EP2173997A1 - Brennkraftmaschine mit mehreren zylindern - Google Patents

Brennkraftmaschine mit mehreren zylindern

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EP2173997A1
EP2173997A1 EP08760780A EP08760780A EP2173997A1 EP 2173997 A1 EP2173997 A1 EP 2173997A1 EP 08760780 A EP08760780 A EP 08760780A EP 08760780 A EP08760780 A EP 08760780A EP 2173997 A1 EP2173997 A1 EP 2173997A1
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EP
European Patent Office
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pressure
rail
fuel
cylinders
rails
Prior art date
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EP08760780A
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English (en)
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EP2173997B1 (de
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Steffen Meyer-Salfeld
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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Publication of EP2173997B1 publication Critical patent/EP2173997B1/de
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    • F02M55/02—Conduits between injection pumps and injectors, e.g. conduits between pump and common-rail or conduits between common-rail and injectors
    • F02M55/025—Common rails
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/3809—Common rail control systems
    • F02D41/3836—Controlling the fuel pressure
    • F02D41/3845—Controlling the fuel pressure by controlling the flow into the common rail, e.g. the amount of fuel pumped
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M55/04—Means for damping vibrations or pressure fluctuations in injection pump inlets or outlets
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    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/02—Fuel-injection apparatus having several injectors fed by a common pumping element, or having several pumping elements feeding a common injector; Fuel-injection apparatus having provisions for cutting-out pumps, pumping elements, or injectors; Fuel-injection apparatus having provisions for variably interconnecting pumping elements and injectors alternatively
    • F02M63/0225—Fuel-injection apparatus having a common rail feeding several injectors ; Means for varying pressure in common rails; Pumps feeding common rails
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/3809—Common rail control systems
    • F02D2041/3881—Common rail control systems with multiple common rails, e.g. one rail per cylinder bank, or a high pressure rail and a low pressure rail
    • 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
    • F02D2250/04—Fuel pressure pulsation in common rails

Definitions

  • the present invention relates to an internal combustion engine having a plurality of cylinders, which are combined to form at least two cylinder banks, according to the preambles of the independent claims.
  • High pressure pump must be larger.
  • a solution with two high pressure pumps, each of the high-pressure quantity requirement of a cylinder bank cover used.
  • the high-pressure quantity requirement of the two high-pressure rails or cylinder banks is covered by a common high-pressure pump, which has at least two hydraulically separated conveying elements, which are each hydraulically connected to a high-pressure rail. If an unequal ignition sequence is used in such an engine concept, this can lead to undesirably high pressure fluctuations in the two high-pressure trails.
  • An object of the invention is therefore to provide a device, a method and a computer program, with each of which the pressure fluctuations in the individual high-pressure rails can be reduced.
  • an internal combustion engine having a plurality of cylinders, which are combined to form at least two cylinder banks, this can be in particular a V-engine, wherein fuel can be injected by means of injectors into combustion chambers of the cylinder and wherein the injectors each with one of at least two high-pressure trails are connected, wherein the injectors of a cylinder bank are connected to different high-pressure trails.
  • the internal combustion engine preferably comprises a first and a second cylinder bank and a first and second high-pressure rail, wherein some cylinders of the first cylinder bank with the first high-pressure rail and some cylinders of the first cylinder bank with the second high-pressure rail and some cylinders of the second cylinder bank with the first high-pressure rail and some cylinders the second cylinder bank are connected to the second high-pressure rail.
  • an internal combustion engine having a plurality of cylinders which are combined to form two cylinder banks, in particular a V-type engine, wherein fuel is injected by means of injectors into combustion chambers of the cylinders can be and wherein the injectors are each connected to one of at least two high-pressure trails, the high-pressure quantity required each by its own high-pressure pump or by separate high-pressure elements of a high pressure pump, which are each hydraulically connected to one of the high pressure rails, covered, the high pressure rails hydraulically with each other are connected.
  • the hydraulic connection enables a pressure equalization between the high-pressure rails, so that pressure fluctuations are reduced.
  • the hydraulic connection of the high-pressure rails preferably comprises a throttle.
  • the restrictor limits the flow rate of the hydraulic connection and dampens hydraulic vibrations caused by changing pressure differences and thus changing directions of flow.
  • each of the high-pressure rails is pressurized by a high-pressure pump or by separate high-pressure elements of a high-pressure pump, which are hydraulically connected to one of the high-pressure rails, and the fuel pressure of a high-pressure rail is regulated and the fuel pressure of the other high-pressure rail is precontrolled.
  • a chaotic behavior of the control which can arise due to the hydraulic connection, can be reduced or avoided.
