DE102019209796A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Druckregelung bei einem Kraftstoffhochdruckeinspritzsystem - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Druckregelung bei einem Kraftstoffhochdruckeinspritzsystem Download PDF

Info

Publication number
DE102019209796A1
DE102019209796A1 DE102019209796.0A DE102019209796A DE102019209796A1 DE 102019209796 A1 DE102019209796 A1 DE 102019209796A1 DE 102019209796 A DE102019209796 A DE 102019209796A DE 102019209796 A1 DE102019209796 A1 DE 102019209796A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
pressure
fuel
values
relief valve
value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102019209796.0A
Other languages
English (en)
Inventor
Michael Wirkowski
Walter Sassler
Jan Kempinger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vitesco Technologies GmbH
Original Assignee
Vitesco Technologies GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vitesco Technologies GmbH filed Critical Vitesco Technologies GmbH
Priority to DE102019209796.0A priority Critical patent/DE102019209796A1/de
Priority to CN202080048904.5A priority patent/CN114026320A/zh
Priority to PCT/EP2020/068454 priority patent/WO2021001396A1/de
Priority to KR1020227003527A priority patent/KR20220049509A/ko
Publication of DE102019209796A1 publication Critical patent/DE102019209796A1/de
Priority to US17/644,002 priority patent/US20220099045A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M45/00—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/3809—Common rail control systems
    • F02D41/3836—Controlling the fuel pressure
    • F02D41/3845—Controlling the fuel pressure by controlling the flow into the common rail, e.g. the amount of fuel pumped
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/3809—Common rail control systems
    • F02D41/3836—Controlling the fuel pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/3809—Common rail control systems
    • F02D41/3836—Controlling the fuel pressure
    • F02D41/3863—Controlling the fuel pressure by controlling the flow out of the common rail, e.g. using pressure relief valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/44—Details, components parts, or accessories not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M59/02 - F02M59/42; Pumps having transducers, e.g. to measure displacement of pump rack or piston
    • F02M59/46—Valves
    • F02M59/462—Delivery valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/04—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/18—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0012—Valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M65/00—Testing fuel-injection apparatus, e.g. testing injection timing ; Cleaning of fuel-injection apparatus
    • F02M65/003—Measuring variation of fuel pressure in high pressure line
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/26—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using computer, e.g. microprocessor
    • F02D41/28—Interface circuits
    • F02D2041/281—Interface circuits between sensors and control unit
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/26—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using computer, e.g. microprocessor
    • F02D41/28—Interface circuits
    • F02D2041/286—Interface circuits comprising means for signal processing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/06—Fuel or fuel supply system parameters
    • F02D2200/0602—Fuel pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/10—Parameters related to the engine output, e.g. engine torque or engine speed
    • F02D2200/101—Engine speed

