DE3704942A1

DE3704942A1 - Method for the metering of fuel for a mixture-compressing internal combustion engine

Info

Publication number: DE3704942A1
Application number: DE19873704942
Authority: DE
Inventors: Guenter Dipl Ing Haertel; Wolfgang Dr Ing Jordan; Armin Dipl Ing Schuerfeld
Original assignee: Pierburg GmbH
Current assignee: Pierburg GmbH
Priority date: 1987-02-17
Filing date: 1987-02-17
Publication date: 1988-08-25

Abstract

A method for the metering of fuel for a mixture-compressing internal combustion engine is described, in which the quantity of fuel to be delivered over the opening period, determined by means of a computer, for example in certain operating phases, is increased or reduced in that the pressure in the fuel feed circuit is adjusted to predetermined, selected set values. The range of application of the injection valves is hereby increased.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Dosieren von Brennstoff für eine gemisch verdichtende Brennkraftmaschine nach der Gattung des Hauptanspruchs.The invention relates to a method for metering fuel for a mixture compression internal combustion engine according to the preamble of the main claim.

Derartige Verfahren sind bei im Markt befindlichen Einspritzsystemen üblich. Bei diesen Systemen liegt eine Schwachstelle in den hochpräzis zu fertigenden Einspritz ventilen, deren mittels eines Rechners bestimmte Öffnungszeit die pro Öffnungszeit bei einem vorgegebenen Systemdruck des Brennstoffs abzugebende Brennstoffmenge bestimmt. Die elektromagnetischen Einspritzventile haben in ihrer Dosiergenauigkeit eine Untergrenze bei der für den Leerlauf abzugebenden geringen Brennstoffmenge, die genau dosiert werden muß bei sehr kurzer Öffnungszeit. Bei modernen Motoren wird eine immer geringere Leerlaufbrennstoffmenge angestrebt, was zur exakten Do sierung immer kleinere Austrittsöffnungen des Einspritzventils erforderlich macht. Somit ergeben sich auf der anderen Seite erhebliche Probleme, einen genügend großen Brennstoffstrom intermittierend im Bereich hoher Drehzahlen und hoher Last, z. B. bei Vollast und Erhöhung des Ladedrucks mittels eines Laders, abzugeben. Bei den Einspritzventilen ist die Prozentualabweichung der Genauigkeit umso größer, je kleiner die abzugebende Menge pro Hub ist.Such methods are common in injection systems on the market. At These systems have a weak point in the high-precision injection valves whose opening time determined by means of a computer is the per opening time amount of fuel to be dispensed at a given system pressure of the fuel certainly. The electromagnetic injection valves have a dosing accuracy a lower limit for the small amount of fuel to be delivered for idling, which must be dosed precisely with a very short opening time. With modern engines an ever smaller amount of idle fuel is aimed for, which leads to the exact increasingly smaller outlet openings of the injection valve. On the other hand, this creates considerable problems, a sufficiently large one Fuel flow intermittently in the range of high speeds and high loads, e.g. B. at Full load and increase of the boost pressure by means of a charger. Both Injectors, the smaller the percentage deviation in accuracy, the greater is the quantity to be dispensed per stroke.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Dosieren von Brennstoff für eine ge mischverdichtende Brennkraftmaschine, die ein oder mehrere intermittierende elektro magnetisch betätigte Einspritzventile aufweist, zu schaffen, wodurch die aufgezeigten Probleme vermieden werden können.The object of the invention is to provide a method for metering fuel for a ge Mix-compression internal combustion engine that one or more intermittent electro has magnetically actuated injectors, creating what is shown Problems can be avoided.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch das Verfahren nach dem Hauptanspruch gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Die Erfindung hat den Vorteil, daß aufgrund ihres regelungstechnischen Charakters keine baulichen Veränderungen bei den vorhandenen Komponenten erforderlich sind. Es kann mit dem in ihren Leistungsgrenzen bekannten Einspritzventilen gearbeitet werden.The object of the invention is achieved by the method according to the main claim. Advantageous refinements are specified in the subclaims. The invention has the advantage that due to its control engineering nature no structural Changes to the existing components are required. It can with the known injection valves are operated within their performance limits.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.An embodiment of the invention is shown schematically in the drawing and is described in more detail below.

