DE102008049964A1 - Rail pressure control concept for rail pressure regulators with multiple actuators - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einem Common-Rail-Kraftstoff-Einspritzsystem, das zumindest eine ungeregelte Hochdruckpumpe aufweist, in deren Kraftstoff-Zuführleitung ein die Menge des der Hochdruckpumpe zugeführten Kraftstoffs einstellendes, von einer elektronischen Regeleinrichtung beherrschtes Niederdruckregelventil eingeschaltet ist. Erfindungsgemäß wird bei einem weiterentwickelten Common-Rail-Kraftstoff-Einspritzsystem mit keiner oder nur geringer Leckage der einzelnen Komponenten eine zuverlässige, schnelle und kostengünstige Druckanpassung in der Hochdruckspeichervorrichtung ermöglicht. Dies wird dadurch erreicht, dass in das Hochdrucksystem ein von der Regeleinrichtung 13 beherrschtes, einen ansteuernden Volumenstrom bestimmendes Hochdruckregelventil 11 parallel zu einem Hochdrucküberdruckventil 12 eingeschaltet ist und dass das Niederdruckregelventil 6 und das Hochdruckregelventil 11 ohne Umschaltung zwischen Niederdruckregelung und Hochdruckregelung angesteuert sind.The invention relates to an internal combustion engine with a common rail fuel injection system having at least one uncontrolled high-pressure pump, in the fuel supply line a the amount of the high pressure pump fuel supplied adjusting, controlled by an electronic control device low pressure control valve is turned on. According to the invention, in a further developed common-rail fuel injection system with no or only slight leakage of the individual components, a reliable, fast and cost-effective pressure adjustment in the high-pressure storage device is made possible. This is achieved in that in the high-pressure system controlled by the control device 13, a controlling flow determining high-pressure control valve 11 is turned on parallel to a high pressure relief valve 12 and that the low pressure control valve 6 and the high pressure control valve 11 are controlled without switching between low pressure control and high pressure control.

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einem Common-Rail-Kraftstoff-Einspritzsystem, das zumindest eine ungeregelte Hochdruckpumpe aufweist, in deren Kraftstoff-Zuführleitung ein die Menge des der Hochdruckpumpe zugeführten Kraftstoffs einstellendes, von einer elektronischen Regeleinrichtung beherrschtes Niederdruckregelventil eingeschaltet ist, wobei die Hochdruckpumpe über eine Hochdruckleitung mit einer Hochdruckspeichervorrichtung und diese über zumindest eine Einspritzleitung sowie ein Steuerventil mit einem Einspritzventil verschaltet ist sowie ein Verfahren zur Regelung eines derartigen Kraftstoff-Einspritzsystems einer Brennkraftmaschine.The The invention relates to an internal combustion engine having a common rail fuel injection system, having at least one unregulated high-pressure pump, in whose Fuel supply line on the amount of the high-pressure pump supplied fuel adjusting, by an electronic control device Controlled low pressure control valve is turned on, the High pressure pump via a high pressure line with a high pressure storage device and this via at least one injection line and a Control valve is interconnected with an injector and a Method for controlling such a fuel injection system of Internal combustion engine.

