DE102012109655B4 - Method for determining a fuel injection rate - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Bestimmung einer Injektionsrate (q) eines Kraftstoffinjektionsventils (100), wobei das Kraftstoffinjektionsventil (100) einen Grundkörper (109) mit einem Einlassbereich (106), an dem Hochdruckkraftstoff zugeführt wird, einem Auslassbereich (108), an dem Kraftstoff aus einer oder mehreren Injektionsöffnungen (119) injiziert werden kann, und einer Kraftstoffpassage (110,110'), die Kraftstoff zwischen dem Einlassbereich (106) und dem Auslassbereich (108) führt, aufweist, und wobei das Kraftstoffinjektionsventil (100) ein Sitzventil (114,114a,114b) aufweist, das eine Verbindung zwischen der Kraftstoffpassage (110) und einer Vorkammer (120) öffnet und schließt, wobei die Vorkammer (120) in dem Grundkörper (109) in Flussrichtung vor der einen oder den mehreren Injektionsöffnungen (119) angeordnet ist, und wobei ein Druck (Pin) im Einlassbereich (106) erfasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Druck (Ppc) in der Vorkammer (120) mittels eines Rechenmodells für den Transport von Kraftstoff durch das Kraftstoffinjektionsventil (100) basierend auf dem erfassten Druck (Pin) im Einlassbereich (106) berechnet wird und die Injektionsrate (q) aus dem Druck (Ppc) in der Vorkammer (120) berechnet wird. A method of determining an injection rate (q) of a fuel injection valve (100), the fuel injection valve (100) having a body (109) with an inlet region (106) to which high pressure fuel is supplied, an outlet region (108) to which fuel from one or more of a plurality of injection ports (119) and a fuel passage (110, 110 ') leading fuel between the inlet region (106) and the outlet region (108), and wherein the fuel injection valve (100) is a poppet valve (114, 114a, 114b) which opens and closes a connection between the fuel passage (110) and an antechamber (120), wherein the pre-chamber (120) is arranged in the base body (109) in the flow direction in front of the one or more injection ports (119), and wherein a pressure (Pin) in the inlet region (106) is detected, characterized in that a pressure (Ppc) in the pre-chamber (120) by means of a calculation model for the Tr fuel is calculated by the fuel injection valve (100) based on the detected pressure (Pin) in the inlet region (106) and the injection rate (q) is calculated from the pressure (Ppc) in the prechamber (120).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung einer Injektionsrate eines Kraftstoffinjektionsventils sowie ein Verfahren zur Erfassung und/oder Regelung der Injektionsmenge eines Kraftstoffinjektionsventils. Es ist bekannt, Injektionssysteme von Verbrennungsmotoren mit Kraftstoffinjektoren (=Kraftstoffinjektionsventil) zum Einspritzen von Hochdruckkraftstoff auszubilden. Die Kraftstoffinjektoren werden üblicherweise mit Hochdruckkraftstoff, der in einem Hochdruck-Akkumulator gespeichert wird, versorgt und weisen eine aktuierbare Ventileinheit zur Auslösung einer Kraftstoffinjektion auf. Es wird angestrebt, die eingespritzte Kraftstoffmenge pro Injektion aus dem Kraftstoffinjektionsventil möglichst genau vorgeben zu können, um eine gezielte Beeinflussung von Verbrennungsabläufen in einem Zylinder des Verbrennungsmotors zu erreichen.The invention relates to a method for determining an injection rate of a fuel injection valve and a method for detecting and / or regulating the injection quantity of a fuel injection valve. It is known to design injection systems for internal combustion engines with fuel injectors (= fuel injection valve) for injecting high-pressure fuel. The fuel injectors are usually supplied with high-pressure fuel, which is stored in a high-pressure accumulator, and have an actuatable valve unit for triggering a fuel injection. The aim is to be able to specify the amount of fuel injected per injection from the fuel injection valve as precisely as possible in order to influence combustion processes in a cylinder of the internal combustion engine in a targeted manner.
Aus der US 2008 / 0 228 374 A1 ist ein Verfahren zur Bestimmung einer Injektionsmenge aus einem Einlass-Druck bekannt. Der Einlass-Druck wird über einen Drucksensor erfasst, der an einem Einlass des Kraftstoffinjektionsventils angeordnet ist. In dem genannten Verfahren wird versucht, eine Zeitverzögerung zwischen der Aktuierung eines Kraftstoffinjektors und der Ausführung einer tatsächlichen Einspritzung mittels eines Lernverfahrens zu ermitteln. Auf diese Weise soll ein genaueres Injektions-Timing zur Steuerung des Öffnens und des Schließens des Kraftstoffinjektors erreicht werden.A method for determining an injection quantity from an inlet pressure is known from US 2008/0 228 374 A1. The inlet pressure is detected via a pressure sensor, which is arranged at an inlet of the fuel injection valve. In the method mentioned, an attempt is made to determine a time delay between the actuation of a fuel injector and the execution of an actual injection by means of a learning method. In this way, a more precise injection timing for controlling the opening and closing of the fuel injector is to be achieved.
Es ist ferner bekannt, eine Injektionsmenge eines Kraftstoffinjektionsventils durch vereinfachte Annäherungsrechnungen aus dem Verlauf eines Einlass-Drucks an dem Kraftstoffinjektionsventil zu ermitteln. Hierbei werden in einem erfassten Verlauf des Einlass-Drucks charakteristische Punkte für Druckänderungen erkannt und dann der Druckverlauf durch einen Dreieckförmigen Verlauf oder Trapez-förmigen Verlauf ersetzt. Es werden sodann Regelungsstrategien ausgeführt, um eine Injektionsmenge des Kraftstoffinjektionsventils basierend auf den Ersatz-Verläufen einzustellen.It is also known to determine an injection quantity of a fuel injection valve by simplified approach calculations from the course of an inlet pressure at the fuel injection valve. Here, characteristic points for pressure changes are detected in a detected course of the inlet pressure and then the pressure curve is replaced by a triangular course or trapezoidal course. Then, control strategies are executed to set an injection amount of the fuel injection valve based on the replacement history.
Aus der
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Bestimmung einer Injektionsrate eines Kraftstoffinjektionsventils und ein verbessertes Verfahren zur Erfassung und/oder Regelung einer Injektionsmenge eines Kraftstoffinjektionsventils aufzuzeigen. Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen in den eigenständigen Ansprüchen.It is an object of the present invention to provide an improved method for determining an injection rate of a fuel injection valve and an improved method for detecting and / or regulating an injection quantity of a fuel injection valve. The invention solves this problem with the features in the independent claims.
Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zur Bestimmung einer Injektionsrate eines Kraftstoffinjektionsventils vorgesehen. Das Kraftstoffinjektionsventil weist einen Grundkörper mit einem Einlassbereich, einem Auslassbereich und einer Kraftstoffpassage auf. An dem Einlassbereich wird Hochdruckkraftstoff beispielsweise über eine Versorgungsleitung von einem Hochdruck-Akkumulator (Common-Rail) zugeführt. An dem Auslassbereich sind Injektionsöffnungen angeordnet, aus denen Kraftstoff beispielsweise in die Brennkammer eines Verbrennungsmotors injiziert wird. Der Auslassbereich ist bevorzugt als Düsenbereich ausgebildet, sodass der Kraftstoff als aufgeweiteter Strahl (fuel spray) injiziert wird. Durch die Kraftstoffpassage wird Kraftstoff zwischen dem Einlassbereich und dem Auslassbereich geführt.According to the invention, a method is provided for determining an injection rate of a fuel injection valve. The fuel injection valve has a main body having an inlet portion, an outlet portion, and a fuel passage. At the inlet region, high-pressure fuel is supplied, for example, via a supply line from a high-pressure accumulator (common rail). At the outlet region injection openings are arranged, from which fuel is injected, for example, in the combustion chamber of an internal combustion engine. The outlet region is preferably designed as a nozzle region, so that the fuel is injected as a fuel spray. Through the fuel passage, fuel is guided between the inlet area and the outlet area.
Das Kraftstoffinjektionsventil weist ein Sitzventil (bevorzugt ein Nadelventil) auf, das eine Verbindung zwischen der Kraftstoffpassage und einer Vorkammer öffnet und schließt. Die Vorkammer ist in dem Auslass- oder Düsenbereich des Kraftstoffinjektionsventils und insbesondere in Flussrichtung vor den Injektionsöffnungen angeordnet. Wenn das Sitzventil geschlossen ist, ist eine Verbindung zwischen der Vorkammer und der Kraftstoffpassage geschlossen. Daher liegt in der Vorkammer im Wesentlichen derselbe Druck vor, wie außerhalb des Düsenbereichs, also insbesondere wie in der Brennkammer eines Verbrennungsmotors. Dieser Druck ist während einer Einspritzung deutlich geringer als der Druck, mit dem der Hochdruck-Kraftstoff zu dem Kraftstoffinjektor gespeist wird. Wenn das Sitzventil geöffnet wird, fließt Kraftstoff aus der Kraftstoffpassage um den Ventilkörper des Sitzventils herum in die Vorkammer. Der Kraftstoff strömt dabei bevorzugt durch einen ringförmigen Spalt zwischen der inneren Oberfläche des Grundkörpers (Ventilsitzbereich) und der äußeren Oberfläche des Ventilkörpers. Durch das Eindringen von Kraftstoff steigt der Druck in der Vorkammer schnell an. Der Kraftstoff wird durch die Injektionsöffnungen aus der Vorkammer in einen Bereich außerhalb des Düsenbereichs injiziert, also insbesondere in die Brennkammer.The fuel injection valve has a poppet valve (preferably a needle valve) that opens and closes communication between the fuel passage and an antechamber. The pre-chamber is arranged in the outlet or nozzle region of the fuel injection valve and in particular in the flow direction in front of the injection openings. When the poppet valve is closed, communication between the pre-chamber and the fuel passage is closed. Therefore, essentially the same pressure is present in the pre-chamber as outside the nozzle region, that is to say in particular as in the combustion chamber of an internal combustion engine. This pressure is significantly lower during an injection than the pressure at which the high pressure fuel is fed to the fuel injector. When the poppet valve is opened, fuel flows from the fuel passage around the valve body of the poppet valve into the prechamber. The fuel preferably flows through an annular gap between the inner surface of the main body (valve seat portion) and the outer surface of the valve body. Due to the penetration of fuel, the pressure in the antechamber increases rapidly. The fuel is injected through the injection openings from the antechamber into an area outside the nozzle area, ie in particular into the combustion chamber.
Der Druck im Einlassbereich des Kraftstoffinjektionsventils wird erfasst. Hierzu ist bevorzugt ein Drucksensor im Einlassbereich des Kraftstoffinjektionsventils vorgesehen, also im bzw. am Einlass des Kraftstoffinjektionsventils oder im Bereich einer Zuführleitung für das Kraftstoffinjektionsventil in der Nähe des Einlasses.The pressure in the inlet area of the fuel injection valve is detected. For this purpose, a pressure sensor is preferably provided in the inlet region of the fuel injection valve, ie in or at the inlet of the fuel injection valve or in the region of a feed line for the fuel injection valve in the vicinity of the inlet.
Es wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass ein Druck in der Vorkammer des Kraftstoffinjektionsventils mittels eines Rechenmodells für den Transport von Kraftstoff durch das Kraftstoffinjektionsventil basierend auf dem erfassten Druck im Einlassbereich berechnet wird. Das Rechenmodell kann insbesondere ein Simulationsmodell sein. Es kann ein System von miteinander gekoppelten Differentialgleichungen umfassen oder bevorzugt in einer vereinfachten Form vorliegen und ein System von linearen Gleichungen oder Polynomgleichungen beinhalten. Insbesondere können in der Mathematik bekannte Verfahren zur Vereinfachung eines Systems von Differentialgleichungen angewandt sein, um den Rechenaufwand, der während eines Rechenintervalls auszuführen ist, zu minimieren. Es wird ferner vorgeschlagen, dass die Injektionsrate des Kraftstoffinjektionsventils aus dem Druck in der Vorkammer berechnet wird. Zwischen der Injektionsrate und dem Druck in der Vorkammer besteht ein direkter und physikalisch berechenbarer Zusammenhang. According to the invention, it is proposed that a pressure in the pre-chamber of the fuel injection valve is calculated by means of a calculation model for the transport of fuel through the fuel injection valve based on the detected pressure in the inlet region. In particular, the calculation model can be a simulation model. It may comprise a system of differential equations coupled together, or preferably in a simplified form, involving a system of linear equations or polynomial equations. In particular, methods known in mathematics may be used to simplify a system of differential equations in order to minimize the computational effort to be performed during a computing interval. It is also proposed that the injection rate of the fuel injection valve be calculated from the pressure in the prechamber. There is a direct and physically calculable relationship between the injection rate and the pressure in the antechamber.
