eingangsanschluß des zweiten monostabilen Multivibra
tors 127 verbunden. Die Ausgangsimpulsbreite des zweiten monostabilen
Multivibrators 127 wird über einen Kondensator 128 und einen Widerstand 129
auf 500 µs eingestellt. Diese Zeitdauer entspricht einer Zeitdauer für das
Abtasten und Halten der Spannung V&sub1;. Der Q-Ausgang des zweiten "one-shot"-
Multivibrators 127 ist mit einem Steuereingang des analogen Schalters 133
verbunden.
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Der analoge Schalter 133 wird eingeschaltet, wenn der Steuereingang
den Pegel "1" annimmt, wodurch die von der Spannung des permeablen
Stellglieds 30 geteilte Spannung ausgegeben wird. Der Ausgang des analogen
Schalters 133 wird mit einem Abtastlhalte-Kondensator 134 und einem
nichtinvertierenden Eingangsanschluß eines ersten Operationsverstärkers 135
verbunden. Dieser erste Operationsverstärker ist mit seinem invertierenden
Eingangsanschluß an seinen Ausgangsanschluß angeschlossen, so daß ein
Puffer mit hoher Impedanz entsteht, der das Abfließen von Ladungen aus dem
vorstehend genannten Kondensator 134 verhindert. Das Ausgangssignal des
ersten Operationsverstärkers 135 wird über einen Widerstand 136 einem
nichtinvertierenden Eingangsanschluß eines zweiten Operationsverstärkers 140
und einem Widerstand 138 zugeführt, wobei die Referenzspannung V&sub2; über
einen Widerstand 137 dem invertierenden Eingangsanschluß des zweiten
Operationsverstärkers und über einen Widerstand 139 dem gleichen
Ausgangsanschluß zugeführt wird. Dieser zweite Operationsverstärker 140 sowie
die Widerstände 137, 138, 139 und 140 stellen den sogenannten
"Differenzverstärker" dar, wobei alle diese Widerstände 137, 138, 139 und 140
gleiche Widerstandswerte erhalten, so daß der Ausgangsspannungswert des
zweiten Operationsverstärkers 140 einen Spannungswert annimmt, der einer
Subtraktion der Referenzspannung V&sub2; und dem Ausgangsspannungswert des
ersten Operationsverstärkers 135 entspricht. Die Referenzspannung V&sub2;
entspricht der Anschlußspannung von 40 V des permeablen Stellglieds 30 und
demzufolge der Spannung V&sub2; gemäß Figur 10.
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Das Ausgangssignal des zweiten Operationsverstärkers 140 entspricht
dem Eingangssignal des nicht-invertierenden Eingangs des zweiten
Komparators
141 und wird mit der Spannung des permeablen Stellglieds 30 verglichen.
Anders gesagt, nimmt das Ausgangssignal des zweiten Komparators 141 den
Wert "1" an, wenn die Spannung des permeablen Stellglieds 30 unterhalb des
Ausgangswertes des zweiten Operationsverstärkers 140 liegt.
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Darüber hinaus liefert ein -Ausgangssignal des zweiten monostabilen
Multivibrators 127 ein steigendes Triggereingangssignal für einen dritten
monostabilen Multivibrator 130.
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Dieser dritte monostabile Multivibrator 130 bestimmt seine
Ausgangssignal breite durch einen Kondensator 131 und einen Widerstand 132 wodurch er
als Maske für das Öffnungssignal der Öffnung wirkt. Das Bezugszeichen 142
bezeichnet ein UND-Gater mit zwei Eingängen, wobei ein Eingangsanschluß
mit dem Q-Ausgangsanschluß des dritten monostabilen Multivibrators 130 und
sein anderer Eingangsanschluß mit dem Ausgangsanschluß des zweiten
Komparators 141 verbunden ist. Darüber hinaus wird das Öffnungssignal für die
Öffnung am Ausgang des UND-Gaters 142 mit den zwei Eingängen
ausgegeben.
