DE102004023962A1 - Fuel high pressure pump and injection system controlling method, involves reducing number of discharge strokes of fuel high-pressure pump relative to number of injections, if injection quantity is smaller than minimum output - Google Patents
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Abstract
Description
Aus
der
In anderen Worten: Mit diesem einen Förderhub muss die gesamte während einer Kurbelwellenumdrehung der Brennkraftmaschine über die verschiedenen Injektoren der Brennkraftmaschine eingespritzte Kraftstoffmenge in einen zwischen den Injektoren und der Kraftstoffhochdruckpumpe angeordneten Common Rail gefördert werden. Dies führt naturgemäß dazu, dass der Druck in dem Common Rail starken Schwankungen unterliegt. Da die Einspritzmenge der Injektoren vom Druck im Common Rail abhängt, sind die Einspritzmengen der Injektoren der Brennkraftmaschine nicht gleich. Dies führt zu einem unrunden und rauen Motorlauf der Brennkraftmaschine und außerdem ist das Emissionsverhalten der Brennkraftmaschine nicht optimal.In In other words, with this one delivery stroke, the entire one must be during one Crankshaft revolution of the internal combustion engine via the various injectors the internal combustion engine injected fuel amount in between the injectors and the high-pressure fuel pump arranged common Rail promoted become. this leads to naturally, that the pressure in the common rail is subject to strong fluctuations. Since the injection quantity of the injectors depends on the pressure in the common rail, are the injection quantities of the injectors of the internal combustion engine not equal. this leads to to a noncircular and rough engine running of the internal combustion engine and Furthermore the emission behavior of the internal combustion engine is not optimal.
Um diese Nachteile zu vermeiden, ist man beispielsweise bei Motoren mit sechs Zylindern und entsprechend sechs Injektoren dazu übergegangen, die Zahl der Förderhübe der Kraftstoffhochdruckpumpe der Zahl der Einspritzungen anzugleichen. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass bei einer Kraftstoffhochdruckpumpe eine Nockenwelle mit drei Nocken je Umdrehung vorgesehen wird. Infolgedessen leistet eine solche Kraftstoffhochdruckpumpe mit drei Nocken, wenn sie von der Nockenwelle der Brennkraftmaschine angetrieben wird, eineinhalb (1,5) Förderhübe je Kurbelwellenumdrehung. Da beispielsweise bei einem Sechszylinder-Viertaktmotor während einer Kurbelwellenumdrehung drei Injektoren Kraftstoff in die ihnen zugeordneten Brennräume einspritzen, führt der Einsatz einer solchen Kraftstoffhochdruckpumpe mit einem Pumpenelement und einer Nockenwelle mit drei Nocken dazu, dass nach jedem zweiten Einspritzvorgang ein Förderhub der Kraftstoffhochdruckpumpe der Kraftstoff in den Common Rail fördert.Around To avoid these disadvantages, one is for example in motors with six cylinders and corresponding to six injectors, the Number of delivery strokes of the high-pressure fuel pump to match the number of injections. This can be, for example be done by a camshaft in a high-pressure fuel pump is provided with three cams per revolution. As a result, perform Such a high-pressure fuel pump with three cams, when from the camshaft of the internal combustion engine is driven, one and a half (1.5) Conveying strokes per crankshaft revolution. For example, as in a six-cylinder four-stroke engine during a Crankshaft rotation three injectors fuel in their assigned Inject combustion chambers, leads the Use of such a high-pressure fuel pump with a pump element and a camshaft with three cams that after every second Injection process a delivery stroke the high-pressure fuel pump which promotes fuel in the common rail.
Im Ergebnis bedeutet dies, dass die zwei Injektoren, welche zwischen zwei Förderhüben der Kraftstoffpumpe je eine Einspritzung vornehmen, mit signifikant unterschiedlichen mittleren Common Rail-Drücken arbeiten, was zu signifikant unterschiedlichen Einspritzmengen dieser beiden Injektoren führt. Dieser Effekt ist umso stärker ausgeprägt, je größer kleiner das Volumen des Common-Rails ist und je größer die eingesprtzte Kraftstoffmenge ist.in the Result, this means that the two injectors, which between two delivery strokes of the fuel pump one injection each, with significantly different mean common rail pressures work, resulting in significantly different injection rates of these two injectors leads. This effect is even stronger pronounced, ever bigger smaller the volume of the common rail is and the larger the amount of fuel injected is.
