DE102006031569B3

DE102006031569B3 - Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102006031569B3
Application number: DE102006031569A
Authority: DE
Inventors: Matthias Delp; Gerhard Eser
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2006-07-07
Filing date: 2006-07-07
Publication date: 2008-03-27
Anticipated expiration: 2026-07-08
Also published as: WO2008003550A1; KR20090039752A; US7874281B2; KR101356183B1; US20090320795A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einer Kraftstoffpumpe, die antriebsseitig mit einer Nockenwelle oder einer Kurbelwelle gekoppelt ist, und einem Kraftstoffspeicher, der über die Kraftstoffpumpe gespeist wird und dem ein Drucksensor zugeordnet ist zum Erfassen des Drucks in dem Kraftstoffspeicher. Je einem Arbeitsspiel der Brennkraftmaschine ist eine erste und eine zweite Kurbelwellenumdrehung (CRK_R1, CRK_R2) zugeordnet. Abhängig von einem für die jeweilige Kurbelwellenumdrehung charakteristischen Signalverlauf (P_F_S) des erfassten Drucks in dem Kraftstoffspeicher wird entweder auf die erste oder die zweite Kurbelwellenumdrehung (CRK_R1, CRK_R2) erkannt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einer Kraftstoffpumpe, die antriebsseitig mit einer Nockenwelle gekoppelt ist, und einem Kraftstoffspeicher der über eine Kraftstoffpumpe gespeist wird und dem ein Drucksensor zugeordnet ist zum Erfassen des Drucks in dem Kraftstoffspeicher. Brennkraftmaschinen haben eine Kurbelwelle und eine mit dieser gekoppelte Nockenwelle. Ein Arbeitsspiel einer Viertakt-Brennkraftmaschine umfasst die Takte Ansaugen, Verdichten, Expandieren und Ausschieben. Ein Arbeitsspiel einer Viertakt-Brennkraftmaschine benötigt 720 Grad Kurbelwellenwinkel und mithin eine erste und eine zweite Umdrehung der Kurbelwelle. Zum Erfassen des Kurbelwellenwinkels werden sehr häufig inkrementelle Positionssensoren eingesetzt, die beispielsweise ein als Zahnrad ausgebildetes Geberrad mit einer vorgegebenen Anzahl an Zähnen umfassen und ein Sensorelement, dessen Messsignal beispielsweise repräsentativ ist für die jeweiligen Zähne. Derartige Sensorelemente sind beispielsweise Sensoren, die nach dem Hallprinzip arbeiten. Zur Festlegung einer Bezugsposition der Kurbelwelle weist das Geberrad typischerweise eine vergrößerte Lücke zwischen zwei Zähnen auf. Ein Rückschluss, in welcher der Kurbelwellenumdrehungen sich die Kurbelwelle innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels befindet ist allein aufgrund des Messsignals des Kurbelwellenwinkelsensors möglich, ist jedoch für den Betrieb der Brennkraftmaschine essenziell.
Zum Bestimmen in welchen der beiden Kurbelwellenwinkelumdrehungen innerhalb je eines Arbeitsspiels sich die Brennkraftmaschine gerade befindet, kann beispielsweise ein Nockenwellenwinkelsensor eingesetzt werden.
Darüber hinaus ist es bekannt, Verstellvorrichtungen zum Verstellen einer Phase zwischen je einer Bezugsmarke auf der Kurbelwelle und der Nockenwelle in einer vorgegebenen Position der Kurbelwelle vorzusehen. So ist aus der DE 101 08 055 C1 ein Verfahren zum Ermitteln der Phasenlage einer Nockenwelle zu einer Kurbelwelle bekannt, bei dem die Phasenlage abhängig von dem erfassten Nockenwellenwinkel und dem erfassten Kurbelwellenwinkel ermittelt wird.
Aus der DE 199 34 112 A1 ist es bekannt mittels eines Drucksensors einen Druck in einem Fuel Rail zu erfassen. Darüber hinaus ist aus DE 199 34 112 A1 bekannt, dass bei einer falschen Phasenlage von Zündung und Einspritzung um 360 Grad Kurbelwelle beim Start ein Rückblasen durch Kompressionsgegendruck in ein betreffendes Einspritzventil erfolgt. Dies führt zu einer Druckerhöhung in dem Fuel Rail, die der Drucksensor erfasst. Es ist eine analoge/digitale Komparatorschaltung vorgesehen, mittels der ein derartiges Signal auswertbar ist. Abhängig von dem so ausgewertetem Auswertesignal erfolgt ein Umsynchronisieren von Zündung und Einspritzung um 360 Grad Kurbelwelle.
