WO2018224180A1 - Kraftstoffeinspritzsystem und verfahren zur ausführung damit - Google Patents

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WO2018224180A1
WO2018224180A1 PCT/EP2018/000293 EP2018000293W WO2018224180A1 WO 2018224180 A1 WO2018224180 A1 WO 2018224180A1 EP 2018000293 W EP2018000293 W EP 2018000293W WO 2018224180 A1 WO2018224180 A1 WO 2018224180A1
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fuel
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Robby Gerbeth
Hubert Lugger
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Mtu Friedrichshafen Gmbh
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    • F02D2200/0602—Fuel pressure

Definitions

  • the present invention relates to a fuel injection system according to claim 1. Furthermore, the invention relates to a method of execution with such a fuel injection system according to the preamble of claim 5.
  • overpressure or pressure control valves are used as a safety device to limit the pressure increase in the system in case of failure of the high pressure supply side pressure control, for example, directly via the high pressure pump or one of these upstream intake throttle.
  • the pressure control valve generally insofar a pressure reducing device, must be able to control the entire excess flow rate of the high-pressure pump (maximum flow minus actual consumption) in such an error case, in order to avoid further pressure increase.
  • the present invention has the object to provide a fuel injection system of the aforementioned type, which overcomes the disadvantages of the prior art.
  • a fuel injection system is proposed, in particular for a large engine, preferably a (large) diesel engine, for example with a number of cylinders greater than ten, for example 16 or 20 cylinders.
  • the fuel injection system here is in particular a common-rail fuel injection system, for example provided for use with fuel pressure levels beyond 2000 bar or even 2500 bar, the fuel intended for use with the fuel injection system being in particular liquid fuel, preferably diesel fuel, heavy oil or for example bio-oil.
  • the fuel injection system includes a low-pressure fuel pump which is provided to supply fuel from a reservoir such as a tank to a high-pressure downstream (downstream) fuel pump of the fuel injection system.
  • the low-pressure fuel pump in particular via a first line path of the fuel injection system with the high-pressure fuel pump - to the flow on the part of the low-pressure fuel pump - connected.
  • the high-pressure fuel pump has its own or associated pressure control device, which can be formed, for example in the form of a suction throttle device (in the first line path), in particular in large engines.
  • the fuel injection system comprises at least one (accumulator) pressure accumulator or a rail which can be flowed by the high-pressure fuel pump, that is, in particular via a second line path of the fuel injection system.
  • accumulator pressure accumulator
  • a rail which can be flowed by the high-pressure fuel pump, that is, in particular via a second line path of the fuel injection system.
  • a number of fuel injectors of the fuel injection system can be supplied with fuel for an injection operation in a manner known per se and intended.
  • a pressure reducing device is further provided, in particular in the form of a pressure control valve or pressure relief valve, wherein via the pressure reducing device, a rail pressure via Abêtn of fuel via the third conduction path can be reduced.
  • the third conduction path is in particular a one Leckageabströmweg, which preferably leads from the at least one rail back into the storage container, that is from the high pressure (HD) - to the low pressure side (ND) on the fuel injection system.
  • the fuel injection system further comprises a rail pressure sensor, which allows depending on a pressure determined thereon, the pressure reducing device and / or the pressure control device of the high-pressure fuel pump (and insofar the high pressure level set in the high-pressure system) to control or to regulate.
  • the pressure signal of the rail pressure sensor which is preferably processed in a control unit of the fuel injection system, is so far preferably a controlled variable for regulating the rail pressure.
  • the fuel injection system may, for example, also have a low-pressure sensor, in particular connected to the first conduction path.
  • the first conduction path continues via a valve (of the fuel injection system) which is arranged in the first conduction path and which can be reversed, in particular switched back and forth, between a passage position and a throttle position.
  • the valve is so far preferably a switching (throttle) valve, further preferably a 2/2-way valve.
  • the valve is preferably electrically reversible.
  • preferred embodiments of the fuel injection system in which this is adapted to keep the valve during normal operation of the fuel injection system in passage position (wherein the Ab Kunststoffkatician the pressure reducing device into account taking into account winning the high-pressure fuel pump can be done by the pressure control device) and with or at a extraordinary operating case of the fuel injection system in the throttle position to redirect.
  • An extraordinary case of operation here is in particular an emergency operation, for example, accompanied by a failure of the rail pressure sensor or the pressure control device of the high-pressure fuel pump.
  • the fuel injection system is in this case arranged so that during an extraordinary operation, which can hold over a period, a fuel delivery to the high-pressure fuel pump via the first conduction path with repeated reversal, in particular repeated switching back and forth, the valve between the passage position and the throttle position and insofar in particular a flow rate limitation is effected.
  • the reversal of the valve can in this case for example be controlled, in particular map-based, preferably e.g. by means of a control unit of
  • Fuel injection system Suitably switched back and forth, the valve even succeeds in enabling injection operation at full system pressure even in emergency operation.
  • Regulation of the rail pressure in particular accompanied by a limitation of the flow to the high-pressure fuel pump.
  • its implementation is provided for a first first extraordinary operating case of the fuel injection system, which may correspond to a first emergency operation of the fuel injection system.
  • a first first extraordinary operating case of the fuel injection system which may correspond to a first emergency operation of the fuel injection system.
  • Such is in the context of the present invention, in particular an operating case in which the pressure control device of the high-pressure pump is not working or not working correctly, in particular has failed.
  • the repeated reversal of the valve can take place-advantageously, in particular while maintaining a regulation of the system or rail pressure-depending on the rail pressure determined via the rail pressure sensor.
  • the pressure reducing device is also provided in particular, that is to the demand-driven control of fuel quantities from the rail (alternatively, the valve can also eg only controlled, eg map based, be reversed).
  • the valve can also eg only controlled, eg map based, be reversed.
  • Rail pressure regulation in this respect causes vorradst by the back and forth or the repeated reversing the valve in cooperation with the pressure reducing device, further preferably depending on the determined by means of the rail pressure sensor system pressure.
  • the pressure control device of the high-pressure fuel pump is hereby preferably opened to maximum passage and held in this position.
  • a second extraordinary operating case which may correspond to a second emergency operation of the fuel injection system.
  • a second extraordinary operating case which may correspond to a second emergency operation of the fuel injection system.
  • such is in particular an operating case in which the rail pressure sensor does not work, in particular due to failure.
  • the repeated reversal of the valve - during the continuation of the second emergency operation especially controlled in dependence on known and / or currently determined operating variables of the fuel injection system, further in particular map-based, wherein the pressure reducing device is preferably controlled to maximum outflow (so that the pressure reducing device not longer affects the rail pressure regulation).
  • the pressure setting of the rail pressure so far preferably only via the valve (by controlling the inflow to the high-pressure fuel pump), in particular, in turn, the pressure control device of the high-pressure fuel pump is turned on maximum passage and held in this position (and so far no Has an influence on rail pressure regulation).
  • the proposed method thus makes it possible to regulate the system pressure or rail pressure in an intentional manner even in emergency situations.
  • an internal combustion engine having at least one fuel injection system as discussed above is also proposed, wherein the internal combustion engine is also set up in particular for carrying out the method described above.
  • the internal combustion engine is in this case designed such that both the method according to the first and the second extraordinary case of operation is feasible.
