DE20318684U1

DE20318684U1 - Mixer feed for gas powered motor vehicle has pressure sensor adjacent pressure reducer and before injection valve

Info

Publication number: DE20318684U1
Application number: DE20318684U
Authority: DE
Original assignee: Ruß Roland
Current assignee: Ruß Roland
Priority date: 2003-01-16
Filing date: 2003-11-28
Publication date: 2004-03-11
Anticipated expiration: 2013-11-29

Abstract

The mixer for a gas powered motor vehicle (10) having a gas tank (28) and a gas injector valve (20) connected by a pipe (22). Between the injection valve (20) and a pressure reducer (24) is a first pressure sensor (68) for measuring the gas pressure, such as a temperature sensor (70) for indirect pressure measurement. The pressure or temperature sensor can be adjacent to the pressure reducer.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Gemischaufbereitung bei einem gasbetriebenen Kraftfahrzeug, mit zumindest einem Kraftstoffbehälter für ein Kraftstoffgas und mit zumindest einem Einspritzventil, die über eine Kraftstoffleitung miteinander verbunden sind, ferner mit einem Druckminderer, der zwischen dem Kraftstoffbehälter und dem Einspritzventil in der Kraftstoffleitung angeordnet ist und der einen eingangsseitigen Gas-Vordruck auf einen ausgangsseitigen Gas-Nachdruck reduziert, und mit einem Steuergerät, das das zumindest eine Einspritzventil ansteuert, um dessen Öffnungszeit zu bestimmen.The present invention relates to a device for mixture preparation in a gas-powered motor vehicle, with at least one fuel tank for a fuel gas and with at least one fuel injector via a fuel line are interconnected, further with a pressure reducer, the between the fuel tank and the injection valve is arranged in the fuel line and the one inlet-side gas pre-pressure on an outlet-side Gas holding pressure reduced, and with a control unit that has at least one injection valve controls at its opening time to determine.

Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise aus DE 295 20 410 U1 bekannt.Such a device is, for example, from DE 295 20 410 U1 known.

Die Mehrzahl der heutzutage in Betrieb befindlichen Kraftfahrzeuge verwendet Benzin- oder Dieselmotoren. Darüber hinaus gibt es als weitere, jedoch bislang weniger verbreitete Alternative gasbetriebene Kraftfahrzeuge, d.h. solche, bei denen ein Gas (heute in der Regel „natural compressed gas", NCG, d.h. Erdgas, früher teilweise auch butanhaltiges Flüssiggas) als Kraftstoff verwendet wird. Auf die letztgenannten Fahrzeuge bezieht sich die vorliegende Erfindung.The majority of those in operation today located motor vehicles used gasoline or diesel engines. About that there is also another, but less common, alternative gas powered motor vehicles, i.e. those where a gas (today usually “natural compressed gas ", NCG, i.e. Natural gas, earlier partly also butane-containing liquid gas) is used as fuel. On the latter vehicles the present invention relates.

Die grundsätzliche Funktionsweise eines mit Gas betriebenen Kraftfahrzeugmotors ist mit der von heutigen Benzinmotoren vergleichbar. Tatsächlich gibt es in der Praxis sogar eine Reihe von Fahrzeugen, die wahlweise entweder mit Benzin oder mit Gas betrieben werden können. Unterschiede in der Gemischaufbereitung ergeben sich im Detail. Für die Gemischaufbereitung bei einem gasbetriebenen Kraftfahrzeug ist es jedoch wünschenswert, möglichst viele Serienkomponenten von benzinbetriebenen Kraftfahrzeugen zu verwenden, um Rationalisierungseffekte zu nutzen und eine kostengünstige Produktion zu ermöglichen. Insbesondere ist es wünschenswert, ein gasbetriebenes Kraftfahrzeug mit demselben Motorsteuergerät betreiben zu können, das bei einem vergleichbaren benzinbetriebenen Kraftfahrzeug eingesetzt wird. Der Vorteil dieser Maßnahme wird besonders deutlich bei Kraftfahrzeugen, bei denen wahlweise zwischen beiden Kraftstoffen umgeschaltet werden kann.The basic functioning of a gas powered automotive engine is compatible with that of today Gasoline engines comparable. Indeed in practice there are even a number of vehicles that are optional can run on either gasoline or gas. differences in the mixture preparation result in detail. For mixture preparation in a gas powered motor vehicle, however, it is desirable preferably many series components of gasoline-powered motor vehicles too use to take advantage of rationalization effects and inexpensive production to enable. In particular, it is desirable operate a gas-powered motor vehicle with the same engine control unit can, that used in a comparable gasoline-powered motor vehicle becomes. The advantage of this measure becomes particularly clear in motor vehicles, where optional can be switched between the two fuels.

Aus der eingangs genannten DE 295 20 410 U1 ist ein Konzept bekannt, um eine benzinbetriebene Brennkraftmaschine mit elektronischer Benzineinspritzung unter Beibehaltung ihrer ursprünglichen Motorsteuerung und mit geringem Aufwand auf Gasbetrieb umzurüsten. In der Praxis wird dabei davon ausgegangen, dass die erforderliche Öffnungszeit der Einspritzventile direkt proportional zur eingespritzten Kraftstoffmasse im Gasbetrieb ist. Diese vereinfachte Annahme erfordert in der Praxis allerdings einen nicht unerheblichen Aufwand im Bereich des bei gasbetriebenen Kraftfahrzeugen benötigten Druckminderers, der den im Kraftstoffbehälter vorherrschenden Gas-Vordruck von etwa 200 bar auf den am Einspritzventil anliegenden Gas-Nachdruck von zum Beispiel 5,5 bar reduziert. In der Regel sind mehrstufige Druckminderer erforderlich, die zudem eine hohe Regelqualität besitzen müssen, um angesichts der vereinfacht angenommenen Abhängigkeit zwischen Kraftstoffmasse und Öffnungszeit der Einspritzventile akzeptable Emissionswerte zu erreichen.From the above DE 295 20 410 U1 a concept is known for converting a gasoline-powered internal combustion engine with electronic gasoline injection while maintaining its original engine control and with little effort for gas operation. In practice, it is assumed that the required opening time of the injection valves is directly proportional to the injected fuel mass in gas operation. In practice, however, this simplified assumption requires a not inconsiderable effort in the area of the pressure reducer required in gas-powered motor vehicles, which reduces the gas admission pressure prevailing in the fuel tank from approximately 200 bar to the gas admission pressure at the injection valve of, for example, 5.5 bar. As a rule, multi-stage pressure reducers are required, which must also have a high control quality in order to achieve acceptable emission values in view of the simplified assumption of the relationship between fuel mass and opening time of the injection valves.

Die bis heute eingesetzten, aufwändigen Druckminderer-Kaskaden sind für sich genommen jedoch noch nicht ausreichend, um optimal niedrige Emissionswerte zu gewährleisten. Zusätzlich wird die von benzinbetriebenen Fahrzeugen hinlänglich bekannte λ-Regelung benötigt, um das optimale stöchiometrische Kraftstoff-Luft-Verhältnis von λ = 1 einzustellen. Die λ-Regelung führt jedoch erst mit einer Regelverzögerung zu den gewünscht niedrigen Emissionswerten, so dass insbesondere in der Start- und Warmlaufphase unerwünscht hohe Emissionen auftreten können.The complex cascades of pressure reducers used to this day are for taken however not enough to get optimally low To ensure emission values. additionally the λ-control well known from gasoline-powered vehicles is needed to the optimal stoichiometric Set air-fuel ratio of λ = 1. The λ regulation leads however only with a control delay to the desired low emissions, so especially in the start and Warm-up phase undesirable high emissions can occur.

Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gattungsgemäße Vorrichtung anzugeben, die auf einfache und kostengünstige Weise eine Reduzierung der Schadstoffemissionen bei einem gasbetriebenen Kraftfahrzeug ermöglicht.With this in mind, it's one Object of the present invention, a generic device specify the reduction in a simple and inexpensive way of pollutant emissions from a gas-powered motor vehicle allows.

Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, bei der zwischen dem Einspritzventil und dem Druckminderer ein erster Drucksensor zur Messung des Gas-Nachdrucks sowie ein Temperatursensor zur Messung einer im Nachdruckzweig vorhandenen Gastemperatur angeordnet sind.This task is done with a device solved of the type mentioned at the beginning, a first between the injector and the pressure reducer Pressure sensor for measuring the gas hold pressure and a temperature sensor arranged to measure a gas temperature present in the holding pressure branch are.