Aus der DE 101 15 262 A1 ist es bekannt, dass bei Einsatz einer Ein-Zylinder-Kraftstoffpumpe einer Brennkraftmaschine einmal pro Umdrehung der Nockenwelle ein charakteristischer Druckanstieg zu beobachten ist. Aufgrund der starren Kopplung zwischen der Kraftstoffpumpe und der Nockenwelle kann anhand des Zeitpunkts des Einsetzens des Druckanstiegs die Nockenwellenstellung ermittelt werden.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine zu schaffen, das beziehungsweise die einfach und zuverlässig ist.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung zeichnet sich aus durch ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einer Kraftstoffpumpe, die antriebsseitig mit einer Nockenwelle oder einer Kurbelwelle gekoppelt ist, und einem Kraftstoffspeicher, der über die Kraftstoffpumpe gespeist wird und dem ein Drucksensor zugeordnet ist zum Erfassen des Drucks in dem Kraftstoffspeicher. Je einem Arbeitsspiel der Brennkraftmaschine ist eine erste und eine zweite Kurbelwellenwinkelumdrehung zugeordnet. Grundsätzlich ist die Nockenwelle bei Brennkraftmaschinen mit der Kurbelwelle gekoppelt. Abhängig von einem für die jeweilige Kurbelwellenumdrehung charakteristischen Signalverlauf des erfassten Drucks in dem Kraftstoffspeicher wird entweder auf die erste oder die zweite Kurbelwellenumdrehung erkannt. Auf diese Weise ist einfach und zuverlässig eine Zuordnung der jeweiligen ersten und zweiten Kurbelwellenumdrehung möglich und somit eine Synchronisation, die dann zur Folge hat, dass im weiteren Betrieb allein anhand bevorzugt eines Messsignals eines Kurbelwellenwinkelsensors der jeweilige Kurbelwellenwinkel innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels und somit auch die erste und auch die zweite Kurbelwellenumdrehung zugeordnet werden können.
Gemäß der Erfindung wird abhängig von dem Signalverlauf des erfassten Drucks ein Kennwert ermittelt und abhängig von einem Vergleich des Kennwerts mit einem vorgegebenen Schwellenwert auf entweder die erste oder die zweite Kurbelwellenumdrehung erkannt. Dies ist in der Implementierung besonders einfach.
Der Schwellenwert wird abhängig von einer Größe ermittelt, die charakteristisch ist für eine Fluidtemperatur. Dies ermöglicht besonders einfach eine besonders präzise Erkennung ob sich die Kurbelwelle gerade in ihrer ersten Kurbelwellenumdrehung oder zweiten Kurbelwellenumdrehung befindet.
Dies ist besonders vorteilhaft, wenn entweder überhaupt kein Nockenwellenwinkelsensor vorgesehen ist oder wenn dieser aufgrund beispielsweise eines Ausfalls nicht verfügbar ist. Das Erfassen des Drucks in dem Kraftstoffspeicher umfasst insbesondere ein Einlesen in eine Recheneinheit oder auch Speichereinheit, insbesondere in Verbindung mit einer Zwischenspeicherung der entsprechenden Daten.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt ein Erfassen des für die jeweilige Kurbelwellenumdrehung charakteristischen Signalverlaufs des erfassten Drucks in dem Kraftstoffspeicher zum Erkennen auf entweder die erste oder die zweite Kurbelwellenumdrehung während einer Betriebsphase der Brennkraftmaschine, in der ein Druckaufbau in dem Kraftstoffspeicher erfolgt. In dieser Betriebsphase hat es sich gezeigt, dass der Signalverlauf des erfassten Drucks in dem Kraftstoffspeicher besonders signifikant charakteristisch ist im Hinblick auf das Erkennen, ob es sich um die erste oder zweite Kurbelwellenumdrehung handelt.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt ein Erfassen des für die jeweilige Kurbelwellenumdrehung charakteristischen Signalverlaufs des erfassten Drucks in dem Kraftstoffspeicher zum Erkennen auf entweder die erste oder die zweite Kurbelwellenumdrehung zeitnah zu einem Start der Brennkraftmaschine. In diesem Zusammenhang wird die Erkenntnis genutzt, dass zeitnah zu einem Start der Brennkraftmaschine, und zwar insbesondere in einer Startphase der Brennkraftmaschine typischerweise ein starker Druckaufbau in dem Kraftstoffspeicher erfolgt.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird in mindestens einem Arbeitsspiel der Brennkraftmaschine vor einem Erfassen des für die jeweilige Kurbelwellenumdrehung charakteristischen Signalverlaufs des erfassten Drucks in dem Kraftstoffspeicher zum Erkennen auf entweder die erste oder die zweite Kurbelwellenumdrehung der Druck in dem Kraftstoffspeicher abgesenkt. Dies ermöglicht dann ein entsprechendes Potenzial zum anschließenden Druckaufbau mit dem entsprechenden Nebeneffekt der besonders guten Signifikanz der Charakteristik des Signalverlaufs des erfassten Drucks im Hinblick auf das Erkennen ob sich die Brennkraftmaschine in der ersten oder der zweiten Kurbelwellenumdrehung befindet.
