DE19908798A1 - Verfahren zur Regulierung des Versorgungsdruckes in einem hydraulisch betätigten System - Google Patents

Abstract

Ein Verfahren zur Druckregelung in einem hydraulisch betätigten Brennstoffeinspritzsystem wird offenbart. Das hydraulisch betätigte Brennstoffeinspritzsystem wesit eine Hochdruckpumpe auf, die mit einem Motor gekoppelt ist und mit einer Hochdruckschiene verbunden ist. Die Schiene ist mit einer Vielzahl von hydraulisch betätigten Brennstoffeinspritzvorrichtungen verbunden, die jeweils ein Steuerventil aufweisen. Die Steuerventile der einzelnen Einspritzvorrichtungen werden periodisch in herkömmlicher Weise aktiviert, und zwar in ausreichender Weise, um Einspritzereignisse auszuführen. Gleichzeitig fährt ein elektronisches Steuermodul fort, die Größe des Strömungsmitteldruckes in der Hochdruckschiene zu bestimmen. Das elektronische Steuermodul identifiziert auch irgendwelche leerlaufenden Brennstoffeinspritzvorrichtungen, die zwischen Einspritzereignissen sind. Wenn der Strömungsmitteldruck in der Schiene zu hoch ist, dann wird das Steuerventil einer leerlaufenden Brennstoffeinspritzvorrichtung für ein Druckregelereignis aktiviert, welches nicht ausreichend ist, damit die leerlaufende Brennstoffeinspritzvorrichtung Brennstoff einspritzt, jedoch ausreichend, um zu gestatten, daß ein wenig Strömungsmitteldruck von der Schiene durch das Steuerventil der Einspritzvorrichtung in einen Niederdruckablauf entweicht.

Description

Die vorliegenden Erfindung bezieht sich allgemein auf hy­ draulisch betätigte Systeme, die bei Verbrennungsmotoren verwendet werden, und insbesondere auf ein Verfahren zur Regulierung der Hochdruckströmungsmittelversorgung für hydraulisch betätigte Vorrichtungen in einem solchen Sy­ stem.

Um den Wirkungsgrad, die Steuerung und die Leistung von Verbrennungsmotoren zu verbessern, hat es einen Trend in der Industrie gegeben, hydraulisch betätigte elektronisch gesteuerte Systeme anstelle der lange in der Technik be­ kannten nockenbetriebenen Systeme anzupassen bzw. einzu­ setzen. Beispielsweise hat die Caterpillar Inc., Peoria, Illinois, beträchtlichen Erfolg gesehen beim Einsetzen ihrer hydraulisch betätigten elektronisch gesteuerten Brennstoffeinspritzsysteme in Dieselmotoren anstelle der nockenbetriebenen Brennstoffeinspritzvorrichtungen des Standes der Technik. Diese hydraulisch betätigten Brenn­ stoffeinspritzvorrichtungen setzen typischerweise Motor­ schmieröl als das hydraulische Betätigungsmedium ein, welches auf einen relativ hohen Druck angehoben ist. In vielen Fällen ist eine Vielzahl von hydraulisch betätig­ ten Brennstoffeinspritzvorrichtungen mit einer einzigen Hochdruckschiene (rail) verbunden, die unter Druck ge­ setztes Schmieröl enthält. Damit das hydraulisch betätig­ te System wie erwartet arbeitet, muß es typischerweise Mittel geben, die vorgesehen sind, um die Größe des Strö­ mungsmitteldruckes in der gemeinsamen Hochdruckschiene (common rail) zu steuern.

Im Fall von hydraulisch betätigten Brennstoffeinspritzsy­ stemen von Caterpillar Inc. wird die gemeinsame Hoch­ druckschiene in einem unter Druck gesetzten Zustand durch eine Taumelplattenpumpe bzw. Schrägscheibenpumpe oder Axialkolbenpumpe gehalten, die direkt mit dem Motor ver­ bunden ist. Die Strömungsmittelanforderungen an die ge­ meinsame Schiene steigen mit der Motordrehzahl und -last, da die Brennstoffeinspritzvorrichtungen eine größere Brennstoffmenge bei höheren Motorbetriebszuständen ein­ spritzen müssen. Durch korrekte Bemessung der Hochdruck­ pumpe und Koppelung derselben direkt mit dem Motor, kann die Ausgabe der Pumpe zufriedenstellend für die Anforde­ rung der Brennstoffeinspritzvorrichtungen über den Be­ triebsbereich des Motors gemacht werden. Jedoch ist die Hochdruckpumpe im allgemeinen bemessen, um mehr Hoch­ druckströmungsmittel zu erzeugen als über den Motorbe­ triebsbereich erforderlich, um sicherzustellen, daß es immer einen adäquaten Druck gibt. Da die Hochdruckpumpe konstant mehr Hochdruckströmungsmittel erzeugt, als die Brennstoffeinspritzvorrichtungen in ihrem normalen Be­ trieb verwenden, läßt ein elektronisch gesteuertes Schie­ nendrucksteuerventil kontinuierlich eine Menge von unter Druck gesetztem Strömungsmittel aus der Schiene ab, um die gemeinsame Schiene (common rail) auf einem erwünsch­ ten Druck zu halten.

