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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Kraftstoffzuteilung,
bei welchem der Kraftstoff unter erhöhtem Druck in mindestens einer
Speichervorrichtung gespeichert und dort durch mindestens einen
Injektor entnommen und mindestens einem Brennraum einer Brennkraftmaschine
zugeführt
wird. Solche Vorrichtungen sind zur Kraftstoffzuteilung an selbstzündenden
und fremdgezündeten Brennkraftmaschinen
gleichermaßen
gebräuchlich.
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In
einer Vorrichtung zur Kraftstoffzuteilung der eingangs genannten
Art ist der Vorgang zur Druckerzeugung von der Steuerung des Einspritzvorgangs
getrennt. Daher kann der Einspritzvorgang vollständig durch ein elektronisches
Steuergerät
kontrolliert werden, welches mittels elektrischer Signale ein elektrisch
betätigtes
Ventil ansteuert. Dabei ist für jeden
Zylinder einer Mehrzylindermaschine ein Ventil vorgesehen. Der Einspritzvorgang
wird dabei über den
Einspritzzeitpunkt, die Einspritzmenge, die Anzahl der Einzeleinspritzungen
und den Einspritzdruck beeinflusst.
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Um
den Einspritzdruck auf einen vorgebbaren Sollwert regeln zu können, muss
die Speichervorrichtung neben einem mit einer Förderpumpe verbundenen Zulauf
auch eine Öffnung
zur Entnahme überschüssigen Kraftstoffes
aufweisen, um auf diese Weise Druck innerhalb der Speichervorrichtung
abbauen zu können.
Die Entnahmeöffnung
ist dabei mittels eines elektrisch ansteuerbaren Ventils mit einer
Kraftstoffrückführleitung
verbunden. Zur Erhöhung
des Druckes auf einen vorgebbaren Sollwert kann somit durch die
Motorsteuerung kontrolliert eine bestimmte Kraftstoffmenge der Speichervorrichtung zugeführt werden.
Zur Verringerung des Druckes auf einen vorgebbaren Sollwert kann
durch die Motorsteuerung kontrolliert eine be stimmte Kraftstoffmenge
aus der Speichervorrichtung entnommen werden.
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Nachteilig
an diesem Stand der Technik ist jedoch, dass für die Kraftstoffzuteilung und
die Entnahme überzähligen Kraftstoffes
separate Bauelemente vorhanden sein müssen. Diese Bauelemente beanspruchen
Bauraum, weisen zusätzliches
Gewicht auf und sind im Betrieb der Brennkraftmaschine störanfällig, da
bereits der Ausfall eines einzigen Bauelementes zum Ausfall der
gesamten Brennkraftmaschine führen
kann.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
die Zuverlässigkeit
einer Vorrichtung zur Kraftstoffzuteilung zu erhöhen. Weiterhin soll der für eine Brennkraftmaschine
benötigte
Bauraum sowie deren Gewicht verringert werden.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
eine Vorrichtung zur Kraftstoffzuteilung, welche mindestens eine
Speichervorrichtung, mindestens eine Förderpumpe, mindestens einen
Injektor und ein Mehrwegeventil enthält. In der Speichervorrichtung
ist Kraftstoff mit einem vorgebbaren Druck speicherbar, wobei die
Förderpumpe
dazu eingerichtet ist, den Kraftstoff in die Speichervorrichtung
zu fördern.
Dieser ist mittels eines Injektors in vorgebbarer Menge zu vorgebbaren
Zeitpunkten aus der Speichervorrichtung entnehmbar und kann dem
Brennraum einer Brennkraftmaschine zugeführt werden. Durch das Mehrwegeventil
ist die zugeführte
Kraftstoffmenge beeinflussbar, wodurch der Druck in der Speichervorrichtung
regelbar ist.