  • FIG. 1 shows an example and schematically a fuel injection system according to a possible
  • FIG. 4 shows by way of example and schematically a further flowchart for illustrating the method.
  • Fig. 1 shows a fuel injection system 1 of an internal combustion engine 3, in particular a large engine, with which fuel injection system 1, the inventive method is executable.
  • the fuel injection system 1 is provided here as a common rail fuel injection system, in particular for use with liquid fuel, wherein injection pressure levels may be, for example, above 2500 bar.
  • the fuel injection system 1 includes a first 5, a second 7 and a third 9 conduction path each for fuel.
  • the first conduction path 5 in this case connects a low-pressure fuel pump 1 1 of the fuel injection system 1 with a high-pressure fuel pump 13 thereof, that is, to the flow of fuel from the low-pressure fuel pump 11.
  • Excess fuel which the high-pressure fuel pump 13 can not remove depending on the operating situation, can be returned to the tank 15 or to the low-pressure side (ND) of the fuel injection system 1 via a diversion branch 19 together with discharge or check valve 21.
  • Sensitively connected to the first conduction path 5 is also a low-pressure sensor 23, which is the prevailing pressure in the first
  • Line 5 upstream of the high-pressure fuel pump 13 can detect.
  • the high-pressure fuel pump 13 further has a pressure control device 25, which may be integrated into the high-pressure fuel pump 13 or formed separately therefrom, via which a pressure control (high pressure (HD) or rail / system pressure) takes place via the high-pressure fuel pump 13 can.
  • the pressure control device 25 may be designed, for example, as a suction throttle control device on the first line path 5, generally regulating the delivery rate of the high-pressure fuel pump 13 in normal operation.
  • the fuel injection system 1 further comprises at least one pressure accumulator or a rail 27 (for example also a number of eg series connected rails 27).
  • the rail 27 communicates via the second line 7 with the (pressure side of) high-pressure fuel pump 13, that is to the flow of the rail 27 with high-pressure fuel.
  • From the rail 27 discharge high pressure lines 29, which are guided on injectors 31 of the fuel injection system 1, that is, to the supply of naval horrinskymanntem fuel.
  • a leakage line 33 carries excess fuel from the Injectors 31 back to the tank 15, this leakage line 33 present in the
  • the fuel injection system 1 further comprises a pressure reducing device 35, which is arranged on a downstream side of the rail 27, in particular in the third line path 9, via the pressure reducing device 35, a rail pressure via Ab juryn of fuel on the third Line 9 is reduced.
  • the pressure reducing device 35 is preferably designed as a pressure control valve or pressure relief valve, in particular - made possible by the invention - as a favorable commercial vehicle valve. In the context of an Ab-control of fuel via the third conduction path 9, which is insofar a Leckesteströmungsweg, this is passed back into the tank 15, wherein the Ab Kunststoffzweig 19 present after merging with the leakage branch 33 of the injectors 31, for example, in the third conduction path 9 branches off.
  • a rail pressure sensor 37 of the fuel injection system 1 is further arranged, for example upstream downstream of the pressure reducing device 35 communicating with the third line path 9, via which a current high pressure level (system pressure or rail pressure) in the fuel injection system 1 can be determined.
  • a rail pressure signal output by the rail pressure sensor 37 is supplied to a control unit of the fuel injection system 1 (not shown) to effect high-pressure control via the pressure control means 25 of the high-pressure fuel pump 13 and the pressure-reducing device 35, that is, by adjusting the throttle area Suction throttle control device (depending on the currently required high pressure level) and Abêtung of excess amounts by the pressure reducing device 35th
  • the first conduction path 5 continues via a valve 39, in particular via a - advantageously lowable available - low-pressure valve, which is arranged in the first conduction path 5, and which can be reversed between a passage position and a throttle position (shown in Fig. 1) or can be switched back and forth.
  • the valve 39 is so far a switching (throttle) valve, designed in particular as a 2/2-way valve.
  • the valve 39 is located downstream of the branch of the diversion branch 19 and upstream of the high-pressure fuel pump 13 in the first flow path 5.
  • the valve 39 is in this case electrically by energization in the throttle position switchable, spring-loaded by removing the energization in the passage position recoverable. In the throttle position of the flow-through cross section in the first conduit 5 is reduced relative to the passage position, thus, in this position, the feed of fuel to the high-pressure fuel pump 13 (via the first conduit 5) relative to the passage position throttled.
  • the fuel injection system 1 is in this case preferably arranged so that the valve 39 is held in the open position during normal operation of the fuel injection system 1, so that the high pressure control via the pressure control device 25 of the high-pressure fuel pump 13 and the pressure reducing device 35 can be carried out without intervention by the valve 39.
  • the fuel injection system 1 is also designed to reverse the valve 39 to the throttle position in the case of an extraordinary operating case of the fuel injection system 1 (which will be discussed in more detail below, in particular in the context of the method according to the invention).
  • a fuel flow rate limitation via the valve 39 in particular by repeated switching back and forth or reversing thereof (in particular as a function of the crossing of respective predetermined switching thresholds Q1, Q2 according to, for example, FIG.
  • pSys, l a rail or system pressure threshold for performing the method according to a first emergency operation
  • pSys, 2 a rail or system pressure threshold value for carrying out the method according to a second emergency operation case Ql a threshold value of the delivery to the high-pressure fuel pump 13 for
  • the method which is preferably carried out in the context of a continuous rail pressure monitoring or overpressure limitation, provides, with or after occurrence of an exceptional operating case of the fuel injection system 1, the valve 39 for rail pressure regulation (via the flow rate limitation) repeatedly between the passage position and the throttle position switch. Individual aspects of this method will be explained in more detail below with reference to FIG. 2.
  • the prevailing system or rail pressure pSys is continuously compared with a first, (operation-dependent) predetermined threshold value pSys, l, Bz. 41.
  • a first, (operation-dependent) predetermined threshold value pSys, l, Bz. 41 As long as the threshold value pSys, l is reached, the fuel injection system 1 remains in normal operation, Bz. 43, in the context of which the valve 39 is controlled in the passage position.
  • the rail pressure can be determined by the rail pressure sensor 37. However, if it is detected that the threshold value pSys, l is exceeded in the comparison 41, i. On currently high system pressure, the inventive method according to the first extraordinary case of operation, in particular a first emergency operation is activated or
  • the first emergency operation case may in this case correspond in particular to an error case in which the pressure control device 25 of the high-pressure fuel pump 13 does not work or does not operate correctly.
  • the pressure control device 25 Upon detection of the first emergency operation, the pressure control device 25 is then controlled to maximum opening or passage (and held in this position for the duration of the first emergency operation case) as part of the method, whereby a maximum delivery ability of the high-pressure fuel pump 13 per se goes along or an influence on the flow rate is suspended by the pressure control device 25. Furthermore, for the first emergency operation, the pressure control of the rail pressure is now effected by means of the valve 39 and the pressure reducing device 35, that is, in cooperation with the rail pressure sensor 37 and the control unit.
  • a check is continuously carried out for exceeding the flow rate threshold Ql by the current Sprintfbrdermenge AQ, Bz. 47, which delivery amount threshold Ql is stored, for example, in a map for the operating situation, in particular taking into account the maximum discharge capacity of the pressure reducing device 35.