Einer schematisch angedeuteten Brennkraftmaschine 1 ist ein bekanntes Saugrohr 2 mit einer Drosselklappe 3 zugeordnet. Vor jedem Zylinder spritzen Einspritzventile 4 eine in Abhängigkeit von Eingangsgrößen mittels eines Rechners 5 festgelegte Brenn stoffmenge ab. Die Brennstoffmenge gelangt von einer Ventilleiste 6 zu den Ventilen, die in dieser eingeschraubt sind. Die Ventilleiste 6 wird über eine elektrische Pumpe 7 und einen Brennstoffzulauf 8, in den ein Druckfühler 9 eingeschaltet ist, mit Brennstoff beaufschlagt. Der Druckfühler 9 ist einerseits vom Brennstoffdruck in der Brennstoffzuleitung 8 und vom Saugrohrdruck über eine Leitung 10 beaufschlagt und liefert zum Rechner 5 ein Eingangssignal. In der von der Brennstoffleiste 6 abgehenden Brennstoffrücklaufleitung 11 befindet sich ein ansteuerbares Rücklaufventil 12, das vom Ausgangssignal des Rechners 5 beaufschlagbar ist. Ebenso ist die elektrische Brennstoffpumpe 7 von einem Ausgang des Rechners 5 in Änderung der sie beaufschlagenden Spannung oder Stromstärke und damit in der Förderleistung regelbar.A schematically indicated internal combustion engine 1 is associated with a known intake manifold 2 with a throttle valve 3 . In front of each cylinder, injectors 4 inject a quantity of fuel determined in dependence on input variables by means of a computer 5 . The amount of fuel passes from a valve bar 6 to the valves that are screwed into it. The valve bar 6 is acted upon by an electric pump 7 and a fuel inlet 8 into which a pressure sensor 9 is switched on. The pressure sensor 9 is acted upon on the one hand by the fuel pressure in the fuel supply line 8 and by the intake manifold pressure via a line 10 and supplies an input signal to the computer 5 . In the fuel return line 11 coming from the fuel bar 6 there is a controllable return valve 12 which can be acted upon by the output signal of the computer 5 . Likewise, the electric fuel pump 7 can be regulated from an output of the computer 5 by changing the voltage or current strength acting on it and thus in the delivery rate.