Durch die Berechnung des Drucks in der Vorkammer kann die Injektionsrate zu jedem Zeitpunkt besonders genau ermittelt werden. Dies kann insbesondere durch Anwendung des Bernoulli-Gesetzes für die Strömung von Kraftstoff durch die Injektionsöffnungen erfolgen. Der Verlauf des Drucks in der Vorkammer kann dabei beliebige Formen haben, insbesondere neben einer Dreiecksform oder Trapezform auch eine Treppenform oder gerundete Form. Es ist daher mit dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, eine Ermittlung der Injektionsrate für beliebige Ansteuerungsformen des Kraftstoffinjektionsventils auszuführen, insbesondere auch für eine Aktuierung mit einstellbarer Hubhöhe des Ventilkörpers, d.h. mit einer direkten Steuerung der Ventilbewegung, insbesondere des momentanen Ventilhubs.By calculating the pressure in the antechamber, the injection rate can be determined very accurately at any time. This can be done in particular by applying the Bernoulli law for the flow of fuel through the injection ports. The course of the pressure in the antechamber can have any shape, in particular, in addition to a triangular shape or trapezoidal shape, a staircase or rounded shape. It is therefore possible with the method according to the invention to carry out a determination of the injection rate for any desired drive forms of the fuel injection valve, in particular also for an actuation with an adjustable lift height of the valve body, i. with a direct control of the valve movement, in particular the instantaneous valve lift.
Das Verfahren zur Bestimmung der Injektionsrate eines Kraftstoffinjektionsventils umfasst bevorzugt zumindest die folgenden Schritte:
- • Erfassung eines Drucks im Einlassbereich des Kraftstoffinjektionsventils;
- • Ermittlung eines Ventilhubs des Ventilkörpers;
- • Berechnung des Drucks im Vorraum des Kraftstoffinjektionsventils mittels eines Rechenmodells, insbesondere eines Simulationsmodells;
- • Berechnung der Injektionsrate von Kraftstoff, der aus den Injektionsöffnungen injiziert wird, basierend auf dem ermittelten Druck im Vorraum, einem Druck im Außenbereich des Auslasses, insbesondere in der Brennkammer, und der Geometrie der Injektionsöffnungen.
- • detecting a pressure in the inlet region of the fuel injection valve;
- • determination of a valve lift of the valve body;
- • calculation of the pressure in the antechamber of the fuel injection valve by means of a computer model, in particular a simulation model;
- • Calculation of the injection rate of fuel injected from the injection ports, based on the detected pressure in the antechamber, a pressure in the outer region of the outlet, in particular in the combustion chamber, and the geometry of the injection ports.
Die Injektionsrate kann als Massenstrom und/oder als Volumenstrom definiert sein. Zwischen einem Massenstrom und einem Volumenstrom kann jederzeit über die momentane Dichte des Kraftstoffs umgerechnet werden. Im Folgenden wird davon ausgegangen, dass die Injektionsrate als Massenstrom des Kraftstoffs definiert ist, der durch die Injektionsöffnungen aus der Vorkammer in den Außenbereich, also insbesondere in die Brennkammer eines Verbrennungsmotors, fließt. Es gilt somit die folgende Gleichung:
Hierin bezeichnet q die Injektionsrate als Massenstrom und (p) die Dichte des Kraftstoffs. Die Dichte kann bevorzugt als Funktion (f(T,P)) in Abhängigkeit von der Temperatur (T) und dem Druck (P) des Kraftstoffs berechnet sein. Die Temperatur kann beliebig ermittelt sein, beispielsweise durch direkte Messung im Kraftstofffluss durch den Kraftstoffinjektor und/oder durch Berechnung aus Wärmetransportbeziehungen zwischen dem Kraftstoff und dem Kraftstoffinjektor. Temperatur, Druck und Dichte können für verschiedene Abschnitte innerhalb des Kraftstoffinjektors unterschiedliche Werte haben. Alternativ kann eine konstante Dichte angenommen werden. Der Geometriefaktor (B) bestimmt sich aus der Geometrie (Form) der einen oder der mehreren Injektionsöffnungen, insbesondere deren effektiven Durchgangsquerschnitt. Er kann bevorzugt aus dem Produkt Querschnittsfläche (Aq) der Spritzlöcher und einem Formfaktor (cA) berechnet sein. Alternativ kann eine andere Berechnung des Geometriefaktors (B) gemäß den Methoden der Strömungslehre erfolgen. Die Fließgeschwindigkeit des Kraftstoffs durch die Spritzlöcher, d.h. insbesondere die mittlere Fließgeschwindigkeit (u), berechnet sich bevorzugt nach der folgenden Gleichung:
Darin ist die Druckdifferenz (ΔP) definiert als die Differenz zwischen dem Druck in der Vorkammer und dem Druck im Außenbereich des Auslasses, also insbesondere dem Druck in der Brennkammer eines Verbrennungsmotors. Der Druck im Außenbereich kann auf beliebige Weise ermittelt sein. Er kann beispielsweise durch einen Sensor erfasst, durch ein Modell für den Verbrennungsablauf in der Brennkammer berechnet oder aus einem vorbekannten Kennfeld für den Druck bei verschiedenen Arbeitspunkten eines Verbrennungsmotors ausgelesen sein. Alternativ kann er von einem anderen Steuergerät, insbesondere einer Motorsteuerung, bezogen werden. Der Strömungskontraktionskoeffizient (cv) kann nach den bekannten Methoden der Strömungslehre bestimmt sein.Therein, the pressure difference (ΔP) is defined as the difference between the pressure in the pre-chamber and the pressure in the outer region of the outlet, ie in particular the pressure in the combustion chamber of a Combustion engine. The pressure in the outdoor area can be determined in any way. It can be detected, for example, by a sensor, calculated by a model for the combustion process in the combustion chamber, or read out from a previously known characteristic map for the pressure at various operating points of an internal combustion engine. Alternatively, it can be obtained from another control device, in particular a motor control. The flow contraction coefficient (c v ) can be determined by the known methods of fluid mechanics.
Eine Berechnung der Injektionsrate (q) kann auch gemäß der folgenden Gleichung erfolgen, die eine andere Schreibweise der obigen Gleichungen darstellt. Darin ist der Durchflussbeiwert (cd) ein Anpassungskoeffizient, der den Formfaktor (cA) und den Strömungskontraktionskoeffizienten (cv) zusammenfasst. Es kann ggfs. auf die separate Berücksichtigung von (cA) und (cv) verzichtet werden. Der Durchflussbeiwert (cd) und/oder der Formfaktor (cA) und/oder der Strömungskontraktionskoeffizient (cv) können einzeln oder gemeinsam analytisch bestimmt oder durch Messung ermittelt sein.
