DE19626537C1 - Kraftstoffdruckregelvorrichtung für eine Kraftstoffeinspritzanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffdruckregelvor­ richtung für eine Kraftstoffeinspritzanlage einer Brennkraftmaschine nach der im Oberbegriff des An­ spruchs 1 näher definierten Art.

Derartige Vorrichtungen sind aus der DE 44 40 700 A1 und aus der EP-A-0 243 871 A2 bekannt.

Die in diesen Druckschriften offenbarten Hochdrucklei­ tungen bzw. Hochdruckspeicher, die auch unter der Be­ zeichnung "Common-rail" bekannt sind, weisen eine Hochdruckpumpe zum Erzeugen eines Arbeitsdruckes, der beispielsweise zwischen 0 bar und 1500 bar liegen kann, sowie eine elektronische Steuerungseinrichtung und ein von der Steuerungseinrichtung angesteuertes Druckregelglied zum Einstellen eines Arbeitsdruckes auf, wobei als Druckmedium der Kraftstoff für die Brennkraftmaschine verwendet wird.

Der Arbeitsdruck in der Hochdruckleitung wird mittels eines Drucksensors gemessen, der mit der Steuerungs­ einrichtung verbunden ist, wobei nach dem Überschrei­ ten eines voreinstellbaren Druckes in der Hochdruck­ leitung von dem Druckregelglied Kraftstoff aus der Hochdruckleitung in einen Tank abgelassen und somit der Arbeitsdruck in der Hochdruckleitung geregelt wird.

Nachteilig an den bekannten Vorrichtungen ist jedoch, daß der verwendete Drucksensor aufgrund seines großen zu überwachenden Bereiches eine verhältnismäßig schlechte Meßgenauigkeit hat. Der Fehler kann beispielsweise 15 bar bis 30 bar betragen. Die Meßgenauigkeit wird dabei in üblicher Weise in Prozent vom Meßendwert angegeben.

Somit kann in der Hochdruckleitung der Arbeitsdruck nicht genau eingeregelt werden bzw. werden von dem Drucksensor Druckabweichungen, die sich innerhalb seiner Meßtoleranzwerte befinden, nicht erkannt, was jedoch beispielsweise zum Einstellen von abgasrele­ vanten Betriebspunkten der Brennkraftmaschine notwen­ dig wäre.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu­ grunde, eine Kraftstoffdruckregelvorrichtung vorzuse­ hen, mittels welcher der Arbeitsdruck in der Hoch­ druckleitung einer Kraftstoffeinspritzanlage genauer geprüft bzw. eingestellt werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kenn­ zeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.

Durch das Vorsehen eines zweiten Drucksensors mit ei­ nem gegenüber dem ersten Drucksensor kleineren bzw. geringeren Meßbereich kann der Arbeitsdruck in einem Bereich bzw. Fenster, welches dem Meßbereich des zwei­ ten Drucksensors entspricht, genauer ermittelt und so­ mit auch genauer eingestellt werden, d. h. der Arbeits­ druck in der Hochdruckleitung wird direkt von dem zweiten Drucksensor gemessen.

Hierdurch können die abgasrelevanten Betriebspunkte der Brennkraftmaschine besser berücksichtigt und der Schadstoffausstoß der Brennkraftmaschine deutlich re­ duziert werden.

Zusätzlich wird durch die nunmehr mögliche genauere Einstellung des Arbeitsdrucks in der Hochdruckleitung der Fahrkomfort in einem mit der erfindungsgemäßen Kraftstoffdruckregelvorrichtung versehenen Fahrzeug verbessert.

Außerdem können sich die beiden Drucksensoren inner­ halb des Meßbereichs des zweiten Drucksensors gegen­ seitig überwachen, wodurch Fehlmessungen nahezu ausge­ schlossen sind und/oder Fehlfunktionen eines der Sen­ soren schnell erkannt werden können.

Üblicherweise wird man innerhalb des beschriebenen Fensters die genaueren Meßwerte des zweiten Drucksen­ sors zur Druckregelung einsetzen und nur außerhalb des Fensters bzw. des Meßbereichs des zweiten Drucksensors die von dem ersten Drucksensor ermittelten Werte zur Verarbeitung in der Steuerungseinrichtung verwenden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus dem nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig dar­ gestellten Ausführungsbeispiel.

