DE602004005356T2 - Speichereinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Speichervolumen-Kraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine (EP-A-1219827).
  • Moderne Kraftstoffeinspritzsysteme für Brennkraftmaschinen weisen normalerweise auf: eine Pumpe zum Zuführen von Hochdruckkraftstoff zu einer Verteilerleitung, die ein gegebenes Kraftstoffspeichervolumen hat, und zum Versorgen einer Anzahl von Motorzylinder-Injektoren. Die Pumpe weist mindestens ein hin- und hergehendes Pumpelement auf, das jedes Mal einen Ansaughub und einen Verdichtungs- oder Abgabehub ausführt.
  • Wie bekannt ist, muss der Kraftstoff, um angemessen zerstäubt zu werden, auf einen extrem hohen Druck gebracht werden, beispielsweise im Bereich von 1600 Bar unter maximalen Motorlastbedingungen. Aktuelle Vorschriften, die Verschmutzung durch Abgase von Brennkraftmaschinen regeln, verlangen, dass der Kraftstoff-Förderdruck zu den Injektoren in Bezug auf das elektronische Kennfeld der zentralen Steuereinheit möglichst genau reproduzierbar ist. Druckschwankungen in der Verteilerleitung in Bezug auf den eingestellten Druck können begrenzt werden, wenn das Volumen der Verteilerleitung über der Größenordnung der von jedem Injektor pro Verbrennungszyklus entnommenen Kraftstoffmenge ist. Eine solche Verteilerleitung ist jedoch unvermeidlich sperrig, und es ist deshalb schwierig, sie an der Brennkraftmaschine unterzubringen.
  • Zur Steuerung des Drucks in der Verteilerleitung gemäß dem Kennfeld in der zentralen Steuereinheit ist vorgeschlagen worden, entlang der Pumpenförderleitung zu der Verteilerleitung ein elektromagnetisches Bypassventil anzubringen, das von einer Elektronikeinheit als eine Funktion verschiedener Motorbetriebsparameter gesteuert wird.
  • Es ist ferner vorgeschlagen worden, das Pumpelement mittels eines Exzenters zu betätigen, der synchron mit jedem Injektor arbeitet.
  • Bei bekannten Systemen dieser Art hat jedes Pumpelement einen momentanen Durchfluss, dessen Maximalwert kleiner als der Maximalwert jedes Injektors ist, so dass während jeder Einspritzung normalerweise nur ein Teil des eingespritzten Kraftstoffs, ungefähr 20 %, von der Pumpe zugeführt wird, während der Rest von der Verteilerleitung zugeführt wird. Systeme dieser Art haben deshalb den Nachteil, dass sie unbedingt eine Verteilerleitung geeigneter Größe benötigen. Außerdem arbeitet die Pumpe permanent mit der maximalen Durchflussrate, während die elektromagnetischen Bypassventile nur dafür sorgen, dass der überschüssige geförderte Kraftstoff, der den von den Injektoren entnommenen überschreitet, in den Tank abläuft, wodurch Wärme abgeleitet wird.
  • Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Kraftstoffeinspritzsystem bereitzustellen, das hochzuverlässig ist und die Nachteile bekannter Systeme durch Optimieren des Leistungsvermögens und Minimieren des Kraftstoffspeichervolumens zwischen der Pumpe und den Injektoren eliminiert.
  • Nach der vorliegenden Erfindung wird ein Kraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 1 bereitgestellt. Dabei weist die Durchflusssteuereinrichtung ein Ein-/Aus-Elektromagnetventil entlang der Ansaugleitung des Pumpelements auf, dessen maximaler momentaner Durchfluss größer ist als der maximale Durchfluss jedes Injektors, und das Elektromagnetventil wird von einer Zerhacker-Steuereinheit synchron mit dem Ansaughub gesteuert.