Der Fachmann wird erkennen, daß das Ablassen von unter Druck gesetztem Strömungsmittel aus der gemeinsamen Schiene ohne Erhalt einer nützlichen Arbeit eine Energie­ verschwendung zur Folge hat und eine Verringerung des Ge­ samtwirkungsgrades und der Leistung des Motors. Die Ver­ wendung eines elektronisch gesteuerten Schienendrucksteu­ erventils ist auch weniger als wünschenswert dahingehend, daß es eine getrennte Betätigungsvorrichtung und Steuer­ logik fordert. Da darüber hinaus das Druckregelsystem des Standes der Technik eine überbemessene Pumpe erfordert, bleibt auch Raum zur Verbesserung dahingehend, daß man die Fähigkeit erreicht, besser die Ausgabe der Hochdruck­ pumpe an die Anforderungen des hydraulisch betätigten Brennstoffeinspritzsystems anzupassen.

Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, die hy­ draulisch betätigten Systeme des Standes der Technik zu verbessern.

Ein Verfahren zur Regulierung des Druckes in einem hy­ draulisch betätigten System nutzt die Leerlaufzeit der hydraulisch betätigten Vorrichtung, um den Druck in der Hochdruckschiene zu regeln. Das hydraulisch betätigte Sy­ stem besitzt eine Hochdruckpumpe, die mit einem Motor ge­ koppelt ist und mit der Hochdruckschiene verbunden ist. Die Schiene ist mit einer hydraulisch betätigten Vorrich­ tung verbunden, die ein Steuerventil aufweist. In seinem normalen Betrieb wird das Steuerventil periodisch ausrei­ chend aktiviert, um die hydraulisch betätigte Vorrichtung für ein Betriebsereignis zu betätigen, wie beispielsweise ein Brennstoffeinspritzereignis. Der Strömungsmitteldruck in der Hochdruckschiene wird bestimmt. Wenn der Strö­ mungsmitteldruck zu hoch ist und die hydraulisch betätig­ te Vorrichtung zwischen Betriebsereignissen ist, dann wird das Steuerventil für ein Druckregelereignis akti­ viert, welches nicht ausreichend ist, daß die hydraulisch betätigte Vorrichtung ein minimales Betriebsereignis aus­ führt. Während des Druckregelereignises kann eine Strö­ mungsmittelmenge aus der Hochdruckschiene durch die hy­ draulisch betätigte Vorrichtung entweichen, jedoch ohne daß die Vorrichtung tatsächlich ihren normalen Betrieb ausführt, wie beispielsweise die Brennstoffeinspritzung.

Fig. 1 ist eine schematische Veranschaulichung eines hydraulisch betätigten Brennstoffeinspritzsy­ stems gemäß eines Ausführungsbeispiels der vor­ liegenden Erfindung.

Fig. 2 ist eine geschnittene schematische Seitenan­ sicht eines Steuerventils gemäß eines Aspektes der vorliegenden Erfindung.

Fig. 3 ist eine Kurvendarstellung der Brennstoffein­ spritzmenge gegenüber der Steuerventil-An-Zeit für eine hydraulisch betätigte Brennstoffein­ spritzvorrichtung gemäß eines Aspektes der vor­ liegenden Erfindung.

Fig. 4 ist eine Kurvendarstellung der Flußrate durch die Einspritzvorrichtung gegenüber der Steuer­ ventil-An-Zeit gemäß eines weiteren Aspektes der vorliegenden Erfindung.

Fig. 5a bis c sind Kurvendarstellungen des Elektroma­ gnetzustandes bzw. der Steuerventilposition bzw. der Einspritzmassenflußrate gegenüber der Zeit für eine einzige hydraulisch betätigte Brennstoffeinspritzvorrichtung über eine Viel­ zahl von Leerlauf- und Nenneinspritzzyklen ge­ mäß der vorliegenden Erfindung.

