[0001] Die Erfindung handelt von einer Einspritzpumpeneinheit, bestehend aus einer Einspritzpumpe,
bei der eine Regelstange von einem Aktuator verstellt und dessen Stellung von einem
Positionssensor erfaßt wird, und aus einer Steuereinheit, die eine Einspritzmenge
errechnet, aus dieser anhand gespeicherter Kennwerte einen Soll-Stellungssignal für
das mengenbestimmende Glied ermittelt und in einem Positionsregler durch Vergleich
des Soll-Stellungssignales mit einem Ist-Stellungssignal des Positionssensors ein
Steuersignal für den Aktuator erzeugt, wobei den Regelweg begrenzende Anschläge vorgesehen
sind, die mit Gegenflächen zusammenwirken, von denen mindestens eine so angeordnet
ist, daß sie den entsprechenden Anschlag ausserhalb des dynamischen Verstellbereiches
der Einspritzmenge berührt. Die gespeicherten Kennwerte geben die Zuordnung von Einspritzmenge
und Weg der Regelstange in Abhängigkeit von Motorkennzahlen (zum Beispiel der Drehzahl
des Motors) in der Regel, aber nicht notwendigerweise, als Kennfeld.
[0002] Aus der DE-PS 38 30 534 ist ein Verfahren zum Nachjustieren einer Reihe von über
eine gemeinsame Betätigungsstange betätigter Pumpedüsen bekannt, bei dem zur Korrektur
des Meßfehlers des Positionssensors zwei feste Anschläge bekannten Abstandes angefahren
und die diesen entsprechenden Meßwerte zur Korrektur der folgenden Meßwerte verwendet
werden. Auf diese Weise werden im Positionsregler zur Bildung der Stellgröße für die
Regelstange die aus dem Kennfeld ermittelten Sollwege immer mit korrigierten, also
richtigen, Istwerten des Weges der Regelstange verglichen. Das Kennfeld selbst, anhand
dessen aus der Soll-Einspritzmenge der Soll-Regelstangenweg berechnet wird, bleibt
davon gänzlich unberührt.
[0003] Weiters ist aus der DE-OS 30 11 595 eine Korrektureinrichtung für ein Kraftstoffzumeßsystem
mit Driftkompensation bekannt, bei der der Zusammenhang zwischen Einspritzmenge und
Position der Regelstange in einem Betriebspunkt so korrigiert wird, daß das Signal
gleich dem zu diesem Punkt ursprünglich gehörenden Sollsignal ist. Im konkreten Fall
wird dazu das ursprüngliche Rückmeldesignal auf eine bestimmte Einspritzmenge eingestellt.
Der Aufwand ist allerdings erheblich: Die Zuordnung wird während des drehzahlgeregelten
Betriebes im Leerlaufpunkt so lange verstellt, bis am Positionsregler der dem jeweiligen
Betriebspunkt entsprechende Wert erreicht ist, wozu eine zusätzliche Verstelleinrichtung
gebraucht wird. Diese Methode ist zeitaufwendig und erfordert entweder einen komplizierten
Geber oder die Aufschaltung eines zusätzlichen Fehlersignales.
[0004] Damit wird zwar ein recht genaues Rückmeldesignal erhalten, aber die pumpenspezifische
Genauigkeit des Sollwertes für jede einzelne Pumpe (die sich wegen der Fertigungstoleranzen
ja von jeder anderen einzelnen Pumpe unterscheidet) ist für eine genaue Positionierung
der Regelstange mindestens ebenso wichtig. Diese Unterschiede bleiben hier jedoch
unberücksichtigt. Erst ein genaues Rückmeldesignal und ein genauer Sollwert zusammen
sichern eine genaue Einstellung der Einspritzmenge. An die zylinderindividuelle Genauigkeit
der Einspritzmenge werden bei modernen Dieselmotoren höchste Ansprüche gestellt. Sie
ist vor allem erforderlich, um die Luftzahl und damit die Emissionen in engen Grenzen
zu halten, und um die maximal zulässige Leistung, bei Einzeleinspritzpumpen die eines
jeden Zylinders, voll auszuschöpfen. Da es für die Minimierung der Emission von NOX
und von Rauch entgegengesetzter Maßnahmen bedarf und da das Optimum nur in einem sehr
engen Luftzahlbereich erreicht wird, ist die Bedeutung einer genauen Einspritzmengenregelung
für die Minimierung von Emissionen, bei der ggf auch die Auspuffgasrückführung (EGR)
richtig und genau gesteuert werden muß, besonders groß.
[0005] Die Genauigkeit des vorgegebenen Sollwertes der Stellung des mengenbestimmenden Gliedes
hängt aber von der Übereinstimmung des Kennfeldes der Einspritzpumpe mit deren tatsächlichem
Förderverhalten ab, das nicht nur von der Drehzahl, sondern auch vom Gegendruck, also
von den Brennstoffleitungen und vom Widerstand in der Düse, der ebenfalls streut,
abhängig ist. Vor allem bei Einspritzpumpen für sehr hohe Einspritzdrücke ist der
Einfluß des Widerstandes und der Leckmengen sehr groß und störend, vor allem bei zusätzlicher
Steuerung der Einspritzrate durch zeitweise Reduktion der Einspritzquerschnitte.