  • Die Zerhacker-Steuereinheit sorgt für eine Impulsbreitenmodulationssteuerung (PWM-Steuerung) des Ein-/Aus-Elektromagnetventils mit einem Pumpelement-Ansaugbeginnzeitpunkt und -endzeitpunkt, um die in den Verdichtungsraum zugeführte Kraftstoffmenge durch Modulation sowohl des Zeitpunkts, zu dem das Elektromagnetventil öffnet, als auch des Zeitpunkts, zu dem es schließt, zu steuern.
  • Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Steuern des Kraftstoffdrucks in einem Speichervolumen für eine Anzahl von Kraftstoffinjektoren gemäß Anspruch 9.
  • Einige bevorzugte, nicht einschränkende Ausführungsformen der Erfindung werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beispielhaft beschrieben; diese zeigen in:
  • 1 eine schematische Ansicht eines, Kraftstoffeinspritzsystems mit Verteilerleitung nach der vorliegenden Erfindung;
  • 2 ein Detail einer Abwandlung des Einspritzsystems nach der Erfindung;
  • 3 ein Betriebsdiagramm des Einspritzsystems der 1 und 2;
  • 4 ein Betriebsdiagramm eines bekannten Einspritzsystems.
  • Das Bezugszeichen 1 in 1 bezeichnet als Ganzes ein Kraftstoffeinspritzsystem mit Verteilerleitung für eine Brennkraftmaschine 2, beispielsweise einen Dieselmotor, der eine Anzahl von beispielsweise vier Zylindern 3 aufweist, die mit entsprechenden Kolben (nicht gezeigt) zum Drehen einer Antriebswelle 4 zusammenwirken.
  • Das Einspritzsystem 1 weist eine Anzahl von elektrisch gesteuerten Injektoren 5 auf, die Zylindern 3 zugeordnet sind und Hochdruckkraftstoff in diese einspritzen. Die Injektoren 5 sind mit einem Speichervolumen verbunden, das ein gegebenes Volumen für einen oder mehrere Injektoren 5 hat.
  • Bei der Ausführungsform von 1 ist das Speichervolumen von einer Verteilerleitung 6 definiert, mit der sämtliche Injektoren 5 verbunden sind und der von einer Hochdruckpumpe, die ingesamt mit 7 bezeichnet ist, Hochdruckkraftstoff entlang einer Hochdruckabgabeleitung 8 zugeführt wird. Das Speichervolumen kann ferner in der Pumpenabgabeleitung 8 zu den Injektoren 5 verteilt sein.
  • Die Hochdruckpumpe 7 wird ihrerseits von einer Niederdruckpumpe, beispielsweise einer motorgetriebenen Pumpe 9, entlang einer Niederdruck-kraftstoffansaugleitung 10 versorgt. Die motorgetriebene Pumpe 9 ist normalerweise in dem Kraftstofftank 11 angeordnet, mit dem eine Ablaufleitung 12 des Einspritzsystems 1 für überschüssigen Kraftstoff verbunden ist. Die Ablaufleitung 12 leitet in den Tank 11 sowohl den von den Injektoren 5 abgeleiteten überschüssigen Kraftstoff als auch eventuell von der Verteilerleitung 6 abgeleiteten überschüssigen Kraftstoff ab, wenn der Druck den von einem elektromagnetischen Regelventil 15 definierten Druck überschreitet. Zur Steuerung der Abgabe der Pumpe 7 ist eine Regeleinrichtung, die mindestens ein Ein-/Aus-Elektromagnetventil 27 aufweist, zwischen der motorgetriebenen Pumpe 9 und der Hochdruckpumpe 7 angeordnet.
  • Der Kraftstoff in dem Tank 11 hat Atmosphärendruck. Im tatsächlichen Gebrauch verdichtet die motorgetriebene Pumpe 9 den Kraftstoff auf einen niedrigen Druck, beispielsweise ungefähr 2 bis 3 Bar; und die Hochdruckpumpe 7 verdichtet den von der Ansaugleitung 10 kommenden Kraftstoff, so dass Hochdruckkraftstoff von beispielsweise ungefähr 1600 Bar entlang der Abgabeleitung 8 der Verteilerleitung 6 zugeführt wird. Jeder Injektor 5 wird aktiviert, um in einen entsprechenden Zylinder 3 eine veränderliche Kraftstoffmenge, d. h. im Bereich zwischen einem Minimal- und einem Maximalwert, unter Steuerung durch eine elektronische Steuereinheit 16 einzuspritzen, die von der zentralen Mikroprozessor-Steuereinheit der Brennkraftmaschine 2 gebildet sein kann.