  • the current excess delivery rate AQ can e.g. also map-based determined.
  • the excess flow rate AQ remains below the delivery amount threshold Q1, which is correlated with the discharge capacity of the pressure reducing device 35, the excess delivery amount AQ can be completely deactivated by the pressure reduction device 35 and the valve 39 remains in the passage position (open the switching valve, line 49, cf. Also Fig. 3), a re-examination 47 takes place in the episode.
  • the valve 39 is switched into the throttle position (closing or closing the switching valve, line 51, cf. also FIG. 3) and reducing the delivery rate to the high-pressure fuel pump 13 in sequence; This ensures that the pressure reducing device 35 can reduce the now reduced, any excess flow rate also completely or without further pressure increase.
  • the method continues to be continuously checked, Bz. 55, whether the threshold value pSys, 2 is exceeded or fallen below, the fuel injection system 1 remains in emergency operation stage one, as long as the system pressure pSys the threshold pSys, 2 below and wherein the emergency operation stage two, according to the second extraordinary case of operation activated or is completed, Bz. 57 as soon as the system pressure pSys exceeds the second threshold value pSys, 2.
  • Such an emergency operation is, for example, if the rail pressure sensor 37 has failed, and therefore in particular neither the pressure control device 25 of the high-pressure fuel pump 13 nor the pressure reducing device 37 are sufficiently functional.
  • Fig. 4 illustrates this method aspect in more detail, in which in particular only more control of the high pressure in the context of emergency operation, but not a pressure control.
  • the pressure reducing device 35 is initially controlled to maximum passage (fully open), woneben and the pressure control device 25 is controlled to maximum passage (fully open), so that an influence on the delivery rate of the high-pressure fuel pump 13th both avoided by the pressure reducing device 35 and by the pressure control device 25 or
  • valve 39 which is suitably reversed or switched back and forth in response to the current high-pressure requirement for the corresponding limitation of the flow rate to the high-pressure fuel pump 13.
  • the control of the valve 39 is done here map-based.
  • the reversal of the valve 39 is carried out according to the reversal for the emergency operation stage one, that is again taking into account the switching thresholds of FIG. 3rd
  • Valve 39 is held between the switching thresholds Ql and Q2, as illustrated in particular Fig. 3, in the context of this control, the excess flow ⁇ Q advantageously again always below the Abêtkapaztician the pressure reducing device 35 may remain, but woneben also the system high pressure pSys for regular full power adjustable is. Such emergency operation is also possible over a longer period of time.

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Abstract

Kraftstoffeinspritzsystem (1), aufweisend: - einen ersten (5), einen zweiten (7) und einen dritten (9) Leitungsweg je für Kraftstoff, - eine Niederdruck-Kraftstoffpumpe (11), - eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe (13), welche über den ersten Leitungsweg (5) seitens der Niederdruck-Kraftstoffpumpe (11) anströmbar ist, - wenigstens ein Rail (27), welches über den zweiten Leitungsweg (7) seitens der Hochdruck-Kraftstoffpumpe (13) anströmbar ist, - eine Druckmindervorrichtung (35), über welche ein Raildruck via Absteuern von Kraftstoff über den dritten Leitungsweg (9) verringerbar ist, - einen Raildrucksensor (37), wobei - der erste Leitungsweg (5) weiterhin über ein Ventil (39) führt, welches im ersten Leitungsweg (5) angeordnet ist, und welches zwischen einer Durchlassstellung und einer Drosselstellung umsteuerbar ist.

Description

BESCHREIBUNG Kraftstoffeinspritzsystem und Verfahren zur Ausführung damit
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritzsystem gemäß Anspruch 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Ausführung mit einem solchen Kraftstoffeinspritzsystem gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 5.
In gattungsgemäßen Kraftstoffeinspritzsystemen werden Überdruck- bzw. Druckregelventile als Sicherheitseinrichtung eingesetzt, um bei Ausfall der hochdruckspeiseseitigen Druckregelung, zum Beispiel unmittelbar über die Hochdruckpumpe oder eine dieser vorgeordnete Saugdrossel, den Druckanstieg im System zu begrenzen. Das Druckregelventil, allgemein insoweit eine Druckmindervorrichtung, muss hierbei in der Lage sein, in einem solchen Fehlerfall die ganze überschüssige Fördermenge der Hochdruckpumpe (Maximalfördermenge abzüglich tatsächlichem Verbrauch) absteuern zu können, um einen weiteren Druckanstieg zu vermeiden.
Gerade bei Großmotoren wie etwa Großdieselmotoren wäre es wünschenswert, günstige Kom- ponenten aus dem Nutzfahrzeugbereich verwenden zu können, welche allerdings nur bis zu einem unzureichenden Fördermengenbereich bzw. unzureichender Absteuerkapazität verfügbar sind. Dies hat zur Folge, dass aktuell auf teure Speziallösungen zurückgegriffen werden muss.
Ausgehend hiervon liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Kraftstoff- einspritzsystem der vorgenannten Art bereitzustellen, welches die Nachteile des Standes der Technik überwindet.
Diese Aufgabe wird durch ein Kraftstoffeinspritzsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Ferner liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Ausführung mit einem solchen Kraftstoffeinspritzsystem vorzuschlagen, welches vorteilhaft einfach ausführbar in wie vorstehend erörterten, außergewöhnlichen Betriebssituationen, insbesondere Ausfallsituationen, anwendbar ist. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 5 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausführungsformen der Erfindung sind daneben in den weiteren Ansprüchen angegeben.
Vorgeschlagen wird erfmdungsgemäß ein Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere für einen Großmotor, vorzugsweise einen (Groß-)Dieselmotor, zum Beispiel mit einer Zylinderzahl größer zehn, zum Beispiel 16 oder 20 Zylindern. Das Kraftstoffeinspritzsystem ist hierbei insbesondere ein Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem, zum Beispiel bereitgestellt zur Verwendung mit Kraftstoffdruckniveaus jenseits 2000 bar oder gar 2500 bar, wobei der zur Verwendung mit dem Kraftstoffeinspritzsystem vorgesehene Kraftstoff insbesondere Flüssigkraftstoff ist, vorzugsweise Dieselkraftstoff, Schweröl oder zum Beispiel Bioöl.
Das Kraftstoffeinspritzsystem weist eine Niederdruck-Kraftstoffpumpe auf, welche dazu bereitgestellt ist, Kraftstoff aus einem Vorratsbehälter wie etwa einem Tank an eine (druckseitig bzw. stromabwärtig) nachgeordnete Hochdruck-Kraftstoffpumpe des Kraftstoffeinspritzsystems zu versorgen bzw. zu fördern. Hierfür ist die Niederdruck-Kraftstoffpumpe insbesondere über einen ersten Leitungsweg des Kraftstoffeinspritzsystems mit der Hochdruck-Kraftstoffpumpe - zu deren Anströmung seitens der Niederdruck-Kraftstoffpumpe - verbunden. Vorzugsweise weist die Hochdruck-Kraftstoffpumpe eine eigene bzw. zugeordnete Druckregeleinrichtung auf, welche - insbesondere bei Großmotoren - zum Beispiel in Form einer Saugdrosselvorrichtung (im ersten Leitungsweg) gebildet sein kann.
