DE102005001577B4

DE102005001577B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102005001577B4
Application number: DE102005001577.8A
Authority: DE
Inventors: Stefan Kieferle; Thilo Regitz; Thomas Breitbach
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2005-01-13
Filing date: 2005-01-13
Publication date: 2017-04-06
Anticipated expiration: 2025-01-14
Also published as: DE102005001577A1

Abstract

Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass beim Abschalten der Brennkraftmaschine eine Zumesseinheit, die die Kraftstoffmenge einstellt, die von einer Hochdruckpumpe gefördert wird, derart angesteuert wird, dass ein Druckaufbau möglich ist.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren und einer Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine nach der Gattung der Hauptansprüche.
Aus der DE 195 48 278 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine bekannt, bei der mit Hilfe einer Kraftstoffpumpe aus einem Kraftstoffbehälter Kraftstoff gefördert wird. Dieser wird von einer Hochdruckpumpe in einen Hochdruckbereich und von dort den einzelnen Einspritzventilen zugeführt. Des weiteren ist ein Druckregelventil vorgesehen, mit dessen Hilfe der Druck im Hochdruckbereich regelbar ist. Die Hochdruckpumpe beinhaltet eine sogenannten Zumesseinheit, mit der die von der Hochdruckpumpe geförderte Kraftstoffmenge eingestellt werden kann. Ein solches System wird üblicherweise als Common Rail System bezeichnet.
Die DE 10 2004 027 246 A1 zeigt ein Verfahren zur Verwaltung der Änderung des Kraftstoffvolumens in einer Kraftstoffsammelleitung. Um beim Abstellen der Brennkraftmaschine ein Druckanstieg bzw. ein Unterdruck zu verhindern, ist ein bewegliches Element in der Kraftstoffsammelleitung angeordnet, das einen Druckausgleich und damit ein Unterdruck bzw. ein Überdruck verhindert
Die DE 101 25 982 A1 beschreibt ein Kraftstoffsystem für eine Brennkraftmaschine sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine. Auch diese Entgegenhaltung zeigt ein Common-Rail-System. Zur Einstellung des Raildrucks ist lediglich ein Druckregelventil 36 vorgesehen.
Die DE 101 06 095 A1 beschreibt ein Kraftstoffsystem und ein Verfahren zum Betreiben des Kraftstoffsystems. Dabei sind zwei Kraftstoffpumpen vorgesehen. Eine erste Kraftstoffpumpe 20 fördert den Kraftstoff vom Tank zu einer Hochdruckpumpe 28. Um zu verhindern, dass in der Leitung zwischen den beiden Kraftstoffpumpen ein Überdruck oder ein Unterdruck entsteht, ist eine spezielle Ventilanordnung vorgesehen, die die zweite Kraftstoffpumpe mit dem Tank verbindet.
Die DE 36 08 522 A1 zeigt ein Verfahren zum Steuern einer Kraftstoffeinspritzanlage.
Bei den Injektoren können grundsätzlich zwei verschiedene Typen unterschieden werden. Bei leckagebehafteten Injektoren tritt im Betrieb an verschiedenen Stellen des Injektors permanent eine geringe Menge Kraftstoffaus, die dann zusätzlich zur Steuermenge des Injektors in den Niederdruckkreislauf zurückgeführt wird. Bei leckagefreien Systemen tritt eine solche Leckagemenge prinzipbedingt nicht auf. Bei solchen dichten Common Rail Systemen kann sich beim Abkühlen nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine im Hochdruckspeicher Unterdruck auf dem Niveau des Kraftstoffdampfdruckes aufbauen. Dieser Unterdruck führt zur Entstehung von Dampfblasen. Hierdurch wird beim Wiederstart des Fahrzeugs eine Verzögerung beim Aufbaus des Raildrucks verursacht, was zu einem verschlechterten Startverhalten führt. Diese Problematik tritt sowohl bei CR-Systemen mit Rücklauf-freien Injektoren als auch solchen mit Injektoren, die ein mitstrom-schliessendes Schaltventil umfassen, auf, da bei diesen der Rücklauf zum Rail im abgeschalteten Zustand blockiert ist.
Es stellt sich die Aufgabe einen Unterdruck im Hochdruckspeicher zu verhindern.
Vorteile der Erfindung
Dadurch, dass bei einem Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine, beim Abschalten der Brennkraftmaschine eine Zumesseinheit derart angesteuert wird, dass ein Druckaufbau möglich ist, kann durch einen geringen Aufwand die beschriebene Problematik vermieden werden. Dadurch, dass das Druckregelventil beim Abschalten geöffnet wird, wird ein Rückströmen von Kraftstoffaus dem Rücklauf ermöglicht.
