DE10061856A1 - Verfahren, Computerprogramm und Steuer- und/oder Regelgerät zum Betreiben einer Brennkraftmaschine sowie Brennkraftmaschine - Google Patents

Verfahren, Computerprogramm und Steuer- und/oder Regelgerät zum Betreiben einer Brennkraftmaschine sowie Brennkraftmaschine

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DE10061856A1
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Abstract

Ein Verfahren dient zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (10) insbesondere eines Kraftfahrzeugs. Bei dem Verfahren wird der Kraftstoff aus einem Vorratsbehälter (28) mittels mindestens einer Kraftstoffpumpe (22, 32) in eine Kraftstoffleitung (20, 24, 26, 34) gefördert. Der Druck des Kraftstoffs mindestens in einem Bereich (26) der Kraftstoffleitung (20, 24, 26, 34) wird abhängig von einem Betriebszustand erhöht. Um ein sicheres Starten der Brennkraftmaschine (10) zu gewährleisten, wird der Druck des Kraftstoffs mindestens in dem besagten Bereich (26) der Kraftstoffleitung (20, 24, 26, 34) in einem Ruhezustand der Brennkraftmaschine (10) wenigstens zeitweise erhöht.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs, bei dem der Kraftstoff aus einem Vorratsbehälter mittels mindestens einer Kraftstoffpumpe in eine Kraftstoffleitung gefördert wird und bei dem der Druck des Kraftstoffs mindestens in einem Bereich der Kraftstoffleitung abhängig von einem Betriebszustand erhöht wird.
Ein solches Verfahren ist aus der DE 195 39 885 A1 bekannt. Es wird dort an einer Kraftstoffversorgungsanlage einer Brennkraftmaschine angewandt. Die Kraftstoffversorgungsanlage umfasst zwei in Reihe geschaltete Kraftstoffpumpen sowie mehrere, direkt in einen Brennraum einspritzende Kraftstoffventile. Bei dem bekannten Verfahren wird über eine Ventileinrichtung dafür gesorgt, dass während des Startvorgangs der Brennkraftmaschine eine der beiden Kraftstoffpumpen den Kraftstoff mit einem erhöhten Druck zu den Kraftstoffventilen fördert. Hierdurch wird erreicht, dass Dampfblasen in der Kraftstoffleitung aus der Kraftstoffleitung gespült oder in der Kraftstoffleitung komprimiert werden und hierdurch ein Starten der Brennkraftmaschine in ausreichend kurzer Zeit möglich ist.
Das in der DE 195 39 885 vorgeschlagene Verfahren verbessert zwar das Startverhalten der Brennkraftmaschine erheblich. Es wurde jedoch festgestellt, dass noch eine weitere Verbesserung des Startverhaltens und hier insbesondere eine Verkürzung der Startzeit der Brennkraftmaschine gewünscht wird. Die vorliegende Erfindung hat daher die Aufgabe, ein Verfahren der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass das Startverhalten der Brennkraftmaschine nochmals verbessert wird.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der Druck des Kraftstoffs mindestens in dem besagten Bereich der Kraftstoffleitung in einem Ruhezustand der Brennkraftmaschine wenigstens zeitweise erhöht wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass bereits während der Standzeit der Brennkraftmaschine, wenn diese also nicht in Betrieb ist, der Druck des Kraftstoffs gegenüber dem normalen Druck erhöht wird, wodurch die Bildung von Dampfblasen von vornherein vermieden wird. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden im Gegensatz zum Stand der Technik also bereits entstandene Gasblasen nicht aus den Kraftstoffleitungen gespült, sondern deren Entstehung wird von vornherein verhindert. Dies ermöglicht es, dass den Brennräumen der Brennkraftmaschine der Kraftstoff noch schneller beim Startvorgang zu Verfügung gestellt wird, was den Startvorgang selbst beschleunigt und das Startverhalten der Brennkraftmaschine verbessert.
Die Erhöhung des Kraftstoffdrucks in der Kraftstoffleitung nur im Ruhezustand hat darüber hinaus gegenüber einem ständig erhöhten Kraftstoffdruck den Vorteil, dass die Komponenten der Brennkraftmaschine im Normalbetrieb weniger belastet werden. Dies gilt insbesondere für die Kraftstoffpumpe, deren Lebensdauer durch den im Normalfall niedrigeren Druck verlängert wird und auch für die Kraftstoffleitungen, welche bei den im Normalfall niedrigeren Druck weniger anfällig gegenüber einer Permeation sind.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.