Das Rechenmodell für den Transport von Kraftstoff durch das Kraftstoffinjektionsventil kann beliebig ausgebildet und insbesondere an das jeweilige Kraftstoffinjektionsventil angepasst sein. Bevorzugt ist das Rechenmodell ein fluidmechanisches Simulationsmodell, insbesondere ein Stromfadenmodell, in dem Massen- und/oder Volumenbewegungen zwischen dem Einlassbereich und der Vorkammer des Kraftstoffinjektionsventils dynamisch berechnet werden. Es kann bevorzugt basierend auf einem hydraulischen Schaltbild erstellt werden, wobei das Schaltbild das Rechenmodell repräsentiert und umgekehrt. Das heißt, das Rechenmodell, insbesondere Simulationsmodell, weist bevorzugt eine Verkettung von Standardkomponenten auf, die insbesondere Druck-Quellen, Druck-Senken, Leitungen (Rohre), Volumina (Speichervolumina), Drosseln und/oder Messpunkte umfassen. In dem Rechenmodell können für jede Komponente zu jedem Zeitintervall der Berechnung insbesondere ein Druck, eine Fließgeschwindigkeit, eine lokale Dichte und eine lokal enthaltene Masse / ein lokal enthaltenes Volumen an Kraftstoff berechnet sein.The computing model for the transport of fuel through the fuel injection valve can be designed as desired and in particular can be adapted to the respective fuel injection valve. The computing model is preferably a fluid mechanical simulation model, in particular a flow filament model, in which mass and / or volume movements between the inlet area and the prechamber of the fuel injection valve are dynamically calculated. It can preferably be created based on a hydraulic circuit diagram, the circuit diagram representing the computing model and vice versa. This means that the computing model, in particular simulation model, preferably has a chain of standard components, which in particular comprise pressure sources, pressure sinks, lines (pipes), volumes (storage volumes), throttles and / or measuring points. In particular, a pressure, a flow velocity, a local density and a locally contained mass / a locally contained volume of fuel can be calculated in the calculation model for each component at every time interval of the calculation.
In dem Rechenmodell können bevorzugt Druckwellen zwischen dem Einlassbereich und der Vorkammer, die sich bei einem Öffnen und/oder Schließen des Sitzventils ausbilden, rechnerisch nachgebildet werden. Auf diese Weise können Druckfluktuationen, die beispielsweise durch die Kompressibilität des Kraftstoffs hervorgerufen sind und die Injektionsrate beeinflussen, erfasst werden.In the calculation model, pressure waves between the inlet region and the pre-chamber, which form when the seat valve is opened and / or closed, can preferably be simulated by calculation. In this way, pressure fluctuations, which are caused for example by the compressibility of the fuel and influence the injection rate, can be detected.
Das Sitzventil des Kraftstoffinjektionsventils kann beliebig ausgebildet sein. Es ist in einer ersten bevorzugten Ausführungsform als Doppelkonus-Sitzventil ausgebildet. In einem solchen Fall kann das Schaltbild für das Rechenmodell bevorzugt in Flussrichtung ausgehend von einer Druck-Quelle, die bevorzugt durch einen Hochdruck-Akkumulator gebildet ist, zu einer Druck-Senke, die bevorzugt durch die Brennkammer eines Verbrennungsmotors gebildet ist, folgende Simulationskomponenten aufweisen:
- • Einen Drucksensor am Einlassbereich (optional);
- • eine Leitung, die insbesondere die Kraftstoffpassage repräsentiert;
- • eine Drossel, die insbesondere Strömungsphänomene an einer ersten Drosselfläche repräsentiert, wobei die erste Drosselfläche durch den Ventilkörper zwischen der Kraftstoffpassage und einer Zwischenkammer gebildet ist;
- • ein Volumen, insbesondere zur Repräsentation einer Zwischenkammer, die zwischen dem Ventilkörper und dem Ventilsitzbereich in Flussrichtung zwischen der ersten Drosselfläche und einer zweiten Drosselfläche gebildet ist;
- • eine Drossel, die insbesondere Strömungsphänomene an der zweiten Drosselfläche repräsentiert, wobei die zweite Drosselfläche durch den Ventilkörper zwischen der Zwischenkammer und der Vorkammer gebildet ist;
- • ein Volumen, insbesondere zur Repräsentation der Vorkammer;
- • eine Drossel, insbesondere zur Repräsentation der einen oder der mehreren Injektionsöffnungen.
- • a pressure sensor at the inlet area (optional);
- • a line representing, in particular, the fuel passage;
- A throttle, which in particular represents flow phenomena at a first throttle area, wherein the first throttle area is formed by the valve body between the fuel passage and an intermediate chamber;
- A volume, in particular for representing an intermediate chamber, which is formed between the valve body and the valve seat area in the flow direction between the first throttle area and a second throttle area;
- A throttle, which in particular represents flow phenomena at the second throttle area, wherein the second throttle area is formed by the valve body between the intermediate chamber and the prechamber;
- • a volume, in particular for the representation of the antechamber;
- A throttle, in particular for the representation of the one or more injection openings.
Mit einem solchen Rechenmodell kann der Massen- und/oder Volumentransport von Kraftstoff in dem Kraftstoffinjektionsventil nachgebildet werden. Es kann hierbei insbesondere durch die Vorsehung von einer Zwischenkammer als separates Volumen zwischen der Kraftstoffpassage und der Vorkammer eine besonders genaue Simulation des Kraftstofftransports im Auslassbereich bzw. im Düsenbereich erfolgen. Es wird dabei davon ausgegangen, dass bei einem Sitzventil mit einem Doppelkonus-Ventilkörper bei dem Vorgang eines Öffnens und/oder eines Schließens des Sitzventils eine zweifache Drosselung an den jeweiligen Übergangsstellen zwischen den konusförmigen Bereichen des Ventilkörpers erfolgt. Zwischen diesen Übergangsstellen kann ein gegebenenfalls recht kleines Volumen als Zwischenkammer gebildet sein, in dem ein Druck vorliegt, der von dem Druck in der Kraftstoffpassage und/oder von dem Druck in der Vorkammer abweicht. Durch die Zwischenkammer können kapazitive Effekte in der Kraftstoffströmung, die bei einem Öffnen und/oder Schließen des Sitzventils auftreten, sehr genau abgebildet werden.With such a calculation model, the mass and / or volume transport of fuel in the fuel injection valve can be modeled. In this case, it can be a particular, in particular by the providence of an intermediate chamber as a separate volume between the fuel passage and the prechamber accurate simulation of the fuel transport in the outlet or in the nozzle area done. It is assumed that in a seat valve with a double-cone valve body in the process of opening and / or closing of the seat valve, a double throttling takes place at the respective transition points between the conical regions of the valve body. Between these transition points, an optionally quite small volume may be formed as an intermediate chamber in which there is a pressure which deviates from the pressure in the fuel passage and / or from the pressure in the antechamber. Through the intermediate chamber, capacitive effects in the fuel flow, which occur when opening and / or closing the poppet valve, can be represented very accurately.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann das Sitzventil ein Einzelkonus-Sitzventil sein. In einem solchen Fall kann bei dem Schaltbild für das Rechenmodell bevorzugt nur eine Drossel, bevorzugt zur Repräsentation einer Drosselfläche, zwischen einer Kraftstoffpassage, die bevorzugt als Leitung repräsentiert ist, und einer Vorkammer, die bevorzugt als Volumen repräsentiert ist, vorgesehen sein.In a further preferred embodiment, the seat valve can be a single-cone seat valve. In such a case, in the circuit diagram for the computing model, preferably only one throttle, preferably to represent a throttle area, can be provided between a fuel passage, which is preferably represented as a line, and an antechamber, which is preferably represented as a volume.
