DE69818907T2

DE69818907T2 - Motorsteuereinrichtung für eine Baumaschine

Info

Publication number: DE69818907T2
Application number: DE69818907T
Authority: DE
Inventors: Kazunori Niihari-gun Nakamura
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1997-05-27
Filing date: 1998-05-26
Publication date: 2004-08-19
Anticipated expiration: 2018-05-27
Also published as: EP0881335A3; KR19980087353A; JPH10325347A; EP0881335A2; CN1200436A; CN1077648C; KR100313551B1; EP0881335B1; DE69818907D1; US6021756A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Technischer Bereich der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Motorsteuersystem für eine Baumaschine und insbesondere ein Motorsteuersystem für eine Baumaschine, wie einen hydraulischen Bagger, bei der ein Dieselmotor mit einer elektronischen Kraftstoffeinspritzvorrichtung (einem elektronischen Steuerungsregler) als Primärantrieb verwendet wird.
2. Beschreibung der verwandten Technik
Eine Baumaschine, wie in hydraulischer Bagger, umfaßt im all- gemeinen mindestens eine Hydraulikpumpe zum Antreiben mehrerer Stellglieder, und als Hauptantrieb zum drehenden Antreiben der Hydraulikpumpe wird ein Dieselmotor verwendet. Die in den Dieselmotor eingespritzte Kraftstoffmenge und der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt werden durch eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung gesteuert. Hierbei wurde der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt herkömmlicher Weise in den meisten Fällen durch einen mechanischen Taktgebermechanismus in Abhängigkeit von der Drehzahl bestimmt. Durch die jüngste Entwicklung der elektronischen Steuerung der Kraftstoffeinspritzvorrichtung wird jedoch zusätzlich zur eingespritzten Kraftstoffmenge auch der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt durch ein Stellglied zur Steuerung des Einspritzzeitpunkts frei steuerbar. Dadurch wird eine gute Verbrennung realisiert, und die Motorleistung wird durch Bestimmen des optimalen Einspritzzeitpunkts in Abhängigkeit einer Statusvariablen, wie der Drehzahl des Motors, über einen breiten Bereich verbessert.
In der JP, A, 1-110839 ist ein Verbrennungsmotor mit einem Turbolader offenbart, bei dem der Ansaugdruck zum Zeitpunkt einer raschen Beschleunigung durch einen Drucksensor erfaßt wird, um den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt so zu steuern, daß der Zeitpunkt zur Reduzierung der Erzeugung von schwarzem Rauch um einen vorgegebenen Winkel vorgezogen wird, wenn der erfaßte Ansaugdruck nicht höher als ein eingestellter Bezugswert ist, und zur Vermeidung eines anomalen Druckanstiegs in einem Zylinder nicht vorgezogen wird, wenn der erfaßte Ansaugdruck nicht geringer als der eingestellte Bezugswert ist. Ebenso zeigen die 1 und 2 der Druckschrift, daß eine Motorlast als ein Informationselement eingegeben wird, das bei der Steuerung des Einspritzzeitpunkts berücksichtigt wird.
Weitere, allerdings lastunabhängige Lösungen sind in der US-A-5 447 138 und in der US-A-5 218 945 offenbart.
Andererseits sorgt ein früherer Kraftstoffeinspritzzeitpunkt für eine höhere Verbrennungstemperatur des in einen Zylinder eingespritzten Kraftstoffs und damit für eine bessere Kraftstoffeffizienz (einen besseren Kraftstoffverbrauch). Wie beispielsweise in „Mechanization of Construction" (Dezember 1996, Nr. 562) in dem Artikel mit dem Titel „Overview and Inspection/Serving of Diesel Engine Adapted for Exhaust Gas Regulation (No. 2)", Seite 63, ausgeführt, besteht im allgemeinen Tendenz, daß NO_x, d. h. NO und NO₂, die für verantwortlich für photochemischen Smog gehalten werden, während eines Betriebs mit einer hohen Drehzahl und bei einer hohen Last erzeugt wird. Zur Reinigung von Abgas wird daher ein Verfahren zur Verzögerung des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts bei einem Zustand mit hoher Drehzahl und hoher Last verwendet, in dem die Tendenz zur Erzeugung von NO_x besteht.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Wie vorstehend erwähnt, diente die herkömmliche elektrische Kraftstoffeinspritzvorrichtung für einen Dieselmotor der Realisierung einer Verbrennung mit einer geringeren Menge an NO_x, etc. durch Einstellen des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts in Abhängigkeit von der Motorlast. Bisher wurde die Motorlast jedoch allgemein anhand der Drehzahl des Motors und der eingespritzten Kraftstoffmenge geschätzt und nicht direkt genau erfaßt. Dadurch tritt das Problem auf, daß der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt nicht mit hoher Genauigkeit gesteuert werden kann und der Wirkung der Verbesserung der Verbrennung Grenzen gesetzt sind.
Ebenso ist bei einem Dieselmotor zur Verwendung für eine Baumaschine, wie einen hydraulischen Bagger, ein durch den Motor anzutreibendes Objekt eine Hydraulikpumpe. Wenn von der Hydraulikpumpe mehrere Stellglieder angetrieben werden, verändern sich die Fördermenge und der Förderdruck der Hydraulikpumpe häufig, und die Last der Hydraulikpumpe, d. h. die Last des Motors, schwankt. Dementsprechend kann insbesondere der Einspritzzeitpunkt nicht mit einem guten Ansprechverhalten entsprechend den Schwankungen der Last der Hydraulikpumpe gesteuert werden, wenn die Steuerung des Einspritzzeitpunkts durch Schätzen der Last auf der Grundlage der Drehzahl des Motors und der in einen derartigen Dieselmotor eingespritzten Kraftstoffmenge erfolgt, wodurch keine ausreichende Verbesserung der Verbrennung erzielt werden kann.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Motorsteuersystem für eine Baumaschine zu schaffen, durch das die Verbrennung in einem Dieselmotor zum drehenden Antreiben einer Hydraulikpumpe verbessert und die Motorleistung gesteigert werden, indem der Kraft stoffeinspritzzeitpunkt mit gutem Ansprechverhalten und hoher Genauigkeit entsprechend den Lastschwankungen gesteuert wird.