In einer ersten Weiterbildung ist genannt, dass der Druck des Kraftstoffs mindestens in dem besagten Bereich der Kraftstoffleitung im Ruhezustand dann erhöht wird, wenn die Temperatur der Brennkraftmaschine oberhalb eines Grenzwerts liegt. Die Bildung von Dampfblasen ist dann besonders wahrscheinlich, wenn der Kraftstoff in den Kraftstoffleitungen warm ist. Eine solche Erwärmung des Kraftstoffs ist wiederum dann zu befürchten, wenn die Brennkraftmaschine nach einem längeren Betrieb abgestellt wird und durch Wärmeleitung die Kraftstoffleitung, die Kraftstoffpumpe und/oder andere Elemente des Kraftstoffsystems von der heißen Brennkraftmaschine erwärmt werden.
Durch die erfindungsgemäße Weiterbildung des Verfahrens wird diese Erwärmung des Kraftstoffs in der Kraftstoffleitung berücksichtigt. Andererseits wird auf die Erhöhung des Kraftstoffdrucks in der Kraftstoffleitung auch im Ruhezustand dann verzichtet, wenn die Brennkraftmaschine z. B. nur kurzzeitig gestartet wurde, sie also keine hohe Betriebstemperatur erreicht hat, und insoweit auch keine die Entstehung von Dampfblasen fördernde Erwärmung des Kraftstoffes in der Kraftstoffleitung zu befürchten ist.
Weiter wird vorgeschlagen, dass der Druck des Kraftstoffs in dem besagten Bereich der Kraftstoffleitung mindestens während des Startens der Brennkraftmaschine und vorzugsweise während eines Zeitraums nach dem Starten der Brennkraftmaschine erhöht bleibt. Hierdurch wird ein sicheres Starten der Brennkraftmaschine nochmals beschleunigt und ein ruhiger und sicherer Betrieb der Brennkraftmaschine nach dem Startvorgang mit hoher Zuverlässigkeit sichergestellt.
Dabei wird besonders bevorzugt, wenn die Zeitdauer, während der nach dem Start der Brennkraftmaschine der Druck des Kraftstoffs mindestens in dem besagten Bereich der Kraftstoffleitung erhöht bleibt, von der Temperatur der Brennkraftmaschine abhängt. Wie oben ausgeführt wurde, hängt die Wahrscheinlichkeit der Bildung von Dampfblasen von der Temperatur des Kraftstoffs ab, welche wiederum von der Temperatur der Brennkraftmaschine abhängt. Beim Betrieb einer sehr heißen Brennkraftmaschine, z. B. einer Brennkraftmaschine, die nach längerer Betriebsdauer und kurzem Zwischenstopp wieder angelassen wird, ist die Gefahr des Entstehens von Dampfblasen besonders ausgeprägt. In diesem Fall sollte der Druck des Kraftstoffs über einen bestimmten Zeitraum erhöht bleiben, welcher von der Temperatur der Brennkraftmaschine abhängt. Ggf. kann der Druck wieder abgesenkt werden, wenn die Temperatur der Brennkraftmaschine unterhalb eines Grenzwertes abgesunken ist.
Bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind ein Hochdruckbereich und ein Niederdruckbereich der Kraftstoffleitung während der Phase mit erhöhtem Druck des Kraftstoffs mindestens in einem Bereich der Kraftstoffleitung, insbesondere im Ruhezustand der Brennkraftmaschine, miteinander verbunden. Eine solche Kraftstoffleitung mit einem Hochdruckbereich und einem Niederdruckbereich kommt z. B. bei Brennkraftmaschinen mit Benzindirekteinspritzung (BDE) zum Einsatz.
Bei einem solchen Kraftstoffsystem wird der Kraftstoff zunächst von einer elektrischen Kraftstoffpumpe in den Niederdruckbereich der Kraftstoffleitung gefördert und einer von der Brennkraftmaschine direkt angetriebenen Hochdruckpumpe zugeführt. Diese fördert den Kraftstoff unter sehr hohem Druck (bis zu 120 bar) in eine Kraftstoff- Sammelleitung, welche auch als "Rail" bezeichnet wird. Von dieser wird der Kraftstoff direkt den Einspritzventilen zugeführt, welche den Kraftstoff unmittelbar in die Brennräume der Brennkraftmaschine einspritzen.