  • Die Steuereinheit 16 empfängt Signale, welche die Betriebszustände der Brennkraftmaschine 2 bezeichnen, wie etwa die Position des Fahrpedals und die Drehzahl der Antriebswelle 4, die von entsprechenden Sensoren detektiert werden, und den von einem Drucksensor 17 detektierten Kraftstoffdruck in der Verteilerleitung 6. Die Steuereinheit 16 verarbeitet mittels eines speziellen Programms die ankommenden Signale, um zu steuern, wann und für wie lang einzelne Injektoren 5 aktiv sein sollen, sowie um das elektromagnetische Regelventil 15 zu steuern.
  • Die Hochdruckpumpe 7 weist ein oder mehrere hin- und hergehende Pumpelemente 18 auf, die jeweils von einem Zylinder 19 gebildet sind, der einen Verdichtungsraum 20 hat, in dem ein Kolben 21 gleitet. Der Verdichtungsraum 20 steht mit der Ansaugleitung 10 über ein Ansaugventil 25 in Verbindung und steht mit der Abgabeleitung 8 über ein Abgabeventil 30 in Verbindung. Der Kolben 21 wird von einer Exzentereinrichtung 22 aktiviert, die an einer Welle 23 angebracht ist, um eine hin- und hergehende Sinusbewegung auszuführen, die einen Ansaughub und einen Verdichtungs- oder Förderhub aufweist, wie noch im Einzelnen erläutert wird.
  • In dem Beispiel von 1, nämlich bei einer Pumpe 7 mit zwei Pumpelementen 18, die von einem Exzenter 22 gesteuert werden, und mit einem Verdichtungshub durch jedes Pumpelement 18 bei jeder Umdrehung der Welle 23 der Pumpe 7, ist die Welle 23 mit der Antriebswelle 4 durch eine Getriebeeinrichtung 26 verbunden, so dass bei jeder Einspritzung durch die Injektoren 5 in jeweilige Zylinder 3 ein Verdichtungshub ausgeführt wird. Bei einem Viertaktmotor 2 ist deshalb die Drehzahl der Welle 23 der Pumpe 7 gleich der Drehzahl der Welle 4 der Brennkraftmaschine 2 (Übersetzungsverhältnis = 1). Die Welle 23 kann von einer Welle gebildet sein, die auch dazu dient, andere Einrichtungen der Brennkraftmaschine 2 zu betreiben.
  • Bei Brennkraftmaschinen mit vier oder mehr Zylindern weist die Pumpe 7 normalerweise eine Anzahl von Pumpelementen 18 auf, die von einem gemeinsamen Exzenter aktiviert werden können. Bei der Ausführungsform von 1 weist die Pumpe 7 zwei diametral gegenüberliegende Pumpelemente 18 auf, die von einem gemeinsamen Exzenter 22 aktiviert werden.
  • In dem Diagramm von 3 zeigt die x-Achse den Ansaughub Ps-Pi und den Verdichtungshub Pi-Ps eines Pumpelements 18. Die Geschwindigkeit des Pumpelements 18 ist durch eine Sinuskurve 24 gezeigt, die deshalb auch den momentanen Durchfluss Q des Pumpelements 18 in Abwesenheit des Ein-/Aus-Elektromagnetventils 27 repräsentiert. Der Bereich unter der Kurve 24 repräsentiert also die maximale Kraftstoffansaug-/-abgabemenge bei jedem Pumpenhub.