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Eine Schaltung 150 zeigt eine Einspritzzeitpunkt-Bestimmungsschaltung
(d.h. Einspritzzeitpunkt-Bestimmungsvorrichtung) zum Bestimmen des
Steuerzeitpunkts für die Voreinspritzung und zum Zuführen eines Signals zum
Ansteuern einer Treiberschaltung 110. Das Öffnungssignal für die Öffnung der
Schaltung 120 wird dem fallenden Triggereingangsanschluß eines vierten
monostabilen Multivibrators 151 zugeführt.
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Darüber hinaus bezeichnet das Bezugszeichen 102 einen Drehsensor
zum Erfassen der Motordrehzahl unter Verwendung von beispielsweise einem
Magnetaufnehmer. Dieser Drehsensor 102 befindet sich in der Nähe einer
Scheibe 103, die am Antriebsschaft der Pumpe befestigt ist und Vorsprünge
aufweist, wodurch ein der Motordrehzahl entsprechendes Frequenzsignal
ausgegeben wird. Dieses Signal wird einem sogenannten "F-V-Umwandler" 163
zum Umwandeln einer Frequenz in eine Spannung derart zugeführt, daß der F-
V-Umwandler 163 eine der Motordrehzahl proportionale Spannung ausgibt.
Dieser Ausgang ist mit einem Widerstand 153 derart verbunden, daß die
Ausgangssignal-Impulsbreite des vierten monostabilen Multivibrators 151 gemäß
der Ausgangsspannung des F-V-Umwandlers 163 über einen Kondensator 152
und einen Widerstand 150 festgelegt wird. Folglich ist die Größe der
Impulsbreite des Ausgangssignals des vierten monostabilen Multivibrators 151 eine
zur Motordrehzahl umgekehrt proportionale Ausgangssignal-Impulsbreite
ähnlich der gemäß Figur 11. Darüber hinaus entspricht diese Ausgangssignal-lm
pulsbreite der Zeit (d.h. τ1 gemäß Figur 9) von der Öffnungszeit für die Öffnung
bis zum Steuerzeitpunkt für die Voreinspritzung.
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Insbesondere die Anstiegsflanke des -Ausgangssignals des vierten
monostabilen Multivibrators 151 entspricht dem Steuerzeitpunkt für die
Voreinspritzung. Das Q-Ausgangssignal des vierten monostabilen Multivibrators 151
ist ein steigendes Triggereingangssignal eines fünften monostabilen
Multivibrators 154. Dieser fünfte monostabile Multivibrator 154 bestimmt seine
Ausgangssignal-Impulsbreite von ca. 500 µs über einen Kondensator 155 und
einen Widerstand 156. Für diese Zeitdauer wird, wie nachfolgend beschrieben
ist, eine hohe Spannung dem permeablen Stellglied 30 zugeführt, so daß sich
das permeable Stellglied 30 zum Ausstoß des Kraftstoffs ausdehnt. Das Q-
Ausgangssignal des fünften monostabilen Multivibrators 154 ist ein fallendes
Triggereingangssignals eines sechsten monostabilen Multivibrators 157.
Dieser sechste monostabile Multivibrator 157 besitzt eine durch einen
Kondensator 158 und einen Widerstand 159 festgelegte Ausgangssignal-Impulsbreite
von 300 µs. Für diese Zeitdauer wird das permeable Stellglied 30
kurzgeschlosssen, wie nachfolgend beschrieben wird. Das Q-Ausgangssignal des
sechsten monostabilen Multivibrators 157 stellt ein Basis-Eingangssignal eines
Transistors 111 dar.
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Andererseits ist der -Ausgangsanschluß des vierten monostabilen
Multivibrators 151 mit einem steigenden Triggereingangssignalanschluß eines
siebten monostabilen Multivibrators 160 verbunden. Dieser siebte monostabi le
Multivibrator 160 besitzt eine Ausgangssignal-Impulsbreite, die durch einen
Kondensator 161 und einen Widerstand 162 festgelegt wird, während sein -
Ausgangssignal einer Basis eines Transistors 112 zugeführt wird, wodurch
dieser ein- und ausgeschaltet wird.
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Als nächstes wird die Treiberschatung 110 nachfolgend beschrieben.