Die erfindungsgemäße Lösung basiert auf der Erkenntnis, dass die vereinfachte Annahme einer direkt proportionalen Abhängig keit zwischen Öffnungszeit der Einspritzventile und eingespritzter Kraftstoffmasse unter anderem daran leidet, dass sich die eingespritzte Kraftstoffmasse bei gleicher Öffnungszeit abhängig vom Gas-Vordruck, dem tatsächlichen Mengendurchfluss und auch abhängig von der aktuellen Gastemperatur im Nachdruckzweig ändert. Die Gastemperatur im Nachdruckzweig hängt ihrerseits unter anderem von der Dekompression des Gases beim Durchlauf durch den Druckminderer ab, da sich das Gas bei der Dekompression abkühlt. Bisherige Ansätze zur Optimierung der Emissionswerte zielten darauf ab, die Druckminderer so zu gestalten, dass die genannten Effekte so weit wie möglich reduziert werden. Die erfindungsgemäße Lösung schlägt demgegenüber einen anderen Weg ein, indem sie die mit dem Druckminderer verbundenen Effekte als gegeben akzeptiert und stattdessen die angegebenen Parameter des Kraftstoffgases im Nachdruckzweig aktuell bestimmt und sodann für die Gemischaufbereitung bereitstellt bzw. verwendet.The solution according to the invention is based on the knowledge that that the simplified assumption of a directly proportional dependency between opening hours the injectors and injected fuel mass among others suffers from the fact that the injected fuel mass with the same opening time dependent from the gas form, the actual one Flow rate and also dependent changes from the current gas temperature in the holding branch. The The gas temperature in the holding branch depends on, among other things from the decompression of the gas as it passes through the pressure reducer as the gas cools down during decompression. Previous approaches to Optimizing the emission levels aimed to reduce the pressure to be designed so that the effects mentioned are reduced as much as possible become. In contrast, the solution according to the invention strikes one another way by connecting those connected to the pressure reducer Effects accepted as given and instead the specified parameters of the fuel gas in the holding pressure branch currently determined and then for the Mixture preparation provides or used.

Die erfindungsgemäße Lösung besitzt den Vorteil, dass im Gegensatz zum bisherigen Trend sehr einfache und damit kostengünstige Druckminderer verwendet werden können, da die damit verbundenen Unzulänglichkeiten von vornherein toleriert werden. Es ist damit sogar möglich, im Gegensatz zu bisherigen Ansätzen, einen einfachen, einstufigen Druckminderer zu verwenden, was die Herstellungskosten der erfindungsgemäßen Vorrichtung beträchtlich reduziert.The solution according to the invention has the advantage that, in contrast to the previous trend, very simple and therefore inexpensive pressure reducers can be used, since the associated shortcomings are tolerated from the outset. It is even possible in contrast to previous approaches zen to use a simple, single-stage pressure reducer, which considerably reduces the manufacturing costs of the device according to the invention.

Die Berücksichtigung der aktuellen Gastemperatur im Nachdruckzweig und des aktuellen Gas-Nachdrucks ermöglichen andererseits mit vertretbarem Zusatzaufwand eine wesentlich realistischere Modellierung der Abhängigkeit zwischen der eingespritzten Kraftstoffmasse und der Öffnungszeit der Einspritzventile. Wie nachfolgend an Hand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert ist, können die beiden zusätzlichen Parameter auf einfache Weise so aufbereitet werden, dass trotzdem die Verwendung von vorhandenen Motorsteuergeräte mit nur geringem Applikationsaufwand möglich bleibt. Grundsätzlich ist es natürlich denkbar, zusätzlich zu den beiden Parametern weitere Parameter des Kraftstoffgases im Nachdruckzweig zu bestimmen und bei der Gemischaufbereitung zu berücksichtigen. Es hat sich jedoch gezeigt, dass die beiden genannten Parameter (Gastemperatur und Gas-Nachdruck) bereits eine wesentliche Verbesserung bei der Gemischaufbereitung ermöglichen, wobei der damit verbundene zusätzliche Aufwand vergleichsweise gering ist.Taking into account the current Gas temperature in the holding pressure branch and the current gas holding pressure enable on the other hand, with reasonable additional effort, a much more realistic one Modeling the dependency between the injected fuel mass and the opening time of the injectors. As below based on preferred embodiments is explained in more detail can the two additional parameters can be prepared in a simple way so that it can still be used of existing engine control units remains possible with only a small application effort. Basically is it of course conceivable, in addition further parameters of the fuel gas in addition to the two parameters Determine the pressure branch and take it into account when preparing the mixture. However, it has been shown that the two parameters mentioned (Gas temperature and gas pressure) already a significant improvement allow in mixture preparation, being the associated additional Effort is comparatively low.

Da mit der erfindungsgemäßen Lösung die Abhängigkeit zwischen eingespritzter Kraftstoffmasse und Öffnungszeit der Einspritzventile realistischer modelliert werden kann, ist die Gemischaufbereitung bereits vom Start weg besser an den gewünschten Sollzustand angepasst. Die Schadstoffemissionen sind damit noch vor Einregelung der λ-Regelung wesentlich reduziert. Dies hat zur Folge, dass auch die Gesamt-Schadstoffemission reduziert ist, da die λ-Regelung, wie bereits erläutert, erst mit einer spürbaren Verzögerungszeit zu guten Ergebnissen führt.Since with the solution according to the invention dependence between the injected fuel mass and the opening time of the injection valves The mixture preparation is a more realistic model better adapted to the desired state from the start. The pollutant emissions are thus before the λ regulation is regulated significantly reduced. As a result, the total pollutant emissions is reduced because the λ control, as already explained only with a noticeable Delay Time leads to good results.

Insgesamt stellt die erfindungsgemäße Lösung damit eine verbesserte und kostengünstigere Möglichkeit dar, um den Gesamt-Schadstoffausstoß bei einem gasbetriebenen Kraftfahrzeug zu reduzieren. Die oben genannte Aufgabe ist damit vollständig gelöst.Overall, the solution according to the invention thus represents an improved and less expensive possibility represents the total pollutant emissions at one reduce gas powered motor vehicle. The above task is complete solved.

In einer bevorzugten Ausgestaltung sind der erste Drucksensor und/oder der Temperatursensor im Bereich des Druckminderers angeordnet, vorzugsweise sind sie in dem Druckminderer baulich integriert.In a preferred embodiment are the first pressure sensor and / or the temperature sensor in the area arranged of the pressure reducer, preferably they are in the pressure reducer structurally integrated.

Diese Maßnahme vereinfacht die Aus- bzw. Umrüstung eines an sich für den Benzinbetrieb ausgelegten Kraftfahrzeugs auf Gasbetrieb, da die beiden erfindungsgemäß hinzugekommenen Sensoren dort untergebracht werden, wo der konstruktionsbedingt erforderliche Druckminderer eingebaut wird. Die bauliche Integration der beiden Sensoren in den Druckminderer reduziert die erforderlichen Montageschritte noch weiter. Die beiden Sensoren können in Form von auswechselbaren Einschraubkomponenten in dem Druckminderer integriert sein. Bevorzugt sind die eigentlichen Messelemente der beiden Sensoren, also beispielsweise ein druckresistiver Sensor (druckabhängiger Widerstand) für den Drucksensor und ein temperaturabhängiger Widerstand oder ein Thermoelement für den Temperatursensor, jedoch unmittelbar in dem Nachdruckbereich des Druckminderers angeordnet, was eine besonders kompakte, leichte, drucksichere (weniger Dichtungen) und damit kostengünstige Bauform ermöglicht. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung sind die Messelemente an einer Innenwand des ausgangsseitigen Strömungskanals des Druckminderers angeordnet oder sie bilden sogar einen Bestandteil der Innenwand.This measure simplifies the or retrofitting one in itself for the gasoline engine designed motor vehicle for gas operation, because the two added according to the invention Sensors are housed where the design-related required pressure reducer is installed. The structural integration of the two sensors in the pressure reducer reduces the required Assembly steps even further. The two sensors can be in Form of interchangeable screw-in components integrated in the pressure reducer his. The actual measuring elements of the two sensors are preferred, for example a pressure-resistant sensor (pressure-dependent resistance) for the Pressure sensor and a temperature dependent resistor or a Thermocouple for the temperature sensor, but immediately in the holding pressure area of the pressure reducer, which is a particularly compact, lightweight, pressure-proof (fewer seals) and therefore cost-effective design allows. In a particularly preferred embodiment, the measuring elements are on an inner wall of the flow channel of the pressure reducer on the outlet side arranged or even form part of the inner wall.