Das Kraftstoffinjektionsventil kann als direkt aktuierter Injektor oder als Servoventil ausgebildet sein. Bei einem direkt aktuierten Injektor wirkt ein Aktuator direkt auf das Sitzventil. Bei einem Servoventil wirkt ein Aktuator auf ein Steuerventil (auch Schaltventil o. Ausgangsventil genannt). Das Steuerventil kann einen Druck in einer Steuerkammer schnell absinken lassen, wobei durch diese Druckänderung eine Bewegung des Sitzventils ausgelöst wird. Das Steuerventil ist üblicher Weise ein Teil des Servoventils, wobei das Servoventil als Zweiwegeventil oder als Dreiwegeventil ausgebildet sein kann. Das Servoventil und insbesondere das Verhalten eines Steuerventils können ebenfalls mit den oben genannten Rechenmodellen abgebildet sein.The fuel injection valve can be designed as a directly actuated injector or as a servo valve. In a directly actuated injector, an actuator acts directly on the seat valve. In a servo valve, an actuator acts on a control valve (also called switching valve o. Output valve). The control valve can quickly drop a pressure in a control chamber, whereby a movement of the seat valve is triggered by this pressure change. The control valve is usually a part of the servo valve, wherein the servo valve may be formed as a two-way valve or as a three-way valve. The servo valve and in particular the behavior of a control valve can also be mapped with the above-mentioned calculation models.
Ein direkt aktuierter Injektor sieht einen Kraftstofffluss nur zwischen dem Einlassbereich und dem Auslassbereich des Kraftstoffinjektionsventils vor (entsprechend nur ein einziger Stromfaden zwischen einer einzigen Druck-Quelle und einer einzigen Druck-Senke).A directly actuated injector provides fuel flow only between the inlet region and the outlet region of the fuel injection valve (corresponding to only a single streamline between a single pressure source and a single pressure sink).
Ein Kraftstoffinjektionsventil kann bevorzugt mit einem Servoventil, insbesondere in Form eines Dreiwegeventils, ausgebildet sein. Derartige Servoventile sind in der Praxis bekannt, beispielsweise aus der US 2008 / 0 228 374 A1 oder der
Die Steuerkammer dient zur Betätigung des Ventilkörpers. In der Steuerkammer kann ein Kraftstoffvolumen bei einem durch das Steuerventil beeinflussbaren Druck vorliegen. Der Druck in der Steuerkammer bewirkt eine Kraft in Schließrichtung des Ventilkörpers. Wenn das Steuerventil geschlossen ist, liegt in der Steuerkammer derselbe Druck vor wie am Einlassbereich. Die Kraft, die von der Steuerkammer auf den Ventilkörper in der Ventilverschlussrichtung ausgewirkt wird, ist dann in etwa gleich einer Kraft die in einem anderen unter Druck stehenden Volumen, beispielsweise im Bereich der Vorkammer, durch ein anderes Kraftstoffvolumen auf den Ventilkörper in einer Ventilöffnungsrichtung ausgewirkt wird. In einem solchen Zustand das Sitzventil geschlossen, bspw. weil der Ventilkörper durch ein elastisches Rückstellelement (Ventilfeder) zu dem Ventilsitzbereich gedrängt wird, und es findet keine Injektion aus dem Kraftstoffinjektionsventil statt. Wenn das Steuerventil geöffnet wird, kann der Druck in der Steuerkammer sehr schnell abfallen, insbesondere auf den Druck in der Abführleitung. Dies kann der Außendruck, d.h. insbesondere der Atmosphärendruck, oder der Tankdruck sein. Hierdurch tritt eine Druckdifferenz zwischen der Steuerkammer und dem anderen unter Druck stehenden Volumen auf. Durch diese Druckdifferenz wird eine Kraft auf den Ventilkörper in dessen Öffnungsrichtung ausgewirkt. Diese Kraft führt zu einem schnellen Öffnen des Kraftstoffinjektionsventils. Die Steuerkammer und das andere unter Druck stehende Volumen sind bevorzugt in Längsrichtung des Sitzventils auf gegenüberliegenden Seiten des Ventilkörpers angeordnet. Insbesondere kann die Steuerkammer auf einer Seite des Ventilkörpers angeordnet sein, die zum Einlassbereich hin gerichtet ist, und das andere unter Druck stehende Volumen kann auf einer Seite des Ventilkörpers angeordnet sein, der zu dem Auslassbereich hin orientiert ist.The control chamber serves to actuate the valve body. A fuel volume may be present in the control chamber at a pressure that can be influenced by the control valve. The pressure in the control chamber causes a force in the closing direction of the valve body. When the control valve is closed, the pressure in the control chamber is the same as at the inlet. The force exerted by the control chamber on the valve body in the valve closure direction is then approximately equal to a force which is in another pressurized volume, for example in the region of the prechamber, affected by another volume of fuel on the valve body in a valve opening direction , In such a state, the poppet valve is closed, for example, because the valve body is urged by an elastic return element (valve spring) to the valve seat portion, and there is no injection from the fuel injection valve. When the control valve is opened, the pressure in the control chamber may drop very rapidly, in particular to the pressure in the discharge line. This may be the external pressure, i. in particular the atmospheric pressure, or the tank pressure. As a result, a pressure difference occurs between the control chamber and the other pressurized volume. By this pressure difference, a force is applied to the valve body in its opening direction. This force leads to a quick opening of the fuel injection valve. The control chamber and the other pressurized volumes are preferably arranged in the longitudinal direction of the seat valve on opposite sides of the valve body. In particular, the control chamber may be disposed on one side of the valve body facing the inlet portion, and the other pressurized volume may be disposed on a side of the valve body oriented toward the outlet portion.
