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Technisches
Gebiet
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Die Erfindung bezieht sich auf einen
Verbrennungsmotor mit einem elektronischen Brennstoffeinspritzsystem
und insbesondere auf eine hydraulisch betätigte elektronisch gesteuerte
Brennstofteinspritzeinheit, die ansprechend auf den Druck des Arbeitsströmungsmittels
oder auf Veränderungen
davon aktiviert wird. Der gesteuerte Betrieb sieht die Betätigung des
Stators vor und dadurch die Bewegung des Ankers und des Sitzventils
oder einer anderen den Fluss regulierenden Vorrichtung um Brennstoff
in den assoziierten Zylinder einzuspritzen.
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Technischer
Hintergrund
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Elektronische Ventile, die Brennstoff
oder Öl in
Hochdruck-Einspritzsystemen steuern, wie beispielsweise jenes, welches
in dem US-Patent 5 181 494 beschrieben wird, erfordern Brennstofteinspritzvorrichtungen,
die mit hoher Geschwindigkeit und mit hohem Druck arbeiten, um ordnungsgemäß den Brennstoff
in die Zylinder des Verbrennungsmotors einzuspritzen und dafür zuzumessen.
Der Betrieb von hydraulisch betätigten,
elektronisch gesteuerten Einspritzeinheiten unabhängig von
der Motordrehzahl gestattet die präzise Steuerung der Brennstofflieferung
zum Zylinder während
der Steuerung der Brennstofflieferung in den Zylinder während der
Einspritzungsverzögerungs-
und Haupteinspritzungsphasen. Eine solche Steuerung ist in der Technik
im allgemeinen als Ratenformung bekannt. Wie es in der Technik wohlbekannt
ist, modifiziert die Ratenformung die Wärmeabgabe Charakteristikkurven
des Motors, was dabei hilft, den Emissionspegel und den Geräuschpegel
zu verringern. Eine Ratenformung ist eine Technik, die den Brennstofffluss
durch die Einspritzvorrichtung als eine Funktion der Zeit verändert und
in erster Linie durch die Regelung des Druckers des Arbeitsströmungsmittels
nach der elektrischen Aktivierung der Einspritzeinheit gesteuert
wird, um Brennstoff in den assoziierten Zylinder einzuspritzen. Zusätzliche
Vorteile bezüglich
der Leistung von Brennstoffeinspritzvorrichtungen und bezüglich der Geräuschreduktion
können
durch die präzise
Steue rung der elektrischen Aktivierung und De- aktivierung der Einspritzeinheit
verwirklicht werden. Die vorliegende Erfindung realisiert solche
Vorteile.
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Offenbarung
der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung kann als
ein Verfahren zum Betrieb einer hydraulisch betätigten elektronisch gesteuerten
Brennstoffeinspritzeinheit ansprechend auf den Druck des Arbeitsströmungsmittels
oder ansprechend auf Veränderungen
daran bei allen Betriebsbedingungen charakterisiert werden. Das
offenbarte Verfahren ist für
die betriebliche Steuerung von hydraulisch betätigten elektronisch gesteuerten
Brennstoffeinspritzeinheiten mit einem Stator, einem Anker und einem
Sitzventil geeignet, oder für
eine andere Flussregulierungsvorrichtung, wo das Ventil mit dem
Anker verbunden ist und erste und zweite Sitze besitzt. Im allgemeinen
zieht der Stator den Anker zum Stator hin, wenn er elektrisch aktiviert wird,
und betätigt
das Ventil oder die andere Flussregulierungsvorrichtung, um den
ersten Ventilsitz zu öffnen,
um zu gestatten, dass Hochdruck-Arbeitsströmungsmittel einen Verstärkerkolben
betätigt,
der innerhalb der Brennstofteinspritzvorrichtung angeordnet ist.
