DE19706694C2 - Steuerung einer Einspritzanlage für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine - Google Patents
Steuerung einer Einspritzanlage für eine mehrzylindrige BrennkraftmaschineInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Steuerung einer Einspritz
anlage für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine,
insbesondere für eine Dieselbrennkraftmaschine, nach
der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten
Art.
Eine gattungsgemäße Steuerung und eine Kraftstoffein
spritzanlage hierfür ist in der DE 43 35 171 C1 be
schrieben. Mit der vorbekannten Kraftstoffeinspritzan
lage können Leckagen im System erkannt und die betrof
fene Leckageleitung kann daraufhin geschlossen werden.
Das System erkennt jedoch nur größere Leckagen und
kann deshalb nur bei größeren Leckagen wirksam werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
die bekannte Steuerung einer Einspritzanlage bezüglich
ihrer Genauigkeit weiter zu verbessern, insbesondere
eine Steuerung zu schaffen, durch die auch kleinere
Leckagen erkannt und in diesem Falle mit einfachen
Mitteln entsprechende Gegenmaßnahmen getroffen werden
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kenn
zeichnenden Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale
gelöst.
Bei der Erfindung wurde davon ausgegangen, daß die
vorhandene Steuerelektronik der Brennkraftmaschine
kleinere Leckagen im System grundsätzlich zwar er
kennt, aber daß aus dieser Erkenntnis jedoch noch
nicht ersichtlich ist, wo sich die Leckage genau be
findet und in welchem Umfange sie vorhanden ist.
Erfindungsgemäß erfolgt die Absperrung der Leitung, in
der sich eine größere Leckage befindet in einfacher
Weise zwangsweise durch den Druckkolben in dem Vertei
lerelement. Die zwangsweise Verschließung ist auf den
Druckabfall in der betreffenden Zweigleitung zurückzu
führen, weshalb sich der Druckkolben aus seiner Mit
tenlage entfernt und mit dem Absperrglied, das sich
auf dieser Seite befindet, die Auslaßöffnung automa
tisch absperrt.
Wie erwähnt, werden kleinere Leckagen von der Steuer
elektronik der Brennkraftmaschine erkannt. Mit
"kleineren" Leckagen ist gemeint, daß es dabei nicht
zu einem sofortigen so hohen Druckabfall kommt, daß
der Druckkolben mit einer Absperrung der betreffenden
Leitung reagieren würde. Wird jedoch von der Steuere
lektronik grundsätzlich eine Leckage erkannt, so wird
ein entsprechender Steuerbefehl von der Steu
erelektronik an die Einspritzanlage derart gegeben,
daß "auf Verdacht" einfach die Einspritzventile auf
einer Seite abgeschaltet und beim nächsten Einspritz
takt nur die Einspritzventile der anderen Seite aktiviert
werden. Durch die einseitige Aktivierung der
Einspritzventile und der daraus resultierenden Druck
reduzierung sperrt das Absperrglied bei einem nächsten
Hub der Hochdruckpumpe die Auslaßöffnung zu der Zweig
leitung auf der Seite ab, auf der vorher die Ein
spritzventile aktiviert worden sind. Stellt anschlie
ßend die Steuerelektronik fest, daß die Leckage besei
tigt worden ist, dann war "zufällig" die Zweigleitung
auf der Seite, auf der sich die Leckage befindet, ab
geschlossen worden. Mit einer reduzierten Kraft
stoffördermenge kann anschließend mit der Seite, in
der sich kein Leck befindet, in einem Notbetrieb wei
tergefahren werden.
Stellt das System jedoch fest, daß die Leckage noch
immer vorhanden ist, so wird die Fördermenge der Hoch
druckpumpe für mindestens ein Spiel zurückgenommen und
die ursprünglich abgeschalteten Einspritzventile
spritzen ein. Diese Maßnahme bewirkt eine Druckabsen
kung in dem dazugehörigen Kolbenraum, wodurch der
Druckkolben in seine mittige Lage zurückkehrt und da
mit die vorher abgesperrte andere Seite wieder frei
gibt. Durch einen entsprechenden Steuerbefehl wird nun
das Prüfverfahren invers durchgeführt; d. h. es werden
die Einspritzventile, die vorher beim ersten "auf Ver
dacht" durchgeführten Prüfverfahren aktiviert waren,
abgeschaltet. Mit dieser Maßnahme wird damit zwangs
weise die Seite stillgelegt in der sich die Leckage
befindet und ein Notfahrbetrieb ist mit der intakten
Seite möglich.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind aus
den Unteransprüchen und aus dem nachfolgend anhand der
Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispiel
ersichtlich.
Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Gesamtdarstellung der erfin
dungsgemäßen Kraftstoffeinspritzanlage, und
Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des Verteilerele
mentes mit dem erfindungsgemäßen Kolben und
den dazugehörigen Zweigleitungen nebst Hoch
druckpumpe und Drucksensor.
Die nachfolgend beschriebene Kraftstoffeinspritzanlage
ist grundsätzlich von bekannter Bauart und arbeitet
auch in einer bekannten Betriebsweise, weshalb nur die
für die Erfindung wesentlichen Teile näher beschrieben
werden.
Eine Hochdruckpumpe 1 wird über eine Vorförderpumpe 2
aus einem Kraftstofftank 3 mit Kraftstoff versorgt.
Die Hochdruckpumpe 1 fördert den Kraftstoff zu einem
Verteilerelement 4, von wo aus es in zwei Railseiten
mit Zweigleitungen 5 und 6 weitergeleitet wird. Die
Zweigleitung 5 steht mit Einspritzventilen 7 und 8 und
die Zweigleitung 6 mit Einspritzventilen 9 und 10 in
Verbindung.
Eine Steuerelektronik 11 steuert die Hochdruckpumpe 1
und die Einspritzventile 7 bis 10 an. Ein Drucksensor
12 ist mit einer von der Hochdruckpumpe 1 zu dem Ver
teilerelement 4 führenden Hochdruckleitung 13 verbun
den. Die Hochdruckleitung 13 verzweigt sich vor dem
Eintritt in das Verteilerelement 4 in zwei Kraftstoff
verteilerleitungen 13a und 13b. Zusätzlich sind in dem
System weitere Drucksensoren vorhanden, z. B, in den
Zweigleitungen 5 und 6 (nicht dargestellt), die in
diesem Falle ebenfalls mit der Steuerelektronik 11
verbunden sind.
Der Aufbau und die Wirkungsweise des Verteilerelemen
tes 4 ist aus der Fig. 2 ersichtlich. Die Hochdruck
pumpe 1 fördert über die beiden Kraftstoffverteiler
leitungen 13a und 13b Kraftstoff unter Hochdruck in
zwei Kolbenräume 14 und 15, die durch einen Druckkol
ben 16 voneinander getrennt sind. In den beiden Kol
benräumen 14 und 15 befinden sich Federn 17 und 18 als
Federeinrichtung, die sich jeweils an einer Gehäuse
wand des Verteilerelementes 4 und an einer Stirnseite
des Druckkolbens 16 abstützen. Die beiden Federn 17
und 18 sorgen damit für eine Mittenlage des Druckkol
bens 16 im Normalbetrieb.
Auf beiden Stirnseiten weist der Druckkolben 16 je
weils ein Absperrglied 19 bzw. 20 in Form eines
Schließkolbens auf, der in den Kolbenraum 14 bzw. 15
ragt. Durch das Absperrglied 19 kann eine Auslaßöff
nung 21 zu der Zweigleitung 5 und durch das Absperr
glied 20 kann eine Auslaßöffnung 22 zu der Zweiglei
tung 6 abgesperrt werden.
Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzanlage funk
tioniert nun auf folgende Weise:
Im Normalbetrieb fördert die Hochdruckpumpe 1 über die
beiden Kraftstoffverteilerleitungen 13a und 13b in die
Kolbenräume 14 und 15 des Verteilerelementes 4. Der
Druckkolben 16 bewegt sich während des Förderhubes der
Hochdruckpumpe 1 nicht. In der Förderpause der Förderpumpe
1 wird nacheinander beiden Railseiten durch eine
entsprechende Aktivierung der Einspritzventile 7-10
jeweils die gleiche Menge Kraftstoff entnommen. Zwar
bewegt sich dabei der Druckkolben 16 etwas aus seiner
Mittenlage, aber er gelangt nicht bis in eine Absperr
stellung, sondern kehrt strömungsbedingt nach Kraft
stoffeinspritzung wieder in die Mittenlage zurück und
wird dort durch die Federn 17 und 18 zentriert.
Tritt nun als Störfall eine große Leckage ein, z. B.
auf der Railseite mit der Zweigleitung 5, so erreicht
der Druckkolben 16 aufgrund des Druckabfalles mit dem
Absperrglied 19 die Auslaßöffnung 21 und verschließt
damit diese Railseite selbständig. Mit der intakten
anderen Railseite mit der Zweigleitung 6 ist anschlie
ßend ein Notfahrbetrieb möglich, wenn die Steuerelek
tronik 11 über Druckregler eine Reduktion der Förder
menge vornimmt.
