EP2057367A1 - Verfahren zur steuerung einer kraftstoffeinspritzvorrichtung - Google Patents

Verfahren zur steuerung einer kraftstoffeinspritzvorrichtung

Info

Publication number
EP2057367A1
EP2057367A1 EP07802684A EP07802684A EP2057367A1 EP 2057367 A1 EP2057367 A1 EP 2057367A1 EP 07802684 A EP07802684 A EP 07802684A EP 07802684 A EP07802684 A EP 07802684A EP 2057367 A1 EP2057367 A1 EP 2057367A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
injector
spray
needle
injection
hole
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP07802684A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Oliver Kastner
Andreas Weigand
Frank Atzler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aumovio Germany GmbH
Original Assignee
Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Automotive Technologies GmbH filed Critical Continental Automotive Technologies GmbH
Publication of EP2057367A1 publication Critical patent/EP2057367A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/20—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2250/00—Engine control related to specific problems or objectives
    • F02D2250/31—Control of the fuel pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/20—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
    • F02D41/2096—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils for controlling piezoelectric injectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M51/00—Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
    • F02M51/06—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
    • F02M51/0603—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using piezoelectric or magnetostrictive operating means

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling a
  • Fuel injection device according to the features of the preamble of main claim 1.
  • Fuel injectors for operating an internal combustion engine have generally been known for many years.
  • the fuel supply takes place in the respective combustion chamber of the internal combustion engine by injectors.
  • different properties are required of these systems in order to ensure emission limits, fuel consumption minimization and also longevity of the system and thus of the vehicle.
  • injector geometry contradictory for rated output and partial load. Injectors with high flow rates for high performance are disadvantageous for a good mixture formation in the partial load. In addition, in injections very far before or after top dead center to avoid wetting of the wall.
  • the the present invention object underlying be ⁇ is now to provide a method that a more precise dosage of the injection quantity, a minimization of the Injection amount and at the same time a repeatability of the injection process allows.
  • the advantages achieved by the invention are in particular that different injection pressures can be realized.
  • the injected into the combustion chamber fuel ⁇ quantity and their atomization depends directly on the pressure difference between the spray hole inlet and spray hole outlet and not directly from the system pressure in the supply line of the injector.
  • the injection pressures can be varied by the driven In ⁇ jektornadel for each injection, as well as in multiple injections.
  • the injection hole inlet pressure can be adjusted to a certain extent via the restriction at the needle seat of the injection valve. These limits are set on the one hand by the maximum possible needle stroke, on the other hand by the cavitation occurring at the needle seat and the associated wear, which is dependent on the material used.
  • the spray-hole inlet pressure depends on the opening cross-section of the throttle gap. The larger this opening cross-section, the higher the spray-hole inlet pressure.
  • the throttle gap is set via an adjustable stroke of the injector needle. It has proven to be ⁇ advantageous to mechanically control the Injektornadeln directly.
  • the controllable needle stroke determines the spray hole inlet pressures and thereby enables the jet penetration depth as well as the mixture formation to be individually optimized for each injection. This is in so far ⁇ advantageous as this can be avoided both at very early and at very latest, ⁇ th injections with fuel wetting the cylinder wall with fuel. WEI Furthermore, because of the reduced spray-hole inlet pressure in the blind hole, pressure oscillations in the injection system caused by multiple injections can be compensated. Also, the controllable seat throttling new Einspritzverlaufsformonne, such as boat or ramp, possible.
  • the control of the needle stroke also influences the flow ⁇ conditions within the blind hole, so that a cleaning of the spray hole due to the increase in turbulence or
  • Cavitation in the spray hole is possible. Further, due to the higher turbulence within the blind hole a hö ⁇ here atomization of the fuel in the combustion chamber and thus allows a better mixture formation.