Der Verstärkerkolben
verstärkt
den Druck des Brennstoffes, der in die Einspritzvorrichtung eingespeist
wird oder steigert diesen sehr stark, und spritzt den stark unter
Druck gesetzten Brennstoff in einen assoziierten Zylinder eines
Verbrennungsmotors ein. Wenn zusätzlich
der Stator elektronisch aktiviert wird, wird der zweite Ventilsitz
geschlossen, was den Fluss des Arbeitsströmungsmittels von der Einspritzvorrichtung
zu einem Ablauf abschaltet. Wenn das Verfahren gemäß dieser
Erfindung ausgeführt
wird, weist es die folgenden Schritte auf: (a) Steuerung der Menge
des eingespritzten Brennstoffes in den assoziierten Zylinder durch
Regelung des Druckes des Arbeitsströmungsmittels; (b) Einstellung
der Zeitsteuerung, der Dauer und der Amplitude eines elektrischen Hauptimpulses
ansprechend auf den Druck des Arbeitsströmungsmittels oder Veränderungen
daran; und (10) Erzeugung des elektrischen Hauptimpulses zur Betätigung des
Stators und zur Bewegung des Ankers und des Ventils um eine Einspritzung
von Brennstoff in den assoziierten Zylinder zu gestatten.
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Die Erfindung kann auch als ein Verfahren zum
Betrieb einer hydraulisch betätigten
elektronisch gesteuerten Brennstoffeinspritzeinheit ansprechend auf
den Druck des Arbeitsströmungsmittels
gekennzeichnet werden, welches folgende Schritte aufweist: Erzeugung
eines elektrischen Hauptimpulses mit variierendem den Zeitpunkt,
mit variierender Dauer und variierender Amplitude zur Betätigung des
Stators und zur Bewegung des Ankers und des Ventils, um eine Einspritzung
von Brennstoff in den assoziierten Zylinder zu gestatten und um
einen sekundären
elektrischen Impuls nach dem elektrischen Hauptimpuls zu erzeugen,
wobei der elektrische sekundäre
Impuls eine kurze Zeitdauer und eine Stromamplitude besitzt, die
ausreicht, um den Anker und das Sitzventil zu verlangsamen.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die obigen und andere Aspekte, Merkmale und
Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden besser
beschreibenden Beschreibung davon offensichtlicher, die in Verbindung
mit den folgenden Zeichnungen dargestellt werden, in denen die Figuren
Folgendes darstellen:
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1 eine
schematische Ansicht eines Steuersystems für einen hydraulisch betätigtes elektronisch
gesteuerte Brennstoffeinspritzeinheitssystem;
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2 eine
Schnittansicht einer hydraulisch betätigten elektronisch gesteuerten
Brennstofteinspritzeinheit;
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3 eine
vergrößerte Teilschnittansicht des
oberen Teils einer hydraulisch betätigten elektronisch gesteuerten
Brennstoffeinspritzeinheit;
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4 eine
Kurve mit einer Amplitude von einem Stromimpuls gegenüber der
Zeit;
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5 zeigt
eine weitere Kurvendarstellung der Amplitude eines Stromimpulses
gegenüber
der Zeit; und
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6 zeigt
noch eine weitere Kurvendarstellung eines alternativen Ausführungsbeispiels
eines gegenwärtigen
Impulses gegenüber
der Zeit.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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Mit Bezug auf die Zeichnungen im
Detail und insbesondere auf 1 ist
dort ein Steuersystem für eine
hydraulisch betätigte
elektrisch gesteuerte Brennstoffeinspritzeinheit 11 für einen
(nicht gezeigten) Verbrennungsmotor gezeigt. Die Brennstoffeinspritzeinheit 11,
wie sie in den 2 und 3 gezeigt ist, weist einen
Stator 13 und einen Anker 15 auf, der am oberen
Ende eines langgestreckten rohrförmigen Gehäuses 6 angeordnet
ist. Der Stator 13 hat (nicht gezeigte) leitende Spulen,
die darin angeordnet sind, um einen Elektromagneten zu bilden, der,
wenn er erregt ist, den Anker 15 zum Stator 13 zieht.