In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung besitzt die Vorrichtung eine Kraftstoffschiene, in deren Bereich das zumindest eine Einspritzventil angeordnet ist, wobei der erste Drucksensor und/oder der Temperatursensor im Bereich der Kraftstoffschiene angeordnet sind, vorzugsweise in einem Zugangsstutzen der Kraftstoffschiene integriert sind.In another preferred embodiment the device has a fuel rail in its area the at least one injection valve is arranged, the first Pressure sensor and / or the temperature sensor in the area of the fuel rail are arranged, preferably in an access port of the fuel rail are integrated.

Auch diese Ausgestaltung ermöglicht eine einfache Aus- bzw. Umrüstung eines an sich für den Benzinbetrieb ausgelegten Kraftfahrzeugs. Die Maßnahme besitzt zudem den Vorteil, dass einfache Druckminderer herkömmlicher Bauart verwendet werden können. Darüber hinaus besitzt diese Ausgestaltung den Vorteil, dass die Sensoren unmittelbar am „Ort des Geschehens", das heißt im Bereich der Gemischaufbereitung, angeordnet sind. Temperatur- und/oder Druckgradienten im Bereich zwischen Druckminderer und Einspritzventil werden dadurch messtechnisch besser erfasst. Die Gemischaufbereitung lässt sich damit noch einfacher auf optimale Verhältnisse einstellen.This configuration also enables easy to equip or convert one in itself for the petrol engine designed motor vehicle. The measure owns also the advantage that simple pressure reducers are more conventional Type can be used. About that In addition, this configuration has the advantage that the sensors directly at the “place of events ", this means are arranged in the area of the mixture preparation. Temperature- and / or pressure gradients in the area between the pressure reducer and the injection valve thereby better measured. The mixture preparation can be This makes it even easier to adjust to optimal conditions.

In einer weiteren Ausgestaltung ist zwischen dem Druckminderer und dem Kraftstoffbehälter ein zweiter Drucksensor zur Messung des Gas-Vordrucks angeordnet. Vorzugsweise ist der zweite Drucksensor in dem Druckminderer baulich integriert.In a further embodiment a second pressure sensor between the pressure reducer and the fuel tank arranged to measure the gas admission pressure. Preferably the second one Pressure sensor built into the pressure reducer.

Diese Maßnahme besitzt den Vorteil, dass ferner auch der aktuelle Gas-Vordruck als Messwert zur Verfügung steht und entsprechend ausgewertet und verarbeitet werden kann. Der Gas-Vordruck kann beispielsweise bei der Bestimmung der Öffnungszeit der Einspritzventile als weiterer Parameter berücksichtigt werden, was bei einem derzeit bevorzugten Ausführungsbeispiel der Einfachheit halber jedoch nicht erfolgt. Vorteilhafterweise kann der aktuelle Messwert des Gas-Vordrucks jedoch für die Funktionskontrolle im Rahmen einer EOBD (European On Board Diagnosis) herangezogen werden, indem er mit voreingestellten Schwellwerten und/oder den aktuellen Messwerten des Gas-Nachdrucks verglichen wird. Des Weiteren wird der aktuell gemessene Gas-Vordruck in einer nachfolgend noch näher beschriebenen Ausführung zur Ansteuerung einer Kraftstofffüllstandsanzeige herangezogen. Auf diese Weise ist eine sehr einfache Anzeige der im Kraftstoffbehälter noch vorhandenen Kraftstoffmenge möglich. In Verbindung mit einem im Kraftstoffbehälter angeordneten (zweiten) Temperatursensor ist die Anzeige der noch vorhandenen Kraftstoffmenge zudem auch sehr genau und zuverlässig möglich.This measure has the advantage that the current gas admission pressure is also available as a measured value and can be evaluated and processed accordingly. The gas admission pressure can be taken into account as a further parameter, for example, when determining the opening time of the injection valves, but this is not done for the sake of simplicity in a currently preferred exemplary embodiment. However, the current measured value of the gas admission pressure can advantageously be used for the function check in the context of an EOBD (European On Board Diagnosis) by comparing it with preset threshold values and / or the current measured values of the gas admission pressure. In addition, the currently measured gas admission pressure is used in an embodiment described in more detail below to control a fuel level indicator. In this way, a very simple display of the amount of fuel still present in the fuel tank is possible. In conjunction with a (second) temperature sensor arranged in the fuel tank, the display also shows the amount of fuel still present possible very precisely and reliably.

In einer weiteren Ausgestaltung weist der Druckminderer im Bereich seines Druckregelventils eine Heizung auf, die vorzugsweise baulich in dem Druckminderer integriert ist. Bevorzugt handelt es sich bei der Heizung um einen Wärmetauscher, der an den Kühlkreislauf des Kraftfahrzeugs angeschlossen ist.In a further embodiment the pressure reducer has a heater in the area of its pressure control valve on, which is preferably structurally integrated in the pressure reducer. The heating is preferably a heat exchanger, the to the cooling circuit of the motor vehicle is connected.

Durch diese Maßnahme kann auf einfache und effiziente Weise die Gastemperatur auf einen für die Gemischaufbereitung günstigen Wertebereich stabilisiert werden. Insbesondere wird mit dieser Maßnahme der Temperaturabsenkung entgegengewirkt, die sich auf Grund der Dekompression des Kraftstoffgases beim Durchlauf durch den Druckminderer einstellt. Die bevorzugte Realisierung der Heizung durch Anschluss an den Kühlkreislauf ist besonders kostengünstig und trägt zudem zu einer effizienten Kühlung des Motors bei.By this measure, simple and efficient way the gas temperature in a favorable for the mixture preparation Value range can be stabilized. In particular, this measure will Counteracted temperature drop, which is due to decompression of the fuel gas when passing through the pressure reducer. The preferred realization of the heating by connection to the cooling circuit is particularly inexpensive and carries also for efficient cooling of the engine.

In einer weiteren Ausgestaltung ist eine Logikeinheit vorhanden, der zumindest die Messsignale des ersten Drucksensors und des Temperatursensors (aus dem Nachdruckbereich) zugeführt sind, wobei die Logikeinheit einen von den Messsignalen abhängigen Parameterwert bereitstellt, der dem Steuergerät zugeführt ist. In einem besonders bevorzugten Fall erhält das Steuergerät den Parameterwert in Form eines standardisierten CAN-Signals.In a further embodiment a logic unit is present, which at least the measurement signals of the first Pressure sensor and the temperature sensor (from the holding pressure area) supplied are, wherein the logic unit a parameter value dependent on the measurement signals provides the control unit is fed. In a particularly preferred case, the control device receives the parameter value in the form of a standardized CAN signal.

Diese Maßnahme vereinfacht die Applikation der neuen Vorrichtung an bestehende Kraftfahrzeuge. Insbesondere kann auf diese Weise ein herkömmliches Steuergerät ohne große bauliche Veränderungen und/oder Eingriffe in dessen strukturellen Aufbau verwendet werden.This measure simplifies the application the new device to existing motor vehicles. In particular can be a conventional one in this way control unit without great structural changes and / or Interventions in its structural structure are used.

In einer weiteren Ausgestaltung der zuvor genannten Maßnahme sind die Logikeinheit und der Druckminderer zu einer baulichen Einheit verbunden, und zwar vorzugsweise über eine lösbare Steckverbindung.In a further embodiment of the measure mentioned above are the logic unit and the pressure reducer into one structural unit connected, preferably via a detachable connector.

Diese Maßnahme ermöglicht einen modulartigen Aufbau und damit eine kostengünstige Lagerhaltung, Wartung und Anpassung an etwaige Veränderungen.This measure enables a modular structure and therefore an inexpensive Warehousing, maintenance and adaptation to any changes.

In einer weiteren Ausgestaltung ist die Logikeinheit in einem Zugangsstutzen einer Kraftstoffschiene integriert, in deren Bereich das zumindest eine Einspritzventil angeordnet ist.In a further embodiment the logic unit integrated in an access port of a fuel rail, in the area of which the at least one injection valve is arranged.