  • Each of the high pressure rails is preferably pressurized by a high pressure pump or by separate high pressure elements of a high pressure pump hydraulically connected to one of the high pressure rails, and the fuel pressure of a high pressure rail is controlled by a regulator comprising at least a proportional and an integral portion the fuel pressure of the other high-pressure rails is regulated by means of a regulator comprising only a proportional and no integrating component. This variant also reduces or avoids the aforementioned chaotic behavior of the pressure control.
  • the problem mentioned at the outset is also solved by a method for operating an internal combustion engine having a plurality of cylinders, which are combined to form two cylinder banks, in particular a V-type engine, wherein fuel can be injected into combustion chambers of the cylinders by means of injectors and wherein the injectors each with ei - Nem of at least two high-pressure trails are connected, wherein the high-pressure rails are pressurized by a high-pressure pump or by separate high-pressure elements of a high-pressure pump, which are each hydraulically connected to one of the high-pressure rail, is pressurized, characterized that the fuel pressure of a
  • High-pressure trails is regulated and the fuel pressure of the other high-pressure trails is piloted.
  • the fuel pressure of a high-pressure rail is preferably regulated by means of a regulator which comprises at least one proportional and an integral component, and the fuel pressure of the other high-pressure rail is preferably regulated by means of a regulator which comprises only a proportional component.
  • Fig. 1 is a sketch of a first embodiment of an injection system of a
  • FIG. 2 shows a sketch of an injection or firing order of the exemplary embodiment according to FIG. 1;
  • FIG. 3 shows a schematic diagram to illustrate pressure fluctuations of the pressure in the high-pressure rail
  • FIG. 4 shows a sketch of a first exemplary embodiment of a control or regulation
  • 5 shows a sketch of a second embodiment of a control
  • Fig. 6 is a sketch of a second embodiment of an injection system of a
  • FIG. 7 shows a sketch of an injection or firing order of the exemplary embodiment according to FIG. 6.
  • Fig. 1 shows a sketch of an injection system of an internal combustion engine in a greatly simplified representation. Shown is a rough sketch of an injection system 1 of an eight-cylinder diesel engine. It is assumed here by an 8-cylinder internal combustion engine with a cylinder arrangement in V-shape, wherein the cylinders each form a row of cylinders a cylinder bank Bl or B2. The cylinders,
  • Pistons, exhaust valves and the like of the internal combustion engine are not shown in the sketch of FIG. 1, the cylinders are referred only by the respective injectors, these are referred to here as Il to 18.
  • the injectors Il to 14 belong to the first cylinder bank Bl
  • the injectors 15 to 18 belong to the second cylinder bank B2.
  • the injectors II to 18 each include an injection valve, which can be opened and closed electrically by a piezoelectric or magnetic actuator.
  • the injectors Il to 14 are controlled by the control unit Sl
  • the injectors 15 to 18 are controlled by the control unit S2.
  • the injectors Il to 14 are controlled by the control unit Sl
  • the injectors 15 to 18 are controlled by the control unit S2.
  • Injectors are each connected to a known high-pressure rail Rl or R2.
  • the injectors II to 14 are connected to the high-pressure rail RI, and the injectors 15 to 18 are connected to the high-pressure rail R2.
  • the high-pressure rail Rl is acted upon by a high-pressure pump Pl with fuel pressure, the high-pressure rail R2 is pressurized by a high-pressure pump P2 with fuel.
  • the high-pressure pumps Pl and P2 can either be supplied with fuel by separate low-pressure pumps or by a common low-pressure pump.
  • One of the control units is operated as a master, the other as a slave. Alternatively, the control can also be done by a common control unit.
  • the pressure in the high-pressure rail Rl is measured by a first pressure sensor RDS1 and transmitted to the control unit S1, according to the pressure in the high-pressure rail R2 is measured via a second pressure sensor RDS2 and transmitted to the control unit S2.
  • the high-pressure rails Rl and R2 are hydraulically connected to each other with a connecting line 2.
  • a throttle 3 is arranged within the connecting line 2.
  • the throttle may be a throttle valve with a constant constriction, as in the illustration of FIG. 1, but may also be a throttle valve that is adjustable. In this case, an electro-mechanical adjustment, which is controlled, for example, by one of the control units S1 or S2 or an extra control, is available.
  • the firing order is plotted over the crankshaft angle and plotted graphically one above the other for easier understanding.
  • the firing order here is 1, 5, 7, 2, 6, 3, 4, 8.
  • the bank-wise representation shows that, for example, the cylinders 5 and 7 of
  • Cylinder bank B2 and the cylinders 3 and 4 of the cylinder bank Bl with a relatively short distance of l / n * 720 0 KW (n number of cylinders) ignite successively and thus injected with this short distance in succession.