[0006] Normalerweise wird daher vor dem Einbau jede Pumpe durchgemessen, ein Anschlag eingestellt
und ein einheitlicher Korrekturwert verwendet. Dieser Korrekturwert berücksichtigt
zwar die Lage, nicht aber die Steigung der jeweiligen Pumpenkennlinie. Die einzelnen
Pumpen liegen somit immer noch in einem weiten Toleranzfeld, das nicht berücksichtigt
werden kann. Man kann zwar noch nach Kategorien sortieren und für die einzelnen Kategorien
einheitliche Korrekturwerte verwenden. Letzteres bringt bei erhöhtem Aufwand aber
nur eine graduelle Verbesserung. Beim Austausch einzelner Pumpen bzw Düsen stimmen
dann die gewählten Korrekturwerte nicht mehr, was zu Problemen führt. Diese bekannten
Methoden sind daher zu ungenau zur Minimierung der Emissionen und verursachen Probleme
beim Austausch einzelner Pumpeneinheiten.
[0007] Es ist somit Ziel der Erfindung, eine Einspritzpumpeneinheit so auszubilden und zu
betreiben, daß mit geringstem Aufwand eine einfache und genaue Kalibrierung der Pumpeneinheit
beim Einbau sowie deren selbsttätige Justierung bzw spätere Nachjustierung möglich
ist.
[0008] Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß die Anschläge einstellbar sind, und
daß in der Steuereinheit feste Abstände gespeichert sind, die Gegenflächen bei einer
bestimmten gemessenen Einspritzmenge zu entsprechenden gegenüberliegenden Anschlägen
haben.
[0009] Die beiden Anschläge dienen nicht einfach der Kalibrierung des Positionssignales,
ihre Wirkung geht weit darüber hinaus. Dadurch, daß beide Anschläge so eingestellt
werden, daß sie jeweils der Stellung des mengenbestimmenden Gliedes bei einer bei
der zugehörigen Drehzahl genau - also bereits am Pumpenprüfstand - gemessenen Einspritzmenge
entsprechen (entsprechen, weil sich die Wege um die bestimmten, konstanten Abstände
von diesen unterscheiden), ist Lage und Steigung der individuellen Pumpenkennlinie
voll berücksichtigt; das heisst, durch die so eingestellten Anschläge ist der Weg
der Regelstange zwischen beiden Anschlägen von Pumpe zu Pumpe verschieden. So ist
die individuelle Einstellung der Pumpeneinheit noch vor deren Einbau sehr schnell
und genau vollzogen.
[0010] Da weiters die Zuordnung zwischen der Differenz der Ausgangssignale des Positionssensors
und dem Weg des mengenbestimmenden Gliedes bekannt ist, ist auch bekannt, welche Signaldifferenz
dem konstanten Abstand entspricht. Da dieser viel kleiner als der gesamte Weg des
mengenbestimmenden Gliedes ist, braucht die Zuordnung zwischen der Differenz der Ausgangssignale
des Positionssensors und dem Weg des mengenbestimmenden Gliedes nicht sehr genau sein
bzw braucht der Sensor selbst nicht sehr genau sein.
[0011] Wenn die solcherart eingestellte Pumpeneinheit nun in den Motor eingebaut wird, brauchen
nur mehr die den beiden Anschlägen entsprechenden Signale des Positionssensors und
die konstanten Abstände dem Steuergerät mitgeteilt und dort gespeichert zu werden.
Damit ist die Einstellung der Pumpeneinheit vollendet. Aus den beiden letzteren Signalen,
aus den konstanten Abständen und aus der Zuordnung Signaldifferenz zu Weg der Regelstange
kann das Steuergerät jederzeit zu jeder vorgegebenen Soll-Einspritzmenge die richtige
Soll-Lage der Regelstange und zu jedem Signal des Positionssensors die tatsächliche
Einspritzmenge ermitteln.
[0012] Der bestimmte Abstand zwischen den Anschlägen und den geeignet ausgebildeten Gegenflächen
stellt sicher, daß die Bewegung der Regelstange im Betrieb durch die Anschläge nicht
behindert wird. Die Regelstange muß sich ja beispielsweise beim Zurückgehen von Vollast
in den Leerlauf aus dynamischen Gründen unter die dem Leerlauf zugeordnete Einspritzmenge
bewegen können. Außerdem ist dadurch sichergestellt, daß sich der Motor etwa bei Kurzschluß
des Positionssensors selbst abstellt. Der eine konstante Abstand wird vorher so festgelegt,
daß die Regelstange sich in einer Stellung für Nullförderung befindet, wenn sie die
Anschläge berührt. Der Wert der festen Abstände kann somit für einen ganzen Pumpentyp
gleich gewählt werden. Das erleichtert den Austausch einer Pumpeneinheit, weil er
dadurch ohne Eingriff in deren Steuerung möglich ist. Die Zuordnung zwischen Steuerung
und Einspritzpumpe erfolgt beim ersten routinemäßigen Abtasten der Anschläge von selbst.
