Electrically controlled fluid system with the ability to operate in low energy conditions

专利摘要:
Elektrisch gesteuerte Brennstoffeinspritzsysteme sollten bei geringer Spannung arbeiten können. Um ein elektrisch gesteuertes Brennstoffeinspritzsystem (9) mit geringer Spannung betreiben zu können, wird die Spannung überwacht, die für die elektrische Betätigungsvorrichtung (30) verfügbar ist. Die elektrische Betätigungsvorrichtung (30) ist mit einem Ventil (38) gekoppelt, welches innerhalb eines Durchlassweges (18, 54, 14) positioniert ist, in dem Hochdruck-Betätigungströmungsmittel zu einer hydraulisch betätigten Vorrichtung (16, 17) und weg davon fließt, wie beispielsweise zu bzw. von einer Brennstoffeinspritzvorrichtung (16) und/oder einer Motorbremse (17). Wenn die für die elektrische Betätigungsvorrichtung (30) verfügbare Spannung unter eine vorbestimmte Spannung abfällt, wird die Druckdifferenz an dem Ventil (38) reduziert. Obwohl die prinzipielle Anwendung der vorliegenden Erfindung bei dem Brennstoffeinspritzsystem (9) vorgesehen ist, findet die vorliegende Erfindung Anwendung bei irgendeinem elektrisch gesteuerten Strömungsmittelsystem mit geringer Spannung.Electrically controlled fuel injection systems should be able to operate at low voltage. In order to be able to operate an electrically controlled fuel injection system (9) with low voltage, the voltage that is available for the electrical actuation device (30) is monitored. The electrical actuator (30) is coupled to a valve (38) positioned within a passageway (18, 54, 14) in which high pressure actuation fluid flows to and away from a hydraulically actuated device (16, 17) as for example to or from a fuel injection device (16) and / or an engine brake (17). When the voltage available to the electrical actuator (30) drops below a predetermined voltage, the pressure differential across the valve (38) is reduced. Although the principle application of the present invention is intended for the fuel injection system (9), the present invention applies to any electrically controlled, low voltage fluid system.
公开号:DE102004008351A1
申请号:DE200410008351
申请日:2004-02-20
公开日:2004-09-16
发明作者:Clifford E. Pontiac Cotton III；Bernard Kirsch；Olaf Ohligschlaeger；Rene Schulz；Ronald D. Peoria Shinogle；Alan R. Metamora Stockner
申请人:Thomas Magnete GmbH；Caterpillar Inc；
IPC主号:F02D41-38