  • one of the high pressure pumps may be driven in an open loop (i.e., a controller), the other high pressure pump is still controlled by a closed loop.
  • the control of the high pressure pump controlled by an open control loop is stored in a pilot control map in the control unit. 4 shows a sketch of such a control.
  • the control loop for the high-pressure rail Rl is shown, this includes a controller RGl, the output of which supplies a control variable for the high pressure pump Pl.
  • the high-pressure rail pressure PR1 At the outlet of the high-pressure pump P1, there is the high-pressure rail pressure PR1, which is measured by a pressure sensor RDS1 and is applied as an electrical signal to a subtractor with negative characters upstream of the input of the controller RG1.
  • the setpoint rail pressure P1_S is applied as the reference variable with a positive sign.
  • the high-pressure rail R2 does not include any control but is controlled on the basis of the desired value PR2_S of the high-pressure rail pressure via a controller S2, which determines a control variable for the high-pressure pump P2 on the basis of a characteristic diagram.
  • the high pressure rail pressures PR1 and PR2 of both high pressure rails R1 and R2 can be controlled as shown in FIG. Both control circuits are therefore structured as the control loop for the high-pressure rail Rl in Fig. 4.
  • the controller RGl in Fig. 5 for the high-pressure rail Rl is a controller with a proportional component and an integrating component, thus a PI controller.
  • the regulator for the high-pressure rail R2, designated as RG 2 in FIG. 5, has only a proportional component, ie is a pure P controller.
  • the proportional component can react dynamically to existing system deviations in the short term.
  • the integrating component responds with a time delay even to small deviations from the setpoint.
  • FIG. 6 shows a further alternative embodiment of an injection system for a multi-cylinder internal combustion engine.
  • the representation essentially corresponds to the representation in FIG. 1.
  • the designation of identical assemblies is the same.
  • the hydraulic connection between the two high-pressure rails R1 and R2 is dispensed with here. Instead, the assignment high-pressure rail Rl to cylinder bank Bl and high-pressure R2 to cylinder bank B2 is repealed.
  • the injectors of the cylinder bank 1, which are the injectors II, 12, 13 and 14 are no longer associated with the high-pressure rail Rl, instead are in the specific example of the above ignition sequence 1, 5, 7, 2, 6, 3, 4, 8 the injectors Il and 14 associated with the high-pressure rail Rl, the injectors 12 and 13 are associated with the high-pressure rail R2.
  • the injectors 15 and 18 of the second cylinder bank B2 are assigned to the high-pressure rail R2, which
  • Injectors 16 and 17 of the second cylinder bank B2 are assigned to the high-pressure rail Rl.
  • An alternative, likewise unequal firing sequence can be counteracted by an alternative, suitable assignment of the injectors to the high-pressure rails R 1 and R 2 in the sense of the invention. While the assignment between high-pressure rail Rl and cylinder bank Bl and high-pressure rail R2 and cylinder bank B2 is identical in FIG. 2, this is not identical in FIG. 7, instead only the high pressure rails Rl and R2 reference.
  • the high-pressure rail Rl are assigned to the cylinders 1, 4, 6, 7, the high-pressure rail R2, the cylinders 2, 3, 5 and 8 are assigned. As can be seen from FIG. 7, the ignitions and thus the injections are in each case alternately assigned to the high-pressure rails R 1 and R 2, so that no different pause times occur between successive injections as in the exemplary embodiment according to FIG.

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Abstract

Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern, die zu mindestens zwei Zylinderbänken (B1, B2) zusammengefasst sind, wobei Kraftstoff mittels Injektoren (I1-I8) in Brennräume der Zylinder eingespritzt werden kann und wobei die Injektoren (I1-I8) jeweils mit einem von mindestens zwei Hochdruckrails (R1, R2) verbunden sind, wobei die Injektoren (I1-I8) einer Zylinderbank (B1, B2) mit unterschiedlichen Hochdruckrails (R1, R2) verbunden sind.

Description

Beschreibung
Titel
Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern
Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern, die zu mindestens zwei Zylinderbänken zusammengefasst sind, nach den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.
Zur Reduzierung mechanischer Schwingungen wird insbesondere bei V-Motoren eine so genannte ungleiche Zündfolge verwendet. Damit ist gemeint, dass sich die beiden Zylinderbänke in Bezug auf die Zylinderreihenfolge nicht durchgängig abwechseln. Einerseits finden dadurch zwei aufeinander folgende Zündungen an einer Bank statt, andererseits kommt es an dieser Bank zu einer längeren Pause, wenn an der zweiten
Zylinderbank zwei aufeinander folgende Zündungen stattfinden.