Mit Bezug auf Fig. 1 weist ein hydraulisch betätigtes Brennstoffeinspritzsystem 10 eine gemeinsame Hochdruck­ schiene 12 auf, die mit einer Taumelplatten- bzw. Schräg­ platten- oder Axialkolbenpumpe 11 mit fester Verdrängung über eine Hochdruckversorgungsleitung 13 verbunden ist. Die Vielzahl von hydraulisch betätigten Brennstoffein­ spritzvorrichtungen 16 ist mit der Hochdruckschiene 12 mit einzelnen Zweigdurchlässen 17 verbunden. Brennstoff­ einspritzvorrichtungen 16 sind in geeigneter Weise posi­ tioniert, um Brennstoff in einen Motor 18 einzuspritzen, der die Pumpe 11 über eine nicht gezeigte Verbindung an­ treibt. Nachdem das Betätigungsströmungsmittel Arbeit in den einzelnen Einspritzvorrichtungen 16 ausführt, wird es zur einem Niederdruckreservoir 14 zur Rückzirkulation über eine Niederdruckrückleitung 19 zurückgeleitet. Die Hochdruckpumpe 11 zieht Betätigungsströmungsmittel, wel­ ches vorzugsweise Motorschmieröl ist, aus dem Nieder­ druckreservoir 14 entlang der Niederdruckversorgungslei­ tung 15. Um zu verhindern, daß die Hochdruckschiene 12 übermäßig unter Druck gesetzt wird, ist ein Rückschlag­ ventil 21 in einer Überdruckrückleitung 20 vorgesehen. Wenn der Druck in der Schiene 12 eine vorbestimmte Größe überschreitet, öffnet sich das Rückschlagventil 21, um den Druck aus der Schiene 12 abzulassen.

Mit Bezug auf Fig. 2 weist jede der hydraulisch betätig­ ten Brennstoffeinspritzvorrichtungen 16 der Fig. 1 ein Steuerventil 30 auf, welches einen Ventilkörper 31 auf­ weist. Der Ventilkörper 31 definiert einen Hochdruckbetä­ tigungsströmungsmitteleinlaß 32, der mit den einzelnen Zweigdurchlässen 17 verbunden ist, und einen Niederdruck­ ablaufanschluß 33, der mit der Niederdruckrückleitung 19 verbunden ist. Ein Sitzventilglied 37 ist in dem Ventil­ körper 31 positioniert und an einem Elektromagneten 38 angebracht, der an dem Ventilkörper 31 befestigt ist. Der Elektromagnet 38 bewegt das Sitzventilglied 37 zwischen einer unteren Position, wo es in dem Hochdrucksitz 35 sitzt, um die Strömungsmittelverbindung zwischen dem Hochdruckeinlaß 32 und dem inneren Arbeitsdurchlaß 34 zu schließen. Wenn es in diesem Zustand ist, ist der innere Arbeitsdurchlaß 34 über den Niederdrucksitz 36 zum Nie­ derdruckablauf 33 geöffnet. Wenn der Elektromagnet 38 er­ regt ist, hebt sich das Sitzventilglied 37, um den Hoch­ drucksitz 35 zu öffnen und den Niederdrucksitz 36 zu schließen. Wenn es in diesem Zustand ist, ist der Hoch­ druckeinlaß 32 zum inneren Arbeitsdurchlaß 34 über den Hochdrucksitz 35 offen.

Fig. 2 zeigt das Ventilglied 37 in einer Zwischenpositi­ on zwischen seinen oberen und unteren Sitzpositionen. In diesem teilweise offenen Gebiet ist der Hochdruckeinlaß 32 direkt geöffnet zum Niederdruckdurchlaß 33 über den Hochdrucksitz 35 und den Niederdrucksitz 36. Die Distanz, über die das Sitzventilglied 37 zwischen dem Hochdruck­ sitz 35 und dem Niederdrucksitz 36 in seinem normalen Be­ trieb laufen muß, ist in Fig. 2 stark übertrieben ge­ zeigt. In einem spezifischen Beispiel bewegen sich die Sitzventilglieder von hydraulisch betätigten Brennstoff­ einspritzvorrichtungen des Standes der Technik im allge­ meinen in der Größenordnung von ungefähr 250 Mikrometern zwischen ihren Niederdruck- und Hochdrucksitzen. Wenn im allgemeinen die hydraulisch betätigten Brennstoffein­ spritzvorrichtungen 16 ihren normalen Betrieb ausführen, ist die Zeitdauer, für die das Sitzventilglied in einer Zwischenposition zwischen seinen Hochdruck- und Nieder­ drucksitzen ist, relativ kurz. Durch entsprechende Im­ pulsbeaufschlagung des Elektromagneten 38 kann das Sitz­ ventil 37 in eine teilweise offene Position bewegt wer­ den, die gestattet, daß etwas Hochdruckströmungsmittel direkt durch das Steuerventil 30 vom Hochdruckeinlaß 32 zum Niederdruckablauf 33 fließt, ohne zu bewirken, daß der Druck in der Brennstoffeinspritzvorrichtung ausrei­ chend steigt, um zu bewirken, daß Brennstoff eingespritzt wird.