专利说明:
[0001] Die vorliegende Erfindung beziehtsich allgemein auf elektrisch gesteuerte Strömungsmittelsysteme und insbesondereauf ein Verfahren zum Betrieb von elektrisch gesteuerten Ventileninnerhalb des Systems währendPerioden, in denen wenig Energie verfügbar ist.The present invention relatesgenerally relates to electrically controlled fluid systems and in particularto a method for operating electrically controlled valveswithin the system duringPeriods when little energy is available.
[0002] Bei verschiedenen Dieselmotoren werden heutehydraulisch betätigteVorrichtungen, wie beispielsweise hydraulisch betätigte Brennstoffeinspritzvorrichtungenund Motorbremsen durch elektrisch gesteuerte Strömungsmittelsteuerventile gesteuert. Abhängig vonder Positionierung eines Ventilgliedes verbindet das Strömungsmittelsteuerventilentweder die hydraulische Vorrichtung mit einer Quelle für Hochdruck-Betätigungsströmungsmittel,was bewirkt, dass die Vorrichtung aktiviert wird, oder verbindetdie hydraulische Vorrichtung mit einem Niederdruck-Betätigungsströmungsmittelreservoir,was bewirkt, dass die Vorrichtung deaktiviert wird, sich selbstzurücksetztoder inaktiv bleibt. Die Bewegung des Ventilgliedes wird durch eineelektrische Betätigungsvorrichtunggesteuert, wie beispielsweise durch einen Elektromagneten oder einePiezo-Betätigungsvorrichtung.Beispielsweise weisen hydraulisch betätigte Brennstoffeinspritzvorrichtungen,wie jene, die in dem US-Patent 5 738 075, an Chen am 14. April 1998gezeigt, ein Elektromagnet gesteuertes Strömungsmittelsteuerventil, welchesan dem Einspritzvorrichtungskörperangebracht ist.With various diesel engines todayhydraulically operatedDevices such as hydraulically operated fuel injectorsand engine brakes controlled by electrically controlled fluid control valves. Depending onthe positioning of a valve member connects the fluid control valveeither the hydraulic device with a source of high pressure actuation fluid,which causes the device to activate or connectthe hydraulic device with a low pressure actuating fluid reservoir,which causes the device to deactivate itselfresetsor remains inactive. The movement of the valve member is controlled by aelectrical actuatorcontrolled, such as by an electromagnet or aPiezo-actuator.For example, hydraulically operated fuel injection devices havesuch as those described in U.S. Patent 5,738,075 to Chen on April 14, 1998shown an electromagnet controlled fluid control valve whichon the injector bodyis appropriate.
[0003] Typischerweise wird elektrischerStrom an die elektrische Betätigungsvorrichtunggeliefert, um die hydraulische Vorrichtung mit der Quelle für hohen Druckzu verbinden, um das Ventilglied gegen die Vorspannung einer Federzu bewegen. Jedoch haben die Ingenieure mit den Jahren herausgefunden, dasseine Druckdifferenz an dem Strömungsmittelsteuerventildie Möglichkeitbeeinflussen kann, dass das Ventil in vorhersagbarer Weise arbeitenkann. Die Druckdifferenz an dem Strömungsmittelsteuerventil kannbewirken, dass die Geschwindigkeit des Strömungsmittels ansteigt und derDruck abfällt,insbesondere in der Region um einen Ventilsitz herum. Diese Veränderungendes Druckes und der Geschwindigkeit des Strömungsmittels können Flusskräfte erzeugen,die gegen die Bewegung des Ventilgliedes wirken. Somit muss dieelektrische Betätigungsvorrichtungdas Ventilglied nicht gegen die Vorspannung der Feder sondern auchgegen die Flusskräftebewegen. Diese Flusskräftesteigen im Allgemeinen, wenn die Druckdifferenz an dem Ventil ansteigt.Die Ingenieure legen das Hydrauliksystem so aus, dass die für die elektrischeBetätigungsvorrichtungverfügbareSpannung ausreicht, um das Ventilglied von seiner geschlossenenPosition zu seiner offenen Position gegen die Vorspannung der Federund gegen die Flusskräftebei dem höchstenerwarteten Druckdifferenzen zu bewegen, was den höchsten erwartetenDruckleitungs- bzw. Rail-Druck im Falle eines Brennstoffeinspritzsystemsentspricht.Typically becomes electricalPower to the electrical actuatordelivered to the hydraulic device with the source of high pressureto connect to the valve member against the bias of a springto move. However, over the years the engineers have found thata pressure differential across the fluid control valvethe possibilitycan affect that the valve will operate in a predictable mannercan. The pressure differential across the fluid control valve cancause the velocity of the fluid to increase and thePressure drops,especially in the region around a valve seat. These changesthe pressure and speed of the fluid can generate flux forces,which act against the movement of the valve member. So theelectrical actuatorthe valve member not against the bias of the spring but alsoagainst the river forcesmove. These river forcesgenerally increase as the pressure differential across the valve increases.The engineers design the hydraulic system so that it is used for the electricalactuatoravailableTension is sufficient to keep the valve member closedPosition to its open position against the bias of the springand against the river forcesat the highestexpected pressure differences to move, which is the highest expectedPressure line or rail pressure in the case of a fuel injection systemequivalent.
[0004] Währenddas Verfahren zur Anwendung von elektrisch betätigten Strömungsmittelsteuerventilen zurSteuerung von hydraulisch betätigtenVorrichtungen gut gearbeitet hat, gibt es Raum zur Verbesserung.Beispielsweise erfordern Regierungsregelungen, dass die meistenFahrzeuge und Maschinen in einem Spannungsbereich arbeiten können, wiebeispielsweise 9 bis 16 Volt. Somit suchen die Ingenieure dauerndnach Strategien zum Betrieb von elektrisch gesteuerten Motorkomponenten,wie beispielsweise Brennstoffeinspritzvorrichtungen oder Motorbremsen,am unteren Ende dieses Spannungsbereichs. Wenn weiterhin die Spannung(Energie) absinkt, die fürdie elektrische Betätigungsvorrichtung verfügbar ist,möglicherweiseaufgrund eines Problems innerhalb der elektrischen Schaltung oderbezüglichder Leistungsversorgung des Fahrzeugs oder der Maschinen kann daselektronische Steuermodul keinen ausreichenden elektrischen Stroman die elektrische Betätigungsvorrichtungliefern, um das Ventilglied zu seiner offenen Position hin bei denhöherenRail-Drückenzu bewegen und das Ventilglied in dieser Position zu halten. Wennsomit die Spannung unter einen gewissen Pegel fällt, kann das Strömungsmittelsteuerventilnicht ausreichend strömungsmittelmässig dieBrennstoffeinspritzvorrichtung mit der Quelle für Hochdruck-Betätigungsströmungsmittelverbinden und die Brennstoffeinspritzvorrichtung in vorhersagbarerWeise aktivieren. Anders gesagt, kann sich das Ventil fehlerhaftverhalten oder überhauptnicht funktionieren. Das Resultat ist, dass Brennstoff nicht inadäquaterWeise und/oder nicht genau in den Motor eingespritzt werden kann, unddass das Fahrzeug oder die Maschine dann absterben und/oder Fehlzündungenzeigen wird. Dies kann zu Abschleppkosten und anderen Nachteilen undzu verlorengegangener Produktivität und Unbequemlichkeiten führen. Wenndarüberhinaus das elektrische Problem, welches bewirkt, dass die Spannungabfällt,zu einem Zeitpunkt auftritt, wenn die Motorbremse benötigt wird,um das Fahrzeug oder die Maschinen zu verlangsamen, wie beispielsweise wennman einen steilen Hügelherunterfährt,kann die Motorbremse nicht ordnungsgemäß arbeiten, was möglicherweisezur Folge hat, dass ein Fahrzeug außer Kontrolle gerät.Whilethe method of using electrically operated fluid control valves forControl of hydraulically operatedDevices worked well, there is room for improvement.For example, government regulations require that mostVehicles and machines can work in a voltage range, such asfor example 9 to 16 volts. So the engineers are always lookingstrategies for the operation of electrically controlled motor components,such as fuel injectors or engine brakes,at the lower end of this voltage range. If the tension continues(Energy) drops that forthe electrical actuator is available,possiblydue to a problem within the electrical circuit orin terms ofthe power supply of the vehicle or the machine can do thatelectronic control module does not have sufficient electrical currentto the electrical actuatordeliver to the valve member to its open position at thehigherRail pressuresto move and hold the valve member in this position. Ifthus the voltage drops below a certain level, the fluid control valve caninsufficient fluidFuel injector with the source of high pressure actuation fluidconnect and the fuel injector in predictableActivate wise. In other words, the valve may malfunctionbehave or at alldon't work. The result is that fuel is not inadequateWay and / or not exactly injected into the engine, andthat the vehicle or machine will then die and / or misfirewill show. This can result in towing costs and other disadvantageslead to lost productivity and inconvenience. Ifabout thataddition, the electrical problem that causes the voltagedropsoccurs at a time when the engine brake is neededto slow down the vehicle or machinery, such as whenup a steep hillshuts downthe engine brake may not work properly, which may becauses a vehicle to get out of control.
[0005] Die vorliegende Erfindung ist daraufgerichtet, eines oder mehrere der oben dargelegten Probleme zu überwinden.The present invention is based thereondirected to overcoming one or more of the problems set out above.
[0006] Gemäß eines Aspektes der vorliegendenErfindung weist ein Verfahren zum Betrieb eines elektrisch gesteuertenStrömungsmittelsystemseinen Schritt der Positionierung eines Ventils in einem Strömungsmitteldurchlassauf. Das Ventil ist mit einer elektrischen Betätigungsvorrichtung gekoppelt,und elektrische Energie, die fürdie elektrische Betätigungsvorrichtungverfügbarist, wird überwacht. Wenndie elektrische Energie, die fürdie elektrische Betätigungsvorrichtungverfügbarist, geringer als eine vorbestimmte elektrische Energie ist, wirdeine Druckdifferenz an dem Ventil eingeschränkt.According to one aspect of the present invention, a method for operating an elec trically controlled fluid system a step of positioning a valve in a fluid passage. The valve is coupled to an electrical actuator, and electrical energy available for the electrical actuator is monitored. If the electrical energy available for the electrical actuator is less than a predetermined electrical energy, a pressure differential across the valve is restricted.
[0007] Gemäß eines weiteren Aspektes dervorliegenden Erfindung weist ein elektrisch gesteuertes Strömungsmittelsystemeinem Strömungsmitteldurchlass auf,der durch ein Ventil aufgeteilt ist in einen ersten Teil, der strömungsmittelmässig miteiner Hochdruck-Quelle verbunden ist, und in einen zweiten Teil.Das Ventil ist mit einer elektrischen Betätigungsvorrichtung gekoppelt.Eine Drucksteuervorrichtung ist betriebsmässig mit der Quelle für unter Druckgesetztes Strömungsmittelgekoppelt. Ein elektronisches Steuermodul weist einen Druckbegrenzungsalgorithmusfür geringeelektrische Energie auf und ist in Steuerverbindung mit der elektrischenBetätigungsvorrichtungund der Drucksteuervorrichtung.According to another aspect ofThe present invention features an electrically controlled fluid systema fluid passage,which is divided by a valve into a first part, which is fluid witha high pressure source is connected, and in a second part.The valve is coupled to an electrical actuator.A pressure control device is operational with the source of the pressureset fluidcoupled. An electronic control module has a pressure limiting algorithmfor lowelectrical energy and is in control connection with the electricalactuatorand the pressure control device.
[0008] Gemäß noch eines weiteren Aspektesder vorliegenden Erfindung weist eine Vorrichtung ein computerlesbaresDatenspeichermedium auf, auf dem ein Überwachungsalgorithmus für die Verfügbarkeitvon elektrischer Energie und ein Algorithmus zur Bestimmung einesZustandes mit geringer Energie aufgezeichnet sind. Ein Druckbegrenzungsalgorithmusist auch auf dem Medium aufgezeichnet und ist betreibbar bzw. wirksam,wenn der Algorithmus zur Bestimmung der niedrigen Energie bestimmt, dasseine verfügbareelektrische Energie geringer als eine vorbestimmte elektrische Energieist.According to yet another aspectof the present invention, a device has a computer readableData storage medium on which a monitoring algorithm for availabilityof electrical energy and an algorithm for determining oneLow energy condition are recorded. A pressure limiting algorithmis also recorded on the medium and is operable or effective,if the low energy determination algorithm determines thatan availableelectrical energy less than a predetermined electrical energyis.
[0009] 1 isteine schematische Darstellung eines elektrisch gesteuerten Strömungsmittelsystems gemäß der vorliegendenErfindung; 1 Figure 3 is a schematic illustration of an electrically controlled fluid system in accordance with the present invention;
[0010] 2 isteine diagrammartige geschnittene Seitenansicht einer Strömungsmittelsteuerventilanordnunggemäß einesAspektes der vorliegenden Erfindung; 2 FIG. 12 is a diagrammatic sectional side view of a fluid control valve assembly according to an aspect of the present invention;
[0011] 3 isteine geschnittene diagrammartige Seitenansicht einer Brennstoffeinspritzvorrichtung gemäß einesAspektes der vorliegenden Erfindung; 3 FIG. 12 is a cross-sectional, diagrammatic side view of a fuel injector according to an aspect of the present invention;
[0012] 4 isteine geschnittene diagrammartige Seiten-ansicht einer Motorbremsegemäß einesweiteren Aspektes der vorliegenden Erfindung; 4 Fig. 4 is a sectional, diagrammatic side view of an engine brake according to another aspect of the present invention;
[0013] 5 isteine Kurvendarstellung, die den Rail-Druck gegenüber der Spannung veranschaulicht,die fürdie Strömungsmittelsteuer ventilanordnungder 2 gemäß der vorliegendenErfindung verfügbarist; 5 FIG. 4 is a graph illustrating rail pressure versus voltage used for the fluid control valve assembly of FIG 2 is available according to the present invention;
[0014] 6a isteine Kurvendarstellung, die den elektrischen Strom veranschaulicht,der zu einer elektrischen Betätigungsvorrichtunggeliefert wird, die in der Strömungsmittelsteuerventilanordnungder 2 gegenüber derZeit gemäß der vorliegenden Erfindungvorgesehen wird; und 6a FIG. 10 is a graph illustrating the electrical current supplied to an electrical actuator that is in the fluid control valve assembly of FIG 2 versus time according to the present invention; and
[0015] 6b isteine Kurvendarstellung, die den elektrischen Strom veranschaulicht,der zu einer elektrischen Betätigungsvorrichtunggemäß der vorliegendenErfindung geliefert wurde, die mit einem Nadelsteuerventil gekoppeltist, und zwar gegenüber derZeit. 6b FIG. 12 is a graph illustrating the electrical current supplied to an electrical actuator in accordance with the present invention coupled to a needle control valve over time.
[0016] Mit Bezug auf 1 ist ein elektrisch gesteuertes Strömungsmittelsystemgemäß der vorliegendenErfindung gezeigt. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist das Strömungsmittelsystemein hydraulisches System 9 innerhalb eines Motors 10,welcher an einem Fahrzeug 8 angebracht ist. Es sei jedochbemerkt, dass die vorliegende Erfindung in irgendeinem elektronischgesteuerten Strömungsmittelsystemverwendet werden könnte,und zwar ungeachtet dessen, ob das Strömungsmittelsystem ein hydraulischesSystem oder ein Teil eines Motors ist. Der Motor 10 weistein Motorgehäuse 11 auf,an dem ein Niederdruck-Betätigungsströmungsmittelreservoir 13 angebrachtist. Währenddas Niederdruck-Betätigungsströmungsmittelreservoir 13 vorzugsweiseeine Ölwanneist, die Motorschmierölenthält,sei bemerkt, dass andere Strömungsmittelquellenmit einer Menge von verfügbaremStrömungsmittel,wie beispielsweise Kühlmittel,Getriebeströmungsmittelbzw. Getriebeöloder Brennstoff, statt dessen verwendet werden könnte. Eine Pumpe 21 pumptBetätigungsströmungsmittelaus dem Niederdruck-Reservoir 13 über eineNiederdruck-Versorgungsleitung 36 und liefert dieses über eineHochdruck-Versorgungsleitungen 37 zu einer Quelle für unterDruck gesetztes Strömungsmittel.In diesem Fall ist die Quelle fürunter Druck gesetztes Strömungsmitteleine gemeinsame Druckleitung bzw. Common-Rail 12. Ein Drucksensor 68 istvorzugsweise innerhalb der Common-Rail bzw. Verteilerleiste 12 positioniertund ist in Verbindung mit einem elektronischen Steuermodul 24 über eineSensorkommunikationsleitung 69. Obwohl der Drucksensor 68 soveranschaulicht ist, dass er innerhalb der Common-Rail 12 positioniertist, sei bemerkt, dass der Drucksensor 68 an irgendeinemgeeigneten Punkt innerhalb des hydraulischen Systems 9 positioniertsein könnte, welchesdas unter Druck gesetzte Strömungsmittel enthält, wiebeispielsweise innerhalb der Hochdruck-Versorgungsleitung 37.Der Drucksensor 68 nimmt periodisch den tatsächlichenDruck des Betätigungsströmungsmittelsauf, der zu der Brennstoffeinspritzvorrichtung 16 und derMotorbremse 17 geliefert wird. Obwohl nur eine Brennstoffeinspritzvorrichtung 16 gezeigtist, ist der Motor 10 vorzugsweise ein Mehrzylinder Motormit einer Vielzahl von Brennstoffeinspritzvorrichtungen, die diegleiche Common-Rail verwenden.Vorzugsweise wird die Frequenz der Aufnahme (Sampling) und der Verarbeitungso ausgewählt,dass man einen Mittelwert oder Durchschnittsdruck bestimmt, dernicht zu empfindlich bezüglichtransienter Effekte ist. Betätigungsströmungsmittel,welches nicht zu der Common-Rail 12 geliefert wird, wirdzurückzu dem Niederdruck-Reservoir 13 über die Niederdruck-Versorgungsleitung 36 zurRückzirkulationdurch das hydraulische System 9 bewegt.Regarding 1 An electrically controlled fluid system according to the present invention is shown. In the exemplary embodiment, the fluid system is a hydraulic system 9 within an engine 10 which on a vehicle 8th is appropriate. However, it should be noted that the present invention could be used in any electronically controlled fluid system regardless of whether the fluid system is a hydraulic system or part of an engine. The motor 10 has a motor housing 11 on which a low pressure actuation fluid reservoir 13 is appropriate. During the low pressure actuation fluid reservoir 13 preferably an oil pan containing engine lubricating oil, it should be appreciated that other fluid sources with an amount of available fluid, such as coolant, transmission fluid, or transmission oil or fuel, could be used instead. A pump 21 pumps actuation fluid from the low pressure reservoir 13 via a low pressure supply line 36 and delivers this via a high pressure supply line 37 to a source of pressurized fluid. In this case, the source of pressurized fluid is a common pressure line or common rail 12 , A pressure sensor 68 is preferably within the common rail 12 positioned and is in connection with an electronic control module 24 via a sensor communication line 69 , Although the pressure sensor 68 is illustrated as being within the common rail 12 positioned, note that the pressure sensor 68 at any suitable point within the hydraulic system 9 could be positioned containing the pressurized fluid, such as within the high pressure supply line 37 , The pressure sensor 68 periodically picks up the actual pressure of the actuation fluid that is supplied to the fuel injector 16 and the engine brake 17 is delivered. Although only a fuel injector 16 is shown is the engine 10 preferably a multi-cylinder engine with a variety of fuel injectors that share the same common rail use. Preferably, the frequency of recording (sampling) and processing is selected so that one determines an average or average pressure that is not too sensitive to transient effects. Actuating fluid that is not to the common rail 12 is returned to the low pressure reservoir 13 via the low pressure supply line 36 for recirculation through the hydraulic system 9 emotional.
[0017] Die Pumpe 21 ist vorzugsweiseeine elektronisch gesteuerte Pumpe mit variabler Lieferung, wie beispielsweiseeine durch Hülsengesteuerte Pumpe mit fester Verdrängung und variabler Lieferungder Bauart, wie Sie hergestellt wird von Caterpillar, Inc., Peoria,Illinois. Daher ist ein Teil der Pumpe 21 eine Druckbegrenzungsvorrichtung.Die Ausgabe der Pumpe 21 mit variabler Lieferung wird durchdas elektronische Steuermodul 24 über eine Pumpekommunikationsleitung 25 gesteuert.Der Fachmann wird erkennen, dass andere Strategien mit Pumpe und Steuervorrichtungdafür eingesetztwerden könnten. Beispielsweisekönnteeine Pumpe mit fester Verdrängungund ein Rail-Druck-steuerventil bei der vorliegenden Erfindung verwendetwerden, welches gestattet, das Strömungsmittel aus einer Common-Rail 12 zudem Niederdruck-Reservoir 13 leckt, falls nötig.The pump 21 is preferably an electronically controlled, variable delivery pump, such as a fixed displacement, variable delivery, sleeve driven pump of the type manufactured by Caterpillar, Inc., Peoria, Illinois. Therefore part of the pump 21 a pressure limiting device. The output of the pump 21 with variable delivery is through the electronic control module 24 via a pump communication line 25 controlled. Those skilled in the art will recognize that other pump and control strategies could be used. For example, a fixed displacement pump and a rail pressure control valve could be used in the present invention which allows fluid to be drawn from a common rail 12 to the low pressure reservoir 13 licks if necessary.