Weiterhin umfasst das Kraftstoffeinspritzsystem wenigstens einen (Sammel-)Druckspeicher bzw. ein Rail, welches seitens der Hochdruck-Kraftstoffpumpe anströmbar ist, das heißt insbesondere über einen zweiten Leitungsweg des Kraftstoffeinspritzsystems. Ausgehend von dem wenigstens einen Rail können ferner eine Anzahl von Kraftstoffinjektoren des Kraftstoffeinspritzsystems in an sich bekannter und beabsichtigter Weise mit Kraftstoff für einen Einspritzbetrieb versorgt werden.
In einem dritten Leitungsweg des Kraftstoffeinspritzsystems ist weiterhin eine Druckmindervorrichtung vorgesehen, insbesondere in Form eines Druckregelventils bzw. Überdruckventils, wobei über die Druckmindervorrichtung ein Raildruck via Absteuern von Kraftstoff über den dritten Leitungsweg verringerbar ist. Der dritte Leitungsweg ist insoweit insbesondere ein Leckageabströmweg, welcher vorzugsweise von dem wenigstens einen Rail zurück in das Vorratsbehältnis führt, das heißt von der Hochdruck (HD)- zur Niederdruckseite (ND) am Kraftstoffeinspritzsystem. Zur Druckerfassung im Hochdrucksystem, insbesondere dem Rail, weist das Kraftstoffeinspritzsystem weiterhin einen Raildrucksensor auf, welcher ermöglicht, in Abhängigkeit eines hierüber ermittelten Drucks die Druckmindervorrichtung und/oder die Druckregeleinrichtung der Kraftstoff-Hochdruckpumpe (und insoweit das darüber eingestellte Hochdruckniveau im Hochdrucksystem) zu steuern bzw. zu regeln. Das Drucksignal des Raildrucksensors, welches bevorzugt in einem Steuergerät des Kraftstoffeinspritzsystems verarbeitet wird, ist insoweit bevorzugt eine Regelgröße zur Regelung des Raildruckes. Daneben kann das Kraftstoffeinspritzsystem zum Beispiel auch einen Niederdrucksensor aufweisen, insbesondere an dem ersten Leitungsweg angebunden. Bei dem erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzsystem führt der erste Leitungsweg weiterhin über ein Ventil (des Kraftstoffeinspritzsystems), welches im ersten Leitungsweg angeordnet ist, und welches zwischen einer Durchlassstellung und einer Drosselstellung umsteuerbar, insbesondere hin- und herschaltbar, ist. Das Ventil ist insoweit vorzugsweise ein Schalt(drossel)ventil, weiterhin vorzugsweise ein 2/2-Wege- Ventil. Im Rahmen der Erfindung ist das Ventil vorzugs- weise elektrisch umsteuerbar.
Mit dem vorteilhaft robust und einfach ausführbaren Ventil im ersten Leitungsweg (welches insbesondere vorteilhaft der Niederdruckseite im Kraftstoffeinspritzsystem zugehörig ist und somit nicht hochdruckfest ausgeführt werden muss) wird es somit auf einfache Weise möglich, bedarfsgerecht, insbesondere in Notbetriebssituationen, jenen Volumenstrom durch Umschalten in die Drosselstellung zu verringern, welcher seitens der Niederdruck-Kraftstoffpumpe über den ersten Leitungsweg an die Hochdruck-Kraftstoffpumpe geführt wird, insoweit auch die
Hochdruckfördermenge der Hochdruck-Kraftstoffpumpe. Hieraus resultiert wiederum der Vorteil, eine günstige Druckmindervorrichtung aus dem Nutzfahrzeugbereich verwenden zu können, welche wie eingangs erwähnt nur bis zu einem gewissen Fördermengenbereich bzw. bis zu einer gewissen Absteuerkapazität verfügbar sind, da über die Fördermengenbegrenzung vor der Hochdruck-Kraftstoffpumpe mittels des Ventils nunmehr zuverlässig vermieden werden kann, dass die Belastungsgrenzen der Druckmindervorrichtung überschritten werden. Nunmehr muss also nicht länger auf teure Speziallösungen zurückgegriffen werden. Insoweit bevorzugt sind Ausgestaltungen des Kraftstoffeinspritzsystem, bei welchen dieses eingerichtet ist, das Ventil während eines Normalbetriebs des Kraftstoffeinspritzsystems in Durchlassstellung zu halten (wobei eine die Absteuerkapazität der Druckmindervorrichtung berücksichtigende Fördermengenbegrenzung vor der Hochdruck-Kraftstoffpumpe durch deren Druckregeleinrichtung erfolgen kann) und mit bzw. bei einem außerordentlichen Betriebsfall des Kraftstoffeinspritzsystems in die Drosselstellung umzusteuern. Ein außerordentlicher Betriebsfall ist hierbei insbesondere ein Notbetriebsfall, zum Beispiel einhergehend mit einem Ausfall des Raildrucksensors oder der Druckregeleinrichtung der Kraftstoff-Hochdruckpumpe.
Insbesondere ist das Kraftstoffeinspritzsystem hierbei so eingerichtet, dass während eines außerordentlichen Betriebsfalls, welcher über eine Dauer vorhalten kann, eine Kraftstoffförderung an die Kraftstoff-Hochdruckpumpe über den ersten Leitungsweg mit wiederholter Umsteuerung, insbesondere wiederholtem hin- und her- Schalten, des Ventils zwischen der Durchlassstellung und der Drosselstellung und insoweit insbesondere einer Fördermengenbegrenzung bewirkt wird. Die Umsteuerung des Ventils kann hierbei zum Beispiel gesteuert, insbesondere kennfeldbasiert erfolgen, vorzugsweise z.B. mittels eines Steuergeräts des
Kraftstoffeinspritzsystems. Geeignet hin- und hergeschaltet gelingt es mit dem Ventil sogar, auch im Notbetriebsfall einen Einspritzbetrieb bei vollem Systemdruck zu ermöglichen.
Mit dem vorstehend erörterten Kraftstoffeinspritzsystem wird auch ein zur Verfahren zur Ausführung damit vorgeschlagen, insbesondere im Rahmen des Betriebs des Kraftstoffeinspritzsystems mit einer Brennkraftmaschine, bei welchem nach Eintritt eines außerordentlichen Betriebsfalles des Kraftstoffeinspritzsystems das Ventil zur Fördermengen- begrenzung wiederholt zwischen der Durchlassstellung und der Drosselstellung umgesteuert bzw. hin- und her geschaltet wird. Hierbei dient das Ventil insoweit insbesondere zur
Regulierung des Raildrucks, insbesondere einhergehend mit einer Begrenzung der Fördermenge an die Hochdruck-Kraftstoffpumpe. Im Rahmen des Verfahrens ist dessen Durchführung für einen ersten ersten außerordentlichen Betriebsfall des Kraftstoffeinspritzsystems vorgesehen, welcher einem ersten Notbetriebsfall des Kraftstoffeinspritzsystems entsprechen kann. Ein solcher ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere ein Betriebsfall, bei welchem die Druckregeleinrichtung der Hochdruckpumpe nicht oder nicht korrekt arbeitet, insbesondere ausgefallen ist. Für diesen außerordent- liehen Betriebsfall kann die wiederholte Umsteuerung des Ventils - vorteilhaft insbesondere unter Aufrechterhaltung einer Regelung des System- bzw. Raildrucks - in Abhängigkeit des via den Raildrucksensor ermittelten Raildrucks erfolgen. Für die Regelung des Raildrucks wird hierbei ferner insbesondere auch die Druckmindervorrichtung vorgesehen, das heißt zur bedarfsgerechten Absteuerung von Kraftstoffmengen aus dem Rail (alternativ kann das Ventil z.B. auch nur gesteuert, z.B. kennfeldbasiert, umgesteuert werden). Bevorzugt wird die
Raildruckregulierung hierbei insoweit zuvorderst durch das Hin- und Herschalten bzw. das wiederholte Umsteuern des Ventils in Zusammenwirken mit der Druckmindervorrichtung bewirkt, weiterhin vorzugsweise je in Abhängigkeit des mittels des Raildrucksensors ermittelten Systemdrucks. Die Druckregeleinrichtung der Hochdruck- Kraftstoffpumpe wird hierbei vorzugsweise auf maximalen Durchlass aufgesteuert und in dieser Stellung gehalten.
