DE102010035722A1 - Method for operating internal combustion engine with two different fuel types, involves removing defined volume of fuel from manifold through associated valve after changing one fuel type into another fuel type - Google Patents

Method for operating internal combustion engine with two different fuel types, involves removing defined volume of fuel from manifold through associated valve after changing one fuel type into another fuel type Download PDF

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Abstract

The method involves removing a defined volume of fuel from a manifold (RR) through an associated valve (Vab) after changing a fuel type into another fuel type. The volume of fuel to be removed from the manifold is determined according to the fuel pressure in the manifold. The fuel pressure is set in the manifold by using a control loop which includes a pressure sensor (PS), a fuel metering unit (ZME) and a control unit (SGR). An independent claim is also included for an apparatus for operating an internal combustion engine with two different fuel types.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit zumindest zwei unterschiedlichen Kraftstoffsorten gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 bzw. 10.The invention relates to a method and apparatus for operating an internal combustion engine having at least two different types of fuel according to the preamble of patent claims 1 and 10, respectively.

Beim Betrieb einer Brennkraftmaschine mit zumindest zwei unterschiedlichen Kraftstoffsorten ist abhängig von den Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine jeweils die für die aktuellen Betriebsbedingungen geeignete Kraftstoffsorte in Reinform oder eine Mischung aus den zumindest zweien Kraftstoffsorten in den Brennraum einzuspritzen. Hierbei ist es insbesondere erforderlich, während des Betriebs der Brennkraftmaschine den Wechsel von einer Kraftstoffsorte zur anderen Kraftstoffsorte möglichst schnell vollziehen zu können. Nachteilig gelingt es mit herkömmlichen Einspritzsystemen zur Verwendung unterschiedlicher Kraftstoffe nur, die Kraftstoffe im Niederdruckbereich des Einspritzsystems zuzuführen oder abzuführen.When operating an internal combustion engine having at least two different types of fuel, the type of fuel suitable for the current operating conditions must be injected in pure form or a mixture of the at least two types of fuel into the combustion chamber, depending on the operating conditions of the internal combustion engine. In this case, it is particularly necessary to be able to carry out the change from one type of fuel to the other type of fuel as quickly as possible during operation of the internal combustion engine. The disadvantage of using conventional injection systems for the use of different fuels only to supply or remove the fuels in the low pressure region of the injection system.

Durch das bauartbedingt vorhandene Volumen der kraftstoffführenden Komponenten im Hochdruckbereich eines Einspritzsystems, beispielsweise eines „Common Rail Systems” von beispielsweise 350 ml und dem in diesem Hochdruckbereich stattfindenden Volumenstrom erfolgt der Wechsel der Kraftstoffsorte der letztlich zur Einspritzung in den Brennraum gelangt erst mit erheblichem zeitlichem Versatz nach dem Wechsel der Kraftstoffsorte bei der Zuführung im Niederdruckbereich des Einspritzsystems. Zudem findet nur in einem Teil des Hochdruckbereichs, beispielsweise in der Hochdruckpumpe, eine Durchmischung und Rückführung der Kraftstoffe in den Niederdruckbereich des Einspritzsystems statt, während beispielsweise in einem „Railrohr” eines Common Rail Systems im wesentlichen nur der tatsächlich zur Verbrennung eingespritzte Kraftstoff nachgeführt bzw. ersetzt wird.Due to the design-based existing volume of the fuel-carrying components in the high pressure region of an injection system, for example, a "common rail system" of, for example, 350 ml and held in this high-pressure area volume flow of the change of fuel grade ultimately takes place for injection into the combustion chamber only after a considerable time lag the change of the fuel grade in the supply in the low pressure region of the injection system. In addition, only in a part of the high-pressure region, for example in the high-pressure pump, a mixing and recycling of the fuels in the low-pressure region of the injection system takes place, while for example in a "rail tube" of a common rail system essentially only the fuel actually injected for combustion tracked or is replaced.