Diese Treiberschaltung besteht beispielsweise aus einer Autobatterie mit 24 V
die die Spannungsversorgung darstellt und mit ihrem einen Anschluß an eine
Primärwicklung 114 eines Eisenkerntransformators 113 angeschlossen ist, der
beispielsweise eine Anzahl von laminierten Siliziumstahlblättern besitzt. Der
andere Anschluß der Primärspule 113 ist mit dem Kollektor des Transistors 112
derart verbunden, daß der durch die Primärspule 114 fließende Strom durch
Ein- und Ausschalten des Transistors 112 geschaltet wird. Der
Tränsformator 113 besitzt eine Sekundärspule 115. Das Wicklungsverhältnis der
Primärspule 114 und der Sekundärspule 115 ist derart festgelegt, daß die Wicklung
der Sekundärspule ca. viermal so groß ist wie die der Primärseite, sofern man
die auf der Sekundärseite erzeugte Spannung und die Anstiegszeit der
Sekundärspannung betrachtet.
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Die Sekundärspule 115 ist mit ihrem einen Ende mit dem permeablen
Stellglied 30 und mit ihrem anderen Ende mit der Kathode einer Diode 116 und
dem kollektor des Transistors 111 verbunden. Wenn daher das permeable
Stellglied 30 kurzgeschlossen wird, erfolgt durch Einschalten des
Transistors 111 eine Entladung vom permeablen Stellglied 30 über die
Sekundärspule 115 zum Transistor 111. Zum Zeitpunkt des Anlegens der Spannung an
das permeable Stellglied kann andererseits durch Ausschalten des
Transistors 111 ein Ladeschaltkreis zum Zuführen von Ladungen über die Diode 160
und die Sekundärspule 115 zum permeablen Stellglied 30 hergestellt werden.
Es sei darauf hingewiesen, daß das Bezugszeichen 117 eine Diode zum
Schützen des permeablen Stelguedes gegenüber einer inversen Spannung
darstellt.
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Als nächstes wird die Arbeitsweise des Schaltungsaufbaus gemäß
Figur 12 nachfolgend beschrieben. Die Figur 13 zeigt den zeitlichen Ablauf der
Kurvensignale der in der Beschreibung verwendeten einzelnen Abschnitte.
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Bei der Steuerung für die Voreinspritzung besitzt die Anschlußspannung
des permeablen Stellglieds 30 ein gemäß Figur 13 (A) dargestelltes
Spannungs-Kurvensignal. Wenn diese Anschlußspannung gleich oder größer der
Referenzspannung VR ist, nimmt der Ausgangs-Signalpegel des ersten
Komparators 123 den Wert "1" an (wie in Figur 13 (B) dargestellt). Folglich wird der
erste monostabile Multivibrator 124 getriggert, wodurch der Startzeitpunkt für
den Abtastlaltevorgang der Anschlußspannung V&sub1; des permeablen
Stellglieds 30 zum Schließzeitpunkt der Öffnung beginnt (wie in Figur 13 (0)
dargestellt). Mit der Pause bzw. der fallenden Flanke des ersten monostabilen
Multivibrators 124 wird darüber hinaus der zweite monostabile Multivibrator 127
getriggert, so daß für eine Zeitdauer von 500 µs Impulse als
Q-Ausgangssignale des zweiten monostabilen Multivibrators 127 erzeugt werden (wie in Figur 13
(D) dargestellt). Folglich wird der analoge Schalter 133 eingeschaltet, so daß
die Anschlußspannung V&sub1; (gemäß Figur 13 (A)) des permeablen Stellglieds 30
zum Schließzeitpunkt der Öffnung im Abtast/Halte-Kondensator 134
gespeichert wird und an den ersten Operationsverstärker 135 ausgegeben wird.