Um beispielsweise bei Sechszylinderbrennkraftmaschinen mit einem Hubraum von mehr als drei Litern eine möglichst gleichmäßige und wenig streuende Einspritzmenge bei den sechs vorhandenen Injektoren zu erzielen ist es bekannt, zwei Kraftstoffhochdruckpumpen mit je einem Pumpenelement und einer Nockenwelle mit je drei Nocken einzusetzen. Im Ergebnis führt dies dazu, dass nach jeder Einspritzung ein Förderhub stattfindet, so dass die Amplitude der Druckschwankungen im Common Rail minimiert wird und der mittlere Common Rail-Druck bei jeder Einspritzung gleichbleibende Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine vorausgesetzt – gleich ist. Infolgedessen ergibt sich ein sehr ruhiger Lauf der Brennkraftmaschine und ein sehr gutes Emissions- und Verbrauchsverhalten der Brennkraftmaschine.Around For example, in six-cylinder internal combustion engines with a displacement of more than three liters one possible uniform and little scattering injection quantity at the six existing injectors It is known to achieve two high-pressure fuel pumps each to use a pump element and a camshaft with three cams. As a result leads this means that after each injection takes place a delivery stroke, so that the amplitude of the pressure fluctuations in the common rail is minimized and the average common rail pressure at each injection is constant Operating conditions of the internal combustion engine provided - the same is. As a result, results in a very quiet running of the internal combustion engine and a very good emission and consumption behavior of the internal combustion engine.
Alternativ wäre es auch möglich, eine Kraftstoffhochdruckpumpe für eine Sechszylinderbrennkraftmaschine vorzusehen, die zwei Pumpenelemente aufweist und eine Nockenwelle mit drei Nocken. Auch bei einer solcher Art ausgebildeten Kraftstoffhochdruckpumpe würde sich unter den genannten Voraussetzungen ein Förderhub je Einspritzvorgang ergeben.alternative would it be also possible, a high-pressure fuel pump for to provide a six-cylinder internal combustion engine, the two pump elements and a camshaft with three cams. Even with such a Type-trained high-pressure fuel pump would work under the stated conditions a delivery lift each injection process result.
Entsprechendes gilt für Brennkraftmaschinen mit acht oder mehr Zylindern. Bei einer Brennkraftmaschine mit acht Zylindern müsste beispielsweise eine oder mehrere Kraftstoffhochdruckpumpen vorgesehen sein, die insgesamt vier Förderhübe je Kurbelwellenumdrehung der Brennkraftmaschine leisten.The same applies to Internal combustion engines with eight or more cylinders. In an internal combustion engine with eight cylinders would have for example, one or more high-pressure fuel pumps provided be, the total of four delivery strokes per crankshaft revolution afford the internal combustion engine.
Nachteilig an diesen Kraftstoffeinspritzsystemen ist, dass sehr kleine Fördermengen nicht oder nur sehr schwer mit ausreichender Genauigkeit realisierbar sind.adversely At these fuel injection systems is that very small flow rates not or only very difficult to realize with sufficient accuracy are.
Wenn die Fördermengen beim Leerlaufbetrieb oder im unteren Teillastbereich der Brennkraftmaschine nicht mit der erforderlichen Genauigkeit gesteuert bzw. geregelt werden können, ergeben sich Druckschwankungen im Common Rail und unter ungünstigen Umständen wird die Druckregelung des Common-Rail-Drucks instabil.If the flow rates during idling operation or in the lower part load range of the internal combustion engine not controlled or regulated with the required accuracy can be arise pressure fluctuations in the common rail and unfavorable circumstances the pressure control of the common rail pressure becomes unstable.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Ansteuern einer Kraftstoffhochdruckpumpe einer Brennkraftmaschine mit einem saugseitig oder druckseitig der Kraftstoffhochdruckpumpe angeordneten Mengensteuerventil und mit mindestens einer Kraftstoffhochdruckpumpe weist die Verfahrensschritte Ermitteln der Einspritzmenge je Zylinder der Brennkraftmaschine, vergleichen der Einspritzmenge je Zylinder der Brennkraftmaschine mit einer ersten Mindestfördermenge und verringern der Zahl der Förderhübe der mindestens einen Kraftstoffhochpumpe relativ zur Zahl der Einspritzungen, wenn die Einspritzmenge kleiner als die erste Mindestfördermenge ist.The inventive method for driving a high-pressure fuel pump of an internal combustion engine with a suction side or pressure side of the high-pressure fuel pump arranged quantity control valve and having at least one high-pressure fuel pump has the method steps determining the injection quantity per cylinder of the internal combustion engine, compare the injection quantity per cylinder of the internal combustion engine with a first Minimum delivery and reduce the number of delivery strokes of the at least one fuel high-pressure pump relative to the number of injections when the injection quantity is smaller than the first minimum delivery.