Die Durchführung des Verfahrens ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung weiterhin für einen zweiten außerordentlichen Betriebsfall vorgesehen, welcher einem zweiten Notbetriebsfall des Kraftstoffeinspritzsystems entsprechen kann. Ein solcher ist vorliegend insbesondere ein Betriebsfall, bei welchem der Raildrucksensor nicht arbeitet, insbesondere ausfallbedingt.
Hierbei kann die wiederholte Umsteuerung des Ventils - während des Andauerns des zweiten Notbetriebsfalls - insbesondere in Abhängigkeit von bekannten und/oder aktuell ermittelten Betriebsgrößen des Kraftstoffeinspritzsystems gesteuert erfolgen, weiterhin insbesondere kennfeldbasiert, wobei die Druckmindervorrichtung vorzugsweise auf maximalen Abfluss aufgesteuert wird (so dass die Druckmindervorrichtung nicht länger die Raildruckregulierung beeinflusst). Hierbei erfolgt die Druckeinstellung des Raildrucks insoweit vorzugsweise nur über das Ventil (durch dessen Steuerung der Anströmmenge an die Hochdruck-Kraftstoffpumpe), wobei insbesondere auch wiederum die Druckregeleinrichtung der Hochdruck-Kraftstoffpumpe auf maximalen Durchlass aufgesteuert und in dieser Stellung gehalten wird (und insoweit auch keinen Einfluss auf die Raildruckregulierung ausübt).
Mit dem vorgeschlagenen Verfahren wird es folglich ersichtlich möglich, auch in Notbetriebs- Situationen den Systemdruck bzw. Raildruck in beabsichtigter Weise zu regulieren bzw.
einzustellen, das heißt durch geeignete Umsteuerung des Ventils, sodass auch in solch außerordentlichen Betriebssituationen die beabsichtigte Verwendung von günstigen Nutzfahrzeug-Komponenten nunmehr möglich ist. Vorgeschlagen wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung insoweit auch eine Brennkraftmaschine mit wenigstens einem wie vorstehend erörterten Kraftstoffeinspritzsystem, wobei die Brennkraftmaschine insbesondere auch zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens eingerichtet ist. Vorzugsweise ist die Brennkraftmaschine hierbei derart ausgestaltet, dass sowohl das Verfahren gemäß dem ersten als auch dem zweiten außerordentlichen Betriebsfall durchführbar ist.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnungen, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigen, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in verschiedener Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 exemplarisch und schematisch ein Kraftstoffeinspritzsystem gemäß einer möglichen
Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 2 exemplarisch und schematisch ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung des
Verfahrens.
Fig. 3 exemplarisch und schematisch Schaltschwellen, wie sie im Rahmen des
erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens für die Steuerung des Ventils Anwendung finden können.
Fig. 4 exemplarisch und schematisch ein weiteres Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung des Verfahrens.
In der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen entsprechen gleichen Bezugszeichen Elemente gleicher oder vergleichbarer Funktion.
Fig. 1 zeigt ein Kraftstoffeinspritzsystem 1 einer Brennkraftmaschine 3, insbesondere eines Großmotors, mit welchem Kraftstoffeinspritzsystem 1 auch das erfindungsgemäße Verfahren ausführbar ist. Das Kraftstoffeinspritzsystem 1 ist hierbei als Common-Rail-Kraftstoffeinspritz- system bereitgestellt, insbesondere zur Verwendung mit Flüssigkraftstoff, wobei Einspritzdruckniveaus zum Beispiel über 2500 bar betragen können. Das Kraftstoffeinspritzsystem 1 umfasst einen ersten 5, einen zweiten 7 und einen dritten 9 Leitungsweg je für Kraftstoff. Der erste Leitungsweg 5 verbindet hierbei eine Niederdruck- Kraftstoffpumpe 1 1 des Kraftstoffeinspritzsystems 1 mit einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe 13 desselben, das heißt zu deren Anströmung mit Kraftstoff seitens der Niederdruck-Kraftstoffpumpe 11. An die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 13 zu liefernder Kraftstoff kann via die Nieder- druck-Kraftstoffpumpe 1 1 aus einem Vorratsbehälter bzw. Tank 15 des Kraftstoffeinspritzsystems 1 gefördert werden, das heißt über eine Zuförderleitung 17 (an die Saugseite der Niederdruck-Kraftstoffpumpe 1 1).
Überschüssiger Kraftstoff, welchen die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 13 betriebssituations- abhängig nicht abzunehmen vermag, kann über einen Absteuerzweig 19 samt Entlastungs bzw. Rückschlagventil 21 in den Tank 15 bzw. an die Niederdruckseite (ND) des Kraftstoffeinspritzsystems 1 zurückgeführt werden. Sensierfähig mit dem ersten Leitungsweg 5 verbunden ist weiterhin ein Niederdruck-Sensor 23, welcher den vorherrschenden Druck in dem ersten
Leitungsweg 5 stromauf der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 13 erfassen kann.
Die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 13 weist weiterhin eine Druckregeleinrichtung 25 auf, welche in die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 13 integriert oder separat davon gebildet sein kann, über welche eine Druckregelung (Hochdruck (HD) bzw. Rail-/Systemdruck) über die Hochdruck- Kraftstoffpumpe 13 erfolgen kann. Die Druckregeleinrichtung 25 kann zum Beispiel als Saug- drossel-Regeleinrichtung am ersten Leitungsweg 5 ausgeführt sein, allgemein die Fördermenge der Hochdmck-Kraftstoffpumpe 13 im Normalbetrieb regulieren.
Das Kraftstoffeinspritzsystem 1 umfasst weiterhin wenigstens einen Druckspeicher bzw. ein Rail 27 (zum Beispiel auch eine Anzahl von z.B. in Serie geschalteten Rails 27). Das Rail 27 kommuniziert hierbei über den zweiten Leitungsweg 7 mit der (Druckseite der) Hochdruck- Kraftstoffpumpe 13, das heißt zur Anströmung des Rails 27 mit hochdruckbeaufschlagtem Kraftstoff. Von dem Rail 27 münden hierbei Hochdruckleitungen 29 ab, welche an Injektoren 31 des Kraftstoffeinspritzsystems 1 geführt sind, das heißt zu deren Versorgung mit hochdruckbeaufschlagtem Kraftstoff. Eine Leckageleitung 33 führt überschüssigen Kraftstoff von den Injektoren 31 zurück zu dem Tank 15, wobei diese Leckageleitung 33 vorliegend in den
Absteuerzweig 19 einzweigt.