Eine derartige Brennkraftmaschine ist aus der EP 1 298 316 B1 bekannt. Dieses Common-Rail-Einspritzsystem weist zwei direkt in das Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine eingesetzte Hochdruckpumpen auf, die zugemessenen Kraftstoff in den Hochdruckspeicher des Common-Rail-Systems fördern. Die Zumessung des Kraftstoffs erfolgt durch ein Niederdruckregelventil, das von einer elektronischen Regeleinrichtung gesteuert wird. Dieses System hat sich bewährt und ist für Systemdrücke bis 1.600 bar ausgelegt. Dabei ist es so, dass der Betriebsdruck in der Hochdruckspeichervorrichtung in Abhängigkeit von Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine verändert wird. Bei einer gewünschten Erhöhung des Systemdrucks erfolgt dies durch eine entsprechende Steuerung des Niederdruckregelventils hin zu einer Vergrößerung der den beiden Hochdruckpumpen zugeführ ten Kraftstoffmenge, während eine Regelung hin zu einer Verringerung des Systemdrucks durch eine Verringerung des von dem Niederdruckregelventil zugemessenen Kraftstoffs zu den beiden Hochdruckpumpen bei gleichzeitigem Druckabbau in der Hochdruckspeichervorrichtung durch Leckage an den verschiedenen Komponenten erfolgt.Such an internal combustion engine is from the EP 1 298 316 B1 known. This common-rail injection system has two high-pressure pumps used directly in the crankcase of the internal combustion engine, which convey metered fuel into the high-pressure accumulator of the common-rail system. The metering of the fuel is carried out by a low-pressure control valve, which is controlled by an electronic control device. This system has proven itself and is designed for system pressures up to 1,600 bar. It is the case that the operating pressure in the high-pressure storage device is changed as a function of operating conditions of the internal combustion engine. At a desired increase in the system pressure, this is done by an appropriate control of the low pressure control valve towards an increase in the two high-pressure pump zugeführ th fuel quantity, while a scheme towards a reduction of the system pressure by reducing the metered by the low-pressure control valve fuel to the two high-pressure pumps at the same time Pressure reduction in the high pressure storage device is carried out by leakage at the various components.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem weiterentwickelten Common-Rail-Kraftstoff-Einspritzsystem mit keiner oder nur geringer Leckage der einzelnen Komponenten eine zuverlässige, schnelle und kostengünstige Druckanpassung in der Hochdruckspeichervorrichtung zu ermöglichen.Of the Invention is based on the object in a developed Common rail fuel injection system with no or only minor Leakage of the individual components a reliable, fast and low cost pressure adjustment in the high pressure storage device to enable.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass in das Hochdrucksystem ein von der Regeleinrichtung beherrschtes, einen absteuernden Volumenstrom bestimmendes Hochdruckregelventil parallel zu einem Hochdrucküberdruckventil eingeschaltet ist und dass das Niederdruckregelventil und das Hochdruckregelventil ohne Umschaltung zwischen Niederdruckregelung und Hochdruckregelung angesteuert sind. Das zugehörige Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass in das Hochdrucksystem ein von der Regeleinrichtung beherrschtes, einen abzusteuernden Volumenstrom bestimmendes Hochdruckregelventil eingeschaltet ist und dass das Niederdruckregelventil und das Hochdruckregelventil ohne Umschaltung zwischen Niederdruckregelung und Hochdruckregelung angesteuert sind. Dadurch, dass zur Erhöhung des Systemdrucks bis in den Bereich von 2.000 bar die einzelnen Komponenten nahezu leckagefrei ausgestaltet sind bzw. arbeiten, ist es nicht mehr möglich, eine Systemdruckreduzierung durch eine Null-Förderung von Kraftstoff in den Hochdruckspeicher vorzunehmen. Es muss vielmehr eine bewusste Reduzierung des Systemdrucks in dem Hochdruckspeicher durch ein Hochdruckregelventil vorgenommen werden. Dabei liegt eine Besonderheit in der Regeleinrichtung, die ohne Umschaltung zwischen Niederdruckregelung und Hochdruckregelung die beiden Ventile ansteuert.These Task is solved by that in the high pressure system a controlled by the control device, a controlling flow rate determining High pressure control valve parallel to a high pressure relief valve is turned on and that the low pressure control valve and the high pressure control valve without switching between low pressure control and high pressure control are controlled. The associated method is thereby characterized in that in the high-pressure system one of the control device mastered, a volume flow to be controlled determining high pressure control valve is turned on and that the low pressure control valve and the high pressure control valve without switching between low pressure control and high pressure control are controlled. By doing that to increase the system pressure up to the range of 2,000 bar, the individual components almost are designed or work without leaks, it is no longer possible a system pressure reduction by a zero promotion of Fuel into the high-pressure accumulator make. It rather has to a deliberate reduction of the system pressure in the high-pressure accumulator be made by a high pressure control valve. There is one Special feature in the control device, which without switching between Low pressure control and high pressure control controls the two valves.

In Weiterbildung der Erfindung bestimmt das Niederdruckregelventil einen zusteuernden Volumenstrom, der in der Regeleinrichtung als positiver Volumenstrom definiert ist. Dagegen bestimmt das Hochdruckregelventil einen absteuernden Volumenstrom, der in der Regeleinrichtung als negativer Volumenstrom definiert ist. Durch diese Definitionen ist eine eindeutige Trennung zwischen den einzelnen Volumenströmen gegeben, die – wie nachfolgend dargestellt wird – regelungstechnisch eindeutig umgesetzt und ohne aufwendige Schaltungstechnik verwirklicht werden können.In Further development of the invention determines the low pressure control valve a volume flow to be controlled, in the control device as positive flow is defined. In contrast, the high pressure control valve determines a diverting volume flow in the control device as negative volume flow is defined. By these definitions is one clear separation between the individual volume flows given, which - as shown below - control technology clearly implemented and implemented without complex circuit technology can be.