Ein Bolzen bzw. eine Schraube 18 verbindet den Anker 15 mit
einem Sitzventil 19 oder mit einer anderen den Fluss regelnden
Vorrichtung, die in dem Gehäuse 16 angeordnet
ist. Das Sitzventil 19 oder die andere den Fluss regelnde
Vorrichtung weist einen ersten oder unteren Sitz 21 und
einen zweiten oder oberen Sitz 23 auf. Eine Schraubenfeder 25 oder
andere Vorspannmittel spannen das Sitzventil 19 nach unten vor,
so dass es auf dem ersten Sitz aufsitzt und einen Hochdruck-Arbeitsströmungsmitteleinlassanschluss 27 abschließt. Der
zweite oder obere Sitz 23 sitzt nicht auf bzw. ist nicht
verschlossen, wobei somit ein oberer innerer Teil 28 des
rohrförmigen
Gehäuses 16 zu
einem Ablaufanschluss 29 geöffnet ist, um übermäßiges Arbeitsströmungsmittel
daraus abzulassen. Wenn der Stator 13 erregt wird, wird
der Anker 15 zum Stator 13 gezogen, wobei die
Feder 25 zusammengedrückt
wird, was das Sitzventil 19 weg vom unteren Sitz 21 bewegt
und es auf dem oberen Sitz 23 aufsetzen lässt, wobei
der Fluss des Arbeitsströmungsmittels
zum Ablaufanschluss 29 abgeschaltet wird und gestattet
wird, dass das Hochdruck-Strömungsmittel
in das rohrförmige
Gehäuse 16 eintritt und
einen Verstärkerkolben 30 betätigt. Der
Verstärkerkolben 30 setzt
den Brennstoff auf einen wesentlich höheren Druck unter Druck als
das Hochdruck-Arbeitsströmungsmittel
der stark unter Druck gesetzte Brennstoff betätigt ein Nadelventil 32,
was gestattet, dass der stark unter Druck gesetzte Brennstoff in
den (nicht gezeigten) Zylinder eingespritzt wird. Für eine vollständigere
Beschreibung der hydraulisch betätigten
elektronisch gesteuerten Brennstoffeinspritzeinheit 11 und
ihren Betrieb sei Bezug genommen auf US-A-5 181 494.
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Wiederum mit Bezug auf 1 sind zwei Brennstofteinspritzvorrichtungen 1 gezeigt,
es sei jedoch bemerkt, dass es irgend eine Anzahl geben kann, und
zwar abhängig
von der Größe des Motors und
der Anzahl der Zylinder. Ein Arbeitsströmungsmittelversorgungssystem 31 ist
gezeigt, welches das Hochdruck-Arbeitsströmungsmittel zum Arbeitsströmungsmitteleinlassanschluss 27 liefert.
Der Ablaufanschluss 29 entlastet den Druck innerhalb des
rohrförmigen
Gehäuses 16,
in dem es das Arbeitsströmungsmittel
zurück
zum Kurbelgehäuse
durch Durchlässe
im (nicht gezeigten) Motorblock ablaufen lässt, wenn Schmieröl das bevorzugte
Arbeitsströmungsmittel
ist. Das Arbeitsströmungsmittelversorgungssystem 31 weist
ein Ölreservoir
oder ein Kurbelgehäuse 33 auf,
weiter eine Niederdruck-Pumpe 35, die Öl durch einen Ölkühler 37 und
einen Ölfilter 39 zu
einer Hochdruck-Pumpe 41 pumpt. Die Hochdruck-Pumpe 41 pumpt
Hochdruck-Schmieröl
oder Arbeitsströmungsmittel
durch einen Druckregler 43 und eine Arbeitsströmungsmittelversorgungsschaltung 45 zu
den Arbeitsströmungsmitteleinlassanschlüssen 27 in
den Brennstoffeinspritzvorrichtungen 11. Eine Arbeitsströmungsmittelrückführleitung 27 bringt
Strömungsmittel
vom Druckregler 43 zum Ölreservoir 33 zurück.
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Ein Brennstoffversorgungssystem 51 ist
gezeigt, welches einen Brennstofftank 53 aufweist, weiter
eine Brennstoffpumpe 55, die den Brennstoff über eine
Brennstoffleitung 57 durch einen Brennstofffilter 59 zu
den Einspritzvorrichtungen 11 pumpt, und dann den nicht
verbrauchten Brennstoff zum Brennstofftank 53 zurückleitet.
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Ein elektronisches Steuermodul 61,
welches oft durch seine Abkürzung
ECM bezeichnet wird, nimmt eine Vielzahl von Eingangssignalen auf,
die eines oder mehrere der folgenden Signale einschließen: ein
Hochdruck- Arbeitsströmungsmitteldrucksignal
S1; ein Motordrehzahlsignal S2; ein Einlasssammelleitungsdrucksignal
S3; ein Auslasssammelleitungsdrucksignal S4; ein Motorkühlmitteltemperatursignal
S5; ein Motorkurbelwellenpositionssignal S6; ein Drosseleinstellsignal
oder Soll-Brennstoffeinstellsignal S7; und ein Getriebebetriebszustandssignal S8.