  • Der Betrieb eines Injektors 5 bei jeder Einspritzung in den jeweiligen Zylinder 3 ist durch ein Rechteck I0ABI1 repräsentiert, dessen Basis auf der x-Achse ein Segment zwischen einem Startpunkt I0 und einem Endpunkt I1 ist und dessen Höhe den momentanen Durchfluss (hier als konstant angenommen) des Injektors 5 bezeichnet. Der Bereich des Rechtecks I0AB1 repräsentiert also die von dem Injektor 5 in der Einspritzstufe abgegebene Kraftstoffmenge, die hinsichtlich Dauer variiert, und zwar sowohl durch Änderung der Position der Punkte I0 und I1 als auch durch Änderung des momentanen Durchflusses des Injektors, d. h. der Höhe des Rechtecks I0ABI1, beispielsweise durch Änderung des Kraftstoffdrucks in der Verteilerleitung 6.
  • In der bekannten Technologie, die in dem Diagramm von 4 gezeigt ist, ist die von der Pumpe während der Einspritzung abgegebene Kraftstoffmenge I0DCI1 nur ein Bruchteil, beispielsweise ungefähr 20 %, des maximalen Durchflusses des Injektors 5, so dass unter maximalen Lastbedingungen der Brennkraftmaschine 2 die Restmenge ABCD, d. h. die anderen 80 % der einzuspritzenden Kraftstoffmenge, durch die Verteilerleitung 6 zugeführt werden muss. Das Volumen der Verteilerleitung 6 muss deshalb beträchtlich sein, um einen übermäßigen Druckabfall des Kraftstoffs in der Leitung während jeder Einspritzung zu vermeiden. 80 % des Kraftstoffs müssen also der Verteilerleitung 6 durch weitere Fördermengen der Pumpelemente 18 in der Zeit zugeführt werden, die zwischen dem Ende der vorhergehenden Einspritzung und dem Start der in 4 gezeigten Einspritzung vergeht, wobei die Pumpe beispielsweise drei Pumpelemente 18 aufweist, die kontinuierlich mit der maximalen Durchflussrate arbeiten.
  • Nach der Erfindung ist der maximale momentane Durchfluss des Pumpelements 18 größer als der maximale Durchfluss jedes Injektors 5 und kann vorteilhafterweise über 150 %, beispielsweise im Bereich zwischen 150 % und 250 %, des maximalen Durchflusses des Injektors 5 sein.
  • Der Verdichtungshub Pi-Ps des Pumpelements 18 wird synchron mit der Einspritzung durch den Injektor 5 ausgeführt. Das Ein-/Aus-Elektromagnetventil 27 wiederum wird von der Steuereinheit 16, vorteilhafterweise mittels einer entsprechenden Software, zerhackergesteuert. Während des Ansaughubs Ps-Pi steuert die Steuereinheit 16 das Ein-/Aus-Elektromagnetventil 27 zwischen einem Öffnungszeitpunkt T2, d. h. dem Ansaugbeginn, und einem Schließzeitpunkt T3, d. h. dem Ansaugende. Dabei steuert die Steuereinheit 16 das Elektromagnetventil 27 durch ein logisches PWM-Signal und mit einer Frequenz, die auf die Geschwindigkeit der Welle 23 der Pumpe 7 bezogen ist. Während des Ansaughubs Ps-Pi führt das Ein-/Aus-Elektromagnetventil 27 dem Verdichtungsraum 20 in dem Intervall T2-T3 eine vorbestimmte Kraftstoffmenge T2T3NP zu – wobei der Bereich T2T3NP zu dem Bereich T0HPs in 3 äquivalent ist -, die als eine Funktion sowohl der Dauer- als auch der Zeitlage des Intervalls T2-T3 variiert und zu der von der motorgetriebenen Pumpe 9 erzeugten Förderhöhe proportional ist.