Üblicherweise bleiben im Ruhezustand der Brennkraftmaschine der Hochdruckbereich und der Niederdruckbereich der Kraftstoffleitung voneinander getrennt. Die Hochdruckkomponenten des Hochdruckbereichs, z. B. die Hochdruckpumpe, die Hochdruckeinspritzventile, ein Mengensteuerventil und ein Drucksteuerventil, sind somit u. U. während eines sehr langen Zeitraums dem hohen Druck im Hochdruckbereich ausgesetzt. Wird der Hochdruckbereich mit dem Niederdruckbereich während der Phase mit erhöhtem Druck des Kraftstoffs verbunden, ergibt sich hierdurch automatisch eine Absenkung des Drucks im Hochdruckbereich auf einen gemeinsamen Druckwert, welcher jedoch höher liegt als der übliche Druckwert im Niederdruckbereich der Kraftstoffleitung, so dass Dampfblasen vermieden werden.
Die Komponenten im Hochdruckbereich der Kraftstoffleitung sind somit nicht mehr dem besonders hohen Druck ausgesetzt, so dass die Dichtheitsanforderung an diese Komponenten entschärft sind. Hierdurch werden die Fertigungskosten für die entsprechenden Komponenten reduziert und ggf. erhöht sich auch die Lebensdauer dieser Komponenten.
Eine Möglichkeit, den Druck des Kraftstoffs in dem besagten Bereich in der besagten Weise zu erhöhen, besteht darin, dass eine Einrichtung, welche den Druck des Kraftstoffs mindestens in dem besagten Bereich der Kraftstoffleitung auf ein normales Niveau einstellt, während der Phase mit erhöhten Kraftstoffdruck ausgeschaltet wird. Diese Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens ist besonders einfach zu realisieren.
Möglich ist auch, dass die Erhöhung des Drucks des Kraftstoffs mindestens in dem besagten Bereich der Kraftstoffleitung während des Ruhezustands der Brennkraftmaschine die Inbetriebnahme mindestens einer Kraftstoffpumpe nach dem Abschalten der Brennkraftmaschine beinhaltet. Eine solche Inbetriebnahme der Kraftstoffpumpe ist sehr leicht realisierbar und trägt zu dem gewünschten Ergebnis bei.
Möglich ist auch, dass die Erhöhung des Drucks des Kraftstoffs mindestens in dem besagten Bereich der Kraftstoffleitung während des Ruhezustands der Brennkraftmaschine mindestens auch durch eine Temperaturerhöhung des Kraftstoffs in dem besagten Bereich der Kraftstoffleitung erfolgt. Diese Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens macht sich die ansonsten gefürchtete Erhöhung der Temperatur des Kraftstoffs zu Nutze: Durch die Wärmeleitung von der heißen Brennkraftmaschine kann es zu einer solchen Temperaturerhöhung kommen, welche wegen des abgeschlossenen Volumens des Kraftstoffs in der Kraftstoffleitung zu der gewünschten Druckerhöhung führt. Bei dieser Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird also die Druckerhöhung auf besonders einfache Art und Weise bewirkt.
Die Erfindung betrifft auch ein Computerprogramm, welches zur Durchführung des obigen Verfahrens geeignet ist, wenn es auf einem Computer ausgeführt wird. Dabei ist besonders bevorzugt, wenn das Computerprogramm auf einem Speicher, insbesondere auf einem Flash-Memory, abgespeichert ist.
Ferner betrifft die Erfindung ein Steuer- und/oder Regelgerät zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, bei der der Kraftstoff aus einem Vorratsbehälter mittels mindestens einer Kraftstoffpumpe in eine Kraftstoffleitung gefördert wird und bei der der Druck des Kraftstoffs mindestens in einem Bereich der Kraftstoffleitung abhängig von einem Betriebszustand erhöht wird. Ein solches Steuer- und/oder Regelgerät ist vom Markt her bekannt. Um den Startvorgang der Brennkraftmaschine zu beschleunigen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass das Steuer- und/oder Regelgerät zur Steuerung und/oder Regelung des obigen Verfahrens geeignet ist. Besonders bevorzugt ist dabei, wenn das Steuer- und/oder Regelgerät mit einem Computerprogramm der oben genannten Art versehen ist.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Brennkraftmaschine mit mindestens einer Kraftstoffpumpe, welche Kraftstoff in eine Kraftstoffleitung fördert, und mit einer Einrichtung, welche den Druck des Kraftstoffs mindestens in einem Bereich der Kraftstoffleitung abhängig von einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine erhöhen kann. Auch eine solche Brennkraftmaschine ist vom Markt her bekannt. Um sie besser starten zu können wird vorgeschlagen, dass sie mit einem Steuer- und/oder Regelgerät der oben genannten Art versehen ist.