(1) Zur Lösung der vorstehend ausgeführten Aufgabe wird durch die vorliegende Erfindung ein Motorsteuersystem für Baumaschinen mit einem Dieselmotor, mindestens einer, von dem Motor drehend angetriebenen Hydraulikpumpe mit verstellbarem Verdrängungsvolumen zum Antreiben mehrerer Stellglieder, einer Strömungsmengenvorgabeeinrichtung zum Vorgeben der Fördermenge der Hydraulikpumpe und einer elektronischen Kraftstoffeinspritzvorrichtung zum Steuern der in den Motor eingespritzten Kraftstoffmenge geschaffen, wobei die elektronische Kraftstoffeinspritzvorrichtung ein Kraftstoffeinspritzzeitpunktsteuerstellglied zur Steuerung des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts des Motors enthält und das Motorsteuersystem eine Erfassungseinrichtung zur Erfassung einer Statusvariablen der Hydraulikpumpe, eine Lastberechnungseinrichtung zum Berechnen der Last der Hydraulikpumpe auf der Grundlage des von der Erfassungseinrichtung erfaßten Werts und eine Einspritzzeitpunktberechnungssteuereinrichtung zum Berechnen eines Sollkraftstoffeinspritzzeitpunkts des Motors auf der Grundlage der Last der Hydraulikpumpe und zur Betätigung des Stellglieds zur Steuerung des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts umfaßt.

Da die Lastberechnungseinrichtung die Last der Hydraulikpumpe auf der Grundlage des von der Erfassungseinrichtung erfaßten Werts berechnet, kann die auf den Motor aufgebrachte Last genau bestimmt werden. Da die Steuereinrichtung zur Berechnung des Einspritzzeitpunkts den Sollkraftstoffeinspritzzeitpunkt des Motors auf der Grundlage der Last der Hydraulikpumpe berechnet und steu ert, kann der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt mit guter Genauigkeit gesteuert werden. Ebenso kann der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt selbst dann mit gutem Ansprechverhalten entsprechend der Lastschwankungen gesteuert werden, wenn sich die Fördermenge und der Förderdruck der Hydraulikpumpe häufig ändern und die Last der Hydraulikpumpe (die Motorlast) schwankt. Dadurch werden eine Verbesserung der Verbrennung erzielt und die Motorleistung gesteigert.

(2) Bei dem System gemäß Punkt (1) umfaßt die Erfassungseinrichtung vorzugsweise eine Einrichtung zur Erfassung des Förderdrucks der Hydraulikpumpe und eine Einrichtung zur Erfassung der Neigungsstellung der Hydraulikpumpe, und die Lastberechnungseinrichtung berechnet die Last der Hydraulikpumpe auf der Grundlage der durch die Einrichtung zur Erfassung des Förderdrucks und die Einrichtung zur Erfassung der Neigungsstellung erfaßten Werte.

Durch dieses Merkmal kann die auf den Motor aufgebrachte Last genau bestimmt werden. Daher kann der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt mit gutem Ansprechverhalten und hoher Genauigkeit entsprechend den Lastschwankungen gesteuert werden, wie vorstehend unter Punkt (1) ausgeführt.

(3) Bei dem System gemäß Punkt (1) umfaßt die Erfassungseinrichtung vorzugsweise eine Einrichtung zur Erfassung des Förderdrucks der Hydraulikpumpe, und die Lastberechnungseinrichtung berechnet die Last der Hydraulikpumpe auf der Grundlage des von der Einrichtung zur Erfassung des Förderdrucks erfaßten Werts und einer der von der Einrichtung zur Vorgabe der Strömungsmenge vorgegebenen Fördermenge der Hydraulikpumpe entsprechenden Sollneigung.

Durch Berechnen der Last der Hydraulikpumpe unter Verwendung der Sollneigung, die einen Wert vor der tatsächlichen Änderung des Förderdrucks der Hydraulikpumpe repräsentiert, wird das Ansprechverhalten bei der Steuerung des Einspritzzeitpunkts entsprechend den Schwankungen der Last der Hydraulikpumpe (der Motorlast) weiter verbessert, die Steuerung des Einspritzzeitpunkts kann mit höherer Genauigkeit erfolgen, und eine weitere Verbesserung der Verbrennung kann erzielt werden.

4. Bei dem System gemäß Punkt (1) berechnet die Steuereinrichtung zur Berechnung des Einspritzzeitpunkts den Sollkraftstoffeinspritzzeitpunkt vorzugsweise so, daß der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt des Motors verzögert wird, wenn die Last der Hydraulikpumpe zunimmt.

Durch Verzögern des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts des Motors bei einem Anstieg der Last der Hydraulikpumpe (der Motorlast) kann die Erzeugung von NO_x unterdrückt werden.

5. Das Motorsteuersystem gemäß Punkt (1) umfaßt ferner vorzugsweise eine Einrichtung zur Erfassung der Drehzahl des Motors, und die Steuereinrichtung zur Berechnung des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts berechnet den Sollkraftstoffeinspritzzeitpunkt auf der Grundlage der Drehzahl des Motors und kombiniert diesen Sollkraftstoffeinspritzzeitpunkt mit dem auf der Grundlage der Last der Hydraulikpumpe berechneten Sollkraftstoffeinspritzzeitpunkt, um den zur Betätigung des Stellglieds zur Steuerung des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts verwendeten Sollkraftstoffeinspritzzeitpunkt zu bestimmen.