Mit Bezug auf die Fig. 3 und 4 ist die minimale und maximale Zeitdauer veranschaulicht, für die das Steuer­ ventil ausgeschaltet sein kann und immer noch die Druck­ regelziele der vorliegenden Erfindung erreicht. Wenn bei­ spielsweise der Elektromagnet 38 eine geringere An-Zeit als Tmin entsprechend dem Punkt A in Fig. 4 hat, bewegt sich das Sitzventilglied 37 nicht einmal. Anders gesagt, wenn die Zeitdauer, für die der Elektromagnet an ist, so kurz ist, geschieht genau gesagt gar nichts. Wenn der Elektromagnet 38 für eine größere Zeitdauer als Tmax (siehe Fig. 3) an ist, dann wird zumindest ein minimales Einspritzereignis auftreten. Der Punkt B der Fig. 4 ent­ spricht dem, wenn das Sitzventilglied 37 ungefähr auf der Hälfte zwischen dem Hochdrucksitz 35 und dem Niederdruck­ sitz 36 ist, so daß das Flußgebiet bzw. der Strömungs­ querschnitt zwischen dem Hochdruckeinlaß 32 und dem Nie­ derdruckablauf 33 maximiert wird. Der Punkt C der Fig. 4 entspricht dem, wenn das Steuerventil 30 ausreichend lang an gewesen ist, daß das Sitzventilglied 37 sich vollstän­ dig nach oben bewegt hat, um den Niederdrucksitz 36 zu schließen. Die Zeitverzögerung dT zwischen dem Punkt C und der Zeit Tmax entspricht der Zeitdauer, die nötig ist, damit sich der Druck in der Brennstoffeinspritzvor­ richtung aufbaut, bevor der Brennstoff beginnt in den Mo­ tor eingespritzt zu werden. In manchen Fällen ist die Zeit dT negativ, so daß die Einspritzung beginnt, bevor der Ablauf vollständig geschlossen ist. Somit wird eine Menge von Betätigungsströmungsmittel direkt durch die Brennstoffeinspritzvorrichtung 16 fließen, ohne tatsäch­ lich ein Einspritzereignis zu bewirken, so lange das Steuerventil 30 für eine größere Zeitdauer als Tmin je­ doch eine geringere als Tmax erregt wird. Irgendeine Brennstoffmenge, die durch das Steuerventil 30 fließt, wird einen entsprechenden leichten Abfall des Druckes in­ nerhalb der Hochdruckschiene 12 bewirken. Somit findet bezüglich der vorliegenden Erfindung ein Druckregelereig­ nis immer dann statt, wenn das Steuerventil für eine grö­ ßere Zeit als Tmin, jedoch eine geringere als Tmax akti­ viert wird. Ein Einspritzereignis findet immer dann statt, wenn das Steuerventil für eine größere Zeitdauer als Tmax betätigt wird.

Das hydraulisch betätigte System 10 wird in seinem Be­ trieb durch ein herkömmliches elektronisches Steuermodul 24 gesteuert, welches Strömungsmitteldrucksensormessungen von einer Hochdruckschiene 12 über eine Sensorkommunika­ tionsleitung 25 empfängt, und Motorlast- und Drehzahlda­ ten vom Motor 18 über eine Betriebszustandskommunikati­ onsleitung 27 empfängt. Das elektronische Steuermodul 24 plant die Zeit für die Brennstoffeinspritzvorrichtung 16 und befehligt diese, um Einspritzereignisse auszuführen, und zwar durch eine Steuerkommunikationsleitung 26, die Strom an den Elektromagneten 38 liefert. Die Einspritz­ ereignisse werden zeitmäßig geplant, befehligt und ausge­ führt, und zwar in einer Weise die im wesentlichen iden­ tisch wie bei bekannten hydraulisch betätigten Brenn­ stoffeinspritzsystemen des Standes der Technik ist.