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Weiterhin
besteht die Lösung
der Aufgabe in einem Verfahren zur Kraftstoffzuteilung, bei welchem der
Kraftstoff unter erhöhtem
Druck in mindestens einer Speichervorrichtung gespeichert und dort
durch mindestens einen Injektor entnommen und mindestens einem Brennraum
einer Brennkraftmaschine zugeführt
wird, wobei durch ein Mehrwegeventil der Druck in der Speichervorrichtung
geregelt wird. Darüber
hinaus besteht die Lö sung
der Aufgabe in einer Brennkraftmaschine, welche mit einer Vorrichtung zur
Kraftstoffzuteilung der genannten Art ausgestattet ist.
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Erfindungsgemäß wurde
erkannt, dass ein einzelnes Mehrwegeventil dazu geeignet ist, sowohl Kraftstoff
einer Speichervorrichtung zuzuführen,
um damit den in der Speichervorrichtung herrschenden Druck zu erhöhen, als
auch Kraftstoff aus der Speichervorrichtung zu entnehmen, um damit
den in der Speichervorrichtung herrschenden Druck zu verringern.
Das erfindungsgemäß verwendete
Mehrwegeventil kann besonders vorteilhaft durch ein einzelnes elektrisches
Signal von der Motorsteuerung kontrolliert werden. Darüber hinaus
spart das einzelne Mehrwegeventil Gewicht und Bauraum ein.
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Da
beide Funktionen mit nur einem Aktor und einem elektrischen Signal
kontrolliert werden, steigt die Zuverlässigkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung
an. Unter einem Aktor soll dabei ein aktives Element wie z. B. ein
Stellmotor, ein Piezo-Steller,
eine Magnetspule oder ein ähnliches
Element verstanden werden. Fallweise kann neben dem Aktor noch ein passives
Element wie z. B. eine Feder vorgesehen werden, um das Mehrwegeventil
bei Ausfall des Aktors in eine vorgebbare Stellung zu bringen.
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Die
erfindungsgemäß in der
Vorrichtung zur Kraftstoffzuteilung verwendete Speichervorrichtung kann
beispielsweise ein Druckgefäß oder eine
Verbindungsleitung sein, welche gemeinsam von allen Zylindern einer
Brennkraftmaschine genutzt wird. Der aus der Speichervorrichtung
entnommene und den Brennräumen
der Brennkraftmaschine zugeführte
Kraftstoff wird über
eine Zufuhrleitung mittels einer Förderpumpe ersetzt. Der in der
Speichervorrichtung herrschende Druck kann dabei der Grenzdruck
sein, welchen die Förderpumpe
bereitzustellen vermag. In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung
wird der Sollwert des Druckes in der Speichervorrichtung durch eine
Steuervorrichtung vorgegeben, der Istwert des Druckes gemessen und
auf diesen Sollwert geregelt. Der Sollwert kann dabei an den jeweiligen Betriebszustand
der Brennkraftmaschine angepasst werden.
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Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen,
die Speichervorrichtung mittels des Mehrwegeventils sowohl mit einer
Zufuhrleitung zu verbinden, welche Kraftstoff aus einem Vorratsbehälter der
Speichervorrichtung zuführt
als auch mit einer Rückführleitung, über welche
Kraftstoff aus der Speichervorrichtung entnehmbar ist. Zum Druckaufbau
wird dabei in einer ersten Stellung des Mehrwegeventils Kraftstoff über mindestens
eine Förderpumpe
aus dem Vorratsbehälter
entnommen und der Speichervorrichtung zugeführt. Zum Druckabbau wird das
Mehrwegeventil in eine zweite Stellung gebracht, in welcher Kraftstoff aus
der Speichervorrichtung über
eine Rücklaufleitung
entnommen wird. Der entnommene Kraftstoff kann beispielsweise in
den Vorratsbehälter
zurückgeführt werden.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann der entnommene
Kraftstoff direkt oder über
einen Wärmetauscher
wieder zur Förderpumpe
geleitet werden.
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Beide
Stellungen des erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Mehrwegeventils können über einen einzigen
Aktor, beispielsweise eine Magnetspule, einen Piezo-Steller oder
einen Servomotor sequenziell angefahren werden. Ein einzelner Aktor
benötigt
dabei nur ein einziges Steuersignal. Es kann also mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Kraftstoffzuteilung ein Aktor und eine Verbindungsleitung zum Steuergerät eingespart
werden.