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Druckregelung bei einem ein Überdruckventil aufweisenden Kraftstoffhochdruckeinspritzsystem, bei welchem Druckpulsationen auftreten, die durch ein Einpumpen von Kraftstoff in einen Kraftstoffhochdruckspeicher und eine Entnahme von Kraftstoff aus dem Kraftstoffhochdruckspeicher verursacht werden, mit folgenden Schritten:- Erfassen von Druckwerten des im Kraftstoffhochdruckspeicher befindlichen Kraftstoffs,- Vergleichen der erfassten Druckwerte mit einem Drucksollwert und- Durchführen einer Druckregelung, bei welcher der im Kraftstoffhochdruckspeicher herrschende Kraftstoffdruck auf den Drucksollwert geregelt wird, wobei bei der Druckregelung ein Druckspitzenwert der erfassten Druckwerte als Druckistwert verwendet wird.Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Druckregelung bei einem Kraftstoffhochdruckei nspritzsystem.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Druckregelung bei einem Kraftstoffhochdruckeinspritzsystem.
  • Bei Kraftstoffhochdruckeinspritzsystemen für Brennkraftmaschinen wird Kraftstoff zum Einspritzen in einen Brennraum von einem Kraftstoffhochdruckspeicher zur Verfügung gestellt, welcher den Kraftstoffeinspritzventilen der Brennkraftmaschine vorgelagert ist. Der im Kraftstoffhochdruckspeicher benötigte Hochdruck wird durch ein Einpumpen des Kraftstoffs mittels einer Kraftstoffhochdruckpumpe erzeugt. Dieses Einpumpen von Kraftstoff führt zu einer Druckerhöhung im Kraftstoffhochdruckspeicher. Zu einer Einspritzung des Kraftstoffs in einen jeweiligen Brennraum der Brennkraftmaschine wird Kraftstoff aus dem Kraftstoffhochdruckspeicher entnommen und durch die Kraftstoffeinspritzventile (Kraftstoffinjektoren) in den jeweiligen Brennraum eingespritzt. Diese Einspritzvorgänge bewirken eine Druckabsenkung im Kraftstoffhochdruckspeicher. Durch das Einpumpen des Kraftstoffs in den Kraftstoffhochdruckspeicher und das Einspritzen des aus dem Kraftstoffhochdruckspeicher ausgegebenen Kraftstoffs entsteht eine Druckpulsation.
  • Kraftstoffhochdruckeinspritzsysteme weisen üblicherweise ein an den Kraftstoffhochdruckspeicher angeschlossenes Überdruckventil auf. Dieses ist dazu vorgesehen, einen von beliebigen Fehlfunktionen verursachten Druckanstieg im Kraftstoffhochdruckspeicher zu limitieren. Tritt in derartigen Kraftstoffhochdruckeinspritzsystemen eine derartige Fehlfunktion auf, dann wird das Überdruckventil geöffnet, so dass Kraftstoff aus dem Kraftstoffhochdruckspeicher durch das Überdruckventil und eine Kraftstoffrückleitung beispielsweise in den Kraftstofftank zurückgeleitet werden kann. Das genannte Überdruckventil dient weiterhin dazu, einen durch Motorabwärme verursachten zu hohen Druckanstieg im Kraftstoffhochdruckspeicher zu verhindern. Der Öffnungsdruck des Überdruckventils muss bei der Auslegung des Kraftstoffhochdruckeinspritzsystems auf einen so hohen Druckwert gelegt werden, dass die oben genannten Pulsationen im Normalbetrieb des Kraftstoffhochdruckeinspritzsystems das Überdruckventil nicht öffnen.
  • Diese Auslegung muss unter Berücksichtigung von im Normalbetrieb auftretenden Maximalwerten erfolgen, beispielsweise unter Berücksichtigung von sehr hohen Drehzahlen, sehr hohen und sehr niedrigen Außentemperaturen, maximal zugelassenen Einspritzmassen und der jeweiligen Dimensionierung des Kraftstoffhochdruckspeichers. Aufgrund der Notwendigkeit, eine Auslegung des Kraftstoffhochdruckeinspritzsystems unter Berücksichtigung von im Normalbetrieb auftretenden Maximalwerten vornehmen zu müssen, muss der Öffnungsdruck des Überdruckventils auf einen sehr hohen Druckwert eingestellt werden. Damit sind Nachteile verbunden. Beispielsweise kann der durch Motorabwärme verursachte hohe Druckanstieg sehr hoch sein. Deshalb müssen auch die Kraftstoffinjektoren in der Lage sein, bei einem derart hohen Druck Einspritzungen vornehmen zu können. Dies erfordert eine Verwendung vergleichsweise teurer Kraftstoffinjektoren und erzeugt des Weiteren einen Zielkonflikt mit der Einspritzgenauigkeit bei kleinen Einspritzmassen. Ferner muss das verwendete, elektrisch ansteuernde Motorsteuergerät eine vergleichsweise hohe Energie zur Verfügung stellen. Auch dies verursacht höhere Kosten und bringt weitere Nachteile mit sich.