Darüber hinaus erfolgt die Ausgabe des Spannungswertes als Ausgangssignal des
zweiten Operationsverstärkers 140, wobei dieser Wert durch Subtraktion der
auf 40 V eingestellten Referenzspannung V&sub2; (gemäß Figur 13 (A)) vom
Ausgangsspannungswert des ersten Operationsverstärkers 135 mittels des
Differenzverstärkers, der sich aus dem zweiten Operationsverstärker 140 und den
Widerständen 136,137,138 und 139 zusammensetzt. Genauer gesagt, nimmt
das Ausgangssignal des zweiten Operationsverstärkers einen Spannungswert
von (V&sub1; - V&sub2;) an. Daraufhin wird dieser Spannungswert mit der
Anschlußspannung des permeablen Stellglieds 30 mittels des zweiten Komparators 141
verglichen. Wenn die Anschlußspannung des permeablen Stellglieds 30
kleiner ist als die Ausgangsspannung (V&sub1; - V&sub2;) des zweiten
Operationsverstärkers 140, nimmt das Ausgangssignal des zweiten Komparators 141 den Wert
"1" an (wie in Figur 13 (F) dargestellt).
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Andererseits wird der dritte monostabile Multivibrator 130 mit der
fallenden Flanke des -Ausgangssignales des zweiten monostabilen
Multivibrators 127 derart getriggert, daß zum Setzen der Masken-Zeitdauer Impulse
erzeugt werden (wie in Figur 13 (E) dargestellt). Darüber hinaus werden das Q-
Ausgangssignal des dritten monostabilen Multivibrators 130 und das
Ausgangssignal des zweiten Komparators 141 dem UND-Gater 142 mit den zwei
Eingängen zugeführt, welches ein UND-Signal als Öffnungssignal für die
Öffnung (gemäß Figur 13 (G)) erzeugt. Ferner wird der Steuerzeitpunkt der
Voreinspritzung anhand des Öffnungssignals für die Öffnung bestimmt.
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Das Ausgangssignal des UND-Gaters 142 mit den zwei Eingängen
triggert den vierten monostabilen Multivibrator 151 für eine vorbestimmte
Zeitdauer. Diese vorbestimmte Zeitdauer entspricht beispielsweise der in Figur 1
bestimmten Zeitdauer. Insbesondere der Anstieg des -Ausgangssignals des
vierten monostabilen Multivibrators 151 entspricht dem zeitlichen Ablauf der
Voreinspritzsteuerung (gemäß Figur 13 (H)).
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Das -Ausgangssignal des vierten monostabilen Multivibrators&sub1; 151
triggert den siebten monostabilen Multivibrator 160 (wie in Figur 13 (K)
dargestellt), wodurch der EIN-Zeitpunkt des Transistors 112 bestimmt wird. Wenn
dieser Transistor 112 eingeschaltet ist, steigt (wie in Figur 13 (L) dargestellt)
der durch die Primärspule 114 fließende Strom mit der Zeit an. Zum
Steuerzeitpunkt der Voreinspritzung, d.h., wenn das -Ausgangssignal des siebten
monostabilen Multivibrators 160 abgeschaltet wird, wird der Transistor 112
derart abgeschaltet, daß die in der Primärspule 114 gespeicherte Energie eine
hohe Spannung erzeugt und von der zweiten Spule 115 dem permeablen
Stellglied 30 (gemäß Figur 13 (A)) zugeführt wird. Durch das Anlegen dieser
hohen Spannung dehnt sich das permeable Stellglied 30 aus, wodurch der
Druck in der variablen Kapazitätskammer 34 derart ansteigt, daß aus der
Düse 11 die Voreinspritzung beginnt.
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Andererseits triggert das -Ausgangssignal des vierten monostabilen
Multivibrators 151 den fünften monostabilen Multivibrator 154 (wie in Figur 13
(1) dargestellt), und 500 µs danach den sechsten monostabilen
Multivibrator 157 derart, daß am Q-Ausgangssignal des sechsten monostabilen
Multivibrators 157 für 300 µs Impulse erzeugt werden (wie in Figur 13 (J) dargestellt
ist). Durch diese Impulse wird der Transistor 111 eingeschaltet, wodurch das
permeable Stellglied 30 über die Sekundärspule 115 kurzgeschlossen wird
(siehe Figur 13 (A)). Folglich zieht sich das permeable Stellglied 30 derart
zusammen, daß der Druck in der variablen Kapazitätskammer 34 und der
Pumpenkammer 3 abfällt, wodurch die Voreinspritzung beendet wird. Danach führt
der Druckkolben weiterhin seine Kraftstoffpumpbewegung aus, so daß der
Druck in der Pumpenkammer 3 erneut ansteigt, wodurch die Haupteinspritzung
für eine lange Zeit beginnt.