Durch dieses Merkmal kann die vorstehend beschriebene Steuerung des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts auf der Grundlage der Motorlast in Kombination mit der Steuerung des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts auf der Grundlage der Drehzahl erfolgen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Diagramm, das den Gesamtaufbau eines Motorsteuersystems gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sowie einen Hydraulikkreis und ein Pumpensteuersystem zeigt;
2 ist eine vergrößerte Ansicht eines Reglerabschnitts einer Hydraulikpumpe;
3 ist ein Diagramm, das schematisch den Aufbau einer elektronischen Kraftstoffeinspritzvorrichtung zeigt;
4 ist ein funktionales Blockdiagramm, das eine Folge von Verarbeitungsschritten einer Pumpensteuereinheit zeigt;
5 ist ein funktionales Blockdiagramm, das eine Folge von Verarbeitungsschritten einer Motorsteuereinheit zeigt;
6 ist ein funktionales Blockdiagramm, das eine Folge von Verarbeitungsschritten eines Blocks zur Berechnung des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts in der Motorsteuereinheit zeigt;
7 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Drehzahl des Motors, der Motorlast und dem resultierenden Einspritzzeitpunkt bei einer Steuerung durch das erfindungsgemäße Motorsteuersystem zeigt;
8 ist ein Diagramm, das den Gesamtaufbau eines Motorsteuersystems gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sowie einen Hydraulikkreis und ein Pumpensteuersystem zeigt; und
9 ist ein funktionales Blockdiagramm, das eine Folge von Verarbeitungsschritten einer Pumpensteuereinheit zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachstehend werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Zunächst wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 6 eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
In 1 bezeichnen die Bezugszeichen 1 und 2 Hydraulikpumpen mit verstellbarem Verdrängungsvolumen. Die Hydraulikpumpen 1, 2 sind jeweils über Ventileinheiten 3, 4 mit Stellgliedern 5, 6 verbunden, und die Stellglieder 5, 6 werden durch von den Hydraulikpumpen 1, 2 zugeführtes Hydraulikfluid angetrieben. Die Stellglieder 5, 6 sind beispielsweise Hydraulikzylinder zum Bewegen eines Auslegers, eines Arms, etc., die einen Arbeitsaufbau eines hydraulischen Baggers bilden, und durch Antreiben der Stellglieder 5, 6 wird eine vorgegebene Arbeit ausgeführt. Die Befehle zum Antreiben der Stellglieder 5, 6 werden über Steuerhebeleinheiten 33, 34 aufgebracht, und die Ventileinheiten 3, 4 werden betätigt, wenn die Steuerhebeleinheiten 33, 34 manipuliert werden.
Die Hydraulikpumpen 1, 2 sind beispielsweise Pumpen mit Taumelscheiben, bei denen zur Steuerung der jeweiligen Pumpenfördermengen die Neigungen von Taumelscheiben 1a, 1b, die als Mechanismus zum Verstellen des Verdrängungsvolumens dienen, durch Regler 7, 8 gesteuert werden.
9 bezeichnet eine Steuerpumpe mit festem Verdrängungsvolumen, die als Quelle zur Erzeugung eines Steuerdrucks dienen, der ein hydraulisches Drucksignal erzeugt und Hydraulikfluid zur Steuerung fördert.
Die Hydraulikpumpen 1, 2 und die Steuerpumpe 9 sind mit einer Ausgangswelle 11 eines Primärantriebs 10 gekoppelt und werden vom Primärantrieb 10 drehend angetrieben. Der Primärantrieb 10 ist ein Dieselmotor und enthält eine elektronische Kraftstoffeinspritzvorrichtung 12. Die Solldrehzahl des Primärantriebs 10 wird von einer Gaspedalbetätigungseingabeeinheit 35 vorgegeben.
Die Regler 7, 8 der Hydraulikpumpen 1, 2 umfassen jeweils Neigungsstellglieder 20, 20, erste Stellventile 21, 21 zur positiven Neigungssteuerung und zweite Stellventile 22, 22 für eine Steuerung zur Begrenzung des Eingangsdrehmoments. Die Stellventile 21, 22 steuern die Hydraulikfluiddrücke von der Steuerpumpe 9, die auf die Neigungsstellglieder 20 einwirken.
Die Regler 7, 8 der Hydraulikpumpen 1, 2 sind in 2 in vergrößertem Maßstab gezeigt. Die Neigungsstellglieder 20 umfassen jeweils einen Betätigungskolben 20c mit einem Druckaufnahmeabschnitt 20a mit einem großen Durchmesser und einen Druckaufnahmeabschnitt 20b mit einem kleinen Durchmesser an seinen entgegengesetzten Enden und Druckaufnahmekammern 20d, 20e, in denen jeweils die Druckaufnahmeabschnitte 20a, 20b angeordnet sind. Wenn die Drücke in den beiden Druckaufnahmekammern 20d, 20e einander entsprechen, wird der Betätigungskolben 20c aufgrund der unterschiedlichen Abmessungen der Druckaufnahmeabschnitte 20a, 20b gemäß der Zeichnung nach rechts verschoben, worauf die Neigung der Taumelscheibe 1a bzw. 2a verringert wird, wodurch die Fördermenge der Pumpe verringert wird. Wenn der Druck in der Druckaufnahmekammer 20d auf der Seite mit dem großen Durchmesser verringert wird, wird der Betätigungskolben 20c gemäß der Zeichnung nach links bewegt, worauf die Neigung der Taumelscheibe 1a bzw. 2a vergrößert wird, wodurch die Fördermenge der Pumpe gesteigert wird. Ferner ist die Druckaufnahmekammer 20d auf der Seite mit dem großen Durchmesser über das erste und das zweite Stellventil 21, 22 mit einer Förderleitung der Steuerpumpe 9 verbunden, wogegen die Druckaufnahmekammer 20e auf der Seite mit dem kleinen Durchmesser direkt mit der Förderleitung der Steuerpumpe 9 verbunden ist.
Die ersten Stellventile 21 für die positive Neigungssteuerung sind jeweils durch einen Steuerdruck von einem elektromagnetischen Steuerventil 30 bzw. 31 betätigte Ventile. Ist der Steuerdruck hoch, wird ein Ventilkörper 21a gemäß der Zeichnung nach rechts bewegt, wodurch der Steuerdruck von der Steuerpumpe 9 an die Druckaufnahmekammer 20d übertragen wird, ohne reduziert zu werden, wodurch die Fördermenge der Hydraulikpumpe 1 oder 2 reduziert wird. Wird der Steuerdruck verringert, wird der Ventilkörper 21a durch die Kraft einer Feder 21b gemäß der Zeichnung nach links bewegt, wodurch der Steuerdruck von der Steuerpumpe 9 an die Druckaufnahmekammer 20d übertragen wird, nachdem er reduziert wurde, wodurch die Fördermenge der Hydraulikpumpe 1 bzw. 2 erhöht wird.