Common-Rail-Systeme sind für Benzin- und Dieselmotoren an sich bekannt. In einigen Anwendungsfällen ist es gerade bei Dieselmotoren sinnvoll, statt einer Hoch- druckpumpe zwei Hochdruckpumpen zu verwenden, da beispielsweise die zur Verfügung stehende Pumpenleistung einer Hochdruckpumpe allein für den gesamten Hochdruck-Mengenbedarf nicht ausreicht. Dies ist beispielsweise bei kleineren Schiffsdieselmotoren der Fall, die aus Dieselmotorbaureihen aus dem Nutzfahrzeugbereich abgeleitet sind. Der Schiffsdieselmotor weist eine höhere spezifische Leistung als die Ausführung für den Nutzfahrzeugbereich auf, so dass die Förderleistung der
Hochdruckpumpe größer sein muss. Um trotzdem weiterhin handelsübliche Komponenten verwenden zu können, wird in einem solchen Fall im Stand der Technik statt eines motorweiten Common-Rail-Systems mit einer Hochdruckpumpe eine Lösung mit zwei Hochdruckpumpen, die jeweils den Hochdruck- Mengenbedarf einer Zylinderbank decken, verwendet. Alternativ wird der Hochdruck- Mengenbedarf der beiden Hochdruck- Rails bzw. Zylinderbänke durch eine gemeinsame Hochdruckpumpe gedeckt, die über mindestens zwei hydraulisch getrennte Förderelemente verfügt, die jeweils mit einem Hochdruck- Rail hydraulisch verbunden sind. Wird bei einem derartigen Motorkonzept eine ungleiche Zündfolge verwendet, so kann dies zu unerwünscht starken Druckschwankungen in den beiden Hochdruckrails führen.
Offenbarung der Erfindung
Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung, ein Verfahren sowie ein Computerprogramm anzugeben, mit denen jeweils die Druckschwankungen in den einzelnen Hochdruckrails verringert werden können.
Dieses Problem wird gelöst durch eine Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern, die zu mindestens zwei Zylinderbänken zusammengefasst sind, dies kann insbesondere ein V-Motor sein, wobei Kraftstoff mittels Injektoren in Brennräume der Zylinder eingespritzt werden kann und wobei die Injektoren jeweils mit einem von mindestens zwei Hochdruckrails verbunden sind, wobei die Injektoren einer Zylinderbank mit un- terschiedlichen Hochdruckrails verbunden sind. Statt einer bankweisen Zuordnung der
Injektoren zu einem Hochdruckrail erfolgt die Zuordnung von Injektoren einer Zylinderbank zu unterschiedlichen Hochdruckrails.
Die Brennkraftmaschine umfasst bevorzugt eine erste und eine zweite Zylinderbank und ein erstes und zweites Hochdruckrail, wobei einige Zylinder der ersten Zylinderbank mit dem ersten Hochdruckrail und einige Zylinder der ersten Zylinderbank mit dem zweiten Hochdruckrail sowie einige Zylinder der zweiten Zylinderbank mit dem ersten Hochdruckrail und einige Zylinder der zweiten Zylinderbank mit dem zweiten Hochdruckrail verbunden sind. Dadurch wird bei einer ungleichen Zündfolge eine gleichmäßige Einspritzfolge der Hochdruckrails bewirkt.
Das eingangs genannte Problem wird auch gelöst durch eine Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern, die zu zwei Zylinderbänken zusammengefasst sind, insbesondere V-Motor, wobei Kraftstoff mittels Injektoren in Brennräume der Zylinder eingespritzt werden kann und wobei die Injektoren jeweils mit einem von mindestens zwei Hochdruckrails verbunden sind, deren Hochdruck-Mengenbedarf jeweils durch eine eigene Hochdruckpumpe oder durch getrennte Hochdruckelemente einer Hochdruckpumpe, die jeweils mit einem der Hochdruckrails hydraulisch verbunden sind, gedeckt wird, wobei die Hochdruckrails hydraulisch miteinander verbunden sind. Die hydraulische Verbindung ermöglicht einen Druckausgleich zwischen den Hochdruckrails, so- dass Druckschwankungen verringert werden.
Die hydraulische Verbindung der Hochdruckrails umfasst bevorzugt eine Drossel. Die Drossel begrenzt die Durchflussmenge der hydraulischen Verbindung und dämpft hydraulische Schwingungen, die durch wechselnde Druckunterschiede und damit wechselnde Durchflussrichtungen entstehen.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass jedes der Hochdruckrails durch eine Hochdruck- pumpe oder durch getrennte Hochdruckelemente einer Hochdruckpumpe, die jeweils mit einem der Hochdruckrails hydraulisch verbunden sind, mit Kraftstoffdruck beaufschlagt wird und der Kraftstoffdruck eines Hochdruckrails geregelt ist und der Kraftstoffdruck der anderen Hochdruckrails vorgesteuert ist. Dadurch kann ein chaotisches Verhalten der Regelung, die durch die hydraulische Verbindung entstehen kann, ver- ringert oder vermieden werden.