Das elektronische Steuermodul 61 enthält eine Vielzahl von Karten
in Form von Nachschautabellen, die empirische Daten aufweisen können, die
für den Motor
und die Steuervorrichtung spezifisch sind, und vergleicht die Eingangssignale
S1 bis S8 mit den Karten bzw. Kennfeldern um Steuersignale zu erzeugen, die
C1 und C2 aufweisen, die eine elektronische Antriebseinheit bzw.
Treibereinheit 63 und das Druckregelventil 43 betätigen.
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Die elektronische Treibereinheit 63,
die oft durch ihre Abkürzung
EDU bezeichnet wird, ist ein Impulsgenerator, der Impulse aus Gleichstrom
erzeugt, die bezüglich
der Zeitsteuerung, der Amplitude und der Dauer variieren. Die elektronische
Treibereinheit 63 enthält
Karten oder Nachschautabellen, die genauso empirische Daten aufweisen
können, die
für den
Motor spezifisch sind, und vergleicht die Karten oder Tabellen mit
den Druck des Hochdruck-Arbeitsströmungsmittels
S1 oder Veränderungen
daran und mit dem Steuersignal C1 von dem elektronischen Steuermodul 61,
welches ein Signal aufweist, welches die elektronische Treibereinheit 63 dahingehend
informiert, welche Brennstoffeinspritzvorrichtung den nächsten Impuls
aufnehmen sollte, und wann der Impuls zu senden ist. Unter Verwendung
der hereinkommenden Signale S1 und C1 erzeugt die elektronische
Treibereinheit 63 einen Impuls mit dem ordnungsgemäßen Zeitpunkt,
der richtigen Amplitude und der richtigen Dauer.
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4 zeigt
die Amplitude eines Impulses des Stroms 1 gegenüber der
Zeit t für
den Impuls, um den Stator 13 zu aktivieren, wenn der Motor
bei normalen Drehzahlen und Belastungen arbeitet. Der Strom 1 steigt
schnell auf einer Amplitude, die schnell den Anker 15 zum
Stator 13 ziehen wird, und fällt dann schnell auf ein Niveau
ab, welches den Anker 15 benachbart zum Stator 13 halten
wird. Der Strom 1 wird auf dieser Amplitude für eine ausrei chend
lange Zeitperiode gehalten, um zu gestatten, dass die Einspritzvorrichtung 11 den
Brennstoff in den Zylinder einspritzt. Der Strom 1 fällt dann
schnell ab, was den Anker 15 löst, und die Feder 25 beschleunigt
das Sitzventil 19 zum unteren Sitz 21. Gerade
bevor der untere Sitz 21 aufsitzt, gibt es eine Spitze
des Stroms 1. Die Amplitude oder der Strom 1 steigen
schnell auf einen Wert, der ausreicht, um den Anker 15 und
das Sitzventil 19 zu verlangsamen, und fällt dann
schnell ab. Die Energie, die von der Spitze oder dem sekundären Impuls
erzeugt wird, verlangsamt den Anker 15 und das Sitzventil 19,
wenn der untere Sitz 21 gerade vor dem Aufsetzen ist. Diese
Stromspitze oder der sekundäre
Impuls verringern den Stoß auf
dem unteren Sitz 21 und verbessern somit den gesamten Betrieb
der Brennstoffeinspritzvorrichtung einschließlich einer Verringerung des
Geräusches
und der Abnutzung, die durch den Auftreffstoss verursacht werden. Die
Dauer des elektrischen Impulses für den normalen Betrieb des
Motors ist im allgemeinen ungefähr 2,0
oder 3,0 ms, kann jedoch variieren.
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5 zeigt
eine Amplitude eines Impulses des Stroms 1 gegenüber dem
Zeitpunkt t für
den Impuls zur Aktivierung des Stators 13, wenn der Motor bei
Leerlaufdrehzahl oder bei geringen Belastungen arbeitet. Der Strom 1 steigt
schnell auf eine Amplitude an, die schnell den Anker 15 zum
Stator 13 ziehen wird, jedoch für eine kürzere Zeitdauer als in 4 gezeigt. Die kürzere Dauer
verringert die Energie, die der Stator dem Anker 15 und
dem Sitzventil aufprägt. Dies
verringert die Geschwindigkeit des Ankers 15 und des Sitzventils 19 und
den Auftreffstoss auf dem oberen Sitz 23 und somit das
Geräusch
und die Abnutzung, die durch den Auftreffstoss verursacht werden.