Mit Bezug auf die Nennbetriebszustandskurven der Fig. 5a bis c befehligt das elektronische Steuermodul 24 peri­ odisch ein Einspritzereignis 50 für jede einzelne Ein­ spritzvorrichtung. Die vorliegende Erfindung sucht die relativ große Menge von Leerlaufzeit zwischen Einspritz­ ereignissen auszunützen, um Druckregelereignisse aus zu­ führen, um den Strömungsmitteldruck in der Hochdruck­ schiene 12 zu steuern. Im Stand der Technik laufen wäh­ rend des Hauptteils der Zeit zwischen den Brennstoffein­ spritzereignissen die einzelnen Brennstoffeinspritzvor­ richtungen 16 leer. Trotzdem wird der Fachmann erkennen, daß eine gewisse Zeitdauer zwischen den Einspritzereig­ nissen dem Zurücksetzen einer einzelnen Brennstoffein­ spritzvorrichtung für ein darauffolgendes Einspritzereig­ nis gewidmet ist.

In diesem Beispiel fühlt das elektronische Steuermodul 24, daß der Strömungsmitteldruck in der Hochdruckschiene 12 zu hoch zwischen den dritten und vierten Nennbrenn­ stoffeinspritzereignissen der Fig. 5a geworden ist. Um den Druck in der Schiene 12 abzusenken, wird eine Sequenz von vier Druckregelereignissen 51 ausgeführt. Während der Druckregelereignisse 51 wird der Elektromagnet kurz für eine größere Zeitdauer als Tmin von Fig. 4 jedoch weni­ ger als Tmax von Fig. 3 gepulst bzw. mit Impulsen beauf­ schlagt, so daß sich das Steuerventil in eine teilweise offene Position 53 bewegt, wie in Fig. 5b gezeigt. Wäh­ rend eines Einspritzereignisses ist die Steuerventilbewe­ gung 55 signifikant anders als die Steuerventilbewegung 53 während eines Druckregelereignisses. Fig. 5c veranschaulicht, daß keine Brennstoffeinspritzung während der Druckregelereignisse 51 auftritt, jedoch eine wesent­ liche Menge von Brennstoff 56 in den regulär zeitmäßig eingeplanten Einspritzereignissen eingespritzt wird. In diesem Beispiel tritt eine zweite Serie von Druckregel­ ereignissen 52 zwischen den vierten und fünften Einsprit­ zereignisse 50 auf. Wie bei den vorherigen Druckregel­ ereignissen bewegt sich das Steuerventil in eine teilwei­ se offene Position 54, wie in Fig. 5b gezeigt. Während der oben beschriebene Nennzustandsbetrieb einem Motorbe­ triebszustand in der Größenordnung von ungefähr 2400 U/min entsprechen könnte, könnten die in den Fig. 5a bis c veranschaulichten Leerlaufzustände einem Motorbe­ triebszustand in der Größenordnung von ungefähr 600 U/min oder ungefähr einem Viertel der Drehzahl des Nennzustan­ des entsprechen. Da der Motor in einem Leerlaufzustand viel langsamer arbeitet, ergibt es eine signifikant grö­ ßere Zeitdauer zwischen den Einspritzereignissen 40 als zwischen den Nennbrennstoffeinspritzereignissen 50. Jedes Leerlaufeinspritzereignis 40 entspricht einer kurzen Steuerventilbewegung 42, die ausreicht, damit ein relativ kleines Leerlaufeinspritzereignis 44 stattfindet.

In diesem Beispiel tritt ein einzelnes relativ langes Druckregelereignis 41 nach dem ersten Leerlaufeinspritz­ ereignis auf. Das Druckregelereignis 41 bewirkt, daß das Steuerventil 43 in einer teilweise offenen Position 43 während des vollständigen Ereignisses bleibt. Dies wird durchgeführt durch Pulsen bzw. Impulsbeaufschlagung des Elektromagneten 38 in Serie für kurze Zeitdauern, und durch Beabstandung dieser Impulse um eine Zeitdauer aus­ einander, die bewirkt, daß das Sitzventilglied zwischen seinen oberen und unteren Sitzen schwebt. Wenn dies auf­ tritt, kann eine beträchtliche Menge von unter Druck ge­ setztem Strömungsmittel aus der Hochdruckschiene abgelas­ sen werden. Dieses relativ starke Ablassen von Druck aus der Hochdruckschiene 12 kann wünschenswert sein, bei­ spielsweise wenn der Motor schnell von einem Nennzustand auf einen Leerlaufzustand abfällt. Fig. 5c veranschau­ licht, daß auch wenn das Steuerventil in einer teilweise offenen Position gehalten wird, keine Brennstoffeinsprit­ zung stattfindet, da der Strömungsmittelfluß durch das Steuerventil den Druckaufbau in der Einspritzvorrichtung verhindert, der nötig ist, um zu bewirken, daß ein Ein­ spritzereignis auftritt.