Diese Ausgestaltung ermöglicht eine besonders kostengünstige Aus- oder Umrüstung eines Kraftfahrzeugs, wenn der erste Drucksensor und/oder der Temperatursensor im Bereich der Kraftstoffschiene angeordnet werden soll.This configuration enables particularly inexpensive Equipment or retrofitting of a motor vehicle if the first pressure sensor and / or the temperature sensor to be arranged in the area of the fuel rail.

In einer weiteren Ausgestaltung erzeugt die Logikeinheit in Abhängigkeit von den Messsignalen Fehlercodes und stellt diese an einem Ausgang bereit.Generated in a further embodiment the logic unit depending error codes from the measurement signals and puts them at an output ready.

Auf Blockschaltbildebene beinhaltet die Logikeinheit damit einen Fehlercodegenerator, der in einem einfachen Ausführungsbeispiel mit Hilfe einer Fehlercodetabelle realisiert sein kann. Die Logikeinheit ist mit Hilfe des Fehlercodegenerators in der Lage, aus den erhaltenen Messsignalen, insbesondere durch Vergleich mit voreingestellten Schwellwerten, Rückschlüsse über die eigene Funktionsweise zu ziehen. Die Bereitstellung von entsprechenden Fehlercodes erleichtert die Diagnose und damit die Beseitigung etwaiger Fehlerquellen und Fehlfunktionen.Included at block diagram level the logic unit thus has an error code generator which is simple embodiment can be realized with the help of an error code table. The logic unit is able with the help of the error code generator from the received Measurement signals, especially by comparison with preset ones Threshold values, conclusions about the to draw their own functionality. The provision of appropriate Error codes facilitate diagnosis and thus the elimination of any Sources of error and malfunctions.

In einer weiteren Ausgestaltung stellt die Logikeinheit in Abhängigkeit des Messsignals des zweiten Drucksensors ein Standardsignal für eine Kraftstofffüllstandsanzeige bereit.In a further embodiment the logic unit depending the measurement signal of the second pressure sensor is a standard signal for a fuel level indicator ready.

In dieser Ausgestaltung arbeitet die Logikeinheit zusätzlich als eine Art Signal- bzw. Codewandler, indem sie das vom zweiten Drucksensor gelieferte (analoge) Messsignal in ein für die Kraftstofffüllstandsanzeige eines herkömmlichen Fahrzeugs verwertbares Standardsignal umsetzt, und zwar vorzugsweise unter zusätzlicher Berücksichtigung eines Temperatursignals von einem im Kraftstoffbehälter angeordneten Temperatursensor. Auf Grund dieser Maßnahme kann die im Kraftstoffbehälter zur Verfügung stehende Kraftstoffmenge sehr einfach und in gewohnter Weise dem Fahrzeuglenker angezeigt werden. Die Umsetzung auf ein Standardsignal ermöglicht zudem die Verwendung vorhandener Komponenten, was eine besonders kostengünstige Applikation und Realisierung ermöglicht.Works in this configuration the logic unit additionally as a kind of signal or code converter, by separating it from the second Pressure sensor supplied (analog) measurement signal in a for the fuel level indicator usual Converts vehicle usable standard signal, preferably under additional consideration a temperature signal from one arranged in the fuel tank Temperature sensor. Due to this measure, the in the fuel tank disposal standing amount of fuel very simply and in the usual way Vehicle drivers are displayed. Implementation on a standard signal allows also the use of existing components, which is a special inexpensive Application and implementation possible.

In einer weiteren Ausgestaltung ist das Steuergerät derart ausgelegt, dass es die Öffnungszeit des zumindest einen Einspritzventils in Abhängigkeit von den Messsignalen des ersten Drucksensors und des Temperatursensors variiert. Vorzugsweise erfolgt die Variation umgekehrt proportional zum Gas-Nachdruck und proportional zur Gastemperatur im Nachdruckzweig.In a further embodiment the control unit designed to be the opening time of the at least one injection valve as a function of the measurement signals of the first pressure sensor and the temperature sensor varies. Preferably the variation is inversely proportional to the gas hold pressure and proportional to the gas temperature in the holding branch.

Mit dieser Ausgestaltung der Erfindung kommen die bereits weiter oben erläuterten Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung besonders wirkungsvoll zur Geltung. Die Berücksichtigung des aktuell gemessenen Gas-Nachdrucks und der aktuell gemessenen Gastemperatur bei der Bestimmung der Öffnungszeit der Einspritzventile ermöglicht eine sehr effiziente Reduzierung von Schadstoffemissionen auf Grund der realistischeren Modellierung der tatsächlichen Abhängigkeiten. In einer weiteren vorteilhaften Ausbaustufe der Erfindung können über die beiden genannten Messparameter hinaus weitere Parameter berücksichtigt werden, vorteilhafterweise insbesondere diejenigen Parameter, die das Verhalten eines Realgases im Unterschied zu einem Idealgas beschreiben.With this embodiment of the invention come the advantages of the solution according to the invention already explained above particularly effective. Taking into account the currently measured gas hold pressure and the currently measured gas temperature when determining the opening time of the injectors a very efficient reduction of pollutant emissions due to the more realistic modeling of the actual dependencies. In a further advantageous embodiment of the invention, the further parameters are taken into account in the two measurement parameters mentioned are, advantageously in particular those parameters that describe the behavior of a real gas compared to an ideal gas.

In einer weiteren Ausgestaltung weist der Druckminderer eingangsseitig ein Sperrventil auf, vorzugsweise ein Magnetventil.In a further embodiment the pressure reducer on the inlet side, preferably a check valve a solenoid valve.

Mit dieser Maßnahme kann auf besonders effiziente Weise ein Durchdiffundieren des im Kraftstoffbehälter unter Gas-Vordruck stehenden Kraftstoffgases in den Nachdruckbereich verhindert werden, wenn der Motor steht (Massendurchfluss gleich Null).With this measure, a diffusion of the fuel gas in the fuel tank under gas admission pressure into the holding pressure area can be prevented in a particularly efficient manner if the The engine is stopped (mass flow is zero).

Hierdurch werden insbesondere beim Anlassen des Motors determinierte und reproduzierbare Verhältnisse geschaffen, was weiterhin zur Reduzierung von Schadstoffemissionen beiträgt.As a result, in particular Starting the engine determined and reproducible conditions created what continues to reduce pollutant emissions contributes.

In einer weiteren Ausgestaltung weist der Druckminderer eingangsseitig einen Mikrofilter auf, der bevorzugt auswechselbar ist.In a further embodiment the pressure reducer has a microfilter on the inlet side, which is preferred is interchangeable.

Durch diese Maßnahmen können Verunreinigungen des Kraftstoffgases von den empfindlichen Sensoren und Einspritzventilen im Nachdruckzweig ferngehalten werden, was die Reproduzierbarkeit und Genauigkeit der Messwerte und der zugeteilten Kraftstoffmengen und in Folge davon auch die Reduzierung von Schadstoffemissionen weiter verbessert.These measures can contaminate the fuel gas from the sensitive sensors and injectors in the holding branch be kept away from what the reproducibility and accuracy the measured values and the allocated amounts of fuel and in succession of which the reduction of pollutant emissions was further improved.

In einer weiteren Ausgestaltung weist der Druckminderer ausgangsseitig ein Überdruckventil auf, mit dessen Hilfe der Nachdruckzweig der Kraftstoffleitung evakuierbar ist.In a further embodiment the pressure reducer on the output side has a pressure relief valve with its Help of the holding branch of the fuel line can be evacuated.

Durch diese Maßnahme können überschüssige Kraftstoffmengen im Nachdruckbereich, die beispielsweise bei einem Membranriss im Druckminderer auftreten können, beseitigt werden. Damit lassen sich Beschädigungen der im Nachdruckbereich angeordneten Komponenten sowie eine Gefährdung durch einen zu hohen Druck im Nachdruckbereich vermeiden.This measure allows excess fuel quantities in the holding pressure area, which occur, for example, in the event of a membrane tear in the pressure reducer can, be eliminated. This can damage the pressure area arranged components as well as a risk from too high Avoid pressure in the holding area.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the above not only mentioned and the features to be explained below in the specified combination, but also in others Combinations or alone can be used without the frame to leave the present invention.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention are shown in the drawing and are shown in the following Description closer explained. Show it:

1 eine schematische Darstellung der neuen Vorrichtung in einem Kraftfahrzeug, 1 1 shows a schematic representation of the new device in a motor vehicle,

2 eine schematische Darstellung eines bevorzugten Druckminderers zur Verwendung in der Vorrichtung gemäß 1, 2 a schematic representation of a preferred pressure reducer for use in the device according to 1 .