Um die mit dem Steuer- und/oder Regelgerät mögliche Erhöhung des Drucks des Kraftstoffs in der Kraftstoffleitung bei der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine auf möglichst einfache Art und Weise realisieren zu können, wird vorgeschlagen, dass die Brennkraftmaschine eine erste Druckeinstelleinrichtung aufweist, mit der ein normaler Druck des Kraftstoffs mindestens in einem Bereich der Kraftstoffleitung eingestellt werden kann.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass sie eine zweite Druckeinstelleinrichtung aufweist, mit der ein erhöhter Druck des Kraftstoffs mindestens in dem besagten Bereich der Kraftstoffleitung eingestellt werden kann, wobei die erste und die zweite Druckeinstelleinrichtung jeweils mindestens mit dem besagten Bereich der Kraftstoffleitung verbunden sind. Ferner soll die Brennkraftmaschine eine Einrichtung aufweisen, mit der im Ruhezustand der Brennkraftmaschine die erste Druckeinstelleinrichtung mindestens von dem besagten Bereich der Kraftstoffleitung fluidisch getrennt werden kann.
Die Montage der besagten Komponenten wird dadurch vereinfacht, dass die Druckeinstelleinrichtungen und die Trenneinrichtung in ein Modul integriert sind.
Zeichnung
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung im Detail erläutert.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Brennkraftmaschine;
Fig. 2 ein Flussdiagramm eines ersten Verfahrens zum Betreiben der Brennkraftmaschine von Fig. 1; und
Fig. 3 ein Flussdiagramm eines zweiten Verfahrens zum Betreiben der Brennkraftmaschine von Fig. 1.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In Fig. 1 trägt eine Brennkraftmaschine insgesamt das Bezugszeichen 10. Sie umfasst einen Brennraum 12, dem Luft über ein Ansaugrohr 14 zugeführt wird. Die Abgase werden über ein Abgasrohr 16 abgeleitet.
Der Kraftstoff wird dem Brennraum 12 durch Einspritzventile 18 zugeführt, von denen in Fig. 1 nur eines dargestellt ist. Die Einspritzventile 18 sind an eine üblicherweise als "Rail" bezeichnete Kraftstoff-Sammelleitung 20 angeschlossen. Der Kraftstoff wird in die Kraftstoff- Sammelleitung 20 wiederum durch eine Hochdruckpumpe 22 gefördert und unter Druck gesetzt. Zwischen Hochdruckpumpe 22 und Kraftstoff-Sammelleitung 20 ist eine Hochdruck- Kraftstoffleitung 24 vorgesehen. Die Hochdruckpumpe 22, die Hochdruck-Kraftstoffleitung 24 und die Kraftstoff- Sammelleitung 20 bilden einen Hochdruckbereich des Kraftstoffsystems.
Von der Hochdruckpumpe 22 führt eine Niederdruck- Kraftstoffleitung 26 zu einem Tank 28. In der Niederdruck- Kraftstoffleitung 26 ist ein Kraftstofffilter 30 und eine elektrische Kraftstoffpumpe 32 angeordnet. Von der Niederdruck-Kraftstoffleitung 26 zweigt zwischen Kraftstofffilter 30 und Hochdruckpumpe 22 eine Zweigleitung 34 ab, welche in die Niederdruck-Kraftstoffleitung 26 wiederum zwischen der elektrischen Kraftstoffpumpe 32 und dem Tank 28 einmündet. Die Zweigleitung 34 verzweigt sich wiederum in zwei parallel zueinander angeordnete Stränge 34a und 34b. Im Zweig 34a der Zweigleitung 34 ist ein Sperrventil 36 und ein erster Druckregler 38 angeordnet. Der erste Druckregler 38 ist so ausgelegt, dass er bei einem Druck im Zweig 34a der Zweigleitung 34 von ungefähr 4 bar öffnet.
Im zweiten Zweig 34b der Zweigleitung 34 ist ein zweiter Druckregler 40 angeordnet, welcher bei einem entsprechenden Druck von ungefähr 6 bar öffnet. Das Sperrventil 36, der erste Druckregler 38 und der zweite Druckregler 40 sind in ein Modul 42 integriert, welches auf in Fig. 1 nicht näher dargestellte Art und Weise in den Deckel des Tanks 28 integriert ist. Hierdurch wird die Montage der Druckregler 38 und 40 sowie des Ventils 36 vereinfacht. Zwischen Hochdruckpumpe 22 und Kraftstofffilter 30 sind noch ein zum Tank 28 hin sperrendes Rückschlagventil 44 und ein Druckdämpfer 46 vorgesehen.