Der Fachmann wird erkennen, daß alle Brennstoffeinspritz­ vorichtungen eine Leerlaufzeit zwischen ihren jeweiligen Einspritzereignissen haben. Während somit eine Einspritz­ vorrichtung ein Einspritzereignis ausführt, laufen die restlichen Brennstoffeinspritzvorrichtungen leer und kön­ nen Druckregelereignisse ausführen, um die Hochdruck­ schiene 12 auf einem erwünschten Druck zu halten. Um dies durchzuführen, mag es nötig sein, das hydraulisch betä­ tigte System 16 gegenüber dem des Standes der Technik zu modifizieren, so daß das System die Fähigkeit hat, einen adäquaten Strom an eine Vielzahl oder alle der verfügba­ ren Brennstoffeinspritzvorrichtungen gleichzeitig zu lie­ fern. Bei Systemen des Standes der Technik werden typi­ scherweise nur eine oder möglicherweise nur zwei Brenn­ stoffeinspritzvorrichtungen zu irgendeiner gegebenen Zeit aktiviert.

Der Fachmann wird erkennen, daß irgendein Drucksensor, der an der Hochdruckschiene 12 angebracht ist, sehen wird, daß der Druck aufgrund einer Anzahl von Faktoren fluktuiert, wie beispielsweise aufgrund von Pumpencharak­ teristiken und aufgrund von Strömungsmittelverbrauch durch den normalen Betrieb der einzelnen Brennstoffein­ spritzvorrichtungen. Somit muß das elektronische Steuer­ modul normalerweise einen mittleren geschätzten Strö­ mungsmitteldruck in der gemeinsamen Schiene 12 basierend auf diesen Messungen berechnen. Solange der durchschnitt­ liche geschätzte Druck innerhalb eines gewissen vorbe­ stimmten Bereiches eines erwünschten Druckes ist, werden keine Druckregelereignisse angewiesen. Wenn jedoch der Strömungsmitteldruck in der Schiene zu hoch ist, kann ei­ ne oder mehrere leerlaufende Brennstoffeinspritzvorrich­ tungen angewiesen werden, um Druckregelereignisse auszu­ führen, um den Strömungsmitteldruck in der Schiene näher an einen erwünschten Druck zu bringen. Die vorliegende Erfindung gestattet die Eliminierung des elektronisch ge­ steuerten Schienendrucksteuerventils des Standes der Technik. Zusätzlich gestattet die Erfindung die Anwendung einer relativ kleineren Pumpe, da ihr Ausgang enger an die Anforderung der Brennstoffeinspritzvorrichtungen an­ gepaßt werden kann als bei dem Überlaufregelschema mit kontinuierlichem Druck des Standes der Technik möglich.

Der Fachmann wird erkennen, daß die obige Beschreibung allein zu veranschaulichenden Zwecken vorgesehen ist und nicht den Umfang der vorliegenden Erfindung in irgendei­ ner Weise einschränken soll. Während beispielsweise das hydraulisch betätigte System der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf hydraulisch betätigte Brennstoffeinspritz­ vorrichtungen veranschaulicht worden ist, können andere hydraulisch betätigte Vorrichtungen, wie beispielsweise Abgasbremsbetätigungsvorrichtungen oder Gastauschventil­ betätigungsvorrichtungen eingesetzt werden, ohne anders den Betrieb der vorliegenden Erfindung zu verändern. Zu­ sätzlich könnten andere Steuerventilarten, wie beispiels­ weise jene die Kolbenventilglieder aufweisen, die Druck­ regelereignisse der vorliegenden Erfindung ausführen, oh­ ne anders den gewöhnlichen Betrieb der einzelnen Hydrau­ likvorrichtungen zu verändern. Somit können verschiedene Modifikationen an dem veranschaulichten Ausführungsbei­ spiel vorgenommen werden, ohne vom Geist und Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, der bezüglich der un­ ten dargelegten Ansprüche definiert ist.