In weiterer Ausgestaltung werden in einem Teilsystem Begrenzungen der Regeleinrichtung, die minimal und maximal darstellbaren Volumenströme des Niederdruckregelventils und des Hochdruckregelventils sowie ein aktueller Vorsteuerwert zur Berechnung einer Stellgrößenbegrenzung eines PID-Reglers und einer I-Anteilbegrenzung abgelegt. In diesem Teilsystem Begrenzungen werden also Eckwerte definiert, die während des gesamten Rechenvorgangs nicht überschritten werden sollen.In Further refinements are in a subsystem boundaries of Control device, the minimum and maximum representable flow rates of Low pressure control valve and the high pressure control valve and a Current pre-control value for calculating a command value limit of a PID controller and an I-limit. In this Subsystem boundaries are thus defined as basic values that are defined during of the entire calculation process are not exceeded should.

In weiterer Ausgestaltung wird in dem Teilsystem Regelrechner PIDT1 der benötigte Volumenstrom (Stellgröße) in Abhängigkeit der Regeldifferenz (Psoll – Pist) und der in Teilsystem Begrenzungen bestimmten Systemgrenzen mit einem PIDT1-Algorithmus berechnet, welcher in einem nachfolgenden Addiererelement zu einer Vorsteuerung additiv hinzugefügt wird. T1 bedeutet bei einem solchen Element eine Verzögerung erster Ordnung. Ausgangsseitig aus dem Addiererelement kann sich aufgrund der vorherigen Definitionen ein positiver Wert ergeben, beispielsweise im Bereich von normierten Grenzen –1.000 und +1.000. An dieser Stelle ist es noch unerheblich, welches der Regelventile (Niederdruckregelventil oder Hochdruckregelventil) den vom System gewünschten Volumenstrom letztendlich umsetzt.In a further embodiment control computer is in the subsystem PIDT1 the required volumetric flow (manipulated variable) in dependence on the control deviation (P set - P) is calculated and the time determined in sub-system limits system limits with a PIDT1 algorithm which added additive in a subsequent adder element to a feedforward becomes. T1 means a first order delay for such element. On the output side of the adder element, a positive value can result on the basis of the previous definitions, for example in the range of normalized limits -1,000 and +1,000. At this point, it is still irrelevant which of the control valves (low-pressure control valve or high-pressure control valve) ultimately converts the volume flow desired by the system.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird der gewünschte Volumenstrom, soweit möglich, von dem Niederdruckregelventil umge setzt. Dazu wird das Ausgangssignal des Addiererelements einer Begrenzung-Niederdruckregelventil zugeführt, die beispielsweise die normierten Grenzen 0 bis +1.000 aufweist.In Another embodiment of the invention is the desired Volume flow, as far as possible, from the low pressure control valve vice versa. For this purpose, the output signal of the adder element is a Limiting low-pressure control valve supplied, for example the normalized limits have 0 to +1000.

Soweit dies nicht oder nicht vollständig möglich ist, wird die Differenz aus dem gewünschten und der mit dem Niederduckregelventil umgesetzten Volumenstrom mit dem Hochdruckregelventil realisiert. Dazu wird der Differenzwert einer Begrenzung-Hochdruckregelventil zugeführt, die beispielsweise die normierten Grenzen –1.000 bis 0 aufweist.So far this is not possible or not completely possible, is the difference between the desired and the one with the Niederduckregelventil converted volume flow with the high pressure control valve realized. For this purpose, the difference value of a limiting high-pressure control valve supplied, for example, the normalized limits -1,000 to 0 has.

In Weiterbildung der Erfindung werden die Volumenströme in Wandelsystemen in die für die Ansteuerung des Niederdruckventils und des Hochdruckregelventils benötigten elektrischen Ströme umgerechnet, die dann dem Niederdruckventil und dem Hochdruckregelventil zugeführt werden.In Further development of the invention, the volume flows in Converting systems in the for the control of the low pressure valve and the high-pressure control valve required electrical currents converted then fed to the low pressure valve and the high pressure control valve become.

Die entsprechenden Verfahrensschritte zur Regelung des Kraftstoffeinspritzsystems sind entsprechend den vorherigen Darstellungen umgesetzt. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in der Zeichnungsbeschreibung wiedergegeben, in der ein in den Fig. dargestelltes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben ist.The corresponding method steps for controlling the fuel injection system are implemented according to the previous illustrations. Further advantageous embodiments of the invention are in the drawing description reproduced, in which an embodiment shown in Figs the invention is described in more detail.

Es zeigen:It demonstrate:

1 ein grundsätzliches Schema des Kraftstoff-Einspritzsystems und 1 a basic scheme of the fuel injection system and

2 ein Schaltschema der Regelstrategie. 2 a circuit diagram of the control strategy.