  • Des Weiteren wird bei bekannten Verfahren zur Druckregelung bei einem Kraftstoffhochdruckeinspritzsystem die Druckregelung unter Verwendung eines Reglers durchgeführt, der den mittleren Druck regelt. Ein P-I-Regler (Proportional-Integral-Regler), der den mittleren Druck regelt, kann die Druckspitzenhöhe der Druckpulsation nicht beeinflussen.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, bei denen die vorstehend genannten Nachteile nicht auftreten.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen sowie eine Vorrichtung mit den im Anspruch 11 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung werden bei einem Verfahren zur Druckregelung bei einem ein Überdruckventil aufweisenden Kraftstoffhochdruckeinspritzsystem, bei welchem Druckpulsationen auftreten, die durch ein Einpumpen von Kraftstoff in einen Kraftstoffhochdruckspeicher und eine Entnahme von Kraftstoff aus dem Kraftstoffhochdruckspeicher verursacht werden, folgende Schritte durchgeführt:
    • - Erfassen von Druckwerten des im Kraftstoffhochdruckspeicher befindlichen Kraftstoffs,
    • - Vergleichen der erfassten Druckwerte mit einem Drucksollwert und
    • - Durchführen einer Druckregelung, bei welcher der im Kraftstoffhochdruckspeicher herrschende Kraftstoffdruck auf den Drucksollwert geregelt wird,
    dadurch gekennzeichnet, dass bei der Druckregelung ein Druckspitzenwert der erfassten Druckwerte als Druckistwert verwendet wird.
  • Vorteile der Erfindung bestehen darin, dass alle Parameter, die sich negativ auf die Höhe der Druckpulsation auswirken können, nicht mehr bestimmend für die im Normalbetrieb tatsächlich auftretenden Druckspitzen sind. Die Auslegung des Kraftstoffhochdruckeinspritzsystems kann in vorteilhafter Weise auf den Solldruck erfolgen. Der Öffnungsdruck des Überdruckventils kann entsprechend sinnvoll eingestellt werden.
  • Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass bei bekannten Verfahren insbesondere bei sehr hohen Motordrehzahlen auftretende Aliasingeffekte reduziert oder ganz verhindert werden.
  • Weitere vorteilhafte Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus deren Erläuterung anhand der Figuren. Es zeigt
    • 1 eine Blockdarstellung eines Kraftstoffhochdruckeinspritzsystems,
    • 2 ein Diagramm zur Veranschaulichung einer bekannten Druckregelung bei einem Kraftstoffhochdruckeinspritzsystem,
    • 3 ein Diagramm zur Veranschaulichung einer erfindungsgemäßen Druckregelung bei einem Kraftstoffhochdruckeinspritz-system,
    • 4 eine Blockdarstellung zur Veranschaulichung der Arbeitsweise eines Reglers und
    • 5 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Ermittlung eines zur Regelung verwendeten Druckspitzenwertes.
  • Die 1 zeigt eine Blockdarstellung eines Kraftstoffhochdruckeinspritzsystems, bei welchem ein erfindungsgemäßes Druckregelungsverfahren verwendet werden kann.