[0018] Die Strömungsmittelsteuerventilanordnungen 20, 120 werdeninnerhalb der Strömungsmitteldurchlasswegepositioniert und steuern den Fluss von Betätigungsströmungsmittel zu der Brennstoffeinspritzvorrichtung 16 bzw.der Motorbremse 17 hin und von diesen weg. Die Strömungsmittelsteuerventilanordnungen 20, 120 trennendie Strömungsmitteldurchlasswegein einen ersten Teil, einen zweiten Teil und vorzugsweise einendritten Teil. Das Hochdruck-Betätigungsströmungsmittel,welches aus der Common-Rail 12 heraus fließt, wirdzu der Motorbremse 17 und der Brennstoffeinspritzvorrichtung 16 über dieersten Teile der Strömungsmitteldurchlasswegegeliefert, die in diesem Fall eine Motorbremsenversorgungsleitung 19 bzw.die Brennstoffeinspritzvorrichtungsversorgungsleitung 18 sind.Das Hochdruck-Betätigungsströmungsmittel aktiviertdie Brennstoffeinspritzvorrichtung 16 und die Motorbremse 17 innerhalbder zweiten Teile der Strömungsmitteldurchlasswege,was im diesem Fall die Kolbenbohrung 54 ist, die in derBrennstoffeinspritzvorrichtung 16 vorgesehen ist (wie in 3 gezeigt), und der Motorbremsenströmungsmitteldurchlass 71, derin der Motorbremse 17 vorgesehen ist (wie in 4 gezeigt). Sobald das Hochdruck-Betätigungsströmungsmittelseine Arbeit entweder in der Motorbremse 17 oder in derBrennstoffeinspritzvorrichtung 16 ausgeführt hat,wird das Betätigungsströmungsmittelzu dem Niederdruck-Betätigungsströmungsmittelreservoir 13 über diedritten Teile der Strömungsmitteldurchlasswegezurückgeleitet,die im diesem Fall eine Motorbremsenablaufleitung 15 bzw. eineBrennstoffeinspritzvorrichtung Ablaufleitung 14 sind. Sowohldie Brennstoffeinspritzvorrichtung 16 als auch die Motorbremse 17 weisenvorzugsweise die Strömungsmittelsteuerventilanordnungen 20 bzw. 120 auf.Beide Strömungsmittelsteuerventilanordnungen 20, 120 arbeiten ähnlich innerhalbder Brennstoffeinspritzvorrichtung 16 und der Motorbremse 17.Die Brennstoffeinspritzvorrichtungsströmungsmittelsteuerventilanordnung 20 istin elektrischer Verbindung mit dem elektronischen Steuermodul 24 über eineBrennstoffeinspritzvorrichtung Kommunikationsleitung 22.Die Motorbremsenströmungsmittelsteuerventilanordnung 120 istin elektrischer Verbindung mit dem elektronischen Steuermodul 24 über eineMotorbremsenkommunikationsleitung 23. Obwohl die Strömungsmittelsteuerventilanordnungen 20, 120 in 1 so veranschaulicht sind,dass sie an der Brennstoffeinspritzvorrichtung 16 und der Motorbremse 17 angebrachtsind, sollte der Fachmann erkennen, dass die Strömungsmittelsteuerventilanordnungen 20, 120 vonder Brennstoffeinspritzvorrichtung 16 und der Motorbremse 17 getrenntsein könntenund an einem Punkt innerhalb des Hydrauliksystems 9 positioniertsein könnten,wie beispielsweise entlang der Versorgungsleitungen 19, 18.Weiterhin könnteanstelle der Verwendung einer Strömungsmittelsteuerventilanordnung 20, 120 für sowohldie Brennstoffeinspritzvorrichtung 16 als auch die Motorbremse 17 eineVentilanordnung den Fluss des Betätigungsströmungsmittels zu sowohl derMotorbremse 17 als auch der Brennstoffeinspritzvorrichtung 16 undvon diesen weg steuern. Ebenfalls sollte der Fachmann erkennen,dass die Strömungsmittelsteuerventilanordnung 20, 120 verwendetwerden kann, um den Fluss des Betätigungsströmungsmittels zu irgendeinerhydraulischen Vorrichtung hin und weg von dieser zu steuern.The fluid control valve assemblies 20 . 120 are positioned within the fluid passageways and control the flow of actuating fluid to the fuel injector 16 or the engine brake 17 there and away from them. The fluid control valve assemblies 20 . 120 separate the fluid passageways into a first part, a second part, and preferably a third part. The high pressure actuation fluid that comes from the common rail 12 flows out, becomes the engine brake 17 and the fuel injector 16 delivered through the first portions of the fluid passageways, which in this case are an engine brake supply line 19 or the fuel injector supply line 18 are. The high pressure actuation fluid activates the fuel injector 16 and the engine brake 17 within the second parts of the fluid passageways, which in this case is the piston bore 54 is that in the fuel injector 16 is provided (as in 3 shown), and the engine brake fluid passage 71 that in the engine brake 17 is provided (as in 4 shown). Once the high pressure actuation fluid does its job either in the engine brake 17 or in the fuel injector 16 the actuation fluid becomes the low pressure actuation fluid reservoir 13 routed back through the third portions of the fluid passageways, which in this case are an engine brake drain line 15 or a fuel injector drain line 14 are. Both the fuel injector 16 as well as the engine brake 17 preferably have the fluid control valve assemblies 20 respectively. 120 on. Both fluid control valve assemblies 20 . 120 operate similarly within the fuel injector 16 and the engine brake 17 , The fuel injector fluid control valve assembly 20 is in electrical connection with the electronic control module 24 via a fuel injector communication line 22 , The engine brake fluid control valve assembly 120 is in electrical connection with the electronic control module 24 via an engine brake communication line 23 , Although the fluid control valve assemblies 20 . 120 in 1 are illustrated as being on the fuel injector 16 and the engine brake 17 those skilled in the art should recognize that the fluid control valve assemblies 20 . 120 from the fuel injector 16 and the engine brake 17 could be separated and at one point within the hydraulic system 9 could be positioned, such as along the supply lines 19 . 18 , Furthermore, instead of using a fluid control valve assembly 20 . 120 for both the fuel injector 16 as well as the engine brake 17 a valve assembly controls the flow of actuation fluid to both the engine brake 17 as well as the fuel injector 16 and steer away from them. Also, those skilled in the art should recognize that the fluid control valve assembly 20 . 120 can be used to control the flow of actuation fluid to and from any hydraulic device.
[0019] Brennstoff wird von einem Brennstofftank 82 durcheine Brennstofftransferpumpe 83 gezogen und zu der Brennstoffeinspritzvorrichtung 16 über eine Brennstoffversorgungsleitung 84 zirkuliert,nachdem er durch einen Brennstofffilter 37 gelaufen ist.Die Brennstofftransferpumpe 36 ist vorzugsweise eine elektrischePumpe mit konstantem Fluss mit einer Kapazität, die bemessen ist, so dasssie die maximalen Anforderungen für den Motor 10 erfüllt. Ebenfalls können dieBrennstofftransferpumpe 83 und der Brennstofffilter 85 ineinem gemeinsamen Gehäuse enthaltensein. Irgendwelcher Brennstoff, der von den Brennstoffeinspritzvorrichtungen 16 nichtverwendet wird, wird zum Brennstofftank 82 über die Brennstoffrückleitung 86 zurück zirkuliert.Brennstoff in der Brennstoffversorgungsleitung und Brennstoffrückleitung 84 und 86 istauf einem relativ geringen Druck relativ zu jenem in der Common-Rail 12,die unter Druck gesetztes Ölenthält.Anders gesagt, weist das beispielhafte Brennstoffeinspritzsystem keineHochdruck-Brennstoffleitungenauf, und der Brennstoff wird innerhalb der Brennstoffein spritzvorrichtung 16 aufdie Einspritzpegel unter Druck gesetzt und dann gewöhnlicherweisenur füreine kurze Zeitperiode währendeiner Einspritzsequenz.Fuel is from a fuel tank 82 through a fuel transfer pump 83 pulled and to the fuel injector 16 via a fuel supply line 84 circulates after going through a fuel filter 37 ran. The fuel transfer pump 36 is preferably a constant flow electric pump with a capacity that is sized to meet the maximum requirements for the motor 10 Fulfills. You can also use the fuel transfer pump 83 and the fuel filter 85 be contained in a common housing. Any fuel from the fuel injectors 16 not used becomes a fuel tank 82 via the fuel return line 86 circulated back. Fuel in the fuel supply line and fuel return line 84 and 86 is at a relatively low pressure relative to that in the common rail 12 that contains pressurized oil. In other words, the exemplary fuel injection system does not have high pressure fuel lines and the fuel is injected within the fuel injector 16 pressurized to the injection level and then usually only for a short time period during an injection sequence.
[0020] Ein Druckbegrenzungsalgorithmus für geringereelektrische Energie ist in einer Vorrichtung einprogrammiert, dieein computerlesbares Datenspeichermedium 67 aufweist. DieVorrichtung 67 ist vorzugsweise in dem Speicher miteingeschlossen,der fürdas elektronische Steuermodul 24 verfügbar ist. Der Druckbegrenzungsalgorithmusfür niedrigeelektrische Energie ermöglichtes, dass das elektronische Steuermodul 24 das elektrischgesteuerte hydraulische System 9 steuert, so dass das Fahrzeugoder die Maschine auch in Situationen mit niedriger Spannung weiterarbeitenwerden. Der Druckbegrenzungsalgorithmus für niedrige elektrische Energieweist einen Überwachungsalgorithmusfür dieVerfügbarkeit vonelektrischer Energie auf, vorzugsweise einen Überwachungsalgorithmus für die Verfügbarkeitvon Spannung fürdas hydraulische System des Motors. Dies ermöglicht, dass das elektronischeSteuermodul 24 die Spannung überwacht, die verfügbar ist,um die Strömungsmittelsteuerventilanordnungen 20, 120 innerhalbdes Hydrauliksystems 9 zu überwachen. Das elektronischeSteuermodul 24 ist in Verbindung mit einem Spannungssensor 66.Der Spannungssensor 66 könnte an irgendeinem Punkt innerhalbder Schaltung positioniert sein, die das Hydrauliksystem 9 steuert,oder sonst irgendwo in dem elektrischen System des Fahrzeugs.A pressure limitation algorithm for lower electrical energy is programmed into a device that is a computer readable data storage medium 67 having. The device 67 is preferably included in the memory for the electronic control module 24 is available. The pressure control algorithm for low electrical energy allows the electronic control module 24 the electrically controlled hydraulic system 9 controls so that the vehicle or machine will continue to work even in low voltage situations. The pressure limiting algorithm for low electrical energy has a monitoring algorithm for the availability of electrical energy, preferably a monitoring algorithm for the availability of voltage for the hydraulic system of the engine. This enables the electronic control module 24 monitors the voltage available to the fluid control valve assemblies 20 . 120 within the hydraulic system 9 to monitor. The electronic control module 24 is in connection with a voltage sensor 66 , The voltage sensor 66 could be positioned at any point within the circuit that the hydraulic system 9 controls, or anywhere else in the vehicle's electrical system.
[0021] Ein Algorithmus zur Bestimmung vonniedriger Energie ist auch in den Speicher des elektronischen Steuermoduls 24 einprogrammiert.Der Algorithmus zur Bestimmung von niedriger Energie weist vorzugsweiseeinen Spannungsvergleichsalgorithmus auf, der ermöglicht,dass das elektronische Steuermodul 24 die verfügbare Spannungmit einer vorbestimmten Spannung vergleicht. Die vorbestimmte Spannungist vorzugsweise die Spannung, die erforderlich ist, um den Betriebder Strömungsmittelsteuerventilanordnungen 20, 120 aufden höchstenRail-Drückenzu halten. Das elektronische Steuermodul 24 weist aucheinen Druckbegrenzungsalgorithmus auf, der betreibbar ist, wennder Spannungsvergleichsalgorithmus bestimmt, dass die verfügbare Spannunggeringer als die vorbestimmte Spannung ist. Sobald der Druckbegrenzungsalgorithmuseingeleitet wurde, wird ein Common-Rail-Druckbestimmungsalgorithmuseinen begrenzten maximalen Rail-Druckbestimmen, auf dem das Hydrauliksystem 9 arbeiten wird.Der Rail-Druck-Steueralgorithmusfür dasHydrauliksystem des Motors wird die Pumpe 21 mit variablerLieferung überdie Pumpenkommunikationsleitung 25 anweisen, den Rail Druck sozu steuern, dass er nicht den begrenzten maximalen Rail-Druck überschreitet.An algorithm for determining low energy is also in the memory of the electronic control module 24 programmed. The algorithm for determining low energy preferably has a voltage comparison algorithm that enables the electronic control module 24 compares the available voltage with a predetermined voltage. The predetermined voltage is preferably the voltage required to operate the fluid control valve assemblies 20 . 120 to keep at the highest rail pressures. The electronic control module 24 also includes a pressure limiting algorithm that is operable when the voltage comparison algorithm determines that the available voltage is less than the predetermined voltage. Once the pressure limiting algorithm has been initiated, a common rail pressure determination algorithm will determine a limited maximum rail pressure on which the hydraulic system is based 9 will work. The rail pressure control algorithm for the hydraulic system of the engine becomes the pump 21 with variable delivery via the pump communication line 25 instruct to control the rail pressure so that it does not exceed the limited maximum rail pressure.
[0022] Mit Bezug auf 2 ist eine diagrammartige Darstellungeiner Strömungsmittelsteuerventilanordnung 20, 120 gemäß der vorliegendenErfindung gezeigt. Die Ventilanordnung 20, 120 weistein Strömungsmittelsteuerventil 38 auf,welches mit einer ersten Elektromagnetbetätigungsvorrichtung 30 gekoppeltist. Obwohl die vorliegende Erfindung so veranschaulicht ist, dasssie eine Elektromagnetbetätigungsvorrichtung 30 verwendet,sei bemerkt, dass die vorliegende Erfindung die Anwendung von irgendeinergeeigneten elektrischen Betätigungsvorrichtungin Betracht zieht, wie beispielsweise Piezo-Vorrichtungen, Lautsprecherspulen bzw.Stellspulen usw.. Das Strömungsmittelsteuerventil 38 weist einenVentilkörper 39 auf,der Vorzugsweise an einem Stator 32 der ersten Elektromagnetbetätigungsvorrichtung 30 angebrachtist. Die Elektromagnetbetätigungsvorrichtung 30 weistmindestens eine Elektromagnetspule 31 auf, die an dem Stator 32 montiert ist.Der Stator 32 definiert eine Führungsbohrung 33, inder ein Druckstift 35 vorzugsweise gelegen ist. Der Druckstift 35 istbewegbar zwischen einer ersten Position, wie gezeigt, und einerzweiten Position innerhalb der Führungsbohrung 33.Der Druckstift 35 bewegt sich vorzugsweise entlang einerMittellinie 48 der Ventilanordnung 20, 120.Ein Anker 34 ist benachbart zu der Elektromagnetspule 31 positioniert undan dem Druckstift 35 angebracht. Die Befestigung wird vollendetdurch Einführungeiner Kugel in ein Ende des Druckstiftes 35, was eine Verformung verursacht,die den Anker 34 an dem Druckstift 35 befestigt.Ein elektrischer Verbinder 43, der an der Elektromagnetbetätigungsvorrichtung 30 angebracht ist,bildet die Mittel, durch welche die elektrische Energie zu der Elektromagnetbetätigungsvorrichtung 30 geliefertwird. Die Elektromagnetbetätigungsvorrichtung 30 istin Verbindung mit dem elektronischen Steuermodul über dieBrennstoffeinspritzvorrichtungskommunikationsleitung 22 unddie Motorbremsenkommunikationsleitung 23 (1).Regarding 2 Figure 3 is a diagrammatic illustration of a fluid control valve assembly 20 . 120 according to the present invention. The valve assembly 20 . 120 has a fluid control valve 38 on which with a first solenoid actuator 30 is coupled. Although the present invention is illustrated as being a solenoid actuator 30 used, it should be noted that the present invention contemplates the use of any suitable electrical actuation device, such as piezo devices, speaker coils or control coils, etc. The fluid control valve 38 has a valve body 39 on, preferably on a stator 32 the first solenoid actuator 30 is appropriate. The solenoid actuator 30 has at least one electromagnetic coil 31 on that on the stator 32 is mounted. The stator 32 defines a pilot hole 33 in which a push pin 35 is preferably located. The push pin 35 is movable between a first position as shown and a second position within the guide bore 33 , The push pin 35 preferably moves along a center line 48 the valve assembly 20 . 120 , An anchor 34 is adjacent to the electromagnetic coil 31 positioned and on the push pin 35 appropriate. The attachment is accomplished by inserting a ball into one end of the push pin 35 , which causes a deformation that the anchor 34 on the push pin 35 attached. An electrical connector 43 on the solenoid actuator 30 attached, forms the means by which the electrical energy to the solenoid actuator 30 is delivered. The solenoid actuator 30 is in communication with the electronic control module via the fuel injector communication line 22 and the engine brake communication line 23 ( 1 ).
[0023] Das Strömungsmittelsteuerventil 38 weist einbewegbares Kolbenventilglied 27 auf, welches in Kontaktmit dem Druckstift 35 durch eine Vorspannfeder 28 vorgespanntist. Trotzdem wird der Fachmann erkennen, dass die Erfindung auchZug-Konfigurationen in Betracht zieht, wie beispielsweise eine, beider das Ventilglied an dem Anker angebracht ist. Obwohl das Ventilglied 27 alsein Kolbenventilglied veranschaulicht ist, sei bemerkt, dass dasVentilglied 27 eine andere Formen oder eine andere Bauartaufweisen könnte,wie beispielsweise ein Sitzventilglied. Es sei weiter bemerkt, dassder Ventilkörper 39 und dasKolbenventilglied 27 irgendeine Anzahl von Durchlässen definierenkönnten,obwohl die vorliegende Erfindung für ein Drei-Wege-Ventil beschriebenwurde. Das Kolbenventilglied 27 definiert einen innerenDurchlass 29, einen ersten Ring 49a und einenzweiten Ring 49b. Der Ventilkörper 39 definiert einenVersorgungsdurchlass 40, einen Betätigungsdurchlass 41 undeinen Ablaufdurchlass 42. Der Versorgungsdurchlass 40 istströmungsmittelmässig mit einerQuelle fürHochdruck-Betätigungsströmungsmittelverbunden, vorzugsweise mit der Common-Rail 12, und zwar über dieVersorgungsleitungen 19, 18. Der Ablaufdurchlass 42 ist über dieAblaufleitungen 14, 15 in Strömungsmittelverbindung mit demNiederdruck-Betätigungsströmungsmittelreservoir 13.das Kolbenventilglied 27 ist betriebsmässig angeschlossen, um sichin entsprechender Weise mit einem bewegbaren Teil der Elektromagnetbetätigungsvorrichtung 30 zubewegen, wobei vorzugsweise der Druckstift 35 an dem Anker 34 angebrachtist. Das Kolbenventilglied 27 bewegt sich mit dem Druckstift 35 vorzugsweiseentlang der Mittellinie 48 der Ventilanordnung 20, 120 zwischender ersten Position und der zweiten Position. Der Ventilkörper 39 definierteine ringförmigenNut, die einen O-Ring aufnimmt, der bei der Abdichtung hilft, wenndas Ventil 38 in einer Brennstoffeinspritzvorrichtung oderin einer anderen Vorrichtung eingebaut ist.The fluid control valve 38 has a movable piston valve member 27 on which is in contact with the push pin 35 by a bias spring 28 is biased. Nevertheless, those skilled in the art will recognize that the invention also contemplates pull configurations, such as one in which the valve member is attached to the armature. Although the valve member 27 As a piston valve member illustrated, it should be noted that the valve member 27 could have a different shape or design, such as a poppet valve member. It should also be noted that the valve body 39 and the piston valve member 27 could define any number of passages, although the present invention has been described for a three-way valve. The piston valve member 27 defines an inner passage 29 , a first ring 49a and a second ring 49b , The valve body 39 defines a supply passage 40 , an actuating passage 41 and a drain passage 42 , The supply culvert 40 is fluidly connected to a source of high pressure actuation fluid, preferably the common rail 12 , namely via the supply lines 19 . 18 , The drain outlet 42 is about the drain pipes 14 . 15 in fluid communication with the low pressure actuating fluid reservoir 13 , the piston valve member 27 is operationally connected to move with a movable part of the solenoid actuator 30 to move, preferably the pressure pin 35 on the anchor 34 is appropriate. The piston valve member 27 moves with the push pin 35 preferably along the center line 48 the valve assembly 20 . 120 between the first position and the second position. The valve body 39 defines an annular groove that receives an O-ring that helps seal when the valve 38 is built into a fuel injector or other device.
[0024] Wie veranschaulicht, ruht eine ersteAnschlagfläche 45a desDruckstiftes 35 an einer Platte 44, die zwischendem Druckstift 35 und dem Stator 32 positioniertist, wenn der Druckstift 35 und das Kolbenventilglied 27 inder ersten Position sind. Der Betätigungsdurchlass 41 istin Strömungsmittelverbindungmit dem Niederdruck-Betätigungsströmungsmittelreservoir 13 über denersten Ring 49a, den Ablaufdurchlass 42 und dieAblaufleitung 14, 15. Wenn der Druckstift 35 unddas Kolbenventilglied 27 in der zweiten Position sind,ist die erste Anschlagfläche 45a desDruckstiftes 35 nicht in Kontakt mit der Platte 44,und das Kolbenventilglied 27 richtet eine Strömungsmittelverbindungzwischen dem Betätigungsdurchlass 41 undder Common-Rail 12 über denzweiten Ring 49b, den Versorgungsdurchlass 40 unddie Versorgungsleitung 18, 19 ein. Wenn weiterhinder Druckstift 35 und das Kolbenventilglied 27 in ihrerjeweiligen zweiten Position sind, ist eine zweite Anschlagfläche 45b desKolbenventilgliedes 27 in Kontakt mit einem zweiten Anschlag 46 desVentilkörpers 39.Weil das Kolbenventilglied 27 mit dem Druckstift 35 gekoppeltist und nicht an dem Druckstift 35 angebracht ist, wirdeine asymmetrische Magnetkraft, die den Druckstift 35 vonder Mittellinie 48 wegzieht, oder eine mechanische Fehlausrichtung nichtdie Bewegung des Kolbenventilgliedes 27 unterwandern.As illustrated, a first stop surface rests 45a of the push pin 35 on a plate 44 between the push pin 35 and the stator 32 is positioned when the push pin 35 and the piston valve member 27 are in the first position. The actuation passage 41 is in fluid communication with the low pressure actuation fluid reservoir 13 over the first ring 49a , the drain outlet 42 and the drain pipe 14 . 15 , If the push pin 35 and the piston valve member 27 are in the second position, is the first stop surface 45a of the push pin 35 not in contact with the plate 44 , and the piston valve member 27 establishes a fluid connection between the actuation passage 41 and the common rail 12 over the second ring 49b , the supply passage 40 and the supply line 18 . 19 on. If the push pin continues 35 and the piston valve member 27 are in their respective second positions, is a second stop surface 45b the piston valve member 27 in contact with a second stop 46 of the valve body 39 , Because the piston valve member 27 with the push pin 35 is coupled and not to the pressure pin 35 attached, an asymmetrical magnetic force is applied to the push pin 35 from the center line 48 pulls away, or mechanical misalignment does not cause the movement of the piston valve member 27 subvert.