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In
einer Weiterbildung der Erfindung kann das Mehrwegeventil bei Ausfall
des Aktors in eine Stellung gebracht werden, welche einen Notbetrieb ermöglicht.
Dies kann beispielsweise mittels eines elastischen Elementes erfolgen,
welche auf das Bedienelement des Mehrwegeventils einwirkt. Dadurch kann
das Mehrwegeventil beispielsweise in eine Stellung gebracht werden,
in welcher sich ein mittlerer Druck in der Speichervorrichtung einstellt,
mit welchem im Notbetrieb eine Viel zahl von Betriebszuständen der
Brennkraftmaschine verwirklicht werden kann.
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Um
die über
die Rückführleitung
in den Vorratsbehälter
zurückgeführte Kraftstoffmenge
zu verringern wird in einer Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen,
dass das Mehrwegeventil eine Sperrstellung aufweist, in welcher
weder die Zufuhrleitung noch die Rückführleitung vom bzw. zum Vorratsbehälter mit
der Speichervorrichtung verbunden sind. Wird diese Sperrstellung
als Mittelstellung des Mehrwegeventils vorgesehen, so ist niemals
gleichzeitig die Zufuhrleitung vom Vorratsbehälter zur Speichervorrichtung
und die Rückführleitung
von der Speichervorrichtung zum Vorratsbehälter verbunden. Es wird also
zuverlässig
vermieden, dass geförderter Kraftstoff
sogleich wieder durch die Rückführleitung in
den Vorratsbehälter
zurückgeführt wird.
Auf diese Weise wird die von der Förderpumpe geförderte Kraftstoffmenge
ebenso wie die zum Antrieb der Förderpumpe
benötigte
Antriebsenergie minimiert.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist das Mehrwegeventil als Proportionalventil ausgeführt. Dieses
erlaubt, in Abhängigkeit
des vom Steuergerät erzeugten
Steuersignals eine nahezu stufenlose Beeinflussung sowohl der zugeführten als
auch der abgeführten
Kraftstoffmenge und damit eine besonders feinfühlige Regelung des in der Speichervorrichtung herrschenden
Druckes.
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Eine
weitere Verringerung des Bauraumes sowie eine weitere Erhöhung der
Zuverlässigkeit
im Betrieb ergibt sich insbesondere dann, wenn die Förderpumpe
und das Mehrwegeventil in einer Baugruppe zusammengefasst werden.
Dadurch wird die Leitungslänge
zwischen den Bauteilen wirkungsvoll verringert.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Kraftstoffzuteilung lässt
sich universell für
selbstzündende und
fremdgezündete
Brennkraftmaschinen einsetzen. Besonders bevorzugt ist jedoch der
Einsatz an einer selbstzündenden
Brennkraftmaschine, da bei diesen der Druck in der Speichervorrichtung
in einem be sonders weiten Bereich an unterschiedliche Betriebszustände angepasst
wird, beispielsweise zwischen etwa 30 bar und etwa 2500 bar.
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Bevorzugt
befindet sich das erfindungsgemäß vorgeschlagene
Mehrwegeventil auf der Eingangsseite der Förderpumpe. Dadurch kann die
von der Förderpumpe
angesaugte und komprimierte Kraftstoffmenge optimiert werden und
die benötigte Antriebsenergie
wird wunschgemäß verringert.
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Nachfolgend
soll die Erfindung anhand von Figuren und Ausführungsbeispielen ohne Beschränkung des
allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden. Dabei zeigt
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1 eine
Vorrichtung zur Kraftstoffzuteilung der gattungsbildenden Art gemäß dem Stand der
Technik.
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2 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
bei welcher ein 4/3-Wegeventil verwendet wird, in einer ersten Stellung
des Ventils
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3 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
bei welcher ein 4/3-Wegeventil verwendet wird, in einer zweiten
Stellung des Ventils
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4 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
bei welcher ein 4/3-Wegeventil verwendet wird, in einer dritten
Stellung des Ventils
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5 zeigt
die Ventilstellung eines 4/3-Wegeventil in Abhängigkeit eines Steuersignals,
welches von einem Motorsteuergerät
erzeugbar ist.