Die von den Einspritzventilen 4 abzugebende Brennstoffmenge wird von dem Rechner 5 bestimmt. Die Öffnungszeit der Einspritzventile 4 ist ein Maß für die abzugebende Brennstoffmenge. Der Brennstoff wird in dem gezeigten Ausführungsbeispiel gegen den vollen Saugrohrdruck abgegeben. Die Brennstoffmenge, die während der Öffnungsphase des Einspritzventils abgegeben wird, wird neben dieser Öffnungszeit bestimmt durch die Druckdifferenz, die über den Öffnungsquerschnitt zwischen Saugrohrdruck und Zu fuhrdruck in der Ventilleiste 6 entsteht. Nach der Erfindung ist nunmehr vorgesehen, daß der Druck im Brennstoffzulauf ständig mit einem in bestimmten Betriebsphasen der Brennkraftmaschine veränderlichen Sollwert verglichen und nachgeregelt wird. Dieser Soll/Ist-Wert-Vergleich wird mittels des Rechners 5 durchgeführt. Die Nachre gelung erfolgt dadurch, daß die Brennstoffpumpe 7 in ihrer Leistung entsprechend verändert wird. Ferner ist es möglich, ein im Brennstoffrücklauf angeordnetes Ventil 12 entsprechend anzusteuern. Es ist auch denkbar, beide Bauteile in aneinander er gänzender Form anzusteuern. In vorteilhafter Weise ist vorgesehen, daß die Nachrege lung, ausgehend von einem mittleren Druck, druckerhöhend oder druckabsenkend last abhängig erfolgt. Die entsprechenden Druckwerte werden dadurch geregelt, daß sie in einem Kennfeld abgespeichert sind. Der Brennstoffdruck wird in Richtung Leerlauf abgesenkt und bei Belastung der Brennkraftmaschine in Richtung Vollast erhöht. Die Grenzen für die Druckänderung liegen in Richtung Absenkung bei einer sicheren Spülung des Brennstoffkreislaufes zur Dampfblasenabfuhr; es ist ein bestimmter Druck aufrechtzuerhalten, um eine Dampfblasenbildung zu verhindern; ferner muß der Druck für eine gute Zerstäubung des abgegebenen Brennstoffs ausreichen. Die ansteigende Motortemperatur bestimmt im Zusammenhang mit der Dampfblasenbildung fließend die untere Grenze der möglichen Druckabsenkung.The amount of fuel to be dispensed by the injection valves 4 is determined by the computer 5 . The opening time of the injection valves 4 is a measure of the amount of fuel to be dispensed. In the exemplary embodiment shown, the fuel is dispensed against the full intake manifold pressure. The amount of fuel that is dispensed during the opening phase of the injection valve is determined in addition to this opening time by the pressure difference that occurs across the opening cross section between the intake manifold pressure and supply pressure in the valve bar 6 . According to the invention, it is now provided that the pressure in the fuel supply is constantly compared and readjusted with a setpoint variable in certain operating phases of the internal combustion engine. This target / actual value comparison is carried out by means of the computer 5 . The Nachre gelung occurs in that the fuel pump 7 is changed in its performance accordingly. Furthermore, it is possible to appropriately control a valve 12 arranged in the fuel return. It is also conceivable to control both components in a complementary form. In an advantageous manner it is provided that the re-adjustment takes place depending on a medium pressure, pressure increasing or pressure reducing load. The corresponding pressure values are regulated in that they are stored in a map. The fuel pressure is reduced in the direction of idling and increased in the direction of full load when the internal combustion engine is loaded. The limits for the pressure change are in the direction of lowering when the fuel circuit is flushed safely for vapor bubble removal; a certain pressure must be maintained to prevent vapor bubble formation; furthermore, the pressure must be sufficient for a good atomization of the delivered fuel. The rising engine temperature, in connection with the formation of vapor bubbles, determines the lower limit of the possible pressure drop.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Nachregelung in Abhängigkeit von der Motortemperatur erfolgt und somit die Erwärmung des Motors nach einem Kaltstart berücksichtigt, indem die durch eine Druckerhöhung abgegebene Brennstoff mehrmenge allmählich zurückgenommen wird. In an embodiment of the invention, the readjustment is dependent from the engine temperature and thus the engine heats up after a Cold start is taken into account by the fuel given off by an increase in pressure amount is gradually withdrawn.

Beim Start des kalten Motors im Tieftemperaturbereich, ab ca. -10°C, erfolgt eine druckerhöhende Nachregelung im Brennstoffkreis für die Startphase. Für den Bereich des Leerlaufs bis zu einer Drehzahlschwelle ist in Ausgestaltung der Erfindung vorge sehen, daß eine Nachregelung des Brennstoffdrucks in Abhängigkeit von der Drehzahl der Brennkraftmaschine erfolgt.When the cold engine starts in the low temperature range, from approx. -10 ° C, there is a pressure-increasing readjustment in the fuel circuit for the start phase. For the area the idling up to a speed threshold is featured in an embodiment of the invention see that a readjustment of the fuel pressure depending on the speed the internal combustion engine.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Nachregelung dadurch erfolgt, daß die elektromotorisch angetriebene Brennstoffpumpe 7 in ihrer Förderlei stung geregelt wird. Weiterhin besteht die Möglichkeit, ein im Brennstoffrücklauf angeordnetes Brennstoffrücklaufventil 12 in seinem Durchlaß in Abhängigkeit von dem Regelsignal des Rechners zu regeln. Denkbar ist auch, sowohl die Brennstoffpumpe als auch das Rücklaufventil gleichzeitig einander ergänzend zu regeln.In a further embodiment of the invention it is provided that the readjustment is carried out in that the electromotive fuel pump 7 is regulated in their Förderlei stung. Furthermore, there is the possibility of regulating the passage of a fuel return valve 12 arranged in the fuel return as a function of the control signal from the computer. It is also conceivable to control both the fuel pump and the return valve at the same time to complement one another.