Wenn das Steuerventil wieder geschlossen wird, wird die Steuerkammer mit dem Hochdruck-Kraftstoff aus der Kraftstoffpassage geflutet. Der Druck in der Steuerkammer steigt infolgedessen wieder an, die Druckdifferenz zwischen der Steuerkammer und dem anderen unter Druck stehenden Bereich fällt ab und das Kraftstoffinjektionsventil wird geschlossen, beispielsweise durch eine elastische Kraft, die von einer Ventilfeder aufgebracht wird. Durch eine Aktuierung des Steuerventils kann so ein sehr schnelles Schaltverhalten mit nur geringen Aktuierungs-Energien erreicht werden.When the control valve is closed again, the control chamber is flooded with the high pressure fuel from the fuel passage. As a result, the pressure in the control chamber rises again, the pressure difference between the control chamber and the other area under pressure drops, and the fuel injection valve is closed, for example by an elastic force which is applied by a valve spring. By actuating the control valve, a very fast switching behavior can be achieved with only low actuation energies.
Bei dem vorgenannten Servoventil, insbesondere mit einem Dreiwegeventil, ist ein Übergangsbereich (Eingangsdrossel) zwischen der Kraftstoffpassage und der Steuerkammer bevorzugt mit einer starken Drosselwirkung vorgesehen. Hierdurch wird erreicht, dass bei einem Öffnen des Steuerventils zwar ein sehr schneller Abfall des Drucks in der Steuerkammer stattfindet, jedoch nur eine sehr geringe Menge an Kraftstoff aus der Kraftstoffpassage zu der Steuerkammer hin entweicht. In the aforementioned servo valve, in particular with a three-way valve, a transition region (entrance throttle) between the fuel passage and the control chamber is preferably provided with a strong throttle effect. This ensures that when the control valve opens, although a very rapid drop in the pressure in the control chamber takes place, only a very small amount of fuel escapes from the fuel passage to the control chamber.
Es ist bevorzugt vorgesehen, dass das Rechenmodell für einen Kraftstoffinjektor mit einem Servoventil zusätzlich zu den oben genannten Simulationskomponenten einen Modellabschnitt zur Simulation des Transports von Kraftstoff auf dem Neben-Kraftstofffluss zwischen der Kraftstoffpassage und einer weiteren Druck-Senke hinter dem Steuerventil aufweist. Es ist dabei insbesondere vorgesehen, dass die Kraftstoffpassage in mindestens zwei Teile aufgetrennt ist und einen Abzweigungspunkt aufweist, von dem ein zusätzlicher Stromfaden wegführt, in dessen Flussrichtung zu der weiteren Druck-Senke folgende Simulationskomponenten vorgesehen sind:
- • Eine Drossel, insbesondere zur Repräsentation der Übergangsdrossel am Abzweigungspunkt;
- • Ein Volumen, in besondere zur Repräsentation der Drucksteuerkammer;
- • Eine Drossel, insbesondere zur Repräsentation des Steuerventils.
- A throttle, in particular for representing the transition throttle at the branch point;
- • A volume, in particular for representing the pressure control chamber;
- • A throttle, in particular for the representation of the control valve.
Mit einem derartigen Rechenmodell können auch Druckänderungen berechnet werden, die durch den (vergleichsweise sehr geringen) Massen- und/oder Volumentransport von Kraftstoff durch die Steuerkammer hervorgerufen sind. Infolgedessen kann eine sehr genaue Berechnung der Massen- und/oder Volumenströme erfolgen, was zu einer genaueren Bestimmung der Injektionsrate führt.With such a calculation model, it is also possible to calculate pressure changes which are caused by the (comparatively very small) mass and / or volume transport of fuel through the control chamber. As a result, a very accurate calculation of the mass and / or volume flows can be made, resulting in a more accurate determination of the injection rate.
Die Berechnung einer Drosselwirkung an der einen oder den mehreren Drosselflächen zwischen dem Ventilkörper und dem Ventilsitzbereich des Sitzventils kann auf beliebige Weise erfolgen. Es ist bevorzugt vorgesehen, die Drosselflächen jeweils als Mantelflächen eines Kegelstumpfes zu berechnen und zwar bevorzugt basierend auf einer Hubhöhe des Ventilkörpers und den geometrischen Beziehungen des Sitzventils. Die geometrischen Beziehungen des Sitzventils sind dabei insbesondere der Öffnungswinkel des konisch geformten Ventilsitzbereichs sowie des einen oder der mehreren Öffnungswinkel des einen oder der mehreren konischen Bereiche am Ventilkörper.The calculation of a throttle effect on the one or more throttle surfaces between the valve body and the valve seat area of the seat valve can be carried out in any way. It is preferably provided that the throttle surfaces are each calculated as the lateral surfaces of a truncated cone, preferably based on a lifting height of the valve body and the geometric relationships of the seat valve. The geometric relationships of the seat valve are in particular the opening angle of the conically shaped valve seat area and the one or more opening angles of the one or more conical areas on the valve body.
Die Hubhöhe des Ventilkörpers kann auf beliebige Weise ermittelt werden. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Hubhöhe bei einer Aktuierung des Kraftstoffinjektionsventils gemessen oder aus einer statisch vorgegebenen Funktion in Abhängigkeit von der Zeit seit Beginn der Aktuierung berechnet wird. Eine solche Funktion kann beispielsweise eine lineare, eine quadratische, eine Polynomfunktion höherer Ordunung oder eine exponentielle Funktion sein. Die Wahl der Funktion kann sich aus der Struktur des Kraftstoffinjektors ergeben. Durch die Berechnung kann der Verlauf der Hubhöhe während eines Öffnens und/oder Schließens des Sitzventils in Abhängigkeit von der Zeit angenähert sein.The lifting height of the valve body can be determined in any way. It can be provided, for example, that the lifting height is measured at an actuation of the fuel injection valve or calculated from a statically predetermined function as a function of the time since the beginning of the actuation. Such a function may be, for example, a linear, a quadratic, a polynomial function of a higher order, or an exponential function. The choice of function may result from the structure of the fuel injector. Through the calculation, the course of the lift height during opening and / or closing of the poppet valve can be approximated as a function of time.