Der zeitliche Versatz beim Wechsel der Kraftstoffsorte in der Zuführung im Niederdruckbereich bis zur tatsächlichen Einspritzung in den Brennraum ist im wesentlichen abhängig von der Art des Einspritzsystems, der Geometrie der mit Kraftstoff beaufschlagten Komponenten und dem aktuell eingespritzten Kraftstoffvolumen pro Zeiteinheit. Für ein herkömmliches Common Rail System in der Applikation an einem beispielsweise 6 Zylinder Dieselmotor mit 12 Liter Hubraum und 350 kW Leistung bei einem spezifischen Kraftstoffverbrauch von beispielsweise 200 g/kWh beträgt die Zeit vom Wechsel der Kraftstoffsorte direkt an der Zuführung zur Hochdruckpumpe bei beispielsweise 350 ml Systemvolumen im Hochdruckbereich bis zu einer zumindest 90% Änderung der Kraftstoffsorte an den Injektoren bei Volllast näherungsweise 15 s. Diese Zeitspanne skaliert mit dem Kraftstoffverbrauch pro Zeit und liegt im Leerlauf demnach um den Faktor 20 höher, also im Bereich von 5 Minuten und mehr.The time lag when changing the fuel type in the supply in the low-pressure region to the actual injection into the combustion chamber is essentially dependent on the type of injection system, the geometry of the fuel-loaded components and the currently injected fuel volume per unit time. For a conventional common rail system in the application to an example 6 cylinder diesel engine with 12 liter displacement and 350 kW power at a specific fuel consumption of for example 200 g / kWh, the time from changing the fuel grade directly at the feed to the high pressure pump at, for example, 350 ml System volume in the high-pressure range up to an at least 90% change in the fuel grade at the injectors at full load approximately 15 s. This period of time scales with the fuel consumption per time and is therefore 20 times higher in idle, ie in the range of 5 minutes and more.

Kommen als Kraftstoffe beispielsweise Diesel und Pflanzenöl zum Einsatz sind bei hinreichend schneller Diskriminierung der Betriebsbedingungen und entsprechendem Wechsel der zugeführten Kraftstoffsorte im Niederdruckbereich diese zeitlichen Latenzen bis zum tatsächlichen Wechsel der Kraftstoffsorte bei der Einspritzung in den Brennraum für den sicheren und langzeitstabilen Betrieb des Motors ausreichend und problemlos.Come as fuels such as diesel and vegetable oil are used at sufficiently rapid discrimination of the operating conditions and corresponding change of the supplied fuel in the low pressure range, these time latencies until the actual change of fuel grade in the injection into the combustion chamber for the safe and long-term stable operation of the engine sufficiently and easily ,

Aus der DE 10 2008 006 841 sind bereits ein Verfahren und eine Vorrichtung bekannt, die den Betrieb eine Brennkraftmaschine mit Diesel und alkoholbasierten Kraftstoffen, insbesondere Ethanol beschreiben. In der Praxis ist damit der sichere Betrieb einer Brennkraftmaschine unter sich nur langsam ändernden Betriebsbedingungen möglich z. B. als stationärer Motor in der Kraft-Wärme-Kopplung in einem festen Betriebspunkt mit beispielsweise einer Mischung aus 50% Ethanol und 50% Diesel. Aufgrund der physikalischen Eigenschaften von alkoholbasierten Kraftstoffen erfordert jedoch z. B. der abrupte Übergang in den Betriebsbedingungen, beispielsweise von einer Volllastphase mit 50% Ethanol zu einer Leerlaufphase einen Wechsel der für die Einspritzung in den Brennraum bereitgestellten Kraftstoffe auf beispielsweise weniger als 10% Ethanolanteil innerhalb von wenigen Sekunden. Nach dem Stand der Technik wird dazu zunächst während der Volllastphase das neue Mischungsverhältnis eingestellt und erst danach auf den neuen Betriebspunkt, beispielsweise Leerlauf gewechselt. Nachteilig ist diese Vorgehensweise offensichtlich für herkömmliche Motoren, insbesondere mit einem „Common Rail System” im Einsatz von Fahrzeugen, die am Straßenverkehr teilnehmen, nicht praktikabel.From the DE 10 2008 006 841 A method and a device are already known which describe the operation of an internal combustion engine with diesel and alcohol-based fuels, in particular ethanol. In practice, the safe operation of an internal combustion engine with only slowly changing operating conditions is possible z. B. as a stationary engine in the cogeneration in a fixed operating point with, for example, a mixture of 50% ethanol and 50% diesel. Due to the physical properties of alcohol-based fuels, however, requires z. For example, the abrupt transition in the operating conditions, for example, from a full load phase with 50% ethanol to an idle phase, a change of the fuel provided for injection in the combustion chamber, for example, less than 10% ethanol content within a few seconds. According to the state of the art, the new mixing ratio is initially set during the full-load phase and only then changed over to the new operating point, for example idling. The disadvantage of this approach is obviously not practical for conventional engines, especially with a "common rail system" in the use of vehicles that participate in road traffic.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine zugehörige Vorrichtung zu schaffen, welche einen schnellen Wechsel von einer Kraftstoffsorte zu einer anderen Kraftsorte in einem Verteilerohr eines Einspritzsystems ermöglicht. Die Aufgabe wird ausgehend von den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1 und 10 jeweils durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.The object of the present invention is therefore to provide a method and an associated device which enables a rapid change from one type of fuel to another type of force in a distribution pipe of an injection system. The object is achieved on the basis of the features of the preamble of claim 1 and 10 respectively by its characterizing features.