Jedes der Hochdruckrails wird bevorzugt durch eine Hochdruckpumpe oder durch getrennte Hochdruckelemente einer Hochdruckpumpe, die jeweils mit einem der Hochdruckrails hydraulisch verbunden sind, mit Kraftstoffdruck beaufschlagt und der Kraftstoffdruck eines Hochdruckrails wird mittels eines Reglers, der mindestens einen proportionalen und einen integrierenden Anteil umfasst, geregelt und der Kraftstoffdruck der anderen Hochdruckrails wird mittels eines Reglers, der nur einen proportionalen und keinen integrierenden Anteil umfasst, geregelt. Auch diese Variante verringert oder vermeidet das zuvor genannte chaotische Verhalten der Druckregelung.
Das eingangs genannte Problem wird auch gelöst durch ein Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern, die zu zwei Zylinderbänken zusam- mengefasst sind, insbesondere V-Motor, wobei Kraftstoff mittels Injektoren in Brennräume der Zylinder eingespritzt werden kann und wobei die Injektoren jeweils mit ei- nem von mindestens zwei Hochdruckrails verbunden sind, wobei die Hochdruckrails hydraulisch miteinander verbunden sind, wobei jedes der Hochdruckrails durch eine Hochdruckpumpe oder durch getrennte Hochdruckelemente einer Hochdruckpumpe, die jeweils mit einem der Hochdruckrails hydraulisch verbunden sind, mit Kraftstoff- druck beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffdruck eines
Hochdruckrails geregelt wird und der Kraftstoffdruck der anderen Hochdruckrails vorgesteuert wird.
Der Kraftstoffdruck eines Hochdruckrails wird bevorzugt mittels eines Reglers, der mindestens einen proportionalen und einen integrierenden Anteil umfasst, geregelt und der Kraftstoffdruck des anderen Hochdruckrails wird bevorzugt mittels eines Reglers, der nur einen proportionalen Anteil umfasst, geregelt.
Das eingangs genannte Problem wird auch gelöst durch ein Computerprogramm mit Programmcode zur Durchführung aller Schritte nach einem erfindungsgemäßen Verfahren, wenn das Programm in einem Computer ausgeführt wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine Skizze eines ersten Ausführungsbeispiels einer Einspritzanlage einer
Brennkraftmaschine;
Fig. 2 eine Skizze einer Einspritz- bzw. Zündreihenfolge des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1;
Fig. 3 eine Prinzipskizze zur Verdeutlichung von Druckschwankungen des Drucks im Hochdruckrail ;
Fig. 4 eine Skizze eines ersten Ausführungsbeispiels einer Regelung bzw. Steuerung; Fig. 5 eine Skizze eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Regelung;
Fig. 6 eine Skizze eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Einspritzanlage einer
Brennkraftmaschine.
Fig. 7 eine Skizze einer Einspritz- bzw. Zündreihenfolge des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 6.
Ausführungsformen der Erfindung
Fig. 1 zeigt eine Skizze einer Einspritzanlage einer Brennkraftmaschine in stark vereinfachter Darstellung. Dargestellt ist eine grobe Skizze einer Einspritzanlage 1 einer Acht- Zylinder-Diesel-Brennkraftmaschine. Es wird hier von einer 8-Zylinder- Brennkraftmaschine mit einer Zylinderanordnung in V- Form ausgegangen, wobei die Zylinder jeweils einer Zylinderreihe eine Zylinderbank Bl bzw. B2 bilden. Die Zylinder,
Kolben, Auslassventile und dergleichen der Brennkraftmaschine sind in der Skizze der Fig. 1 nicht dargestellt, auf die Zylinder wird nur durch die jeweiligen Injektoren Bezug genommen, diese sind hier als Il bis 18 bezeichnet. Die Injektoren Il bis 14 gehören zur ersten Zylinderbank Bl, die Injektoren 15 bis 18 gehören zur zweiten Zylinderbank B2. Die Injektoren Il bis 18 umfassen jeweils ein Einspritzventil, das durch einen piezoelektrischen oder magnetischen Aktor elektrisch geöffnet und geschlossen werden kann. Das elektrische Öffnen und Schließen der Einspritzventile der Injektoren Il bis 18 erfolgt über Steuergeräte, diese sind hier als Sl und S2 bezeichnet, die die Injektoren 11-18 elektrisch ansteuern. Die Injektoren Il bis 14 werden durch das Steuergerät Sl gesteuert, die Injektoren 15 bis 18 werden durch das Steuergerät S2 gesteuert. Die