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Als nächstes wird ein zweites erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel
nachfolgend beschrieben.
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Die Unterschiede zum ersten Ausführungsbeispiel liegen im Verfahren
zum Bestimmen der Öffnungszeit für die Öffnung anhand der
Anschlußspannung des permeablen Stellglieds 30 begründet. Gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel wird der Öffnungszeitpunkt der Öffnung durch
Differenzierung der vorstehend beschriebenen Anschlußspannung bestimmt.
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Die Anschlußspannung des permeablen Stellglieds 30 wird anhand der
Widerstände 171 und 172 in 1/250 geteilt und mit einer Differenzschaltung
verbunden, die aus einem Kondensator 173, einem Widerstand 174 und einem
Operationsverstärker 175 besteht. Da der Operationsverstärker 175 nur mit
einer positiven Spannung als seiner Spannungsversorgungsquelle versorgt wird,
wird lediglich die fallende Flanke des Eingangs-Kurvensignals des
Kondensators 173 als Ausgangssignal des Operationsverstärkers 175 erzeugt.
Andererseits wird die Anschlußspannung des permeablen Stellglieds 3Ö, die durch die
Widerstände 171 und 172 aufgeteilt wurde, auch an einen nicht-invertierenden
Eingangsanschluß eines Komparators 176 angeschlossen. Der
Komparator 176 dient gemeinsam mit einem ersten monostabilen Multivibrator 177 und
einem zweiten monostabilen Multivibrator 180 der Maskierung des
Öffnungssignals für die Öffnung. Als invertiertes Eingangssignal des Komparators 176
wird die Referenzspannung VR eingegeben. Diese Spannung VR entspricht
40 V, d.h. der Anschlußspannung des permeablen Stellglieds 30. Der
Ausgangsanschluß des Komparators 176 ist mit einem
Anstiegs-Triggereingangsanschluß des ersten monostabilen Multivibrators 177 verbunden. Dieser
monostabile Multivibrator 177 bestimmt seine Ausgarigssignal-Impulsbreite mittels
eines Kondensators 178 und eines Widerstands 179, wodurch die Zeitdauer
bis zu einem vorbestimmten Zeitpunkt t&sub0; der Schließzeit der Öffnung
eingestellt wird. Der erste monostabile Multivibrator 177 ist mit seinem
Q-Ausgangsanschluß an den fallenden Trigger-Eingangsanschluß des zweiten
monostabilen Multivibrators 180 angeschlossen. Dieser zweite monostabile
Multivibrator 180 bestimmt seine Ausgangssignal-Impulsbreite mittels eines kondensa
tors 181 und eines Widerstands 182, wodurch die Maskierungs-Zeitdauer
eingestellt wird.
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Das Bezugszeichen 183 bezeichnet ein UND-Gater mit zwei Eingängen,
bei dem ein Eingangsanschluß mit dem Ausgangsanschluß des
Operationsverstärkers 175 und sein weiterer Anschluß mit dem Q-Ausgangsanschluß des
zweiten monostabilen Multivibrators 180 verbunden ist. Ferner wird vom
Ausgangsanschluß des UND-Gaters 183 mit den zwei Eingängen ein
Öffnungssignal für die Öffnung ausgegeben, die den Öffnungszeitpunkt t&sub1; für die Öffnung
angibt. Dieses Signal wird der vorstehend beschriebenen
Voreinspritzungs-Zeitpunkt-Bestimmungsschaltung 150 zur Erzeugung eines Signais
eingegeben, um den Steuerzeitpunkt für die Voreinspritzung zu bestimmen und die
Treiberschaltung 110 zu betätigen.
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Die Arbeitsweise des derart aufgebauten zweiten Ausführungsbeispiels
wird nachfolgend anhand der zeitlichen Kurvensignalabläufe von einzelnen
Abschnitten anhand von Figur 15 beschrieben.