Eine Nockenwelle 1 einer selbstzündenden Brennkraftmaschine weist neben nicht dargestellten, aber vorzugsweise vorhandenen Gaswechselnocken Einspritznocken 2 auf, von denen die Rollenstößel 3 von Hochdruckpumpen 4 betätigt werden. Die Hochdruckpumpen 4 sind als ungeregelte Pumpen ausgelegt und die von den Pumpen geförderte Kraftstoffmenge wird dadurch gesteuert, dass in der Kraftstoff-Zuführleitung zu den beiden Hochdruckpumpen 4 ein Niederdruckregelventil 6 eingeschaltet ist, mit dem die den beiden Hochdruckpumpen 4 zugeführte Kraftstoffmenge eingestellt wird. Die beiden Hochdruckpumpen 4 sind direkt nebeneinanderliegend in das Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine eingesetzt und ragen mit ihrem oberen Teil aus diesem hinaus. Zwischen den beiden Hochdruckpumpen ist das später erläuterte Niederdruckregelventil platzsparend angeordnet. Die Nockenwelle 1 ist über einen einzigen geräuscharmen Zahneingriff von der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine angetrieben.A camshaft 1 a self-igniting internal combustion engine, in addition to not shown, but preferably present gas exchange cam injection cam 2 on, of which the roller tappets 3 of high pressure pumps 4 be operated. The high pressure pumps 4 are designed as uncontrolled pumps and the amount of fuel delivered by the pumps is controlled by the fact that in the fuel supply line to the two high-pressure pumps 4 a low pressure control valve 6 is turned on, with which the two high-pressure pumps 4 supplied amount of fuel is adjusted. The two high pressure pumps 4 are used directly adjacent to each other in the crankcase of the engine and protrude with its upper part out of this. Between the two high-pressure pumps, the later-explained low pressure control valve is arranged to save space. The camshaft 1 is driven by a single low-noise meshing of the crankshaft of the internal combustion engine.

Die so zugemessene Kraftstoffmenge wird von den Hochdruckpumpen 4 über jeweils eine Hochdruckleitung 7 in eine Hochdruckspeichervorrichtung 8 (Rail) gefördert. Der Druck in der Hochdruckspeichervorrichtung 8 beträgt bis zu 2.000 bar. Aus der Hochdruckspeichervorrichtung 8 zweigen sechs Einspritzleitungen 9 ab, die über ein Steuerventil mit je einem Einspritzventil verschaltet sind. Über jedes Einspritzventil wird Kraftstoff in den jeweiligen Arbeitsraum, der von dem jeweiligen Kolben, Zylinder und Zylinderkopf der Brennkraftmaschine begrenzt wird, eingespritzt. Damit in der Hochdruckspeichervorrichtung 8 entsprechend den über die einzelnen Einspritzleitungen wiederum entsprechend der Zündfolge der Brennkraftmaschine entnommener Kraftstoff zur Erreichung eines möglichst gleichmäßigen, nicht schwankenden Drucks nachgefördert wird, sind die Einspritznocken 2 in dem Ausführungsbeispiel mit jeweils drei Erhebungen versehen, so dass die Nockenwelle 1 bei einer vollständigen Umdrehung in dem Ausführungsbeispiel sechs mal die beiden Hochdruckpumpen 4 zu einer – sofern über das Niederdruckregelventil 6 Kraftstoff zugeführt wird – Nachförderung von Kraftstoff in die Hochdruckspeichervorrichtung 8 bewegt. Bei einer vierzylindrigen Brennkraftmaschine weisen die Nocken 2 dann jeweils zwei Erhebungen auf oder aber es ist nur eine Hochdruckpumpe 4 verbaut und der Nocken 2 weist vier Erhebungen auf.The so metered amount of fuel is from the high pressure pumps 4 each with a high pressure line 7 in a high pressure storage device 8th (Rail) promoted. The pressure in the high pressure storage device 8th is up to 2,000 bar. From the high pressure storage device 8th branch six injection lines 9 from, which are connected via a control valve, each with an injection valve. Fuel is injected via each injection valve into the respective working chamber, which is delimited by the respective piston, cylinder and cylinder head of the internal combustion engine. Thus in the high pressure storage device 8th in accordance with the in turn taken over the individual injection lines corresponding to the firing order of the internal combustion engine fuel to achieve a uniform, not fluctuating pressure, are the injection cams 2 provided in the embodiment with three surveys, so that the camshaft 1 in a complete revolution in the embodiment six times the two high-pressure pumps 4 to one - if via the low-pressure control valve 6 Fuel is supplied - Nachförderung of fuel in the high pressure storage device 8th emotional. In a four-cylinder internal combustion engine, the cams 2 then two surveys on or but it is only a high-pressure pump 4 installed and the cam 2 has four surveys.