Das mindestens eine Arbeitsspiel, in dem der Druck abgesenkt wird, muss nicht notwendigerweise direkt an dasjenige angrenzen, in dem das Erfassen des für die jeweilige Kurbelwellenumdrehung charakteristischen Signalverlaufs des erfassten Drucks in dem Kraftstoffspeicher zum Erkennen auf entweder die erste oder die zweite Kurbelwellenumdrehung liegt.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird vor einem Erfassen des für die jeweilige Kurbelwellenumdrehung charakteristischen Signalverlaufs des erfassten Drucks in dem Kraftstoffspeicher zum Erkennen auf entweder die erste oder die zweite Kurbelwellenumdrehung ein Verstellantrieb zum Verstellen einer Phase der Nockenwelle relativ zu der Kurbelwelle in eine Referenzposition gesteuert. Dies ermöglicht besonders einfach und zuverlässig auch bei einer Brennkraftmaschine mit verstellbarer Phase das Erkennen, ob sie sich in der ersten oder zweiten Kurbelwellenumdrehung befindet.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird innerhalb eines vorgegebenen Kurbelwellenwinkelfenster relativ zu je einer Umdrehung der Kurbelwelle abhängig von dem Signalverlauf des erfassten Drucks in dem Kraftstoffspeicher auf entweder die erste oder die zweite Kurbelwellenumdrehung erkannt. Dies ist besonders einfach implementierbar.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird bezogen auf einen Referenzwinkel nach einer vorgegebenen Zeitdauer innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters relativ zu je einer Umdrehung der Kurbelwelle abhängig von dem Signalverlauf des erfassten Drucks in dem Kraftstoffspeicher auf entweder die erste oder die zweite Kurbelwellenumdrehung erkannt. Dies ist besonders präzise.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine Brennkraftmaschine mit einer Steuervorrichtung,
2 eine weitere Ansicht von Elementen der Brennkraftmaschine,
3 ein erstes Ablaufdiagramm eines Programms zum Betreiben der Brennkraftmaschine,
4 ein zweites Ablaufdiagramm eines Programms zum Betreiben der Brennkraftmaschine und
5 Signalverläufe.
Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Eine Brennkraftmaschine (1) umfasst einen Ansaugtrakt 1, einen Motorblock 2, einen Zylinderkopf 3, einen Abgastrakt 4 und eine Zuführeinrichtung für Kraftstoff 5.
Der Motorblock 2 umfasst mehrere Zylinder Z1 bis Z4, welche Kolben 6 und Pleuelstangen 8 haben, über die sie mit einer Kurbelwelle 9 gekoppelt sind.
Der Zylinderkopf 3 umfasst einen Ventiltrieb mit einem Gaseinlassventil 11 und einem Gasauslassventil 13. Der Antrieb des Gaseinlassventils 11 und des Gasauslassventils 13 erfolgt mittels einer Nockenwelle, auf der Gaswechselventilnocken 17 ausgebildet sind, die auf das Gaseinlassventil 11 beziehungsweise das Gasauslassventil 13 einwirken. Gegebenenfalls können auch zwei Nockenwellen vorgesehen sein, wobei je eine dem Gaseinlassventil 11 und dem Gasauslassventil 13 zugeordnet ist.