  • 1 shows the pressure profile at the spray hole inlet function of the rail pressure at different needle lifts 2 shows a schematic drawing of an injector, insbeson ⁇ particular with the blind hole injector needle
  • Figure 1 shows the pressure curve at the injection hole depending on the rail pressure at 4 different needle strokes.
  • the spray-hole inlet pressure p_S is plotted in vertical direction and the rail pressure p_R in the horizontal direction. Furthermore, the curves 1 to 4 show the respective course for different Nadelhubept. Curve 1 corresponds to the largest and curve 4 corresponds to the smallest needle stroke.
  • the spray-hole inlet pressure p_S is greater, the greater the needle stroke. But it is lower than the rail pressure p_R at the same time.
  • FIG. 2 shows a schematic sketch of an injector, the special ⁇ the blind hole with injector needle.
  • the injector be ⁇ stands in this illustration of an injector needle 1, the is mechanically driven (not shown in the drawing), a blind hole 2 and at least one Austrittsöff ⁇ tion 5 to the combustion chamber. Between the inner wall 6 of the injector and the injector needle 1, an adjustable throttle gap 3 is formed. In the fuel supply line 4 prevails on the rail (not shown in the drawing) system ⁇ pressure.
  • the injector needle 1 is now preferably mechanically driven.
  • the injector needle is moved in verti ⁇ Kaler downward direction.
  • the opening cross-section of the throttle gap 3 decreases.
  • the rail pressure in the fuel feed line 4 however, always remains approximately constant.
  • the spray-hole inlet pressure decreases with an ever smaller opening cross-section of the throttle gap 3.
  • the fuel is now injected via the outlet ⁇ opening 5 in the combustion chamber (not shown in the drawing).
  • the fuel injection quantity into the combustion chamber is higher, the higher the pressure difference between spray hole inlet and spray hole outlet.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Kraftstoff einspritzvorrichtung, insbesondere eines Piezoinjektors. Die in den Brennraum eingespritzte Kraftstoffmenge wird dabei durch eine mechanische ansteuerbare Injektornadel (1) eingestellt. Die eingespritzte Kraftstoffmenge hängt dabei von der durch die Injektornadel (1) einstellbare Druckdifferenz zwischen Spritzlocheintritt und Spritzlochaustritt ab.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Steuerung einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer
Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Hauptanspruchs 1.
Kraftstoffeinspritzvorrichtungen zum Betrieb einer Brenn- kraftmaschine sind generell seit vielen Jahren bekannt. Bei einem so genannten Common-Rail Einspritzsystem erfolgt die KraftstoffZuführung in den jeweiligen Brennraum der Brennkraftmaschine durch Injektoren. Für verschiedene Fahrzustände werden unterschiedliche Eigenschaften von diesen Systemen ge- fordert, um Schadstoffemissionsgrenzen, Kraftstoffverbrauchs- minimierung und auch Langlebigkeit des Systems und damit des Fahrzeugs zu gewährleisten. Vor allem im Teillastbereich hat es sich als wirkungsvoll erwiesen, über eine oder mehrere Voreinspritzungen die Gemischbildung positiv zu beeinflussen und damit die Emission zu verbessern.
Die Anforderung an die Injektorgeometrie ist für Nennleistung und Teillast gegensätzlich. Injektoren mit hohen Durchflusszahlen für hohe Leistungen sind für eine gute Gemischbildung in der Teillast von Nachteil. Außerdem ist bei Einspritzungen sehr weit vor oder nach dem oberen Totpunkt eine Benetzung der Wand zu vermeiden.
Aus dem Stand der Technik ist bekannt, dass über kleine Vor- einspritzmengen mit kleinen zeitlichen Abständen zur Haupteinspritzung eine Wandanlagerung vermieden werden kann. Dabei unterliegt die Minimalmenge, die eingespritzt werden kann und deren Eindringtiefe in den Brennraum, nach wie vor bestimmten Grenzen, die vom Einspritzdruck abhängen.
Die der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe be¬ steht nun darin, ein Verfahren bereitzustellen, das eine genauere Dosierung der Einspritzmenge, eine Minimierung der Einspritzmenge und gleichzeitig eine Wiederholbarkeit des Einspritzvorgangs ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Pa- tentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Er¬ findung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass unterschiedliche Einspritzdrücke realisiert werden können. Die in den Brennraum eingespritzte Kraftstoff¬ menge und deren Zerstäubung hängt unmittelbar von der Druckdifferenz zwischen Spritzlocheintritt und Spritzlochaustritt ab und nicht direkt vom Systemdruck in der Zuleitung des Injektors .
Die Einspritzdrücke können dabei durch die angesteuerte In¬ jektornadel für jede einzelne Einspritzung variiert werden, als auch bei Mehrfacheinspritzungen. Dabei kann der Spritz- locheintrittsdruck über die Drosselung am Nadelsitz des Ein- spritzventils in gewissen Grenzen eingestellt werden. Diese Grenzen werden auf der einen Seite durch den maximal möglichen Nadelhub, auf der anderen Seite durch die am Nadelsitz auftretende Kavitation und den damit verbundenen Verschleiss gesetzt, der abhängig vom eingesetzten Material ist. Der Spritzlocheintrittsdruck hängt dabei vom Öffnungsquerschnitt des Drosselspalts ab. Je größer dieser Öffnungsquerschnitt ist, umso höher ist der Spritzlocheintrittsdruck .