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1 zeigt
eine Vorrichtung zur Kraftstoffzuteilung an eine Brennkraftmaschine
der eingangs genannten Art gemäß dem Stand
der Technik. Der Kraftstoff wird dabei aus einer Speichervorrichtung 10 entnommen
und dem Brennraum einer Brennkraftmaschine zugeführt. Dafür steht für jeden Zylinder einer Mehrzylindermaschine
ein Injektor 19a, 19b, 19c und 19d zur
Verfügung.
Jeder Injektor ist mittels einer Zufuhrleitung mit der Speichervorrichtung 10 verbunden.
Jeder Injektor weist ein nicht im Detail dargestelltes Absperrventil
auf, welches durch ein elektrisches Steuersignal eines Motorsteuergerätes 11 beeinflussbar
ist. Sofern das Steuergerät
den Befehl zum Öffnen
gibt, tritt der Kraftstoff zum vorbestimmten Zeitpunkt in vorbestimmter
Menge am brennraumseitigen Ende des Injektors 19 aus. Sofern der
Injektor Undichtigkeiten aufweist, wird austretender Kraftstoff über eine
Rückführleitung 22 gesammelt
und dem Vorratsbehälter 12 wieder
zugeführt.
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Der über die
Injektoren 19 aus der Speichervorrichtung 10 entnommene
Kraftstoff wird über
eine Zufuhrleitung 21 wieder ergänzt. Hierzu ist die Zufuhrleitung 21 mit
einem Vorratsbehälter 12 verbunden.
Der Kraftstoff wird von einer Niederdruckpumpe 14 über einen
Kraftstofffilter 13 entnommen. Am Ausgang der Niederdruckpumpe 14 wird
die Kraftstofftemperatur mittels eines Temperatursensors 15 gemessen.
Dieser Wert steht dem Steuergerät 11 zur Berechnung
der Einspritzmenge zur Verfügung.
Der Ausgang der Niederdruckpumpe 14 ist mit einem Eingang
der Hochdruckpumpe 17 über
ein Regelventil 16 verbunden. Über das Regelventil 16 wird
die vom Steuergerät 11 vorberechnete
Kraftstoffmenge der Hochdruckpumpe 17 zugeteilt. Die Hochdruckpumpe 17 befördert anschließend den
Kraftstoff in die Speichervorrichtung 10 und setzt diese
dabei unter Druck. In einer weiteren Ausgestaltung können beide
Pumpen 14, 17 zu einer einzigen Förderpumpe
zusammengefasst werden.
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Der
in Speichervorrichtung 10 herrschende Druck wird mittels
eines Drucksensors 18 gemessen. Dieser kann in der Zufuhrleitung 21,
der Speichervorrichtung 10 oder einem Injektor 19 angeordnet
sein. Auch der mit dem Drucksensor 18 gemessene Ist-Wert
steht dem Steuergerät 11 zur
Verfügung.
In Abhängigkeit
des Betriebszustandes der Brennkraftmaschine gibt das Steuergerät 11 einen
Sollwert für den
Speicherdruck 10 vor. Beispielsweise kann vorgesehen sein,
im Teillastbetrieb einen niedrigeren Druck an die Speichervorrichtung 10 anzulegen.
Die Bestimmung des Druck-Sollwertes kann dabei beispielsweise mittels
numerischer Kennfelder, mit einem neuronalen Netz oder durch eine
Fuzzy-Logik erfolgen. Hierzu stehen dem Steuergerät 11 fallweise weitere
Eingangssignale 23 zur Verfügung. Die Eingangssignale 23 können beispielsweise
eine Fahrpedalstellung, einen Ladedruck, eine Kühlmitteltemperatur, eine Lufttemperatur,
eine Motordrehzahl oder eine Kurbelwellenstellung erfassen.
