Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur Ansteuerung einer Erregerspule einer elektromagnetisch angetriebenen Hubkolbenpum¬ pe. Derartige Hubkolbenpumpen werden z.B. in der DD-PS 120 514, DD-PS 213 472 oder in der DE-OS 23 07 435 beschrieben. Diese Pumpen dienen als Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen. Dabei kommt es darauf an, die abzuspritzenden Mengen exakt zu dosieren. Bekannt ist, die Dosierung der abzuspritzenden Kraftstoffmenge beispielsweise zeitlich gesteuert vorzunehmen. Eine rein zeit¬ liche Steuerung hat sich jedoch als nachteilig erwiesen, weil das Zeitfenster, welches sich zwischen minimal und maximal ab¬ zuspritzender Kraftstoffmenge ergibt, zu klein ist, um das im Motorbetrieb erforderliche Mengenspektrum differenziert und reproduzierbar genug zu beherrschen.

Aufgabe der Erfindung ist eine Schaltung zur Ansteuerung der Erregerspule einer elektromagnetisch angetriebenen, für eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung verwendete Hubkolbenpumpe zu schaffen, mit der erreicht wird, daß differenzierbare Kraft¬ stoffmengen mit der Hubkolbenpumpe dosiert werden können, und die weitgehend unabhängig arbeitet von der Spulenerwärmung und von Schwankungen der VersorgungsSpannung.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung werden in den Unter-

ansprüchen gekennzeichnet. Anhand der Zeichnung wird die Erfin¬ dung im folgenden beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 beispielhaft eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung, Fig. 2 das Schaltbild der erfindungsgemäßen Schaltung.

Im Falle eines elektromagnetischen Antriebes einer Kraftstoff- Einspritzvorrichtung ist insbesondere die Erregung, d.h. das Produkt aus Windungszahl der Spule und Stromstärke des Stroms, der die Spule durchsetzt, bestimmend für die elektromagnetische Energieumwandlung. Das heißt, eine ausschließliche Steuerung der Stromamplitude erlaubt es, das Schaltverhalten des Antriebsma¬ gneten unabhängig von Einflüssen der Spulenerwärmung und einer schwankenden Versorgungsspannung eindeutig definiert zu gestal¬ ten. Damit trägt eine derartige Steuerung insbesondere den bei Motoren üblicherweise stark schwankenden elektrischen Spannungs- verhältnissen und den unterschiedlichen Temperaturverhältnissen Rechnung.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Kraftstoff-Einspritzvorrichtung ist ein anfänglicher Teilhub des Förderelements der Einspritz¬ pumpe vorgesehen, bei dem die Verdrängung des Kraftstoffs keinen Druckaufbau zur Folge hat, wobei der der Energiespeicherung dienende Förderelementteilhub zweckmäßigerweise durch ein Spei¬ chervolumen, z.B. in Form eines Leervolumens und ein Anschlag¬ element bestimmt wird, die unterschiedlich gestaltet sein können und die auf einem Hubweg "X" des Förderelements der Hubkolben¬ pumpe die Verdrängung von Kraftstoff zulassen; erst dann, wenn das Verdrängen des Kraftstoffs abrupt unterbrochen wird, wird ein schlagartiger Druckaufbau im Kraftstoff erzeugt, so daß eine Verdrängung des Kraftstoffs in Richtung Einspritzdüse bewirkt wird. Die Einspritzvorrichtung nach Fig. 1 weist eine elektroma¬ gnetisch angetriebene Hubkolbenpumpe 1 auf, die über eine För¬ derleitung 2 an eine Einspritzdüseneinrichtung 3 angeschlossen ist. Von der Förderleitung 2 zweigt eine Ansaugleitung 4 ab, die mit einem Kraftstoff-Vorratsbehälter 5 (Tank) in Verbindung steht. Zudem ist an die Förderleitung 2 etwa im Bereich des

Anschlusses der Ansaugleitung 4 ein Volumenspeicherelement 6 über eine Leitung 7 angeschlossen.