Vorteile der ErfindungAdvantages of invention
Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es möglich, durch teilweises "Abschalten" einzelner Pumpenelemente der mindestens einen Kraftstoffhochdruckpumpe die Zahl der Förderhübe je Kurbelwellenumdrehung zu verringern. In Folge dessen wird auch die Gesamtfördermenge Gesamtfördermenge der mindestens einen Kraftstoffhochdruckpumpe, beispielsweise um einen Faktor 0,5, 0,33 oder 0,25, verringert. Durch diese Maßnahme ist es möglich den Regelbereich der Fördermenge der Kraftstoffhochdruckpumpe beispielsweise auf die Hälfte, ein Drittel oder auf ein Viertel der nach dem Stand der Technik möglichen Mindestfördermenge zu reduzieren. Damit ist es durch das erfindungsgemäße Verfahren ohne Weiteres möglich, die Fördermengenregelung der mindestens einen Kraftstoffhochdruckpumpe auf so kleine Bereiche zu erweitern, dass selbst im Leerlauf der Brennkraftmaschine die Einspritzmengen und der Druck im Common-Rail mit ausreichender Genauigkeit geregelt bzw. gesteuert werden können.By the inventive method Is it possible, by partial "shutdown" of individual pump elements the at least one high-pressure fuel pump, the number of delivery strokes per crankshaft revolution to reduce. As a result, also the total delivery total production the at least one high-pressure fuel pump, for example a factor of 0.5, 0.33 or 0.25, reduced. By this measure is it possible the control range of the flow rate the high-pressure fuel pump, for example, in half, a Third or one quarter of the state of the art possible Minimum delivery rate too to reduce. Thus, it is by the method of the invention without further notice possible, the flow rate control the at least one high-pressure fuel pump in such small areas to expand that even when the engine is idling Injection quantities and the pressure in the common rail with sufficient accuracy can be regulated or controlled.
Die dadurch entstehenden Druckschwankungen im Common-Rail können im Leerlauf oder im untersten Teillastbereich der Brennkraftmaschine toleriert werden, da die eingespritzten Kraftstoffmenge in Relation zu dem Volumen des Common-Rai1s sehr klein ist. Außerdem können die Druckschwankungen durch eine geeignete Anpassung der Einspritzdauern mindestens teilweise kompensiert werden.The This resulting pressure fluctuations in the common rail can in Idling or in the lowest part load range of the internal combustion engine be tolerated, since the injected fuel quantity in relation to the volume of the common Rai1s is very small. In addition, the Pressure fluctuations by a suitable adjustment of the injection durations be at least partially compensated.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die Zahl der Förderhübe der mindestens einen Kraftstoffhochdruckpumpe relativ zur Zahl der Einspritzungen erhöht wird, wenn die Einspritzmenge größer als eine zweite Mindestfördermenge ist.A further advantageous embodiment of the method according to the invention provides that the number of production strokes of at least a high-pressure fuel pump is increased relative to the number of injections, if the injection quantity is greater than a second minimum delivery is.
Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die zweite Mindestfördermenge größer als die erste Mindestfördermenge ist. Durch die Differenz zwischen erster Mindestfördermenge und zweiter Mindestfördermenge wird eine sog. Hysterese bei dem Wechsel des Betriebsmodus der mindestens einen Kraftstoffhochdruckpumpe erreicht, so dass ein stabiler Betrieb der Kraftstoffhochdruckpumpe und damit auch des gesamten Kraftstoffeinspritzsystems jederzeit gewährleistet ist.there It is particularly advantageous if the second minimum delivery greater than the first minimum delivery is. By the difference between the first minimum delivery and second minimum delivery becomes a so-called. Hysteresis at the change of the operating mode of at least achieved a high-pressure fuel pump, allowing a stable operation the high-pressure fuel pump and thus also the entire fuel injection system guaranteed at all times is.