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Am Ausgang des Operationsverstärkers 175 wird ein differenziertes
Kurvensignal der Anschlußspannung des permeablen Stellglieds 30 (gemäß
Figur 15.(A)) ausgegeben, d.h. ein Kurvensignal, das das Änderungsverhältnis
der vorstehend beschriebenen Anschlußspannung (gemäß Figur 15 (B))
anzeigt. Obwohl das Kurvensignal inklusive der gestrichelten Linien von Figur 15
(B) unbezogen ausgegeben werden sollte, wird keine negative Spannung
sondem das durch die durchgezogenen Linien gemäß Figur 15 (B) dargestellte
Kurvensignal ausgegeben, da die Spannungsversorgung des
Operationsverstärkers 175 wie vorstehend beschrieben lediglich eine positive Spannung
umfaßt.
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Wenn die Anschlußspannung des permeablen Stellglieds 30 die
Referenzspannung VR übersteigt, nimmt andererseits das Ausgangssignal des
Komparators 176 den Wert "1" an (wie in Figur 15 (C) dargestellt ist). Folglich
wird der erste monostabile Multivibrator 177 getriggert, wodurch die Zeitdauer
bis zum Maskierungsbeginn eingestellt wird (siehe Figur 15 (D)). Gleichzeitig
mit der fallenden Flanke des ersten monostabilen Multivibrators 177 wird ferner
der zweite monostabile Multivibrator 180 getriggert, wodurch die
Maskierungszeit ab diesem Zeitpunkt eingestellt wird (wie in Figur 15 (E) dargestellt ist).
Daraufhin wird das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 175 und das Q-
Ausgangssignal des zweiten monostabilen Multivibrators 180 dem
UND-Gater 183 mit den zwei Eingängen derart eingegeben, daß dieses UND-Gater 183
das Öffnungssignal für die Öffnung (wie in Figur 15 (F) dargestellt) ausgibt.
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Da die Änderung der Anschlußspannung des permeablen Stellglieds 30
als Folge des Öffnens der Öffnung unmittelbar unter Verwendung des
differentiellen Kurvensignals festgehalten wird, ist das zweite Ausführungsbeispiel
gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel dahingehend vorteilhaft, daß der
Schaltungsaufbau vereinfacht wird.
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Als nächstes wird ein drittes Ausführungsbeispiel nachfolgend
beschrieben.
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Das vorliegende Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von den ersten
und zweiten Ausführungsbeispielen hinsichtlich des Verfahrens zum
Bestimmen des Öffnungszeitpunkts der Öffnung anhand der Anschlußspannung des
permeablen Stellglieds 30. Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist
insbesondere mit einer Vorrichtung zum Steuern der Anschlußspannung des
permeablen Stellglieds ausgestattet, wodurch diese auf eine vorbestimmte konstante
Spannung bei der Öffnungsoperation der Öffnung gezwungen wird, so daß der
Öffnungszeitpunkt der Öffnung als ein Zeitpunkt angenommen werden kann
bei dem die Anschlußspannung des permeablen Stellglieds 30 auf einen Wert
unterhalb der vorstehend beschriebenen konstanten Spannung oder einen
festen Spannungswert fällt.
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Die Figur 16 zeigt einen Aufbau der Steuerschaltung gemäß dem dritten
Ausführungsbeispiel.
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Auf Einzelheiten wird verzichtet, da die Ansteuerschaltung 110 und die
Voreinspritzungs-Zeitpunkt-Bestimmungsvorrichtung 150 außer einer
Öffnungszeitpunkt-Entscheidungsschaltung 190 für die Öffnung zum Bestimmen
des Öffnungssignals für die Öffnung identisch mit denen des ersten
Ausführungsbeispiels sind.
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Die Anschlußspannung des permeablen Stellglieds 30 wird über einen
Strombegrenzungswiderstand 201 dem Kollektor eines Transistors 199
zugeführt. Dieser Transistor 199 ist mit seinem Emitter mit der Kathode einer
Konstantspannungsdiode 200 verbunden, die Eigenschaften für einen elektrischen
Stromfluß bei einer inversen Spannung von 100 V oder mehr aufweist. Wenn
folglich der Transistor 199 eingeschaltet wird, wird das permeable Stellglied 30
auf 100 V gesetzt, wenn die Spannung gleich oder größer 100 V ist.