3 eine Kraftstoffschiene gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Draufsicht, 3 a top view of a fuel rail according to a further preferred exemplary embodiment of the invention,

4 die Kraftstoffschiene aus 3 in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht, 4 the fuel rail 3 in a partially sectioned side view,

5 eine herkömmliche Kraftstoffschiene in einer Seitenansicht, und 5 a conventional fuel rail in a side view, and

6 den Zugangsstutzen der Kraftstoffschiene aus 3 und 4 in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht. 6 the fuel rail access port 3 and 4 in a partially sectioned side view.

In 1 ist ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Gemischaufbereitung in seiner Gesamtheit mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet.In 1 is a motor vehicle with a device for mixture preparation according to the invention in its entirety with the reference number 10 designated.

Das Kraftfahrzeug 10 ist hier vereinfacht mit seiner Karosserie 12, der Fahrgastzelle 14, den Rädern 16 und dem Motor 18 darge stellt. Der Motor 18 besitzt hier vier Einspritzventile 20, die am Ende einer Kraftstoffleitung 22 an einer Kraftstoffschiene 23 angeordnet sind. Die Kraftstoffschiene 23 wird in der Fachterminologie häufig auch nur einfach als Rail bezeichnet. Die Öffnungszeit der Einspritzventile 20 bestimmt, wie lange und damit wie viel Kraftstoff aus der Kraftstoffleitung 22 in die Brennkammern oder den Ansaugkanal (hier nicht dargestellt) des Motors 18 eingespritzt wird. Allein der Vollständigkeit halber sei darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf Motoren mit vier Einspritzventilen beschränkt ist, sondern mit allen Zylinderzahlen und entsprechender Anzahl von Einspritzventilen realisiert werden kann.The car 10 is simplified here with its body 12 , the passenger compartment 14 , the wheels 16 and the engine 18 Darge represents. The motor 18 has four injectors here 20 that at the end of a fuel line 22 on a fuel rail 23 are arranged. The fuel rail 23 is often simply referred to as a rail in technical terminology. The opening time of the injectors 20 determines how long and therefore how much fuel from the fuel line 22 into the combustion chambers or the intake duct (not shown here) of the engine 18 is injected. For the sake of completeness alone, it should be pointed out that the invention is not limited to engines with four injection valves, but can be implemented with all the number of cylinders and a corresponding number of injection valves.

In der Kraftstoffleitung 22 ist ein Druckminderer 24 angeordnet, dessen bevorzugter Aufbau gemäß einem Ausführungsbeispiel nachfolgend an Hand von 2 näher beschrieben ist. Der ausgangsseitige Bereich des Druckminderers 24 ist mit der Bezugsziffer 26 bezeichnet und wird nachfolgend als Nachdruckzweig bezeichnet. Eingangsseitig ist der Druckminderer 24 über die Kraftstoffleitung 22 mit einem Kraftstoffbehälter 28 verbunden. Der Kraftstoffbehälter 28 besitzt in an sich bekannter Weise ein Absperrventil 30, von dem die Kraftstoffleitung 22 abzweigt. Der Bereich 32 der Kraftstoffleitung 22, der zwischen dem Druckminderer 24 und dem Absperrventil 30 liegt, wird nachfolgend als Vordruckzweig bezeichnet.In the fuel line 22 is a pressure reducer 24 arranged, the preferred structure according to an embodiment below using 2 is described in more detail. The area of the pressure reducer on the outlet side 24 is with the reference number 26 referred to and is referred to below as a reprint branch. The pressure reducer is on the input side 24 via the fuel line 22 with a fuel tank 28 connected. The fuel tank 28 has a shut-off valve in a manner known per se 30 from which the fuel line 22 branches. The area 32 the fuel line 22 between the pressure reducer 24 and the shut-off valve 30 is referred to below as the form branch.

Mit der Bezugsziffer 34 ist schematisch der Einfüllstutzen zum Betanken des Kraftstoffbehälters 28 angedeutet.With the reference number 34 is schematically the filler neck for refueling the fuel tank 28 indicated.

Mit der Bezugsziffer 36 ist ein an sich bekanntes Motorsteuergerät bezeichnet, das die Einspritzventile 20 ansteuert und deren Öffnungszeit bestimmt. Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist das Steuergerät 36 jedoch über eine hier mit Bezugsziffer 38 bezeichnete Verbindung mit dem Druckminderer 24 verbunden, so dass die beiden Informationen austauschen können. Eine derzeit bevorzugte Ausführung dieser Verbindung ist ebenfalls an Hand von 2 näher erläutert.With the reference number 36 is known a known engine control unit that the injection valves 20 controls and determines their opening time. According to a preferred embodiment of the invention, the control device 36 however via a reference number here 38 designated connection with the pressure reducer 24 connected so that the two can exchange information. A currently preferred embodiment of this connection is also based on 2 explained in more detail.

Mit der Bezugsziffer 40 ist eine an sich bekannte, herkömmliche Kraftstofffüllstandsanzeige bezeichnet, die üblicherweise im Armaturenbrett des Kraftfahrzeugs 10 angeordnet ist. Die Kraftstofffüllstandsanzeige 40 ist über eine hier mit Bezugsziffer 42 bezeichnete Verbindung mit dem Druckminderer 24 verbunden. Abweichend zu den bei Benzin- und Dieselmotoren üblichen Spannungsteiler/Schwimmer-Signalen wird die Kraftstofffüllstandsanzeige 40 hier jedoch mit dem Signal eines im Vordruckzweig befindlichen Drucksensors versorgt, wie nachfolgend näher erläutert ist. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Signal des Drucksensors dabei allerdings in ein zu dem Spannungsteiler/Schwimmer-Signal kompatibles Standardsignal umgesetzt.With the reference number 40 is a known, conventional fuel level indicator, which is usually in the dashboard of the motor vehicle 10 is arranged. The fuel level indicator 40 is about a here with reference number 42 designated connection with the pressure reducer 24 connected. The fuel level indicator differs from the voltage dividers / float signals common to petrol and diesel engines 40 here, however, supplied with the signal of a pressure sensor located in the upstream pressure branch, as will be explained in more detail below. In a preferred exemplary embodiment, however, the signal from the pressure sensor is in a standard signal compatible with the voltage divider / float signal implemented.

In der weiteren Beschreibung bezeichnen gleiche Bezugszeichen dieselben Elemente wie in 1.In the further description, the same reference symbols denote the same elements as in FIG 1 ,

In 2 ist der Druckminderer 24 über eine Logikeinheit 50 mit dem Steuergerät 36 (abgekürzt als ECU, "Electronic Control Unit") verbunden.In 2 is the pressure reducer 24 via a logic unit 50 with the control unit 36 (abbreviated as ECU, "Electronic Control Unit").

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Logikeinheit 50 hier als elektronische, mikrocontrollerbasierte Schaltung realisiert, die über eine Kombinationssteckbuchse 52 an den Druckminderer 24 angesteckt ist. Der Druckminderer 24 und die Logikeinheit 50 bilden dabei eine modulartig zusammengesetzte bauliche Einheit.According to a preferred embodiment, the logic unit 50 realized here as an electronic, microcontroller-based circuit using a combination socket 52 to the pressure reducer 24 is infected. The pressure reducer 24 and the logic unit 50 form a modular unit.

Ausgangsseitig ist die Logikeinheit 50 über eine weitere Kombinationssteckbuchse 54 mit dem Steuergerät 36 verbunden. Gemäß dem hier bevorzugten Ausführungsbeispiel stellt die Logikeinheit 50 ausgangsseitig CAN-Bus kompatible Signale bereit.The logic unit is on the output side 50 via a further combination socket 54 with the control unit 36 connected. According to the preferred embodiment, the logic unit provides 50 CAN bus compatible signals available on the output side.