Die zweiten Stellventile 22 für die Steuerung zur Begrenzung des Eingangsdrehmoments sind jeweils durch die Förderdrücke der Hydraulikpumpen 1 und 2 und den Steuerdruck eines elektromagnetischen Steuerventils 32 betätigte Ventile. Die Förderdrücke der Hydraulikpumpen 1 und 2 und der Steuerdruck des elektromagnetischen Steuerventils 32 werden jeweils auf die Druckaufnahmekammern 22a, 22b, 22c von Betätigungsantrieben aufgebracht. Wenn die durch die Steuerdrücke der Hydraulikpumpen 1 und 2 gegebene Summe der hydraulischen Druckkräfte geringer als ein eingestellter Wert ist, der durch die Differenz zwischen der elastischen Kraft einer Feder 22d und der durch den auf die Druckaufnahmekammer 22c aufgebrachten Steuerdruck gegebenen hydraulischen Druckkraft bestimmt wird, wird der Ventilkörper 22e gemäß der Zeichnung nach rechts bewegt, wodurch der Steuerdruck von der Steuerpumpe 9 an die Druckaufnahmekammer 20d übertragen wird, nachdem er verringert wurde, wodurch die Fördermenge der Hydraulikpumpe 1 bzw. 2 erhöht wird. Wenn die durch die Förderdrücke der Hydraulikpumpen 1 und 2 gegebene Summe der hydraulischen Druckkräfte über den eingestellten Wert steigt, wird der Ventilkörper 22e gemäß der Zeichnung nach links bewegt, wodurch der Steuerdruck von der Steuerpumpe 9 auf die Druckaufnahmekammer 20d aufgebracht wird, ohne reduziert zu werden, wodurch die Fördermenge der Hydraulikpumpe 1 bzw. 2 verringert wird. Wenn der Steuerdruck von dem elektromagnetischen Steuerventil 32 niedrig ist, wird ferner der eingestellte Wert erhöht, so daß von einem verhältnismäßig hohen Förderdruck der Hydraulikpumpe 1 bzw. 2 eine Verringerung der Fördermenge der Hydraulikpumpe 1 bzw. 2 eingeleitet wird, und wenn der Steuerdruck von dem elektromagnetischen Steuerventil 32 ansteigt, wird der eingestellte Wert verringert, so daß von einem verhältnismäßig niedrigen Förderdruck der Hydraulikpumpe 1 bzw. 2 eine Verringerung der Fördermenge der Hydraulikpumpe 1 bzw. 2 eingeleitet wird.
Die elektromagnetischen Steuerventile 30, 31 werden (wie nachstehend beschrieben) so betätigt, daß die von ihnen ausgegebenen Steuerdrücke maximiert werden, wenn sich die Steuerhebeleinheiten 33, 34 in den neutralen Stellungen befinden, und die von ihnen ausgegebenen Steuerdrücke bei einer Steigerung der jeweiligen Eingabegrößen, um die die Steuerhebeleinheiten 33, 34 betätigt werden, verringert werden, wenn die Steuerhebeleinheiten 33, 34 betätigt werden. Das elektromagnetische Steuerventil 32 wird (wie später beschrieben) so betätigt, daß der von ihm ausgegebene Steuerdruck verringert wird, wenn die durch ein von der Gaspedalbetätigungseingabeeinheit 35 ausgegebenes Gaspedalsignal vorgegebene Solldrehzahl (???).
Wie vorstehend erläutert werden, wenn die Eingabegrößen der Steuerhebeleinheiten 33, 34 erhöht werden, die Neigungen der Hydraulikpumpen 1 und 2 so gesteuert, daß die Fördermengen der Hydraulikpumpen 1 und 2 gesteigert werden, um die auf die von den Ventileinheiten 3, 4 benötigten Fördermengen eingestellten Fördermengen zu liefern. Zudem werden die Neigungen der Hydraulikpumpen 1 und 2 bei einem Anstieg der Förderdrücke der Hydraulikpumpen 1 und 2 oder bei einer Verringerung der von der Gaspedalbetätigungseingabeeinheit 35 eingegebenen Solldrehzahl so gesteuert, daß die maximalen Werte der Fördermengen der Hydraulikpumpen 1 und 2 auf kleinere Werte begrenzt werden, um zu verhindern, daß die Last der Hydraulikpumpe 1 das Ausgangsdrehmoment des Primärantriebs 10 übersteigt.
In 1 bezeichnen die Bezugszeichen 40 eine Pumpensteuereinheit und 50 eine Motorsteuereinheit.
Die Pumpensteuereinheit 40 empfängt die Erfassungssignale von den Drucksensoren 41, 42, 43, 44 und der Positionssensoren 45, 46 sowie das Gaspedalsignal von der Gaspedalbetätigungseingabeeinheit 35. Nach der Ausführung einer vorgegebenen Verarbeitung gibt die Pumpensteuereinheit 40 Steuerströme an die elektromagnetischen Steuerventile 30, 31, 32 und ein Motorlastdrehmomentsignal an die Motorsteuereinheit 50 aus.
Die Steuerhebeleinheiten 33, 34 gehören dem Typ zur hydraulischen Steuerung an, erzeugen einen Steuerdruck als Betätigungssi gnal und geben dieses aus. In den entsprechenden Steuerkreisen der Steuerhebeleinheiten 33, 34 sind Wechselventile 36, 37 zur Erfassung der Steuerdrücke vorgesehen, und die Drucksensoren 41, 42 erfassen elektrisch die entsprechenden, von den Wechselventilen erfaßten Steuerdrücke. Ebenso erfassen die Drucksensoren 43, 44 elektrisch die jeweiligen Förderdrücke der Hydraulikpumpen 1 und 2, und die Positionssensoren 45, 46 erfassen elektrisch die jeweiligen Neigungen der Taumelscheiben 1a, 2a der Hydraulikpumpen 1 und 2.
Die Motorsteuereinheit 50 empfängt nicht nur das Gaspedalsignal von der Gaspedalbetätigungseingabeeinheit 35 und das Motorlastdrehmomentsignal von der Pumpensteuereinheit 40, sondern auch die Erfassungssignale von einem Drehzahlsensor 51, einem Verbindungspositionssensor 52 und einem Voreilwinkelsensor 53. Nach der Ausführung einer vorgegebenen Verarbeitung gibt die Motorsteuereinheit 50 Steuerströme an ein Reglerstellglied 54 und ein Taktgeberstellglied 55 aus. Der Drehzahlsensor 51 erfaßt die Drehzahl des Motors 10.
3 zeigt eine Skizze der elektronischen Kraftstoffeinspritzvorrichtung 12 und ein Steuersystem für diese. Gemäß 3 umfaßt die elektronische Kraftstoffeinspritzvorrichtung 12 für jeden Zylinder des Motors 10 eine Einspritzpumpe 56, eine Einspritzdüse 57 und einen Reglermechanismus 58. Die Einspritzpumpe 56 umfaßt einen Kolben 61 und eine Kolbentrommel 62, in der der Kolben vertikal bewegt werden kann. Wenn eine Nockenwelle 59 gedreht wird, drückt eine auf der Nockenwelle 59 montierte Nocke 60 den Kolben 61 nach oben und verdichtet dann bei der Drehung den Kraftstoff. Der verdichtete Kraftstoff wird zu einer Düse 57 befördert und in den Zylinder des Motors eingespritzt. Die Nockenwelle 59 wird zusammen mit einer Kurbelwelle des Motors 10 gedreht.
Ebenso umfaßt der Reglermechanismus 58 das Reglerstellglied 54 und einen Verbindungsmechanismus 64, dessen Stellung von dem Reglerstellglied 54 gesteuert wird. Der Verbindungsmechanismus 64 dreht den Kolben 61, um die Beziehung zwischen einer Gewindeleitung des Kolbens 61 und einer in der Kolbentrommel 62 ausgebildeten Kraftstoffeinlaßöffnung, wodurch ein effektiver Verdichtungshub des Kolbens 61 verändert wird, um die eingespritzte Kraftstoffmenge einzustellen. Der Verbindungspositionssensor 52 ist zur Erfassung der Verbindungsposition in dem Verbindungsmechanismus vorgesehen. Das Reglerstellglied 54 ist beispielsweise ein Elektromagnet.