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Sofern
der über
Drucksensor 18 gemessene Druck niedriger ist als der Sollwert,
wird das Mengenventil 16 geöffnet und durch die Hochdruckpumpe 17 zusätzlicher
Kraftstoff in die Speichervorrichtung 10 eingebracht, um
den in Speichervorrichtung 10 herrschenden Druck zu erhöhen. Sofern
der in der Speichervorrichtung 10 herrschende Druck höher ist
als der Sollwert, wird aus der Speichervorrichtung 10 Kraftstoff
abgelassen. Dies geschieht bevorzugt dadurch, dass mittels der Injektoren 19a, 19b, 19c oder 19d Kraftstoff
aus der Speichervorrichtung 10 in den Brennraum zumindest
eines Zylinders der Brennkraftmaschine geleitet wird. Sofern im
aktuell anliegenden Betriebszustand jedoch kein zusätzlicher Kraftstoff
im Brennraum benötigt
wird, beispielsweise im Schubbetrieb, steht ein Ablassventil 20 zur
Verfügung.
Dieses kann ebenfalls durch ein elektrisches Signal von Steuergerät 11 geöffnet werden
und führt Kraftstoff
aus der Speichervorrichtung 10 über die Rückführleitung 22 in den
Vorratsbehälter 12 zurück.
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2 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Dabei bezeichnen gleiche Bezugszeichen
gleiche Bauteile wie in 1. Zur Erhöhung der Übersichtlichkeit sind nicht
alle vorhandenen Bauteile dargestellt.
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Auch
die erfindungsgemäße Vorrichtung weist
eine Speichervorrichtung 10 auf. Kraftstoff aus der Speichervorrichtung 10 wird über Injektoren 19 an
mindestens einen Zylinder einer Brennkraftmaschine zugeteilt. Wie
bereits vorstehend beschrieben, sind dabei so viele Injektoren vorgesehen,
wie die Brennkraftmaschine Zylinder aufweist. Die Injektoren 19 werden
ebenso wie das Mehrwegventil 24 von einer nicht dargestellten
Steuervorrichtung kontrolliert.
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Der
Kraftstoff gelangt aus einem Vorratsbehälter 12 mittels einer
Niederdruckpumpe 14 über das
Mehrwegventil 24 zum Eingang der Hochdruckpumpe 17.
Fallweise können
weitere Bauelemente vorgesehen sein, beispielsweise Sensoren zur
Messung der Kraftstofftemperatur, Kraftstofffilter oder Sensoren
zur Messung des Kraftstoffsdruckes auf der Niederdruckseite. Fallweise
kann die Niederdruckpumpe 14 auch entfallen oder mit der
Hochdruckpumpe 17 zu einer einzigen Förderpumpe zusammengefasst sein.
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In
der in 2 dargestellten Schaltstellung des Mehrwegeventils 24 ist
der Eingang A mit dem Ausgang D verbunden. Somit fließt der Kraftstoff
vom Ausgang der Niederdruckpumpe 14 zum Eingang der Hochdruckpumpe 17.
Die dabei geförderte
Menge kann vom Steuergerät
beeinflusst werden, beispielsweise indem der Anteil der Öffnungszeit
zur Schließzeit
des Mehrwegeventils 24 durch das Steuergerät beeinflusst
wird. Sofern das Mehrwegeventil 24 ein Proportionalventil
ist, kann die Durchflussmenge auch über den Öffnungsgrad des Mehrwegeventils kontrolliert
werden.
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Nachfolgend
wird der Kraftstoff durch die Hochdruckpumpe 17 und die
Zufuhrleitung 21 in die Speichervorrichtung 10 gefördert, bis
der gemessene Kraftstoffdruck dem Sollwert entspricht.
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Um
zu vermeiden, dass geförderter
Kraftstoff über
die Rücklaufleitung 22 in
den Vorratsbehälter 12 zurückläuft, ist
der Eingang C und der Ausgang B des 4/3-Wegeventils 24 getrennt.
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3 zeigt
denselben mechanischen Aufbau wie die 2 und 4.