Zusammenfassend kann man folgendes sagen:
Ein Verfahren zur Druckregelung in einem hydraulisch be­ tätigten Brennstoffeinspritzsystem wird offenbart. Das hydraulisch betätigte Brennstoffeinspritzsystem weist ei­ ne Hochdruckpumpe auf, die mit einem Motor gekoppelt ist und mit einer Hochdruckschiene verbunden ist. Die Schiene ist mit einer Vielzahl von hydraulisch betätigten Brenn­ stoffeinspritzvorrichtungen verbunden, die jeweils ein Steuerventil aufweisen. Die Steuerventile der einzelnen Einspritzvorrichtungen werden periodisch in herkömmlicher Weise aktiviert, und zwar in ausreichender Weise, um Ein­ spritzereignisse auszuführen. Gleichzeitig fährt ein elektronische Steuermodul fort, die Größe des Strömungs­ mitteldruckes in der Hochdruckschiene zu bestimmen. Das elektronisches Steuermodul identifiziert auch irgendwel­ che leerlaufenden Brennstoffeinspritzvorrichtungen, die zwischen Einspritzereignissen sind. Wenn der Strömungs­ mitteldruck in der Schiene zu hoch ist, dann wird das Steuerventil einer leerlaufenden Brennstoffeinspritzvor­ richtung für ein Druckregelereignis aktiviert, welches nicht ausreichend ist, damit die leerlaufende Brennstoff­ einspritzvorrichtung Brennstoff einspritzt, jedoch aus­ reichend, um zu gestatten, daß ein wenig Strömungsmittel­ druck von der Schiene durch das Steuerventil der Ein­ spritzvorrichtung in einen Niederdruckablauf entweicht.

Claims (20)

1. Verfahren zur Regulierung des Druckes in einem hy­ draulisch betätigten System, welches an einem Motor angebracht ist, welches folgende Schritte aufweist:
Vorsehen eines hydraulisch betätigten Systems mit einer Hochdruckpumpe, die an einen Motor gekoppelt ist, und mit einer Hochdruckschiene verbunden ist, die mit einer hydraulisch betätigten Vorrichtung verbunden ist, die ein Steuerventil aufweist;
periodisches Aktivieren des Steuerventils, und zwar in ausreichender Weise um die hydraulisch betätigte Vorrichtung für ein Betriebsereignis zu betätigen;
Bestimmung eines Strömungsmitteldruckes in der Hoch­ druckschiene;
wenn der Strömungsmitteldruck zu hoch ist, und die hydraulisch betätigte Vorrichtung zwischen Betriebs­ ereignissen ist, dann Aktivierung des Steuerventils für ein Druckregelereignis, welches nicht ausrei­ chend dafür ist, daß die hydraulisch betätigte Vor­ richtung ein minimales Betriebsereignis ausführt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die hydraulisch be­ tätigte Vorrichtung eine Brennstoffeinspritzvorrich­ tung ist, und wobei das Betriebsereignis ein Ein­ spritzereignis ist; und wobei das Steuerventil für eine Reihe von Druckre­ gelereignissen zwischen den Einspritzereignissen ak­ tiviert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Bestim­ mungsschritt folgende Schritte aufweist:
Abschätzung des Strömungsmitteldruckes in der Hoch­ druckschiene; und
Vergleich des Strömungsmitteldruckes mit einem er­ wünschten Druck.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 3, wobei der Abschät­ zungsschritt einen Schritt der Messung des Strö­ mungsmitteldruckes in der Hochdruckschiene aufweist.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1, wobei das Druckregel­ ereignis das Halten des Steuerventils in einer teil­ weise offenen Position aufweist.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1, wobei das Druckregel­ ereignis begonnen wird, nachdem die hydraulisch be­ tätigte Vorrichtung für ein darauffolgendes Be­ triebsereignis zurückgesetzt ist.