Das Einstellen des Drosselspalts erfolgt über einen einstell- baren Hub der Injektornadel. Dabei hat es sich als vorteil¬ haft erwiesen, die Injektornadeln mechanisch direkt anzusteuern. Durch den steuerbaren Nadelhub werden die Spritzlochein- trittsdrücke bestimmt und dadurch wird es ermöglicht, dass die Strahleindringtiefe sowie die Gemischbildung individuell für jede Einspritzung optimiert werden kann. Dies ist inso¬ fern vorteilhaft, als dadurch eine Benetzung der Zylinderwand mit Kraftstoff sowohl bei sehr frühen als auch bei sehr spä¬ ten Einspritzungen mit Kraftstoff vermieden werden kann. Wei- terhin können aufgrund des reduzierten Spritzlocheintritts- drucks im Sackloch Druckschwingungen im Einspritzsystem, die durch Mehrfacheinspritzungen hervorgerufen werden, kompensiert werden. Auch werden durch die steuerbare Sitzdrosselung neue Einspritzverlaufsformungen, wie z.B. Boot oder Ramp, möglich .
Die Ansteuerung des Nadelhubs beeinflusst auch die Strömungs¬ verhältnisse innerhalb des Sacklochs, so dass eine Reinigung des Spritzlochs aufgrund der Erhöhung der Turbulenzen oder
Kavitation im Spritzloch ermöglicht wird. Weiterhin wird aufgrund der höheren Turbulenz innerhalb des Sacklochs eine hö¬ here Zerstäubung des Kraftstoffs im Brennraum und damit eine bessere Gemischbildung ermöglicht.
Einzelheiten der Erfindung werden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
Figur 1: den Druckverlauf am Spritzlocheintritt abhängig vom Raildruck bei unterschiedlichen Nadelhüben Figur 2: eine schematische Skizze eines Injektors, insbeson¬ dere des Sacklochs mit Injektornadel
Figur 1 zeigt den Druckverlauf am Spritzloch abhängig vom Raildruck bei 4 unterschiedlichen Nadelhüben.
Der Spritzlocheintrittsdruck p_S ist in vertikaler und der Raildruck p_R in horizontaler Richtung aufgetragen. Weiterhin zeigen die Kurvenverläufe 1 bis 4 den jeweiligen Verlauf für unterschiedliche Nadelhubwerte. Kurve 1 entspricht dabei dem größten und Kurve 4 dem kleinsten Nadelhub.
Der Spritzlocheintrittsdruck p_S ist dabei umso größer, je größer der Nadelhub ist. Er ist dabei aber niedriger als der Raildruck p_R zum gleichen Zeitpunkt.
Figur 2 zeigt eine schematische Skizze eines Injektors, ins¬ besondere des Sacklochs mit Injektornadel. Der Injektor be¬ steht in dieser Darstellung aus einer Injektornadel 1, die mechanisch angetrieben wird (in der Zeichnung nicht dargestellt) , einem Sackloch 2 und mindestens einer Austrittsöff¬ nung 5 zum Brennraum. Zwischen der Innenwand 6 des Injektors und der Injektornadel 1 bildet sich ein einstellbarer Dros- selspalt 3 aus. In der KraftstoffZuleitung 4 herrscht der am Rail (in der Zeichnung nicht dargestellt) anliegende System¬ druck .
Die Injektornadel 1 wird nun vorzugsweise mechanisch ange- trieben. Beispielhaft bewegt sich die Injektornadel in verti¬ kaler Richtung nach unten. Aufgrund dieser Bewegung nach unten verringert sich der Öffnungsquerschnitt des Drosselspalts 3. Der Raildruck in der KraftstoffZuleitung 4 bleibt dabei aber immer annähernd konstant. Der Spritzlocheintrittsdruck hingegen nimmt mit immmer kleinerem Öffnungsquerschnitt des Drosselspalts 3 ab. Der Kraftstoff wird über die Austritts¬ öffnung 5 nun in den Brennraum (in der Zeichnung nicht dargestellt) eingespritzt. Dabei ist die Kraftstoffeinspritzmenge in den Brennraum umso höher, je höher die Druckdifferenz zwi- sehen Spritzlocheintritt und Spritzlochaustritt ist.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Steuerung einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung, unter Verwendung eines Injektors, mit einem Spritzloch und einem Injektorsackloch, sowie einer Injektornadel, die mir einer Innenwand des Injektors einen Drosselspalt definiert, der durch die Injektornadel des In¬ jektors und die Innenwand des Injektors definiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Injektornadel zur einstellbaren Veränderung des Öffnungs¬ querschnitts des Drosselspalts derart angesteuert wird, dass ein definierter Spritzlocheintrittsdruck innerhalb eines bestimmten Grenzbereichs erzielt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grenzbereich des Spritzlocheintrittsdrucks durch den Na¬ delhub und/oder Kavitation und/oder Materialqualität bestimmt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Injektornadel mechanisch direkt angetrieben wird.
EP07802684A 2006-08-23 2007-08-17 Verfahren zur steuerung einer kraftstoffeinspritzvorrichtung Withdrawn EP2057367A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006039523A DE102006039523A1 (de) 2006-08-23 2006-08-23 Verfahren zur Steuerung einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung
PCT/EP2007/058573 WO2008022971A1 (de) 2006-08-23 2007-08-17 Verfahren zur steuerung einer kraftstoffeinspritzvorrichtung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2057367A1 true EP2057367A1 (de) 2009-05-13