  • Bei diesem Kraftstoffhochdruckeinspritzsystem wird von einem nicht dargestellten Kraftstofftank Kraftstoff bereitgestellt, der über eine Kraftstoffzuleitung 9 einer Hochdruckpumpeneinheit 1 zugeführt wird. Von einer dieser Hochdruckpumpeneinheit 1 zugehörigen Hochdruckpumpe wird der Kraftstoff auf einen hohen Druck gebracht und dann an einen Kraftstoffhochdruckspeicher 2 weitergegeben. Der in diesem Kraftstoffhochdruckspeicher 2 befindliche, unter einem hohen Druck stehende Kraftstoff wird zur Durchführung von Einspritzvorgängen aus dem Kraftstoffhochdruckspeicher 2 entnommen und einer Injektorvorrichtung 5 zugeführt, die mehrere Injektoren 6 aufweist. Mittels dieser Injektoren wird der Kraftstoff in Brennräume 7 eines jeweiligen Kraftfahrzeugs eingespritzt.
  • Der Hochdruckpumpeneinheit 1 werden von einem Regler 8 Steuersignale st1 zugeführt, die den Betrieb der Hochdruckpumpe steuern. Der Injektorvorrichtung 5 werden vom Regler 8 Steuersignale st2 zugeführt, die die mittels der Injektoren 6 durchgeführten Einspritzvorgänge steuern.
  • Der Regler 8 ermittelt die genannten Steuersignale st1 und st2 sowie weitere Steuersignale st3 - sty unter Verwendung von Sensorsignalen s1 und weiterer Sensorsignale s2 - sx sowie unter Verwendung von hinterlegter Software. Bei den Sensorsignalen s1 handelt es sich um von einem Hochdrucksensor 4 bereitgestellte Drucksignale, die Auskunft über den Druck des im Kraftstoffhochdruckspeicher 2 gespeicherten Kraftstoffs geben. Bei den weiteren Sensorsignalen handelt es sich beispielsweise um die Ausgangssignale eines Drehzahlsensors, welches Auskunft über die Drehzahl des Motors gibt, und um Ausgangssignale von Temperatursensoren, die Auskunft über an verschiedenen Stellen des Motors gemessene Temperaturen geben. Weitere Eingangssignale, die dem Regler 8 zugeführt werden, sind beispielsweise Signale, die Informationen über die Kraftstoffart des im Tank des Kraftfahrzeugs befindlichen Kraftstoffs geben, Signale, die Informationen über die Größe des verwendeten Kraftstoffhochdruckspeichers enthalten, und Signale, die Informationen über eine eventuelle Überlagerung der Pumpenförderung mit der Einspritzung geben.
  • An den Kraftstoffhochdruckspeicher 2 ist ein Überdruckventil 3 angeschlossen, welches einen vorgegebenen Öffnungsdruck aufweist. Übersteigt der Druck des im Kraftstoffhochdruckspeicher 2 befindlichen Kraftstoffs den Öffnungsdruck des Überdruckventils 3, dann wird dieses durchlässig und leitet Kraftstoff aus dem Kraftstoffhochdruckspeicher 2 über eine Kraftstoffrückleitung 10 in den nicht dargestellten Kraftstofftank zurück.
  • Bei dem in der 1 dargestellten Kraftstoffhochdruckeinspritzsystem handelt es sich um ein Common-Rail-Diesel-Einspritzsystem. Alternativ dazu kann es sich bei dem Kraftstoffhochdruckeinspritzsystem auch um ein Benzinhochdruckeinspritzsystem handeln. In diesem Fall ist das Überdruckventil integrierter Bestandteil der Hochdruckpumpeneinheit 1.
  • Bei herkömmlichen Verfahren zur Druckregelung bei einem ein Überdruckventil aufweisenden Kraftstoffhochdruckeinspritzsystem erfolgt die Regelung des Kraftstoffdruckes im Kraftstoffhochdruckspeicher 2 mittels eines Reglers, der für jeden Pumpenhub einen mittleren Druck des Kraftstoffs auf einen vorgegebenen Sollwert regelt. Bei dieser Regelung wird das Hochdrucksignal zu einer Ermittlung eines gemittelten Druckistwertes mit einer Abtastfrequenz von 1 KHz abgetastet und dann gemittelt. Diese Vorgehensweise ist in der 2 veranschaulicht, in welcher der Verlauf des Drucksignals p und der Druckmittelwert pm dargestellt sind. Des Weiteren ist aus der 2 ersichtlich, dass der Verlauf des Drucksignals p ansteigende und abfallende Flanken aufweist, die insgesamt eine Druckpulsation darstellen. Dabei entsprechen die mit dem Wort „Delivery“ bezeichneten ansteigenden Flanken einem Einpumpen von Kraftstoff in den Kraftstoffhochdruckspeicher 2, bei welchem der Druck im Kraftstoffhochdruckspeicher 2 erhöht wird, und die mit dem Wort „Injection“ bezeichneten abfallenden Flanken einer Entnahme von Kraftstoff aus dem Kraftstoffhochdruckspeicher 2, aufgrund welcher der Druck im Kraftstoffhochdruckspeicher 2 wieder abfällt.
  • Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Druckregelung bei einem ein Überdruckventil aufweisenden Kraftstoffhochdruckeinspritzsystem erfolgt die Regelung des Kraftstoffdruckes im Kraftstoffhochdruckspeicher 2 im Unterschied zu der anhand der 2 erläuterten Vorgehensweise mittels eines Reglers, der einen Druckspitzenwert der erfassten Druckwerte als Druckistwert verwendet. Diese Vorgehensweise ist in der 3 veranschaulicht, in welcher der Verlauf des Drucksignals p und der Verlauf der Druckspitzenwerte ps dargestellt ist. Des Weiteren ist auch aus der 3 ersichtlich, dass der Verlauf des Drucksignals ansteigende und abfallende Flanken aufweist, die insgesamt eine Druckpulsation darstellen. Dabei entsprechen die mit dem Wort „Delivery“ bezeichneten ansteigenden Flanken einem Einpumpen von Kraftstoff in den Kraftstoffhochdruckspeicher 2, bei welchem der Druck im Kraftstoffhochdruckspeicher 2 erhöht wird, und die mit dem Wort „Injection“ bezeichneten abfallenden Flanken einer Entnahme von Kraftstoff aus dem Kraftstoffhochdruckspeicher 2, aufgrund welcher der Druck im Kraftstoffhochdruckspeicher 2 wieder abfällt.
  • Die 4 zeigt eine Blockdarstellung zur Veranschaulichung der Arbeitsweise eines Reglers, der zur Steuerung eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist.
  • Dieser Regler weist eine Druckwertacquisition auf, bei welcher eine deutlich höhere Abtastfrequenz zur Abtastung des Drucksignals verwendet wird. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel werden die am Eingang vorliegenden, vom Hochdrucksensor 4 bereitgestellten Drucksignale p in einem A/D-Wandler 11 mit einer Abtastfrequenz von 16 KHz abgetastet, so dass pro Millisekunde 16 Druckwerte vorliegen.
  • Diese Druckwerte werden in einen Pufferspeicher 12 eingelesen, welcher beispielsweise 32 Speicherplätze aufweist.
  • Aus diesem Pufferspeicher werden jede Millisekunde die genannten 16 Druckwerte an eine Weiterverarbeitungssoftware 13
    Ausgegeben und in dieser weiterverarbeitet. Im Rahmen dieser Weiterverarbeitung kann bei Bedarf eine Digitalfilterung mittels eines Digitalfilters 14 vorgenommen werden, welche die Aufgabe hat, eventuell vorhandene Störkomponenten im Ausgangssignal des Pufferspeichers zu dämpfen oder auszufiltern. Bei diesen Störkomponenten handelt es sich beispielsweise um höherfrequente Komponenten, die außerhalb des für die Anwendung zu betrachtenden Bereichs liegen z.B. 1 kHz.
  • Die vom Pufferspeicher 12 oder dem Digitalfilter 14 ausgegebenen Signale werden einer Druckspitzenwertermittlung 15 zugeführt. In dieser Druckspitzenwertermittlung 15 wird für jedes Motorsegment 17 aus den innerhalb dieses Motorsegments vorliegenden Signalen ein Druckspitzenwert ps ermittelt, der der Regelung 16 bereitgestellt wird und von dieser im jeweils darauffolgenden Motorsegment als Druckistwert für den Regelungsvorgang verwendet wird. Bei diesem Regelungsvorgang vergleicht der Regler den bereitgestellten Druckistwert mit einem vorgegebenen, empirisch ermittelten oder vom Fahrzeughersteller vorgegebenen Drucksollwert und regelt den Druck im Kraftstoffhochdruckspeicher 2 auf den vorgegebenen Drucksollwert. Zu diesem Zweck generiert der Regler Steuersignale st1, die der in der 1 dargestellten Pumpeneinheit 1 bereitgestellt werden, so dass je nach Bedarf mehr oder weniger Kraftstoff in den Kraftstoffhochdruckspeicher 2 gepumpt wird.
  • Die 5 zeigt ein Diagramm, in welchem die Ermittlung eines zur Regelung verwendeten Druckspitzenwertes detaillierter dargestellt ist.