Der Antrieb für das Gaseinlassventil 11 und/oder das Gasauslassventil 13 kann neben der Nockenwelle 16 eine Verstellvorrichtung 19 umfassen, die einerseits mit der Nockenwelle 16 und andererseits mit der Kurbelwelle 9 gekoppelt ist. Mittels der Verstellvorrichtung 19 (2) kann die Phase zwischen der Kurbelwelle 9 und der Nockenwelle 16 verstellt werden.
Der Zylinderkopf 3 umfasst ferner ein Einspritzventil 15 und bevorzugt eine nicht näher bezeichnete Zündkerze. Alternativ kann das Einspritzventil auch in dem Ansaugtrakt 1 angeordnet sein.
Die Zuführeinrichtung 5 für Kraftstoff umfasst einen Kraftstofftank 20, der über eine erste Kraftstoffleitung mit einer Niederdruckpumpe 21 verbunden ist. Ausgangsseitig ist die Niederdruckpumpe 21 hin zu einem Zulauf 25 einer Hochdruckpumpe 27 wirkverbunden. Ferner ist auch ausgangsseitig der Niederdruckpumpe 21 ein mechanischer Regulator 23 vorgesehen, welcher ausgangsseitig über eine weitere Kraftstoffleitung mit dem Tank verbunden ist.
Der mechanische Regulator ist vorzugsweise ein einfaches federbelastetes Ventil in der Art eines Rückschlagventils, wobei dann die Federkonstante so gewählt ist, dass in dem Zulauf 25 ein vorgegebener Niederdruck nicht unterschritten wird. Die Niederdruckpumpe 21 ist vorzugsweise so ausgelegt, dass sie während des Betriebs immer eine so hohe Kraftstoffmenge liefert, dass der vorgegebene Niederdruck nicht unterschritten wird. Der Zulauf 25 ist hin zu einem Ventil 31 geführt, das als 3/2-Wegeventil ausgebildet ist.
Ferner ist die Hochdruckpumpe 27 vorgesehen, die als Hubkolbenpumpe ausgebildet ist und die mit dem Ventil 31 verbunden ist. Ferner ist mit dem Ventil 31 noch ein Zulauf 33 zu einem Kraftstoffspeicher 29 verbunden. Die Hochdruckpumpe 27 hebt und senkt sich somit zyklisch entsprechend der Drehbewegung der Nockenwelle 16 und wird mittels eines dafür vorgesehenen Pumpennockens 35 angetrieben. Je nach Ausgestaltung kann die Hochdruckpumpe 27 auch mehrere Zylinder umfassen und bevorzugt sind über den Umfang der Nockenwelle auch mehrere, so zum Beispiel drei Pumpennocken angeordnet, mit der Folge, dass jeder Zylinder der Hochdruckpumpe 27 während einer Umdrehung der Nockenwelle 16 entsprechend viele Hübe ausführt. Grundsätzlich kann der mindestens eine Pumpennocken 35 auch auf der Kurbelwelle 9 angeordnet sein und die Hochdruckpumpe dann über den oder die auf der Kurbelwelle 9 angeordneten Pumpennocken 35 angetrieben werden.
In einer ersten Schaltstellung des Ventils 31 ist die Hochdruckpumpe 27 hydraulisch mit dem Zulauf 25 verbunden. Sie saugt somit während einer Ansaugbewegung ihres Kolbens Kraftstoff aus dem Zulauf 25 an. Während eines Ausschiebehubes ihres Kolbens drückt sie in dieser Schaltstellung den Kraftstoff zurück in den Zulauf 25.
In der zweiten Schaltstellung des Ventils 31 ist die Hochdruckpumpe 27 hydraulisch verbunden mit dem Zulauf 33 zu dem Kraftstoffspeicher 29. Die von der Hochdruckpumpe 27 geförderte Fördermenge, das heißt das Volumen an Kraftstoff, das während eines Zylindersegments durch die Hochdruckpumpe 27 in den Kraftstoffspeicher 29 gepumpt wird, lässt sich Steuern durch ein entsprechendes Schaltsignal, das ein Umschalten von der Schaltstellung des Ventils 31 von der ersten in die zweite Stellung oder umgekehrt bewirkt.