7. Verfahren zur Regelung des Druckes in einem hydrau­ lisch betätigten Brennstoffeinspritzsystem, welches folgende Schritte aufweist:
Vorsehen eines hydraulisch betätigten Brennstoffein­ spritzsystems mit einer Hochdruckpumpe, die mit ei­ nen Motor gekoppelt ist, und mit einer Hochdruck­ schiene verbunden ist, die mit einer Vielzahl von hydraulisch betätigten Brennstoffeinspritzvorrich­ tungen verbunden ist, die alle ein Steuerventil auf­ weisen;
periodisches Aktivieren des Steuerventils in ausrei­ chender Weise, um ein Einspritzereignis auszuführen; Bestimmung eines Strömungsmitteldruckes in der Hoch­ druckschiene;
Identifizierung einer leerlaufenden Brennstoffein­ spritzvorrichtung, die zwischen Einspritzereignissen ist;
wenn der Strömungsmitteldruck zu hoch ist, dann Ak­ tivierung des Steuerventils der leerlaufenden Brenn­ stoffeinspritzvorrichtung für ein Druckregelereig­ nis, welches nicht ausreichend ist, damit die leer­ laufende Brennstoffeinspritzvorrichtung Brennstoff einspritzt.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 7, wobei das Steuerventil teilweise während des Druckregelereignisses offen ist.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 8, wobei das Steuerventil der leerlaufenden Einspritzvorrichtung für eine Vielzahl von Druckregelereignissen zwischen den Ein­ spritzereignissen aktiviert wird.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 9, wobei das Druckregel­ ereignis begonnen wird, nachdem die leerlaufende Brennstoffeinspritzvorrichtung für ein darauffolgen­ des Einspritzereignis zurückgesetzt wird.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 10, wobei eine Vielzahl von leerlaufenden Brennstoffeinspritzvorrichtungen identifiziert wird; und
wobei die Vielzahl von leerlaufenden Brennstoffein­ spritzvorrichtungen Druckregelereignisse ungefähr zur gleichen Zeit ausführt.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 11, wobei der Bestim­ mungsschritt folgende Schritte aufweist:
Abschätzung des Strömungsmitteldruckes in der Hoch­ druckschiene; und
Vergleich des Strömungsmitteldruckes mit einem er­ wünschten Druck.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 12, wobei der Abschät­ zungsschritt einen Schritt der Messung des Strö­ mungsmitteldruckes in der Hochdruckschiene aufweist.

14. Verfahren zum Betrieb eines hydraulisch betätigten Brennstoffeinspritzsystems, welches folgende Schrit­ te aufweist:
Vorsehen eines hydraulisch betätigten Brennstoffein­ spritzsystems mit einer Hochdruckpumpe, die mit ei­ nen Motor gekoppelt ist, und mit einer Hochdruck­ schiene verbunden ist, die mit einer Vielzahl von hydraulisch betätigten Brennstoffeinspritzvorrich­ tungen verbunden ist, die alle ein Steuerventil auf­ weisen;
Bestimmung eines Motorbetriebszustandes;
zeitmäßiges Einplanen von Einspritzereignissen ba­ sierend auf dem Motorbetriebszustand;
periodisches Aktivieren des Steuerventils von minde­ stens einigen der Brennstoffeinspritzvorrichtungen für eine ausreichende Zeitdauer, um die Einspritz­ ereignisse auszuführen;
Bestimmung eines Strömungsmitteldruckes in der Hoch­ druckschiene;
Identifizierung einer leerlaufenden Brennstoffein­ spritzvorrichtung, die zwischen Einspritzereignissen ist;
wenn der Strömungsmitteldruck zu hoch ist, dann Ak­ tivierung des Steuerventils der leerlaufenden Brenn­ stoffeinspritzvorrichtung für ein Druckregelereig­ nis, welches nicht ausreichend ist, damit die leer­ laufende Brennstoffeinspritzvorrichtung Brennstoff einspritzt.

15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 14, wobei der Bestim­ mungsschritt folgende Schritte aufweist:
Abschätzung des Strömungsmitteldruckes in der Hoch­ druckschiene; und
Vergleich des Strömungsmitteldruckes mit einem er­ wünschten Druck.

16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 14, wobei das Druckregel­ ereignis das Pulsieren bzw. die Impulsbeaufschlagung des Steuerventils in einen teilweise offenen Zustand aufweist.

17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 14, wobei das Steuerven­ til der leerlaufenden Einspritzvorrichtung für eine Vielzahl von Druckregelereignissen zwischen zwei Einspritzereignissen aktiviert wird.

18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 14, wobei das Druckregel­ ereignis begonnen wird, nachdem die leerlaufende Brennstoffeinspritzvorrichtung für ein darauffolgen­ des Einspritzereignis zurückgesetzt wird.

19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 14, wobei ein Teil der Brennstoffeinspritzvorrichtungen die erwähnten Ein­ spritzereignisse ausführt, wenn der Betriebszustand einem Zustand mit relativ niedrigen Anforderungen entspricht, und wobei der andere Teil die Druckre­ gelereignisse ausführt; und wobei
wenn der Motorbetriebszustand einem Zustand mit re­ lativ hoher Anforderung entspricht, dann alle der Brennstoffeinspritzvorrichtungen die Einspritz­ ereignisse ausführen.

20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 14, wobei das Druckregel­ ereignis nur ausgeführt wird, wenn die leerlaufende Brennstoffeinspritzvorrichtung für ein darauffol­ gendes Einspritzereignis zurückgesetzt ist.