  • Sobald das Ansaugventil 25 von seiner Feder geschlossen wird, um den Ansaughub Ps-Pi zu beenden, sind sowohl die Dampf- als auch die Flüssigphase des Kraftstoffs in dem Verdichtungsraum 20 vorhanden. Während des ersten Abschnitts Pi-T0 des Verdichtungshubs Pi-Ps bleibt das Abgabeventil 30 aufgrund der Verdichtbarkeit des vorher eingeleiteten Kraftstoffdampfes geschlossen und öffnet zu dem Zeitpunkt T0, zu dem die Dampfphase nicht mehr vorhanden ist und der Druck des Flüssigphase-Kraftstoffs den Kraftstoffdruck in der Abgabeleitung 8 überschreitet.
  • Die Pumpe 7 fördert also nur während des Abschnitts T0-T1 des Verdichtungshubs jedes Pumpelements 18. Da die von dem Pumpelement 18 geleistete Arbeit zur Verdichtung des Dampfes in dem Anfangsabschnitt des Verdichtungshubs Pi-T0 vernachlässigbar ist, verliert die Pumpe 7 sehr wenig Energie. Die während des Ansaughubs von dem Elektromagnetventil 27 eingeleitete Kraftstoffmenge T2T3NP definiert also eindeutig den Abgabestartzeitpunkt T0 und wird als eine Funktion der Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine 2, d. h. des von den Injektoren 5 verlangten Durchflusses, gewählt.
  • Die Steuereinheit 16 zerhackermoduliert also die Abgabe der Pumpelemente 18 und steuert das Öffnen des Elektromagnetventils 27 durch Modulieren sowohl des Ansaugstartzeitpunkts T2 als auch des Ansaugendzeitpunkts T3, um dem Verdichtungsraum 20 eine Fluidmenge zuzuführen (Bereich T2T3NP in 3), die den Abgabestartzeitpunkt T0 eindeutig definiert. Die der Abgabeleitung 8 zugeführte Fluidmenge (Bereich T0HT1 in 3) ist also nur geringfügig größer als die von dem Injektor 5 bei der entsprechenden Einspritzung einzuspritzende Kraftstoffmenge (Bereich I0ABI1 in 3). Die Verteilerleitung 6 muss also während der Einspritzung nur eine minimale Kraftstoffmenge zuführen (Bereich DBC in 3), so dass trotz des kleinen Speichervolumens der Verteilerleitung 6 der Druck darin mehr oder weniger konstant bleibt. Dabei kann die Verteilerleitung 6 klein ausgebildet sein oder sogar das gleiche Volumen wie die Hochdruckleitung 8 haben, da der aus der Verteilerleitung entnommene Kraftstoff während der gleichen Einspritzung nahezu vollständig und gleichzeitig ersetzt wird.
  • Dabei entsprechen die Öffnungs- und Schließzeitpunkte T2 und T3 des Elektromagnetventils 27 zwei Zwischenpunkten in dem Ansaughub des Pumpelements 18 und können vorteilhafterweise in Bezug auf einen Zeitpunkt T4, zu dem das Pumpelement 18 die maximale Geschwindigkeit hat und der Unterdruck in dem Raum 20 deshalb maximal ist, baryzentrisch sein. Der Zeitpunkt T0 entspricht dagegen einem Zwischenpunkt in dem Verdichtungshub des Pumpelements 18, der geringfügig vor dem Einspritzstartzeitpunkt I0 liegt, so dass der Bereich T0HDAI0 im Wesentlichen gleich dem Bereich DBC ist.
  • Bei der Ausführungsform von 2 sind die zwei Pumpelemente 18 in Reihe angeordnet und werden von zwei Exzentern 22 aktiviert, die in diametral gegenüberliegenden Positionen an der Welle 23 befestigt sind; auch hier ist ein Ein-/Aus-Elektromagnetventil 27 an einem Bereich 31 der Ansaugleitung 10 angebracht, die beiden Pumpelementen gemeinsam ist.