Die Fördermenge kann auf zwei verschiedene Arten und Weisen eingestellt werden. Zum Einen kann mit Beginn des Ausschiebetaktes die Hochdruckpumpe 27 hydraulisch gekoppelt sein mit dem Zulauf 33 zum Kraftstoffspeicher. Das Schaltsignal wird dann zu dem Kurbelwellenwinkel erzeugt, von dem erwartet wird, dass die gewünschte Fördermenge gefördert ist und bewirkt dann, dass ab diesem Zeitpunkt die Hochdruckpumpe 27 hydraulisch mit dem Zulauf 25 gekoppelt ist. Alternativ kann die Fördermenge dadurch gesteuert werden, dass für einen vorgebbaren Kurbelwellenwinkel nach Beginn des Ausschiebehubs der Hochdruckpumpe 27 die Hochdruckpumpe 27 hydraulisch mit dem Zulauf 25 gekoppelt ist. Das Schaltsignal bewirkt danach, dass die Hochdruckpumpe 27 über das Ventil 31 mit dem Zulauf 33 zu dem Kraftstoffspeicher 29 gekoppelt ist.
Die Einspritzventile 15 sind mit dem Kraftstoffspeicher 29 verbunden. Der Kraftstoff wird somit den Einspritzventilen 15 über den Kraftstoffspeicher 29 zugeführt.
Ferner ist eine Steuervorrichtung 37 vorgesehen, der Sensoren zugeordnet sind, die verschiedene Messgrößen erfassen und jeweils den Messwert der Messgröße ermitteln. Betriebsgrößen umfassen von den Messgrößen abgeleitete Größen. Die Steuervorrichtung 37 ermittelt abhängig von mindestens einer der Betriebsgrößen Stellgrößen, die dann in ein oder mehrere Stellsignale zum Steuern der Stellglieder mittels entsprechender Stellantriebe umgesetzt werden. Die Steuervorrichtung 37 kann auch als Vorrichtung zum Betreiben der Brennkraftma schine bezeichnet werden. Sie umfasst insbesondere entsprechende Ein-Ausgangsschnittstellen, die beispielsweise A/D-Wandler umfassen und entsprechende Daten oder auch Programme speichern, die Bestandteil einer Recheneinheit sein können.
Die Sensoren sind ein Pedalstellungsgeber 41, welcher eine Pedalstellung eines Fahrpedals 39 erfasst, ein Kurbelwellenwinkelsensor 43, welcher einen Kurbelwellenwinkel erfasst, ein Nockenwellenwinkelsensor 45, welcher einen Nockenwellenwinkel erfasst, ein Kraftstoffdrucksensor 47, der einen Druck in dem Kraftstoffspeicher 29 erfasst. Dabei ist sein Messsignal einem Signalverlauf P F S des erfassten Drucks in dem Kraftstoffspeicher 29 zugeordnet. Ferner ist ein erster Temperatursensor 49 vorgesehen, der eine Kühlmitteltemperatur der Brennkraftmaschine erfasst, und ein zweiter Temperatursensor 51, der eine Fluidtemperatur TF in dem Kraftstoffspeicher 29 erfasst.
Der Kurbelwellenwinkelsensor 43 ist bevorzugt als inkrementeller Sensor ausgebildet und umfasst bevorzugt ein Geberrad mit Zähnen, so insbesondere 58 Zähne, und einer extragroßen Lücke an einer Kurbelwellen-Referenzposition L. Als Sensorelement ist bevorzugt ein hallbasiertes Sensorelement vorgesehen. Abhängig von dem Messsignal des Kurbelwellenwinkelsensors kann die Kurbelwellen-Referenzposition L, die auch als Lücke bezeichnet werden kann, besonders einfach erkannt werden.
Je nach Ausführungsform der Erfindung kann eine beliebige Untermenge der genannten Sensoren oder es können auch zusätzliche Sensoren vorhanden sein.
Die Stellglieder sind beispielsweise eine Drosselklappe, die Gaseinlass- und Gasauslassventile 11, 13, das Einspritzventil 15 die Zündkerze oder auch das Ventil 31. Mittels des Ventils 31 kann entsprechend der oben erläuterten Funktionsweise in Zusammenhang mit der Kraftstoffhochdruckpumpe eine Volumenstromsteuerung des in den Kraftstoffspeicher 29 strömenden Kraftstoffs erreicht werden. Es kann jedoch auch ein beliebiges anderes Volumenstromsteuerventil vorgesehen sein.
Neben dem detailliert dargestellten Zylinder Z1 sind in der Brennkraftmaschine in der Regel noch weitere Zylinder Z2 bis Z4 vorhanden, denen dann entsprechende Stellglieder oder auch Sensoren entsprechend zugeordnet sind.
Zum Betreiben der Brennkraftmaschine sind Programme in der Steuervorrichtung 37 gespeichert, die während des Betriebs der Brennkraftmaschine in der Steuervorrichtung 37 abgearbeitet werden.