Bei der Leerlaufdrehzahl und bei niedrigen Belastungen wird der
Druck des Arbeitsströmungsmittels
im allgemeinen verringert, in dem bewirkt wird, dass weniger Brennstoff
in die Zylinder eingespritzt wird. Im allgemeinen dämpft das
Arbeitsströmungsmittel
den Anker 15 und das Sitzventil 19, jedoch ist das
Ausmaß der
Dämpfung
proportional zum Druck des Arbeitsströmungsmittels, so dass die Dämpfung mit
einem verringerten Druck des Arbeitsströmungsmittels abnimmt. Der Strom 1 fällt dann
schnell auf ein Niveau ab, welches den Anker 15 benachbart zum
Stator 13 halten wird. Der Strom 1 wird auf dieser
Amplitude für
eine ausreichend lange Zeitperiode gehalten, um zu gestatten, dass
die Einspritzvorrichtung 11 den Brennstoff in den Zylinder
einspritzt. Der Strom 1 fällt dann schnell ab, was den
Anker 15 löst, und
die Feder 25 beschleunigt den Anker 15 und das Sitzventil 19 zum
unteren Sitz 21. Gerade bevor der untere Sitz 21 aufsitzt,
wird eine Spitze des Stroms 1 mittels eines sekundären Impulses
erzeugt. Die Amplitude des Stroms 1 steigt schnell auf
einen Wert an, der ausreicht, um den Anker 15 und das Sitzventil 19 zu
verlangsamen, und fällt
dann schnell ab. Die Energie, die durch die Spitze oder den sekundären Impuls
erzeugt wird, wirkt dahingehend, dass sie den Anker 3 und
das Sitzventil 19 verlangsamt, wenn der untere Sitz 21 gerade
vor dem Aufsetzen ist. Diese Spitze verringert den Stoß auf dem
unteren Sitz 21 und verbessert somit die Gesamtleistung
der Brennstoffeinspritzvorrichtung einschließlich der Verringerung von
Geräuschen
und Abnutzung, die durch den Auftreftstoss verursacht werden.
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6 zeigt
eine alternative Amplitude eines Impulses des Stroms 1 gegenüber dem
Zeitpunkt t für
den Impuls, der den Stator 13 aktiviert, wenn der Motor
mit Leerlaufdrehzahl oder mit geringen Belastungen arbeitet. Der
Strom 1 steigt schnell auf eine Amplitude, die den Anker 15 zum
Stator 13 zieht, und die den Anker 15 benachbart
zum Stator 13 hält.
Der Strom 1 wird auf dieser Amplitude für eine ausreichend lange Zeitperiode
gehalten, um zu gestatten, dass die Einspritzvorrichtung 11 den
Brennstoff in den Zylinder einspritzt. Der Strom 1 fällt dann
schnell ab, was den Anker 15 löst, und die Feder 25 beschleunigt
den Anker 15 und das Sitzventil 19 zum unteren
Sitz 21. Die Amplitude des Stroms 1 ist nicht so
hoch wie die Amplitude in den 4 und 5, was somit die Energie
verringert, die der Stator 13 dem Anker 15 und
dem Sitzventil 19 aufprägt.
Dies verringert die Geschwindigkeit des Ankers 15 und des
Sitzventils 19 und den Auftreffstoss auf dem oberen Sitz 23 und
verbessert somit die Gesamtleistung der Brennstofteinspritzvorrichtung
einschließlich
einer Verringerung des Geräusches
und der Abnutzung, die von dem Auftreftstoss verursacht werden.
Bei Leerlaufdrehzahl und bei niedrigen Belastungen wird der Druck
des Arbeitsströmungsmittels
verringert, was bewirkt, dass weniger Brennstoff in die Zylinder eingespritzt wird.
Das Arbeitsströmungsmittel
dämpft den
Anker 15 und das Sitzventil 19, jedoch ist das Ausmaß der Dämpfung proportional
zum Druck des Arbeitsströmungsmittels.