Wie dies Fig. 1 auch veranschaulicht, weist das Kraftstoffeinspritzsystem 1 ferner eine Druck- mindervorrichtung 35 auf, welche an einer Abströmseite des Rails 27 angeordnet ist, insbesondere im dritten Leitungsweg 9, wobei über die Druckmindervorrichtung 35 ein Raildruck via Absteuern von Kraftstoff über den dritten Leitungsweg 9 verringerbar ist. Die Druckmindervorrichtung 35 ist bevorzugt als Druckregelventil oder Überdruckventil ausgeführt, insbesondere - durch die Erfindung ermöglicht - als günstiges Nutzfahrzeugventil. Im Rahmen einer Ab- Steuerung von Kraftstoff über den dritten Leitungsweg 9, welcher insofern ein Leckageströmungsweg ist, wird dieser zurück in den Tank 15 geleitet, wobei der Absteuerzweig 19 vorliegend nach Vereinigung mit dem Leckagezweig 33 von den Injektoren 31 zum Beispiel in den dritten Leitungsweg 9 einzweigt. Am Rail 27, mit der Möglichkeit den Druck darin zu erfassen, ist weiterhin ein Raildrucksensor 37 des Kraftstoffeinspritzsystems 1 angeordnet, zum Beispiel abströmseitig stromauf der Druckmindervorrichtung 35 mit dem dritten Leitungsweg 9 kommunizierend, über welchen ein aktuelles Hochdruckniveau (Systemdruck bzw. Raildruck) im Kraftstoffeinspritzsystem 1 ermittelbar ist. Ein von dem Raildrucksensor 37 ausgegebenes Raildrucksignal wird hierbei an ein Steuergerät des Kraftstoffeinspritzsystems 1 geführt (nicht dargestellt), um darauf basierend eine Hochdruckregelung über die Druckregeleinrichtung 25 der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 13 und die Druckmindervorrichtung 35 zu bewirken, das heißt durch nachgeführte Einstellung des Drosselquerschnitts der Saugdrossel-Regeleinrichtung (in Abhängigkeit des aktuell benötigten Hochdruckniveaus) und Absteuerung von Überschussmengen durch die Druckmindervorrichtung 35.
Bei dem aufgezeigten Kraftstoffeinspritzsystem 1 führt der erste Leitungsweg 5 weiterhin über ein Ventil 39, insbesondere über ein - vorteilhaft günstig bereitstellbares - Niederdruckventil, welches im ersten Leitungsweg 5 angeordnet ist, und welches zwischen einer Durchlassstellung und einer Drosselstellung (in Fig. 1 dargestellt) umsteuerbar bzw. hin- und herschaltbar ist. Das Ventil 39 ist insoweit ein Schalt(drossel)ventil, insbesondere als 2/2-Wege- Ventil ausgeführt. Bei der gezeigten Anordnung ist das Ventil 39 zum Beispiel stromab der Abzweigung des Absteuerzweigs 19 und stromauf der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 13 im ersten Strömungsweg 5 angeordnet. Das Ventil 39 ist hierbei elektrisch durch Bestromung in die Drosselstellung schaltbar, durch Wegnahme der Bestromung federbelastet in die Durchlassstellung rückstellbar. In der Drosselstellung ist der durchströmbare Querschnitt im ersten Leitungsweg 5 gegenüber der Durchlassstellung reduziert, mithin kann in dieser Stellung der Zulauf von Kraftstoff zur Kraftstoff- Hochdruckpumpe 13 (über den ersten Leitungsweg 5) gegenüber der Durchlass- Stellung gedrosselt werden.
Das Kraftstoffeinspritzsystem 1 ist hierbei vorzugsweise so eingerichtet, dass das Ventil 39 während eines Normalbetriebs des Kraftstoffeinspritzsystems 1 in Durchlassstellung gehalten wird, so dass die Hochdruckregelung über die Druckregeleinrichtung 25 der Hochdruck- Kraftstoffpumpe 13 und die Druckmindervorrichtung 35 ohne Eingriff durch das Ventil 39 erfolgen kann. Im Rahmen der Erfindung ist das Kraftstoffeinspritzsystem 1 hierbei aber ferner so ausgestaltet, bei einem außerordentlichen Betriebsfall des Kraftstoffeinspritzsystems 1 (auf welche unten insbesondere im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens noch näher eingegangen wird) das Ventil 39 in die Drosselstellung umzusteuern. Hierbei kann dann eine Kraftstoff-Fördermengenbegrenzung via das Ventil 39, insbesondere durch wiederholtes Hin- und Herschalten bzw. Umsteuern desselben (insbesondere in Abhängigkeit des Überschreitens jeweiliger vorbestimmter Schaltschwellen Ql, Q2 gemäß zum Beispiel Fig. 3), vor der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 13 erfolgen, so dass diese mit einem gegenüber der Durchlassstellung reduzierten Volumenstrom seitens der Niederdruck-Kraftstoffpumpe 11 anströmbar ist, wodurch die Fördermenge der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 13 verringerbar ist und die beabsichtigte Vermeidung einer Überbeanspruchung der Druckmindervorrichtung 35 zuverlässig gewährleistet werden kann.
Nachfolgend wird nunmehr anhand der Figuren 2 bis 4 auf das erfindungsgemäße Verfahren, welches mit dem wie vorstehend erörterten Kraftstoffeinspritzsystem 1 bzw. einer dieses aufweisenden Brennkraftmaschine 3 ausgeführt werden kann, näher eingegangen. Im Rahmen dieser Erörterung sowie den vorgenannten Figuren bezeichnen: pSys den Rail- bzw. Systemdruck
pSys,l einen Rail- bzw. Systemdruckschwellwert zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem ersten Notbetriebsfall
pSys, 2 einen Rail- bzw. Systemdruckschwellwert zur Durchfuhrung des Verfahrens gemäß einem zweiten Notbetriebsfall Ql einen Schwellwert der Fördermenge an die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 13 zum
Steuern des Ventils 39 in die Drosselstellung (Volumenstrombegrenzung)
Q2 einen Schwellwert der Fördermenge an die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 13 zum
Steuern des Ventils 39 in die Durchlassstellung (Volumenstrombegrenzung aufgehoben)
Q Pumpe eine Pumpenfördermenge der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 13 (Funktion der
Motordrehzahl)
Q Verbrauch den leistungsabhängigen Verbrauch (der Brennkraftmaschine)
AQ eine Differenz entsprechend Q Pumpe - Q Verbrauch (Überschussfördermenge)
Das Verfahren, welches vorzugsweise im Rahmen einer kontinuierlichen Raildrucküberwachung bzw. Überdruckbegrenzung ausgeführt wird, sieht vor, mit bzw. nach Eintritt eines außergewöhnlichen Betriebsfalles des Kraftstoffeinspritzsystems 1, das Ventil 39 zur Raildruck- regulierung (via die Fördermengenbegrenzung) wiederholt zwischen der Durchlassstellung und der Drosselstellung umzuschalten. Einzelne Aspekte dieses Verfahrens werden nachfolgend zunächst anhand von Fig. 2 näher erläutert.