Von der Hochdruckpumpe 22 führt eine Leckageleitung 38 zum Tank 28. Durch diese wird aufgrund des hohen Drucks in der Kraftstoff-Sammelleitung 20 und der Hochdruck- Kraftstoffleitung 24 übertretender Kraftstoff aus der Hochdruckpumpe 22 zum Tank 38 hin zurückgeführt. Eine Rückströmleitung 50 ist einerseits zwischen Hochdruckpumpe 22 und Kraftstoff-Sammelleitung 20 mit der Hochdruck- Kraftstoffleitung 24 und andererseits zwischen Druckdämpfer 46 und der Hochdruckpumpe 22 mit der Niederdruck- Kraftstoffleitung 26 verbunden. In der Rückströmleitung 50 ist ein Mengensteuerventil 52 zwischengeschaltet.
Bei diesem handelt es sich um ein 2/2-Schaltventil, welches in seiner Extremstellung die Rückströmleitung 50 vollständig sperrt und in der anderen Extremstellung die Rückströmleitung 50 vollständig freigibt. Das Mengensteuerventil 52 wird durch einen Magnetsteller 54 betätigt. Im stromlosen Zustand wird das Mengensteuerventil 52 durch eine Feder 56 in seine vollständig geöffnete Extremstellung gedrückt.
Die Kraftstoff-Sammelleitung 20 ist mit einem Druckbegrenzungsventil 58 verbunden, welches wiederum fluidisch mit der Niederdruck-Kraftstoffleitung 26 an einer Stelle zwischen dem Druckdämpfer 46 und dem Filter 30 verbunden ist. Bei dem Druckbegrenzungsventil 58 handelt es sich um ein federbelastetes Kugelventil mit einem Öffnungsdruck von ungefähr 125 bar.
Der Druck in der Kraftstoff-Sammelleitung 20 wird von einem Drucksensor 60 erfasst, der entsprechende Signale an ein Steuer- und Regelgerät 62 leitet. Dieses erhält ferner noch Signale von einem Temperatursensor 64, welcher die Temperatur der Brennkraftmaschine 10, z. B. die Temperatur von Kühlwasser (nicht dargestellt) abgreift. Eingangsseitig ist das Steuer- und Regelgerät 62 noch mit einem Stellungsgeber 66 eines Zündschlosses (nicht dargestellt) verbunden. Ausgangsseitig steuert das Steuer- und Regelgerät 62 den Magnetsteller 54 des Magnetsteuerventils 52, die Einspritzventile 18, die elektrische Kraftstoffpumpe 32 und das Sperrventil 36 an.
Im Normalbetrieb der Brennkraftmaschine 10 wird das Sperrventil 36 von dem Steuer- und Regelgerät 62 so angesteuert, dass es geöffnet ist und der Zweig 34a der Zweigleitung 34 durchgängig ist. Der von der elektrischen Kraftstoffpumpe 32 aus dem Tank 28 in die Niederdruck- Kraftstoffleitung 26 geförderte Kraftstoff wird daher durch den Druckregler 38 ungefähr auf einen Druck von 4 bar eingeregelt. Der Druckregler 40 im zweiten Zweig 34b der Zweigleitung 34 ist nicht akitv, da dieser erst bei einem Druck von ungefähr 6 bar in der Zweigleitung 34 öffnet (es versteht sich, dass der Druck in der Zweigleitung 34 und den Abschnitten 34a und 34b gleich dem Druck in dem Bereich der Niederdruck-Kraftstoffleitung 26 ist, welcher zwischen der Kraftstoffpumpe 32 und der Hochdruckpumpe 22 liegt).
Die Zweigleitung 34 und die in ihr angeordneten Komponenten 36, 38 und 40, die Niederdruck-Kraftstoffleitung 26 und die elektrische Kraftstoffpumpe 32 bilden also einen Niederdruckbereich der Kraftstoffleitung. Von der Hochdruckpumpe 22 wird dieser auf 4 bar "vorverdichtete" Kraftstoff auf einen Druck von ungefähr 125 bar verdichtet und in die Hochdruck-Kraftstoffleitung 24 und zur Kraftstoff-Sammelleitung 20 hin gefördert. Die Durchflussmenge wird durch das Mengensteuerventil 52 geregelt.
Um die Brennkraftmaschine 10 möglichst schnell starten zu können, läuft während des Ruhezustands der Brennkraftmaschine 10 ein Verfahren ab, welches nun unter Bezugnahme auf Fig. 2 im Detail erläutert wird. Unter einem Ruhezustand wird verstanden, dass die Brennkraftmaschine 10 ausgeschaltet ist, sich also die Kurbelwelle (nicht dargestellt) nicht dreht und beispielsweise auch die Zündung ausgeschaltet ist. Das in Fig. 2 dargestellte Verfahren ist als Computerprogramm im Steuer- und Regelgerät 62 abgelegt.