Gerade bevor der untere Sitz 21 aufsitzt, wird eine Spitze
des Stroms 1 mittels eines sekundären Impulses erzeugt. Die Amplitude des
Stroms 1 steigt schnell auf einen Wert an, der geringer
ist als die Spitze des Stroms 1 in 4 und 5, wobei
jedoch die Dauer länger
ist. Die Energie, die von dieser Spitze erzeugt wird, verlangsamt
den Anker 15 und das Sitzventil 19, wenn der untere
Sitz 21 gerade aufsitzt. Diese Spitze verringert den Aufschlag
auf dem unteren Sitz 21 und verbessert somit die Gesamtleistung
der Brennstoffeinspritzvorrichtung.
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Ein Verfahren zur Steuerung einer
hydraulisch betätigten
elektronisch gesteuerten Brennstoffeinspritzeinheit weist drei grundlegende
Schritte auf. Der erste grundlegende Schritte sieht die Steuerung der
Brennstoffmenge vor, die in den assoziierten Zylinder eingespritzt
wird, und zwar durch Regelung des Druckes des Arbeitsströmungsmittels.
Das Arbeitsströmungsmittel
betätigt
einen Verstärkerkolben 30 innerhalb
der Einspritzvorrichtung 11, um stark den Druck des Brennstoffes
zu steigern oder zu verstärken,
der in die Einspritzvorrichtung 11 gespeist wird. Der verstärkte Brennstoffdruck
betätigt
das Nadelventil 32, welches den Brennstoff in den assoziierten
Zylinder mit dem verstärkten
Druck einspritzt.
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Der zweite grundlegende Schritte
sieht die Einstellung der Zeitsteuerung, der Dauer und der Amplitude
eines elektrischen Hauptimpulses ansprechend auf den Arbeitsströmungsmitteldruck
vor. Die Zeitsteuerung, die Dauer und die Amplitude werden bei der
Erzeugung eines elektrischen Impulses verwendet, um den Stator 13 zu
betätigen
und den Anker 15 und das Sitzventil 19 zu bewegen,
um zu gestatten, dass das Hochdruck-Arbeitsströmungsmittel in der Einspritzvorrichtung 11 die
Einspritzvorrichtung 11 betätigt, um Brennstoff in den
assoziierten Zylinder einzuspritzen.
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Schließlich sieht der dritte grundlegende Schritt
(c) die Erzeugung eines elektrischen Hauptimpulses vor, um den Stator
zu betätigen
und den Anker und das Sitzventil zu bewegen, um Brennstoff in den assoziierten
Zylinder einzuspritzen. Der elektrische Impuls hat eine vorbestimmte
Dauer und Amplitude, die dem Arbeitsströmungsmitteldruck oder den gemessenen
Veränderungen
daran entsprechen. Solche Impulse wirken im allgemeinen dahingehend, dass
sie die Leistung der Brennstoffeinspritzvorrichtung und des Brennstoffsystems
im allgemeinen verbessern.
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Die Einstellung oder Veränderung
der Zeitsteuerung bzw. des Zeitpunktes, der Dauer und der Amplitude
des Impulses schließt
die Erzeugung eines Impulses mit zwei unterschiedlichen Schritten oder
Segmenten mit ein. Bei den normalen Motorbetriebszuständen hat
das erste Segment einen Strom 1, der schnell auf einer
Amplitude von im allgemeinen ungefähr 7,0 Ampere ansteigt, und
der auf dieser Amplitude für
eine ausreichende Zeit bleibt, um den Stator 13 zu aktivieren
und den Anker 15 schnell zum Stator 13 zu ziehen.