[0025] Mit Bezug auf 3 ist eine diagrammartige geschnitteneSeitenansicht einer Brennstoffeinspritzvorrichtung gemäß der vorliegendenErfindung gezeigt. Ein Körperfür diehydraulische Vorrichtung, der in diesem Fall der Einspritzvorrichtungskörper 50 der Brennstoffeinspritzvorrichtung 16 ist,weist ein Flusssteuerteil 51 auf, weiter einen Druckverstärkungsteil 52 undeinen Düsenteil 53.Der Steuerteil 51 weist die Strömungsmittelsteuerventilanordnung 20 auf,die an dem Einspritzvorrichtungskörper 50 angebrachtist. Der Betätigungsdurchlass 41 desStrömungsmittelsteuerventils 38 istströmungsmittelmässig miteinem zweiten Teil des Strömungsmitteldurchlassesverbunden, der in diesem Fall die Kolbenbohrung 54 ist, dievon dem Einspritzvorrichtungskörper 50 definiert wird.Ein Verstärkerkolben 55 istbe wegbar innerhalb der Kolbenbohrung 54 positioniert undhat eine gestufte obere hydraulische Fläche, die dem Strömungsmitteldruckinnerhalb der Kolbenbohrung 54 ausgesetzt ist. Der Verstärkerkolben 55 istzu einer zurückgezogenenoberen Position durch eine Vorspannfeder 57 vorgespannt,wie gezeigt. Ein Stössel 58 istauch bewegbar in dem Einspritzvorrichtungskörper 50 positioniertund bewegt sich in entsprechender Weise mit dem Verstärkerkolben 55.Wenn der Druckstift 35 und das Kolbenventilglied 27 inder zweiten Position sind, und wenn der Betätigungsdurchlass 41 desStrömungsmittelsteuerventils 38 in Strömungsmittelverbindungmit der Common-Rail 12 ist,wirkt unter Druck gesetztes Betätigungsströmungsmittelauf die hydraulische Kolbenfläche 56, wasbewirkt, dass der Verstärkerkolben 55 sichzu seiner vorgeschobenen Position bewegt. Der Stössel 58 schiebt sichauch voran und wirkt dahingehend, dass der Brennstoff innerhalbeiner Brennstoffdruckkammer 59 unter Druck setzt. Wie veranschaulichtist die hydraulische Kolbenfläche 56 demNiederdruck-Betätigungsströmungsmittelausgesetzt, wenn der Druckstift 35 und das Kolbenventilglied 27 inder ersten Position sind und der Betätigungsdurchlass 41 desStrömungsmittelsteuerventils 38 inStrömungsmittelverbindungmit dem Niederdruck-Reservoir 13 ist. Somit wird der Verstärkerkolben 55 aufseiner zurückgezogenenoberen Position unter der Wirkung der Vorspannfeder 57 bleibenoder sich zu dieser hin bewegen. Wenn der Stössel 58 zu der oberenPosition zurückkehrt,wird Brennstoff in die Brennstoffdruckkammer 59 als Vorbereitungfür dasnächste Einspritzereignisgezogen.Regarding 3 a diagrammatic sectional side view of a fuel injector according to the present invention is shown. A body for the hydraulic device, which in this case is the injector body 50 the fuel injector 16 has a flow control part 51 on, further a pressure boosting part 52 and a nozzle part 53 , The control section 51 has the fluid control valve assembly 20 on that on the injector body 50 is appropriate. The actuation passage 41 of the fluid control valve 38 is fluidly connected to a second part of the fluid passage, which in this case is the piston bore 54 is that of the injector body 50 is defined. An amplifier piston 55 can be moved within the piston bore 54 positioned and has a stepped upper hydraulic surface that corresponds to the fluid pressure within the piston bore 54 is exposed. The booster piston 55 is to a retracted upper position by a bias spring 57 biased as shown. A pestle 58 is also movable in the injector body 50 positions and moves in a corresponding manner with the booster piston 55 , If the push pin 35 and the piston valve member 27 are in the second position and when the actuation passage 41 of the fluid control valve 38 in fluid communication with the common rail 12 pressurized actuating fluid acts on the hydraulic piston surface 56 , which causes the booster piston 55 moves to its advanced position. The pestle 58 also pushes itself forward and acts in such a way that the fuel within a fuel pressure chamber 59 pressures. The hydraulic piston surface is as illustrated 56 exposed to the low pressure actuation fluid when the push pin 35 and the piston valve member 27 are in the first position and the actuation passage 41 of the fluid control valve 38 in fluid communication with the low pressure reservoir 13 is. Thus, the booster piston 55 in its retracted upper position under the action of the bias spring 57 stay or move towards it. If the pestle 58 Returning to the upper position, fuel is put into the fuel pressure chamber 59 drawn in preparation for the next injection event.
[0026] Die Brennstoffdruckkammer 59 istströmungsmittelmässig mitden Düsenauslässen 60 über einenDüsenversorgungsdurchlass 61 verbunden, vondem nur ein Teil in der Schnittansicht der 3 sichtbar ist. Ein Düsenglied 62, welchesVorzugsweise ein direkt gesteuertes Glied ist, ist innerhalb des Düsenteils 53 desEinspritzvorrichtungskörpers 50 positioniertund ist bewegbar zwischen einer offenen Position und einer geschlossenenPosition. Das Düsenglied 62 istdurch eine Feder 68 zu einer geschlossenen Position invorgespannt, wie gezeigt, in der es die Düsenauslässe 60 schließt. Obwohldas Öffnenund Schließender Düsenauslässe 60 durch verschiedene Verfahrengesteuert werden könnte, wirddies vorzugsweise zumindest teilweise durch ein Nadelsteuerventil 63 gesteuert,welches in dem Düsenteil 53 desEinspritzvorrichtungskörpers 50 positioniertist. Das Nadelsteuerventil 63 weist ein Steuerventilglied 64 auf,welches zwischen einer ersten Position und einer zweiten Positionbewegbar ist. Das Steuerventilglied 64 ist in die erstePosition vorgespannt, in der eine hydraulische Verschlussfläche 66 desDüsengliedes 60 inStrömungsmittelverbindung mitdem Düsenversorgungsdurchlass 61 ist,und zwar übereinen Durchlass, der in dieser Schnittansicht nicht sichtbar ist.Wenn das Steuerventilglied 64 in der zweiten Position ist,ist die hydraulische Verschlussfläche 66 in Strömungsmittelverbindungmit einer Quelle niedrigen Druckes, vorzugsweise über einennicht sichtbaren Durchlass mit der Niederdruck-Brennstoffversorgung.Das Düsenglied 62 kannsich in seine offene Position bewegen, wenn der Druck auf seinerhydraulischen Öffnungsflächen 67 ausreicht,um die Vorspannung der Feder 68 und die hydraulische Kraftauf der hydraulischen Verschlussfläche zu überwinden. Wenn das Düsenglied inder offenen Position ist, sind die Düsenauslässe 60 offen. DasSteuerventilglied 64 ist vorzugsweise mit einer zweitenElektromagnetbetätigungsvorrichtung 65 gekoppelt.Obwohl die vorliegende Erfindung mit der Elektromagnetbetätigungsvorrichtung 65 veranschaulichtist, wird der Fachmann erkennen, dass die vorliegende Erfindungdie Anwendung von irgendeiner Art einer elektrischen Betätigungsvorrichtung 63 inBetracht zieht, wie beispielsweise von einer Piezo-Betätigungsvorrichtung.Die zweite Elektromagnetbetätigungsvorrichtung 65 istin Verbindung mit dem elektronischen Steuermodul 24. Essei bemerkt, dass die zweite Elektromagnetbetätigungsvorrichtung 63 inVerbindung mit dem elektronischen Steuermodul 24 über dieKommunikationsleitung 22 sein könnte, die vierte Drähte aufweist,und zwar ein Paar fürjede elektrische Betätigungsvorrichtunginnerhalb der Brennstoffeinspritzvorrichtung 16 oder über eine getrennteKommunikationsleitung zwischen der zweiten elektrischen Betätigungsvorrichtungund dem elektronischen Steuermodul 24.The fuel pressure chamber 59 is fluid with the nozzle outlets 60 via a nozzle supply passage 61 connected, of which only a part in the sectional view of the 3 is visible. A nozzle member 62 which is preferably a directly controlled member is within the nozzle part 53 of the injector body 50 positioned and is movable between an open position and a closed position. The nozzle member 62 is by a spring 68 biased to a closed position as shown, in which there are the nozzle outlets 60 closes. Although opening and closing the nozzle outlets 60 could be controlled by various methods, this is preferably done at least in part by a needle control valve 63 controlled which in the nozzle part 53 of the injector body 50 is positioned. The needle control valve 63 has a control valve member 64 which is movable between a first position and a second position. The control valve member 64 is biased to the first position, in which a hydraulic locking surface 66 of the nozzle member 60 in fluid communication with the nozzle supply passage 61 through a passage that is not visible in this sectional view. If the control valve member 64 in the second position is the hydraulic locking surface 66 in fluid communication with a source of low pressure, preferably above an invisible passage with the low pressure fuel supply. The nozzle member 62 can move to its open position when the pressure is on its hydraulic opening surfaces 67 sufficient to preload the spring 68 and overcome the hydraulic force on the hydraulic locking surface. When the nozzle member is in the open position, the nozzle outlets are 60 open. The control valve member 64 is preferably with a second solenoid actuator 65 coupled. Although the present invention with the solenoid actuator 65 illustrated, those skilled in the art will recognize that the present invention applies any type of electrical actuator 63 is considering, such as from a piezo actuator. The second solenoid actuator 65 is in connection with the electronic control module 24 , Note that the second solenoid actuator 63 in connection with the electronic control module 24 over the communication line 22 could be, which has fourth wires, a pair for each electrical actuator within the fuel injector 16 or via a separate communication line between the second electrical actuator and the electronic control module 24 ,
[0027] Mit Bezug auf 4 ist eine geschnittene diagrammartigeSeitenansicht der Motorbremse 17 gemäß der vorliegenden Erfindunggezeigt. Die Motorbrem se 17 ist vorzugsweise irgendeinGasaustauschventil, welches in dem Motor 10 positioniertist, um komprimierte Luft innerhalb des (nicht gezeigten) Motorzylinderszum Ende eines Kompressionshubes für einen Motorkolben zu entlüften. DieMotorbremse 17 hat einen Körper einer hydraulische Vorrichtung, derin diesem Beispiel ein Körper 70 derMotorbremse ist, der einen Bremsströmungsmitteldurchlass 71 definiert.Die Strömungsmittelsteuerventilanordnung 120 istan dem Motorbremsenkörper 70 angebracht. Derzweite Teil des Strömungsmitteldurchlassweges istin diesem Fall ein Bremsströmungsmitteldurchlass 71,der strömungsmittelmässig mitdem Betätigungsdurchlass 41 desFlusssteuerventils 38 verbunden ist (2). Eine hydraulische Betätigungsvorrichtung, derKolben 72, ist in dem Motorbremsenkörper 70 positioniertund ist bewegbar zwischen einer zurückgezogenen, oberen Positionund einer vorgeschobenen, unteren Position, wie gezeigt. Ein Motorbremsenventilglied 73 bewegtsich in entsprechender Weise mit dem Kolben 72. Der Kolben 72 istzu seiner zurückgezogenenPosition durch die Vorspannfeder 74 vorgespannt. Wenn derDruckstift 35 und das Kolbenventilglied 27 inder ersten Position sind, was bewirkt, dass der erste Ring 49a desKolbenventilgliedes 27 eine Strömungsmittelverbindung zwischen demBetätigungsdurchlass 41 unddem Ablaufdurchlass 42 öffnet,ist der Bremsströmungsmitteldurchlass 71 derMotorbremse 17 strömungsmittelmässig mitdem Niederdruck-Betätigungsströmungsmittelreservoir 13 verbunden.Der Kolben 72 wird in seiner zurückgezogenen Position bleibenoder sich in diese bewegen, und das Motorbremsen-ventilglied 73 schließt den Ventilsitz 75.Wenn der Druckstift 35 und das Kolbenventilglied 27 inder zweiten Position sind, öffnetder zweite Ring 49b eine Strömungsmittelverbindung zwischendem Betätigungsdurchlass 41 und demVersorgungsdurchlass 40, und der Strömungsmitteldurchlass 71 derMotorbremse 17 ist in Strömungsmittelverbindung mit derCommon-Rail 12. Der Kolben 72 drückt dasMotorbremsenventilglied 73 nach unten, um den Ventilsitz 75 zu öffnen, was gestattet,dass die Motorbremse bzw. Motordruckablassbremse 17 denMotorzylinder zu einem Auslassdurchlass 76 öffnet.Regarding 4 Fig. 3 is a sectional diagrammatic side view of the engine brake 17 according to the present invention. The engine brake 17 is preferably any gas exchange valve which is in the engine 10 is positioned to vent compressed air within the engine cylinder (not shown) at the end of a compression stroke for an engine piston. The engine brake 17 has a body of a hydraulic device, which in this example is a body 70 the engine brake, which is a brake fluid passage 71 Are defined. The fluid control valve assembly 120 is on the engine brake body 70 appropriate. The second part of the fluid passageway in this case is a brake fluid passageway 71 , which is fluid with the actuating passage 41 of the flow control valve 38 connected is ( 2 ). A hydraulic actuator, the piston 72 , is in the engine brake body 70 positioned and movable between a retracted upper position and an advanced lower position as shown. An engine brake valve member 73 moves with the piston in a corresponding manner 72 , The piston 72 is to its retracted position by the biasing spring 74 biased. If the push pin 35 and the piston valve member 27 are in the first position, which causes the first ring 49a the piston valve member 27 a fluid connection between the actuation passage 41 and the drain outlet 42 opens, the brake fluid passage is 71 the engine brake 17 fluid with the low pressure actuation fluid reservoir 13 connected. The piston 72 will remain in or move to its retracted position, and the engine brake valve member 73 closes the valve seat 75 , If the push pin 35 and the piston valve member 27 are in the second position, the second ring opens 49b a fluid connection between the actuation passage 41 and the supply passage 40 , and the fluid passage 71 the engine brake 17 is in fluid communication with the common rail 12 , The piston 72 presses the engine brake valve member 73 down to the valve seat 75 to open, which allows the engine brake or engine pressure release brake 17 the engine cylinder to an exhaust passage 76 opens.
[0028] Mit Bezug auf 5 ist eine Kurvendarstellung gezeigt,die einen maxima len Rail-Druck (P) innerhalb der Common-Rail 12 gegenüber derSpannung (V) veranschaulicht, die erforderlich ist, um die Strömungsmittelsteuerventilanordnung 20, 120 zu betätigen. Umden Betrieb der Strömungsmittelsteuerventilanordnungen 20, 120 aufrechtzu erhalten kann das elektronische Steuermodul 24 eineVerringerung der Spannung kompensieren, die für die Elektromagnetbetätigungsvorrichtung 30 verfügbar ist, undzwar durch Begrenzung des Rail-Druckes (P). Um das Kolbenventilglied 27 zubewegen und das Glied 27 in der zweiten Position zu haltenmuss eine ausreichende Spannung an der Elektromagnetbetätigungsvorrichtung 30 verfügbar sein,um nicht nur die Vorspannung der Feder 28 zu überwindensondern auch die Strömungsmittelkräfte, diedurch eine Druckdifferenz an dem Strömungsmittelsteuerventil 38 erzeugtwerden. Wenn das unter Druck gesetzte Strömungsmittel aus der Common-Rail 12 undden Versorgungsdurchlässen 18 und 19 zuder Brennstoffeinspritzvorrichtung 16 bzw. der Motorbremse 17 herausfließt,fließtdas Strömungsmittelanfänglich vondem relativ hohen Druck innerhalb der Common-Rail 12 zudem relativ niedrigen Druck innerhalb der Brennstoffeinspritzvorrichtung 16 undder Motorbremse 17.Regarding 5 is shown a graph showing a maximum rail pressure (P) within the common rail 12 versus the voltage (V) required to the fluid control valve assembly 20 . 120 to operate. To operate the fluid control valve assemblies 20 . 120 the electronic control module can maintain 24 compensate for a decrease in voltage applied to the solenoid actuator 30 is available by limiting the rail pressure (P). Around the piston valve member 27 to move and link 27 Holding in the second position must have sufficient voltage on the solenoid actuator 30 be available to not only preload the spring 28 but also to overcome the fluid forces caused by a pressure differential across the fluid control valve 38 be generated. When the pressurized fluid from the common rail 12 and the supply culverts 18 and 19 to the fuel injector 16 or the engine brake 17 flowing out, the fluid initially flows from the relatively high pressure within the common rail 12 to the relatively low pressure within the fuel injector 16 and the engine brake 17 ,
[0029] Je höher der Rail-Druck (P) ist,desto größer istdie Druckdifferenz an dem Strömungsmittelsteuerventil 38,und desto größer sinddie Strömungsmittelkräfte. Jegrößer dieStrömungsmittelkräfte sind,desto mehr Spannung ist nötig,um das Kolbenventilglied 27 zur zweiten Position zu bewegenund die Brennstoffeinspritzvorrichtung 16 und/oder dieMotorbremse 17 zu aktivieren.The higher the rail pressure (P), the greater the pressure differential across the fluid control valve 38 , and the greater the fluid forces. The greater the fluid forces are, the more tension is needed around the piston valve member 27 to move to the second position and the fuel injector 16 and / or the engine brake 17 to activate.
[0030] Basierend auf der Spannung, die für die Elektromagnetbetätigungsvorrichtung 30 verfügbar istbestimmt das elektronische Steuermodul 24 den maximalenRail-Druck (P) mit dem die Elektromagnetbetätigungsvorrichtung 30 arbeitenkann. Wenn im allgemeinen der Motor 10 ordnungsgemäß funktioniert,sind 9 bis 12 Volt fürdie Elektromagnetbetätigungsvorrichtung 30 verfügbar undkönnendie Strömungsmittelsteuerventilanordnung 20, 120 auf denhöchstenerwarteten Rail-Drücken(P) betreiben. Die höchstenRail-Drücke (P)werden erwartet, wenn die Anforderungen an den Motor 10 groß sind,wie beispielsweise bei hohen Drehzahlen und hohen Belastungen. Wennjedoch die verfügbareSpannung unter ein gewisses Niveau abfällt, reicht die Spannung nichtaus, um das Kolbenventilglied 27 in seine zweite Positionhereinzuziehen und bei den höchsten Rail-Drücken (P)dort zu halten. Wenn die verfügbare Spannung(V) abnimmt, wird daher das elektronische Steuermodul 24 diePumpe 21 mit variabler Lieferung anweisen, die Ausgabevon unter Druck gesetztem Strömungsmittelzu der Common-Rail 12 einzuschränken, was eine Verringerungdes Rail-Druckes auf oder unter den begrenzten maximalen Rail-Druck der 5 zur Folge hat.Based on the voltage required for the solenoid actuator 30 the electronic control module is definitely available 24 the maximum rail pressure (P) with which the solenoid actuator 30 can work. If in general the engine 10 works properly is 9 to 12 volts for the solenoid actuator 30 available and can the fluid control valve assembly 20 . 120 on operate the highest expected rail pressures (P). The highest rail pressures (P) are expected when the engine requirements 10 are large, such as at high speeds and high loads. However, if the available tension drops below a certain level, the tension is not sufficient around the piston valve member 27 pull in to its second position and hold there at the highest rail pressures (P). Therefore, when the available voltage (V) decreases, the electronic control module 24 the pump 21 With variable delivery, instruct the delivery of pressurized fluid to the common rail 12 restrict what a decrease in rail pressure to or below the limited maximum rail pressure 5 has the consequence.