Bei einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung wird beim Abschalten der Brennkraftmaschine in einer ersten Phase die Zumesseinheit und ein Druckregelventil derart angesteuert, dass ein Druckaufbau erfolgt. In einer zweiten Phase wird das Druckregelventil derart angesteuert, dass ein Druckabbau erfolgt. Dies bedeutet, es wird zuerst Druck im Rail aufgebaut. Beim Öffnen des Druckregelventils bewirkt der beim Druckabbau durchströmende Kraftstoff, dass das Ventil geöffnet bleibt. Das heißt die beiden Steller werden in der ersten Phase im gleichen Sinn, zur Erhöhung des Drucks, und in der zweiten Phase gegensätzlich angesteuert.
Bei einer einfachen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Zumesseinheit derart angesteuert wird, dass ein Druckaufbau möglich ist. Gleichzeitig wird das Druckregelventil derart angesteuert, dass ein Druckabbau möglich ist. Das heißt, dass die beiden Steller gegensätzlich angesteuert werden.
Zeichnung
Die Erfindung wird nachstehend anhand einer Zeichnung dargestellt und in der Beschreibung der Ausführungsform erläutert.
1 zeigt ein Blockdiagramm eines Common Rail Systems,
2 ein Flussdiagramm der erfindungsgemäßen Vorgehensweise und
3 ein Flussdiagramm einer zweiten Ausführungsform.
In 1 sind die für das Verständnis der Erfindung erforderlichen Bauteile eines Kraftstoffversorgungssystems einer Brennkraftmaschine mit Hochdruckeinspritzung dargestellt. Das dargestellte System wird üblicherweise als Common Rail System bezeichnet. Mit 100 ist ein Kraftstoffvorratsbehälter bezeichnet. Dieser steht über eine Niederdruckpumpe 110 mit einer Zumesseinheit 120 einer Hochdruckpumpe 130 in Verbindung. Die Hochdruckpumpe 130 beaufschlagt einen Hochdruckspeicher 140, der auch als Rail bezeichnet wird, mit Kraftstoff. Von diesem Rail gelangt der Kraftstoff über nicht dargestellte Hochdruckleitungen zu den einzelnen Injektoren der Brennkraftmaschine. Der Hochdruckspeicher 140 steht ferner mit einem Raildrucksensor 150 in Verbindung. Des weiteren steht der Hochdruckspeicher 140 über ein Druckregelventil 160 mit dem Kraftstoffvorratsbehälter 100 in Verbindung.
Die Niederdruckpumpe 110 fördert Kraftstoff zu der Hochdruckpumpe 130. Mittels der Zumesseinheit 120 kann die Kraftstoffmenge eingestellt werden, die von der Hochdruckpumpe in den Hochdruckspeicher 140 gefördert wird. Im geöffneten Zustand der Zumesseinheit 120 wird Kraftstoff gefördert, im geschlossenen Zustand erfolgt keine Förderung und kein Druckaufbau. Die Zumesseinheit 120 ist in der Regel als Magnetventil ausgebildet. Dies bedeutet, dass mittels der Zumesseinheit 120 der Druck im Hochdruckbereich geregelt werden kann. Der Druck im Hochdruckbereich wird mittels des Drucksensors 150 erfasst. Eine weitere Möglichkeit den Druck zu beeinflussen ist durch das Druckregelventil 160 gegeben, mit dem der Kraftstoffaus dem Hochdruckbereich in den Kraftstoffvorratsbehälter abgelassen werden kann. Mittels des geöffneten Druckregelventils 160 kann der Druck verringert und mittels eines geschlossenen Ventils der Druck erhöht werden.
Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass beim Abstellen der Brennkraftmaschine die Zumesseinheit 120 geöffnet wird. Dies hat zur Folge, dass die Hochdruckpumpe 130 weiterhin Kraftstoff ins Rail fördert und damit Druck aufbaut. Erfindungemäß wird dieser aufgebaute Druck genutzt, um das Druckregelventil 160 zu öffnen, damit es die Ventilkugel des Druckregelventils aus ihrem Sitz entfernt. Dadurch bleibt das Druckregelventil auch nach dem Abstellen des Motors offen. Voraussetzung hierfür ist allerdings, dass ein Abprallen des Ventilbolzens des Druckregelventils konstruktiv verhindert wird, damit die Kugel nicht wieder in ihren Sitz geschoben wird.
Der Vorteil einer solchen Vorgehensweise besteht darin, dass die Lösung ohne Veränderungen an der Hardware auskommt und somit kostengünstig zu realisieren ist. Da die Hochdruckpumpe beim Durchfördern des Kraftstoffs kaum Last vom Motor abnimmt und gleichzeitig voll fördert, werden in diesem Zustand keinerlei Schwingungen von der Pumpe über den Zahnriemen auf den Motor übertragen. Dies führt zu einem sanfteren Abstellen des Motors.