  • In der 5 ist der Verlauf des analogen Drucksignals p gezeigt, welches dem im Kraftstoffhochdruckspeicher 2 vorliegenden Druck entspricht. Dieses Drucksignal p wird in dem in der 3 gezeigten A/D-Wandler 11 mit einer Abtastfrequenz von 16 KHz abgetastet, so dass pro Millisekunde insgesamt 16 Druckwerte vorliegen. Diese 16 Druckwerte sind für jede Millisekunde in einem rechteckigen Kästchen veranschaulicht und werden im Pufferspeicher 12 hinterlegt. Eines dieser Kästchen ist in der 5 mit dem Bezugszeichen pms versehen, wobei pms die insgesamt 16 Druckwerte, die in dieser Millisekunde vorliegen, bezeichnet. Bei einem dieser 16 Druckwerte handelt es sich um einen Druckmaximalwert in dieser Millisekunde, wobei dieser Druckmaximalwert nach Weiterleitung der im Pufferspeicher 12 zwischengespeicherten Druckwerte an die Druckspitzenwertermittlung 15 in dieser Druckspitzenwertermittlung 15 ermittelt wird. Dieser Druckmaximalwert dieser Millisekunde ist mit dem Bezugszeichen Max bezeichnet. In den weiteren in der 5 gezeigten rechteckigen Kästchen sind wiederum jeweils 16 Druckwerte veranschaulicht, die den in der jeweiligen Millisekunde vorliegenden Druckwerten entsprechen, von denen wiederum einer der Druckmaximalwert Max für die jeweils zugehörige Millisekunde ist.
  • Ferner ist in der 5 ein Motorsegment 17 veranschaulicht. Ein Motorsegment entspricht dabei dem Abstand zwischen dem oberen Totpunkt eines Injektors und dem nächsten oberen Totpunkt des Injektors. Dieses Motorsegment hat beim gezeigten Ausführungsbeispiel eine Segmentzeit, die 7 Millisekunden beträgt. Diese Segmentzeit variiert mit der Drehzahl der Brennkraftmaschine, die beim gezeigten Ausführungsbeispiel 4285 Umdrehungen pro Minute ist.
  • Als Druckspitzenwert ps für das in der 5 dargestellte Motorsegment 17 wird in der Druckspitzenwertermittlung 15 derjenige Maximalwert Max ermittelt, der den höchsten Druckwert aufweist. Dieser ist in der 5 mit dem Bezugszeichen ps bezeichnet und wird von der Druckspitzenwertermittlung 15 an die Regelung 16 weitergegeben, die diesen Druckwert bei der Regelung als Druckistwert ps für das nachfolgende Motorsegment verwendet.
  • Beim vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel werden bei der Ermittlung des Druckspitzenwertes für ein jeweiliges Motorsegment alle vom A/D-Wandler bereitgestellten Druckwerte verwendet. Alternative Ausführungsformen bestehen darin, nicht alle vom A/D-Wandler bereitgestellten Druckwerte bei der Ermittlung des Druckspitzenwertes für ein jeweiliges Motorsegment zu verwenden, sondern beispielsweise nur jeden zweiten, jeden dritten oder jeden vierten Druckwert. Dabei kann die Anzahl der verwendeten Druckwerte abhängig von der Motordrehzahl derart gewählt werden, dass stets eine vorgegebene Mindestzahl von Druckwerten pro Motorsegment vorliegt. Durch eine derartige Reduzierung der Anzahl der zur Ermittlung eines Druckspitzenwertes verwendeten Druckwerte kann die zur Ermittlung eines jeweiligen Druckspitzenwertes benötigte Abtastfrequenz entsprechend der auftretenden Pulsationsfrequenz angepasst werden um z.B. Alisingeffekte auszuschließen und die benötigte Puffergröße in Grenzen zu halten.
  • Bei der vorliegenden Erfindung wird nach alledem nicht der mittlere Druck auf einen Sollwert geregelt und der Öffnungsdruck des Überdruckventils auf eine in einem worst-case-Fall auftretende Druckspitze dimensioniert, sondern es erfolgt eine Regelung eines Druckspitzenwertes in jedem Motorsegment auf einen Sollwert und eine Einstellung des Öffnungsdrucks des Überdruckventils auf einen Wert, der beim Vorliegen jedes im Normalbetrieb auftretenden Betriebspunkts nicht zu einem Öffnen des Überdruckventils führt. Dabei werden die auftretenden Pulsationen im Betrieb derart eingeregelt, dass der maximale Druck den Solldruck nicht überschreitet.