Mit dem Ziel, einen etwaig auftretenden Überdruck im Rahmen der Raildrucküberwachung zu begrenzen, wird der vorherrschende System- bzw. Raildruck pSys kontinuierlich mit einem ersten, (betriebsabhängig) vorbestimmten Schwellwert pSys,l verglichen, Bz. 41. Solange der Schwellwert pSys,l hierbei unterschritten ist, verbleibt das Kraftstoffeinspritzsystem 1 im Normalbetrieb, Bz. 43, im Rahmen dessen das Ventil 39 in die Durchlassstellung gesteuert ist. Der Raildruck kann vom Raildrucksensor 37 ermittelt werden. Wird jedoch auf Überschreiten des Schwellwerts pSys,l im Rahmen des Vergleichs 41 erkannt, d.h. auf aktuell zu hohen Systemdruck, wird das erfindungsgemäße Verfahren gemäß dem ersten außerordentlichen Betriebsfall, insbesondere einem ersten Notbetriebsfall aktiviert bzw.
absolviert (Notbetrieb Stufe 1 aktiv, Bz. 45). Der erste Notbetriebsfall kann hierbei insbesondere einem Fehlerfall entsprechen, bei welchem die Druckregeleinrichtung 25 der Hochdruck- Kraftstoffpumpe 13 nicht arbeitet oder nicht korrekt arbeitet.
Mit Erkennen auf den ersten Notbetriebsfall wird im Rahmen des Verfahrens sodann die Druckregeleinrichtung 25 auf maximale Öffnung bzw. Durchlass gesteuert (und in dieser Stellung für die Dauer des ersten Notbetriebsfalls gehalten), womit eine maximale Förder- fähigkeit der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 13 per se einhergeht bzw. eine Beeinflussung der Fördermenge durch die Druckregeleinrichtung 25 ausgesetzt wird. Weiterhin wird für den ersten Notbetriebsfall die Druckregelung des Raildrucks nunmehr mittels des Ventils 39 und der Druckmindervorrichtung 35 bewirkt, das heißt im Zusammenwirken mit dem Raildrucksensor 37 und dem Steuergerät.
Hierfür erfolgt kontinuierlich eine Überprüfung auf Überschreitung der Fördermengenschwelle Ql durch die aktuelle Überschussfbrdermenge AQ, Bz. 47, welche Fördermengenschwelle Ql zum Beispiel in einem Kennfeld für die Betriebssituation hinterlegt ist, insbesondere unter Berücksichtigung der maximalen Absteuerkapazität der Druckmindervorrichtung 35. Die aktuelle Überschussfördermenge AQ kann z.B. ebenfalls kennfeldbasiert ermittelt werden.
Verbleibt die Überschussfördermenge AQ unter der Fördermengenschwelle Ql, welche mit der Absteuerkapazität der Druckmindervorrichtung 35 korreliert ist, kann die Überschussförder- menge AQ durch die Druckmindervorrichtung 35 vollumfänglich abgesteuert werden und das Ventil 39 verbleibt in Durchlassstellung gesteuert (Schaltventil öffnen, Bz. 49, vgl. auch Fig. 3), eine erneute Prüfung 47 findet in der Folge statt. Überschreitet die Überschussfbrdermenge AQ hingegen die Fördermengenschwelle Ql, wird das Ventil 39 in Drosselstellung geschaltet (Schaltventil zu bzw. schließen, Bz. 51, vgl. auch Fig. 3) und die Fördermenge an die Hoch- drack-Kraftstoffpumpe 13 in der Folge reduziert, womit sichergestellt wird, dass die Druckmindervorrichtung 35 die nunmehr verringerte, etwaig überschüssige Fördermenge auch voll- umfanglich bzw. ohne weiteren Druckanstieg absteuern kann.
Nach Steuern des Ventils 39 in die Drosselstellung, wird weiterhin verfahrensgemäß überprüft, ob auch die zweite, gegenüber der ersten Fördermengenschwelle Ql niedrigere Fördermengenschwelle Q2 durch die aktuelle Überschussfbrdermenge AQ überschritten ist, Bz. 53. Fällt die Überschussfbrdermenge AQ unter die zweite Fördermengenschwelle Q2 wird das Ventil 39 wieder in die Durchlassstellung gesteuert, während bei überschrittener zweiter Fördermengenschwelle Q2 das Ventil 39 in Drosselstellung geschaltet verbleibt.
Mit dem vorgeschlagenen Verfahren wird insoweit erreicht, dass die Überschussfbrdermenge mittels des Ventils 39 zwischen den Schwellwerten Ql und Q2 gehalten wird, wie dies insbesondere Fig. 3 verdeutlicht, wobei im Rahmen dieser Steuerung die Überschussfbrdermenge AQ vorteilhaft stets unterhalb der Absteuerkapazität der Druckmindervorrichtung 35 verbleiben kann, woneben aber auch der Systemhochdruck für insbesondere maximale Leistung einstellbar bleibt. Ein solcher Notbetrieb ist hierbei auch über längere Zeit möglich.
Mit dem Notbetrieb der Stufe eins einhergehend wird bei dem Verfahren kontinuierlich weiterhin überprüft, Bz. 55, ob auch der Schwell wert pSys,2 über- oder unterschritten ist, wobei das Kraftstoffeinspritzsystem 1 im Notbetrieb Stufe eins verbleibt, solange der Systemdruck pSys den Schwellwert pSys,2 unterschreitet und wobei der Notbetrieb Stufe zwei, entsprechend dem zweiten außerordentlichen Betriebsfall aktiviert bzw. absolviert wird, Bz. 57, sobald der Systemdruck pSys den zweiten Schwellwert pSys,2 überschreitet. Ein solcher Notbetriebsfall liegt zum Beispiel vor, falls der Raildrucksensor 37 ausgefallen ist, mithin insbesondere weder die Druckregeleinrichtung 25 der Hochdruck- Kraftstoffpumpe 13 noch die Druckmindervorrichtung 37 in hinreichender Weise funktionsfähig sind.
Fig. 4 veranschaulicht diesen Verfahrensaspekt näher, bei welchem insbesondere nur mehr eine Steuerung des Hochdrucks im Rahmen des Notbetriebs erfolgt, nicht jedoch eine Druckregelung.
Ist auf Vorliegen des zweiten Notbetriebsfalles erkannt worden, wird verfahrensgemäß zunächst die Druckmindervorrichtung 35 auf maximalen Durchlass aufgesteuert (voll geöffnet), woneben auch die Druckregeleinrichtung 25 auf maximalen Durchlass gesteuert wird (voll geöffnet), so dass eine Beeinflussung der Fördermenge der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 13 sowohl durch die Druckmindervorrichtung 35 als auch durch die Druckregeleinrichtung 25 vermieden bzw.
ausgesetzt ist. Nunmehr erfolgt die Drucksteuerung des Systemdrucks pSys ausschließlich über das Ventil 39, welches hierfür in Abhängigkeit des aktuellen Hochdruckbedarfs zur entsprechenden Begrenzung der Fördermenge an die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 13 geeignet umgesteuert bzw. hin- und hergeschaltet wird. Die Steuerung des Ventils 39 erfolgt hierbei kennfeldbasiert.