Während
des zweiten Segmentes des Impulses fällt die Amplitude des Stroms 1 dann
schnell auf eine Amplitude von im allgemeinen ungefähr 3,5 Ampere
ab, die ausreicht, um den Anker 15 benachbart zum Stator 13 zu
halten, und den ersten Sitz 21 des Sitzventils 19 zu öffnen. Der
Strom 1 bleibt auf der Amplitude des zweiten Segmentes
für eine
ausreichende Zeit, um der Einspritzvorrichtung 11 zu gestatten,
die ordnungsgemäße Menge
an Brennstoff in den assoziierten Zylinder einzuspritzen. Die Amplitude
des Stroms 1 fällt
dann schnell ab, was den Anker 15 vom Stator 13 löst. Die
Feder 25 bewegt das Sitzventil 19 schnell zum
Aufsetzen auf dem ersten oder unteren Sitz 21. Gerade vor
dem Aufsetzen auf dem ersten Sitz 21 wird eine Stromspitze
oder ein sekundärer
Impuls erzeugt. Die Amplitude des Stroms 1 wird schnell
auf ein Niveau angehoben, welches den Anker 15 und das
Sitzventil 19 verlangsamen wird und fällt dann schnell ab. Die Verlangsamung
des Ankers 15 und des Sitzventils 19 verringert
den Auftreftstoss, was die Gesamtleistung der Brennstofteinspritzvorrichtung
verbessert.
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In ähnlicher Weise kann die Veränderung oder
Einstellung der Zeitsteuerung, der Dauer und der Amplitude des elektrischen
Hauptimpulses ebenfalls die Erzeugung von unterschiedlichen elektrischen
Impulsprofilen bei ver schiedenen Betriebsbedingungen miteinschließen. Diese
unterschiedlichen Betriebsbedingungen können oft sichergestellt werden,
in dem man auf den Druck des Arbeitsströmungsmittels oder Druckveränderungen
des Arbeitsströmungsmittels
ansieht. Beispielsweise kann das elektrische Impulsprofil abhängig davon
abweichen, ob der Motor bei Bedingungen mit niedriger Last und niedriger
Drehzahl arbeitet, und zwar im Gegensatz zu normalen Betriebsbedingungen.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
hat das elektrische Impulsprofil für den Betrieb bei Leerlaufdrehzahl
und geringer Last auch zwei unterschiedliche Segmente. Das erste
Segment des Betriebs bei Leerlauf und niedriger Last hat einen Strom 1,
der schnell auf eine Amplitude von im allgemeinen ungefähr 7,0 Ampere ansteigt,
und auf dieser Amplitude für
eine ausreichende Zeit bleibt, um den Anker 15 schnell
zum Stator 13 zu ziehen. Die Dauer des ersten Segmentes
ist wesentlich geringer als die Dauer des ersten Segmentes für den Betrieb
bei normaler Last, und vorzugsweise ungefähr die Hälfte der Dauer. Da der Druck
des Arbeitsströmungsmittels
verringert ist, wird auch der Dämpfungseffekt
des Arbeitsströmungsmittels
auf den Anker 15 und das Sitzventil 19 verringert.
Um daher den Auftreffstoss auf dem zweiten Sitz 23 zu verringern
wird die Magnetkraft verringert, die von dem ersten Segment erzeugt
wird. Die Amplitude des Stroms 1 fällt dann schnell auf eine Amplitude
von im allgemeinen ungefähr
3,5 Ampere, was ausreicht, um den Anker 15 benachbart zum Stator 13 zu
halten und den ersten Sitz 21 des Sitzventils 19 zu öffnen. Der
Strom 1 bleibt auf dieser Amplitude für eine ausreichende Zeit, um
zu gestatten, dass die Einspritzvorrichtung 11 die ordnungsgemäße Brennstoffmenge
in den assoziierten Zylinder einspritzt. Die Dauer der Summe von
diesem ersten und zweiten Segment ist im allgemeinen ungefähr die gleiche
Dauer wie die Summe der Dauer der ersten und zweiten Impulssegmente,
die bei einem Betrieb mit normaler Last erzeugt werden, die im allgemeinen
ungefähr
3,0 ms ist. Die Amplitude des Stroms 1 fällt dann
schnell ab, was den Anker 15 vom Stator 13 löst. Die
Feder 25 bewegt das Sitzventil 19 schnell zum
Aufsetzen auf dem ersten oder unteren Sitz 21. Gerade vor
dem Aufsetzen auf dem ersten Sitz 21 wird eine Stromspitze
oder ein sekundärer
elektrischer Impuls erzeugt. Die Amplitude des Stroms 1 wird
schnell auf ein Niveau an gehoben, welches gestatten wird, den Anker 15 und
das Sitzventil 19 zu verlangsamen, und kann dann schnell
abfallen. Die Verlangsamung des Sitzventils 19 verringert
den Auftreffstoss und verringert somit das Geräusch und die Abnutzung, die
von dem Auftreffstoss erzeugt werden.