Soll der in der Hochdruckspeichervorrichtung 8 herrschende Kraftstoffdruck verringert werden, was beispielsweise beim Übergang von Volllastbetrieb der Brennkraftmaschine hin zu Leerlaufbetrieb der Brennkraftmaschine gefordert wird, wird aus der Hochdruckspeichervorrichtung 8 gezielt Kraftstoff abgesteuert. Dazu ist an die Hochdruckspeichervorrichtung 8 eine Absteuerleitung 10 angeschlossen, in die ein Hochdruckregelventil 11 eingeschaltet ist. Parallel zu dem Hochdruckregelventil 11 ist ein Hochdrucküberdruckventil 12 eingeschaltet, das unabhängig von dem Schaltzustand des Hochdruckregelventils 11 bei Überschreiten eines (einstellbaren) Maximaldrucks unter Umgehung des Hochdruckregelventils 11 Kraftstoff absteuert. Das Niederdruckregelventil 6 und das Hochdruckregelventil 11 werden von einer in der 2 beschriebenen Regeleinrichtung 13 beherrscht. Die Regeleinrichtung 13 kann ein eigenständiges System oder aber auch Bestandteil einer Motorregeleinrichtung sein, die auch andere Einrichtungen wie beispielsweise die Steuerventile der Einspritzventile steuert.If in the high pressure storage device 8th Ruling fuel pressure can be reduced, which is required for example in the transition from full load operation of the engine to idle operation of the internal combustion engine is from the high pressure storage device 8th selectively diverted fuel. This is to the high pressure storage device 8th a diversion line 10 connected to a high pressure control valve 11 is turned on. Parallel to the high pressure control valve 11 is a high pressure relief valve 12 switched on, regardless of the switching state of the high-pressure control valve 11 when an (adjustable) maximum pressure is exceeded, bypassing the high-pressure control valve 11 Fuel stops. The low pressure control valve 6 and the high pressure control valve 11 be of one in the 2 described control device 13 controlled. The control device 13 can be an independent system or even part of a motor control device that controls other devices such as the control valves of the injectors.

Wie erwähnt zeigt 2 ein Schaltschema der hardwaremäßig umgesetzten Regeleinrichtung 13. In einem ersten Teilsystem Begrenzungen 14 sind die minimal und maximal darstellbaren Volumenströme des Niederdruckregelventils 6 HiLim_MeUn, LoLim_MeUn und des Hochdruckregelventils 11 HiLim_PCV, LoLim_PCV sowie ein aktueller Vorsteuerwert PreCtl zur Berechnung einer Stellgrößenbegrenzung eines PID-Reglers und einer I-Anteilsbegrenzung abgelegt. Entsprechende Eingangssignale werden mit diesen Grenzwerten verglichen und bei Überschreitung die entsprechenden eingehenden Signale auf die Maximalwerte begrenzt.As mentioned shows 2 a circuit diagram of the hardware implemented control device 13 , In a first subsystem limitations 14 are the minimum and maximum representable volume flows of the low pressure control valve 6 HiLim_MeUn, LoLim_MeUn and the high pressure control valve 11 HiLim_PCV, LoLim_PCV and a current pre-control value PreCtl for calculating a Manipulated variable limit of a PID controller and an I-share limit filed. Corresponding input signals are compared with these limit values and, if they are exceeded, the corresponding incoming signals are limited to the maximum values.

In einem weiteren nachfolgenden Teilsystem Regelrechner PIDT1 15 wird der benötigte Volumenstrom in Abhängigkeit der Regeldifferenz und der im Teilsystem Begrenzungen 14 bestimmten Systemgrenzen mit einem PIDT1-Algorithmus berechnet. Dieser berechnete Wert wird einem nachfolgenden Addiererelement 16 zu dem Vorsteuerwert PreCtl additiv hinzugefügt. Ausgangsseitig aus dem Addiererelement 16 kann sich ein negativer Wert oder ein positiver Wert ergeben. Der negative Wert wird definitionsgemäß als ein über das Hochdruckregelventil 11 abzusteuernder Volumenstrom definiert, während der positive Wert als von dem Niederdruckregelventil 6 zuzusteuernder Volumenstrom definiert ist.In another subsystem below PIDT1 15 the required volume flow depends on the control difference and the limits in the subsystem 14 determined system boundaries using a PIDT1 algorithm. This calculated value becomes a subsequent adder element 16 added to the precontrol value PreCtl additive. On the output side of the adder element 16 can result in a negative value or a positive value. The negative value is defined as being via the high pressure control valve 11 to be controlled volume flow, while the positive value than from the low pressure control valve 6 is defined to be controlled volume flow.