[0013] Der bestimmte Abstand bei der Einstellung wird am einfachsten durch ein Kaliber (einen
zwischen Anschlag und Gegenfläche eingeführten Lehrenkörper mit der Dicke k) festgelegt;
er könnte aber auch mittels einer geeigneten elektronischen und/oder optischen Vorrichtung
eingehalten werden.
[0014] Bei Einspritzpumpen, bei denen konstruktionsbedingt der Einspritzdruck bereits vor
Erreichen der maximalen Einspritzmenge abfällt, braucht nur der Anschlag für die kleinere
gemessene Einspritzmenge ausserhalb des dynamischen Verstellbereiches seiner Gegenfläche
zu liegen (Anspruch 2).
[0015] Es ist bei der Bauweise der üblichen Einspritzpumpeneinheiten vorteilhaft, weil einfacher
und praktischer, die verstellbaren Anschläge ortsfest und die mit ihnen zusammenwirkenden
Gegenflächen am mengenbestimmenden Glied auszubilden (Anspruch 3).
[0016] In einer ersten Form sind die bestimmten gemessenen Einspritzmengen die Leerlaufeinspritzmenge
und die maximale Einspritzmenge (Anspruch 4), in einer zweiten sind es die Einspritzmengen
in zwei voneinander entfernten Teillastpunkten (Anspruch 5). Letzterem ist bei besonders
stark gekrümmten Kennlinien der Vorzug zu geben, weil dadurch die Abweichungen im
mittleren Teillastbereich minimiert werden.
[0017] In Weiterbildung der Erfindung kann das einer individuellen Einspritzpumpe angepaßte
Kennfeld durch eine theoretisch ermittelte Kennlinie ersetzt sein (Anspruch 6). Da
durch die erfindungsgemäße Gestaltung und Anwendung der Anschläge ein Strecken bzw.
Stauchen und Verdrehen des Kennfeldes möglich ist, können individuelle Unterschiede
auf diese Weise im Wege der Kalibrierung ausgeglichen werden. Dadurch wird Kalibrierung
und Justierung bei weitestgehender Wahrung der Genauigkeit besonders einfach.
[0018] Besonders vorteilhaft ist die Anwendung einer erfindungsgemäß ausgestalteten Einspritzeinheit
im Rahmen einer Pumpedüse, wobei jede über ihre eigene Regelstange verfügt. (Anspruch
7). Da bei der Kalibrierung die Pumpedüse bereits zusammengesetzt ist, kann so auch
gleich die Streuung der Drosselverluste genau berücksichtigt werden. Damit ist weiter
sichergestellt, daß jeder einzelne Zylinder emissionsoptimal betrieben wird auch seine
maximale Leistung abgeben kann. Dasselbe gilt im Falle von Einsteckpumpen.
[0019] Die Erfindung handelt auch von einem Verfahren zum Einstellen einer erfindungsgemäßen
Einspritzpumpeneinheit, das in zweierlei Weise ausgeübt wird. Zuerst zum Einstellen
beim Zusammenbau mit nachfolgendem selbsttätigem Kalibrieren (auch Zuordnen genannt)
beim Vereinigen von Einspritzpumpe und Sensor mit dem Steuergerät, etwa beim Einbau
der Einheit, und in der Folge zur regelmäßigen Nachjustierung, etwa bei jedem neuen
Start des Motors, um während der Lebensdauer auftretende Veränderungen auszugleichen,
oder um nach dem Auswechseln der Einspritzpumpeneinheit, der Einspritzpumpe, der Steuereinheit
oder des Sensors eine selbsttätige Eichung vorzunehmen.
[0020] Wenn gemäß Anspruch 8 vorgegangen wird, erhält man eine fertig kalibrierte komplette
Einspritzpumpeneinheit, die dank der selbsttätigen Zuordnung ohne weitere Einstellungen
in den Motor eingebaut werden kann, sei es beim Neubau, sei es als Ersatzteil. Bei
einer Pumpedüse ist damit auch die Feinanpassung an die Drosselverluste der individuellen
Düse vorgenommen. Der dazu erforderliche Arbeitsaufwand beschränkt sich auf das Einstellen
der Einspritzmenge am Prüfstand und auf die Verstellung der beiden Anschläge. Der
Befehl zum selbsttätigen Anfahren der Anschläge ist Teil des Steuerprogrammes, das
im Speicher der Steuereinheit abgelegt ist.
[0021] Eine derartig kalibrierte Pumpeneinheit wird dann auch im Fahrzeug auf Grund des
einprogrammierten Befehles immer wieder durch Anfahren der Anschläge nachjustiert
(Anspruch 9), um vor allem Änderungen des Positionssensors (Alterung, Drift) auszugleichen,
dadurch wird die Pumpeneinheit selbsteichend. Da sich solche Änderungen nur langsam
vollziehen, ist die Nachjustierung nicht bei jedem Startvorgang nötig.