Der wesentliche Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, dass nach einem Wechsel von beispielsweise der ersten Kraftstoffsorte zur zweiten Kraftstoffsorte oder vice versa ein definierten Kraftstoffvolumens aus dem Verteilerrohr über ein mit dem Verteilerrohr verbundenes Ventil abgeführt wird. Besonders vorteilhaft können mittels des beschriebenen Verfahren und der zugehörigen Vorrichtung vorhandene Einspritzsysteme, insbesondere in schweren Nutzfahrzeugen mit „Common Rail” Dieselmotoren, schnell und einfach nachgerüstet werden.The essential aspect of the method according to the invention can be seen in the fact that after a change from, for example, the first fuel grade to the second fuel grade or vice versa, a defined volume of fuel is removed from the manifold via a valve connected to the manifold. Particularly advantageous injection systems can be provided by means of the described method and the associated device, in particular in heavy commercial vehicles with " Common Rail "diesel engines, retrofitted quickly and easily.

Nach dem Stand der Technik wird der Kraftstoffdruck im Railrohr beispielsweise über eine Mengenzumesseinheit eingestellt. Als Sensor für den Regelkreis dient ein Raildrucksensor. Die Mengenzumesseinheit führt aus dem Niederdruckbereich des Einspritzsystems der Hochdruckpumpe eben soviel Kraftstoffvolumen zu, dass der im Steuergerät aktuell vorgegebene Raildruck korrekt ausgeregelt wird. Dieses ist regelungsseitig also nur indirekt via Raildrucksensor abhängig von dem durch die Injektoren abfließenden Kraftstoffvolumen. Der Raildruck ist bezogen auf den einzelnen Einspritzvorgang quasi statisch und kann beispielsweise in einem Bereich von 500 bar (Leerlauf) bis 2000 bar (Volllast) liegen. Das mittels der Injektoren tatsächlich zur Verbrennung eingespritzte Kraftstoffvolumen wird geregelt über den Raildruck und die Öffnungszeit des Injektors. Beides wird mittels des Steuergerätes abhängig von diversen Betriebsparametern beispielsweise über Kennfelder definiert.According to the prior art, the fuel pressure in the rail tube is set, for example via a Mengenzumesseinheit. The sensor used for the control loop is a rail pressure sensor. The Mengenzumesseinheit leads from the low pressure region of the injection system of the high pressure pump just as much fuel volume that the currently set in the control unit rail pressure is corrected correctly. This is the control side so only indirectly via rail pressure sensor depends on the volume of fuel flowing through the injectors. The rail pressure is based on the individual injection process quasi static and can, for example, in a range of 500 bar (idle) to 2000 bar (full load) are. The volume of fuel actually injected by the injectors for combustion is controlled via the rail pressure and the opening time of the injector. Both are defined by means of the control unit depending on various operating parameters, for example via maps.

Ausgehend von einem Common Rail Einspritzsystem wird am Railrohr bzw. Verteilerrohr erfindungsgemäß funktionell gesehen parallel zu den Injektoren ein weiteres Hochdruckventil angebracht. Mittels dieses Ventils kann mittels eines elektronischen Steuergerätes ein definierbares Kraftstoffvolumen pro Zeit aus dem Hochdruckbereich abgeführt werden. Vorteilhaft kann dafür einmodifizierter Injektor, vergleichbar zu den für die Einspritzung in den Brennraum verwendeten Injektoren eingesetzt werden. Für die Ansteuerung kann ebenso ein Steuergerät für eben diese Injektoren verwendet werden. Die Steuerroutine ist entsprechend der Anwendung anzupassen. Damit ist abhängig vom Kraftstoffdruck im Railrohr bzw. Verteilerrohr und der Ansteuerdauer des injektors das durch den Injektor abzufließende Volumen einstellbar. Common Rail Systeme arbeiten prinzipbedingt mit quasi statischem Raildruck unabhängig von Motordrehzahl und Stellung der Kolbens, so dass zu jeder Zeit über das zusätzliche Ventil Volumen abströmen kann.Starting from a common rail injection system, a further high-pressure valve is attached to the rail tube or distributor tube according to the invention functionally parallel to the injectors. By means of this valve, a definable fuel volume per time can be removed from the high pressure area by means of an electronic control unit. Advantageously, it can be used for a modified injector, comparable to the injectors used for the injection into the combustion chamber. For the control, a control unit for just these injectors can be used as well. The control routine must be adapted according to the application. This is dependent on the fuel pressure in the rail tube or manifold and the drive time of the injector to be discharged through the injector volume adjustable. Common Rail systems work with quasi-static rail pressure, regardless of engine speed and position of the piston, so that volume can flow out at any time via the additional valve.