Ein erstes Programm zum Betreiben der Brennkraftmaschine wird in einem Schritt S1 (3) gestartet, in dem gegebenenfalls Variablen initialisiert werden.
In einem Schritt S2 wird geprüft, ob eine Synchronisation SYN erforderlich ist im Hinblick auf das Zuordnen, ob sich die Kurbelwelle 39 in einer ersten Kurbelwellenumdrehung CRK_R1 des jeweiligen Arbeitsspiels oder in einer zweiten Kurbelwellenumdrehung CRK R2 des jeweiligen Arbeitsspiels befindet. Die erste Kurbelwellenumdrehung CRK_R1 kann beispielsweise den oberen Totpunkt bei Ladungswechsel umfassen. Die zweite Kurbelwellenumdrehung CRK_R2 kann beispielsweise den oberen Totpunkt bei Zündung umfassen.
Ist die Bedingung des Schrittes S2 nicht erfüllt, so verzweigt das Programm in einen Schritt S4, in dem es bevorzugt für eine vorgegebene Wartezeitdauer T W verharrt, bevor die Bearbeitung erneut in dem Schritt S2 fortgesetzt wird. Die vorgegebene Wartezeitdauer kann auch abhängig sein von einer Drehzahl der Kurbelwelle 9 und kann auch je nach aktuellen Bedingungen unterschiedlich gewählt sein.
Ist die Bedingung des Schrittes S2 hingegen erfüllt, so wird in einem Schritt S6 geprüft, in welcher Betriebsphase BP sich die Brennkraftmaschine befindet, und zwar ob sie sich in der Betriebsphase BP_P_UP des Druckaufbaus befindet. Dies ist bevorzugt beispielsweise zeitnah zu einem Start der Brennkraftmaschine der Fall, kann jedoch auch zum weiteren Druckaufbau der Fall sein.
Ist die Bedingung des Schrittes S6 nicht erfüllt, so kann bevorzugt ein Schritt S8 abgearbeitet werden, in dem die Betriebsphase BP in eine Betriebsphase BP_P_RED der Druckreduktion gesteuert wird, wenn es die sonstigen Anforderungen an die Steuerung der Brennkraftmaschine zulassen. Auf diese Weise kann der Druck in dem Kraftstoffspeicher 29 geeignet reduziert werden und anschließend in einem Schritt S10 dann als Betriebsphase BP die Betriebsphase BP_P_UP des Druckaufbaus gesteuert werden. Anschließend wird die Bearbeitung dann in dem Schritt S6 fortgesetzt.
Ist die Bedingung des Schrittes S6 hingegen erfüllt, so wird in einem Schritt S12 geprüft, ob sich anhand des Signals CRK S des Kurbelwellenwinkelsensors 43 auf die Kurbelwellen-Referenzposition L erkannt werden kann. Ist die Bedingung des Schrittes S12 nicht erfüllt, so verzweigt das Programm in einen Schritt S14, in dem es für die Wartezeitdauer T W verharrt, die sich auch von derjenigen des Schrittes S4 unterscheiden kann. Anschließend wird die Bearbeitung erneut in dem Schritt S12 fortgesetzt.
Ist die Bedingung des Schrittes S12 hingegen erfüllt, so wird in einem Schritt S16 verharrt, bis ein Beginn eines vorgegebenen Kurbelwellenwinkelfensters CRK W erkannt wird. Dabei ist das Kurbelwellenwinkelfenster CRK_W bevorzugt geeignet so vorgegeben, dass sich der Signalverlauf P F S des erfassten Drucks in dem Kraftstoffspeicher 29 auf charakteristische Weise unterschiedlich ist, je nach dem, ob sich die Kurbelwelle gerade in ihrer ersten Kurbelwellenumdrehung CRK_R1 oder ihrer zweiten Kurbelwellenumdrehung CRK_R2 des jeweiligen Arbeitsspiels befindet. Die geeignete Breite und Lage des Kurbelwellenwinkelfensters CRK_W ist bevorzugt durch Versuche geeignet ermittelt und vorab vorgegeben.
Während des Kurbelwellenwinkelfensters CRK W wird dann in einem Schritt S18 der Signalverlauf P F S erfasst, also insbesondere über eine Schnittstelle der Steuervorrichtung 37 eingelesen und zwar beispielsweise in die Recheneinheit, die beispielsweise eine oder mehrere dafür vorgesehene Register oder sonstige Speicher umfassen kann, der Signalverlauf P_F_S wird bevorzugt in der Steuervorrichtung 37 zur weiteren Verarbeitung zumindest zwischengespeichert.
