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Kraftstoffzufuhrvorrichtung fuer eine Brennkraftmaschine - Kraftstoff-Prediction fuer den Motorstart

IP.com Disclosure Number: IPCOM000019769D
Original Publication Date: 2003-Oct-25
Included in the Prior Art Database: 2003-Oct-25
Document File: 3 page(s) / 147K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Fuer den Betrieb einer Brennkraftmaschine mit Hochdruck-Direkteinspritzung ist ein bestimmtes Kraftstoffdruckniveau im Rail (Kraftstoffverteilleiste) erforderlich. Ein beispielhaftes Schema eines dafuer verwendeten Kraftstoffsystems ist in Abb. 1 wiedergegeben. Die den Hochdruck erzeugende Hochdruckpumpe (HP) wird ueblicherweise ueber die Nockenwelle der Maschine angetrieben und hat daher eine an deren Drehzahl gekoppelte Antriebsgeschwindigkeit. Eine davon unabhaengige, z.B. elektrische Niederdruck-Kraftstoffpumpe (LP) mit einem mechanischen Regulator und einer Tankrueckfuehrleitung versorgt die Einlassseite der Hochdruckpumpe mit einem Basisvordruck. Der Kraftstoff wird von einer kontinuierlich foerdernden Hochdruck-Kraftstoffpumpe in das Rail gefoerdert und ueber Einspritzventile in den Zylinderinnenraum eingebracht. Eine Motorkontrolleinheit (Electrical Control Unit ECU) wertet u.a. die Daten des Drucksensors aus und regelt mit Hilfe des Regulators die Kraftstoffeinspritzung. Es ist vorteilhaft, einen hohen Kraftstoffdruck mit einem durch den Kraftstoffdruck-Sollwert vorgegebenen Wert auch schon zum Starten der Brennkraftmaschine zur Verfuegung zu haben. Dabei hat die Hochdruck-Kraftstoffpumpe aufgrund der zum Startvorgang geeigneten relativ kleinen Drehzahlen eine im Vergleich zum Normalbetrieb kleine Foerderrate, zugleich werden aber fuer den Start sehr hohe Einspritzmassen durch die Injektoren in den Brennraum eingebracht. Dies fuehrt dazu, dass der Kraftstoffdruck waehrend des Startvorgangs stark schwankt, wie in Abb. 2 schematisch gezeigt ist. Mit zunehmender Einspritzmasse werden die Druckeinbrueche groesser, bis gegebenenfalls schliesslich das Vordruckniveau erreicht wird. Da der gemessene Wert des Kraftstoffdrucks aufgrund der internen Datenerfassung erst nach einer gewissen Verzoegerung der Einspritzzeit-Berechnungseinheit zur Verfuegung gestellt wird, ergeben sich starke Abweichungen der tatsaechlichen Einspritzmasse zu deren eigentlich geeignetem Wert.

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S

© SIEMENS AG 2003 file: 2003J13554.doc page: 1

Kraftstoffzufuhrvorrichtung fuer eine Brennkraftmaschine - Kraftstoff- Prediction fuer den Motorstart

Idea: Dr. Hong Zhang, DE-Regensburg; Gerhard Eser, DE-Regensburg

Fuer den Betrieb einer Brennkraftmaschine mit Hochdruck-Direkteinspritzung ist ein bestimmtes Kraftstoffdruckniveau im Rail (Kraftstoffverteilleiste) erforderlich. Ein beispielhaftes Schema eines dafuer verwendeten Kraftstoffsystems ist in Abb. 1 wiedergegeben. Die den Hochdruck erzeugende Hochdruckpumpe (HP) wird ueblicherweise ueber die Nockenwelle der Maschine angetrieben und hat daher eine an deren Drehzahl gekoppelte Antriebsgeschwindigkeit. Eine davon unabhaengige, z.B. elektrische Niederdruck-Kraftstoffpumpe (LP) mit einem mechanischen Regulator und einer Tankrueckfuehrleitung versorgt die Einlassseite der Hochdruckpumpe mit einem Basisvordruck. Der Kraftstoff wird von einer kontinuierlich foerdernden Hochdruck-Kraftstoffpumpe in das Rail gefoerdert und ueber Einspritzventile in den Zylinderinnenraum eingebracht. Eine Motorkontrolleinheit (Electrical Control Unit ECU) wertet u.a. die Daten des Drucksensors aus und regelt mit Hilfe des Regulators die Kraftstoffeinspritzung.

Es ist vorteilhaft, einen hohen Kraftstoffdruck mit einem durch den Kraftstoffdruck-Sollwert vorgegebenen Wert auch schon zum Starten der Brennkraftmaschine zur Verfuegung zu haben. Dabei hat die Hochdruck-Kraftstoffpumpe aufgrund der zum Startvorgang geeigneten relativ kleinen Drehzahlen eine im Vergleich zum Normalbetrieb kleine Foerderrate, zugleich werden aber fuer den Start sehr hohe Einspritzmassen durch die Injektoren in den Brennraum eingebracht. Dies fuehrt dazu, dass der Kraftstoffdruck waehrend des Startvorgangs stark schwankt, wie in Abb. 2 schematisch gezeigt ist. Mit zunehmender Einspritzmasse werden die Druckeinbrueche groesser, bis gegebenenfalls schliesslich das Vordruckniveau erreicht wird. Da der gemessene Wert des Kraftstoffdrucks aufgrund der internen Datenerfassung erst nach einer gewissen Verzoegerung der Einspritzzeit-Berechnungseinheit zur Verfuegung gestellt wird, ergeben sich starke Abweichungen der tatsaechlichen Einspritzmasse zu deren eigentlich geeignetem Wert.

Eine Idee zur Verringerung der Abweichung des der Berechnung der Einspritzzeit zugrunde gelegten Kraftstoffdrucks bedient sich ei...