[0022] Im folgenden wird die Erfindung anhand von Abbildungen beschrieben und erklärt. Es
stellen dar:
- Fig.1:
- Schematisch eine für die Anwendung der Erfindung geeignete Pumpeneinheit;
- Fig.2:
- Dieselbe Pumpeneinheit wie in Fig.1 in Draufsicht, gemäß der Erfindung ausgebildet;
- Fig.3:
- Eine Kennlinie aus dem Kennfeld einer individuellen Pumpe;
- Fig.4:
- Eine Kennlinie aus dem Kennfeld einer gleichartigen, aber anderen individuellen Pumpe
bei der Kalibrierung vor dem Einbau; und
- Fig.5:
- Dieselbe Kennlinie wie in Fig.4, jedoch bei der späteren Nachjustierung.
[0023] Die in Figur 1 dargestellte Einspritzpumpeneinheit besteht aus einer Einspritzpumpe
1 und einer Steuereinheit 2. In der Einspritzpumpe 1 wird ein Pumpenkolben 3 beispielsweise
von einer Nockenwelle 4 aus über einen Kipphebel 5 auf- und abbewegt. Der Pumpenkolben
3 ist mittels einer Regelstange 6, im dargestellten Beispiel handelt es sich um eine
in sich verschiebbare Regelstange, in Drehung versetzt, wobei durch die Form der im
Pumpenkörper 7 oder am Pumpenkolben 3 angeordneten Steuerflächen 8 in bekannter Weise
die Einspritzmenge verstellt wird. An den Pumpenkörper 7 schließt im gezeigten Ausführungsbeispiel
unten gleich eine Einspritzdüse 9 an, die den Einspritzverlauf beeinflußenden Drosselstellen
sind mit 10 bezeichnet. Bei der dargestellten Einspritzpumpe handelt es sich um eine
Pumpedüse, die Erfindung ist in derselben Weise aber auch auf eine Anordnung mit von
den Einspritzdüsen räumlich getrennter Einspritzpumpe anwendbar.
[0024] Die Regelstange 6 wird von einem Aktuator 13 bewegt, der durch eine Solenoidspule
14 versinnbildlicht ist. Weiters ist ein Positionssensor 15 vorgesehen, der der Steuereinheit
2 ein den Stellweg beschreibendes Signal β (beliebiger Dimension, z.B. Spannung, Kapazität
oder Frequenz) liefert. Die Steuereinheit 2 erhält weiters ein Lastanforderungssignal
16, etwa vom Gaspedal des Fahrzeuges, ein Motordrehzahlsignal 17 und diverse andere
Signale 18, die zur Ermittlung der Einspritzmenge benötigt werden, etwa Luftdruck
und Temperatur.
[0025] In Figur 2 ist die Einspritzpumpe 1 nur mehr in Draufsicht abgebildet. Erkennbar
ist der obere Teil des Pumpenkolbens 3, der durch Verschiebung der Regelstange 6 zur
Verstellung der Einspritzmenge verdreht wird. In dem Pumpengehäuse 20 sind zwei Anschläge
21,22 einstellbar angeordnet, die mit Gegenflächen 23,24 an der Regelstange 6 zusammenwirken.
Die Anschläge 21,22 sind vorzugsweise mit Gewinden versehen, sodaß sie genau verstellt
und dann gegen Verdrehen gesichert werden können, was im Detail nicht dargestellt
ist. In der in Vollinie gezeichneten Stellung, sie entspricht etwa der Leerlauffördermenge
Ml, besteht zwischen der Gegenfläche 23 der Regelstange 6 und dem Anschlag 21 ein
Abstand k1 (25). In der strichliert eingezeichneten Stellung 6' der Regelstange 6,
die etwa der Vollasteinspritzmenge M2 entspricht, ist zwischen dem Anschlag 22 und
der Gegenfläche 24' ein Abstand k2 (26). Darauf wird in der Funktionsbeschreibung
zurückgekommen.
[0026] Die Steuereinheit 2 besteht aus einem Rechner 30, der aus Lastanforderungsignal 16,
Drehzahlsignal 17 und den anderen Signalen 18 eine erforderliche Einspritzmenge M
soll berechnet, und aus einem Steuerteil 31 für die einzelne Einspritzpumpe. Im Falle
von einzeln ansteuerbaren Einspritzpumpen (Pumpedüsen) sind noch weitere solche Steuerteile
31' vorhanden. Die im Rechner 30 ermittelte benötigte Einspritzmenge M
soll wird über die Leitung 32 der Einheit 33 des Steuerteiles 31 mitgeteilt, die daraus
unter Benutzung einer Pumpenkennlinie 40 (die eine allgemeine oder nur durch wenige
Punkte ausgedrückte sein kann) ein Sollsignal β
soll für den Weg der Regelstange 6 ermittelt und über die Leitung 34 dem Positionsregler
35 mitteilt. In diesem wird das über die Leitung 36 vom Positionssensor 15 kommende
Ist-Positionssignal mit dem Soll-Positionssignal verglichen und über eine Leitung
37 das Solenoid 14 entsprechend gesteuert.