Der Druckminderer 24 besitzt in an sich bekannter Weise ein Druckregelventil, das hier nur schematisch angedeutet und mit Bezugsziffer 56 bezeichnet ist. Das Druckregelventil 56 ist über eine Membran 58 mit einem voreingestellten Solldruck einer Feder 60 beaufschlagt. Das Druckregelventil 56 befindet sich in einem Strömungskanal 62, der Bestandteil der Kraftstoffleitung 22 ist. Am Eingang 64 des Strömungskanals 62 ist der vom Kraftstoffbehälter 28 kommende Vordruckzweig 32 angeschlossen, am Ausgang 66 des Strömungskanals 62 der zu den Einspritzventilen 20 führende Nachdruckzweig 26. Das Druckregelventil 56 reduziert in an sich bekannter Weise den im Vordruckzweig 32 herrschenden, hohen Vordruck auf den im Nachdruckzweig 26 benötigten, reduzierten Nachdruck. Es versteht sich, dass andere als die hier vereinfacht dargestellte Ausführung des Druckregelventils 56 im Rahmen der vorliegenden Erfindung ebenso zur Anwendung gelangen können.The pressure reducer 24 has a pressure control valve in a manner known per se, which is only indicated schematically here and with a reference number 56 is designated. The pressure control valve 56 is over a membrane 58 with a preset target pressure of a spring 60 applied. The pressure control valve 56 is in a flow channel 62 , the component of the fuel line 22 is. At the entrance 64 of the flow channel 62 is that of the fuel tank 28 coming form branch 32 connected, at the output 66 of the flow channel 62 to the injectors 20 leading reprint branch 26 , The pressure control valve 56 reduces in a known manner that in the pre-pressure branch 32 prevailing high form on the in the reprint branch 26 required, reduced reprint. It goes without saying that the design of the pressure control valve is different from that shown here in simplified form 56 can also be used in the context of the present invention.

In diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung sind im ausgangsseitigen Bereich des Strömungskanals 62, d.h. im Nachdruckzweig, ein erster Drucksensor 68 und ein Temperatursensor 70 in den Druckminderer 24 integriert. Ferner ist mit Bezugsziffer 72 ein Überdruckventil dargestellt, das ebenfalls im ausgangs seitigen Bereich des Druckminderers 24 integriert ist. Der Drucksensor 68 und der Temperatursensor 70 sind in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ein druckresistives Element bzw. ein temperaturabhängiger Widerstand oder ein Thermoelement, die direkt im Bereich des Strömungskanals 62 angeordnet sind, bevorzugt sogar einen Teil der Innenwandung des Strömungskanals bilden. Das Überdruckventil 72 dient zum Evakuieren, wenn beispielsweise auf Grund einer Funktionsstörung im Nachdruckzweig ein zu hoher Druck vorherrscht.In this exemplary embodiment of the invention, the flow channel is in the outlet-side region 62 , ie in the holding pressure branch, a first pressure sensor 68 and a temperature sensor 70 in the pressure reducer 24 integrated. Furthermore, with reference number 72 A pressure relief valve is shown, which is also in the outlet area of the pressure reducer 24 is integrated. The pressure sensor 68 and the temperature sensor 70 In a preferred embodiment, a pressure-resistant element or a temperature-dependent resistor or a thermocouple are located directly in the area of the flow channel 62 are arranged, preferably even form part of the inner wall of the flow channel. The pressure relief valve 72 is used for evacuation if, due to a malfunction in the secondary pressure branch, the pressure is too high.

Im eingangsseitigen Bereich des Strömungskanals 62, d.h. im Vordruckzweig, sind ein zweiter Drucksensor 74, ein Mikrofilter 76 sowie ein Sperrventil 78 in dem Druckminderer 24 integriert. Die Reihenfolge der genannten Elemente kann dabei auch anders als in 2 gezeigt gewählt sein.In the area of the flow channel on the inlet side 62 , ie in the pre-pressure branch, are a second pressure sensor 74 , a microfilter 76 as well as a check valve 78 in the pressure reducer 24 integrated. The order of the elements mentioned can also be different than in 2 shown selected.

Mit der Bezugsziffer 80 ist hier nur schematisch ein Wärmetauscher angedeutet, der im Bereich des Druckregelventils 56 in dem Druckminderer 24 integriert ist. In der bevorzugten Anwendung wird der Wärmetauscher 80 an den Kühlkreislauf des Kraftfahrzeugs 10 angeschlossen, um der Temperaturabsenkung des Kraftstoffgases bei der Dekompression im Nachdruckzweig entgegenzuwirken. Anstelle des Wärmetauschers 80 können jedoch auch andere Heizmittel vorgesehen sein.With the reference number 80 here is only schematically indicated a heat exchanger in the area of the pressure control valve 56 in the pressure reducer 24 is integrated. In the preferred application, the heat exchanger 80 to the cooling circuit of the motor vehicle 10 connected to counteract the temperature drop of the fuel gas during decompression in the holding branch. Instead of the heat exchanger 80 however, other heating means can also be provided.

Sämtliche Messsignale der Sensoren 68, 70 und 74 sowie die Ansteuersignale der Ventile 72 (falls es sich um ein Magnetventil handelt, es ist hier jedoch auch ein einfaches mechanisches Überdruckventil möglich) und 78 sind an der Kombinationssteckbuchse 52 zusammengeführt. Gleiches gilt für etwaige weitere Signale, die hier der Einfachheit halber nicht dargestellt sind. Die Logikeinheit 50 kann dementsprechend über die Kombinationssteckbuchse 52 die Messsignale der Sensoren 68, 70, 74 aufnehmen und die Ventilstellungen der Ventile 72 (wenn Magnetventil) und 78 ansteuern.All measurement signals from the sensors 68 . 70 and 74 as well as the control signals of the valves 72 (if it is a solenoid valve, a simple mechanical pressure relief valve is also possible here) and 78 are on the combination socket 52 merged. The same applies to any further signals which are not shown here for the sake of simplicity. The logic unit 50 can accordingly via the combination socket 52 the measurement signals from the sensors 68 . 70 . 74 record and the valve positions of the valves 72 (if solenoid valve) and 78 drive.

Die Logikeinheit 50 beinhaltet in dem hier dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiel eine Funktionseinheit 82, die einen Codewandler realisiert, sowie eine Funktionseinheit 84, die als Fehlercodegenerator arbeitet. Die beiden Funktionseinheiten 82, 84 sind in 2 als voneinander getrennte Funktionsblöcke dargestellt, um die getrennte Zuständigkeit zu verdeutlichen. Bei der bevorzugten Realisierung der Logikeinheit 50 auf Basis eines Mikrocontrollers sind die Funktionseinheiten 82, 84 jedoch durch geeignete Programmierung des Mikrocontrollers realisiert und insofern nicht zwangsläufig als separate Funktionsblöcke erkennbar. Wesentlich für die Realisierung dieses bevorzugten Ausführungsbeispiels ist daher nicht die in 2 gezeigte Auftrennung in Funktionsblöcke, sondern die entsprechende Implementierung der Funktion an sich in der Logikeinheit 50. Darüber hinaus sei der guten Ordnung halber darauf hingewiesen, dass die Funktionseinheiten 82, 84 für die Realisierung des Grundgedankens der Erfindung nicht zwingend erforderlich sind, sondern nur eine bevorzugte Ausführung darstellen.The logic unit 50 in the preferred exemplary embodiment shown here contains a functional unit 82 , which realizes a code converter, as well as a functional unit 84 that works as an error code generator. The two functional units 82 . 84 are in 2 shown as separate function blocks to clarify the separate responsibility. In the preferred implementation of the logic unit 50 The functional units are based on a microcontroller 82 . 84 however implemented by suitable programming of the microcontroller and therefore not necessarily recognizable as separate function blocks. It is therefore not essential for the implementation of this preferred exemplary embodiment that in 2 shown separation into function blocks, but the corresponding implementation of the function itself in the logic unit 50 , In addition, it should be noted for the sake of good order that the functional units 82 . 84 are not absolutely necessary for the realization of the basic idea of the invention, but only represent a preferred embodiment.