In den nachfolgenden Elementen wird die entsprechende Aufteilung und Zuweisung auf das Niederdruckregelventil 6 und das Hochdruckregelventil 11 vorgenommen. Dazu wird der Ausgangswert aus dem Addiererelement 16 einer Begrenzung-Niederdruckregelventil 17 zugeführt, die den positiven Anteil aus dem Ausgangssignal des Addiererelements 16 austretenden Signals herausfiltert und diesen positiven Anteil in den Grenzen 0 bis 1.000 normiert. Über ein Wandelsystem 18a wird der benötigte Strom zur Ansteuerung des Niederdruckregelventils 6 errechnet. Gleichzeitig wird das Ausgangssignal des Addiererelements 16 und das Ausgangssignal Begrenzung-Niederdruckregelventil 17 einem Addierer 19 zugeführt, der die Differenz aus diesen Signalen bestimmt. Dieses Signal wird einer Begrenzung-Hochdruckregelventil 20 zugeführt, die beispielsweise die normierten Grenzen –1000 bis 0 aufweist. Entsprechend folgt auf diese Begrenzung-Hochdruckregelventil 20 wiederum ein Wandelsystem 18b, das die entsprechenden Signale in die benötigten elektrischen Ströme zur Ansteuerung des Hochdruckregelventils 11 umsetzt.In the following elements will be the appropriate allocation and assignment to the low pressure control valve 6 and the high pressure control valve 11 performed. For this purpose, the output value from the adder element 16 a limit low pressure control valve 17 which supplies the positive component from the output signal of the adder element 16 filter out this positive component in the limits of 0 to 1,000. About a conversion system 18a becomes the required current to drive the low pressure control valve 6 calculated. At the same time, the output of the adder element becomes 16 and the output signal limiting low pressure control valve 17 an adder 19 supplied, which determines the difference from these signals. This signal becomes a limit high pressure control valve 20 fed, for example, the normalized limits -1000 to 0 has. Accordingly, this limit high pressure control valve follows 20 again a conversion system 18b , which sends the corresponding signals into the required electrical currents for driving the high-pressure control valve 11 implements.

11
Nockenwellecamshaft
22
EinspritznockenInjection cam
33
Rollenstößelroller plunger
44
Hochdruckpumpehigh pressure pump
55
Kraftstoff-ZuführleitungFuel supply line
66
NiederdruckregelventilLow pressure control valve
77
HochdruckleitungHigh-pressure line
88th
HochdruckspeichervorrichtungHigh pressure storage device
99
EinspritzleitungInjection line
1010
Absteuerleitungdiversion line
1111
HochdruckregelventilHigh-pressure control valve
1212
HochdrucküberdruckventilHigh pressure relief valve
1313
Regeleinrichtungcontrol device
1414
Begrenzungenlimitations
1515
Regelrechner PIDT1control computer PIDT1
1616
Addiererelementadder element
1717
Begrenzung-NiederdruckregelventilLimit-low pressure control valve
18a, 18b18a, 18b
Wandelsystemchange system
1919
Addiereradder
2020
Begrenzung-HochdruckregelventilLimiting high-pressure control valve

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - EP 1298316 B1 [0002] - EP 1298316 B1 [0002]

Claims (14)