Nach einem Startblock 68 wird im Block 70 geprüft, ob aufgrund der Stellung bzw. einer Bewegung des Stellungsgebers 66 des Zündschlosses eine Ausschaltsequenz der Brennkraftmaschine 10 eingeleitet wurde. Ist dies der Fall, wird im Block 72 geprüft, ob die vom Temperatursensor 64 erfasste Temperatur T der Brennkraftmaschine 10 (z. B. des Kühlwassers der Brennkraftmaschine 10) größer ist als ein Grenzwert TG. Ist auch dies der Fall, wird im Block 74 vom Steuer- und Regelgerät 62 das Sperrventil 36 so angesteuert, dass es schließt. Im Block 75 wird dann die elektrische Kraftstoffpumpe 32 eingeschaltet und nach Ablauf eines bestimmten Zeitintervalls (Block 76) im Block 78 wieder ausgeschaltet. Im Block 80 wird ein Flag gesetzt. Das Programm endet im Endblock 82. Zum Block 82 wird auch gesprungen, wenn die Abfrageergebnisse der Blöcke 70 oder 72 negativ sind.
Durch das in Fig. 2 dargestellte Verfahren wird bewirkt, dass dann, wenn die Brennkraftmaschine 10 durch eine Drehung des Zündschlüssels im Zündschloss ausgeschaltet wird, und wenn festgestellt wird, dass die Temperatur T der Brennkraftmaschine oberhalb eines Grenzwerts TG liegt, der Druckregler 38 durch das geschlossene Sperrventil 36 deaktiviert wird. Wird nun die Kraftstoffpumpe 32 im Block 75 eingeschaltet, erfolgt die Druckregelung in der Niederdruck-Kraftstoffleitung 26 durch den zweiten Druckregler 40 im Zweig 34b der Zweigleitung 34, d. h. der Druck wird auf einen höheren Druck, nämlich vorliegend 6 bar, eingestellt. Durch diesen erhöhten Druck in der Niederdruck-Kraftstoffleitung 26 werden bereits entstandene Dampfblasen komprimiert und die Entstehung neuer Dampfblasen zuverlässig verhindert. In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die Druckerhöhung zusätzlich oder ausschließlich aufgrund der Erwärmung des Kraftstoffes durch Wärmeleitung von der heißen Brennkraftmaschine.
Das das 2/2-Mengensteuerventil 52 im stromlosen Ruhezustand der Brennkraftmaschine 10 von der Feder 56 in seine vollständig geöffnete Stellung gedrückt wird, ist die Niederdruck-Kraftstoffleitung 26 fluidisch mit der Hochdruck-Kraftstoffleitung 24 verbunden. In beiden Kraftstoffleitungen 24 und 26 und in der Kraftstoff- Sammelleitung 20 herrscht demnach der gleiche Druck, nämlich die besagten 6 bar. Dieser Druck liegt erheblich unterhalb des sonst im Hochdruckbereich des Kraftstoffsystems liegenden Druck. Durch diesen im Ruhezustand der Brennkrtaftmaschine abgesenkten Druck im Hochdruckbereich des Kraftstoffsystems werden die Dichrigkeitsanforderungen an die Komponenten im Hochdruckbereich, beispielsweise die Einspritzventile 18, erheblich reduziert, so dass diese einfacher und preiswerter ausgebildet sein können.
Beim Starten der Brennkraftmaschine 10 wird folgendermaßen vorgegangen (das entsprechende und in Fig. 3 dargestellte Verfahren ist ebenfalls als Computerprogramm im Steuer- und Regelgerät 62 abgelegt):
Nach einem Startblock 84 wird im Block 86 abgefragt, ob z. B. aufgrund einer entsprechenden Bewegung des Schlüssels im Zündschloss, welche durch den Stellungsgeber 66 erfasst wird, eine Einschaltsequenz der Brennkraftmaschine 10 abläuft. Ist dies der Fall, wird im Block 88 abgefragt, ob das Flag gesetzt ist. Ist dies ebenfalls der Fall, was darauf hinweist, dass während des vorhergegangenen Ruhezustands der Brennkraftmaschine 10 ein erhöhter Kraftstoffdruck in der Niederdruck-Kraftstoffleitung 26 eingestellt wurde, wird im Block 90 die vom Temperatursensor 64 festgestellte Temperatur T der Brennkraftmaschine 10 abgefragt und mit einem Grenzwert TG verglichen.