Das zusätzliche Ventil ermöglicht es damit während des Betriebs einer Brennkraftmaschine mit Common Rail Einspritzsystem zu jederzeit ein genau definierbares Volumen an Kraftstoff aus dem Hochdruckbereich, beispielsweise dem Railrohr entnehmen zu können. Durch den vorhandenen Regelkreis mit Raildrucksensor und Mengenzumesseinheit wird eben dieses Volumen vom vorhandenen System aus dem Niederdruckbereich des Einspritzsystems nachgeführt. Bei Einhaltung der durch die Mengenzumesseinheit ausregelbaren maximalen Volumina geschieht dies ohne Beeinflussung des Raildrucks.The additional valve thus makes it possible at any time during the operation of an internal combustion engine with common rail injection system to be able to extract a precisely definable volume of fuel from the high-pressure region, for example the rail tube. Due to the existing control loop with rail pressure sensor and Mengenzumesseinheit just this volume is tracked by the existing system from the low pressure region of the injection system. In compliance with the maximum volume which can be regulated by the quantity metering unit, this is done without influencing the rail pressure.

Vorteilhaft kann damit beim Wechsel von einer Kraftstoffsorte zu einer anderen Kraftstoffsorte bei der Zuführung im Niederdruckbereich des Einspritzsystems der zeitliche Versatz bis zu einer zumindest 90% Änderung der Kraftstoffsorte an den Injektoren schnell vollzogen werden.Advantageously, when changing from one type of fuel to another type of fuel in the low-pressure region of the injection system, the time offset up to an at least 90% change in the type of fuel at the injectors can thus be completed quickly.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert werden. Zudem ergeben sich Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung auch aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele und aus der Figur. Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Auch wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht.The invention will be explained in more detail below with reference to an embodiment in conjunction with the figures. In addition, developments, advantages and possible applications of the invention also result from the following description of the embodiments and from the figure. In this case, all described and / or illustrated features alone or in any combination are fundamentally the subject of the invention, regardless of their summary in the claims or their dependency. Also, the content of the claims is made an integral part of the description.

Es wird aber ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Erfindung keinesfalls auf die angegebenen Beispiele beschränkt sein soll.It is expressly understood, however, that the invention should by no means be limited to the examples given.

Die Figur zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit zumindest zwei Kraftstoffsorten, wobei die Brennkraftmaschine ein Einspritzsystem, vorzugsweise ein Common Rail Einspritzsystem aufweist. Im folgenden wird die Brennkraftmaschine mit Serienmotor SM bezeichnet. Die relevanten Komponenten des Serienmotors SM sind in der Figur mittels einer strichliert gezeichneten Einrahmung versehen, wobei das gesamte Volumen der im Serienmotor SM vorhandenen kraftstoffführenden Komponenten mit VSM bezeichnet ist.The FIGURE shows a schematic block diagram of a device according to the invention for operating an internal combustion engine having at least two types of fuel, wherein the internal combustion engine has an injection system, preferably a common rail injection system. In the following, the internal combustion engine is referred to as a series engine SM. The relevant components of the series engine SM are provided in the figure by means of a dashed line framing, wherein the entire volume of existing in the series engine SM fuel-carrying components is designated by VSM.

Der Serienmotor SM weist beispielsweise ein Niederdrucksystem ND für die Kraftstoffversorgung auf. Dieses kann je nach Anwendung unterschiedlich ausgestaltet sein. Über die Leitung L1 wird über eine Mengenzumesseinheit ZME Kraftstoff Kn aus dem Niederdrucksystem ND entnommen und ein definiertes Kraftstoffvolumen KV über eine Leitung L2 von der Mengenzumesseinheit ZME zur Hochdruckpumpe HP geführt. Durch die Hochdruckpumpe HP wird über eine Leitung L3 der Kraftstoff zu einem Verteilerrohr RR gefördert, welches auch als Railrohr bezeichnet wird. Über das Verteilerrohr RR sind über mehrere Leitungen EL1 bis ELn die den jeweiligen Brennräumen B1 bis Bn zugeordneten Injektoren I1 bis In des Einspritzsystems angeschlossen. Für einen beispielhaften Serienmotor SM mit 6 Zylindern und damit einen ersten bis sechsten Brennraum B1 bis B6 sind beispielsweise erste bis sechste Leitungen EL1 bis EL6 und erste bis sechste Injektoren I1 bis I6 vorgesehen.The series engine SM has, for example, a low-pressure system ND for the fuel supply. This can be configured differently depending on the application. Via the line L1 fuel Kn is removed from the low pressure system ND via a Mengenzumesseinheit ZME and a defined fuel volume KV via a line L2 from the Mengenzumesseinheit ZME to the high pressure pump HP out. By the high-pressure pump HP, the fuel is conveyed via a line L3 to a manifold RR, which is also referred to as a rail tube. Via the distributor pipe RR, the injectors I1 to In of the injection system assigned to the respective combustion chambers B1 to Bn are connected via a plurality of lines EL1 to ELn. For an exemplary series engine SM with 6 cylinders and thus a first to sixth combustion chamber B1 to B6, for example, first to sixth lines EL1 to EL6 and first to sixth injectors I1 to I6 are provided.