Claims (13)

  1. Verfahren zur Druckregelung bei einem ein Überdruckventil aufweisenden Kraftstoffhochdruckeinspritzsystem, bei welchem Druckpulsationen auftreten, die durch ein Einpumpen von Kraftstoff in einen Kraftstoffhochdruckspeicher und eine Entnahme von Kraftstoff aus dem Kraftstoffhochdruckspeicher verursacht werden, mit folgenden Schritten: - Erfassen von Druckwerten des im Kraftstoffhochdruckspeicher befindlichen Kraftstoffs, - Vergleichen der erfassten Druckwerte mit einem Drucksollwert und - Durchführen einer Druckregelung, bei welcher der im Kraftstoffhochdruckspeicher herrschende Kraftstoffdruck auf den Drucksollwert geregelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Druckregelung ein Druckspitzenwert der erfassten Druckwerte als Druckistwert verwendet wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für jedes Motorsegment ein Druckspitzenwert ermittelt wird und für das darauffolgende Motorsegment als Druckistwert verwendet wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Motorsegment eine Segmentdauer von mehreren Millisekunden hat.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass pro Millisekunde mehrere Druckwerte erfasst werden.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erfassten Druckwerte in einen Pufferspeicher eingeschrieben werden.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die im Pufferspeicher hinterlegten Druckwerte aus dem Pufferspeicher ausgelesen und mittels einer Weiterverarbeitungssoftware weiterverarbeitet werden.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Weiterverarbeitungssoftware nur ein Teil der pro Millisekunde erfassten Druckwerte weiterverarbeitet wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der von der Weiterverarbeitungssoftware weiterverarbeiteten Druckwerte von der Motordrehzahl abhängig ist.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6-8, dadurch gekennzeichnet, dass die Weiterverarbeitungssoftware aus den für jede Millisekunde eines Motorsegments erfassten Druckwerten einen Druckmaximalwert ermittelt und den Druckspitzenwert für dieses Motorsegment aus allen Druckmaximalwerten dieses Motorsegments ermittelt.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungsdruck des Überdruckventils auf einen empirisch ermittelten konstanten Druckwert eingestellt wird, der im Normalbetrieb des Kraftstoffhochdruckeinspritzsystems größer ist als der ermittelte Druckspitzenwert.
  11. Vorrichtung zur Druckregelung bei einem ein Überdruck-ventil (3) aufweisenden Kraftstoffhochdruckeinspritzsystem, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Regler (8) aufweist, der zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Überdruckventil (3) in einer Hochdruckpumpeneinheit (1) angeordnet ist.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Überdruckventil (3) an den Kraftstoffhochdruckspeicher (2) angeschlossen ist.
DE102019209796.0A 2019-07-03 2019-07-03 Verfahren und Vorrichtung zur Druckregelung bei einem Kraftstoffhochdruckeinspritzsystem Pending DE102019209796A1 (de)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019209796.0A DE102019209796A1 (de) 2019-07-03 2019-07-03 Verfahren und Vorrichtung zur Druckregelung bei einem Kraftstoffhochdruckeinspritzsystem
CN202080048904.5A CN114026320A (zh) 2019-07-03 2020-07-01 用于在燃料高压喷射***中调节压力的方法和装置
PCT/EP2020/068454 WO2021001396A1 (de) 2019-07-03 2020-07-01 Verfahren und vorrichtung zur druckregelung bei einem kraftstoffhochdruckeinspritzsystem
KR1020227003527A KR20220049509A (ko) 2019-07-03 2020-07-01 고압 연료 분사 시스템의 압력을 조절하는 방법 및 디바이스
US17/644,002 US20220099045A1 (en) 2019-07-03 2021-12-13 Method and Device for Pressure Regulation in a Fuel Hight-Pressure Injection System