Injektoren sind jeweils an ein an sich bekanntes Hochdruckrail Rl bzw. R2 angeschlossen. An das Hochdruckrail Rl sind die Injektoren Il bis 14 angeschlossen, an das Hochdruckrail R2 sind die Injektoren 15 bis 18 angeschlossen. Das Hochdruckrail Rl wird durch eine Hochdruckpumpe Pl mit Kraftstoffdruck beaufschlagt, das Hochdruckrail R2 wird durch eine Hochdruckpumpe P2 mit Kraftstoff druck beaufschlagt. Die Hochdruckpumpen Pl und P2 können entweder von getrennten Niederdruckpumpen oder durch eine gemeinsame Niederdruckpumpe mit Kraftstoff versorgt werden. Diese und weitere Elemente des Kraftstoffversorgungssystems wie Filter, Ventile und dergleichen sind für ein Common-Rail-System an sich bekannt und hier nicht dargestellt. Effektiv sind hier also zwei voneinander unabhängige Common-Rail- Einspritzsysteme für jede Zylinderbank vorgesehen. Eines der Steuergeräte wird dabei als Master, das andere als Slave betrieben. Alternativ kann die Ansteuerung auch durch ein gemeinsames Steuergerät erfolgen. Der Druck im Hochdruckrail Rl wird durch einen ersten Drucksensor RDSl gemessen und an das Steuergerät Sl übertragen, entsprechend wird der Druck im Hochdruckrail R2 über einen zweiten Drucksensor RDS2 gemessen und an das Steuergerät S2 übertragen. Die Hochdruckrails Rl und R2 sind mit einer Verbindungsleitung 2 miteinander hydraulisch verbunden. Innerhalb der Verbindungsleitung 2 ist eine Drossel 3 angeordnet. Die Drossel kann wie in der Darstellung der Fig. 1 ein Drosselventil mit konstanter Verengung sein, kann aber ebenso ein Drosselventil, das verstellbar ist, sein. In diesem Fall bietet sich eine elekt- romechanische Verstellung, die beispielsweise von einem der Steuergeräte Sl oder S2 oder einer Extrasteuerung gesteuert wird, an.
In Fig. 2 ist die Zündreihenfolge und damit auch die Einspritzreihenfolge der 8-
Zylinder- Brennkraftmaschine gemäß Fig. 1 dargestellt. Der Kurbelwellenwinkel φ ist von φ =0° KW bis φ =720° KW dargestellt. Über den Kurbelwellenwinkel ist die Zündreihenfolge aufgetragen und zum leichteren Verständnis jeweils bankweise übereinander graphisch aufgetragen. Die Zündreihenfolge ist hier 1, 5, 7, 2, 6, 3, 4, 8. Durch die bankweise Darstellung wird deutlich, dass beispielsweise die Zylinder 5 und 7 der
Zylinderbank B2 und die Zylinder 3 und 4 der Zylinderbank Bl mit einem relativ kurzen Abstand von l/n * 7200KW (n=Zylinderzahl) nacheinander zünden und damit auch mit diesem kurzen Abstand nacheinander eingespritzt wird.
Fig. 3 zeigt eine Prinzipskizze zur Verdeutlichung von Druckschwankungen des
Hochdruckraildrucks PR in den beiden Hochdruckrails Rl bzw. R2, hier am Beispiel des Hochdruckrails Rl. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, gibt es beispielsweise zwischen der Einspritzung und damit auch Zündung der Zylinder 1 und 2 eine relativ lange Pause von 2/n * 7200KW (n=Zylinderzahl), wohingegen die unmittelbar aufeinander fol- gende Zündung und Einspritzung der Zylinder 3 und 4 nur eine relativ kurze Pause von l/n * 7200KW (n=Zylinderzahl) zwischen zwei Einspritzungen aufweist. Werden keine weiteren Maßnahmen getroffen, so haben diese sehr unterschiedlichen Zeiten zwischen zwei Einspritzungen zu Folge, dass durch die ununterbrochene Förderung der Hochdruckpumpe während einer relativ langen Einspritzpause, beispielsweise zwischen den Zylindern 1 und 2, ein Druckanstieg stattfindet, bei einer relativ kurzen Zeit zwischen zwei Einspritzungen wie beispielsweise zwischen den Einspritzungen der Zylinder 3 und 4 ein Druckabfall, durch eine Linie PR angedeutet, stattfindet. Die Verbindungsleitung 2 zwischen den beiden Hochdruckrails Rl und R2 sorgt nun dafür, dass die Druckschwankungen der beiden Hochdruckrails Rl und R2 geglättet werden. Dabei auftretende Druckschwingungen durch hin- und herströmenden Kraftstoff werden durch die Drossel 3 vermindert.