Liegt die tatsächliche Temperatur T der Brennkraftmaschine 10 unterhalb des Grenzwerts TG, wird im Block 92 das Sperrventil 36 geöffnet, wodurch der Druckregler 38 wieder in Aktion tritt und den Druck in der Niederdruck- Kraftstoffleitung 26 auf einen niedrigeren Druck, vorliegend 4 bar, einstellt (das Mengensteuerventil 52 wurde zuvor geschlossen, so das die Niederdruck- Kraftstoffleitung 26 und die Hochdruck-Kraftstoffleitung 24 wieder fluidisch voneinander getrennt sind). Anschließend wird im Block 94 die Brennkraftmaschine 10 gestartet und im Block 96 das Flag gelöscht. Das Verfahren endet schließlich im Block 98. Hierdurch wird berücksichtigt, dass dann, wenn die Temperatur der Brennkraftmaschine so niedrig ist, dass die Bildung von Dampfblasen in der Niederdruck- Kraftstoffleitung 26 nicht zu befürchten ist, das Starten der Brennkraftmaschine 10 mit erhöhtem Druck des Kraftstoffs in der Niederdruck-Kraftstoffleitung 26 nicht erforderlich ist.
Liegt die tatsächliche Temperatur T der Brennkraftmaschine jedoch oberhalb des Grenzwerts TG, liegt also ein sog. "Heißstart" vor, wird im Block 100 die Brennkraftmaschine 10 gestartet. Der Start der Brennkraftmaschine 10 erfolgt in diesem Fall also mit dem durch den Druckregler 40 eingestellten erhöhten Druck des Kraftstoffs in der Niederdruck-Kraftstoffleitung 26. Nach einem Zeitablauf t, welcher im Block 102 festgestellt wird, wird das Sperrventil 36 von dem Steuer- und Regelgerät 62 so angesteuert, dass es öffnet (Block 103). Hierdurch wird wieder der erste Druckregler 38 in der Zweigleitung 34a aktiviert, wodurch der Kraftstoffdruck in der Niederdruck- Kraftstoffleitung 26 auf einen normalen Druck von ungefähr 4 bar eingestellt wird.
Dadurch, dass der Druck in der Niederdruck- Kraftstoffleitung 26 erst nach Ablauf einer bestimmten Zeit nach dem Starten der Brennkraftmaschine 10 abgesenkt wird, wird sichergestellt, dass während des gesamten Startvorgangs der Brennkraftmaschine 10 und auch noch während eines ausreichend langen Zeitraums, während dem die Brennkraftmaschine 10 abkühlen kann, ein erhöhter Kraftstoffdruck vorliegt und hierdurch das Vorhandensein von Dampfblasen in der Niederdruck-Kraftstoffleitung 26 verhindert wird. Im Block 104 wird das Flag gelöscht.
In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann die Zeitdauer t im Block 102 von der Temperatur T der Brennkraftmaschine 10 abhängen. Hierdurch wird sichergestellt, dass der Druck in der Niederdruck- Kraftstoffleitung 26 erst dann wieder auf ein normales Niveau abgesenkt wird, wenn die Temperatur der Brennkraftmaschine 10 soweit abgesunken ist, dass eine Bildung von Dampfblasen in der Niederdruck- Kraftstoffleitung 26 nicht mehr zu befürchten ist.

Claims (15)

1. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (10) insbesondere eines Kraftfahrzeugs, bei dem der Kraftstoff aus einem Vorratsbehälter (28) mittels mindestens einer Kraftstoffpumpe (22, 32) in eine Kraftstoffleitung (20, 24, 26, 34) gefördert wird und bei dem der Druck des Kraftstoffs mindestens in einem Bereich (26) der Kraftstoffleitung (20, 24, 26, 34) abhängig von einem Betriebszustand erhöht wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck des Kraftstoffs mindestens in dem besagten Bereich (24) der Kraftstoffleitung (20, 24, 26, 34) in einem Ruhezustand der Brennkraftmaschine (10) wenigstens zeitweise erhöht wird (75).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck des Kraftstoffs mindestens in dem besagten Bereich (24) der Kraftstoffleitung (20, 24, 26, 34) im Ruhezustand dann erhöht wird (75), wenn die Temperatur (T) der Brennkraftmaschine (10) oberhalb eines Grenzwerts (TG) liegt (72).