Brennkraftmaschine mit einem Common-Rail-Kraftstoff-Einspritzsystem, das zumindest eine ungeregelte Hochdruckpumpe aufweist, in deren Kraftstoff-Zuführleitung ein die Menge des der Hochdruckpumpe zugeführten Kraftstoffs einstellendes, von einer elektronischen Regeleinrichtung beherrschtes Niederdruckregelventil eingeschaltet ist, wobei die Hochdruckpumpe über eine Hochdruckleitung mit einer Hochdruckspeichervorrichtung und diese über zumindest eine Einspritzleitung sowie ein Steuerventil mit einem Einspritzventil verschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in das Hochdrucksystem ein von der Regeleinrichtung (13) beherrschtes, einen abzusteuernden Volumenstrom bestimmendes Hochdruckregelventil (11) eingeschaltet ist und dass das Niederdruckregelventil (6) und das Hochdruckregelventil (11) ohne Umschaltung zwischen Niederdruckregelung und Hochdruckregelung angesteuert sind.Internal combustion engine with a common rail fuel injection system having at least one unregulated high pressure pump, in the fuel supply line a the amount of the high pressure pump fuel supplied adjusting, controlled by an electronic control device low pressure control valve is turned on, the high pressure pump via a high pressure line with a High-pressure accumulator device and this is connected via at least one injection line and a control valve with an injection valve, characterized in that in the high-pressure system one of the control device ( 13 ) controlled, a volume to be controlled flow control high-pressure control valve ( 11 ) is switched on and that the low pressure control valve ( 6 ) and the high pressure control valve ( 11 ) are controlled without switching between low pressure control and high pressure control. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Niederdruckregelventil (6) einen zusteuernden Volumenstrom bestimmt, der in der Regeleinrichtung (13) als positiver Volumenstrom definiert ist.Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the low pressure control valve ( 6 ) determines a volume flow to be controlled, which in the control device ( 13 ) is defined as a positive volume flow. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Hochdruckregelventil (11) einen absteuernden Volumenstrom bestimmt, der in der Regeleinrichtung (13) als negativer Volumenstrom definiert ist.Internal combustion engine according to claim 1 or 2, characterized in that the high-pressure control valve ( 11 ) determines a diverting volume flow, which in the control device ( 13 ) is defined as a negative volume flow. Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Teilsystem Begrenzungen (14) der Regeleinrichtung (13), die minimal und maximal darstellbaren Volumenströme des Niederdruckregelventils (6) und des Hochdruckregelventils (11) sowie ein aktueller Vorsteuerwert zur Berechnung einer Stellgrößenbegrenzung eines PID-Reglers und der I-Anteilbegrenzung abgelegt sind.Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that in a subsystem boundaries ( 14 ) of the control device ( 13 ), the minimum and maximum representable flow rates of the low pressure control valve ( 6 ) and the high pressure control valve ( 11 ) and a current pre-control value are stored for the calculation of a manipulated variable limit of a PID controller and the I-component limit. Brennkraftmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Teilsystem Regelrechner PIDT1 (15) der benötigte Volumenstrom (Stellgröße) in Abhängigkeit der Regeldifferenz (pSoll – pIst) und der im Teilsystem Begrenzungen (14) bestimmten Systemgrenzen mit einem PIDT1-Algorithmus berechnet wird, welcher zu einer Vorsteuerung additiv hinzugefügt wird.Internal combustion engine according to claim 4, characterized in that in a subsystem control computer PIDT1 ( 15 ) the required volume flow (manipulated variable) as a function of the control difference (p setpoint - p actual ) and in the subsystem limits ( 14 ) certain system boundaries is calculated with a PIDT1 algorithm, which is additively added to a precontrol. Brennkraftmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der gewünschte Volumenstrom, soweit möglich, von dem Niederdruckregelventil (6) umgesetzt wird und, soweit dies nicht vollständig möglich ist, die Differenz aus dem gewünschten und dem mit dem Niederdruckregelventil (6) umgesetzten Volumenstrom mit dem Hochdruckregelventil (11) realisiert wird.Internal combustion engine according to claim 5, characterized in that the desired volume flow, as far as possible, from the low-pressure control valve ( 6 ) and, if this is not completely possible, the difference between the desired and the low pressure control valve ( 6 ) converted volume flow with the high pressure control valve ( 11 ) is realized. Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Volumenströme in Wandelsystemen (18a, 18b) in die zur Ansteuerung des Niederdruckventils (6) und des Hochdruckregelventils (11) benötigten elektrischen Ströme umgerechnet werden.Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the individual volume flows in conversion systems ( 18a . 