Via Leitung L4 ist an das Verteilerrohr RR ein Drucksensor PS angeschlossen, der ein Messsignal p erzeugt, welches den durch die Hochdruckpumpe HP im Verteilerrohr RR erzeugten Druck des im Verteilerrohr RR befindlichen Kraftstoffes Kn anzeigt. Das Drucksignal p wird über die elektrische Verbindungsleitung S1 in einem Steuergerät SGR mittels einer Auswertroutine SAR ausgewertet und beispielsweise ein Vergleich des aktuellen Messsignals p mit einem Sollwert psoll vorgenommen und/oder mit anderen externen Sensorsignalen extSR verknüpft. Über die elektrische Verbindungsleitung S2 wird das über die Mengenzumesseinheit ZME der Hochdruckpumpe HP zugemessene Volumen KV des Kraftstoffes Kn eingestellt. Die Mengenzumesseinheit ZME ist mit einer Leitung L5 mit dem Niederdrucksystem ND des Serienmotors SM verbunden. Über das Steuergerät SGR und die Steuerleitung S2 wird ebenso das Volumen KVR des Kraftstoffes Kn eingestellt, das in das Niederdrucksystem ND zurücklaufen soll. Durch diesen Regelkreis kann somit der im Verteilerrohr RR herrschende Druck p auf einen Sollwert psoll eingeregelt werden. Via line L4, a pressure sensor PS is connected to the manifold RR, which generates a measurement signal p, which indicates the pressure generated by the high-pressure pump HP in the manifold RR pressure of the located in the manifold RR fuel Kn. The pressure signal p is evaluated via the electrical connection line S1 in a control unit SGR by means of an evaluation routine SAR and, for example, a comparison of the current measurement signal p is made with a desired value psoll and / or linked with other external sensor signals extSR. Via the electrical connection line S2, the volume KV of the fuel Kn metered via the quantity metering unit ZME of the high-pressure pump HP is set. The Mengenzumesseinheit ZME is connected by a line L5 to the low pressure system ND of the series engine SM. Via the control unit SGR and the control line S2, the volume KVR of the fuel Kn is also set, which is to run back into the low-pressure system ND. By this control circuit thus prevailing in the manifold RR pressure p can be adjusted to a setpoint psoll.

Die Injektoren I1 bis In dienen dazu, den Kraftstoff Kn aus dem Verteilerrohr RR in den jeweiligen Brennraum B1 bis Bn einzuspritzen. Dazu werden die Injektoren I1 bis In über die Steuerleitungen SI1 bis SIn mit einem weiteren Steuergerät SGI verbunden, welches abhängig von den Signalen mehrerer unterschiedlicher externer Sensoren extS mittels einer weiteren Auswerteroutine SAI jeweils zeitlich begrenzt ein definiertes Kraftstoffvolumen KVI1 bis KVIn in den Brennraum B1 bis Bn abfließen lässt. Insoweit entspricht das beschriebene System einem beispielhaften herkömmlichen Serienmotor SM.The injectors I1 to In serve to inject the fuel Kn from the distributor pipe RR into the respective combustion chamber B1 to Bn. For this purpose, the injectors I1 to In are connected via the control lines SI1 to SIn with a further control unit SGI, which depending on the signals of several different external sensors extS by means of a further evaluation routine SAI each limited time a defined fuel volume KVI1 to KVIn in the combustion chamber B1 to Bn drain. In that regard, the system described corresponds to an exemplary conventional series engine SM.