Bei Regelung der Förderleistung der Brennstoffpumpe 7 ergibt sich der Vorteil, daß das Bauteil Druckregler im Rücklauf entfallen kann und durch eine einfache Drossel konstanten Querschnitts ersetzt werden kann. Insbesondere hervorzuheben ist, daß durch die Nachregelung des Brennstoffdruckes in Abhängigkeit von vorgegebenen Soll werten in einfacher Weise eine Reihe von mechanischen Problemen eines derartigen Systems kompensiert werden können, wie z. B. das langzeitige Driften des mit einem Druckregler einzustellenden Druckwertes, leistungsvermindernden Verschleiß der Brennstoffpumpe, Schwankungen in der Versorgungsspannung der Brennstoffpumpe. Ferner läßt sich im Bereich kleiner Drehzahlen (Motor) und Lasten die Geräuschemission der Kraftstofförderpumpe senken, da die Pumpe für verminderten Systemdruck mit geringerer Drehzahl angetrieben werden kann. Neben der Einsparung von Antriebs energie kann auch die um Überschuß geförderte Rücklaufmenge reduziert werden.When regulating the delivery rate of the fuel pump 7 , there is the advantage that the pressure regulator component in the return line can be dispensed with and can be replaced by a simple throttle of constant cross section. It should be emphasized in particular that the readjustment of the fuel pressure as a function of predetermined target values can be used to compensate in a simple manner for a number of mechanical problems of such a system, such as, B. the long-term drift of the pressure value to be set with a pressure regulator, performance-reducing wear of the fuel pump, fluctuations in the supply voltage of the fuel pump. Furthermore, the noise emission of the fuel feed pump can be reduced in the range of low speeds (engine) and loads, since the pump can be driven at a lower speed for reduced system pressure. In addition to saving drive energy, the return quantity subsidized by excess can also be reduced.

Durch Vermeidung zu großer Rücklaufmengen wird die Erwärmung des Kraftstoffes im Tank und damit die Verdampfungsemission von Kraftstoff reduziert.By avoiding excessive return quantities, the heating of the fuel in the Tank and thus the evaporative emission of fuel is reduced.

Claims

1. Method for metering fuel for a mixture-compressing internal combustion engine, which has one or more intermittent, electromagnetically actuated injectors, the opening behavior and thus the amount of fuel to be dispensed is determined by a computer, the injectors in a fuel supply and a fuel return having fuel circuit are arranged on, characterized in that the pressure in the fuel supply is constantly compared or readjusted with a setpoint variable in certain operating phases of the internal combustion engine.

2. The method according to claim 1, characterized in that a readjustment starting from a medium pressure increasing or decreasing pressure depending on the load.

3. The method according to claim 1, characterized in that an adjustment in depend depending on the engine temperature.

4. The method according to claim 1, characterized in that a pressure increasing Nachre in the start-up phase.

5. The method according to claim 1, characterized in that an adjustment in depend speed from the speed of the internal combustion engine to the idling speed threshold he follows.

6. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that an electromotive fuel pump ( 7 ) is regulated in the delivery rate.

7. The method according to at least one of the preceding claims 1-5, characterized in that a valve ( 12 ) located in the fuel return ( 11 ) is regulated.

8. The method according to at least one of the preceding claims 1-5, characterized in that both the fuel pump ( 7 ) and the return valve ( 12 ) are regulated.