Aufgrund der hydraulischen Verbindung zwischen den Hochdruckrails Rl und R2 kommt es zu einer gegenseitigen Beeinflussung der zuvor unabhängigen Hochdruckrail- Druckregelkreise, was unvorhersehbares, sogar chaotisches Verhalten, zur Folge haben kann. Diesem Verhalten kann durch zwei verschiedene Maßnahmen begegnet werden:
Zum einen kann eine der Hochdruckpumpen in einem offenen Regelkreis (d.h. einer Steuerung) angesteuert werden, die andere Hochdruckpumpe wird weiterhin durch einen geschlossenen Regelkreis geregelt. Die Ansteuerung der mit einem offenen Regelkreis angesteuerten Hochdruckpumpe wird in einem Vorsteuerkennfeld im Steuer- gerät hinterlegt. Fig. 4 zeigt eine Skizze einer derartigen Regelung bzw. Steuerung. Im oberen Bereich der Fig. 4 ist der Regelkreis für das Hochdruckrail Rl dargestellt, dieser umfasst einen Regler RGl, dessen Ausgang eine Stellgröße für die Hochdruckpumpe Pl liefert. Am Ausgang der Hochdruckpumpe Pl liegt der Hochdruckraildruck PRl an, der durch einen Drucksensor RDSl gemessen wird und als elektrisches Sig- nal auf einen dem Eingang des Reglers RGl vorgeschalteten Subtrahierer mit negativen Zeichen aufgeschaltet wird. An dem anderen Eingang des Subtrahierers liegt mit positivem Vorzeichen der Soll-Raildruck P1_S als Führungsgröße an. Insofern handelt es sich hier um einen klassischen Regelkreis. Das Hochdruckrail R2 umfasst keine Regelung, sondern wird anhand des Sollwerts PR2_S des Hochdruckraildrucks über eine Steuerung S2, die anhand eines Kennfelds eine Stellgröße für die Hochdruckpumpe P2 ermittelt, gesteuert.
Alternativ können die Hochdruckraildrücke PRl bzw. PR2 beider Hochdruckrails Rl und R2 geregelt sein wie in Fig. 5 dargestellt. Beide Regelkreise sind daher aufgebaut wie der Regelkreis für das Hochdruckrail Rl in Fig. 4. Der Regler RGl in Fig. 5 für das Hochdruckrail Rl ist ein Regler mit einem proportionalen Anteil und einem integrierenden Anteil, somit ein Pl-Regler. Der Regler für das Hochdruckrail R2, in Fig. 5 als RG 2 bezeichnet, weist nur einen proportionalen Anteil auf, ist also ein reiner P- Regler. Der proportionale Anteil kann kurzfristig auf bestehende Regelabweichungen dynamisch reagieren. Der integrierende Anteil reagiert zeitverzögert auch auf kleine Abweichungen von dem Sollwert.
Fig. 6 zeigt eine weitere alternative Ausführungsform einer Einspritzanlage für eine Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern. Die Darstellung entspricht im Wesentlichen der Darstellung in Fig. 1. Entsprechend ist die Bezeichnung identischer Baugruppen gleich gewählt. Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 wird hier auf die hydraulische Verbindung zwischen den beiden Hochdruckrails Rl und R2 verzichtet. Stattdessen wird die Zuordnung Hochdruckrail Rl zu Zylinderbank Bl und Hochdruckrail R2 zu Zylinderbank B2 aufgehoben. Die Injektoren der Zylinderbank 1, das sind die Injektoren II, 12, 13 und 14 sind nun nicht mehr dem Hochdruckrail Rl zugeordnet, stattdessen sind im speziellen Beispiel der oben genannten Zündfolge 1, 5, 7, 2, 6, 3, 4, 8 die Injektoren Il und 14 dem Hochdruckrail Rl zugeordnet, die Injektoren 12 und 13 sind dem Hochdruckrail R2 zugeordnet. Entsprechend sind die In- jektoren 15 und 18 der zweiten Zylinderbank B2 dem Hochdruckrail R2 zugeordnet, die
Injektoren 16 und 17 der zweiten Zylinderbank B2 sind dem Hochdruckrail Rl zugeordnet. Einer Alternativen, ebenfalls ungleichen Zündfolge kann durch eine alternative, geeignete Zuordnung der Injektoren zu den Hochdruckrails Rl und R2 im Sinne der Erfindung begegnet werden. Fig. 7 zeigt die Einspritzreihenfolge entsprechend der Darstellung der Fig. 2. Während in Fig. 2 die Zuordnung zwischen Hochdruckrail Rl und Zylinderbank Bl und Hochdruckrail R2 sowie Zylinderbank B2 identisch ist, ist diese in Fig. 7 nicht identisch, stattdessen wird hier nur auf die Hochdruckrails Rl und R2 Bezug genommen. Dem Hochdruckrail Rl sind die Zylinder 1, 4, 6, 7 zugeordnet, dem Hochdruckrail R2 sind die Zylinder 2, 3, 5 sowie 8 zugeordnet. Wie aus Fig. 7 zu erkennen ist, sind die Zündungen und damit die Einspritzungen jeweils wechselweise den Hochdruckrails Rl bzw. R2 zugeordnet, so dass hier keine unterschiedlichen Pausenzeiten zwischen aufeinander folgenden Einspritzungen wie dies im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 der Fall war, auftritt.