Im Rahmen dieses Notbetriebsfalls erfolgt die Umsteuerung des Ventils 39 entsprechend der Umsteuerung für die Notbetriebstufe eins, das heißt wiederum unter Berücksichtigung der Schaltschwellen gemäß Fig. 3.
Hierfür erfolgt - wie vor - kontinuierlich eine Überprüfung auf Überschreitung der Fördermengenschwelle Ql durch die aktuelle Überschussfördermenge AQ, Bz. 47. Verbleibt die Überschussfördermenge AQ unter der Fördermengenschwelle Ql, kann die Überschuss- fördermenge durch die Druckmindervorrichtung 35 vollumfänglich abgesteuert werden und das Ventil 39 verbleibt in Durchlassstellung gesteuert (Schaltventil öffnen, Bz. 49), eine erneute Prüfung findet in der Folge statt. Überschreitet die Überschussfördermenge ÄQ hingegen die Fördermengenschwelle Ql, wird das Ventil 39 in Drosselstellung geschaltet (Schaltventil zu bzw. schließen, Bz. 51) und die Fördermenge an die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 13 in der Folge reduziert.
Nach Steuern des Ventils 39 in die Drosselstellung, wird weiterhin wiederum überprüft, ob auch die zweite, gegenüber der ersten Fördermengenschwelle Ql niedrigere Fördermengenschwelle Q2 durch die aktuelle Überschussfördermenge ÄQ überschritten ist, Bz. 53. Fällt die Überschussfördermenge ÄQ unter die zweite Fördermengenschwelle Q2 wird das Ventil 39 wieder in die Durchlassstellung gesteuert, Bz. 49, während bei überschrittener zweiter Fördermengenschwelle Q2 das Ventil 39 in Drosselstellung geschaltet verbleibt, vgl. ergänzend Fig. 3. Auch hierbei wird insoweit wieder erreicht, dass die Überschussfördermenge ÄQ mittels des
Ventils 39 zwischen den Schaltschwellen Ql und Q2 gehalten wird, wie dies insbesondere Fig. 3 verdeutlicht, wobei im Rahmen dieser Steuerung die Überschussfördermenge ÄQ vorteilhaft wiederum stets unterhalb der Absteuerkapazität der Druckmindervorrichtung 35 verbleiben kann, woneben aber auch der Systemhochdruck pSys für regelmäßig volle Leistung einstellbar ist. Ein solcher Notbetrieb ist hierbei auch über längere Zeit möglich.
BEZUGSZEICHENLISTE
1 Kraftstoffeinspritzsystem
3 Brennkraftmaschine
5 erster Leitungsweg
7 zweiter Leitungsweg
9 dritter Leitungsweg
11 Niederdruck-Kraftstoffpumpe
13 Hochdruck-Kraftstoffpumpe
15 Tank
17 Zuförderleitung
19 Absteuerzweig
21 Rückschlagventil
23 Niederdrucksensor
25 Druckregeleinrichtung
27 Rail
29 Hochdruckleitung
31 Injektor
33 Leckageleitung
35 Druckmindervorrichtung
37 Raildrucksensor
39 Ventil
41 Vergleich
43 Normalbetrieb
45 Notbetrieb Stufe 1
47 Vergleich
49 Ventil öffnen
51 Schaltventil schließen
53 Vergleich
55 Vergleich
57 Notbetrieb Stufe 2

Claims

ANSPRÜCHE
1. Kraftstoffeinspritzsystem ( 1 ), aufweisend:
- einen ersten (5), einen zweiten (7) und einen dritten (9) Leitungsweg je für Kraftstoff, - eine Niederdruck-Kraftstoffpumpe (11),
- eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe (13), welche über den ersten Leitungsweg (5) seitens der Niederdruck-Kraftstoffpumpe (1 1) anströmbar ist,
- wenigstens ein Rail (27), welches über den zweiten Leitungsweg (7) seitens der Hochdruck- Kraftstoffpumpe (13) anströmbar ist,
- eine Druckmindervorrichtung (35), über welche ein Raildruck via Absteuern von Kraftstoff über den dritten Leitungsweg (9) verringerbar ist,
- einen Raildrucksensor (37), wobei
- der erste Leitungsweg (5) weiterhin über ein Ventil (39) führt, welches im ersten Leitungsweg (5) angeordnet ist, und welches zwischen einer Durchlassstellung und einer Drosselstellung umsteuerbar ist.
2. Kraftstoffeinspritzsy stem (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Kraftstoffeinspritzsystem (1) eingerichtet ist, das Ventil (39) während eines Normal - betriebs des Kraftstoffeinspritzsystems (1) in Durchlassstellung zu halten und bei einem außerordentlichen Betriebsfall des Kraftstoffeinspritzsystems (1) in die Drosselstellung umzusteuern.
3. Kraftstoffeinspritzsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Kraftstoffeinspritzsystem (1) eingerichtet ist, während eines außerordentlichen Betriebsfalls eine Kraftstoffförderung an die Hochdruck-Kraftstoffpumpe (13) über den ersten Leitungsweg (5) mit wiederholter Umsteuerung des Ventils (39) zwischen der Durchlassstellung und der Drosselstellung und insoweit insbesondere einer Förder- mengenbegrenzung zu bewirken.
4. Kraftstoffeinspritzsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
- das Ventil (39) ein Schaltventil ist, insbesondere ein 2/2-Wege- Ventil.
5. Verfahren zur Ausführung mit einem Kraftstoffeinspritzsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
- nach Eintritt eines außerordentlichen Betriebsfalles des Kraftstoffeinspritzsystems (1) das
Ventil (39) zur Regulierung des Raildrucks, insbesondere einhergehend mit einer Begrenzung der Fördermenge an die Hochdruck-Kraftstoffpumpe (13), wiederholt zwischen der Durchlassstellung und der Drosselstellung umgeschaltet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Verfahren mit einem ersten außerordentlichen Betriebsfall durchgeführt wird, welcher einem ersten Notbetriebsfall des Kraftstoffeinspritzsystems (1) entspricht, wobei eine Regulierung des Raildrucks weiterhin mittels der Druckmindervorrichtung (35) bewirkt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
der erste Notbetriebsfall ein Betriebsfall ist, bei welchem eine Druckregeleinrichtung (25) der Hochdruck-Kraftstoffpumpe (13) nicht arbeitet.
8. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Verfahren mit einem zweiten außerordentlichen Betriebsfall durchgeführt wird, welcher einem zweiten Notbetriebsfall des Kraftstoffeinspritzsystems (1) entspricht, wobei die Regulierung des Raildrucks ohne Beeinflussung durch die Druckmindervorrichtung (35) bewirkt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
- der zweite Notbetriebsfall ein Betriebsfall ist, bei welchem der Raildrucksensor (37) nicht arbeitet.
10. Brennkraftmaschine (3), gekennzeichnet durch
- wenigstens ein Kraftstoffeinspritzsystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4.
11. Brennkraftmaschine (3) nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
- die Brennkraftmaschine (3) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 5 bis 9 eingerichtet ist; und/oder
- die Brennkraftmaschine (3) eingerichtet ist, sowohl das Verfahren nach den Ansprüchen 6 oder 7 als auch nach den Ansprüchen 8 oder 9 auszuführen.
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