[0031] Mit Bezug auf die 6a und 6b sindzwei Kurvendarstellungen gezeigt, die den elektrischen Strom (I)darstellen, der zu der ersten Elektromagnetbetätigungsvorrichtung 30 über dieZeit (T) geliefert wird, bzw. den elektrischen Strom (I), der zuder zweiten Elektromagnetbetätigungsvorrichtung 65 über die Zeit(T) geliefert wird. Obwohl bemerkt sei, dass die Brennstoffeinspritzvorrichtungenvariierende Anzahlen von elektrischen Betätigungsvorrichtungen aufweisendenkönnen,einschließlicheiner elektrischen Betätigungsvorrichtung,jedoch nicht auf diese Anzahl eingeschränkt, weist die veranschaulichte Brennstoffeinspritzvorrichtung 16 dieerste Elektromagnetbetätigungsvorrichtung 30 auf,die mit dem Strömungsmittelsteuerventil 38 gekoppeltist, und die zweite Elektromagnetbetätigungsvorrichtung 65,die mit dem direkt gesteuerten Nadelsteuerventil 63 gekoppeltist. Die fürdie Brennstoffeinspritzvorrichtung 16 verfügbare Spannungmuss auch ausreichen, um beide Elektromagnetbetätigungsvorrichtungen 30, 65 zuerregen, um beide Ventile 38, 63 zu betätigen. Die Kurvendarstellungenveranschaulichen die Größe des elektrischenStroms (I), die zu den Elektromagnetbetätigungsvorrichtungen 30, 65 während derZeit (T) geliefert werden, in der die Brennstoffeinspritzvorrichtung 16 dasEinspritzereignis vorbereitet und vollendet, vorzugsweise ein Quadrat-Frontend-Einspritzereignis,seitdem der unter Druck gesetzte Brennstoff anfänglich mit einer maximalenRate eingespritzt wird. Elektrischer Strom wird vorzugsweise zu denElektromagnetbetätigungsvorrichtungen 30, 65 aufzwei Pegeln geliefert, auf einem Einzugsstrom 80, 90 undauf einem Haltestrom 81, 91. Es sei jedoch bemerkt,dass die zwei Strompegel auf zusätzlichePegel bzw. Niveaus aufgetrennt werden könnten, da die Energie, diezum Beginn der Ventilbewegung erforderlich ist, um es in Bewegungzu halten und um die Ventilglieder 27, 64 an derzweiten Position zu halten, unterschiedlich ist. Der Einzugsstrom 80, 90 istder elektrischen Strom, der erforderlich ist, um das Ventilglied 27, 64 inseine zweite Position zu ziehen. Der Haltestrom 81, 91 istder elektrischen Strom, der erforderlich ist, um das Ventilglied 27, 64 inder zweiten Position zu halten. Der Haltestrom 81, 91 istim Allgemeinen geringer als der Einzugsstrom 80, 90.Die gesamte Zeitdauer, überdie der elektrischen Strom zu der Elektromagnetbetätigungsvorrichtung 30, 65 geliefertwird, wird als "An-Zeit" bezeichnet. In derveranschaulichten Brennstoffeinspritzvorrichtung ist der Einzugsstrom 90 derzweiten Elektromagnetbetätigungsvorrichtung 65 geringerals der Haltestrom 81 der ersten Elektromagnetbetätigungsvorrichtung 30.Man benötigtweniger Energie zur Steuerung des Nadelsteuerventils 64 alszur Steuerung des Strömungsmittelsteuerventils 38,wobei das Nadelsteuerventil 63 kleiner als das Strömungsmittelsteuerventil 38 ist,und das Steuerventilglied 64 hat weniger Distanz zurückzulegenals das Kolbenventilglied 27. Um weiter das quadratische Einspritzereigniszu erreichen, wird an dem Punkt, an dem der Einzugsstrom 90 geliefertwird, um das Steuerventilglied 64 zu seiner zweiten Positionzu bewegen, der Haltestrom 81 zu der ersten Elektromagnetbetätigungsvorrichtung 30 geliefert.Weil somit die zweite Elektromagnetbetätigungsvorrichtung 65 wenigerelektrischen Strom erfordert als die erste Elektromagnetbetätigungsvorrichtung 30,und weil die zweite Elektromagnetbetätigungsvorrichtung 65 an einemanderen Zeitpunkt (T) aktiviert wird, als die erste Elektromagnetbetätigungsvorrichtung 30 sollte dieSpannung, die fürdie erste Elektromagnetbetätigungsvorrichtung 30 verfügbar ist,auch ausreichend sein, um die zweite Elektromagnetbetätigungsvorrichtung 65 zubetätigen.With respect to the 6a and 6b There are two graphs showing the electrical current (I) to the first solenoid actuator 30 over time (T), or the electric current (I) that is supplied to the second solenoid actuator 65 delivered over time (T). Although it should be appreciated that the fuel injectors may have varying numbers of electrical actuators, including but not limited to an electrical actuator, the illustrated fuel injector 16 the first solenoid actuator 30 on that with the fluid control valve 38 is coupled, and the second solenoid actuator 65 that with the directly controlled needle control valve 63 is coupled. The one for the fuel injector 16 Available voltage must also be sufficient to power both solenoid actuators 30 . 65 to excite both valves 38 . 63 to operate. The graphs illustrate the magnitude of the electrical current (I) to the solenoid actuators 30 . 65 be delivered during the time (T) in which the fuel injector 16 the injection event has been prepared and completed, preferably a square front-end injection event, since the pressurized fuel is initially injected at a maximum rate. Electric current preferably becomes the solenoid actuators 30 . 65 delivered on two levels, on a pull-in stream 80 . 90 and on a holding current 81 . 91 , It should be noted, however, that the two current levels could be separated to additional levels because of the energy required to start the valve movement to keep it moving and around the valve members 27 . 64 holding at the second position is different. The draw stream 80 . 90 is the electrical current that is required to drive the valve member 27 . 64 to move to its second position. The holding current 81 . 91 is the electrical current that is required to drive the valve member 27 . 64 to keep in the second position. The holding current 81 . 91 is generally less than the pull-in current 80 . 90 , The total amount of time that the electrical current to the solenoid actuator 30 . 65 delivered, is referred to as "on time". In the illustrated fuel injector, the draw stream is 90 the second solenoid actuator 65 less than the holding current 81 the first solenoid actuator 30 , Less energy is required to control the needle control valve 64 than to control the fluid control valve 38 , the needle control valve 63 smaller than the fluid control valve 38 and the control valve member 64 has less distance to travel than the piston valve member 27 , To further achieve the quadratic injection event, the point at which the pull-in flow 90 is delivered to the control valve member 64 to move to its second position, the holding current 81 to the first solenoid actuator 30 delivered. Because thus the second solenoid actuator 65 requires less electrical power than the first solenoid actuator 30 , and because the second solenoid actuator 65 is activated at a different time (T) than the first solenoid actuator 30 should be the voltage required for the first solenoid actuator 30 is also sufficient to operate the second solenoid actuator 65 to operate.
[0032] Es sei jedoch bemerkt, dass es einenFall geben kann, in dem sowohl das Strömungsmittelsteuerventil 38 alsauch das Nadelsteuerventil 63 zeitlich eng aneinander liegendgeöffnetwerden müssen,um die erwünschteBrennstoffeinspritzung zu erreichen, wie beispielsweise bei einergewissen Raten formung. Beispielsweise muss bei der veranschaulichtenBrennstoffeinspritzvorrichtung das Steuerventilglied zu seiner zweitenPosition bewegt werden bevor das Kolbenventilglied 27 zuseiner zweiten Position bewegt wird, oder ungefähr zum gleichen Zeitpunkt,um eine rampenförmigeEinspritzung zu erreichen. Um beide Ventilglieder 27, 64 indiese Positionen zu bewegen muss die verfügbare Spannung ausreichen,um den elektrischen Einzugsstrom 80, 90 an dieersten und zweiten Elektromagnetbetätigungsvorrichtungen 30, 65 zuliefern. Auch wenn das Hydrauliksystem 9 mit einer geringenSpannung arbeitet, gibt es variierende Verfahren, um eine rampenförmige Einspritzungzu erreichen. Beispielsweise könntedas elektronische Steuermodul 24 einen Einzugsstrom 90 andie zweite Elektromagnetbetätigungsvorrichtung 65 liefern,um das Steuerventilglied 64 zu seiner zweiten Positionzu bewegen, bevor ein Einzugsstrom 80 zu der ersten Elektromagnetbetätigungsvorrichtung 30 gesandtwird. Somit würdenbeide Elektromagnetbetätigungsvorrichtungen 30, 65 nichtgleichzeitig den Einzugsstrom 80, 90 erfordern, unddas Nadelsteuerventil 64 wird in seiner ordnungsgemäßen Positionsein, um die rampenförmige Einspritzungzu erreichen. Es sei bemerkt, dass die Notwendigkeit, gleichzeitigzwei elektrisch gesteuerten Ventile innerhalb einer Brennstoffeinspritzvorrichtungzu öffnen,zwischen den Bauarten von Brennstoffeinspritzvorrichtungen abweicht.However, it should be noted that there may be a case where both the fluid control valve 38 as well as the needle control valve 63 have to be opened close to one another in time in order to achieve the desired fuel injection, for example in the case of a certain rate formation. For example, in the illustrated fuel injector, the control valve member must be moved to its second position before the piston valve member 27 is moved to its second position, or approximately at the same time, to achieve ramp injection. To both valve members 27 . 64 To move into these positions, the available voltage must be sufficient to withstand the electrical pull-in current 80 . 90 to the first and second solenoid actuators 30 . 65 to deliver. Even if the hydraulic system 9 operating at a low voltage, there are varying methods to achieve ramp injection. For example, the electronic control module 24 a draw stream 90 to the second solenoid actuator 65 deliver to the control valve member 64 to move to its second position before a draw stream 80 to the first solenoid actuator 30 is sent. Thus, both solenoid actuators would 30 . 65 not the pull-in current at the same time 80 . 90 require, and the needle control valve 64 will be in its proper position to ramp up To achieve injection. It should be noted that the need to simultaneously open two electrically controlled valves within a fuel injector differs between the types of fuel injectors.
[0033] Mit Bezug auf 1 ist die vorliegende Erfindung mit einemHydrauliksystem 9 veranschaulicht, welches Öl als dasBetätigungsströmungsmittelzur Brennstoffeinspritzvorrichtung 16 und zur Motorbremse 17 innerhalbdes Motors 10 liefert, der an dem Fahrzeug 8 angebrachtist, jedoch sei bemerkt, dass die vorliegende Erfindung mit irgendeinemelektrisch gesteuerten Strömungsmittelsystemverwendet werden kann, egal ob es in einem Motor vorgesehen ist.Das Strömungsmittelsystemmuss ein Ventil haben, und die erforderliche Energie zum Betriebdes Ventils muss eine Funktion der Druckdifferenz an dem Ventilsein. Beispielsweise könntedie vorliegende Erfindung als Backup- bzw. Sicherheitsstrategie für irgendeinenStrömungsmittelsteu erprozessverwendet werden, wie beispielsweise für eine elektronisch gesteuerteMedizinabgabevorrichtung oder möglicherweisefür einenmit Strömungsmittelin Beziehung stehenden Herstellungsprozess während einer Notlage bezüglich derLeistung. Die Erfindung könnteauch Anwendung bei mit Rädernversehenen Fahrzeugen finden, wie beispielsweise bei Lastwägen undArbeitsmaschinen, und auch bei Fahrzeugen ohne Räder, wie beispielsweise beiBooten oder Flugzeugen, oder auch in der Raumfahrt. Weiterhin steuertdie Ventilanordnung 20, 120 den Fluss von Betätigungsströmungsmittelzu der Brennstoffeinspritzvorrichtung 16 und der Motorbremse 17 hinund von diesen weg. Obwohl der Betrieb der vorliegenden Erfindungfür eineBrennstoffeinspritzvorrichtung 16 und eine Motorbremse 17 besprochenwird, sei bemerkt, dass die vorliegende Erfindung bei einem Motorverwendet werden kann, der irgendeine Anzahl von Brennstoffeinspritzvorrichtungen 16 oder Motorbremsen 17 hat,und bei anderen hydraulischen Vorrichtungen verwendet werden könnte, einschließlich anderenVorrichtungen innerhalb des Motors 10. Obwohl die Brennstoffeinspritzvorrichtungsventilanordnungen 20 unddie Motorbremsenventilanordnung 120 in ähnlicher Weise arbeiten, seibemerkt, dass die Elektromagnetbetätigungsvorrichtung 30 derBrennstoffeinspritzvorrichtungsventilanordnung 20 und derMotorbremsenventilanordnung 120 nicht gleichzeitig aktiviertwerden wird.Regarding 1 is the present invention with a hydraulic system 9 illustrates which oil as the actuation fluid to the fuel injector 16 and to the engine brake 17 inside the engine 10 delivers that to the vehicle 8th is appropriate, however, it should be noted that the present invention can be used with any electrically controlled fluid system, whether provided in an engine. The fluid system must have a valve and the energy required to operate the valve must be a function of the pressure differential across the valve. For example, the present invention could be used as a backup strategy for any fluid control process, such as an electronically controlled medical delivery device or possibly a fluid-related manufacturing process during a performance emergency. The invention could also be used in wheeled vehicles, such as in trucks and work machines, and also in vehicles without wheels, such as in boats or airplanes, or in space travel. Furthermore controls the valve arrangement 20 . 120 the flow of actuation fluid to the fuel injector 16 and the engine brake 17 there and away from them. Although the operation of the present invention is for a fuel injector 16 and an engine brake 17 It is noted that the present invention can be used with an engine that has any number of fuel injectors 16 or engine brakes 17 and could be used with other hydraulic devices, including other devices within the engine 10 , Although the fuel injector valve assemblies 20 and the engine brake valve assembly 120 operate in a similar manner, note that the solenoid actuator 30 the fuel injector valve assembly 20 and the engine brake valve assembly 120 will not be activated at the same time.
[0034] Mit Bezug auf die 1-3 und 5-6 fühlteine Vielzahl von Sensoren die Anforderungen ab, die an den Motor 10 gestelltwerden, und auch die Bedingungen, unter denen das Hydrauliksystem 9 arbeitet. DieSensoren übermittelndiese Anforderungen und Bedingungen an das elektronische Steuermodul 24 über Kommunikationsleitungen.Diese Sensoren könnteneinen Öltemperatursensor,einen Drosselsensor, einen Zeitsteuersensor, einen Ladedrucksensor,einen Drehzahlsensor, den Drucksensor 68 und den Spannungssensor 66 aufweisen,sind jedoch nicht auf diese eingeschränkt. Das elektronische Steuermodul 24 bestimmtden Zeitpunkt und die Menge der Brennstoffeinspritzung, die erforderlich sind,um die Anforderungen und Bedingungen zu erfüllen, die dem Motor 9 auferlegtwerden. Das elektronische Steuermodul 24 berechnet danndie Parameter, die erforderlich sind, um die erwünschte Brennstoffeinspritzungzu erreichen, wie beispielsweise den erwünschten Rail-Druck, den erwünschten Beginneines Steuersignals fürdas Nadelsteuerventil 63 und die erwünschte An-Zeit des Nadelsteuerventils 63.With respect to the 1 - 3 and 5 - 6 A variety of sensors sense the demands made on the engine 10 be put, and also the conditions under which the hydraulic system 9 is working. The sensors transmit these requirements and conditions to the electronic control module 24 via communication lines. These sensors could be an oil temperature sensor, a throttle sensor, a time control sensor, a boost pressure sensor, a speed sensor, the pressure sensor 68 and the voltage sensor 66 have, but are not limited to, these. The electronic control module 24 determines the timing and amount of fuel injection required to meet the requirements and conditions imposed on the engine 9 be imposed. The electronic control module 24 then calculates the parameters required to achieve the desired fuel injection, such as the desired rail pressure, the desired start of a control signal for the needle control valve 63 and the desired on-time of the needle control valve 63 ,
[0035] Der Drucksensor 68, dervorzugsweise innerhalb der Common-Rail 12 positioniertist, fühltperiodisch den Druck innerhalb der Common-Rail 12 ab. DertatsächlicheDruck wird an das elektronische Steuermodul 24 über diePumpenkommunikationsleitung 69 übermittelt. Der Spannungssensor 66,der in der elektrischen Schaltung in Verbindung mit der Elektromagnetbetätigungsvorrichtung 30 positioniert ist,fühlt periodischdie Spannung ab, die an der Elektromagnetbetätigungsvorrichtung 30 verfügbar ist. Vorzugsweisewird die Sampling- bzw. Aufnahmefrequenz des Druckes unter Spannungausgewählt,um einen mittleren oder durchschnittlichen Druck und eine mittlereoder durchschnittliche Spannung zu detektieren, die nicht zu empfindlichbezüglichtransienter Effekte ist. Der Spannungssensor 66 übermittelt dieSpannung an den Überwachungsalgorithmusfür dieVerfügbarkeitder Spannung in dem hydraulischen Motorsystem, der die verfügbare Spannungfür dieElektromagnetbetätigungsvorrichtung 30 bestimmt,die mit dem Strömungsmittelsteuerventil 38 gekoppeltist. Der Spannungsvergleichsalgorithmus, der in dem Speicher deselektronischen Steuermoduls 24 aufgezeichnet ist, wirddie tatsächlicheSpannung, die fürdie Elektromagnetbetätigungsvorrichtung 30 verfügbar ist,mit einer vorbestimmten Spannung vergleichen. Die vorbestimmte Spannungkann die Spannung sein, die erforderlich ist, um die Strömungsmittelsteuerventilanordnung 20,die in der Brennstoffeinspritzvorrichtung 16 vorgesehenist, bei den höchstenRail-Drückenzu betätigen.Anders gesagt, wenn die vorbestimmte Spannung verfügbar ist, kannausreichend elektrischer Strom zu der Elektromagnetbetätigungsvorrichtung 30 geliefertwerden, um das Kolbenventilglied 27 an der zweiten Position beiallen Rail-Drückeneinzuziehen und dort zu halten, einschließlich der höchsten erwarteten Rail-Drücke.The pressure sensor 68 , which is preferably within the common rail 12 positioned periodically feels the pressure within the common rail 12 from. The actual pressure is sent to the electronic control module 24 via the pump communication line 69 transmitted. The voltage sensor 66 that in the electrical circuit in connection with the solenoid actuator 30 positioned periodically senses the voltage applied to the solenoid actuator 30 is available. The sampling frequency of the pressure under tension is preferably selected in order to detect an average or average pressure and an average or average voltage which is not too sensitive to transient effects. The voltage sensor 66 transmits the voltage to the monitoring algorithm for the availability of the voltage in the hydraulic motor system, which is the available voltage for the solenoid actuator 30 determined with the fluid control valve 38 is coupled. The voltage comparison algorithm that is in the memory of the electronic control module 24 recorded is the actual voltage required for the solenoid actuator 30 is available, compare with a predetermined voltage. The predetermined tension may be the tension required to the fluid control valve assembly 20 that in the fuel injector 16 it is intended to be operated at the highest rail pressures. In other words, if the predetermined voltage is available, sufficient electrical current can be supplied to the solenoid actuator 30 delivered to the piston valve member 27 to pull in and hold at the second position at all rail pressures, including the highest expected rail pressures.
[0036] Wenn der Spannungsvergleichsalgorithmus bestimmt,dass die verfügbare Spannunggrößer als dievorbestimmte Spannung ist, wird der Druckbegrenzungsalgorithmusfür niedrigeelektrische Energie seinen Prozess stoppen, und das hydraulische System 9 wirdin einem herkömmlichenBetriebszustand arbeiten. Wenn der Spannungsvergleichsalgorithmusbestimmt, dass die verfügbareSpannung geringer als die vorbestimmte Spannung ist, wird der Common-Rail-Druckbestimmungsalgorithmus,der in dem Druckbegrenzungsalgorithmus vorgesehen ist, einen maximalenRail-Druck (5) berechnen.Der maximalen Rail-Druck ist eine Funktion der tatsächlich verfügbaren Spannung,und er verändertsich somit wenn sich die verfügbareSpannung verändert. Dermaximal Rail-Druck ist der Druck, bei dem die Strömungsmittelsteuerventilanordnung 20 mitder Spannung arbeiten kann, die für die Elektromagnetbetätigungsvorrichtung 30 verfügbar ist.Wie in 5 veranschaulichtgilt, dass je geringer die Spannung (V) ist, die für die Elektromagnetbetätigungsvorrichtung 30 verfügbar ist,desto geringer der Rail-Druck (P) ist, auf dem die Strömungsmittelsteuerventilanordnung 20 arbeitenkann. Das elektronische Steuermodul 24 wird dann den maximalenRail-Druck mit dem erwünschtenRail-Druck vergleichen. Wenn der erwünschte Rail-Druck geringerals der maximale Rail-Druck ist, wie beispielsweise wenn der Motorim Leerlauf ist oder mit niedrigen Drehzahlen und niedrigen Belastungenarbeitet, wird der Rail-Druck Steueralgorithmus für das hydraulischeMotorsystem die Pumpe 21 mit variabler Lieferung über diePumpenkommunikationsleitung 25 anweisen, die Pumpenausgabezu steuern, um den erwünschtenRail-Druck zu erreichen. Wenn der erwünschte Rail-Druck größer alsder maximale Rail-Druck ist, wie beispielsweise wenn das Hydrauliksystem 9 miteiner geringen Spannung arbeitet und das Fahrzeug mit hohen Drehzahlenund Belastungen arbeitet, weist der Rail-Drucksteueralgorithmus für das hydraulische Motorsystemdie Pumpe 21 an, den Rail-Druck auf den begrenzten maximalenRail-Druck einzuschränken.If the voltage comparison algorithm determines that the available voltage is greater than the predetermined voltage, the low electrical pressure limiting algorithm will stop its process and the hydraulic system 9 will work in a conventional operating state. If the voltage comparison algo determines that the available voltage is less than the predetermined voltage, the common rail pressure determination algorithm provided in the pressure limitation algorithm becomes a maximum rail pressure ( 5 ) to calculate. The maximum rail pressure is a function of the voltage actually available, and thus changes as the available voltage changes. The maximum rail pressure is the pressure at which the fluid control valve assembly 20 can work with the voltage required for the solenoid actuator 30 is available. As in 5 Illustrated is that the lower the voltage (V) is that for the solenoid actuator 30 is available, the lower the rail pressure (P) on which the fluid control valve assembly is 20 can work. The electronic control module 24 will then compare the maximum rail pressure with the desired rail pressure. When the desired rail pressure is less than the maximum rail pressure, such as when the engine is idling or operating at low speeds and low loads, the rail pressure control algorithm for the hydraulic motor system becomes the pump 21 with variable delivery via the pump communication line 25 instruct to control the pump output to achieve the desired rail pressure. When the desired rail pressure is greater than the maximum rail pressure, such as when the hydraulic system 9 works with a low voltage and the vehicle works at high speeds and loads, the rail pressure control algorithm for the hydraulic motor system has the pump 21 to limit the rail pressure to the limited maximum rail pressure.
[0037] Kurz vor dem Einspritzereignis wirdder Drucksensor 68 wiederum den Rail-Druck abfühlen und ihn an das elektronischeSteuermodul 21 über dieKommunikationsleitung 69 übermitteln. Das elektronischeSteuermodul 24 wird den tatsächlichen Rail-Druck mit demerwünschtenRail-Druck verglei chen, der verwendet wurde, um den Beginn des Steuersignalsfür diezweite Elektromagnetbetätigungsvorrichtung 65 zuberechnen und auch die An-Zeit dafür. Wenn man sich in dem Betriebszustandmit niedriger Spannung befindet und der erwünschte Rail-Druck größer alsder tatsächliche Druckist, wird das elektronische Steuermodul 24 die An-Zeitund den Beginn des Steuersignals einstellen, um die erwünschte Brennstoffmengein den Motorzylinder zum erwünschtenZeitpunkt einzuspritzen. Je größer dieDifferenz zwischen dem erwünschten Rail-Druckund dem tatsächlichenRail-Druck ist, desto größer istdie Steigerung der An-Zeit der zweiten Elektromagnetbetätigungsvorrichtung 65,und desto früherwird das elektronische Steuermodul 24 wahrscheinlich dasSteuersignal fürdas direkt gesteuerte Nadelsteuerventil 64 beginnen. Essei bemerkt, dass auch wenn das hydraulische System 9 ineinem normalen Spannungsbereich arbeitet, das elektronische Steuermodul 24 dieSteuersignale fürdie Brennstoffeinspritzvorrichtung 16 einstellt, um kleineVeränderungeninnerhalb der Common-Rail zwischen dem erwünschten Rail-Druck und demtatsächlichen Rail-Druckaufgrund von dynamischen Vorgängenin dem Hydrauliksystem 9 zu kompensieren.Shortly before the injection event, the pressure sensor 68 in turn sense the rail pressure and send it to the electronic control module 21 over the communication line 69 to transfer. The electronic control module 24 will compare the actual rail pressure to the desired rail pressure used to determine the start of the control signal for the second solenoid actuator 65 to calculate and also the on-time for it. If one is in the low voltage operating state and the desired rail pressure is greater than the actual pressure, the electronic control module becomes 24 adjust the on time and start of the control signal to inject the desired amount of fuel into the engine cylinder at the desired time. The greater the difference between the desired rail pressure and the actual rail pressure, the greater the increase in the on-time of the second solenoid actuation device 65 , and the sooner the electronic control module 24 probably the control signal for the directly controlled needle control valve 64 kick off. It should be noted that even if the hydraulic system 9 works in a normal voltage range, the electronic control module 24 the control signals for the fuel injector 16 adjusts to small changes within the common rail between the desired rail pressure and the actual rail pressure due to dynamic processes in the hydraulic system 9 to compensate.