[0027] Schließlich ist in 38 noch ein Speicher vorhanden, der auf das vom Positionssensor
15 kommende Signal Zugriff hat und der auch mit der Einheit 33 über die Datenleitung
39 in Verbindung steht, um die Pumpenkennlinie 40 den beim Anfahren beider Anschläge
festgestellten Gegebenheiten zu verschieben und zu verdrehen, sie der Stuerung zuzuordnen.
Den Befehl zum Anfahren der Anschläge übermittelt der in 38 enthaltene Speicher dem
Positionsregler 35 über die Leitung 46. Die dargestellten Blöcke 33,35,38 sind nicht
unbedingt als getrennte Funktionseinheiten zu verstehen, es kann sich auch um Programmmoduln
einer speicherprogrammierbaren Steuerung handeln.
[0028] In den Diagrammen der Figuren 3,4 und 5 ist auf der Ordinate der Regelstangenweg
β und auf der Abszisse die Einspritzmenge M eingetragen. Mit 40 ist die Pumpenkennlinie
bezeichnet, die zwei charakteristische Punkte 41,42 aufweist. 41 ist der Leerlaufpunkt,
entsprechend der Leerlaufeinspritzmenge M
1 und dem Weg β
1 der Regelstange und 42 ist der Vollastpunkt, entsprechend der Vollasteinspritzmenge
M
2 und dem Weg β
2 der Regelstange.
[0029] Die Figuren 3 und 4 zeigen zunächst jeweils eine individuelle Kennlinie einer Einspritzpumpeneinheit
desselben Typs. Die Unterschiede in Lage und Steigung der beiden Kurven 40 sind erkennbar,
sie ergeben sich aus fertigungsbedingten Streuungen.
[0030] Diese Unterschiede werden bei der erfindungsgemäßen Einheit und durch das erfindungsgemäße
Verfahren erkannt und voll kompensiert. Das wird nun anhand der Figuren 4 und 5 beschrieben:
[0031] Die individuelle Pumpe befindet sich zum Kalibrieren am Pumpenprüfstand (Figur 4).
Zuerst wird der Leerlaufpunkt 41 bei Leerlaufdrehzahl angefahren. Dazu wird das mengenbestimmende
Glied (im folgenden Regelstange genannt) verschoben, bis die Leerlaufeinspritzmenge
M
1 erreicht ist. Sodann wird bei festgehaltener Regelstange der Anschlag 21 eingestellt
(Doppelpfeil 50), bis der Abstand zwischen ihm und der Gegenfläche 23 die vorher allgemein
ermittelte und im Speicher bei 38 abgelegte Größe k
1 hat, die so gewählt ist, daß die Fördermenge bei direkt angefahrenem Anschlag gleich
oder beinahe Null ist. In dieser Stellung wird der Anschlag 21 arretiert. In gleicher
Weise wird der Vollastpunkt 42 bei zur Vollast passender Drehzahl angefahren, der
Anschlag 22 auf den Abstand k
2 verstellt und arretiert. Die Einspritzpumpe selbst ist nun auf rein mechanischem
Weg eingestellt und einbaufertig.
[0032] Sobald sie mit dem Sensor 15 und Steuergerät 2 vereint ist, das kann in einem späteren
Stadium des Zusammenbaues oder erst beim Einbau in den Motor und beim späteren Nachjustieren
sein, wird zuerst der Anschlag 21 direkt bis zur Berührung angefahren und das abgegebene
Positionssignal β
0 gespeichert. Dann wird der Anschlag 22 direkt bis zur Berührung angefahren und das
abgegebene Positionssignal β
3 ebenfalls gespeichert. Die im voraus festgelegten Abstände k
1 und k
2 sind bereits oder werden ebenfalls gespeichert. Damit ist die Einstellung der Pumpeneinheit
vollendet. Die im voraus festgelegten Abstände k
1 und k
2 werden am einfachsten mittels einer Abstandslehre eingestellt.
[0033] Aus den beiden Positionssignalen β
0, β
3, aus den konstanten Abständen k
1,k
2 und aus der Zuordnung zwischen Differenz der Sensorsignale und tatsächlichem Weg
der Regelstange kann das Steuergerät die den Einspritzmengen M
1 und M
2 zugeordneten Sensorsignale β
1 und β
2 und jederzeit zu jeder Einspritzmenge M
soll das richtige Soll-Positionssignal β
soll der Regelstange, oder umgekehrt zu jedem Sensorsignal die tatsächliche Einspritzmenge
ermitteln. Die Einstellung der Kennlinie 40 in 33 ist somit unter Berücksichtigung
des gegebenenfalls fehlerbehafteten Positionssignales erfolgt, wodurch sich eine getrennte
Korrektur des Sensorsignales β erübrigt.