Dem Niederdrucksystem ND ist nun erfindungsgemäß ein System zur Zuführung verschiedener Kraftstoffsorten vorgelagert, und zwar im vorliegenden Ausführungsbeispiel einer ersten Kraftstoffsorte K1 und einer zweiten Kraftstoffsorte K2. Hierbei ist die erste Kraftstoffsorte K1 in einem ersten Kraftstofftank KST1 und die zweit Kraftstoffsorte K2 in einem zweiten Kraftstofftank KST2 aufgenommen. Die erste Kraftstoffsorte K1 und/oder die zweite Kraftstoffsorte K2 werden über eine erste bzw. zweite Leitung KL1, KL2 einer Kraftstoffregeleinheit KRE zugeführt. Die Kraftstoffregeleinheit KRE versorgt das Niederdrucksystem ND des Serienmotors SM mit der ersten Kraftstoffsorte K1 oder mit der zweiten Kraftstoffsorte K2 oder mit einer variablen Mischung Kn aus beiden Kraftstoffsorten K1, K2. Die Zuführung der Kraftstoffe K1, K2, Kn erfolgt über eine Leitung L6 und die die Rückführung des Kraftstoffes KnR aus dem Niederdrucksystem ND erfolgt via Leitung L7. Diese Anordnung entspricht einem herkömmlichen 2-Tank-System.The low-pressure system ND according to the invention is now preceded by a system for supplying different types of fuel, in the present embodiment, a first fuel grade K1 and a second fuel grade K2. Here, the first fuel K1 is included in a first fuel tank KST1 and the second fuel K2 in a second fuel tank KST2. The first fuel grade K1 and / or the second fuel grade K2 are supplied via a first or second line KL1, KL2 a fuel control unit KRE. The fuel control unit KRE supplies the low-pressure system ND of the series engine SM with the first fuel grade K1 or with the second fuel grade K2 or with a variable mixture Kn of both fuel types K1, K2. The supply of the fuels K1, K2, Kn via a line L6 and the return of the fuel KnR from the low pressure system ND via line L7. This arrangement corresponds to a conventional 2-tank system.

Erfindungsgemäß wird an das Verteilerrohr RR über eine Leitung Lab ein zusätzliches elektrisch ansteuerbares Ventil Vab angeschlossen. Dieses Ventil Vab weist eine Rücklaufleitung IR zur Kraftstoffregeleinheit KRE auf. Das Ventil Vab ist mittels einer Steuerleitung Sab mit einem Steuergerät SGV verbunden, das über eine Auswerteroutine SAV verfügt. Zusätzlich ist eine Sensorleitung SKRE zur Kraftstoffregeleinheit KRE vorgesehen mit dem die aktuell zugeführte Kraftstoffsorte Kn abgefragt wird, sowie Anschlüsse an diverse weitere externe Sensoren extSV bestehen.According to the invention, an additional electrically controllable valve Vab is connected to the distributor pipe RR via a line Lab. This valve Vab has a return line IR to the fuel control unit KRE. The valve Vab is connected by means of a control line Sab to a control unit SGV, which has an evaluation routine SAV. In addition, a sensor line SKRE to the fuel control unit KRE is provided with which the currently supplied fuel type Kn is queried, as well as connections to various other external sensors extSV exist.

Das Steuergerät SGV steuert mittels der Auswerteroutine SAV, insbesondere auf Basis der Sensorsignale extSV und der von der Kraftstoffregeleinheit KRE abgefragten Kraftstoffsorte Kn, das Abfließen eines definierten Volumens KVab aus dem Verteilerrohr RR. Gleichzeitig erfolgt über das Steuergerät SGR eine Nachregelung des Kraftstoffdruckes p im Verteilerrohr RR.The control unit SGV controls by means of the evaluation routine SAV, in particular on the basis of the sensor signals extSV and queried by the fuel control unit KRE fuel type Kn, the outflow of a defined volume KVab from the manifold RR. At the same time via the control unit SGR a readjustment of the fuel pressure p in the manifold RR.

Vorteilhaft kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, insbesondere nach einem Wechsel von beispielsweise der ersten Kraftstoffsorte K1 zur zweiten Kraftstoffsorte K2 an der Kraftstoffregeleinheit KRE und Kenntnis des gesamten Volumens der kraftstoffführenden Komponenten VSM im Serienmotor SM durch Abführen eines definierten Kraftstoffvolumens KVab aus dem Verteilerrohr RR über das Ventil Vab die im Serienmotor SM vorhandene Kraftstoffsorte K2 schnell durch die aktuelle Kraftstoffsorte K1 ersetzt werden.Advantageously, with the method according to the invention, in particular after a change from, for example, the first fuel grade K1 to the second fuel grade K2 at the fuel control unit KRE and knowledge of the total volume of the fuel-carrying components VSM in the series engine SM by discharging a defined fuel volume KVab from the manifold RR via the valve Vab existing in the series engine SM fuel K2 be replaced quickly by the current fuel grade K1.