Bei einem Auftreten einer von dem System erkannten
kleinen Leckage, durch die der vorstehend genannte
automatische Sperrmechanismus durch den Druckkolben 16
nicht ausgelöst wird, leitet die Steuerelektronik 11
folgende Maßnahmen ein:
Alle Einspritzventile auf einer Railseite, z. B. die
Einspritzventile 7 und 8, werden nicht mehr angesteu
ert, d. h. nicht mehr aktiviert. Die Einspritzventile 9
und 10 der anderen Railseite werden so angesteuert,
daß eine volle Einspritzmenge erreicht wird. Anschlie
ßend fördert die Hochdruckpumpe 1 mindestens noch ein
mal mit normalem Hub oder einem der vorangegangenen
Einspritzmenge angepaßten Hub, wodurch wegen der abge
schalteten Einspritzventile 7 und 8 und des vorangegangenen
Druckabfalles in der Zweigleitung 6 eine ein
seitige Bewegung des Druckkolbens 16 in Richtung auf
die Auslaßöffnung 22 und ein Verschließen dieser Aus
laßöffnung durch das Absperrglied 20 bewirkt wird.
Erkennt die Steuerelektronik 11 bei einer nachfolgen
den Prüfung, daß die Leckage beseitigt worden ist, so
wurde mit der abgeschalteten Railseite mit der Zweig
leitung 6 die richtige Seite stillgelegt, denn die
Leckage muß sich in der nunmehr stillgelegten Railsei
te befinden. Durch Anpassung der Fördermenge und Wie
dereinschaltung der zuvor abgeschalteten Einspritzven
tile 7 und 8 ist ein Notfahrbetrieb mit entsprechend
reduzierter Zylinderzahl möglich.
Falls die Steuerelektronik bei ihrer Prüfung fest
stellt, daß die Leckage nach wie vor vorhanden ist,
wird die Fördermenge der Hochdruckpumpe 1 für minde
stens ein Spiel zurückgenommen. Die ursprünglich abge
schalteten Einspritzventile 7 und 8 spritzen ein.
Durch diese Maßnahme wird eine Druckabsenkung im Kol
benraum 14 erreicht und bei Druckgleichheit mit dem
Kolbenraum 15 kehrt der Druckkolben 16 selbständig in
seine Mittenlage zurück und gibt damit die zuvor abge
sperrte Auslaßöffnung 22 wieder frei. Anschließend
wird die zu Beginn der Prüfung vorgeschlagene Ab
schaltstrategie invers ausgeführt. Es werden nunmehr
die Einspritzventile 7 und 8 mit der dazugehörigen
Zweigleitung 5 aktiviert und die Einspritzventile 9
und 10 mit der Zweigleitung 6 stillgelegt. Durch die
Aktivierung der Einspritzventile 7 und 8 erfolgt ein
entsprechend einseitiger Druckabfall auf dieser
Railseite, der Druckkolben 16 verläßt seine Mittenlage
und sperrt mit seinem Absperrglied 19 die Auslaßöffnung
21 zu dieser Railseite ab. Damit ist die Railsei
te mit der Zweigleitung 5, in der sich die Leckage
befindet, stillgelegt. Durch eine entsprechend an
schließende erneute Aktivierung der Einspritzventile 9
und 10 kann mit entsprechend reduzierter Kraftstofför
dermenge im Notfahrbetrieb weitergefahren werden.
Durch die Anordnung des Drucksensors 12 in der Hoch
druckleitung 13 zwischen der Hochdruckpumpe 1 und dem
Verteilerelement 4 wird dieser automatisch mit der
intakten Railseite verbunden und kann zur Überwachung
der Steuerung weiterverwendet werden.
Um einen Druckausgleich zwischen den beiden Kolbenräu
men 14 und 15 zu ermöglichen und als Zentrierhilfe für
den Druckkolben 16 kann eine Drosselleitung 23 (in
Fig. 2 gestrichelt dargestellt) vorgesehen sein, durch
die die beiden Kolbenräume 14 und 15 miteinander ver
bunden sind. Die Drosselleitung 23 kann in einfacher
Weise als Drosselbohrung im Druckkolben 16 ausgebildet
sein.