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Andererseits wird die Anschlußspannung des permeablen Stellglieds 30
durch die Widerstände 191 und 192 in 1/250 aufgeteilt und auch einem
nichtinvertierenden Eingang eines Komparators 193 zugeführt. In diesem Fall wird
die Referenzspannung VR dem invertierten Eingangsanschluß des
Komparators 193 zugeführt. Der Ausgang dieses Komparators 193 ist in drei
Ausgangszweige aufgeteilt, wobei der erste ein Anstiegs-Triggereingang eines
monostabilen Multivibrators 194 ist. Dieser monostabile Multivibrator 194 bestimmt
seine Ausgangssignal-Impulsbreite durch einen Kondensator 195 und einen
Widerstand 196, wodurch eine Zeitdauer für das Einschalten des
Transistors 199 eingestellt wird. Der zweite Ausgangszweig des Komparators 193
wird einem Eingangsanschluß eines NOR-Gaters 197 mit zwei Eingängen
zugeführt, welches ferner mit dem Q-Ausgangssignal des monostabilen
Multivibators 194 als weiteres Eingangssignal beliefert wird. Das Ausgangssignal dieses
NOR-Gaters mit zwei Eingängen stellt das Öffnungssignal für die Öffnung dar,
die der Voreinspritz-Steuerzeitpunkt-Bestimmungsschaltung 150 zugeführt
wird. Darüber hinaus wird der dritte Ausgangszweig des Komparators 193
einem Eingangsanschluß eines UND-Gaters 198 mit zwei Eingängen zugeführt,
an dem ferner das -Ausgangssignal des monostabilen Multivibrators 194 als
weiteres Eingangssignal anliegt. Ferner ist der Ausgangsanschluß des UND-
Gaters 198 mit den zwei Eingängen mit der Basis des Transistors 199
verbunden, wodurch der zeitliche Ablauf zur Steuerung der Anschlußspannung des
permeablen Stellglieds 30 bestimmt wird, wenn eine Schließoperation für die
Öffnung vorliegt.
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Die Arbeitsweise des derart aufgebauten dritten Ausfiihrungsbeispiels
wird nachfolgend anhand der zeitlichen Abläufe der Kurvensignale von
einzelnen Abschnitten gemäß Figur 17 beschrieben.
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Wenn die Anschlußspannung des permeablen Stellglieds 30 gemäß
Figur 17 (A) die Referenzspannung VR übersteigt&sub1; nimmt das Ausgangssignal
des Komparators 193 den Wert "1" an (siehe Figur 17 (B)). Folglich wird der
monostabile Multivibrator 194 derart getriggert, daß das -Ausgangssignal des
monostabilen Multivibrators 194 weiterhin bis zum Zeitpunkt t&sub0;, bei dem die
Öffnung geschlossen wird, den Wert "1" beibehält (wie in Figur 17 (C)
dargestellt ist). Demgegenüber nimmt das Q-Ausgangssignal des monostabilen
Multivibrators 194 den Wert "1" ab dem Zeitpunkt t&sub0; an, so daß man durch eine
UND-Verknüpfung zwischen dem "1"-Pegel und dem Ausgangssignal des
Komparators 193 ein Signal gemäß Figur 17 (E) erhält. Folglich wird der
Transistor 199 eingeschaltet, so daß die Anschlußspannung des permeablen
Stellglieds 30 zum und nach dem Zeitpunkt t&sub0;, bei dem die Öffnung
geschlossen ist, auf die Schaltspannung von 100 V der Zehnerdiode 200 fällt (wie in
Figur 17 (A) dargestellt ist). Wenn die Öffnung daraufhin zum Zeitpunkt t&sub1;
geöffnet wird, fällt die Anschlußspannung des permeablen Stellglieds 30 weiter.
Wenn diese Anschlußspannung auf 40 V fällt, wird das Ausgangssignal des
Komparators 193 von "1" auf "0" umgeschaltet (wie in Figur 17 (B) dargestellt
ist). Wenn daher eine NOR-Verknüpfung zwischen dem Ausgangsignal des
Komparators 193 und dem -Ausgangssignal des monostabilen
Multivibrators 194 durchgeführt wird, erhält man das in Figur 17 (D) dargestellte Signal.