Ferner umfaßt die elektronische Kraftstoffeinspritzvorrichtung 12 das Taktgeberstellglied 55, das zur Phaseneinstellung zum Einstellen des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts den Voreilwinkel der Nokkenwelle 59 in bezog auf die Drehung einer mit der Kurbelwelle gekoppelten Welle 65 vorstellt. Aufgrund der Notwendigkeit, das Antriebsdrehmoment auf die Einspritzpumpe 56 zu übertragen, muß das Taktgeberstellglied 55 eine große Kraft erzeugt, die für die Phaseneinstellung ausreicht. Aus diesem Grund umfaßt das Taktgeberstellglied 55 ein in es eingebautes hydraulisches Stellglied und weist ein elektromagnetisches Steuerventil 66 zum Umwandeln des Steuerstroms von der Motorsteuereinheit 50 in ein hydraulisches Drucksignal und zum hydraulischen Vorstellen des Voreilwinkels der Nokkenwelle 59 auf. Der Drehzahlsensor 51 ist zur Erfassung der Drehzahl der Welle 65 vorgesehen, und der Voreihvinkelsensor 53 ist zur Erfassung der Drehzahl der Nockenwelle 69 vorgesehen.
4 zeigt eine Folge von Verarbeitungsschritten der Pumpensteuereinheit 40 in Form eines funktionalen Blockdiagramms. Gemäß 4 werden die Erfassungssignale (die Steuerhebelsensorsignale P1 und P2) von den Drucksensoren 41, 42 von Blöcken 40a, 40b zur Berechnung der Sollneigungen in Sollneigungen θ₀₁, θ₀₂ der Hydraulikpumpen 1, 2 und anschließend von Blöcken 40c, 40d zur Berechnung der Stromwerte in Stromwerte I₁, I₂ umgewandelt. Den Stromwerten I₁, I₂ entsprechende Steuerströme werden an die elektromagnetischen Steuerventile 30, 31 ausgegeben.
Hierbei werden die Beziehungen zwischen den durch die Sensorsignale P1, P2 repräsentierten Steuerdrücken und den Sollneigungen θ₀₁, θ₀₂ von den Blöcken 40a, 40b so eingestellt, daß die Sollneigungen θ₀₁, θ₀₁ bei einem Anstieg der Steuerdrücke erhöht werden. Die Beziehungen zwischen den Sollneigungen θ₀₁, θ₀₁ und den Stromwerten Ii, I₂ werden von den Blöcken 40c, 40d so eingestellt, daß die Stromwerte Ii, I₂ bei einer Zunahme der Sollneigungen θ₀₁, θ₀₁ zunehmen. Durch diese Einstellungen werden die elektromagnetischen Steuerventile 30, 31, wie vorstehend erläutert, so betätigt, daß die von ihnen ausgegebenen Steuerdrücke maximiert werden, wenn sich die Steuerhebeleinheiten 33, 34 in den neutralen Stellungen befinden, und die von ihnen ausgegebenen Steuerdrücke bei einer Steigerung der jeweiligen Eingabegrößen, um die die Steuerhebeleinheiten 33, 34 betätigt werden, verringert werden, wenn die Steuerhebeleinheiten 33, 34 betätigt werden.
Ebenso wird das Gaspedalsignal von der Gaspedalbetätigungseingabeeinheit 35 von einem Block 40e zur Berechnung des maximalen Drehmoments in ein maximal zulässiges Drehmoment T_p und anschließend von einem Stromwertkonverter 40f in einen Stromwert I₃ umgewandelt. Ein dem Stromwert I₃ entsprechender Steuerstrom wird an das elektromagnetische Steuerventil 32 ausgegeben. Die Gaspedalbetätigungseingabeeinheit 35 wird von einem Bediener manipuliert, und das Gaspedalsignal wird in Abhängigkeit von den Bedingungen ausgewählt, unter denen der Bediener die Maschine einsetzt, wodurch die Solldrehzahl vorgegeben wird.
Hierbei wird die Beziehung zwischen dem Gaspedalsignal und dem maximal zulässigen Drehmoment T_p vom Block 40e so eingestellt, daß das maximal zulässige Drehmoment T_p erhöht wird, wenn die durch das Gaspedalsignal repräsentierte Solldrehzahl höher wird. Die Beziehung zwischen dem maximal zulässigen Drehmoment T_p und dem Stromwert I₃ wird vom Block 40f so eingestellt, daß das maximal zulässige Drehmoment T_p größer wird, wenn der Stromwert I₃ zunimmt. Durch diese Einstellungen wird das elektromagnetische Steuerventil 32 so betätigt, daß der von ihm ausgegebene Steuerdruck reduziert wird, wenn die durch das Gaspedalsignal von der Gaspedalbetätigungseingabeeinheit 35 repräsentierte Solldrehzahl höher wird.
Ferner werden das Erfassungssignal von dem Positionssensor 45 (das Neigungssignal θ₁ der Hydraulikpumpe 1) und das Erfassungssignal von dem Drucksensor 43 (das Förderdrucksignal P_D1 der Hydraulikpumpe 1) in einen Block 40g zur Berechnung des Drehmoments eingegeben, wogegen das Erfassungssignal von dem Positionssensor 46 (das Neigungssignal θ₂ der Hydraulikpumpe 2) und das Erfassungssignal von dem Drucksensor 44 (das Förderdrucksignal P_D2 der Hydraulikpumpe 2) in einen Block 40h zur Berechnung des Drehmoments eingegeben werden. Die Lastdrehmomente T_r1, T_r2 der Hydraulikpumpen 1, 2 werden von den Blöcken 40g, 40h anhand der folgenden Formeln berechnet: Tr1 = K·θ1·PD1 Tr2 = K·θ2·PD2 (K: Konstante)
Die Lastdrehmomente T_r1, T_r2 werden in einer Addiereinrichtung 40i addiert, um die Summe der Lastdrehmomente der Hydraulikpumpen 1, 2 zu bestimmen. Die Summe der Lastdrehmomente wird als Motorlastdrehmomentsignal T an die Motorsteuereinheit 50 ausgegeben.
5 zeigt eine Folge von Verarbeitungsschritten der Motorsteuereinheit 50 in Form eines funktionalen Blockdiagramms. Gemäß 5 werden das Gaspedalsignal von der Gaspedalbetätigungseingabeeinheit 35, das Erfassungssignal von dem Drehzahlsensor 51 (das Motordrehzahlsignal) und das Erfassungssignal von dem Verbindungspositionssensor 52 (das Verbindungspositionssignal) von einem Block 50a zur Berechnung der einzuspritzenden Kraftstoffmenge in einen Befehl für die einzuspritzende Kraftstoffmenge umgewandelt. Ein dem Befehl für die einzuspritzende Kraftstoffmenge entsprechender Steuerstrom wird an das Reglerstellglied 54 ausgegeben. Die von dem Block 50a zur Berechnung der einzuspritzenden Kraftstoffmenge ausgeführte Verarbeitung ist bekannt. Genauer wird die Verbindungsposition des Verbindungsmechanismus 64 so eingestellt, daß die eingespritzte Kraftstoffmenge erhöht wird, wenn entweder die durch das Gaspedalsignal repräsentierte Solldrehzahl oder die durch den Drehzahlsensor 52 erfaßte Drehzahl des Motors so verändert werden, daß die Drehzahlabweichung ΔN, die durch Subtrahieren der erfaßten Drehzahl von der Solldrehzahl ermittelt wird, in der positiven Richtung zunimmt. Nimmt die Drehzahlabweichung ΔN andererseits in der negativen Richtung ab, wird die Verbindungsposition des Verbindungsmechanismus so eingestellt, daß die eingespritzte Kraftstoffmenge verringert wird. Das Verbindungspositionssignal wird für die Rückführsteuerung verwendet.