  • Das vorstehend beschriebene Einspritzsystem stellt also ein Verfahren zum Steuern des Kraftstoffdrucks in einem Speichervolumen 6 bereit, wobei Kraftstoff durch mindestens ein hin- und hergehendes Pumpelement 18 zugeführt wird, das einen Verdichtungshub ausführt, wobei das Steuerungsverfahren durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist:
    • – Bereitstellen eines Pumpelements 18 mit einem maximalen momentanen Durchfluss, der größer ist als der maximale momentane Durchfluss einer Einspritzung durch jeden Injektor 5;
    • – Bereitstellen eines Ein-/Aus-Elektromagnetventils 27 entlang einer Ansaugleitung 10 des Pumpelements 18;
    • – Aktivieren des Pumpelements 18 synchron mit jeder Einspritzung; und
    • – Steuern des Ein-/Aus-Elektromagnetventils 27 während des Ansaughubs des Pumpelements 18, um eine vorbestimmte Kraftstoffmenge zuzuführen, die den Abgabestartzeitpunkt T0 eindeutig definiert.
  • Die Kraftstoffmenge, die durch die Verteilerleitung 6 jedem Injektor 5 bei jeder Einspritzung zugeführt wird, wird also reduziert.
  • Im Vergleich mit bekannten Systemen ergeben sich die Vorteile des Einspritzsystems nach der Erfindung deutlich aus der vorstehenden Beschreibung. Insbesondere kann die Verteilerleitung 6 sehr klein gemacht oder sogar eliminiert werden, mit offensichtlichen Vorteilen hinsichtlich des Layouts des Einspritzsystems im Motorraum.
  • Selbstverständlich können an dem unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschriebenen Einspritzsystem weitere Änderungen vorgenommen werden, ohne jedoch vom Umfang der beigefügten Ansprüche abzuweichen. Beispielsweise kann jedes Pumpelement 18 der Pumpe 7 mit seinem eigenen Ein-/Aus-Elektromagnetventil 27 an der jeweiligen Ansaugleitung versehen sein; das Intervall T2-T3 kann irgendwo innerhalb des Ansaughubs Ps-Pi liegen; das Ein-/Aus-Elektromagnetventil 27 kann mit der Pumpe 7 integriert sein, die ihrerseits sogar von einem Pumpelement 18 gebildet sein kann; und die Pumpe 7 kann sogar von einer Pumpe mit drei oder mehr radialen Pumpelementen gebildet sein und in anderen als Vierzylindermotoren verwendet werden.

Claims (10)

  1. Speichervolumen-Kraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine, die eine Anzahl von Zylindern (3) hat, wobei das Einspritzsystem Folgendes aufweist: eine Pumpe (7) zum Zuführen von Hochdruckkraftstoff zu einem Speichervolumen (6) und eine Anzahl von Injektoren (5), die von dem Speichervolumen (6) versorgt und jeweils dazu aktiviert werden, eine Einspritzung von Druckkraftstoff in einen entsprechenden Zylinder (3) der Brennkraftmaschine (2) auszuführen; wobei die Einspritzung einen maximalen momentanen Druckkraftstoffdurchfluss hat, der von den Betriebbedingungen der Brennkraftmaschine (2) abhängig ist; wobei die Pumpe (7) mindestens ein hin- und hergehendes Pumpelement (18) aufweist, das einen Ansaughub (Ps-Pi) und einen Verdichtungshub (Pi-Ps) für jede der Einspritzungen ausführt; und eine Steuereinrichtung (27), die dazu vorgesehen ist, die Kraftstoffmenge, die dem Speichervolumen (6) von der Pumpe (7) zugeführt wird, zu variieren, wobei das Pumpelement (18) einen maximalen momentanen Durchfluss hat, der größer ist als der maximale momentane Durchfluss jedes der Injektoren (5); dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung ein Ein-/Aus-Elektromagnetventil (27) aufweist, das entlang der Ansaugleitung (10) des Pumpelements (18) angeordnet ist, wobei das Ein-/Aus-Elektromagnetventil (27) von einer Zerhacker-Steuereinheit (16) mit Impulsdauermodulation (PWM) so gesteuert wird, dass in den Verdichtungsraum (20) des Pumpelements (18) eine Kraftstoffmenge eingeleitet wird, die von einem Öffnungszeitpunkt (T2) und einem Schließzeitpunkt (T3) des Ein-/Aus-Elektromagnetventils (27) synchron mit dem Ansaughub (Ps-Pi) eindeutig definiert ist.