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Alternativ kann man den Zeitpunkt,
die Dauer und die Amplitude des elektrischen Hauptimpulses variieren,
und zwar durch Erzeugung eines Impulses für einen Betrieb im Leerlauf
und bei geringer Last, was die Erzeugung eines Impulses aufweist,
der ein einziges Segment oder eine einzige Stufe hat. Das einzige
Segment, welches einen Strom 1 hat, steigt schnell auf
eine Amplitude von im allgemeinen ungefähr 4,0 Ampere und dies ist
ausreichend, um den Anker 15 schnell zum Stator 13 zu
ziehen und den Anker 15 benachbart zum Stator 13 zu
halten, und den ersten Sitz 21 des Sitzventils 19 zu öffnen. Der Strom 1 bleibt
auf dieser Amplitude für
eine ausreichende Zeit, um zu gestatten, dass die Einspritzvorrichtung 11 die
ordnungsgemäße Brennstoffmenge
in den assoziierten Zylinder einspritzt. Die Dauer dieses einzelnen
Segmentes ist im allgemeinen ungefähr die gleiche Dauer wie die
Summe der Dauer des ersten und zweiten Impulssegmentes, die für den Betrieb
bei normaler Last erzeugt wurden, oder geringer. Die Amplitude des
einzelnen Segmentes ist wesentlich geringer als die Amplitude des
ersten Segmentes für
den Betrieb bei normaler Last, da der Druck des Arbeitsströmungsmittels
verringert ist, und da der Dämpfungseffekt
des Arbeitsströmungsmittels auf
den Anker 15 und das Sitzventil 19 ebenfalls verringert
sind. Um daher den Auftreffstoss auf dem zweiten oder oberen Sitz 23 zu
reduzieren wird die Magnetkraft reduziert, die von diesem einzelnen Segment
erzeugt wird. Wie oben offenbart wird die Amplitude des Stroms 1 dann
schnell verringert, was den Anker 15 vom Stator 13 löst. Die
Feder 25 bewegt den Anker 15 und das Sitzventil 19 schnell
zum Aufsetzen auf dem ersten oder unteren Sitz 21. Gerade
vor dem Aufsetzen auf dem ersten Sitz 21 wird eine Stromspitze
oder ein sekundärer
elektrischer Impuls erzeugt. Die Amplitude des Stroms 1 wird dann
schnell auf ein Niveau angehoben, welches den Anker 15 und
das Sitzventil 19 verlangsamt. Die Amplitude ist nicht
zu groß,
wie jene, die in den 4 und 5 gezeigt ist, jedoch ist
die Dauer größer, was ausreichend
Energie liefert, um den Anker 15 und das Sitzventil 19 zu
verlangsamen. Wie früher
gezeigt, verringert die Verlangsamung des Ankers 15 und
des Sitzventils 19 den Auftreffstoss, und somit verringert
sie unter anderen Vorteilen das Geräusch und die Abnutzung, die
durch den Auftreffstoss erzeugt werden.
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Das Verfahren zur Steuerung von hydraulisch
betätigen
elektronisch gesteuerten Brennstoffeinspritzeinheiten, wie sie hier
beschrieben werden, verringert in vorteilhafterweise Geräusche und
Abnutzung auf den Sitzen 21 und 23 des Sitzventils 19 und
auf den damit zusammen passenden Sitzen innerhalb des Gehäuses 16,
wenn man mit normaler Belastung mit Leerlaufdrehzahl und mit leichten
Belastungen arbeitet, was ihre Lebensdauer verlängert, um die Instandhaltung
und Versagensfälle
während des
Betriebs zu verringern. Die Leistung der Brennstoffeinspritzvorrichtungen
wird auch bezüglich
der Robustheit des Brennstoffsystems bezüglich des Brennstoffwirkungsgrades
und bezüglich
allgemeiner niedrigerer Betriebskosten verbessert.
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Aus dem Vorangegangenen sollte klar
werden, dass die vorliegende Erfindung somit ein Verfahren zum Betrieb
von hydraulisch betätigten
elektrisch gesteuerten Brennstoffeinspritzeinheiten ansprechend
auf Veränderungen
des Druckes des Arbeitsströmungsmittels
vorsieht.