Ferner werden das Erfassungssignal von dem Drehzahlsensor 51 (das Motordrehzahlsignal), das Motorlastdrehmomentsignal T von der Pumpensteuereinheit 40 und das Erfassungssignal von dem Voreilwinkelsensor 53 (das Voreilwinkelsignal) von einem Block 50b zur Berechnung des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts in einen Befehl für den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt umgewandelt. Ein dem Befehl für den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt entsprechender Steuerstrom wird an das elektromagnetische Steuerventil 66 des Taktgeberstellglieds 55 ausgegeben.
6 zeigt eine Folge von Verarbeitungsschritten des Blocks 50b zur Berechnung des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts genauer. Gemäß 6 wird das Erfassungssignal von dem Drehzahlsensor 51 (das Motordrehzahlsignal) in einen ersten Block 50c zur Berechnung des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts eingegeben, der abhängig von der Motordrehzahl den Einspritzzeitpunkt berechnet.
Im ersten Block 50c zur Berechnung des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts wird der Einspritzzeitpunkt auf der Grundlage eines allgemein bekannten Konzepts berechnet. Genauer wird im ersten Block 50c zur Berechnung des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts vorab die Beziehung zwischen der Motordrehzahl und dem Einspritzzeitpunkt eingestellt, durch die der Einspritzzeitpunkt in bezug auf die Drehzahl des Motors relativ verzögert wird, wenn die Motordrehzahl gering ist, und der Einspritzzeitpunkt bei einem Anstieg der Drehzahl des Motors vorgezogen, d. h. auf einen früheren Zeitpunkt eingestellt wird. Der Einspritzzeitpunkt wird anhand dieser Beziehung berechnet.
Das Motorlastdrehmomentsignal T von der Pumpensteuereinheit 40 wird in einen zweiten Block 50d zur Berechnung des Einspritzzeitpunkts eingegeben, von dem der Einspritzzeitpunkt in Abhängigkeit von dem Lastdrehmoment des Motors berechnet wird.
Inzwischen ist bekannt, daß ein früherer Kraftstoffeinspritzzeitpunkt zu einer höheren Verbrennungstemperatur des in einen Zylinder eingespritzten Kraftstoffs und damit zu einer besseren Kraftstoffeffizienz (einem besseren Kraftstoffverbrauch) führt. Daher wurde der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt bisher in Bezug auf die Umdrehung des Motors auf einen relativ frühen Zeitpunkt eingestellt. In diesem Zusammenhang ist die Kraftstoffmenge so gering, daß weniger NO_x, schwarzer Rauch, etc. erzeugt werden, wenn die Motorlast gering ist, und der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt kann in Bezug auf die Umdrehung des Motors auf einen relativ frühen Zeitpunkt eingestellt werden. Es ist jedoch bekannt, daß bei einem Betrieb mit einer hohen Drehzahl und einer hohen Last die Tendenz zur Erzeugung von NO_x, d. h. NO und NO₂ besteht, die für verantwortlich für photochemischen Smog gehalten werden, da die Verbrennungstemperatur sehr hoch wird. Zur Verringerung der Menge an NO_x ist daher eine relative Verzögerung des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts in Bezug auf die Umdrehung des Motors vorteilhaft. Dadurch wird eine optimale Verbrennung erzielt.
Auf der Grundlage der vorstehenden Überlegung wird der Einspritzzeitpunkt von dem zweiten Block 50d zur Berechnung des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts berechnet. Genauer wird im zweiten Block 50d zur Berechnung des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts vorab die Beziehung zwischen dem Lastdrehmoment des Motors und dem Einspritzzeitpunkt eingestellt, durch die der Einspritzzeitpunkt in Bezug auf die Drehzahl des Motors relativ vorgezogen wird, wenn das Lastdrehmoment des Motors gering ist, und der Einspritzzeitpunkt verzögert wird, wenn das Lastdrehmoment des Motors zunimmt. Der Einspritzzeitpunkt wird anhand dieser Beziehung berechnet.
Die die von dem ersten und dem zweiten Block 50c, 50d zur Berechnung des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts berechneten Einspritzzeitpunkte repräsentierenden Werte werden in einer Addiereinrichtung 50e addiert, und der resultierende Gesamtwert wird als Solleinspritzzeitpunkt ausgegeben. Die Abweichung des Solleinspritzzeitpunkts von dem Erfassungssignal von dem Voreilwinkelsensor 53 (dem Voreilwinkelsignal) wird von einer Subtraktionseinrichtung 50f bestimmt, und der Befehl für den Einspritzzeitpunkt wird von einem Block 50g zur Berechnung eines Befehlswerts auf der Grundlage der bestimmten Abweichung berechnet. Der Befehl für den Einspritzzeitpunkt wird in einen Steuerstrom umgewandelt, der an das elektromagnetische Steuerventil 66 des Taktgeberstellglieds 55 ausgegeben wird.
7 zeigt die Beziehung zwischen der Drehzahl des Motors, dem Lastdrehmoment des Motors und dem Einspritzzeitpunkt, der sich ergibt, wenn das Taktgeberstellglied 55 nach Maßgabe des vorstehend besprochenen Befehls für den Einspritzzeitpunkt gesteuert wird. Wie aus dem Diagramm gemäß 7 ersichtlich, wird der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt so gesteuert, daß er bei einem Anstieg der Drehzahl des Motors vorgezogen und bei einer Zunahme des Lastdrehmoments des Motors verzögert wird.
Da der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt bei der so aufgebauten Ausführungsform so gesteuert wird, daß er bei einer Zunahme des Lastdrehmoments des Motors verzögert wird, kann eine Verschlechterung des Abgases aufgrund der Erzeugung von NO_x verhindert werden.
Ebenso berechnet die Pumpensteuereinheit 40 durch Berechnen der Lastdrehmomente T_r1, T_r2 der Hydraulikpumpen 1, 2 und anschließendes Summieren der berechneten Lastdrehmomente zur Bestimmung des Lastdrehmoments des Motors die auf den. Motor auf gebrachte Last direkt und genau, und die Motorsteuereinheit 50 berechnet unter Verwendung des Lastdrehmoments den Sollkraftstoffeinspritzzeitpunkt. Der von der Motorlast abhängige Sollkraftstoffeinspritzzeitpunkt kann daher genau bestimmt werden. Zudem kann der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt selbst dann, wenn sich die Fördermengen und die Förderdrücke der Hydraulikpumpen 1, 2 häufig verändern und die Gesamtlast der Hydraulikpumpen, d. h. die Motorlast, schwankt, mit einem guten Ansprechverhalten den Lastschwankungen entsprechend gesteuert werden. Daher ist es möglich, den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt optimal zu steuern, eine optimale Verbrennung zu erzielen, die Verbrennungseffizienz und den Kraftstoffverbrauch zu verbessern, das Abgas durch die Unterdrückung der Erzeugung von NO_x zu reinigen und die Motorleistung zu verbessern. Überdies können der Temperaturanstieg in der Brennkammer des Motors niedrig gehalten und die Zuverlässigkeit des Motors verbessert werden.
Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 8 und 9 erläutert. Bei dieser Ausführungsform wird das Lastdrehmoment der Hydraulikpumpe unter Verwendung einer Sollpumpenneigung berechnet. In den 8 und 9 sind die mit den in den 1 und 4 gezeigten übereinstimmenden Elemente und Funktionen durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Gemäß 8 sind bei dieser Ausführungsform keine Positionssensoren zur Erfassung der Neigungen der Taumelscheiben 1a, 2a der Hydraulikpumpen 1, 2 vorgesehen, und eine Pumpensteuereinheit 40A empfängt nur die Erfassungssignale von den Drucksensoren 41, 42, 43, 44 und das Gaspedalsignal von der Gaspedalbetätigungseingabeeinheit 35.
9 zeigt eine Folge von Verarbeitungsschritten der Pumpensteuereinheit 40A in Form eines funktionalen Blockdiagramms. Gemäß 9 stimmen die jeweiligen Verarbeitschritte in den Blöcken 40a, 40b zur Berechnung der Sollneigungen, den Blöcken 40c, 40d zur Berechnung der Stromwerte, dem Block 40e zur Berechnung des maximalen Drehmoments und dem Stromwertkonverter 40f mit den in 4 gezeigten gemäß der ersten Ausführungsform überein.
Die vom Block 40a zur Berechnung der Sollneigung berechnete Sollneigung θ₀₁ der Hydraulikpumpe 1 und das Erfassungssignal von dem Drucksensor 43 (das Förderdrucksignal P_D1 der Hydraulikpumpe 1) werden in einen Block 40Ag zur Berechnung des Drehmoments eingegeben, wogegen die vom Block 40b zur Berechnung der Sollneigung berechnete Sollneigung θ₀₂ der Hydraulikpumpe 2 und das Erfassungssignal von dem Drucksensor 44 (das Förderdrucksignal P_D2 der Hydraulikpumpe 2) in einen Block 40Ah zur Berechnung des Drehmoments eingegeben werden. Die Lastdrehmomente T_r1, T_r2 der Hydraulikpumpen 1, 2 werden von den Blöcken 40Ag, 40Ah anhand der folgenden Formeln berechnet: Tr1 = K·θ1·PD1 Tr2 = K·θ2·PD2 (K: Konstante)
Die Lastdrehmomente T_r1, T_r2 werden von der Addiereinrichtung 40i addiert, um die Summe T_r12 der Lastdrehmomente der Hydraulikpumpen 1, 2 zu bestimmen. Die Summe T_r12 der Lastdrehmomente wird zusammen mit dem vom Block 40e zur Berechnung des maximalen Drehmoments berechneten maximal zulässigen Drehmoment T_p in einen Block 40j zur Auswahl des kleinsten Werts eingegeben, der das kleinere der beiden in ihn eingegebenen Drehmomente auswählt.
Wie vorstehend ausgeführt, werden die Neigungen der Hydraulikpumpen 1, 2 durch die Regler 7, 8 so gesteuert, daß die maximalen Werte der Fördermengen der Hydraulikpumpen 1, 2 bei einem Anstieg der Förderdrücke der Hydraulikpumpen 1, 2 oder einer Abnahme der von der Gaspedalbetätigungseingabeeinheit 35 eingegebenen Solldrehzahl verringert werden, um zu verhindern, daß die Last der Hydraulikpumpe 1 das Ausgangsdrehmoment des Primärantriebs 10 übersteigt. Genauer werden die Neigungen der Hydraulikpumpen 1, 2 so gesteuert, daß sie die jeweiligen Sollneigungen zu diesem Zeitpunkt nicht übersteigen, wenn das Gesamtlastdrehmoment der Hydraulikpumpen 1, 2 in einem Zustand, in dem die von den Blöcken 40a, 40b zur Berechnung der Sollneigungen berechneten Sollneigungen θ₀₁, θ₀₂ der Hydraulikpumpen 1, 2 erhöht werden, beginnt, das maximal zulässige Drehmoment T_p zu übersteigen. Daher wird durch die Auswahl des kleineren unter dem Gesamtlastdrehmoment T_r12 der Pumpe und dem maximal zulässigen Drehmoments T_p durch den Block 40j zur Auswahl des kleinsten Werts ein dem tatsächlichen Lastdrehmoment der Hydraulikpumpen 1, 2 entsprechender Wert bestimmt.
Das vom Block 40j zur Auswahl des minimalen Werts ausgewählte Lastdrehmoment wird als Motorlastdrehmomentsignal T₀ an die Motorsteuereinheit 50 ausgegeben.
Da die Summe der Lastdrehmomente der Hydraulikpumpen 1, 2 (das Lastdrehmoment des Motors) bei dieser Ausführungsform unter Verwendung der Sollpumpenneigungen bestimmt wird, die Werte vor einer tatsächlichen Änderung der Fördermengen der Hydraulikpumpen 1, 2 repräsentieren, wird das Ansprechverhalten bei der Steuerung des Einspritzzeitpunkts entsprechend den durch die Veränderung der Fördermengen der Hydraulikpumpen 1, 2 verursachten Schwankungen der Motorlast weiter verbessert, die Steuerung des Einspritzzeitpunkts kann mit höherer Genauigkeit erfolgen, und eine weitere Verbesserung der Verbrennung kann erzielt werden. Da auf die Positionssensoren zur Erfassung der Positionen der Taumelscheiben der Hydraulikpumpen 1, 2 verzichtet wird, kann das Steuersystem überdies zu verringerten Kosten realisiert werden.
Obwohl bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen die Pumpensteuereinheit und die Motorsteuereinheit getrennt voneinander vorgesehen sind, können diese Steuereinheiten selbstverständlich auch als eine einzige Steuereinheit ausgebildet sein.
Ebenso werden die Förderdrücke der Hydraulikpumpen 1, 2 bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen von den Drucksensoren 43, 44 direkt erfaßt. Da zwischen den Lastdrücken der hydraulischen Stellglieder 5, 6 und den Förderdrücken der Hydraulikpumpen 1, 2 jedoch eine feste Beziehung besteht, können die Förderdrücke der Hydraulikpumpen 1, 2 auch durch Erfassen der Lastdrücke der hydraulischen Stellglieder 5, 6 und eine Schätzung anhand der erfaßten Lastdrücke ermittelt werden.
Da der Sollkraftstoffeinspritzzeitpunkt des Motors, wie vorstehend erläutert, erfindungsgemäß durch Berechnen der genauen Last bestimmt wird, die auf den Motor aufgebracht wird, kann der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt mit einem guten Ansprechverhalten und einer hohen Genauigkeit entsprechend den Lastschwankungen des Motors gesteuert werden. Dadurch ist es möglich, den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt optimal zu steuern, eine optimale Verbrennung zu erzielen, die Effizienz der Verbrennung und den Kraftstoffverbrauch zu verbessern, das Abgas durch die Unterdrückung der Erzeugung von NO_x sauber zu halten und die Leistung des Motors zu verbessern. Überdies können der Temperaturanstieg in der Brennkammer des Motors niedrig gehalten und die Zuverlässigkeit des Motors verbessert werden.