Bevorzugt wird die Zahl der Förderhübe der mindestens einen Kraftstoffhochdruckpumpe relativ zur Zahl der Einspritzunger. um einen Faktor 2, 3 oder 4 erhöht, wenn die Einspritzmenge größer als eine zweite Mindestfördermenge ist.Prefers is the number of production strokes of at least a high-pressure fuel pump relative to the number of Einspritzunger. increased by a factor of 2, 3 or 4, if the injection quantity is greater than one second minimum delivery is.
Die erfindungsgemäßen Vorteile werden auch mit einem Kraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine mit einem Steuergerät, mit einem Common-Rail, mit mindestens einem Injektor und mit mindestens einer Kraftstoffhochdruckpumpe erreicht, wobei die Zahl der Förderhübe der mindestens einen Kraftstoffhochdruckpumpe gleich der Zahl der Einspritzung ist und mit einem saugseitig oder druckseitig der mindestens einen Kraftstoffhochdruckpumpe angeordneten Mengensteuerventil, wobei das Steuergerät die Einspritzmenge des mindestens einen Injektors und die Fördermenge der mindestens einen Kraftstoffhochdruckpumpe steuert, dadurch erreicht, dass das Steuergerät nach einem der vorhergehenden beschriebenen Verfahren arbeitet.The Advantages of the invention are also used with a fuel injection system for an internal combustion engine with a control unit, with a common rail, with at least one injector and with at least reaches a high-pressure fuel pump, wherein the number of delivery strokes of at least a high-pressure fuel pump equal to the number of injection is and with a suction side or pressure side of at least one High-pressure fuel pump arranged quantity control valve, wherein the control unit the injection quantity of the at least one injector and the delivery rate which controls at least one high-pressure fuel pump, thereby achieved that the controller operates according to one of the preceding described methods.
Erfindungsgemäße Ausgestaltungen eines Kraftstoffeinspritzsystems sehen vor, dass die Brennkraftmaschine sechs Injektoren aufweist, dass eine Kraftstoffhochdruckpumpe mit zwei Pumpenelementen vorgesehen ist und dass die Pumpenelemente bei jeder Umdrehung einer Antriebswelle dreimal betätigt werden. Alternativ kann die Brennkraftmaschine auch zwei Kraftstoffhochdruckpumpen mit je einem Pumpenelement aufweisen, die bei jeder Umdrehung einer Antriebswelle der Kraftstoffhochdruckpumpe dreimal betätigt werden.Inventive embodiments of a fuel injection system provide that the internal combustion engine has six injectors that a high-pressure fuel pump with two pump elements is provided and that the pump elements at each revolution of a drive shaft are actuated three times. Alternatively, you can the internal combustion engine also two high-pressure fuel pumps with each a pump element, which at each revolution of a drive shaft of the high-pressure fuel pump are actuated three times.
Ein solches Kraftstoffeinspritzsystem ist insbesondere für den Einsatz in Sechszylinder-Brennkrafttmaschinen geeignet.One such fuel injection system is especially for use suitable in six-cylinder Brennkrafttmaschinen.
Eine erfindungsgemäße Ausgestaltung eines Kraftstoffeinspritzsystems für eine Brennkraftmaschine mit acht Zylindern sieht vor, dass die Brennkraftmaschine acht Injektoren aufweist, dass eine Kraftstoffhochdruckpumpe mit zwei Pumpenelementen vorgesehen ist, und dass die Pumpenelemente bei jeder Umdrehung einer der Antriebswelle der Kraftstoffhochdruckpumpe viermal betätigt werden.A inventive design a fuel injection system for an internal combustion engine with eight cylinders provides that the internal combustion engine eight injectors having a high-pressure fuel pump with two pump elements is provided, and that the pump elements at each revolution one of the drive shaft of the high-pressure fuel pump are operated four times.