Die Erfindung wurde voranstehend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben. Es versteht sich, dass zahlreiche Modifikationen und Änderungen der Erfindung möglich sind, ohne dass hierdurch der Erfindungsgedanke verlassen wird.The invention has been described above by means of an embodiment. It is understood that numerous modifications and variations of the invention are possible without departing from the inventive concept.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

  • SMSM
    Serienmotorseries engine
    VSMVSM
    Volumen der im Serienmotor vorhandenen kraftstofführenden KomponentenVolume of fuel-carrying components present in the production engine
    L1 bis L6L1 to L6
    KraftstoffleitungenFuel lines
    ZMEZME
    MengenzumesseinheitMengenzumesseinheit
    NDND
    NiederdrucksystemLow pressure system
    HPHP
    Hochdruckpumpehigh pressure pump
    RRRR
    Verteilerrohrmanifold
    EI1 bis ELNEI1 to ELN
    Leitungen zu den InjektorenLines to the injectors
    B1 bis BnB1 to Bn
    Brennräumecombustion chambers
    I1 bis InI1 to In
    Injektoreninjectors
    PSPS
    Drucksensorpressure sensor
    pp
    Messsignal DruckMeasuring signal pressure
    psollpsetpoint
    Sollwert für DruckSetpoint for pressure
    SGR SGR
    Steuergerät für KraftstoffdruckControl unit for fuel pressure
    extSRextSR
    externe Sensoren für SGRexternal sensors for SGR
    SARSAR
    Auswerteroutine im SGREvaluation routine in the SGR
    SGISGI
    Steuergerät für InjektorenControl unit for injectors
    extSIextSI
    externe Sensoren für SGIexternal sensors for SGI
    SAISAI
    Auswerteroutine im SGIEvaluation routine in the SGI
    SGVSGV
    Steuergerät für AbsteuerventilControl unit for shut-off valve
    extSVextSV
    externe Sensoren für SGVexternal sensors for SGV
    SAVSAV
    Auswerteroutine im SGVEvaluation routine in SGV
    K1K1
    Kraftstoffsorte 1Fuel grade 1
    K2K2
    Kraftstoffsorte 2Type of fuel 2
    KST1KST1
    Kraftstofftank 1Fuel tank 1
    KST2KST2
    Krafstofftank 2Fuel tank 2
    Knkn
    Kraftstoffsorte 1 oder Kraftstoffsorte 2 oder beliebige Mischung aus beidenType of fuel 1 or type of fuel 2 or any mixture of both
    S1 bis S2S1 to S2
    Steuerleitungencontrol lines
    SI1 bis SInSI1 to SIn
    Steuerleitungen zu den InjektorenControl lines to the injectors
    SKREskre
    Steuerleitung zu KREControl line to KRE
    KVKV
    Kraftstoffvolumen von der Mengenzumesseinheit Fuel volume from the Mengenzumesseinheit
    KVRKVR
    in das Niederdrucksystem zurücklaufendes Kraftstoffvolumenin the low pressure system returning fuel volume
    KVI1 bis KVInKVI1 to KVIn
    von den Injektoren eingespritztes KraftstoffvolumenFuel volume injected by the injectors
    KREKRE
    KraftstoffregeleinheitFuel control unit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102008006841 [0006] DE 102008006841 [0006]

Claims (10)

Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit einem Verteilerrohr (RR) mit zumindest einer ersten oder zweiten Kraftstoffsorte (K1, K2) oder einem variablen Gemisch (Kn) aus der zumindest ersten oder zweiten Kraftstoffsorte (K1, K2), wobei die erste und zweite Kraftstoffsorte (K1, K2) in jeweils einem Kraftstofftank (KST1, KST2) getrennt voneinander aufbewahrt werden, dadurch gekennzeichnet, dass nach einem Wechsel von beispielsweise der ersten Kraftstoffsorte (K1) zur zweiten Kraftstoffsorte (K2) oder vice versa ein definiertes Kraftstoffvolumen (KVab) aus dem Verteilerrohr (RR) über ein mit dem Verteilerrohr (RR) verbundenes Ventil (Vab) abgeführt wird.Method for operating an internal combustion engine having a distributor tube (RR) with at least one first or second type of fuel (K1, K2) or a variable mixture (Kn) of the at least first or second type of fuel (K1, K2), wherein the first and second types of fuel ( K1, K2) in each case a fuel tank (KST1, KST2) are stored separately from each other, characterized in that after a change from, for example, the first fuel grade (K1) to the second fuel grade (K2) or vice versa a defined fuel volume (KVab) from the Manifold (RR) via a with the manifold (RR) connected valve (Vab) is discharged. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass abhängig vom Kraftstoffdruck (p) im Verteilerrohr (RR) das abzuführende Kraftstoffvolumen (KVab) ermittelt wird.A method according to claim 1, characterized in that depending on the fuel pressure (p) in the manifold (RR) the discharged fuel volume (KVab) is determined. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffdruck (p) im Verteilerrohr (RR) mittels eines Regelkreises umfassend einen Drucksensor (PS), eine Kraftstoffzumesseinheit (ZME) und ein Steuergerät (SGR) eingestellt wird.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the fuel pressure (p) in the manifold (RR) by means of a control loop comprising a pressure sensor (PS), a Kraftstoffzumesseinheit (ZME) and a control unit (SGR) is set. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die im Verteilerrohr (RR) befindliche Kraftstoffsorte (K1, K2) oder das Gemisch (Kn) aus der zumindest ersten oder zweiten Kraftstoffsorte (K1, K2) über mehrere Injektoren (I1 bis In) einem zugeordneten Brennraum (B1 bis Bn) der Brennkraftmaschine zugeführt wird, wobei durch die Ansteuerdauer des jeweiligen Injektors (I1 bis In) das von dem Verteilerrohr (RR) über den Injektor (I1 bis In) abfließende Volumen einstellbar ist.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that in the manifold (RR) located fuel grade (K1, K2) or the mixture (Kn) from the at least first or second fuel grade (K1, K2) via a plurality of injectors (I1 to In) an associated combustion chamber (B1 to Bn) of the internal combustion engine is supplied, wherein by the control period of the respective injector (I1 to In) from the manifold (RR) via the injector (I1 to In) effluent volume is adjustable. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Injektoren (I1 bis In) gesteuert über ein Steuergerät (SGI) ein definiertes Kraftstoffvolumen (KVI1 bis KVIn) in die zugeordneten Brennräume (B1 bis Bn) abfließen lassen, und zwar abhängig von der Öffnungszeitdauer der Injektors (I1 bis In) und des Kraftstoffdruckes (p) im Verteilerrohr (RR).A method according to claim 4, characterized in that the injectors (I1 to In) controlled by a control unit (SGI) can flow a defined volume of fuel (KVI1 to KVIn) in the associated combustion chambers (B1 to Bn), depending on the opening period of Injector (I1 to In) and the fuel pressure (p) in the manifold (RR). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der durch die Abführung des definierten Kraftstoffvolumen (KVab) im Verteilerrohr (RR) entstehende Abfall des Kraftstoffdruckes (p) nachgeregelt wird, und zwar vorzugweise auf einen Drucksollwert (psoll).Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that by the discharge of the defined fuel volume (KVab) in the manifold (RR) resulting drop in the fuel pressure (p) is readjusted, preferably to a pressure setpoint (psoll). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffdruck (p) im Verteilerrohr (RR) unabhängig von der Motordrehzahl und/oder Kolbenstellung näherungsweise konstant gehalten wird.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the fuel pressure (p) in the distributor pipe (RR) is kept approximately constant independently of the engine speed and / or piston position. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abführung des definierten Kraftstoffvolumens (KVab) aus dem Verteilerrohr (RR) mittels eines steuerbaren Ventils (Vab) erfolgt.Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that the discharge of the defined fuel volume (KVab) from the manifold (RR) by means of a controllable valve (Vab) takes place. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Verteilerrohr (RR) maximal dasjenige Kraftstoffvolumen (KVab) abgeführt wird, welches zur Beibehaltung eines näherungsweise konstanten Kraftstoffdruckes (p) im Verteilerrohr (RR) durch die Kraftstoffzumesseinheit (ZME) in das Verteilerrohr (RR) wieder zuführbar ist.Method according to one of claims 3 to 8, characterized in that from the distributor pipe (RR) at most that fuel volume (KVab) is discharged, which for maintaining an approximately constant fuel pressure (p) in the manifold (RR) by the fuel metering unit (ZME) in the manifold (RR) can be fed again. Vorrichtung zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit einem Verteilerrohr (RR) mit zumindest einer ersten oder zweiten Kraftstoffsorte (K1, K2) oder einem variablen Gemisch (Kn) aus der zumindest ersten oder zweiten Kraftstoffsorte (K1, K2), wobei die erste und zweite Kraftstoffsorte (K1, K2) in jeweils einem Kraftstofftank (KST1, KST2) getrennt voneinander aufbewahrt werden, dadurch gekennzeichnet, dass zur Abführung eines definierten Kraftstoffvolumens (KVab) aus dem Verteilerrohr (RR) nach einem Wechsel von beispielsweise der ersten Kraftstoffsorte (K1) zur zweiten Kraftstoffsorte (K2) oder vice versa ein mit dem Verteilerrohr (RR) verbundenes, vorzugsweise steuerbares Ventil (Vab) vorgesehen ist.Device for operating an internal combustion engine having a distributor tube (RR) with at least one first or second type of fuel (K1, K2) or a variable mixture (Kn) of the at least first or second type of fuel (K1, K2), wherein the first and second types of fuel ( K1, K2) in each case a fuel tank (KST1, KST2) are stored separately from each other, characterized in that for discharging a defined volume of fuel (KVab) from the manifold (RR) after a change from, for example, the first fuel grade (K1) to the second fuel grade (K2) or vice versa a with the manifold (RR) connected, preferably controllable valve (Vab) is provided.
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