Claims

Motorsteuersystem für Baumaschinen mit einem Dieselmotor, mindestens einer, von dem Motor (10) drehend angetriebenen Hydraulikpumpe (1, 2) mit verstellbarem Verdrängungsvolumen zum Antreiben mehrerer Stellglieder (5, 6), einer Strömungsmengenvorgabeeinrichtung zum Vorgeben der Fördermenge der Hydraulikpumpe (1, 2) und einer elektronischen Kraftstoffeinspritzvorrichtung (1, 2) zum Steuern der in den Motor (10) eingespritzten Kraftstoffmenge, wobei die elektronische Kraftstoffeinspritzvorrichtung (1, 2) ein Kraftstoffeinspritzzeitpunktsteuerstellglied zur Steuerung des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts des Motors (10) enthält und das Motorsteuersystem umfaßt: eine Erfassungseinrichtung zur Erfassung einer Statusvariablen der Hydraulikpumpe (1, 2), eine Lastberechnungseinrichtung zum Berechnen der Last der Hydraulikpumpe (1, 2) auf der Grundlage des von der Erfassungseinrichtung erfaßten Werts und eine Einspritzzeitpunktberechnungssteuereinrichtung zum Berechnen eines Sollkraftstoffeinspritzzeitpunkts des Motors (10) auf der Grundlage der Last der Hydraulikpumpe (1, 2) und zur Betätigung des Stellglieds zur Steuerung des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts.
Motorsteuersystem für Baumaschinen nach Anspruch 1, bei dem die Erfassungseinrichtung eine Einrichtung zur Erfassung des Förderdrucks der Hydraulikpumpe (1, 2) und eine Einrich tung zur Erfassung der Neigungsstellung der Hydraulikpumpe (1, 2) umfaßt und bei dem die Lastberechnungseinrichtung die Last der Hydraulikpumpe (1, 2) auf der Grundlage von durch die Einrichtung zur Erfassung des Förderdrucks und die Einrichtung zur Erfassung der Neigungsstellung erfaßten Werten berechnet.
Motorsteuersystem für Baumaschinen nach Anspruch 1, bei dem die Erfassungseinrichtung eine Einrichtung zur Erfassung des Förderdrucks der Hydraulikpumpe (1, 2) umfaßt und bei dem die Lastberechnungseinrichtung die Last der Hydraulikpumpe (1, 2) auf der Grundlage des von der Einrichtung zur Erfassung des Förderdrucks erfaßten Werts und einer der von der Einrichtung zur Vorgabe der Strömungsmenge vorgegebenen Fördermenge der Hydraulikpumpe (1, 2) entsprechenden Sollneigung berechnet.
Motorsteuersystem für Baumaschinen nach Anspruch 1, bei dem die Einrichtung zur Steuerung der Berechnung des Einspritzzeitpunkts den Sollkraftstoffeinspritzzeitpunkt so berechnet, daß der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt des Motors (10) verzögert wird, wenn die Last der Hydraulikpumpe (1, 2) zunimmt.
Motorsteuersystem für Baumaschinen nach Anspruch 1, das ferner eine Einrichtung zur Erfassung der Drehzahl des Motors (10) umfaßt, wobei die Einrichtung zur Steuerung der Berechnung des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts den Sollkraftstoffeinspritzzeitpunkt auf der Grundlage der Drehzahl des Motors (10) berechnet und diesen Sollkraftstoffeinspritzzeitpunkt mit dem auf der Grundlage der Last der Hydraulikpumpe (1, 2) berechneten Sollkraftstoffeinspritzzeitpunkt kombiniert, um den zur Betätigung des Stellglieds zur Steuerung des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts verwendeten Sollkraftstoffeinspritzzeitpunkt zu bestimmen.