Claims

Ansprüche
1. Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern, die zu mindestens zwei Zylinderbänken (Bl, B2) zusammengefasst sind, wobei Kraftstoff mittels Injektoren (11-18) in Brennräume der Zylinder eingespritzt werden kann und wobei die Injektoren (11-18) jeweils mit einem von mindestens zwei Hochdruckrails (Rl, R2) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Injektoren (11-18) einer Zylinderbank (Bl, B2) mit unterschiedlichen Hochdruckrails (Rl, R2) verbunden sind.
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Brenn- kraftmaschine eine erste Zylinderbank (Bl) und eine zweite Zylinderbank (B2) und ein erstes Hochdruckrail (Rl) und zweites Hochdruckrail (R2) umfasst, wobei einige Zylinder der ersten Zylinderbank (Bl) mit dem ersten Hochdruckrail (Rl) und einige Zylinder der ersten Zylinderbank (Bl) mit dem zweiten Hochdruckrail (R2) sowie einige Zylinder der zweiten Zylinderbank (B2) mit dem ersten Hochdruckrail (Rl) und einige Zylinder der zweiten Zylinderbank (B2) mit dem zweiten
Hochdruckrail (R2) verbunden sind.
3. Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern, die zu zwei Zylinderbänken (Bl, B2) zusammengefasst sind, wobei Kraftstoff mittels Injektoren (11-18) in Brennräume der Zylinder eingespritzt werden kann und wobei die Injektoren (11-18) jeweils mit einem von mindestens zwei Hochdruckrails (Rl, R2) verbunden sind, deren Hochdruck-Mengenbedarf jeweils durch eine eigene Hochdruckpumpe gedeckt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruckrails (Rl, R2) hydraulisch miteinander verbunden sind.
4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Verbindung (2) der Hochdruckrails eine Drossel (3) umfasst.
5. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Hochdruckrails (Rl, R2) durch eine Hochdruckpumpe (Pl, P2) oder durch getrennte Hochdruckelemente einer Hochdruckpumpe, die jeweils mit einem der Hochdruckrails hydraulisch verbunden sind, mit Kraftstoff- druck beaufschlagt wird und der Kraftstoffdruck eines Hochdruckrails geregelt ist und der Kraftstoff druck der anderen Hochdruckrails vorgesteuert ist.
6. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Hochdruckrails (Rl, R2) durch eine Hochdruckpum- pe (Pl, P2) mit Kraftstoffdruck beaufschlagt wird und der Kraftstoffdruck eines
Hochdruckrails mittels eines Reglers, der mindestens einen proportionalen und einen integrierenden Anteil umfasst, geregelt ist und der Kraftstoffdruck der anderen Hochdruckrails mittels eines Reglers, der nur einen proportionalen und keinen integrierenden Anteil umfasst, geregelt ist.
7. Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern, die zu zwei Zylinderbänken (Bl, B2) zusammengefasst sind, wobei Kraftstoff mittels Injektoren (11-18) in Brennräume der Zylinder eingespritzt werden kann und wobei die Injektoren (11-18) jeweils mit einem von mindestens zwei Hochdruckrails (Rl, R2) verbunden sind, wobei die Hochdruckrails (Rl, R2) hydraulisch miteinander verbunden sind, wobei jedes der Hochdruckrails (Rl, R2) durch eine Hochdruckpumpe (Pl, P2) mit Kraftstoffdruck beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffdruck eines Hochdruckrails geregelt wird und der Kraftstoffdruck der anderen Hochdruckrails vorgesteuert wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoff druck eines Hochdruckrails mittels eines Reglers, der mindestens einen proportionalen und einen integrierenden Anteil umfasst, geregelt ist und der Kraftstoffdruck der anderen Hochdruckrails mittels eines Reglers, der nur einen proportionalen Anteil umfasst, geregelt wird.
9. Computerprogramm mit Programmcode zur Durchführung aller Schritte nach einem der Ansprüche 7 oder 8, wenn das Programm in einem Computer ausgeführt wird.
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