Der Codewandler 82 sorgt dafür, dass die von den Sensoren 68, 70 und 74 gelieferten Messsignale in geeignete Signale oder Parameterwerte umgesetzt werden, um sie ohne aufwändige Applikation dem Steuergerät 36 zur Verfügung zu stellen. Wie bereits erwähnt, stellt der Codewandler 82 die Messsignale der Sensoren 68, 70, 74 in Form eines oder mehrerer digitaler Parameterwerte in CAN-Bus-Format bereit, was an Hand des Parameterwertes 86 hier symbolisch dargestellt ist. Mit anderen Worten übernimmt der Codewandler 82 hier insbesondere die Funktion, die von den Druck- und Temperatursensoren gelieferten Analogwerte in einen für das Steuergerät 36 verwendbaren Korrekturfaktor für den im Steuergerät 36 hinterlegten Parameter "Gramm Kraftstoff/Sekunde Öffnungszeit" umzuwandeln.The code converter 82 ensures that from the sensors 68 . 70 and 74 supplied measurement signals can be converted into suitable signals or parameter values so that they can be sent to the control unit without complex application 36 to provide. As already mentioned, the code converter provides 82 the measurement signals from the sensors 68 . 70 . 74 in the form of one or more digital parameter values in CAN bus format, which is based on the parameter value 86 is shown symbolically here. In other words, the code converter takes over 82 here in particular the function, which converts the analog values supplied by the pressure and temperature sensors into one for the control unit 36 usable correction factor for that in the control unit 36 to convert the stored parameter "grams of fuel / second opening time".

Der Fehlercodegenerator 84 erzeugt in an sich bekannter Weise aus den Messsignalen der Sensoren 68, 70, 74 Fehlercodes, die im Rahmen der an sich bekannten EOBD zur Bauteildiagnose verwendet werden können. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel führt der Fehlercodegenerator 84 insbesondere folgende Analysen durch:The error code generator 84 generated in a manner known per se from the measurement signals from the sensors 68 . 70 . 74 Error codes that can be used for component diagnosis within the framework of the EOBD, which is known per se. In a preferred embodiment, the error code generator performs 84 in particular the following analyzes by:

a) despite the shut-off valve being open 78 and sufficient form there is no corresponding reprint; Diagnosis: shut-off valve 78 malfunction;
b) despite the shut-off valve being switched on 78 and sufficient form, the reprint lies outside a defined target corridor; Diagnosis: pressure reducer 24 broken or dirty;
c) Comparison of that from the temperature sensor 70 delivered measured values with a lower threshold value (eg the antifreeze temperature of the cooling water) and generation of an error code if the threshold value is undershot;
d) Comparison of that from the temperature sensor 70 Delivered measured values with an upper threshold (for example 140 ° C) and generation of an error code when this threshold is exceeded to switch off the injection process (fire).

In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die Öffnungszeit der Einspritzventile 20 im Steuergerät 36 an Hand eines Parameters bestimmt, der wie nachfolgend gebildet ist:In a particularly preferred embodiment of the invention, the opening time of the injection valves 20 in the control unit 36 determined on the basis of a parameter which is formed as follows:

Darin bezeichnen:Describe:

T [s] the opening time of the injectors in seconds, KM [g] the required fuel mass in grams, EVK [s / g] the injector constant, ie a certain parameter for the injectors used at set pressure and reference temperature, P set [bar] the set pressure in the holding pressure range in bar, P actual [bar] is the measured actual pressure in the holding pressure range in bar, 9 actual [K] the current gas temperature in Kelvin, and 293.5 [K] the reference temperature in Kelvin.

Das Steuergerät 36 bestimmt hiernach also die Öffnungszeit der Einspritzventile an Hand des Faktors EVK, der jedoch mit dem normierten Gas-Nachdruck und der normierten Gastemperatur im Nachdruckzweig gewichtet ist. Da die Öffnungszeit der Einspritzventile danach vom tatsächlichen Gas-Nachdruck und der tatsächlichen Gastemperatur beeinflusst wird, wird die eingespritzte Kraftstoffmasse wesentlich präziser zugeteilt als bei den bisherigen Verfahren. Die λ-Regelung erhält bessere Vorsteuerwert und eine Reduzierung der Schadstoffemissionen wird bereits wesentlich früher als bisher, jedoch mit einfachen Mitteln erreicht.The control unit 36 then determines the opening time of the injection valves based on the EVK factor, which, however, is weighted with the standardized gas holding pressure and the standardized gas temperature in the holding pressure branch. Since the opening time of the injection valves is then influenced by the actual gas holding pressure and the actual gas temperature, the injected fuel mass is allocated much more precisely than in the previous methods. The λ regulation receives a better pre-tax value and a reduction in pollutant emissions is achieved much earlier than before, but with simple means.

In einem weiteren, gleichermaßen bevorzugten Ausführungsbeispiel sind der erste Drucksensor und der Temperatursensor nicht im Druckminderer 24, sondern in der Kraftstoffschiene integriert, in deren Bereich die Einspritzventile 20 angeordnet sind. Die 3 und 4 zeigen ein entsprechendes Ausführungsbeispiel einer Kraftstoffschiene 90.In a further, equally preferred exemplary embodiment, the first pressure sensor and the temperature sensor are not in the pressure reducer 24 , but integrated in the fuel rail, in the area of which the injection valves 20 are arranged. The 3 and 4 show a corresponding embodiment of a fuel rail 90 ,

Die Kraftstoffschiene 90 besitzt in an sich bekannter Weise Töpfe 92 zur Aufnahme der Einspritzventile. Im vorliegenden Fall sind vier Töpfe 92 vorhanden. Eingangsseitig besitzt die Kraftstoffschiene 90 einen Zugangsstutzen 94 mit einer Einlassöffnung 96 für den zugeführten Kraftstoff. Der Zugangsstutzen 94 ist bevorzugt fest mit der eigentlichen Kraftstoffschiene 90 verlötet.The fuel rail 90 has pots in a manner known per se 92 to accommodate the injectors. In the present case there are four pots 92 available. The fuel rail has on the input side 90 an access port 94 with an inlet opening 96 for the fuel supplied. The access port 94 is preferably fixed to the actual fuel rail 90 soldered.

In dem hier bevorzugten Ausführungsbeispiel besitzt der Zugangsstutzen 94 ferner eine Buchse 98, die als gedichtetes Steckergehäuse für eine elektrische Steckverbindung ausgebildet ist. Die weiteren Details des Zugangsstutzens 94 werden nachfolgen anhand 6 näher erläutert.In the exemplary embodiment preferred here, the access nozzle has 94 also a socket 98 , which is designed as a sealed connector housing for an electrical connector. The further details of the access spigot 94 will follow based on 6 explained in more detail.

Zum Vergleich ist in 5 noch eine herkömmliche Kraftstoffschiene 23 gezeigt, bei der der Zugangsstutzen 94' ohne Buchse 98 ausgebildet ist.For comparison is in 5 another conventional fuel rail 23 shown at the access port 94 ' without socket 98 is trained.

Wie in 6 gezeigt ist, besitzt der Zugangsstutzen 94 ein Gehäuse 100, in dem ein Kanal 102 die Einlassöffnung 96 mit einer Auslassöffnung 104 verbindet. Die Auslassöffnung 104 ist an die eigentliche Kraftstoffschiene 90 angeschlossen. Die Einlassöffnung 96 besitzt einen kegelförmigen Eingangsbereich und ein außenliegendes Schraubgewinde 106 zum Anschluss der vom Druckminderer 24 kommenden Kraftstoffleitung 22.As in 6 is shown, the access port 94 a housing 100 in which a channel 102 the inlet opening 96 with an outlet opening 104 combines. The outlet opening 104 is on the actual fuel rail 90 connected. The inlet opening 96 has a conical entrance area and an external screw thread 106 to connect the pressure reducer 24 coming fuel line 22 ,

Des Weiteren sind in dem Gehäuse 100 der erste Drucksensor 68 und der Temperatursensor 70 integriert. Der Drucksensor 68 ist hier mit einer Sensormembran 108 und der eigentlichen Messzelle 110 dargestellt. Die Messzelle 110 ist über elektrische Anschlussleitungen mit einer Auswerteelektronik 50 verbunden, die die Logikeinheit im Sinne der vorliegenden Erfindung bildet. Die Auswerteelektronik 50 ist in an sich bekannter Weise auf einer Trägerplatine 114 angeordnet. Von der Rückseite der Trägerplatine 114 (in 6 nach oben) stehen Anschlussstifte 116 weg, die die elektrischen Steckkontakte innerhalb der Buchse 98 bilden.Furthermore, are in the housing 100 the first pressure sensor 68 and the temperature sensor 70 integrated. The pressure sensor 68 is here with a sensor membrane 108 and the actual measuring cell 110 shown. The measuring cell 110 is via electrical connection lines with evaluation electronics 50 connected, which forms the logic unit in the sense of the present invention. The evaluation electronics 50 is in a known manner on a carrier board 114 arranged. From the back of the carrier board 114 (in 6 upwards) there are connecting pins 116 away the electrical plug contacts inside the socket 98 form.