Die Pumpe 1 ist als Kolbenpumpe ausgebildet und hat ein Gehäuse 8, in dem eine Magnetspule 9 lagert, einen im Bereich des Spu¬ lendurchgangs angeordneten Anker 10, der als zylindrischer Kör¬ per, beispielsweise als Vollkörper ausgebildet und in einer Gehäusebohrung 11 geführt ist, die sich im Bereich der Zentral- längsachse der Ringspule 9 befindet, und mittels einer Druckfe¬ der 12 in eine Ausgangsstellung gedrückt wird, in welcher er am Boden 11a der Gehäusebohrung 11 anliegt. Abgestützt ist die Druckfeder 12 an der einspritzdüsenseitigen Stirnfläche des Ankers 10 und einer dieser Stirnfläche gegenüberliegenden Ring¬ stufe 13 der Gehäusebohrung 11. Die Feder 12 umfaßt mit Spiel einen Förderkolben 14, der mit dem Anker 10 an der von der Feder 12 beaufschlagten Ankerstirnfläche fest, z.B. einstückig, ver¬ bunden ist. Der Förderkolben 14 taucht ^' relativ tief in einen zylindrischen Kraftstofförderraum 15 ein, der koaxial in axialer Verlängerung der Gehäusebohrung 11 im Pumpengehäuse 8 ausgebil¬ det ist und in Übertragungsverbindung mit der Druckleitung 2 steht. Aufgrund der Eintauchtiefe können Druσkverluste während des schlagartigen Druckanstiegs vermieden werden, wobei die Fertigungstoleranzen zwischen Kolben 14 und Zylinder 15 sogar relativ groß sein können, z.B. lediglich im Hundertstel Millime¬ terbereich zu liegen brauchen, so daß der Herstellungsaufwand gering ist.

In der Ansaugleitung 4 ist ein Rückschlagventil 16 angeordnet. Im Gehäuse 17 des Ventils 16 ist als Ventilelement beispiels¬ weise eine Kugel 18 angeordnet, die in ihrer Ruhestellung durch eine Feder 19 gegen ihren Ventilsitz 20 am vorratsbehälterseiti- gen Ende des Ventilgehäuses 17 gedrückt wird. Zu diesem Zweck ist die Feder 19 einerseits abgestützt an der Kugel 18 und ande¬ rerseits an der dem Ventilsitz 20 gegenüberliegenden Wandung des Gehäuses 17 im Bereich der Mündung 21 der Ansaugleitung 4.

Das Speieher lement 6 weist ein z.B. zweiteilig ausgebildetes Gehäuse 22 auf, in dessen Hohlraum als zu verdrängendes Organ eine Membran 23 gespannt ist, die von dem Hohlraum einen druck- leitungsseitigen, mit Kraftstoff gefüllten Raum abtrennt, und die im entspannten Zustand den Hohlraum in zwei Haften teilt, die durch die Membran gegeneinander abgedichtet sind. An der der Leitung 7 abgewandten Seite der Membran 23 greift in einem Leer¬ raum, dem Speichervolumen, eine diese beaufschlagende Federkraft z..B. eine Feder 24 an, die als Rückstellfeder für die Membran 23 eingerichtet ist. Die Feder 24 ist mit ihrem der Membran gegen¬ überliegenden Ende an einer Innenwandung des zylindrisch erwei¬ terten leeren Hohlraums gelagert. Der leere Hohlraum des Gehäu¬ ses 22 ist durch eine gewölbeförmige Wandung begrenzt, die eine Anschlagfläche 22a für die Membran 23 ausbildet.

Die Spule 9 der Pumpe 1 ist an eine Steuereinrichtung 26 ange¬ schlossen, die als elektronische Steuerung für die Einspritzvor¬ richtung dient.

Im stromlosen Zustand der Spule 9 befindet sich der Anker 10 der Pumpe 1 durch die Vorspannung der Feder 12 am Boden 11a. Das Kraftstoffzulaufventil 16 ist dabei geschlossen und die Spei¬ chermembran 23 wird durch die Feder 24 in ihrer von der An¬ schlagfläche 22a abgerückten Stellung im Gehäusehohlraum gehal¬ ten.

Bei Ansteuerung der Spule 9 über die Steuereinrichtung 26 wird der Anker 10 mit Kolben 14 gegen die Kraft der Feder 12 in Rich¬ tung Einspritzventil 3 bewegt. Dabei verdrängt der mit dem Anker 10 in Verbindung stehende Förderkolben 14 aus dem Förderzylinder 15 Kraftstoff in den Raum des Speicherelements 6. Die Federkräf¬ te der Federn 12, 24 sind relativ weich ausgebildet, so daß durch den Förderkolben 14 verdrängter Kraftstoff während des ersten Teilhubes des Förderkolbens 14 nahezu ohne Widerstand die Speichermembran 23 in den Leerraum drückt. Dadurch kann der Anker 10 zunächst fast Widerstandsfrei beschleunigt werden bis das Speichervolumen bzw. Leerraumvolumen des Speicherelements 6