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019209796.0A DE102019209796A1 (de) 2019-07-03 2019-07-03 Verfahren und Vorrichtung zur Druckregelung bei einem Kraftstoffhochdruckeinspritzsystem

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102019209796A1 true DE102019209796A1 (de) 2021-01-07

Family

ID=71527766

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102019209796.0A Pending DE102019209796A1 (de) 2019-07-03 2019-07-03 Verfahren und Vorrichtung zur Druckregelung bei einem Kraftstoffhochdruckeinspritzsystem

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20220099045A1 (de)
KR (1) KR20220049509A (de)
CN (1) CN114026320A (de)
DE (1) DE102019209796A1 (de)
WO (1) WO2021001396A1 (de)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040107944A1 (en) * 2002-12-03 2004-06-10 Isuzu Motors Limited Filter processing device for detecting values of common rail pressure and common rail fuel injection control device
DE102009031529B3 (de) * 2009-07-02 2010-11-11 Mtu Friedrichshafen Gmbh Verfahren zur Steuerung und Regelung einer Brennkraftmaschine

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04244933A (ja) * 1991-01-31 1992-09-01 Fuji Heavy Ind Ltd エンジンのノッキング検出装置
JP4591490B2 (ja) * 2007-08-31 2010-12-01 株式会社デンソー 燃圧制御装置及び燃圧制御システム
JP5040884B2 (ja) * 2008-10-09 2012-10-03 株式会社デンソー 燃料噴射制御装置
DE102012214050A1 (de) * 2012-08-08 2014-02-13 Robert Bosch Gmbh Gehäuse für eine Hochdruckpumpe für ein Kraftstoffverteilungssystem eines Fahrzeugs mit deaxialer Ventilbohrung
DE102012021428B4 (de) * 2012-10-30 2014-05-22 Audi Ag Verfahren zum Überprüfen wenigstens einer Komponente in einer Kraftstoffanlage einer Verbrennungskraftmaschine sowie Kraftwagen mit einer Verbrennungkraftmaschine
DE102015218258B4 (de) * 2015-09-23 2017-08-24 Continental Automotive Gmbh Verfahren zur Raildruckregelung eines Einspritzsystems
US10731593B2 (en) * 2018-10-10 2020-08-04 Ford Global Technologies, Llc Method and system for fuel injector balancing
US11035316B1 (en) * 2020-03-31 2021-06-15 Ford Global Technologies, Llc System and method for injecting fuel to an engine

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040107944A1 (en) * 2002-12-03 2004-06-10 Isuzu Motors Limited Filter processing device for detecting values of common rail pressure and common rail fuel injection control device
DE102009031529B3 (de) * 2009-07-02 2010-11-11 Mtu Friedrichshafen Gmbh Verfahren zur Steuerung und Regelung einer Brennkraftmaschine

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220049509A (ko) 2022-04-21
WO2021001396A1 (de) 2021-01-07
US20220099045A1 (en) 2022-03-31
CN114026320A (zh) 2022-02-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19548280A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine
DE19618932A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Regelung des Kraftstoffes in einem Hochdruckspeicher
DE102010013602A1 (de) Verfahren zur Erkennung eines Fehlverhaltens eines elektronisch geregelten Kraftstoffeinspritzsystems eines Verbrennungsmotors
DE102008055747B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Einspritzanlage für eine Brennkraftmaschine
DE19726756C2 (de) System zum Betreiben einer Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs
DE10222693B4 (de) Verfahren und System zum Steuern der Kraftstoffeinspritzung
DE102014107903A1 (de) Technik zur Bestimmung des Einspritzverhaltens eines Kraftstoffinjektors
DE102011077404A1 (de) Verfahren zur Bestimmung des Kraftstofftyps in einer Hochdruck-Einspritzvorrichtung eines Verbrennungsmotors
DE102013201997A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung insbesondere eines Kraftfahrzeuges
DE19833086A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung einer Leckage in einem Kraftstoffversorgungssystem einer Brennkraftmaschine
DE102013100687A1 (de) Kraftstoff-Einspritz-Controller
DE19917711C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine
WO2001069067A1 (de) Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine
DE102011075876A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Einspritzdüse
DE102019209796A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Druckregelung bei einem Kraftstoffhochdruckeinspritzsystem
EP3234328B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur diagnose eines kraftstofffördersystems
EP1226349B1 (de) Verfahren zum ablassen des kraftstoffdrucks in einem rücklauffreien kraftstoffversorgungssystem
DE102007044001A1 (de) Verfahren zur Steuerung eines Kraftstoffeinspritzsystems einer Brennkraftmaschine
EP1088981A2 (de) Verfahren zum Abbau des Raildrucks in einem Common-Rail-System für Brennkraftmaschinen
DE10305525A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Adaption der Druckwellenkorrektur in einem Hochdruck-Einspritzsystem eines Kraftfahrzeuges im Fahrbetrieb
DE102010004215A1 (de) Vorrichtung zur Verhinderung des Absterbens des Motors bei einem mit einem Dieseleinspritzsystem ausgestatteten Fahrzeug
DE102011005981B4 (de) Verfahren zum Bestimmen einer Veränderung einer Steuermenge eines Injektors einer Brennkraftmaschine
DE102007050304A1 (de) Verfahren zur Steuerung eines Kraftstoffversorgungssystems einer Brennkraftmaschine
DE102015217776A1 (de) Verfahren zur Erkennung einer Schädigung einer Düsennadel eines Kraftstoffinjektors oder des Düsennadelsitzes
DE102013218505A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors in einem Notfahrbetrieb

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: VITESCO TECHNOLOGIES GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: CPT GROUP GMBH, 30165 HANNOVER, DE

R016 Response to examination communication
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: VITESCO TECHNOLOGIES GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: VITESCO TECHNOLOGIES GMBH, 30165 HANNOVER, DE