[0038] Nach der Einstellung der Steuersignale,um die Differenz zwischen den tatsächlichen und erwünschtenRail-Drückenzu berücksichtigen,kann das elektronische Steuermodul 24 die An-Zeit der zweitenElektromagnetbetätigungsvorrichtung 65 beschneiden,die mit dem direkt gesteuerten Nadelventil 63 gekoppeltist, und zwar abhängigvon einer Rußbegrenzungskarteund/oder einer Drehmomentbegrenzungskarte. Die Rußbegrenzungskarteinnerhalb des elektronischen Steuermoduls 24 bestimmt diemaximale Brennstoffmenge, die bei diesem Betriebszustand eingespritztwerden kann, ohne dass der Motor 10 übermäßig Ruß bzw. Rauch erzeugt, wie beispielsweisewenn das Fahrzeug von einem Stopp beschleunigt. Wenn das elektronischeSteuermodul 24 bestimmt, dass es mehr Brennstoff zur Einspritzungin den Motorzylinder anfordert, als die Rußbegrenzungskarte gestattet,wird es die An-Zeit des Nadelsteuerventils 63 beschneiden,um die Menge des eingespritzten Brennstoffes zu reduzieren. Die Rußbegrenzungskartereduziert vorzugsweise unerwünschteEmmissionen, die durch unverbrann ten Brennstoff auftreten. Weiterhinwird die Drehmomentbegrenzungskarte innerhalb des elektronischen Steuermoduls 24 dieAn-Zeit des Nadelsteuerventils 63 reduzieren, wenn daselektronische Steuermodul 24 die Brennstoffeinspritzvorrichtung 16 auffordert, eineBrennstoffmenge einzuspritzen, die ein Drehmoment bei dem Motor 9 erzeugenkönnte,welches zu groß ist.Die Drehmomentbegrenzungskarte vermeidet vorzugsweise eine Beschädigung desMotors dadurch, dass er zu großesDrehmoment liefern soll.After adjusting the control signals to take into account the difference between the actual and desired rail pressures, the electronic control module can 24 the on time of the second solenoid actuator 65 prune that with the directly controlled needle valve 63 is coupled, depending on a soot limitation card and / or a torque limitation card. The soot control card within the electronic control module 24 determines the maximum amount of fuel that can be injected in this operating condition without the engine 10 Generates excessive soot or smoke, such as when the vehicle accelerates from a stop. If the electronic control module 24 Determines that it is requesting more fuel to be injected into the engine cylinder than the soot control card allows, it will be the on-time of the needle control valve 63 trim to reduce the amount of fuel injected. The soot limitation card preferably reduces unwanted emissions that occur through unburned fuel. Furthermore, the torque limit card is inside the electronic control module 24 the on-time of the needle control valve 63 reduce if the electronic control module 24 the fuel injector 16 prompts you to inject an amount of fuel that has torque on the engine 9 could generate which is too large. The torque limiting card preferably prevents damage to the motor by having it deliver excessive torque.
[0039] Nachdem das elektronische Steuermodul 24 dieAn-Zeit und den Beginn des Steuersignals einstellt, um die erwünschte Brennstoffeinspritzungauf den tatsächlichenRail-Druck zu erreichen, wie durch die Begrenzungskarten eingestellt, übermitteltdas elektronische Steuermodul 24 an die Strömungsmittelsteuerventilanordnung 20 über die Brennstoffeinspritzvorrichtungskommunikationsleitung 22 dieeingestellten Steuersignale. Das elektronische Steuermodul 24 wirddie Elektromagnetbetätigungsvorrichtung 30 erregen,indem es elektrischen Strom durch die Elektromagnetspule 31 sendet.Die erregte Elektromagnetspule 31 erzeugt einen elektromagnetischenFluss, der den magnetischen Anker 34 anzieht. Weil derAnker 34 an den Druckstift 35 angezogen wird,bewegt sich der Druckstift 35 entsprechend mit dem Anker 34.Das Kolbenventilglied 27, welches betriebsmässig angeschlossenist, um sich mit dem Druckstift 35 zu bewegen, bewegt sich gegendie Vorspannung der Feder 28. Wenn sich das Kolbenventilglied 27 gegendie Vorspannung der Feder 28 bewegt, beginnt das Kolbenventilglied 27 damit,eine Strömungsmittelverbindungzwischen dem Ablaufdurchlass 42 und dem ersten Ring 49a zublockieren und beginnt, strömungsmittelmässig dieVerbindung zwischen dem Versorgungsdurchlass 40 und demzweiten Ring 49b zu öffnen.Wenn sich das Kolbenventilglied 27 in seine zweite Positionbewegt, verursachen Veränderungendes Druckes innerhalb des Rings 49a und 49b Strömungsmittelkräfte, die gegendie Bewegung des Kolbenventilglieds 27 in die zweite Positionwirken. Die Druckdifferenz, die zwischen dem relativ hohen Druckin der Versorgungsleitung 18 und dem relativ niedrigenDruck in der Kolbenbohrung 54 erzeugt wird, verursacht,dass das Strömungsmittelbezüglichder Geschwindigkeit zunimmt, wenn es von dem Versorgungs durchlass 18 zurKolbenbohrung 54 fließt,insbesondere in dem Bereich um den Ventilsitz herum. Je größer derDruck innerhalb der Versorgungsleitungen 18 ist, desto schnellerfließtdas Strömungsmitteldurch den Versorgungsdurchlass 40, den zweiten Ring 49b und denBetätigungsdurchlass 41.Gemäß des Prinzips vonBernoulli hat die Steigerung der Geschwindigkeit des Strömungsmittelseinen Druckabfall in dem zweiten Ring 49b zur Folge. Derungleiche Druck innerhalb des ersten Rings 49a und deszweiten Rings 49b kann unerwünschte Flusskräfte zurFolge haben.After the electronic control module 24 sets the on-time and start of the control signal to achieve the desired fuel injection at the actual rail pressure as set by the boundary cards, the electronic control module transmits 24 to the fluid control valve assembly 20 via the fuel injector communication line 22 the set control signals. The electronic control module 24 becomes the solenoid actuator 30 excite by having electrical current through the electromagnetic coil 31 sends. The excited electromagnetic coil 31 generates an electromagnetic flux that is the magnetic armature 34 attracts. Because the anchor 34 to the push pin 35 is tightened, the pressure pin moves 35 accordingly with the anchor 34 , The piston valve member 27 , which is operationally connected to the push pin 35 to move moves against the bias of the spring 28 , If the piston valve member 27 against the preload of the Fe the 28 moves, the piston valve member begins 27 with it, a fluid connection between the drain passage 42 and the first ring 49a block and begins fluidly connecting the supply passage 40 and the second ring 49b to open. If the piston valve member 27 Moving to its second position causes changes in pressure within the ring 49a and 49b Fluid forces acting against the movement of the piston valve member 27 act in the second position. The pressure difference between the relatively high pressure in the supply line 18 and the relatively low pressure in the piston bore 54 generated causes the fluid to increase in speed as it passes through the supply 18 to the piston bore 54 flows, especially in the area around the valve seat. The greater the pressure within the supply lines 18 the faster the fluid flows through the supply passage 40 , the second ring 49b and the actuation passage 41 , According to the Bernoulli principle, increasing the velocity of the fluid has a pressure drop in the second ring 49b result. The uneven pressure within the first ring 49a and the second ring 49b can result in undesirable flow forces.
[0040] Ungeachtet dessen, wie die Flusskräfte erzeugtwerden, muss die Elektromagnetbetätigungsvorrichtung 30 genügend Energiehaben, um das Kolbenventilglied 27 gegen die Vorspannungder Feder 28 und die Flusskräfte zu bewegen und zu halten. Weildie Pumpe 21 mit variabler Lieferung den Rail-Druck auf einen begrenztenmaximalen Druck eingeschränkthat, ist der Druck innerhalb der Versorgungsleitung 18 kleinerals er wäre,wenn das Hydrauliksystem 9 bei einem Nenn-Spannungspegelarbeiten würde.Die Verringerung des Druckes innerhalb der Versorgungsleitungen 18 hateine Verringerung der Druckdifferenz und somit eine Verringerung derGeschwindigkeit des Strömungsmittelszur Folge, welches überden zweiten Ring 49b fließt. Die Unausgeglichenheitdes Druckes zwischen dem Ring 49a und dem Ring 49b wirdverringert, wodurch die Flusskräfteverringert werden, die gegen die Bewegung des Kolbenventilglieds 27 wirken.Der elektrischen Strom, der zu der Elektromagnetbetätigungsvorrichtung 30 geliefertwird, wird ausreichen, um das Kolbenventilglied 27 zu seinerzweiten Position gegen die Wirkung der Feder 28 und dieverringerten Flusskräftezu ziehen. Wenn es in der zweiten Position ist, wird das Strömungsmittelmit dem begrenzten maximalen Rail-Druck von der Common-Rail 12 durchdie Versorgungsleitung 18, den Versorgungsdurchlass 40 desVentilkörpers 39,den zweiten Ring 49b des Kolbenventilgliedes 27 undden Betätigungsdurchlass 41 desVentilkörpers 39 fließen. Das Strömungsmittelfließtdann zur Kolbenbohrung 54, in der es auf die hydraulischeFläche 56 desKolbens 55 wirkt. Der Fachmann wird erkennen, dass wenndas Kolbenventilglied 27 in seiner zweiten oder offenen Positionbleibt, das elektronische Steuermodul 24 die Größe des elektrischenStroms reduzieren wird, die es durch die Elektromagnetspule 31 sendet,weil wenig Energie erforderlich ist, um das Kolbenventilglied 27 inder zweiten Position zu halten, als erforderlich ist, um das Kolbenventilglied 27 indie zweite Position zu bewegen. Wie in 6 veranschaulicht, ist der Einzugstrom 80 vorzugsweisehöher alsder Haltestrom 81.Regardless of how the flux forces are generated, the solenoid actuator 30 have enough energy around the piston valve member 27 against the bias of the spring 28 and to move and hold the river forces. Because the pump 21 with variable delivery has limited the rail pressure to a limited maximum pressure, is the pressure within the supply line 18 smaller than it would be if the hydraulic system 9 would work at a nominal voltage level. The reduction in pressure within the supply lines 18 results in a decrease in the pressure differential and thus a decrease in the velocity of the fluid flowing over the second ring 49b flows. The unbalance of pressure between the ring 49a and the ring 49b is reduced, thereby reducing the flow forces acting against the movement of the piston valve member 27 Act. The electric current that goes to the solenoid actuator 30 supplied will be sufficient to the piston valve member 27 to its second position against the action of the spring 28 and pull the reduced river forces. When it is in the second position, the fluid with the limited maximum rail pressure from the common rail 12 through the supply line 18 , the supply passage 40 of the valve body 39 , the second ring 49b the piston valve member 27 and the actuation passage 41 of the valve body 39 flow. The fluid then flows to the piston bore 54 in which it is on the hydraulic surface 56 of the piston 55 acts. Those skilled in the art will recognize that when the piston valve member 27 The electronic control module remains in its second or open position 24 will reduce the size of the electrical current it passes through the solenoid 31 sends because little energy is required to the piston valve member 27 hold in the second position than is required to the piston valve member 27 to move to the second position. As in 6 illustrated is the feed stream 80 preferably higher than the holding current 81 ,
[0041] Mit Bezug auf die 3, 5 und 6 schiebt das unter Druckgesetzte Betätigungsströmungsmittel, welchesauf die hydraulische Kolbenfläche 56 wirkt, denVerstärkerkolben 55 undden Stössel 58 nach vornezu ihrer unteren Position gegen die Vorspannung der Feder 57.Der voran-laufende Stössel 58 setztden Brennstoff innerhalb der Brennstoffdruckkammer 59 unterDruck. Gerade vor dem erwünschtenBeginn des Einspritzereignisses erregt das elektronische Steuermodul 24 diezweite Elektromagnetbetätigungsvorrichtung 65.Die erregte Elektromagnetbetätigungsvorrichtung 65 ziehtdas Steuerventilglied 64 in seine zweite Position, in derdie hydraulische Verschlussfläche 66 desDüsengliedes62 dem niedrigen Druck ausgesetzt ist. Somit reicht der unter Druckgesetzte Brennstoff, der in den Düsenversorgungsdurchlass 61 vonder Brennstoffdruckkammer 59 fließt, der auf die hydraulische Öffnungsfläche 67 wirkt,um das Düsengliede 62 gegendie Vorspannung der Feder 68 anzuheben. Der Brennstoffwird dann überdie Düsenauslässe 60 inden Motorzylinder eingespritzt. Der Zeitpunkt und die Dauer derEinspritzung wird zumindest teilweise durch die Aktivierung derzweiten Elektromagnetbetätigungsvorrichtung 65 gesteuert.Je niedriger der maximale Rail-Druck ist, desto länger wirdder Brennstoff brauchen, um aus der Brennstoffdruckkammer 59 inden Düsenversorgungsdurchlass 61 undaus den Düsenauslässen 60 herauszu fließen.Weil das elektronische Steuermodul 24 zuvor bestimmt hat,dass der tatsächlicheDruck des Betätigungsströmungsmittels innerhalbder Common-Rail 12 verringert wurde, wird das elektronischeSteuermodul 24 wahrscheinlich das Steuersignal für die zweiteElektromagnetbetätigungsvorrichtung 65 aneinem früherenPunkt innerhalb des Motorzyklus starten, um den langsamer fließenden unterDruck gesetzten Brennstoff zu kompensieren und die erwünschte Zeitsteue rungder Einspritzung zu erreichen. Wenn weiterhin der maximale Rail-Druckabgesenkt ist, muss die Dauer der Einspritzung gesteigert werden,um die erwünschteEinspritzmenge zu erreichen. Daher hat die zweite Elektromagnetbetätigungsvorrichtung 65,die mit dem Nadelsteuerventil 63 gekoppelt ist, eine verlängerte An-Zeit,was bedeutet, dass das elektronische Steuermodul 24 diezweite Elektromagnetbetätigungsvorrichtung 65 für eine längere Dauererregen wird. Währendder An-Zeit wird das elektronische Steuermodul 24 vorzugsweiseden elektrischen Strom reduzieren, der durch die zweite Elektromagnetbetätigungsvorrichtung65 vom Einzugsstrom 90 zum Haltestrom 91 geliefert wird.Nachdem die erwünschte Einspritzungvollendet ist, wird das elektronische Steuermodul 24 aufhören, elektrischenStrom zu der zweiten Elektromagnetbetätigungsvorrichtung 65 zu senden,und das Steuerventilglied 64 wird sich zu der ersten Positionbewegen, in der die hydraulische Verschlussfläche 66 in Strömungsmittelverbindungmit dem Düsenversorgungsdurchlass 61 ist.Weiterhin wird die hydraulische Öffnungsfläche 67 demniedrigen Druck innerhalb des Versorgungsdurchlasses 61 ausgesetztsein, und das Düsenglied 62 wirdzu seiner ersten oder geschlossenen Position zurückkehren, die die Düsenauslässe 60 blockiert.Sobald die Einspritzung vollendet ist, wird das elektronische Steuermodul 24 zusätzlich aufhören, elektrischen Stromzu der ersten Elektromagnetbetätigungsvorrichtung 30 zusenden, und somit gestatten, dass das Kolbenventilglied 27 inseine erste Position zurückkehrt,in der die Brennstoffeinspritzvorrichtung 16 der Brennstoffeinspritzvorrichtungsablaufleitung 14 ausgesetztist.With respect to the 3 . 5 and 6 pushes the pressurized actuation fluid onto the hydraulic piston surface 56 acts, the booster piston 55 and the pestle 58 forward to its lower position against the bias of the spring 57 , The pusher running ahead 58 puts the fuel inside the fuel pressure chamber 59 vacuum. The electronic control module excites just before the desired start of the injection event 24 the second solenoid actuator 65 , The energized solenoid actuator 65 pulls the control valve member 64 in its second position, in which the hydraulic locking surface 66 of the nozzle member 62 is exposed to the low pressure. Thus, the pressurized fuel in the nozzle supply passage is sufficient 61 from the fuel pressure chamber 59 flows on the hydraulic opening area 67 acts to the nozzle members 62 against the bias of the spring 68 to raise. The fuel is then fed through the nozzle outlets 60 injected into the engine cylinder. The time and duration of the injection is at least partially determined by the activation of the second solenoid actuator 65 controlled. The lower the maximum rail pressure, the longer it will take the fuel to get out of the fuel pressure chamber 59 in the nozzle supply passage 61 and from the nozzle outlets 60 to flow out. Because the electronic control module 24 previously determined that the actual pressure of the actuating fluid within the common rail 12 has been reduced, the electronic control module 24 probably the control signal for the second solenoid actuator 65 Start at an earlier point in the engine cycle to compensate for the slower flowing pressurized fuel and achieve the desired injection timing. If the maximum rail pressure is still reduced, the duration of the injection must be increased in order to achieve the desired injection quantity. Therefore, the second solenoid actuator has 65 that with the needle control valve 63 is coupled, an extended on-time, which means that the electronic control module 24 the second solenoid actuator 65 will excite for a longer duration. During the on time the electronic control module 24 preferably reduce the electrical current generated by the second solenoid actuator supply device 65 from the pull-in current 90 to the holding current 91 is delivered. After the desired injection is completed, the electronic control module 24 stop electrical current to the second solenoid actuator 65 to send and the control valve member 64 will move to the first position in which the hydraulic locking surface 66 in fluid communication with the nozzle supply passage 61 is. Furthermore, the hydraulic opening area 67 becomes the low pressure inside the supply passage 61 be exposed, and the nozzle member 62 will return to its first or closed position, which is the nozzle outlets 60 blocked. As soon as the injection is complete, the electronic control module 24 in addition, stop electric power to the first solenoid actuator 30 to send, and thus allow the piston valve member 27 returns to its first position in which the fuel injector 16 the fuel injector drain line 14 is exposed.
[0042] Mit Bezug auf die 1, 2, 4 und 5 sei bemerkt, dass während die erwünschte Zeitsteuerung undDauer der Brennstoffeinspritzung sich mit den Anforderungen verändert, diedem Motor 10 auferlegt werden, der erwünschte Zeitpunkt und die Dauerdes Auslösensder Motorbremse konstant ist.With respect to the 1 . 2 . 4 and 5 it should be noted that during the desired timing and duration of fuel injection changes with the demands placed on the engine 10 be imposed, the desired time and the duration of the triggering of the engine brake is constant.
[0043] Das Auslösen der Motorbremse tritt vorzugsweiseauf, wenn der Motorkolben sich der oberen Totpunktposition während seinesKompressionshubes nähert,um die maximale Bremsleistung zu erreichen. Somit sollte der erwünschte Rail-Druckzur Aktivierung der Motorbremse 17 konstant sein. Der erwünschte Rail-Druckzur Aktivierung der Motorbremse 17, wenn das hydraulischeSystem 9 in dem normalen Spannungsbereich arbeitet, kannvorbestimmt sein und in das elektronische Steuermodul 24 programmiertsein. Wenn das elektronische Steuermodul 24 abfühlt, dassdie Motorbremse benötigtwird, um das Fahrzeug oder die Maschine zu verlangsamen, wird derDrucksensor 68 den tatsächlichen Rail-Druckabfühlenund ihn an das elektronische Steuermodul 24 über dieDrucksensorkommunikations-leitung 69 übermitteln.The engine brake is preferably triggered when the engine piston approaches the top dead center position during its compression stroke in order to achieve the maximum braking power. Thus, the desired rail pressure should be used to activate the engine brake 17 be constant. The desired rail pressure to activate the engine brake 17 when the hydraulic system 9 works in the normal voltage range, can be predetermined and in the electronic control module 24 be programmed. If the electronic control module 24 If the engine brake is needed to slow down the vehicle or machine, the pressure sensor will 68 sense the actual rail pressure and send it to the electronic control module 24 via the pressure sensor communication line 69 to transfer.
[0044] Der Spannungssensor 66 wirddie tatsächlicheSpannung abfühlen,die fürdie Motorbremsensteuerventilanordnung 120 verfügbar ist.Der Spannungssensor 66 übermitteltdie verfügbareSpannung an den Überwachungsalgorithmusfür dieVerfügbarkeitder Spannung fürdas hydraulische Motorsystem, welcher die verfügbare Spannung für die Elektromagnetbetätigungsvorrichtung 30 bestimmt,die mit dem Strömungsmittelsteuerventil 38 gekoppeltist. Der Spannungsvergleichsalgorithmus, der in dem Speicher deselektronischen Steuermoduls 24 aufgezeichnet ist, wirddie tatsächlicheSpannung, die für dieElektromagnetbetätigungsvorrichtung 30 verfügbar ist,mit der vorbestimmten Spannung vergleichen. Die vorbestimmte Spannungkann die Spannung sein, die erforderlich ist, um die Strömungsmittelsteuerventilanordnung 120 zubetätigen,die in der Motorbremse 17 bei den höchsten erwarteten Rail-Drücken vorhandenist. Anders gesagt, wenn die vorbestimmte Spannung verfügbar ist,kann ausreichend elektrischer Strom zu der Elektromagnetbetätigungsvorrichtung 30 geliefertwerden, um das Kolbenventilglied 27 zu seiner zweiten Positionzu ziehen und es dort zu halten, um die Motorbremse 16 mitden höchstenerwarteten Rail-Drückenzu aktivieren.The voltage sensor 66 will sense the actual voltage required for the engine brake control valve assembly 120 is available. The voltage sensor 66 communicates the available voltage to the voltage availability monitoring algorithm for the hydraulic motor system, which provides the available voltage for the solenoid actuator 30 determined with the fluid control valve 38 is coupled. The voltage comparison algorithm that is in the memory of the electronic control module 24 recorded is the actual voltage required for the solenoid actuator 30 is available, compare with the predetermined voltage. The predetermined tension may be the tension required to the fluid control valve assembly 120 to operate in the engine brake 17 is present at the highest expected rail pressures. In other words, if the predetermined voltage is available, sufficient electrical current can be supplied to the solenoid actuator 30 delivered to the piston valve member 27 pull to its second position and hold it there to the engine brake 16 to activate with the highest expected rail pressures.