  2. Einspritzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffmenge den Abgabestartzeitpunkt (T0) in dem Verdichtungshub (Pi-Ps) eindeutig definiert; wobei die Kraftstoffmenge als eine Funktion von Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine (2) ausgewählt wird; und das Ende des Ansaugzeitpunkts (T1) mit dem Ende (Ps) des Verdichtungshubs (Pi-Ps) zusammenfällt.
  3. Einspritzsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgabe im Wesentlichen gleichzeitig mit der Einspritzung erfolgt.
  4. Einspritzsystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der maximale momentane Durchfluss des Pumpelements (18) mindestens 150 % des maximalen Durchflusses des Injektors (5) ist.
  5. Einspritzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (7) mindestens zwei Pumpelemente (18) aufweist, die jeweils einen Verdichtungsraum (20) haben, der mit einer gemeinsamen Ansaugleitung (10, 31) in Verbindung ist; wobei das Ein-/Aus-Elektromagnetventil (27) entlang der Ansaugleitung (10, 31) angeordnet ist.
  6. Einspritzsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpelemente (18) koaxial und einander gegenüberliegen und von einem gemeinsamen Nocken (22) aktiviert werden.
  7. Einspritzsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpelemente (18) parallel sind und von zwei entsprechenden Nocken (22) aktiviert werden.
  8. Einspritzsystem nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Pumpelement (18) einem entsprechenden Ein-/Aus-Elektromagnetventil (27) zugeordnet ist; wobei jedes der Ein-/Aus-Elektromagnetventile (27) entlang der Ansaugleitung des jeweiligen Pumpelements (18) angeordnet ist.
  9. Verfahren zum Steuern des Kraftstoffdrucks in einem Speichervolumen (6) für mindestens einen Kraftstoffinjektor (5) einer Brennkraftmaschine (2), wobei dem Speichervolumen (6) Kraftstoff durch mindestens ein hin- und hergehendes Pumpelement (18) zugeführt wird, das einen Ansaughub (Ps-Pi) und einen Verdichtungshub (Pi-Ps) ausführt, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: – Bereitstellen eines Pumpelements (18), das einen maximalen momentanen Durchfluss hat, der größer ist als der maximale momentane Durchfluss des Injektors (5); – Bereitstellen eines Ein-/Aus-Elektromagnetventils (27) entlang einer Ansaugleitung (10) des Pumpelements (18); – Aktivieren des Pumpelements (18) synchron mit jeder der Einspritzungen; und – Steuern des Ein-/Aus-Elektromagnetventils (27), um eine während des Ansaughubs (Ps-Pi) des Pumpelements (18) in den Pumpenverdichtungsraum eingeleitete Kraftstoffmenge zu modulieren, die von einem Öffnungszeitpunkt (T2) und einem Schließzeitpunkt (T3) des Ein-/Aus-Elektromagnetventils (27) während des Ansaughubs (Ps-Pi) eindeutig definiert ist.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: – Steuern der Abgabe des Pumpelements (18) derart, dass sie im Wesentlichen gleichzeitig mit der Einspritzung erfolgt; und – Steuern des Abgabestartzeitpunkts (T0) des Pumpelements (18) in dem Verdichtungshub (Pi-Ps) als eine Funktion von Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine (2), wobei der Abgabeendzeitpunkt (T1) des Pumpelements (18) mit dem Ende (Ps) des Verdichtungshubs (Pi-Ps) im Wesentlichen zusammenfällt.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE602004013602D1 (de) * 2004-11-12 2008-06-19 Fiat Ricerche Ein Kraftstoffeinspritzsystem mit Akkumulatorvolumen für eine Brennkraftmaschine