[0034] Anhand der Figur 5 wird jetzt das später immer wieder durchgeführte Nachjustieren
der Einspritzpumpeneinheit erläutert, obwohl es dem Zuordnen bei der Ersteinstellung
gleicht. Dazu wird bei Inbetriebnahme vor dem Starten des Motors die Regelstange 6
vom Aktuator 13 nacheinander in beide Richtungen bewegt, jeweils bis sie mit ihrer
Kontaktfläche 23,24 den entsprechenden Anschlag 21,22 berührt. Die Signale des Positionssensors
15 bei Berührung der beiden Anschläge 21,22, (β
0', β
3') unterscheiden sich nun von den bei der ursprünglichen Kalibrierung gemessenen und
im Speicher 38 abgelegten, wenn sich seit der Kalibrierung bzw seit einer früheren
Nachjustierung beispielsweise das Verhalten des Sensors 15 geändert hat. Da sich der
entsprechende Anschlag nicht verstellt hat, wird dem Leerlaufpunkt 41 ein neues Positionssignal
β
1' und dem Vollastpunkt 42 ein neues Positionssignal β
2" zugeordnet.
[0035] Damit ist die Kurve 40 korrigiert und es entspricht den Einspritzmengen M
1, M
2 wieder eine korrigierte Regelstangenstellung β
1',β
2'. Die Zwischenwerte werden dann im Betrieb wieder durch lineare Interpolation gewonnen.
Einer Einspritzmenge M
soll entspricht dann ein Lastpunkt 43 auf der Kennlinie 40, aus diesem wird durch Interpolation,
was durch das Kästchen 44 angedeutet ist, ein β
soll gebildet, das direkt an den Positionsregler 35 weitergegeben werden kann. Dort wird
es mit dem direkt vom Positionssensor 15 kommenden Signal β verglichen und die Regelstange
6 entsprechend verstellt.
[0036] Wenn bei einem Pumpentyp die Kennlinie 40 zu stark gekrümmt ist, die lineare Interpolation
also zu Abweichungen führen würde, können die Lastpunkte 41,42 auch als (weniger weit)
voneinander entfernte Teillastpunkte definiert werden. Die lineare Interpolation verursacht
dann geringere Abweichungen.
[0037] Weiters ist in den Figuren 4 und 5 zu erkennen, daß die Konstanten k
1,k
2 so gelegt sind, daß die Anschläge 21,22 soweit von den Betriebspunkten 41,42 (Leerlauf
und Vollast) entfernt liegen, daß die Kurve 40 dort den Wert M
o, das ist Nullförderung, erreicht hat. Insgesamt ist so ein einfachst zu kalibrierendes
und selbstjustierendes System geschaffen, bei dem die volle Sicherheit und Eigensicherheit
auf alle Fälle gewahrt bleibt.
1. Einspritzpumpeneinheit, bestehend aus einer Einspritzpumpe (1), bei der eine Regelstange
(6) von einem Aktuator (13) verstellt und dessen Stellung von einem Positionssensor
(15) erfaßt wird, und aus einer Steuereinheit (2), die eine Einspritzmenge (Msoll) errechnet, aus dieser anhand gespeicherter Kennwerte (33) einen Soll-Stellungssignal
(βsoll) für die Regelstange (6) ermittelt und in einem Positionsregler (35) durch Vergleich
des Soll-Stellungssignales (βsoll) mit einem Ist-Stellungssignal (β) des Positionssensors (15) ein Steuersignal für
den Aktuator (13) erzeugt, wobei den Regelweg begrenzende Anschläge (21,22) vorgesehen
sind, die mit Gegenflächen zusammenwirken, von denen mindestens eine so angeordnet
ist, daß sie den entsprechenden Anschlag ausserhalb des dynamischen Verstellbereiches
der Einspritzmenge berührt, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschläge (21,22) einstellbar sind, und daß in der Steuereinheit (2) feste
Abstände (k1,k2) gespeichert sind, die Gegenflächen (23,24) bei einer bestimmten gemessenen Einspritzmenge
(M1,M2) zu entsprechenden gegenüberliegenden Anschlägen (21,22) haben.
2. Einspritzpumpeneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (21), an dem die Gegenfläche (23) außerhalb ihres dynamischen Verstellbereiches
anschlägt, der Anschlag (21) für die kleinere gemessenen Einspritzmenge ist.
3. Einspritzpumpeneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschläge (21,22) ortsfest und die Gegenflächen (23,24) an der Regelstange
(6) ausgebildet sind.
4. Einspritzpumpeneinheit nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die bestimmten gemessenen Einspritzmengen (M1,M2) die Leerlaufeinspritzmenge (M1) und die maximale Einspritzmenge (M2)sind.
5. Einspritzpumpeneinheit nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gemessenen Einspritzmengen (M1,M2) die Einspritzmengen in zwei voneinander entfernten Teillastpunkten sind.
6. Einspritzpumpeneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kennwerte aus einem Kennfeld (33) oder aus einer theoretisch ermittelten
Kennlinie (40) abgeleitet sind.
7. Einspritzpumpeneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie Teil einer Pumpedüse ist und daß jede Einspritzpumpeneinheit über eine eigene
Regelstange (6) verfügt.
8. Verfahren zum Einstellen einer Einspritzpumpeneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis
7, bei dem
a) am Prüfstand die Anschläge (21,22) so eingestellt werden, daß sie bei bestimmten
gemessenen Einspritzmengen (M1,M2) bestimmte Abstände (k1, k2) von ihren Gegenflächen (23,24) haben,
b) dann die beiden Anschläge (21,22) angefahren und die entsprechenden Sensorsignale
(β0, β3) der Stellungen der Regelstange (6), in denen sich die Anschläge (21,22) und die
entsprechenden Gegenflächen (23,24) berühren, in der Steuereinheit (2) gespeichert
werden, und
c) und dann mittels der Steuereinheit (2) aus den Abständen (k1,k2) und den Sensorsignalen (β0, β3) die den bei stimmten Einspritzmengen (M1,M2) entsprechenden Sensorsignale (β1, β2) ermittelt werden, aus denen dann im Betrieb durch Interpolation die der Soll-Einspritzmenge
(Msoll) entsprechende Position (βsoll) der Regelstange (6) bestimmt wird.
9. Verfahren zum Nacheinstellen einer beim Einbau nach Anspruch 8 eingestellten Einspritzpumpeneinheit,
dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Starten eines mit der (den) Einspritzpumpeneinheit(en) versehenen Motors
die beiden Anschläge (21,22) angefahren werden und die Sensorsignale (β0', β3') der Stellungen der Regelstange (6) gespeichert werden, an denen die Gegenflächen
(23,24) und die entsprechenden Anschläge (21,22) einander berühren und mittels der
Steuereinheit (2) aus den festen Abständen (k1, k2) und den neuen Stellungssignalen (β0', β3') die den bestimmten Einspritzmengen (M1,M2) entsprechenden Ausgangssignale des Positionssensors (β1', β2') korrigiert werden.
1. Fuel injection pump unit, comprising a fuel injection pump (1) wherein a control rod
(6) is displaced by an actuator (13) and its position monitored by a position pickup
(15), and a control unit (2) which calculates an injection rate (Msoll), from which injection rate a signal (βsoll) representative of a desired position of the control rod (6) is determined using
stored caracteristic values (33), and a control signal for the actuator (13) is generated
by a position controller (35) by comparing the desired control rod position signal
(βsoll) with an actual position signal (β) furnished by the position pickup (15), stop means
(21,22) limiting the course of the control rod (6) cooperating with stop faces (23,24)
and at least one of which being located so as to strike the corresponding stop means
(21,22) outside the dynamic control range of the injection rate (M1,M2), caracterized in that the stop means (21,22) are adjustable and in that fixed distances (k1,k2) are stored in the control unit (2), the fixed distances (k1,k2) being the distances between the stop means (21,22) and stop faces (23,24) and corresponding
to measured injection rates.
2. Fuel injection pump unit according to claim 1, caracterized in that the stop means (21) cooperating with the stop face (23) outside the dynamic
control range is the stop means (21) for the smaller of the measured injection rates.
3. Fuel injection pump unit according to claim 1, caracterized in that the stop means (21,22) are stationary, whereas the control rod (6) bears
the stop faces (23,24).
4. Fuel injection pump unit according to claims 1 (or 2), caracterized in that the measured injection rates (M1,M2) are the injection rate (M1) for idling
speed and the injection rate (M2) for full load .
5. Fuel injection pump unit according to claims 1 (or 3), caracterized in that the measured injection rates (M1,M2) are the rates measured at two distant part-load points.
6. Fuel injection pump unit according to claim 1, caracterized in that the caracteristic values (33) are replaced by a theoretically calculated
caracteristic curve (40).
7. Fuel injection pump unit according to any of the claims 1 to 6, caracterized in that the unit is part of a unit injector and that each of the fuel injection pump
units has its own control rod (6).
8. Process for calibrating a fuel injection pump unit according to either of the claims
1 to 7, whereby
a) the stop means (21,22) are adjusted on the test-bench such that they have certain
distances (k1,k2) from their corresponding stop faces (23,24) when the measured injection ratest have
certain values (M1,M2),
b) then both stop means (21,22) are struck and the corresponding pickup signals (β0, β3) corresponding to the positions of the control rod (6) whereby the stop means 5 (21,22)
and the stop faces (23,24) strike, are stored in the control unit (2), and
c) then the control unit (2) determines pickup signals (β1,β2) corresponding to the measured injection rates (M1,M2) from the distances (k1,k2) and the pickup signals (β0, β3), from which pickup signals (β1,β2) the positions (βsoll) of the control rod (6) corresponding to the desired injection rate (Msoll) during
operation are elaborated by interpolation.