[0045] Wenn der Spannungsvergleichsalgorithmus bestimmt,dass die verfügbareSpannung größer als dievorbestimmte Spannung ist, wird der Druckbegrenzungsalgorithmusbei niedriger elektrischer Energie seinen Prozess beenden, und dasHydrauliksystem 9 wird in dem Betriebszustand für normale Spannungarbeiten. Wenn der Spannungsvergleichsalgorithmus bestimmt, dassdie verfügbarenSpannung geringer als die vorbestimmte Spannung ist, wird der Rail-Druckbestimmungsalgorithmus,der in dem Druckbegrenzungsalgorithmus miteingeschlossen ist, einenbegrenzten oder verringerten maximalen Rail-Druck berechnen. Dermaximale Rail-Druck ist eine Funktion der tatsächlichen verfügbaren Spannungund verändertsich somit, wenn die verfügbarenSpannung sich ändert.Es ist der maximale Rail-Druck, bei dem die Strömungsmittelsteuerventilanordnung 120 mitder Spannung arbeiten kann, die für die Elektromagnetbetätigungsvorrichtung 30 verfügbar ist.Wie in 5 veranschaulichtgilt, dass je geringer die Spannung (V) ist, die für die Elektromagnetbetätigungsvorrichtung 30 verfügbar ist,desto geringer der maximale Rail-Druck (P) ist, mit dem die Strömungsmittelsteuerventilanordnung 120 arbeiten kann.Das elektronische Steuermodul 24 wird dann den maximalenRail-Druck mit dem erwünschten Rail-Druckvergleichen. Wenn der erwünschte Rail-Druckgeringer als der maximale Rail-Druck ist, wird das elektronischeSteuermodul 24 die Pumpe 21 mit variabler Lieferung über diePumpenkommunikationsleitung 25 anweisen, die Pumpenausgangssgrösse zu steuern,um den erwünschten Rail-Druckzu erreichen. Wenn der erwünschte Rail-Druckgrößer alsder maximale Rail-Druck ist, weist der Rail-Drucksteueralgorithmus für das hydraulischeMotorsystem die Pumpe 21 an, den Rail-Druck auf den maximalenRail-Druck einzuschränken.If the voltage comparison algorithm determines that the available voltage is greater than the predetermined voltage, the pressure limiting algorithm will terminate its process at low electrical energy and the hydraulic system 9 will work in the normal voltage mode. If the voltage comparison algorithm determines that the available voltage is less than the predetermined voltage, the rail pressure determination algorithm included in the pressure limitation algorithm will calculate a limited or reduced maximum rail pressure. The maximum rail pressure is a function of the actual available voltage and thus changes as the available voltage changes. It is the maximum rail pressure at which the fluid control valve assembly 120 can work with the voltage required for the solenoid actuator 30 is available. As in 5 Illustrated is that the lower the voltage (V) is that for the solenoid actuator 30 is available, the lower the maximum rail pressure (P) with which the fluid control valve assembly is 120 can work. The electronic control module 24 will then compare the maximum rail pressure with the desired rail pressure. If the desired rail pressure is less than the maximum rail pressure, the electronic control module 24 the pump 21 with variable delivery via the pump communication line 25 Instruct to control the pump output to achieve the desired rail pressure. If the desired rail pressure is greater than the maximum rail pressure, the rail pressure control algorithm for the hydraulic motor system has the pump 21 limit the rail pressure to the maximum rail pressure.
[0046] Nachdem die Pumpe 21 mitvariabler Lieferung angewiesen wurde, die Common-Rail 12 bei demmaximalen Rail-Druck zu begrenzen, wird der Drucksensor 68 wiederumden Rail-Druck abfühlen undihn zu dem elektronischen Steuermodul 24 über dieKommunikationsleitung 69 übermitteln. Das elektronischeSteuermodul 24 wird den tatsächlichen Rail-Druck mit demerwünschtenRail-Druck vergleichen, um die Motorbremse 17 zu aktivieren.Weil das Motorbremsenglied 73 zumindest teilweise dem Druckinnerhalb des Motorzylinders ausgesetzt ist, haben die Ingenieureden erwünschtenRail-Druck so berechnet, dass er ausreicht, um den Kolben 72 und dasMotorbremsenventilglied 73 weg vom Sitz 75 gegenden Motorzylinderdruck am oberen Totpunkt zu bewegen und dort zuhalten. Wenn das elektronische Steuermodul 24 bestimmt,dass der tatsächliche Rail-Drucknicht ausreicht, um das Motorbremsenventilglied 73 vonseinem Sitz weg gegen den Motorzylinderdruck am oberen Totpunktzu bewegen und zu halten, wird es den Zeitpunkt des Beginns des Steuersignalsan die Strömungsmittelsteuerventilanordnung 120 einstellen,um den Zeitpunkt des Ereignisses des Herunter blasens bzw. der Zündung vorzustellen.Das elektronische Steuermodul 24 wird dem Beginn des Steuersignalsfrüheran die Elektromagnetbetätigungsvorrichtung 30 senden.Somit wird die erregte Elektromagnetbetätigungsvorrichtung 30 strömungsmittelmässig denVersorgungsdurchlass 19 mit dem bewegbaren Kolben 72 innerhalbdes Motorbremsenströmungsmitteldurchlasses 71 aneinem früherenPunkt innerhalb des Motorzyklus verbinden, was bewirkt, dass dieMotorbremse 17 den Inhalt des Zylinders früher im Kompressionshub auslässt. Weiles einen geringeren Druck innerhalb des Zylinders früher im Kompressionshubgibt, kann der tatsächlichebegrenzte Rail-Druck den Kolben 72 und das Motorbremsenventilglied 73 gegenden niedrigeren Zylinderdruck vorschieben. Obwohl das Vorschiebendes Zeitpunktes des Druckblassens zum Bremsen weniger Bremsleistungzur Folge hat, wird dies den Betrieb der Motorbremse 17 beiniedrigeren Rail-Drückengestatten. Wenn der tatsächliche Rail-Druckgrößer alsder Rail-Druck ist, der erforderlich ist, um das Motorbremsenglied 75 gegenden Motorzylinderdruck am oberen Totpunkt zu bewegen, wird das elektronischeSteuermodul 24 nicht den Beginn des Steuersignals einstellen.Stattdessen wird das elektronische Steuermodul 24 die Elektromagnetbetätigungsvorrichtung 30 zuden Zeitpunkt erregen, der den Vorgang des Druckablassens am oberenTotpunkt füreine maximale Bremsenleistung zur Folge hat.After the pump 21 was instructed with variable delivery, the common rail 12 To limit at the maximum rail pressure, pressure sensor 68 will in turn sense the rail pressure and send it to the electronic control module 24 over the communication line 69 to transfer. The electronic control module 24 will compare the actual rail pressure with the desired rail pressure to the engine brake 17 to activate. Because the engine brake link 73 is at least partially exposed to the pressure inside the engine cylinder, the engineers have calculated the desired rail pressure so that it is sufficient around the piston 72 and the engine brake valve member 73 away from the seat 75 move against engine cylinder pressure at top dead center and hold there. If the electronic control module 24 determines that the actual rail pressure is insufficient to the engine brake valve member 73 To move and hold away from its seat against engine cylinder pressure at top dead center, it will be the timing of the start of the control signal to the fluid control valve assembly 120 Set to present the time of the blowing or ignition event. The electronic control module 24 is sent to the solenoid actuator earlier than the start of the control signal 30 send. Thus, the energized solenoid actuator 30 fluid supply port 19 with the movable piston 72 inside the engine brake fluid passage 71 connect at an earlier point in the engine cycle, which causes the engine brake 17 omits the content of the cylinder earlier in the compression stroke. Because there is less pressure inside the cylinder earlier in the compression stroke, the actual limited rail pressure can affect the piston 72 and the engine brake valve member 73 advance against the lower cylinder pressure. Although advancing the timing of the pressurization to brake results in less braking power, this will make the engine brake operate 17 allow at lower rail pressures. If the actual rail pressure is greater than the rail pressure that is required to apply the engine brake link 75 The electronic control module moves against engine cylinder pressure at top dead center 24 do not set the start of the control signal. Instead, the electronic control module 24 the solenoid actuator 30 to excite at the time that causes top dead center pressure release for maximum brake performance.
[0047] Nachdem das elektronische Steuermodul 24 denBeginn des Steuersignals fürdie Elektromagnetbetätigungsvorrichtung 30 einstellt,die mit dem Strömungsmittelsteuerventil 38 gekoppeltist, übermittelt daselektronische Steuermodul 24 der Strömungsmittelsteuerventilanordnung 120 über dieMotorbremsenkommunikationsleitung 23 das eingestellte Steuersignal.Das elektronische Steuermodul 24 wird die Elektromagnetbetätigungsvorrichtung 30 erregen,indem sie den elektrischen Strom durch die Elektromagnetspule 31 verändert. Dieerregte Elektromagnetspule 31 erzeugt einen elektromagnetischenFluss, der den Magnetanker 34 anzieht. Weil der Anker 34 andem Druckstift 35 angebracht ist, bewegt sich der Druckstift 35 entsprechendmit dem Anker 34. Das Kolbenventilglied 27, welchesbetriebsmässigangekoppelt ist, um sich mit dem Druckstift 35 zu bewegen,bewegt sich gegen die Vorspannung der Feder 28. Wenn dasKolbenventilglied 27 sich gegen die Vorspannung der Feder 28 bewegt,beginnt das Kolbenventilglied 27 eine Strömungsmittelverbindungzwischen dem Ablaufdurchlass 42 und dem ersten Ring 49a zublockieren, und beginnt, strömungsmittelmässig dieVerbindung zwischen dem Versorgungsdurchlass 40 und demzweiten Ring 49b zu öffnen.Wenn das Kolbenventilglied 27 sich in seine zweite Positionbewegt, verursachen Veränderungendes Druckes innerhalb der Ringe 49a und 49b Strömungsmittelkräfte, diegegen die Bewegung des Kolbenventilgliedes 27 in die zweitePosition wirken.After the electronic control module 24 the start of the control signal for the solenoid actuator 30 adjusts with the fluid control valve 38 is coupled, the electronic control module transmits 24 the fluid control valve assembly 120 via the engine brake communication line 23 the set control signal. The electronic control module 24 becomes the solenoid actuator 30 excite by passing the electrical current through the electromagnetic coil 31 changed. The excited electromagnetic coil 31 generates an electromagnetic flux that is the magnet armature 34 attracts. Because the anchor 34 on the push pin 35 is attached, the pressure pin moves 35 accordingly with the anchor 34 , The piston valve member 27 , which is operationally coupled to the push pin 35 to move moves against the bias of the spring 28 , If the piston valve member 27 against the bias of the spring 28 moves, the piston valve member begins 27 a fluid connection between the drain passage 42 and the first ring 49a block, and begins fluidly connecting the supply passage 40 and the second ring 49b to open. If the piston valve member 27 moving to its second position will cause changes in pressure within the rings 49a and 49b Fluid forces acting against the movement of the piston valve member 27 act in the second position.
[0048] Egal wie die Flusskräfte erzeugtwerden, muss die Elektromagnetbetätigungsvorrichtung 30 genügend Energiehaben, um das Kolbenventilglied 27 gegen die Vorspannungder Feder 28 und die Flusskräfte zu bewegen und zu halten.Weil die Pumpe 21 mit variabler Lieferung die Ausgabe desunter Druck gesetzten Betätigungsströmungsmittelszu der Common-Rail 12 auf einen abgesenkten maximalen Druckbegrenzt hat, ist der Druck innerhalb der Versorgungsleitung 19 geringerals er wäre,wenn das Hydrauliksystem 9 nicht in einem Zustand mit niedrigerSpannung arbeiten würde.Die Reduzierung des Druckes innerhalb der Versorgungsleitung 19 hat eineVerringerung der Druckdifferenz zur Folge, und somit eine Verringerungder Geschwindigkeit des Strömungsmittels,welches überden zweiten Ring 49b fließt. Die Unausgeglichenheitdes Druckes zwischen dem Ring 49a und 49b wirdverringert, wodurch die Flusskräfteverringert werden, die gegen das Kolbenventilglied 27 wirken.Der elektrische Strom, der zu der Elektromagnetbetätigungsvorrichtung 30 geliefertwird, wird ausreichen, um das Kolbenventilglied 27 in seinezweite Position gegen die Wirkung der Feder 28 und dieverringerten Flusskräftezu ziehen. Wenn es in der zweiten Position ist, wird das Strömungsmittelmit dem maximalen Rail-Druck von der Common-Rail 12 durchdie Versorgungsleitung 19, durch den Versorgungsdurchlass 40 des Ventilkörpers 39,durch den zweiten Ring 49b des Kolbenventilgliedes 27 unddurch den Betätigungsdurchlass 41 desVentilkörpers 39 fließen. DasStrömungsmittelfließtdann zu dem Bremsströmungsmitteldurchlass 71 undschiebt den Kolben 72 gegen die Vorspannfeder 74 vor,was das Motorbremsenventilglied 73 weg vom Ventilsitz 75 bewegt.Die Motorbremse 17 kann die Inhalte des Motorzylinders über denAuslassdurchlass 76 entlüften. Dies tritt vorzugsweiseauf, wenn der Motorkolben sich währendseines Kompressionshubes sich seiner oberen Totpunktposition genähert hat,um die maximale Bremsleistung zu erreichen, kann jedoch vorgeschoben werden,wenn der Rail-Druck zu gering ist, um das Motorbremsenglied 73 beimoberen Totpunkt zu bewegen. Weil der Fluss des Betätigungsströmungsmittelsvon der Versorgungsleitung 19 zum Brems-strömungsmitteldurchlass 71 sichmit der Druckverringerung verlangsamt hat, könnte das elektronische Steuermodul 24 dasSteuersignal zu der Elektromagnetbetätigungsvorrichtung 30 früher starten,um die erwünschteSteuerung des Ereignisses des Herunter blasens bzw. Leistungshubereignisseszu erreichen.No matter how the flux forces are generated, the solenoid actuator must 30 have enough energy around the piston valve member 27 against the bias of the spring 28 and to move and hold the river forces. Because the pump 21 with variable delivery, the output of the pressurized actuation fluid to the common rail 12 limited to a reduced maximum pressure is the pressure inside the supply line 19 less than it would be if the hydraulic system 9 would not work in a low voltage state. The reduction of the pressure within the supply line 19 results in a decrease in the pressure differential, and thus a decrease in the velocity of the fluid passing through the second ring 49b flows. The unbalance of pressure between the ring 49a and 49b is reduced, thereby reducing the flow forces against the piston valve member 27 Act. The electric current that goes to the solenoid actuator 30 supplied will be sufficient to the piston valve member 27 in its second position against the action of the spring 28 and pull the reduced river forces. When it is in the second position, the fluid with the maximum rail pressure from the common rail 12 through the supply line 19 , through the supply passage 40 of the valve body 39 , through the second ring 49b the piston valve member 27 and through the actuating passage 41 of the valve body 39 flow. The fluid then flows to the brake fluid passage 71 and pushes the piston 72 against the bias spring 74 before what the engine brake valve member 73 away from the valve seat 75 emotional. The engine brake 17 can the contents of the engine cylinder through the exhaust port 76 Vent. This preferably occurs when the engine piston has approached its top dead center position during its compression stroke to achieve the maximum braking power, but can be advanced if the rail pressure is too low around the engine brake member 73 to move at top dead center. Because the flow of actuation fluid from the supply line 19 for brake fluid passage 71 The electronic control module could slow down with the pressure decrease 24 the control signal to the Elektromag netbetätigungsvorrichtung 30 Start earlier to achieve the desired control of the blowdown or power lift event.
[0049] Der Fachmann wird erkennen, dassdas elektronische Steuermodul 24 die Menge des elektrischenStroms reduzieren wird, die es durch die Elektromagnetspule 31 sendet,wenn das Kolbenventilglied 27 in der zweiten Position bleibt.Der Einzugsstrom sollte höhersein als der Haltestrom. Sobald die komprimierte Luft aus dem Motorzylinderentlüftet wordenist, wird das elektronische Steuermodul 24 die Elektromagnetbetätigungsvorrichtung 30 entregenbzw. ausschalten, und das Kolbenventilglied 27 wird sichzu seiner ersten Position bewegen, in der die Motorbremse 17 strömungsmittelmässig mitder Motorbremsenablaufleitung 15 verbunden ist.Those skilled in the art will recognize that the electronic control module 24 will reduce the amount of electric current it gets through the solenoid 31 sends when the piston valve member 27 remains in the second position. The pull-in current should be higher than the holding current. As soon as the compressed air has been vented from the engine cylinder, the electronic control module 24 the solenoid actuator 30 deenergize or switch off, and the piston valve member 27 will move to its first position, in which the engine brake 17 fluid with the engine brake drain line 15 connected is.
[0050] Insgesamt ist die vorliegende Erfindungvorteilhaft, weil sie Anwendung in jeglichem Strömungsmittelsystem finden kann,welches ein elektrisch betätigtesVentil mit einschließt.Die vorliegende Erfindung kann als eine Sicherheitsstrategie ineiner Situation ohne genügendLeistung dienen. Irgendein Ventil, welches den Strömungsmittelfluss über eine Druckdifferenzsteuert, ist Strömungsmittelkräften unterworfen.Das Ventilglied muss sich ungeachtet der Form und der Bauart nichtnur gegen seine Vorspannung sondern auch gegen diese Strömungsmittelkräfte bewegen.Durch Verringerung der Druckdifferenz, indem man entweder den Druckauf der Hochdruck-Seite des Ventils verringert oder den Druck aufder Niederdruck-Seite des Ventils vergrößert, werden diese Flusskräfte verringert.Somit kann das Ventil immer noch den Fluss des Strömungsmittelssteuern, auch in einer Situation mit geringer Spannung, wie beispielsweisebei knapper werdender Leistung.Overall, the present inventionadvantageous because it can be used in any fluid system,which is an electrically operatedIncludes valve.The present invention can be seen as a security strategy ina situation without enoughServe performance. Any valve that blocks fluid flow through a pressure differentialcontrols is subject to fluid forces.Regardless of the shape and design, the valve member does not have tomove only against its bias but also against these fluid forces.By reducing the pressure differential by either reducing the pressurereduced on the high pressure side of the valve or the pressure onincreases the low pressure side of the valve, these flow forces are reduced.Thus, the valve can still flow the fluidcontrol, even in a low voltage situation such aswhen performance becomes scarcer.
[0051] Zusätzlich zu der weit verbreitetenAnwendung der vorliegenden Erfindung ist die vorliegende Erfindungvorteilhaft wegen ihrer Anwendung innerhalb des hydraulischen Motorsystems 9.Regulierungen der Regierung erfordern, dass die meisten Fahrzeugeoder Maschinen in einem Bereich von 9 – 12 Volt zu betreiben sind.Die vorliegende Erfindung könnteals eine Strategie zum Betrieb des Fahrzeugs oder der Maschine amunteren Ende des erforderlichen Spannungsbereiches verwendet werden,wie beispielsweise bei 9 – 10Volt, oder sogar unter dem erforderlichen Bereich. Weiterhin istdie vorliegende Erfindung vorteilhaft, weil sie einen ausreichenden Betriebdes Fahrzeugs oder der Maschine aufrecht erhält, um das Fahrzeug oder dieMaschine zu einer Werkstatt zu fahren, um das Problem zu beheben, welchesdie Situation mit niedriger Spannung verursacht. Dies kann Abschleppkosten,Unbequemlichkeiten und teuere Ausfallzeiten verringern.In addition to the widespread use of the present invention, the present invention is advantageous because of its application within the hydraulic motor system 9 , Government regulations require most vehicles or machinery to operate in a 9-12 volt range. The present invention could be used as a strategy to operate the vehicle or machine at the lower end of the required voltage range, such as 9-10 volts, or even below the required range. Furthermore, the present invention is advantageous in that it maintains sufficient operation of the vehicle or machine to drive the vehicle or machine to a workshop to solve the problem causing the low voltage situation. This can reduce towing costs, inconveniences and expensive downtime.
[0052] Es sei bemerkt, dass obwohl die vorliegende Erfindungbeschrieben hat, dass die elektrische Energie für das Brennstoffeinspritzsystemals Spannungsgröße verfügbar ist,die elektrische Energie in anderen elektrisch gesteuerten Strömungsmittelsystemenin anderen Ausdrückenbeschrieben werden könnte,wie beispielsweise als elektrischer Strom. Weil der Widerstand innerhalbdes veranschaulichten Brennstoffeinspritzsystems konstant ist, wirdirgendeine Veränderungdes elektrischen Stroms, der zu der Elektromagnetbetätigungsvorrichtung 30 geliefertworden ist, eine Funktion einer Veränderung der verfügbaren Spannungsein. Jedoch kann dies fürandere Systeme nicht der Fall sein.It should be noted that although the present invention has described that electrical energy for the fuel injection system is available as a voltage magnitude, the electrical energy in other electrically controlled fluid systems could be described in other terms, such as electrical current. Because the resistance is constant within the illustrated fuel injection system, there will be any change in electrical current to the solenoid actuator 30 has been supplied as a function of a change in the available voltage. However, this cannot be the case for other systems.
[0053] Es sei bemerkt, dass die obige Beschreibung nurzu Veranschaulichungs zwecken vorgesehen ist und nicht den Umfangder vorliegenden Erfindung in irgendeiner Weise begrenzen soll.Somit wird der Fachmann erkennen, dass andere Aspekte, Ziele undVorteile der Erfindung aus einem Studium der Zeichnungen, der Offenbarungund der beigefügten Ansprüche erlangtwerden kann.It should be noted that the above description onlyis for illustrative purposes only and not the scopeto limit the present invention in any way.Thus, the skilled person will recognize that other aspects, goals andAdvantages of the invention from a study of the drawings, the disclosureand the appended claimscan be.