Family

ID=38754466

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP07802684A Withdrawn EP2057367A1 (de) 2006-08-23 2007-08-17 Verfahren zur steuerung einer kraftstoffeinspritzvorrichtung

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20090272823A1 (de)
EP (1) EP2057367A1 (de)
DE (1) DE102006039523A1 (de)
WO (1) WO2008022971A1 (de)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4862873B2 (ja) 2008-09-19 2012-01-25 株式会社デンソー 内燃機関の燃料噴射制御装置及び燃料噴射制御システム
DE102010014824B4 (de) * 2010-04-13 2013-09-26 Continental Automotive Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine und Brennkraftmaschine
JP6269442B2 (ja) * 2014-10-30 2018-01-31 トヨタ自動車株式会社 内燃機関

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63143361A (ja) * 1986-12-04 1988-06-15 Aisan Ind Co Ltd インジエクタ用バルブの制御方法
US5199648A (en) * 1991-03-20 1993-04-06 Zexel Corporation Fuel injection valve
DE19546033A1 (de) * 1995-12-09 1997-06-12 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen
JP2000297720A (ja) * 1999-04-13 2000-10-24 Hitachi Ltd 燃料噴射装置
US6568602B1 (en) * 2000-05-23 2003-05-27 Caterpillar Inc Variable check stop for micrometering in a fuel injector
US6363913B1 (en) * 2000-06-09 2002-04-02 Caterpillar Inc. Solid state lift for micrometering in a fuel injector
DE10233778A1 (de) * 2002-07-25 2004-02-05 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Verbessern des Rundlaufs einer Brennkraftmaschine

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2008022971A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
US20090272823A1 (en) 2009-11-05
DE102006039523A1 (de) 2008-02-28
WO2008022971A1 (de) 2008-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102010014824B4 (de) Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine und Brennkraftmaschine
DE102009009796B3 (de) Verfahren zur Diagnose und/oder Steuerung von Brennkraftmaschinen, insbesondere Diesel-Brennkraftmaschinen
EP1305520B1 (de) Verfahren zur steuerung eines einspritzventils
WO2008025728A2 (de) Verfahren zur reduzierung von ablagerungen innerhalb eines spritzlochs einer kraftstoffeinspritzvorrichtung
WO2008095815A1 (de) Verfahren zur bestimmung einer regelgrösse für eine druckregelung eines hochdruckspeichers in einem einspritzsystem
EP1944500A2 (de) Kraftstoffinjektor
DE102011089797A1 (de) Überströmventil für ein Kraftstoffeinspritzsystem sowie Kraftstoffeinspritzsystem
DE19634933B4 (de) Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen
EP2057367A1 (de) Verfahren zur steuerung einer kraftstoffeinspritzvorrichtung
EP1939441A2 (de) Kraftstoffinjektor
WO2018103917A1 (de) Kraftstoffinjektor
EP1483499B1 (de) Einrichtung zur druckmodulierten formung des einspritzverlaufes
WO2008012133A1 (de) Servoventilgesteuerter injektor zur einspritzung von kraftstoff in zylinderbrennräume von brennkraftmaschinen; insbesondere common-rail-injektor
AT512437B1 (de) Vorrichtung zum einspritzen von kraftstoff in den brennraum einer brennkraftmaschine
AT512439A1 (de) Vorrichtung zum einspritzen von kraftstoff in den brennraum einer brennkraftmaschine
DE10111293B4 (de) Kraftstoffeinspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen
EP1619385A1 (de) Aktoreinrichtung für ein Kraftstoffeinspritzsystem
DE102004011095A1 (de) Kraftstoffeinspritzventil
EP1530679B1 (de) Kraftstoffeinspritzventil mit einem ventil zum steuern von kraftstoff
DE102006003040A1 (de) Kraftstoffinjektor
WO2006058604A1 (de) Kraftstoff-injektor
WO2009130063A1 (de) Injektor
DE10160490A1 (de) Kraftstoff-Einspritzvorrichtung, Kraftstoffsystem sowie Brennkraftmaschine
DE102005057748A1 (de) Düsenbaugruppe für ein Einspritzventil
EP1751423A1 (de) Kraftstoffeinspritzsystem

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20090323

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MT NL PL PT RO SE SI SK TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL BA HR MK RS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20100326

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20100302