Bevorzugt, aber nicht zwingend, weist das Mehrwegeventil 24 eine
Sperrmittelstellung auf, welche in 3 dargestellt
ist. In der Sperrmittelstellung sind sämtliche Eingänge des Mehrwegeventils 24 von
sämtlichen
Ausgängen
getrennt. Dies führt
dazu, dass eine Überschneidung der Öffnungsbereiche
der Pfade A–D
und C–B
vermieden wird. Die von Pumpe 17 geförderte Kraftstoffmenge und
damit der für
Pumpe 17 benötigte
Energieeinsatz kann dadurch minimiert werden. Selbstverständlich kann
jedoch auch ein Mehrwegeventil 24 ohne eine solche Sperrmittelstellung
verwendet werden. Der Fachmann wird hier bei der Realisierung der
Erfindung insbesondere den eingesparten Aufwand für das Mehrwegeventil 24 gegen
die eingesparte Primärenergie
aufrechnen.
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4 zeigt
denselben mechanischen Aufbau wie die 2 und 3.
Allerdings ist eine andere Schaltstellung des 4/3-Wegeventils dargestellt. Die
in 4 dargestellte Schaltstellung wird vom Motorsteuergerät 11 stets
dann eingestellt, wenn der gemessene Ist-Wert des Kraftstoffdruckes
in der Speichervorrichtung 10 größer ist als der angestrebte Sollwert
und aufgrund des Betriebszustandes ein Druckabbau über einen
Injektor 19 nicht in Frage kommt.
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In
der dargestellten Schaltstellung ist der Eingang A und der Ausgang
D des Mehrwegeventils 24 gesperrt. Somit wird kein zusätzlicher
Kraftstoff aus dem Vorratsbehälter 12 über die
Förderpumpen 14 und 17 in
die Speichervorrichtung 10 gefördert. Um Kraftstoff aus der
Speichervorrichtung 10 in den Vorratsbehälter 12 abzuführen, wird
der Eingang C des Mehrwegeventils mit dem Ausgang B verbunden. Dadurch
fließt
Kraftstoff in die Rückführleitung 22.
Dies führt
wunschgemäß zum Druckabbau
in der Speichervorrichtung 10.
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Im
dargestellten Ausführungsbeispiel
mündet
die Rückführleitung
im Vorratsbehälter 12.
In einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung kann die Leitung auch am Eingang A des Mehrwegeventils 24 enden.
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Die über das
Mehrwegeventil 24 abgeführte Kraftstoffmenge
kann wiederum über
die Ansteuerung des Mehrwegeventils von der Motorsteuerung 11 kontrolliert
werden. Dies kann bei spielsweise über die Öffnungszeit der Verbindung
von Eingang C zu Ausgang B erfolgen. Sofern das Mehrwegeventil 24 als
Proportionalventil ausgeführt
ist, kann die abgeführte
Kraftstoffmenge auch über
den Öffnungsgrad kontrolliert
werden.
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In 5 ist
beispielhaft der Öffnungsgrad der
beiden Flüssigkeitspfade
des erfindungsgemäßen Mehrwegeventils
in Abhängigkeit
des Steuersignals dargestellt. Als Steuersignal kann beispielsweise
ein analoges Spannungssignal verwendet werden, wobei die Ventilöffnungskurve
mit zunehmenden bzw. abnehmenden Spannungswert des Steuersignals
sukzessive durchfahren wird. In einem anderen Ausführungsbeispiel
kann das Steuersignal auch ein pulsweitenmoduliertes Signal sein.
In diesem Fall wird durch das Tastverhältnis eines Rechtecksignals eine
Ventilstellung des Mehrwegeventils vorgegeben. Weiterhin kann das
Steuersignal auch ein digital kodiertes Signal sein, durch welches
eine Position auf der X-Achse direkt als digitales Datum vorgegeben
wird. Verschiedene Implementierungen des Steuersignals werden als
gleich wirkend angesehen und können
vom Fachmann beliebig ausgewählt werden.
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Wie
aus 5 ersichtlich ist, ist unterhalb einer Schwelle
Th1 des Steuersignals ein Pfad des Mehrwegeventils geschlossen und
der andere Pfad geöffnet.
Beispielsweise kann der geschlossene, in 5 als Strich-Punkt-Linie
dargestellte Pfad der Pfad C-B sein, durch welchen Kraftstoff aus
der Speichervorrichtung 10 in den Vorratsbehälter 12 zurückgeleitet
wird. Der zweite, als durchgezogene Linie dargestellte Flüssigkeitspfad
A–D ist
vollständig
geöffnet.