Bevorzugt wird ferner in dem Schritt S18 dann auch ein Kennwert KW abhängig von dem zuvor entsprechend erfassten Signalverlauf P_F_S nach einer vorgegebenen Rechenvorschrift ermittelt. So kann beispielsweise ein während des Kurbelwellenwinkelfensters CRK W erfolgender Druckaufbau also ein entsprechender Differenzdruck als Kennwert ermittelt werden.
Bevorzugt wird im Folgenden ein Schritt S20 abgearbeitet, in dem ein Schwellenwert THD abhängig von der Fluidtemperatur 29 in dem Kraftstoffspeicher oder einer dafür repräsentativen Größe ermittelt wird. Dies kann bevorzugt mittels eines entsprechenden Kennfeldes erfolgen.
Anschließend wird in einem Schritt S22 geprüft, ob der Kennwert KW größer ist als der vorgegebene Schwellenwert THD. Ist dies der Fall, so wird auf die erste Kurbelwellenumdrehung CRK_R1 des jeweiligen Arbeitsspiels erkannt. Ist dies jedoch nicht der Fall, so wird auf die zweite Kurbelwellenumdrehung CRK_R2 während des jeweiligen Arbeitsspiels erkannt. Je nach Ausgestaltung der Berechnungsvorschrift für den Kennwert kann auch eine umgedrehte Zuordnung erfolgen.
Anschließend wird bevorzugt ein Schritt S28 abgearbeitet, in dem dann eine Synchronisation SYN erfolgt, die beispielsweise darin bestehen kann, dass ein entsprechender Zählerstand oder dass ein entsprechender Informationsmerker entsprechend aktualisiert wird, um in folgenden Arbeitsspielen allein anhand des Verlaufs des Messsignals des Kurbelwellenwinkelsensors zu erkennen in welcher Kurbelwellenumdrehung sich die Kurbelwelle 9 dann befindet.
Anschließend wird die Bearbeitung dann erneut in dem Schritt S4 fortgesetzt.
4 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Programms zum Betreiben der Brennkraftmaschine. Die Schritte S30 bis S42 entsprechen den Schritten S1 bis S12 des Programms gemäß der 3. Ein Schritt S46 unterscheidet sich von dem Schritt S16 dadurch, dass das Programm zunächst für eine vorgegebene erste Zeitdauer T1 verharrt, bevor dann innerhalb einer zweiten Zeitdauer T2 das Erfassen des Signalverlaufs P_F_S in einem Schritt S48 erfolgt, der ansonsten dem Schritt S18 entspricht. Die Schritte S50 bis S58 entsprechen dann wieder den Schritten S20 bis S28.
Eine 5 zeigt einen Verlauf des Kurbelwellenwinkelsignals CRK S und der entsprechenden Kurbelwellen-Referenzpositionen L aufgetragen über die Zeit t. Darüber hinaus ist der Signalverlauf P F S des erfassten Drucks in dem Kraftstoffspeicher 29 ebenfalls über die Zeit aufgetragen, wobei beispielhaft für aufeinanderfolgende Kurbelwellenumdrehungen die ersten und zweiten Zeitdauern T1, T2 dargestellt sind. dP bezeichnet einen erfassten Druckanstieg.