Claims (6)
1. Steuerung einer Einspritzanlage für eine mehrzy
lindrige Brennkraftmaschine, insbesondere eine
Dieselbrennkraftmaschine, mit mindestens einer
Hochdruckpumpe zur Förderung von Kraftstoff zu
Einspritzventilen, mit einem mit der Hochdruck
pumpe über eine Hochdruckleitung verbundenen Ver
teilerelement, das über zwei Auslaßöffnungen und
daran sich anschließende Zweigleitungen Ein
spritzventile von zwei getrennten Seiten jeweils
mit Kraftstoff versorgt,
dadurch gekennzeichnet, daß
in dem Verteilerelement (4) ein Druckkolben (16)
angeordnet ist, der zwei Kolbenräume (14, 15) von
einander trennt, wobei in jeden Kolbenraum (14
bzw. 15) eine mit der Hochdruckleitung (13) ver
bundene Kraftstoffverteilerleitung (13a, 13b) mün
det und jeder Kolbenraum (14 bzw. 15) mit einer
der beiden Auslaßöffnungen (21 bzw. 22) für die
Zweigleitung (5 bzw. 6) einer Seite versehen ist,
und wobei der Druckkolben (16) während des För
derhubes der Hochdruckpumpe (1) wenigstens annä
hernd in einer Mittenlage gehalten und mit Ab
sperrgliedern (19, 20) für jede Auslaßöffnung
(21, 22) derart versehen ist, daß bei Auftreten
einer größeren Leckage in einem stromabwärts vom
Verteilerelement (4) gelegenen Bereich die Aus
laßöffnung (21 bzw. 22) für die Zweigleitung (5
bzw. 6) der Seite mit der Leckage durch einen
Druckabfall bzw. Volumenentnahme in der Zweiglei
tung (5 bzw. 6) mit der größeren Leckage selb
ständig absperrbar ist, wobei der Druckkolben
(16) mit dem dazugehörigen Absperrglied (19 bzw.
20) die zu der Zweigleitung (5 bzw. 6) mit der
größeren Leckage zugeordneten Auslaßöffnung (21
bzw. 22) verschließt, und daß bei Auftreten einer
kleineren Leckage in einem stromabwärts vom Ver
teilerelement (4) gelegenen Bereich ein selbstän
diges Verschließen der Auslaßöffnung (21 bzw. 22)
für die Zweigleitung (5 bzw. 6) einer Seite mit
einem der Absperrglieder (19 bzw. 20) des Druck
kolbens (16) durch ein vorangegangenes willkürli
ches Abstellen der Einspritzventile (7, 8 bzw.
9, 10) dieser Seite und Weiterförderung der Hoch
druckpumpe (1) für mindestens ein Arbeitsspiel
eingeleitet wird, wobei der Druckkolben (16) mit
dem dazugehörigen Absperrglied (19 bzw. 20) die
der Zweigleitung (5 bzw. 6) mit den aktivierten
Einspritzventilen (7, 8 bzw. 9, 10) zugeordnete
Auslaßöffnung (21 bzw. 22) verschließt wonach bei
anschließender Feststellung einer Beseitigung der
Leckage die Einspritzventile (9, 10 bzw. 7, 8) der
anderen Seite (6 bzw. 5) weiterbetrieben werden,
wonach bei Feststellung einer noch vorhandenen
Leckage, die Fördermenge der Hochdruckpumpe (1)
für mindestens ein Spiel zurückgenommen wird, wo
bei die vorher abgestellten Einspritzventile (7, 8
bzw. 9, 10) der einen Seite nochmals aktiviert
werden, und wonach die Einspritzventile (9, 10
bzw. 7, 8) der anderen Seite abgestellt und die
dazugehörige Auslaßöffnung (22 bzw. 21) durch das
dazugehörige Absperrglied (20 bzw. 19) des Druck
kolbens (16) durch einen einseitigen Druckabfall
gesperrt wird, und die vorher bei Beginn der
kleineren Leckageprüfung abgestellten Einspritz
ventile (7, 8 bzw. 9, 10) der einen Seite mit redu
zierter, von der Hochdruckpumpe gelieferten
Kraftstoffmenge weiterbetrieben werden.
2. Steuerung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
für die Einstellung der Mittenlage des Druckkolbens (16) eine
Federeinrichtung (17, 18) vorgesehen ist.
3. Steuerung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Federeinrichtung wenigstens eine in jedem der
beiden Kolbenräumen (14, 15) angeordnete Feder
(17, 18) aufweist, die sich jeweils zwischen einer
Gehäusewand des Verteilerelementes (4) und einer
Stirnseite des Druckkolbens (16) abstützt.
4. Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Weiterbetrieb der Einspritzventile (7, 8 bzw.
9, 10) in der leckagefreien Zweigleitung (5 bzw.
6) in einem Notbetrieb bei wenigstens annähernd
halber Kraftstoffmengenzufuhr erfolgt.
5. Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
in der Hochdruckleitung (13) zwischen der Hoch
druckpumpe (1) und dem Verteilerelement (4) ein
Drucksensor angeordnet ist.
6. Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
die beiden Kolbenräume (14, 15) durch eine Dros
selleitung (23) miteinander verbunden sind.
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8127 | New person/name/address of the applicant |
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