durch Auftreffen der Membran 23 auf die Gewölbewandung 22a er¬ schöpft ist. Die Verdrängung des Kraftstoffs wird dadurch plötz¬ lich gestoppt und der Kraftstoff infolge der bereits hohen kine¬ tischen Energie des Förderkolbens 14 schlagartig verdichtet. Die kinetische Energie des Ankers 10 mit Förderkolben 14 wirkt auf die Flüssigkeit ein. Dabei entsteht ein Druckstoß, der durch die Druckleitung 2 zur Düse 3 wandert und dort zum Abspritzen von Kraftstoff führt.

Für das Förderende wird die Spule 9 stromlos geschaltet. Der Anker 10 wird durch die Feder 12 zum Boden 11a zurückbewegt. Dabei wird die in der Speichereinrichtung 6 gespeicherte Flüs¬ sigkeitsmenge über die Leitungen 7 und 2 in den Förderzylinder 15 zurückgesaugt und die Membran 23 infolge der Wirkung der Feder 24 in ihre Ausgangsstellung zurückgedrückt. Gleichzeitig öffnet das KraftStoffzulaufventil 16, so daß Kraftstoff aus dem Tank 5 nachgesaugt wird. <

Zweckmäßigerweise ist in der Druckleitung 2 zwischen dem Ein¬ spritzventil 3 und den Abzweigungen 4, 7 ein Ventil 16a angeord¬ net, das in dem einspritzventilseitigen Raum einen Standruck aufrecht erhält, der z.B. höher ist als der Dampfdruck der Flüs¬ sigkeit bei maximal auftretender Temperatur, so daß Blasenbil¬ dung verhindert wird. Das Standdruckventil kann z.B. wie das Ventil 16 ausgebildet sein.

Eine derartige beispielsweise beschriebene Kraftstoff-Einspritz¬ vorrichtung erfordert eine Ansteuerung der Erregerspule 9, die eine differenzierte Mengendosierung mit der Hubkolbenpumpe 1 ermöglicht.

Fig. 2 zeigt die erfindungsgemäße Zweipunktregelungsschaltung für die Stromamplitude des einen Pumpenantriebsspule 9, 600 steuernden Stroms. Die Antriebsspule 600 ist an einen Leistungs¬ transistor 601 angeschlossen, der über einen Meßwiderstand 602 an Masse liegt. An den Steuereingang des Transistors 601, bei¬ spielsweise an die Transistorbasis ist ein Komparator 603 mit

seinem Ausgang angelegt. Der nicht invertierende Eingang des Komparators 603 wird von einem Stromsollwert beaufschlagt, der beispielsweise mittels eines Mikrocomputers gewonnen wird. Der invertierende Eingang des Komparators 603 ist an der Seite des Meßwiderstands angeschlossen, die mit dem Transistor 601 ver¬ bunden ist.

Um den Energiefluß in der Antriebsspule 9, 600 unabhängig von der VersorgungsSpannung zu steuern, wird der von der Spule 9, 600 aufgenommene Strom durch den Meßwiderstand 602 gemessen. Erreicht dieser Strom den von einem Mikroprozessor als Strom¬ sollwert vorgegebenen Grenzwert, schaltet der Komparator 603 über den Leistungstransistor 601 den Strom für die Spule 9, 600 aus. Sobald der Stromistwert unter den Stromsollwert sinkt, schaltet der Transistor 601 über den Komparator 603 den Strom wieder ein. Die durch die Induktivität der Spule 9, 600 bedingte Stromanstiegsverzögerung verhindert ein zu schnelles*überschrei¬ ten des maximal zulässigen Stroms.

Danach kann der nächste Schaltzyklus beginnen und dieses Takten des Spulenstromes der Spule 9, 600 findet so lange statt, wie die den Stromsollwert liefernde Referenzspannung am nicht inver¬ tierenden Eingang des Komparators 603 anliegt.

Die erfindungsgemäße Schaltung stellt eine getaktete Stromquelle dar, wobei das Takten erst nach Erreichen des vom Mikroprozessor bereitgestellten Stromsollwertes einsetzt. Die Energie- und damit Mengensteuerung der Pumpeneinrichtug 1 kann mit dieser Schaltung in Kombination von Dauer und/oder Höhe der vom Mikro¬ prozessor bereitgestellten Referenzspannung erfolgen.