Bei der Vorgehensweise bestehen zwei alternative Ausführungsformen. Bei einer ersten Ausführungsform wird im Motorauslauf die Zumesseinheit geöffnet und das Druckregelventil geschlossen. Dies führt dazu, dass sich im Rail ein Hochdruck aufbaut, der dann durch ein schlagartiges Öffnen des Druckregelventils abgebaut wird. Hierdurch wird die Ventilkugel sehr schnell aus ihrem Sitz herausbewegt, sodass das Ventil im geöffneten Zustand verbleibt, sofern der Ankerbolzen nicht vom Anschlag abprallt, und das Ventil hierdurch wieder schließt. Dieses Abprallen kann durch entsprechende konstruktive Maßnahmen am Ventil vermieden werden.
Bei einer zweiten Alternative ist vorgesehen, dass im Motornachlauf das Druckregelventil und die Zumesseinheit voll geöffnet werden. Die von der Hochdruckpumpe geförderte Menge wird dann lediglich durch das Rail hindurchgepresst. Dies stellt sicher, dass die Ventilkugel aus ihrem Sitz entfernt wird, und dorthin auch nach dem Steuergerätenachlauf nicht zurückkehrt, da der Ventilbolzen des Druckregelventils an seinem Anschlag ruht.
Diese Vorgehensweise kann auch ohne Änderungen am Druckregelventil, die ein Abprellen des Ankerbolzens verhindern, eingesetzt werden.
Im Folgenden wird die erfindungsgemäße Vorgehensweise am Beispiel des Flussdiagramms gemäß 2 beschrieben. In einem ersten Schritt 200 wird überprüft, ob eine Abschaltanforderung vorliegt, d. h. es wird überprüft, ob ein Signal vorliegt, das anzeigt, dass der Benutzer die Brennkraftmaschine abschalten will. Ein solches Signal wird bspw. vom Zündschloss oder einer ähnlich wirkenden Einrichtung übermittelt. In einem zweiten Schritt 210 werden die Einspritzungen abgeschaltet, d. h. die Injektoren werden derart angesteuert, dass keine Einspritzung erfolgt. Im sich anschließenden Schritt 222 wird die Zumesseinheit und das Druckregelventil 160 derart angesteuert, dass diese öffnen. Dies bedeutet, die Zumesseinheit 120 ermöglicht weiterhin, dass ein Druckaufbau erfolgt solange die Hochdruckpumpe 130 angetrieben wird. Gleichzeitig wird das Druckregelventil 160 geöffnet und der geförderte Kraftstoffdruck fließt vom Hochdruckbereich in den Kraftstoffvorratsbehälter ab. Anschließend in Schritt 260 wird gewartet, bis die Brennkraftmaschine um Stillstand kommt. Anschließend erfolgt die übliche Abschaltprozedur des Steuergeräts.
Bei einer zweiten Ausführungsform gemäß 3 ist vorgesehen, dass die Schritte 200 und 210 entsprechend wie bei der 2 erfolgen. Im Schritt 220 wird die Zumesseinheit 120 derart angesteuert, dass sie öffnet und das Druckregelventil 160 wird derart angesteuert, dass es schließt. D. h. beide Steller werden derart angesteuert, dass ein Druckaufbau erfolgt. Im Schritt 230 wird diese Ansteuerung beibehalten. Die sich anschließende Abfrage 240 überprüft, ob der Druck im Rail einen Schwellenwert überschreitet oder ob die Drehzahl kleiner als ein Schwellenwert ist. Ist dies nicht der Fall, d. h. die Drehzahl ist noch größer als ein Schwellenwert und der Druck hat den Schwellenwert noch nicht überschritten, so erfolgt erneut Schritt 230, d. h. die Ansteuerung wird beibehalten. Hat der Druck den Schwellenwert überschritten bzw. hat die Drehzahl den Schwellenwert unterschritten, so wird in Schritt 250 das Druckregelventil derart angesteuert, dass es voll öffnet. Anschließend erfolgt entsprechend wie in 2 der Schritt 260.

Claims

Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass beim Abschalten der Brennkraftmaschine eine Zumesseinheit, die die Kraftstoffmenge einstellt, die von einer Hochdruckpumpe gefördert wird, derart angesteuert wird, dass ein Druckaufbau möglich ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einer ersten Phase die Zumesseinheit derart angesteuert wird, dass ein Druckaufbau möglich ist, und ein Druckregelventil derart angesteuert wird, dass ein Druckaufbau möglich ist, und dass in einer zweiten Phase das Druckregelventil derart angesteuert wird, dass ein Druckabbau möglich ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Druckregelventil derart angesteuert wird, dass ein Druckaufbau möglich ist.
Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, die beim Abschalten der Brennkraftmaschine eine Zumesseinheit, die die Kraftstoffmenge einstellt, die von einer Hochdruckpumpe gefördert wird, derart angesteuert wird, dass ein Druckaufbau möglich ist.