DE602006014172D1 (de) * 2006-11-16 2010-06-17 Fiat Ricerche Verbessertes Kraftstoffeinspritzungssystem für einen Verbrennungsmotor
JP4616822B2 (ja) * 2006-11-30 2011-01-19 三菱重工業株式会社 エンジンの燃料噴射装置及び運転方法
DE102007018310B3 (de) * 2007-04-18 2008-11-13 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Regelung eines Hochdruckspeicherdrucks eines Einspritzsystems einer Brennkraftmaschine
DE602007004729D1 (de) * 2007-09-11 2010-03-25 Fiat Ricerche Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit einer Hochdruckkraftstoffpumpe mit variabler Durchflussmenge
ATE460582T1 (de) * 2007-09-26 2010-03-15 Magneti Marelli Spa Verfahren zur steuerung eines common-rail- direkteinspritzungsystems mit einer hochdruckkraftstoffpumpe
US7690353B2 (en) * 2007-11-30 2010-04-06 Caterpillar Inc. Synchronizing common rail pumping events with engine operation
DE102008043237A1 (de) * 2008-10-28 2010-04-29 Robert Bosch Gmbh Kraftstoff-Hochdruckpumpe für eine Brennkraftmaschine
JP5582052B2 (ja) * 2011-02-08 2014-09-03 株式会社デンソー 燃料噴射システム、燃料噴射制御装置およびコンピュータプログラム
US9989026B2 (en) * 2012-02-17 2018-06-05 Ford Global Technologies, Llc Fuel pump with quiet rotating suction valve
US9753443B2 (en) 2014-04-21 2017-09-05 Synerject Llc Solenoid systems and methods for detecting length of travel
US9997287B2 (en) 2014-06-06 2018-06-12 Synerject Llc Electromagnetic solenoids having controlled reluctance
CN107076127B (zh) 2014-06-09 2019-11-12 新尼杰特公司 用于冷却螺线管泵的螺线管线圈的方法和设备

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19612412B4 (de) * 1996-03-28 2006-07-06 Siemens Ag Regelung für ein Druckfluid-Versorgungssystem, insbesondere für den Hochdruck in einem Kraftstoff-Einspritzsystem
US5676114A (en) * 1996-07-25 1997-10-14 Cummins Engine Company, Inc. Needle controlled fuel system with cyclic pressure generation
JP3855389B2 (ja) * 1997-08-29 2006-12-06 いすゞ自動車株式会社 エンジンの燃料噴射制御装置
DE10010945B4 (de) * 2000-03-06 2004-07-22 Robert Bosch Gmbh Pumpe zur Versorgung eines Kraftstoffeinspritzsystems und einer hydraulischen Ventilsteuerung für Brennkraftmaschinen
IT1320684B1 (it) * 2000-10-03 2003-12-10 Fiat Ricerche Dispositivo di controllo della portata di una pompa ad alta pressionein un impianto di iniezione a collettore comune del combustibile di un
ITTO20001227A1 (it) * 2000-12-29 2002-06-29 Fiat Ricerche Impianto di iniezione a collettore comune per un motore a combustioneinterna, avente un dispositivo di predosaggio del combustibile.
ITTO20001228A1 (it) * 2000-12-29 2002-06-29 Fiat Ricerche Impianto di iniezione del combustibile per un motore a combustione interna.
JP4627603B2 (ja) * 2001-03-15 2011-02-09 日立オートモティブシステムズ株式会社 燃料供給装置
DE10218021A1 (de) * 2002-04-23 2003-11-06 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
ITTO20020619A1 (it) * 2002-07-16 2004-01-16 Fiat Ricerche Metodo di controllo della pressione di iniezione del combustibile di un impianto di iniezione a collettore comune di un motore a combustione
JP3925376B2 (ja) * 2002-09-30 2007-06-06 株式会社デンソー 高圧燃料ポンプ
JP4123952B2 (ja) * 2003-02-06 2008-07-23 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の燃料供給システム
JP2004316518A (ja) * 2003-04-15 2004-11-11 Denso Corp 高圧燃料供給装置
JP4164021B2 (ja) * 2003-12-12 2008-10-08 株式会社日立製作所 エンジンの高圧燃料ポンプ制御装置

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