Alternativ und bevorzugt ist vorgesehen, dass die Hubhöhe des Ventilkörpers mittels einer Übertragungsfunktion aus einem Druck im Einlassbereich berechnet wird. Dies gilt insbesondere für einen Kraftstoffinjektor mit einem Servoventil. Es kann dabei eine beliebige Übertragungsfunktion vorgesehen werden. Die Übertragungsfunktion kann beispielsweise im Laborversuch für unterschiedliche Druckverläufe ermittelt und in einem Kennfeld oder als rechnerische Funktion abgelegt sein. Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Hubhöhe durch eine proportionale Übertragungsfunktion aus dem Druck im Einlassbereich berechnet wird. Alternativ kann die Hubhöhe aus einer Differenz zwischen dem Druck im Einlassbereich und einem Referenzdruck, beispielsweise dem Druck an einem Hochdruck-Akkumulator, berechnet sein.Alternatively and preferably, it is provided that the lifting height of the valve body is calculated by means of a transfer function from a pressure in the inlet area. This is especially true for a fuel injector with a servo valve. It can be provided any transfer function. The transfer function can be determined, for example, in the laboratory test for different pressure profiles and stored in a map or as a computational function. It can preferably be provided that the lifting height is calculated by a proportional transfer function from the pressure in the inlet area. Alternatively, the lift height may be calculated from a difference between the pressure in the inlet region and a reference pressure, for example the pressure at a high pressure accumulator.
Der Druck in der Vorkammer kann in dem Rechenmodell aus dem erfassten Einlass-Druck berechnet werden (absolute Werte). Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass eine Änderung des Drucks in der Vorkammer aus einer Änderung des Drucks am Einlassbereich berechnet wird (relative Werte). Es wird insbesondere vorgesehen, dass die Druckänderung des Drucks am Einlassbereich selbst nicht absolut, sondern relativ zu einem Referenzdruck ermittelt wird, der stromaufwärts zu dem Einlassbereich erfasst wird. Der Referenzdruck kann insbesondere ein Druck an dem Hochdruckakkumulator sein. Die Ermittlung des Drucks am Einlassbereich kann beispielsweise durch Subtraktion eines Drucks, der durch einen Rail-Drucksensor erfasst wird, von einem Druck, der durch den Drucksensor im Einlassbereich erfasst wird, erfolgen.The pressure in the antechamber can be calculated in the calculation model from the recorded inlet pressure (absolute values). Alternatively or additionally, it can be provided that a change in the pressure in the prechamber is calculated from a change in the pressure at the inlet area (relative values). In particular, it is provided that the pressure change of the pressure at the inlet area itself is not determined in absolute terms, but rather relative to a reference pressure, which is detected upstream of the inlet area. The reference pressure can in particular be a pressure on the high-pressure accumulator. The pressure at the inlet area can be determined, for example, by subtracting a pressure that is detected by a rail pressure sensor from a pressure that is detected by the pressure sensor in the inlet area.
Durch die Beziehung der Druckänderung im Einlassbereich auf einen Referenzdruck können vorteilhafterweise Druckänderungen eliminiert werden, die nicht auf dem Öffnen und/oder Schließen des Sitzventils, sondern auf der Übertragung von Druckwellen von außen beruhen. Dies ist sinnvoll, da sich derartige von außen herrührende Druckwellen selten bis in die Vorkammer des Kraftstoffinjektionsventils ausbreiten. So können beispielsweise Einflüsse von Druckwellen eliminiert werden, die durch eine Speisung des Hochdruck-Akkumulators mit Hochdruck-Kraftstoff aus einer Hochdruckpumpe hervorgerufen sind. Alternativ oder zusätzlich können Einflüsse von Druckänderungen eliminiert werden, die durch ein Öffnen und/oder Schließen von anderen Kraftstoffinjektionsventilen, die zu dem für die Durchführung des genannten Verfahrens betroffenen Kraftstoffinjektionsventil parallel geschalten und ebenfalls mit dem Hochdruck-Akkumulator verbunden sind, verursacht sind.By the relationship of the pressure change in the inlet region to a reference pressure can advantageously be eliminated pressure changes that are not based on the opening and / or closing of the poppet valve, but on the transmission of pressure waves from the outside. This is useful because such rarely originate from outside pressure waves propagate into the prechamber of the fuel injection valve. For example, influences of pressure waves, which are caused by a supply of the high-pressure accumulator with high-pressure fuel from a high-pressure pump, can be eliminated. Alternatively or additionally, influences of pressure changes caused by opening and / or closing of other fuel injection valves connected in parallel to the fuel injection valve involved in carrying out the said method and also connected to the high pressure accumulator may be eliminated.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Erfassung einer Injektionsmenge und/oder zur Regelung der Injektionsmenge eines Kraftstoffinjektionsventils in einem geschlossenen Regelkreis. Das Kraftstoffinjektionsventil weist bevorzugt ein aktuierbares Sitzventil zur Auslösung einer Einspritzung auf. Das Sitzventil kann insbesondere eines der vorgenannten Ventile sein und das Kraftstoffinjektionsventil kann insbesondere ein Zweiwege- oder ein Dreiwegeventil sein. Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass eine Injektionsrate des Kraftstoffinjektionsventils mit dem oben genannten Verfahren bestimmt wird. Aus der Injektionsrate kann beispielsweise durch Integration über der Zeit die Kraftstoffinjektionsmenge berechnet werden. Die Injektionsmenge wird dabei bevorzugt in dem Regelkreis als erfasste Ist-Größe (geregelte Größe) zurückgeführt.The invention further relates to a method for detecting an injection quantity and / or for controlling the injection quantity of a fuel injection valve in a closed loop. The fuel injection valve preferably has an actuatable seat valve for triggering an injection. The seat valve may in particular be one of the aforementioned valves, and the fuel injection valve may in particular be a two-way or a three-way valve. It is inventively provided that an injection rate of the fuel injection valve is determined by the above method. From the injection rate, for example, by integration over time, the fuel injection amount can be calculated. The injection quantity is preferably returned in the control loop as the detected actual variable (controlled variable).
Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise und schematisch dargestellt. Es zeigen:
-
1 : Ein Kraftstoffeinspritzsystem mit einem Kraftstoffinjektor, -
2 : Ein erstes Ausführungsbeispiel eines Sitzventils mit einem Doppelkonus-Ventilkörper, -
3 : Ein zweites Ausführungsbeispiel eines Sitzventils mit einem Einzelkonus-Ventilkörper, -
4 : Ein Stromfadenmodell als hydraulisches Schaltbild, das ein Rechenmodell für einen direkt aktuierten Injektor mit einem Doppelkonus-Ventilkörper repräsentiert, -
5 : Ein Stromfadenmodell als hydraulisches Schaltbild, das ein Rechenmodell für einen direkt aktuierten Injektor mit einem Einzelkonus-Ventilkörper repräsentiert, -
6 : Ein Stromfadenmodell als hydraulisches Schaltbild, das ein Rechenmodell für ein einen Kraftstoffinjektor mit einem Servoventil und einem Doppelkonus-Ventilkörper respräsentiert.