18b ) into the for controlling the low-pressure valve ( 6 ) and the high pressure control valve ( 11 ) required electrical currents are converted. Verfahren zur Regelung eines Common-Rail-Kraftstoff-Einspritzsystems einer Brennkraftmaschine, das zumindest eine ungeregelte Hochdruckpumpe aufweist, in deren Kraftstoff-Zuführleitung ein die Menge des der Hochdruckpumpe zugeführten Kraftstoffs einstellendes, von einer elektronischen Regeleinrichtung beherrschtes Niederdruckregelventil eingeschaltet ist, wobei die Hochdruckpumpe über eine Hochdruckleitung mit einer Hochdruckspeichervorrichtung und diese über zumindest eine Einspritzleitung sowie ein Steuerventil mit einem Einspritzventil verschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in das Hochdrucksystem ein von der Regeleinrichtung (13) beherrschtes, einen abzusteuernden Volumenstrom bestimmendes Hochdruckregelventil (11) eingeschaltet ist und dass das Niederdruckregelventil (6) und das Hochdruckregelventil (11) ohne Umschaltung zwischen Niederdruckregelung und Hochdruckregelung angesteuert werden.A method for controlling a common rail fuel injection system of an internal combustion engine having at least one uncontrolled high pressure pump, in the fuel supply line a the amount of the high pressure pump supplied fuel adjusting, controlled by an electronic control device low pressure control valve is turned on, the high pressure pump via a High-pressure line with a high-pressure accumulator device and this is connected via at least one injection line and a control valve with an injection valve, characterized in that in the high pressure system one of the control device ( 13 ) controlled, a volume to be controlled flow control high-pressure control valve ( 11 ) is switched on and that the low pressure control valve ( 6 ) and the high pressure control valve ( 11 ) can be controlled without switching between low pressure control and high pressure control. Verfahren zur Regelung des Common-Rail-Kraftstoff-Einspritzsystems nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Niederdruckregelventil (6) einen zusteuernden Volumenstrom bestimmt, der in der Regeleinrichtung (13) als positiver Volumenstrom bestimmt wird.Method for controlling the common-rail fuel injection system according to claim 8, characterized in that the low-pressure control valve ( 6 ) determines a volume flow to be controlled, which in the control device ( 13 ) is determined as a positive volume flow. Verfahren zur Regelung des Kraftstoff-Einspritzsystems nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Hochdruckregelventil (11) einen absteuernden Volumenstrom bestimmt, der in der Regeleinrichtung (13) als negativer Volumenstrom bestimmt wird.Method for controlling the fuel injection system according to claim 8 or 9, characterized in that the high-pressure control valve ( 11 ) determines a diverting volume flow, which in the control device ( 13 ) is determined as a negative volume flow. Verfahren zur Regelung des Kraftstoff-Einspritzsystems nach einem der vorherigen Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Teilsystem Begrenzungen (14) der Regeleinrichtung (13) die minimal und maximal darstellbaren Volumenströme des Niederdruckregelventils (6) und des Hochdruckregelventils (11) sowie ein aktueller Vorsteuerwert zur Berechnung einer Stellgrößenbegrenzung eines PID-Reglers und der I-Anteilbegrenzung abgelegt sind und in einem nachfolgenden Regelrechner (15) herangezogen werden.Method for controlling the fuel injection system according to one of the preceding claims 8 to 10, characterized in that in a subsystem boundaries ( 14 ) of the control device ( 13 ) the minimum and maximum representable volume flows of the low pressure control valve ( 6 ) and the high pressure control valve ( 11 ) as well as a current precontrol value for calculating a manipulated variable limitation of a PID controller and the I-component limitation are stored and in a subsequent control computer ( 15 ) are used. Verfahren zur Regelung des Kraftstoff-Einspritzsystems nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Teilsystem Regelrechner (15) der benötigte Volumenstrom (Stellgröße) in Abhängigkeit der Regeldifferenz (pSoll – pIst) und der im Teilsystem Begrenzungen (14) bestimmten Systemgrenzen mit einem PIDT1-Algorithmus berechnet wird, welcher zu einer Vorsteuerung additiv hinzugefügt wird.Method for controlling the fuel injection system according to claim 11, characterized in that in the subsystem control calculator ( 15 ) the required volume flow (manipulated variable) in dep accuracy of the control difference (p setpoint - p actual ) and that in the subsystem 14 ) certain system boundaries is calculated with a PIDT1 algorithm, which is additively added to a precontrol. Verfahren zur Regelung des Kraftstoff-Einspritzsystems nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der gewünschte Volumenstrom, soweit möglich, von dem Niederdruckregelventil (6) umgesetzt wird und, soweit dies nicht vollständig möglich ist, die Differenz aus dem gewünschten und dem mit dem Niederdruckregelventil umgesetzten Volumenstrom mit dem Hochdruckregelventil (11) realisiert wird.Method for controlling the fuel injection system according to claim 12, characterized in that the desired volume flow, as far as possible, from the low-pressure control valve ( 6 ) and, if this is not completely possible, the difference between the desired and the volume flow converted with the low-pressure control valve to the high-pressure control valve ( 11 ) is realized. Verfahren zur Regelung des Kraftstoff-Einspritzsystems nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Volumenströme in Wandelsystemen (18a, 18b) in die zur Ansteuerung des Niederdruckventils (6) und des Hochdruckregelventils (11) benötigten elektrischen Ströme umgerechnet werden.Method for controlling the fuel injection system according to one of claims 8 to 13, characterized in that the individual volume flows in conversion systems ( 18a . 18b ) into the for controlling the low-pressure valve ( 6 ) and the high pressure control valve ( 11 ) required electrical currents are converted.
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