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck des Kraftstoffs in dem besagten Bereich (26) der Kraftstoffleitung (20, 24, 26, 34) mindestens während des Startens (100) der Brennkraftmaschine (10) und vorzugsweise während eines Zeitraums (102) nach dem Starten (100) der Brennkraftmaschine (10) erhöht bleibt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitdauer, während der nach dem Start der Brennkraftmaschine der Druck des Kraftstoffs mindestens in dem besagten Bereich der Kraftstoffleitung erhöht bleibt, von der Temperatur der Brennkraftmaschine abhängt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hochdruckbereich (20, 24) und ein Niederdruckbereich (26, 34) der Kraftstoffleitung (20, 24, 26, 34) während der Phase mit erhöhtem Druck des Kraftstoffs mindestens in einem Bereich (26) der Kraftstoffleitung (20, 24, 26, 34), insbesondere im Ruhezustand der Brennkraftmaschine (10), miteinander verbunden sind.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung (38), welche den Druck des Kraftstoffs mindestens in dem besagten Bereich (26) der Kraftstoffleitung (20, 24, 26, 34) auf ein normales Niveau einstellt, während der Phase mit erhöhtem Kraftstoffdruck ausgeschaltet wird (74).
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhöhung des Drucks des Kraftstoffs mindestens in dem besagten Bereich (26) der Kraftstoffleitung (20, 24, 26, 34) während des Ruhezustands der Brennkraftmaschine (10) die Inbetriebnahme mindestens einer Kraftstoffpumpe (32) nach dem Abschalten (70) der Brennkraftmaschine (10) beinhaltet (75).
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhöhung des Drucks des Kraftstoffs mindestens in dem besagten Bereich (26) der Kraftstoffleitung (20, 24, 26, 34) während des Ruhezustands der Brennkraftmaschine (10) mindestens auch durch eine Temperaturerhöhung des Kraftstoffs in dem besagten Bereich (26) der Kraftstoffleitung (20, 24, 26, 34) erfolgt.
10. Computerprogramm, dadurch gekennzeichnet, dass es zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 geeignet ist, wenn es auf einem Computer ausgeführt wird.
11. Computerprogramm nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass es auf einem Speicher, insbesondere auf einem Flash-Memory, abgespeichert ist.
12. Steuer- und/oder Regelgerät (62) zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (10) insbesondere eines Kraftfahrzeugs, bei der der Kraftstoff aus einem Vorratsbehälter (28) mittels mindestens einer Kraftstoffpumpe (22, 32) in eine Kraftstoffleitung (20, 24, 26, 34) gefördert wird und bei der der Druck des Kraftstoffs mindestens in einem Bereich (26) der Kraftstoffleitung (20, 24, 26, 34) abhängig von einem Betriebszustand erhöht wird, dadurch gekennzeichnet, dass es zur Steuerung und/oder Regelung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 geeignet ist.
13. Steuer- und/oder Regelgerät (62) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass es mit einem Computerprogramm nach einem der Ansprüche 10 oder 11 versehen ist.
14. Brennkraftmaschine (10) mit mindestens einer Kraftstoffpumpe (22, 32), welche Kraftstoff in eine Kraftstoffleitung (20, 24, 26, 34) fördert, und mit einer Einrichtung (32, 36, 38), welche den Druck des Kraftstoffs mindestens in einem Bereich (26) der Kraftstoffleitung (20, 24, 26, 34) abhängig von einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine (10) erhöhen kann, dass es mit einem Steuer- und/oder Regelgerät (62) nach einem der Ansprüche 12 oder 13 versehen ist.
15. Brennkraftmaschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine erste Druckeinstelleinrichtung (38) aufweist, mit der ein normaler Druck des Kraftstoffs mindestens in einem Bereich (26) der Kraftstoffleitung (20, 24, 26, 34) eingestellt werden kann, dass sie eine zweite Druckeinstelleinrichtung (40) aufweist, mit der ein erhöhter Druck des Kraftstoffs mindestens in dem besagten Bereich (26) der Kraftstoffleitung (20, 24, 26, 34) eingestellt werden kann, wobei die erste (38) und die zweite Druckeinstelleinrichtung (40) jeweils mindestens mit dem besagten Bereich (26) der Kraftstoffleitung (20, 24, 26, 34) verbunden sind, und dass sie ferner eine Einrichtung (36) aufweist, mit der im Ruhezustand der Brennkraftmaschine (10) die erste Druckeinstelleinrichtung (38) mindestens von dem besagten Bereich (26) der Kraftstoffleitung (20, 24, 26, 34) fluidisch getrennt werden kann.
16. Brennkraftmaschine nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckeinstelleinrichtungen (38, 40) und die Trenneinrichtung (36) in ein Modul integriert sind.
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