9. Process for recalibrating a fuel injection pump originally calibrated according to
claim 8 caracterized in that before starting an engine equipped with the fuel injection pump unit(s),
both stop units (21,22) are struck and the actual pickup signals (β0', β3') describing the position of the control rod (6), in which the stop faces (23,24)
and the corresponding stop means (21,22) strike, are stored, and subsequently the
signals (β1', β2') furnished by the pickup and corresponding to the certain injection rates (M1,M2) are corrected by the control unit (2) from the fixed distances (k1,k2) and the new position signals (β0', β3').
1. Unité de pompe d'injection, composée d'une pompe d'injection (1), dans laquelle une
crémaillère de réglage (6) est commandée par un actionneur (13) et où sa position
est détectée par un capteur de position (15), et d'une unité de commande (2) qui calcule
une quantité d'injection (Mcons), détermine, sur la base de cette quantité et au moyen de coefficients (33) mémorisés,
un signal de position de consigne (βcons) pour la crémaillère de réglage (6) et produit, dans un régulateur de position (35),
par comparaison entre le signal de position de consigne (βcons) et un signal de position réelle (β) du capteur de position (15), un signal de commande
destiné à l'actionneur (13), et dans laquelle il est prévu des butées (21, 22) qui
limitent la course de réglage et qui coopèrent avec des surfaces homologues dont au
moins une est disposée de manière à contacter la butée correspondante en dehors de
l'intervalle de réglage dynamique de la quantité d'injection, caractérisée en ce que
les butées (21, 22) sont réglables, et en ce que, dans l'unité de commande (2), sont
mémorisées des distances d'écartement fixes (k1, k2) qui séparent les surfaces homologues (23, 24) des butées opposées correspondantes
(21, 22) en présence d'une quantité d'injection (M1, M2) mesurée déterminée.
2. Unité de pompe d'injection selon la revendication 1, caractérisée en ce que la butée
(21) contre laquelle la surface homologue (23) bute en dehors de sa plage de réglage
dynamique, est la butée (21) correspondant à la plus petite quantité d'injection mesurée.
3. Unité de pompe d'injection selon la revendication 1, caractérisée en ce que les butées
(21, 22) sont prévues sur des positions fixes, et les surfaces homologues (23, 24)
sont prévues sur la crémaillère de réglage (6).
4. Unité de pompe d'injection selon la revendication 1 ou 3, caractérisée en ce que les
quantités d'injection mesurées déterminées (M1, M2) sont la quantité d'injection de ralenti (M1) et la quantité d'injection maximale (M2).
5. Unité de pompe d'injection selon la revendication 1 ou 3, caractérisée en ce que les
quantités d'injection mesurées (M1, M2) sont les quantités d'injection en deux points de charge partielle éloignés l'un
de l'autre.
6. Unité de pompe d'injection selon la revendication 1, caractérisée en ce que les valeurs
caractéristiques sont dérivées d'un champ caractéristique (33) ou d'une courbe caractéristique
(40) théorique.
7. Unité de pompe d'injection selon une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce
qu'elle fait partie d'un injecteur-pompe, et en ce que chaque unité de pompe d'injection
est équipée de sa propre crémaillère de réglage (6).
8. Procédé pour le réglage d'une unité de pompe d'injection selon l'une au moins des
revendications 1 à 7, dans lequel :
a) sur le banc d'essai, on règle les butées (21, 22) de manière qu'à des quantités
d'injection mesurées déterminées (M1, M2), elles se trouvent à des distances déterminées (k1, k2) de leurs surfaces homologues (23, 24),
b) ensuite, on amène les deux butées (21, 22) en contact direct et les signaux (β0, β3) des capteurs qui correspondent aux positions de la crémaillère de réglage (6), dans
lesquelles les butées (21, 22) et les surfaces homologues correspondantes (23, 24)
se contactent, sont mémorisées dans l'unité de commande (2), et
c) ensuite, au moyen de l'unité de commande (2), on calcule, sur la base des distances
d'écartement (k1, k2) et des signaux (β0, β3) des capteurs, les signaux de capteurs (β1, β2) qui correspondent aux quantités d'injection déterminées (M1, M2), signaux à partir desquels, ensuite, pendant le fonctionnement, on détermine par
interpolation la position (βcons) de la crémaillère de réglage (6) qui correspond à la quantité d'injection de consigne
(Mcons).
9. Procédé pour la correction du réglage d'une unité de pompe d'injection réglée lors
du montage selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'avant le démarrage d'un
moteur équipé de l'unité de pompe d'injection ou des unités de pompe d'injection,
on amène les deux butées (21, 22) en contact direct et on mémorise les signaux de
capteurs (β0', β3') des positions de la crémaillère de réglage (6) auxquelles les surfaces homologues
(23, 24) et les butées correspondantes (21, 22) se contactent et, au moyen de l'unité
de commande (2), les signaux de sortie du capteur de position (β1', β2') qui correspondent aux quantités d'injection déterminées (M1, M2) sont corrigés sur la base des distances d'écartement fixes (k1, k2) et des nouveaux signaux de position (β0', β3').