Der Temperatursensor 70 ist hier in eine Glasschmelze 118 vergossen und ragt direkt in den Kanal 102 hinein. Elektrisch ist er ebenfalls mit der Logikeinheit 50 über entsprechende Anschlussleitungen 120 verbunden. Die Anschlussleitungen 120 sind hier ebenfalls in einer Glasschmelze 122 vergossen. Mit der Bezugsziffer 124 ist eine eingeschrumpfte Durchführungsbuchse bezeichnet, und mit der Bezugsziffer 126 eine Schwingungsaufnahme aus Vergussharz.The temperature sensor 70 is here in a glass melt 118 shed and protrudes directly into the channel 102 into it. It is also electrical with the logic unit 50 via appropriate connection lines 120 connected. The connecting cables 120 are also in a glass melt here 122 shed. With the reference number 124 is a shrink-through bushing, and with the reference number 126 a vibration absorption made of potting resin.

Die Messzelle 110 des Drucksensors 160 ist demgegenüber in einem eigenen Sensorgehäuse 128 geschützt, das ebenfalls durch Einschrumpfen in dem Gehäuse 100 befestigt ist.The measuring cell 110 of the pressure sensor 160 in contrast, is in its own sensor housing 128 protected, also by shrinking in the housing 100 is attached.

Der Zugangsstutzen 94 stellt damit ein erfindungsgemäß ausgebildetes Modul dar, das durch Verlöten mit einer an sich herkömmlichen Kraftstoffschiene (Rail) verbunden werden kann. Anschließend kann die Kraftstoffschiene 90 zur Aus- bzw. Umrüstung in das Kraftfahrzeug 10 eingebaut werden. Abweichend von der Darstellung in 1 ist das Steuergerät 36 dann über die Verbindung 38 mit der Buchse 98 des Zugangsstutzens 94 verbunden. Die Verbindung zwischen Steuergerät 36 und Druckminderer 24 kann dann entfallen. Es versteht sich, dass in diesem Fall der Druckminderer 24 ein herkömmlicher Druckminderer ist, der aufgrund des erfindungsgemäßen Zugangsstutzens 94 sogar sehr einfach ausfallen kann.The access port 94 thus represents a module designed according to the invention, which can be connected by soldering to a conventional fuel rail. Then the fuel rail 90 for equipping or converting into the motor vehicle 10 to be built in. Deviating from the representation in 1 is the control unit 36 then via connection 38 to the socket 98 of the access port 94 connected. The connection between control unit 36 and pressure reducer 24 can then be omitted. It is understood that in this case the pressure reducer 24 is a conventional pressure reducer, due to the access port according to the invention 94 can even be very simple.

Die Integration des Drucksensors 68 bzw. des Temperatursensors 70 entweder in den Druckminderer 24 oder in den Zugangsstutzen 94 ist eine bevorzugte Ausführung der Erfindung, da hierdurch die Anzahl der notwendigen Montageschritte bei der Aus- bzw. Umrüstung eines Kraftfahrzeugs reduziert wird. Es versteht sich jedoch, dass auch Abweichungen hiervon möglich sind. Insbesondere können der erste Drucksensor 68 und der Temperatursensor 70 auch an zwei verschiedenen Stellen im Nachdruckzweig 26 angeordnet sein, beispielsweise also der Temperatursensor 70 im Zugangsstutzen 94 und der Drucksensor 68 im Druckminderer 24. Darüber hinaus können die Sensoren auch an jeder anderen Stelle im Nachdruckzweig 26 angeordnet sein.The integration of the pressure sensor 68 or the temperature sensor 70 either in the pressure reducer 24 or in the access port 94 is a preferred embodiment of the invention, since this reduces the number of assembly steps required when equipping or converting a motor vehicle. However, it goes without saying that deviations from this are also possible. In particular, the first pressure sensor 68 and the temperature sensor 70 also in two different places in the reprint branch 26 be arranged, for example the temperature sensor 70 in the access port 94 and the pressure sensor 68 in the pressure reducer 24 , In addition, the sensors can also be placed anywhere in the holding branch 26 be arranged.

Claims

Mixture preparation device for a gas-powered motor vehicle ( 10 ), with at least one fuel tank ( 28 ) for a fuel gas and with at least one injection valve ( 20 ) via a fuel line ( 22 ) are connected to each other, also to a pressure reducer ( 24 ) between the fuel tank ( 28 ) and the injection valve ( 20 ) in the fuel line ( 22 ) is arranged and which reduces an inlet gas upstream pressure to an outlet gas downstream pressure, and with a control unit ( 36 ) that the at least one injection valve ( 20 ) in order to determine its opening time, characterized in that between the injection valve ( 20 ) and the pressure reducer ( 24 ) a first pressure sensor ( 68 ) for measuring the gas holding pressure and a temperature sensor ( 70 ) for measuring one in the holding branch ( 26 ) existing gas temperature are arranged.

Device according to claim 1, characterized in that the first pressure sensor ( 68 ) and / or the temperature sensor ( 70 ) in the area of the pressure reducer ( 24 ) are arranged, preferably in the pressure reducer ( 24 ) are structurally integrated.

Apparatus according to claim 1, further characterized by a fuel rail ( 90 ), in the area of which at least one injection valve ( 20 ) is arranged, the first pressure sensor ( 68 ) and / or the temperature sensor ( 70 ) in the area of the fuel rail ( 90 ) are arranged, preferably in an access port ( 94 ) the fuel rail ( 90 ) integrated.

Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that between the pressure reducer ( 24 ) and the fuel tank ( 28 ) a second pressure sensor ( 74 ) is arranged to measure the gas admission pressure, preferably in the pressure reducer ( 24 ) is structurally integrated.

Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the pressure reducer ( 24 ) in the area of its pressure control valve ( 56 ) a heater ( 80 ), which is preferably structurally in the pressure reducer ( 24 ) is integrated.

Device according to one of claims 1 to 5, characterized by a logic unit ( 50 ), which at least the measurement signals of the first pressure sensor ( 68 ) and the temperature sensor ( 70 ) are supplied, the logic unit ( 50 ) provides a parameter value that is dependent on the measurement signals and is supplied to the control unit.

Apparatus according to claim 6, characterized in that the logic unit ( 50 ) and the pressure reducer ( 24 ) are connected to a structural unit, preferably via a detachable plug connection ( 52 ).

Apparatus according to claim 6, characterized in that the logic unit ( 50 ) in an access port ( 94 ) a fuel rail ( 90 ) is integrated, in the area of which at least one injection valve ( 20 ) is arranged.

Device according to one of claims 6 to 8, characterized in that the logic unit ( 50 ) depending on the measurement signals error codes ( 84 ) generated and at an output ( 54 ) provides.

Device according to one of claims 6 to 9, characterized in that the logic unit ( 50 ) depending on a measurement signal from the second pressure sensor ( 74 ) a standard signal for a fuel level indicator ( 40 ) provides.

Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the control device ( 36 ) is designed such that the opening time of the at least one injection valve ( 20 ) depending on the measurement signals of the first pressure sensor ( 68 ) and the temperature sensor ( 70 ) varies, preferably inversely proportional to the gas holding pressure and proportional to the gas temperature.

Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the pressure reducer ( 24 ) a check valve on the inlet side ( 78 ), preferably a solenoid valve.

Device according to one of claims 1 to 12, characterized in that the pressure reducer ( 24 ) a microfilter on the input side ( 76 ) having.

Device according to one of claims 1 to 13, characterized in that the pressure reducer ( 24 ) a pressure relief valve on the output side ( 72 ), with the help of which the pressure branch ( 26 ) the fuel line ( 22 ) can be evacuated.

Pressure reducer for use in a device according to one of claims 1 to 14, characterized by a first pressure sensor ( 68 ) and / or a temperature sensor ( 70 ) with the pressure reducer ( 24 ) are structurally integrated into one unit.

Pressure reducer according to claim 15, further characterized by a preferably pluggable logic unit ( 50 ), which at least the measurement signals of the first pressure sensor ( 68 ) and the temperature sensor ( 70 ) are supplied, the logic unit ( 50 ) a parameter value dependent on the measurement signals ( 86 ) provides.

Fuel rail for use in a device according to one of claims 1 to 14, characterized by an access nozzle ( 94 ), in which a first pressure sensor ( 68 ) and / or a temperature sensor ( 70 ) are integrated.