权利要求:
Claims (9)
[1]
Verfahren zum Betrieb eines elektrisch gesteuertenStrömungsmittelsystems(9), welches folgende Schritte aufweist: Positioniereneines Ventils (38) innerhalb eines Strömungsmitteldurchlassweges (18, 54, 14); Verbindungdes Ventils (38) mit einer elektrischen Betätigungsvorrichtung(30); Überwachungder elektrischen Energie, die fürdie elektrische Betätigungsvorrichtung(30) verfügbarist; und Begrenzung einer Druckdifferenz an dem Ventil (38), wenndie elektrische Energie, die fürdie elektrische Betätigungsvorrichtung(38) vorgesehen wurde, geringer als eine vorbestimmte elektrischeEnergie ist.Method of operating an electrically controlled fluid system ( 9 ), which has the following steps: positioning a valve ( 38 ) within a fluid passageway ( 18 . 54 . 14 ); Connection of the valve ( 38 ) with an electrical actuator ( 30 ); Monitoring the electrical energy required for the electrical actuator ( 30 ) is available; and limiting a pressure difference across the valve ( 38 ) when the electrical energy required for the electrical actuator ( 38 ) was provided is less than a predetermined electrical energy.
[2]
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt derPositionierung folgende Schritte aufweist: Aufteilung des Strömungsmitteldurchlassweges(18, 54, 14) in einen ersten Teil (18) über demVentil (38) und einen zweiten Teil (54) unterdem Ventil (38); und strömungsmittelmässige Verbindungdes ersten Teils des Strömungsmitteldurchlassweges(18) mit einer Verteilerleiste bzw. Common-Rail (gemeinsame Druckleitung)(12) und des zweiten Teils des Strömungsmitteldurchlassweges (54)mit mindestens einer hydraulisch betätigten Vorrichtung 16.The method of claim 1, wherein the step of positioning comprises the following steps: division of the fluid passage path ( 18 . 54 . 14 ) in a first part ( 18 ) over the valve ( 38 ) and a second part ( 54 ) under the valve ( 38 ); and fluidly connecting the first part of the fluid passageway ( 18 ) with a distributor rail or common rail (common pressure line) ( 12 ) and the second part of the fluid passageway ( 54 ) with at least one hydraulically operated device 16 ,
[3]
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt der Überwachungeinen Schritt der Einrichtung einer Verbindung zwischen einem elektronischenSteuermodul 24 und einen Spannungssensor 66 aufweist.The method of claim 1, wherein the step of monitoring includes the step of establishing a connection between an electronic control module 24 and a voltage sensor 66 having.
[4]
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt derBegrenzung einen Schritt der Begrenzung des Druckes in dem erstenTeil des Strö mungsmitteldurchlassweges(18) aufweist.The method of claim 1, wherein the step of limiting includes a step of limiting the pressure in the first part of the fluid passageway ( 18 ) having.
[5]
Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Schritt derBegrenzung die Schritte aufweist, eine Verbindung zwischen einemelektronischen Steuermodul (24) und einer Drucksteuervorrichtung(21) einzurichten; und das elektronische Steuermodul(24) zu programmieren, um die Drucksteuervorrichtung (21)anzuweisen, den Strömungsmitteldruckzu begrenzen, wenn die fürdie elektrische Betätigungsvorrichtung(30) verfügbareSpannung geringer als eine vorbestimmte Spannung ist.The method of claim 4, wherein the step of limiting comprises the steps of connecting an electronic control module ( 24 ) and a pressure control device ( 21 ) set up; and the electronic control module ( 24 ) to program the pressure control device ( 21 ) to limit the fluid pressure when the electrical actuator ( 30 ) available voltage is less than a predetermined voltage.
[6]
Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Schritt derBegrenzung einen Schritt aufweist, die Drucksteuervorrichtung (21)als einen Teil einer Pumpe (21) mit variabler Lieferungvorzusehen.The method of claim 5, wherein the step of limiting includes a step of: 21 ) as part of a pump ( 21 ) to be provided with variable delivery.
[7]
Verfahren nach Anspruch 6, welches folgende Schritteaufweist: Aufteilung des Strömungsmitteldurchlassweges (18, 54, 14)in einen ersten Teil (18) über dem Ventil (38) undeinen zweiten Teil (54) unter dem Ventil (38); strömungsmittelmässige Verbindungdes ersten Teils des Strömungsmitteldurchlassweges(18) mit einer Common-Rail (12) und des zweitenTeils des Strömungsmitteldurchlassweges(54) mit einem Strömungsmitteldurchlassweg,der in einer Brennstoffeinspritzvorrichtung (16) und/odereiner Motorbremse (17) vorgesehen ist; betriebsmässige Verbindungeines Ventilgliedes (27) des Ventils 38 zur Bewegungmit einem bewegbaren Teil der elektrischen Betätigungsvorrichtung (30); und Einrichtungeiner Verbindung zwischen dem elektronischen Steuermodul (24)und einen Spannungssensor (66).Method according to claim 6, comprising the following steps: division of the fluid passage path ( 18 . 54 . 14 ) in a first part ( 18 ) over the valve ( 38 ) and a second part ( 54 ) under the valve ( 38 ); fluid connection of the first part of the fluid passageway ( 18 ) with a common rail ( 12 ) and the second part of the fluid passageway ( 54 ) with a fluid passageway located in a fuel injector ( 16 ) and / or an engine brake ( 17 ) is provided; operational connection of a valve element ( 27 ) of the valve 38 for movement with a movable part of the electrical actuation device ( 30 ); and establishing a connection between the electronic control module ( 24 ) and a voltage sensor ( 66 ).
[8]
Elektrisch gesteuertes Strömungsmittelsystem (9),welches Folgendes aufweist: einen Strömungsmitteldurchlass (18, 54, 14),der einen ersten Teil (18) und einen zweiten Teil (54)aufweist, der von einem Ventil (38) getrennt wird, und wobeider ersten Teil (18) strömungsmittelmässig mit einerQuelle fürunter Druck gesetztes Strömungsmittel(12) in Verbindung ist; wobei das Ventil (38)mit einer elektrischen Betätigungsvorrichtung(30) gekoppelt ist; eine Drucksteuervorrichtung (21),die betriebsmässig mitder Quelle (12) fürunter Druck gesetztes Strömungsmittelgekoppelt ist; ein elektronisches Steuermodul (24),welches einen Druckbegrenzungsalgorithmus für niedrige elektrische Leistungaufweist und in Steuerverbindung mit der elektrischen Betätigungsvorrichtung(24) und der Drucksteuervorrichtung (21) ist.Electrically controlled fluid system ( 9 ), which has: a fluid passage ( 18 . 54 . 14 ), the first part ( 18 ) and a second part ( 54 ) from a valve ( 38 ) and the first part ( 18 ) fluid with a source of pressurized fluid ( 12 ) is connected; where the valve ( 38 ) with an electrical actuator ( 30 ) is coupled; a pressure control device ( 21 ) that are operational with the source ( 12 ) is coupled for pressurized fluid; an electronic control module ( 24 ), which has a pressure limitation algorithm for low electrical power and in control connection with the electrical actuation device ( 24 ) and the pressure control device ( 21 ) is.
[9]
System nach Anspruch 8, wobei die elektrische Betätigungsvorrichtung(30) einen Elektromagneten (31) aufweist; und wobeidas Ventil (38) ein Drei-Wege-Flusssteuerventil (38)ist, welches ein Kolbenventilglied (27) aufweist, welcheszwischen einer ersten Position und einer zweiten Position bewegbarist; wobei der Strömungsmitteldurchlassweg(18, 54, 14) einen dritten Teil (14)aufweist, der strömungsmittelmässig miteiner Niederdruck-Quelle(13) verbunden ist; und wobei wenn das Kolbenventilglied(27) in der ersten Position ist, der zweite Teil des Strömungsmitteldurchlassweges(54) strömungsmittelmässig mitder Niederdruck-Quelle (13) über den dritten Teil des Durchlassweges(14) verbunden ist; und wobei wenn das Kolbenventilglied(27) in der zweiten Position ist, der zweite Teil des Durchlassweges(54) strömungsmittelmässig mitder Hochdruck-Quelle (12) über den ersten Teil des Durchlassweges(18) verbunden ist.The system of claim 8, wherein the electrical actuator ( 30 ) an electromagnet ( 31 ) having; and where the valve ( 38 ) a three-way flow control valve ( 38 ) which is a piston valve member ( 27 ) which is movable between a first position and a second position; the fluid passageway ( 18 . 54 . 14 ) a third part ( 14 ), which is fluid with a low pressure source ( 13 ) connected is; and when the piston valve member ( 27 ) is in the first position, the second part of the fluid passageway ( 54 ) fluid with the low pressure source ( 13 ) over the third part of the passage ( 14 ) connected is; and when the piston valve member ( 27 ) is in the second position, the second part of the passage path ( 54 ) fluid with the high pressure source ( 12 ) over the first part of the passage ( 18 ) connected is.

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同族专利:

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公开号 | 公开日

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US6997159B2|2006-02-14|

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US20040163621A1|2004-08-26|

引用文献:

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公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题

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法律状态:
2011-02-03| 8110| Request for examination paragraph 44|

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2013-12-05| R079| Amendment of ipc main class|Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: F16K0031020000 Ipc: F16K0031060000 Effective date: 20131010 |

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2015-05-28| R016| Response to examination communication|

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2020-09-01| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|

优先权:

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申请号 | 申请日 | 专利标题

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