-
1 : A fuel injection system with a fuel injector, -
2 A first embodiment of a poppet valve with a double-cone valve body, -
3 : A second embodiment of a poppet valve with a single cone valve body, -
4 FIG. 5: A streamline model as a hydraulic circuit diagram representing a computational model for a directly actuated injector with a double-cone valve body. -
5 FIG. 5: A streamline model as a hydraulic circuit diagram representing a computational model for a directly actuated injector with a single-cone valve body. -
6 : A streamline model as a hydraulic circuit diagram that represents a computational model for a fuel injector with a servo valve and a dual cone valve body.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung einer Injektionsrate (q) eines Kraftstoffinjektionsventils (
Bei einer Hebebewegung des Kolbens (
Der Kraftstoffinjektor (
In dem Auslassbereich (
Das Sitzventil (
Der Aktuator (
Bei einem Kraftstoffinjektor mit Servoventil erfolgt eine Bewegung des Ventilkörpers (
An dem Einlassbereich (
Das Verfahren zur Bestimmung der Injektionsrate (q) des Kraftstoffinjektionsventils (
Die Injektionsrate (
Die Injektionsrate (
Im Folgenden werden zwei bevorzugte Ausführungsformen eines Sitzventils anhand der
Der Auslassbereich / Düsenbereich (
In dem Ausführungsbeispiel von
An den ersten konischen Ventilbereich schließt in Flussrichtung ein zweiter konischer Ventilbereich mit einem Öffnungswinkel (
Zwischen dem Ventilkörper (
Bei dem Sitzventil (
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen eines Rechenmodells erläutert. Das Rechenmodell wird bevorzugt als Simulationsmodell, insbesondere in Repräsentation eines hydraulischen Schaltplans gebildet. Zur besseren Verständlichkeit sind in den
Die Flussrichtung innerhalb des Rechenmodells bzw. innerhalb des Schaltbilds verläuft von einer Druck-Quelle (
- • Eine Drossel (
106' ), die insbesondere Strömungsphänomene im Übergang zwischen dem Hochdruck-Akkumulator und der Zuführleitung abbildet; - • ein Leitungselement (
101` ), insbesondere zur Simulation der Strömung durch die Zuführleitung; - • einen Messpunkt (S) zur Erfassung des Drucks (Pin) im Einlassbereich des Kraftstoffinjektors (
100 ) (optional). Der Wert eines erfassten Drucks (Pin) kann beispielsweise aus dem Signal des Einlass-Drucksensors (112 ) bezogen sein; - • ein Leitungselement (
110' ), das insbesondere die Strömung des Kraftstoffs durch die Kraftstoffpassage (110 ) im Kraftstoffinjektor (100 ) abbildet; - • eine Drossel (
A_1' ), insbesondere zur Beschreibung der Strömung an der ersten Drosselfläche (A_1 ) eines Doppelkonus-Ventilkörpers (116a) ; - • ein Volumen (
122' ), insbesondere zur Beschreibung der Druck- und Volumenverhältnisse in der Zwischenkammer (122 ); - • eine Drossel (
A-2` ), insbesondere zur Beschreibung der Strömungsverhältnisse im Bereich der zweiten Drosselfläche (A_2 ); - • ein Volumen (
120' ), insbesondere zur Beschreibung des fluidmechanischen Zustands in der Vorkammer (120 ); - • eine Drossel (
119' ), insbesondere zur Beschreibung der Strömungsverhältnisse in der einen oder den mehreren Injektionsöffnungen (119 ) .
- • a throttle (
106 ' ), which images in particular flow phenomena in the transition between the high-pressure accumulator and the supply line; - A conduit element (
101` ), in particular for simulating the flow through the supply line; - A measuring point (S) for detecting the pressure (Pin) in the inlet area of the fuel injector (
100 ) (optional). The value of a detected pressure (Pin), for example, from the signal of the inlet pressure sensor (112 ); - A conduit element (
110 ' ), in particular the flow of the fuel through the fuel passage (110 ) in the fuel injector (100 ) maps; - • a throttle (
A_1 ' ), in particular for describing the flow at the first throttle area (A_1 ) of a double-cone valve body (116a) ; - • a volume (
122 ' ), in particular for describing the pressure and volume ratios in the intermediate chamber (122 ); - • a throttle (
A-2` ), in particular for describing the flow conditions in the region of the second throttle area (A_2 ); - • a volume (
120 ' ), in particular for describing the fluid-mechanical state in the antechamber (120 ); - • a throttle (
119 ' ), in particular for describing the flow conditions in the one or more injection openings (119 ).
Die Druck-Senke (
Zwischen den beiden Leitungen (
Wie oben ausgeführt wurde, kann bei einem Servoventil ein Steuerventil (
In dem Schaltbild von
Ein Rechenmodell kann bevorzugt für das Verfahren zur Bestimmung der Injektionsrate (q) eines Kraftstoffinjektionsventils (
Auf der elektronischen Steuereinheit (ECU) wird bevorzugt auch ein Verfahren zur Bestimmung und/oder zur Regelung der Injektionsmenge (Q) des Kraftstoffinjektionsventils (
Abwandlungen der Erfindung sind in verschiedener Weise möglich. Die einzelnen Merkmale der gezeigten und beschriebenen Ausführungsbeispiele können in beliebiger Weise miteinander kombiniert, gegeneinander ersetzt, ergänzt oder weggelassen werden. Sowohl ein direkt aktuierter Kraftstoffinjektor als auch ein Kraftstoffinjektor mit einem Servoventil (mit Zweiwegeventil, Dreiwegeventil oder mit anderer Ausbildung) können mit einem Sitzventil (
Bei der fluidmechanischen Berechnung kann bevorzugt mit kompressiblen Fluiden gerechnet werden. Alternativ kann zur Vereinfachung der Berechnung in Teilen des Modells oder in dem gesamten Modell auch mit inkompressiblen Fluiden gerechnet werden.Compressible fluids can preferably be used in the fluid mechanical calculation. Alternatively, in order to simplify the calculation in parts of the model or in the entire model, incompressible fluids can also be used.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
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R012 | Request for examination validly filed |
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R020 | Patent grant now final |