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einer Kraftstoffpumpe (27) die antriebsseitig mit einer Nockenwelle (16) oder einer Kurbelwelle (9) gekoppelt ist, und einem Kraftstoffspeicher (29), der über die Kraftstoffpumpe (27) gespeist wird und dem ein Drucksensor (47) zugeordnet ist zum Erfassen des Drucks in dem Kraftstoffspeicher, wobei je einem Arbeitsspiel der Brennkraftmaschine eine erste und eine zweite Kurbelwellenumdrehung zugeordnet ist, bei dem – abhängig von einem für die jeweilige Kurbelwellenumdrehung charakteristischen Signalverlauf (P F S) des erfassten Drucks in dem Kraftstoffspeicher (29) auf entweder die erste oder die zweite Kurbelwellenumdrehung (CRK R1, CRK R2) erkannt wird, wobei ein Schwellenwert (THD) abhängig von einer Größe ermittelt wird, die charakteristisch ist für eine Fluidtemperatur (TF)_' und wobei – abhängig von dem Signalverlauf (P_F_S) ein Kennwert (KW) ermittelt wird und, – abhängig von einem Vergleich des Kennwertes (KW) mit dem vorgegebenen Schwellenwert (THD) auf entweder die erste oder die zweite Kurbelwellenumdrehung (CRK R1, CRK R2) erkannt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem ein Erfassen des für die jeweilige Kurbelwellenumdrehung charakteristischen Signalverlaufs (P F S) des erfassten Drucks in dem Kraftstoffspeicher (29) zum Erkennen auf entweder die erste oder die zweite Kurbelwellenumdrehung (CRK R1, CRK R2) während einer Betriebsphase (BP) der Brennkraftmaschine erfolgt, in der ein Druckaufbau in dem Kraftstoffspeicher (29) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem ein Erfassen des für die jeweilige Kurbelwellenumdrehung charakteristischen Signalverlaufs (P F S) des erfassten Drucks in dem Kraftstoffspeicher (29) zum Erkennen auf entweder die erste oder die zweite Kurbelwellenumdrehung (CRK R1, CRK R2) zeitnah zu einem Start der Brennkraftmaschine erfolgt.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem in mindestens einem Arbeitsspiel der Brennkraftmaschine vor einem Erfassen des für die jeweilige Kurbelwellenumdrehung charakteristischen Signalverlaufs (P F S) des erfassten Drucks in dem Kraftstoffspeicher (29) zum Erkennen auf entweder die erste oder zweite Kurbelwellenumdrehung (CRK R1, CRK R2) der Druck in dem Kraftstoffspeicher (29) abgesenkt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem vor einem Erfassen des für die jeweilige Kurbelwellenumdrehung charakteristischen Signalverlaufs (P F S) des erfassten Drucks in dem Kraftstoffspeicher (29) zum Erkennen auf entweder die erste oder zweite Kurbelwellenumdrehung (CRK R1, CRK R2) ein Verstellantrieb (19) zum Verstellen einer Phase der Nockenwelle (16) relativ zu der Kurbelwelle (9) in eine Referenzposition gesteuert wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem innerhalb eines vorgegebenen Kurbelwellenwinkelfensters (CRK_W) relativ zu je einer Umdrehung der Kurbelwelle (9) abhängig von dem Signalverlauf (P F S) des erfassten Drucks in dem Kraftstoffspeicher (29) auf entweder die erste oder die zweite Kurbelwellenumdrehung (CRK R1, CRK R2) erkannt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem bezogen auf einen Referenzwinkel nach einer vorgegebenen Zeitdauer (T1) innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters (T2) relativ zu je einer Umdrehung der Kurbelwelle (9) abhängig von dem Signalverlauf (P F S) des erfassten Drucks in dem Kraftstoffspeicher (29) auf entweder die erste oder die zweite Kurbelwellenumdrehung (CRK R1, CRK R2) erkannt wird.
Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einer Kraftstoffpumpe (27) die antriebsseitig mit einer Nockenwelle (16) oder einer Kurbelwelle (9) gekoppelt ist, und einem Kraftstoffspeicher (29), der über die Kraftstoffpumpe (27) gespeist wird und dem ein Drucksensor (47) zugeordnet ist zum Erfassen des Drucks in dem Kraftstoffspeicher, wobei je einem Arbeitsspiel der Brennkraftmaschine eine erste und eine zweite Kurbelwellenumdrehung zugeordnet ist, die mit Mitteln usgebildet ist zum – Ermitteln eines Schwellenwertes (THD) abhängig von einer Größe, die charakteristisch ist für eine Fluidtemperatur (TF), – Ermitteln eines Kennwertes (KW) abhängig von einem für die jeweilige Kurbelwellenumdrehung charakteristischen Signalverlaufs (P_F_S) des erfassten Drucks in dem Kraftstoffspeicher (29), – Erkennen auf entweder eine erste oder zweite Kurbelwellenumdrehung (CRK_R1, CRK_R2) abhängig von einem Vergleich des Kennwertes (KW) mit dem vorgegebenen Schwellenwert (THD), und – Erkennen auf entweder die erste oder die zweite Kurbelwellenumdrehung (CRK_R1, CRK_R2) abhängig von einem für die jeweilige Kurbelwellenumdrehung charakteristischen Signalverlauf (P_F_S) des erfassten Drucks in dem Kraftstoffspeicher (29)