Alternativ kann das Kraftstoffeinspritzsystem auch zwei Kraftstoffhochdruckpumpen mit je einem Pumpenelement und vier Nocken aufweisen, wobei in diesem Fall auch die Pumpenelemente bei jeder Umdrehung einer Antriebswelle der Kraftstoffhochdruckpumpe vier mal betätigt werden.alternative The fuel injection system may also include two high-pressure fuel pumps each having a pump element and four cams, wherein in this Case also the pump elements with each revolution of a drive shaft the high-pressure fuel pump are operated four times.
Entsprechend ausgestaltete Kraftstoffeinspritzsysteme für Brennkraftmaschinen mit 10 oder 12 oder sogar noch mehr Zylindern sind selbstverständlich möglich und auch für solche Kraftstoffeinspritzsysteme wird Schutz beansprucht.Corresponding configured fuel injection systems for internal combustion engines with 10 or 12 or even more cylinders are of course possible and also for such fuel injection systems are claimed protection.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen sind der nachfolgenden Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüchen entnehmbar. Alle in der Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüchen beschriebenen Merkmale können sowohl einzeln als auch in Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.Further Advantages and advantageous embodiments are the following Drawing, the description and the claims can be removed. All in the drawing, the description and the claims described Features can be both individually as well as in combination with each other essential to the invention be.
Zeichnungdrawing
Es zeigen:It demonstrate:
Beschreibung der Ausführungsbeispiele Description of the embodiments
Ein
Beispiel einer Kraftstoffhochdruckpumpe, die in einem erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzsystem
einsetzbar ist, ist in der
Aus
der
Das
Pumpenelement
Durch
die oszillierende Bewegung des Pumpenkolbens
In
dem Pumpengehäuse
In
dem Pumpengehäuse
Zwischen
der dem Saugraum
Wenn
die Nockenwelle
Der
von der Sperrflügelpumpe überschüssig geförderte Kraftstoff
wird über
ein Druckregelventil
Selbstverständlich sind
das erfindungsgemäß beanspruchte
Verfahren und das erfindungsgemäß beanspruchte
Kraftstoffeinspritzsystem nicht auf die anhand der
In
Im
oberen der beiden Diagramme sind die Einspritzungen
Bei
einer in
Bei
dem in
Die
Einspritzungen
Im
unteren Teil der
Bei
jeder Einspritzung
Andererseits
wird mit jedem Förderhub
Da
die eingespritzte Kraftstoffmenge und die Födermenge der Kraftstoffhochdruckpumpe
gleich groß sind,
ergibt sich der in dem unteren Teil von
Wie
aus
Wenn
nun die Brennkraftmaschine im untersten Teillastbereich oder im
Leerlauf betrieben werden soll, kann erfindungsgemäß die Zahl
der Förderhübe
Im
unteren Teil der
Es ist möglich durch eine geeignete individuelle Ansteuerung der Einspritzdauern der Injektoren eine Vergleichmäßigung der Einspritzmengen. der Injektoren zu erreichen.It is possible by a suitable individual control of the injection periods the injectors equalize the Injection quantities. to reach the injectors.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es problemlos möglich kleinste Fördermengen der mindestens einen Kraftstoffhochdruckpumpe zu realisieren und gleichzeitig durch die Option im Normalbetrieb pro Einspritzung einen Förderhub der Kraftstoffhochdruckpumpe zu realisieren erstens einen sehr raschen Druckaufbau im Common Rail zu erreichen und zweitens identische mittlere Einspritzdrücke bei jeder Einspritzung zu realisieren.With the method according to the invention it is easily possible smallest flow rates realize the at least one high-pressure fuel pump and at the same time by the option in normal operation per injection a delivery stroke to realize the high-pressure fuel pump firstly, a very fast Pressure build-up in the common rail to achieve and secondly identical medium injection pressures to realize each injection.
Anhand
der
Die
Kraftstoffhochdruckpumpe
Claims (11)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200410023962 DE102004023962A1 (en) | 2004-05-14 | 2004-05-14 | Fuel high pressure pump and injection system controlling method, involves reducing number of discharge strokes of fuel high-pressure pump relative to number of injections, if injection quantity is smaller than minimum output |
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DE102004023962A1 true DE102004023962A1 (en) | 2005-12-01 |
Family
ID=35267454
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2004
- 2004-05-14 DE DE200410023962 patent/DE102004023962A1/en not_active Ceased
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Effective date: 20141028 |