Der Anstiegszeitpunkt t&sub2; dieses Signals entspricht dem Öffnungszeitpunkt der
Öffnung.
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Da im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Anschlußspannung des
permeablen Stellglieds 30 vor dem Öffnen der Öffnung zu jeder Zeit auf einen
identischen konstanten Wert (100V) zwangsläufig gesteuert wird, wird sich das
Öffnungssignal der Öffnung nicht zerstreuen, selbst wenn der
Entscheidungspegel für das Öffnen der Öffnung (bei 40 V) festliegt.
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Es sei darauf hingewiesen, daß bei jedem Verfahren der vorstehend
beschriebenen Ausführungsbeispiele eine hohe Spannung an das permeable
Stellglied zum Steuerzeitpunkt für die Voreinspritzung angelegt wird und
unmittelbar danach kurzgeschlossen wird. Die vorliegende Erfindung sollte jedoch
auf dieses Verfahren nicht beschränkt sein, sondern kann sich auch auf ein
Verfahren beziehen, bei dem die im permeablen Stellglied aufgebaute
Spannung zum Zeitpunkt der Voreinspritzung kurzgeschlossen wird, wobei ein
Verfahren, bei dem eine Spannung in der der Polarisierungsrichtung des
permeablen Stellglieds entgegengesetzten Richtung zugeführt wird, oder ein
Verfahren verwendet wird, bei dem die Ladungen des permeablen Stellglieds durch
einen Kondensator herausgezogen werden.
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Zum Bestimmen des Steuerzeitpunkts der Voreinspritzung anhand der
Erfassung des Öffnungszeitpunkts für die Öffnung wird darüber hinaus die Zeit
τ&sub1; als Parameter verwendet. Trotz dieser Tatsache kann die Voreinspritzung
durch Verwendung eines Winkelsensors zum Erfassen des Drehwinkels der
Einspritzpumpe oder des Motors und unter Verwendung des erfaßten Winkels
als Parameter gesteuert werden. In diesem Fall wird die Zeit als Parameter
verwendet, wobei darüber hinaus die Karte gemäß Figur 11 in einem
Mikrocomputer derart abgespeichert wird, daß der Steuerzeitpunkt für die
Voreinspritzung unter Verwendung der im Computer gespeicherten Zeiten bestimmt
wird.
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Die vorliegende Erfindung kann sich ferner in ähnlicher Weise auf ein
Meßsystem für eine Einspritzpumpe beziehen, bei der ein mechanischer
Regler oder eine elektronische Steuerung verwendet wird.
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Obwohl der Zeitpunkt zum Öffnen der Öffnung A26 in einem
vorhergehenden Einspritzvorgang als Startpunkt zum Berechnen des Zeitpunkts für die
Voreinspritzung verwendet wird, kann selbstverständlich auch der Zeitpunkt
zum Schließen der Öffnung A26 als Startpunkt verwendet werden.
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Es sei darauf hingewiesen, daß die vorstehend genannten
Ausführungsbeispiele keinen neuen Sensor benötigen, einen einfachen Aufbau aufweisen
und durch Verwendung des permeablen Steliglies als Sensor für die
Steuerung der Voreinspritzung, wenn der Offenlgeschlossen-Zeitpunkt für die
Öffnung erfaßt werden soll, geringe Kosten verursacht. Diese Erfassung des
Offenlgeschlossen-Zeitpunkts der Öffnung kann selbstverständlich auch durch
einen weiteren Drucksensor oder einen Sensor zum Erfassen der Hubposition
des Druckkolbens erfolgen.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
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Wie vorstehend im Einzelnen beschrieben wurde, wird der Zeitpunkt der
Voreinspritzung erfindungsgemäß auf der Grundlage des Offen/Geschlossen-
Zeitpunkts der variablen Kapazitätskammer in einem vorhergehenden
Einspritzvorgang derart bestimmt, daß die Voreinspritzung in einem optimalen
Modus durchgeführt werden kann, selbst wenn der Diesemotor bei einer
hohen Geschwindigkeit läuft, wodurch Geräusche bei der hohen Geschwindigkeit
sowie die Abgasemission verringert werden.