Es zeigt:

Fig. 1 schematisch den Aufbau einer erfindungsgemäßen Kraftstoffdruckregelvorrichtung, und

Fig. 2 ein Diagramm, in welchem die Meßbereiche des ersten und des zweiten Drucksensors darge­ stellt sind.

Bezug nehmend auf Fig. 1 ist schematisch eine Kraft­ stoffdruckregelvorrichtung in einer Brennkraftmaschine dargestellt, die eine Hochdruckpumpe 1 aufweist, mit­ tels welcher Kraftstoff aus einem Kraftstofftank 2, welcher in der Fig. 1 nur schematisch dargestellt ist, in eine Hochdruckleitung 3 einer Kraftstoffeinspritz­ anlage bekannter Bauart förderbar ist.

Von der Hochdruckleitung 3 aus führen mehrere parallel zueinander angeordnete Verbindungsleitungen 4 zu Druckverbrauchern, die in dem vorliegenden Ausfüh­ rungsbeispiel als Einspritzventile 5 der Brennkraft­ maschine ausgebildet sind. Selbstverständlich können auch andere geeignete Druckverbraucher über die Hoch­ druckleitung 3 mit Druck versorgt bzw. beaufschlagt werden.

Über eine Leitung 6 wird von den Einspritzventilen 5 nicht verbrauchter Kraftstoff, d. h. überschüssiges Druckmedium, auf bekannte Weise in den Kraftstofftank 2 zurückgeleitet.

Um den Arbeitsdruck in der Hochdruckleitung 3 konstant zu halten, ist die Hochdruckleitung 3 mit einem Druck­ regelglied 7 bekannter Bauart verbunden, welches von einer Steuerungseinrichtung, die in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als Motorsteuergerät 8 ausgebildet ist, ansteuerbar ist.

Durch die Verwendung des Motorsteuergerätes 8 als Steuerungseinrichtung für das Druckregelglied 7 können weitere bzw. zusätzliche Steuerungseinrichtungen ent­ fallen.

Wird das Druckregelglied 7 von dem Motorsteuergerät 8 aus über eine Steuerleitung 11′ angesteuert, so kann Kraftstoff über eine Leitung 6′ von der Hochdrucklei­ tung 3 in den Kraftstofftank 2 strömen, wobei das Druckregelglied 7 solange angesteuert wird, bis der Druck in der Hochdruckleitung 3 einem voreingestellten Wert entspricht.

Der aktuelle Druck in der Hochdruckleitung 3 wird mit­ tels eines ersten Drucksensors 9 sowie eines zweiten Drucksensors 10 ermittelt und über elektrische Steuer­ leitungen, die allgemein mit dem Bezugszeichen 11 ge­ kennzeichnet sind, an das Motorsteuergerät 8 übermit­ telt, welches die aktuellen Druckwerte verarbeitet und gegebenenfalls über die elektrische Steuerleitung 11′ das Druckregelglied 7 wie bereits beschrieben solange ansteuert, bis der Druck in der Hochdruckleitung 3 auf einen voreingestellten Wert abgefallen ist.

Zur Veranschaulichung sind in der Fig. 1 der erste Drucksensor 9 und der zweite Drucksensor 10 als zwei separate Bauteile dargestellt, der zweite Drucksensor 10 kann jedoch vorteilhaft in den ersten Drucksensor 9 bzw. in dessen Gehäuse oder in das Druckregelglied 7 integriert werden, wodurch Gehäuseteile bzw. allgemein Peripherie-Teile eingespart werden können, da für bei­ de Drucksensoren 9, 10 bzw. für weitere Einrichtungen (Druckregelglied 7) jeweils nur ein Gehäuse notwendig ist.

Bei einem Vorsehen des zweiten Drucksensors 10 in dem Druckregelglied 7 ergibt sich zusätzlich der Vorteil, daß der zweite Drucksensor 10 räumlich deutlich vom ersten Drucksensor 9 abgetrennt ist und somit eine größere Sicherheit bezüglich der Überwachung des Ar­ beitsdrucks in der Hochdruckleitung 3 gegeben ist.

Fig. 2 zeigt ein Schaubild, in welchem die Meßtoleranz in mbar des ersten und des zweiten Drucksensors über dem Arbeitsdruck in der Hochdruckleitung 3 dargestellt ist.