Im Ausführungsbeispiel
würde somit
bei einem Steuersignal unterhalb der Grenze Th1 eine maximale Kraftstoffmenge
von der Hochdruckpumpe 17 in die Speichervorrichtung 10 geleitet
werden.
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Mit
zunehmendem Steuersignal wird der Flüssigkeitspfad zwischen der
Hochdruckpumpe 17 und der Speichervorrichtung 10 zunehmend
geschlossen. Dies bedeutet, dass die aus dem Vorratsbehälter 12 geförderte und
der Speichervorrichtung 10 zu geführte Kraftstoffmenge stetig
sinkt. Der in 5 dargestellte, nicht lineare
Kurvenverlauf ist dabei nur als Beispiel zu sehen. Fallweise wird
der Fachmann andere, lineare oder nichtlineare Verläufe des Öffnungsgrades
in Abhängigkeit
des Steuersignals vorsehen. In jedem Fall bleibt der Flüssigkeitspfad
von der Speichervorrichtung 10 zur Rückführleitung 22 unabhängig vom
Wert des Steuersignals geschlossen, solange das Steuersignal kleiner
ist als eine Grenze Th3.
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Bei
Erreichen der Grenze Th2, welche größer ist als die Grenze Th1
aber kleiner als die Grenze Th3, ist der Pfad zwischen der Hochdruckpumpe 17 und
der Speichervorrichtung 10 vollständig geschlossen. Die Grenzen
Th2 und Th3 definieren die Sperrmittelstellung, in welcher sämtliche
Pfade an dem Mehrwegventil geschlossen sind.
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Wenn
das Steuersignal die Grenze Th3 überschreitet, öffnet der
Pfad zwischen der Speichervorrichtung 10 und der Rückführleitung 22.
Der Öffnungsgrad
nimmt dabei mit zunehmenden Steuersignal zu. An der Grenze Th4 erreicht
der Öffnungsgrad sein
Maximum. Daher kann mit einem Steuersignal zwischen den Grenzen
Th3 und Th4 Kraftstoff aus der Speichervorrichtung abgelassen werden.
Unabhängig
vom Wert des anliegenden Steuersignals bleib dabei der Pfad zwischen
Pumpe 17 und Speichervorrichtung 10 geschlossen.
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Auch
der als Strich-Punkt-Linie dargestellte Verlauf des Öffnungsgrades
ist lediglich beispielhaft zu sehen. Fallweise wird der Fachmann
auch hier das Mehrwegeventil und den damit verbundenen Aktor so
anpassen, dass sich ein gewünschter
Kurvenverlauf ergibt.
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Die
in 5 dargestellten Kurvenverläufe der Öffnungsgrade in Abhängigkeit
des Steuersignals haben zur Folge, dass bei Ausbleiben eines Steuersignals
ein Wert unterhalb der Schwelle Th1 angefahren wird. Dadurch ist
die Verbindung zwischen der Hochdruckpumpe und der Speichervorrichtung
vollständig
geöffnet,
während
die Verbindung zwischen Speichervorrichtung 10 und Rückführleitung 22 geschlossen
bleibt. Damit stellt sich bei Ausbleiben eines Steuersignals ein
durch die Förderleistung
der Hochdruckpumpe gegebener Maximalwert des Druckes in der Speichervorrichtung
ein. Mit diesem Maximalwert kann ein Notbetrieb der Brennkraftmaschine
auch bei Ausbleiben eines Steuersignals aufrecht erhalten werden.
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Auch
diese in 5 dargestellte Realisierung
eines Notbetriebes ist lediglich beispielhaft zu sehen. Fallweise
wird der Fachmann das Mehrwegeventil und den damit verbundenen Aktor
so anpassen, dass sich für
beide Pfade A–D
und C–B
eine vorgebbare Ventilstellung ergibt, mittels welcher eine Vielzahl
möglicher
Betriebszustände
der Brennkraftmaschine realisierbar ist.