In dem Schaubild nach der Fig. 2 ist dem ersten Druck­ sensor 9 die Meßtoleranzlinie 9′ und dem zweiten Drucksensor 10 die Meßtoleranzlinie 10′ zugeordnet, wobei der Meßbereich des ersten Drucksensors 9 mit der zugeordneten Meßtoleranzkennlinie 9′ mit M1 bezeichnet ist, während der Meßbereich des zweiten Drucksensors 10 mit M2 bezeichnet ist.

Wie aus der Fig. 2 klar ersichtlich ist, liegt der Meßbereich M2 des zweiten Drucksensors 10 innerhalb des Meßbereichs M1 des ersten Drucksensors 9, wobei der Meßbereich M1 des ersten Drucksensors 9 beispiels­ weise zwischen 0 bar und 1500 bar liegt, während der Meßbereich M2 des zweiten Drucksensors 10 beispiels­ weise zwischen 100 bar und 900 bar beträgt. Im Be­ darfsfalle kann der Meßbereich M2 jedoch auch bereits bei 0 bar beginnen. Die Meßbereiche M1 und M2 sind in der Fig. 2 nicht maßstäblich dargestellt.

Zwar ist auch der Meßbereich M2 des zweiten Drucksen­ sors 10 relativ groß, allerdings ist schon mit diesem verhältnismäßig großen Meßwertbereich eine wesentlich genauere Ermittlung des in der Hochdruckleitung 3 vor­ herrschenden Druckes möglich als dies bei alleiniger Verwendung des ersten Drucksensors 9 gemäß dem Stand der Technik der Fall wäre.

Wie der Fig. 2 weiterhin entnommen werden kann, liegt die Meßwerttoleranz, die auf der Ordinate abgetragen ist, bei dem zweiten Drucksensor 10 deutlich unter derjenigen des ersten Drucksensors 9 in dem Fenster, welches durch den Meßbereich M2 gebildet ist, so daß aufgrund der niedrigeren Toleranzen des zweiten Druck­ sensors 10 genauere Druckwerte an das Motorsteuergerät 8 (s. Fig. 1) übermittelt werden können und somit ein genauerer Druck in der Hochdruckleitung 3 im Bereich der abgasrelevanten Betriebspunkte der Brennkraftma­ schine eingestellt werden kann. Hierdurch wiederum kann der Schadstoffausstoß der Brennkraftmaschine ver­ ringert werden.

Vorzugsweise ist der Meßbereich M2 des zweiten Druck­ sensors 10 nur in der Größenordnung des abgasrelevan­ ten Meßbereiches vorgesehen bzw. wird diesen etwas überschreiten, um entsprechend genaue Werte innerhalb dieses Meßbereiches bzw. Meßfensters zu erhalten.

Claims (7)

1. Kraftstoffdruckregelvorrichtung für eine Kraft­ stoffeinspritzanlage einer Brennkraftmaschine mit einer Hochdruckpumpe, einer Steuerungseinrichtung und einem Druckregelglied zum Einstellen eines mit­ tels eines ersten Drucksensors meßbaren Arbeits­ druckes in einer Hochdruckleitung, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu dem ersten Drucksensor (9) ein zwei­ ter Drucksensor (10) vorgesehen ist, wobei der Meß­ bereich M2 des zweiten Drucksensors (10) innerhalb des Meßbereichs M1 des ersten Drucksensors (9) liegt, und wobei der Meßbereich M2 des zweiten Drucksensors (10) in einem Druckbereich liegt, wel­ cher zur Erzielung günstiger Abgaswerte der Brenn­ kraftmaschine relevant ist.

2. Kraftstoffdruckregelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßbereich M2 des zweiten Drucksensors (10) zwischen 0 bar und 900 bar liegt.

3. Kraftstoffdruckregelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßbereich M2 des zweiten Drucksensors (10) zwischen 100 bar und 900 bar liegt.

4. Kraftstoffdruckregelvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Drucksensor (10) in ein für den ersten Drucksensor (9) vorgesehenes Gehäuse integriert ist.

5. Kraftstoffdruckregelvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Drucksensor (10) in das Druckregelglied (7) integriert ist.

6. Kraftstoffdruckregelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungseinrichtung das Motorsteuergerät (8) der Brennkraftmaschine ist.

7. Kraftstoffdruckregelvorrichtung nach einem der An­ sprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßbereich M1 des ersten Drucksensors (9) zwi­ schen 0 bar und 1500 bar liegt.