DE102007057452A1 - Verfahren zum Betreiben eines Kraftstoffsystems einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Verfahren zum Betreiben eines Kraftstoffsystems einer Brennkraftmaschine Download PDF

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Abstract

Bei einem Kraftstoffsystem einer Brennkraftmaschine wird der Kraftstoff von einer ersten Kraftstoffpumpe auf einen ersten Druck (44) verdichtet und über eine erste Kraftstoffleitung zu einer zweiten Kraftstoffpumpe gefördert. Diese verdichtet den Kraftstoff auf einen zweiten Druck in der ersten Kraftstoffleitung durch eine Druckbegrenzungseinrichtung auf einen Begrenzungsdruck (p18). Die Förderleistung der ersten Kraftstoffpumpe und die Förderleistung der zweiten Kraftstoffpumpe können variiert werden. Es wird vorgeschlagen, dass das Kraftstoffsystem mit einem Verfahren betrieben wird, welches folgende Schritte umfasst: (a) Verändern der Förderleistung der ersten Kraftstoffpumpe so, dass der Druck (44) in der ersten Kraftstoffleitung den Begrenzungsdruck (p18) der Druckbegrenzungseinrichtung erreicht oder verlässt, (b) Erfassen jenes Werts (AS11) einer ersten Ansteuergröße (42), die für die Beeinflussung der Förderleistung der ersten Kraftstoffpumpe verwendet wird, bei dem der Verlauf einer zweiten Ansteuergröße (46), die für die Beeinflussung der Förderleistung der zweiten Kraftstoffpumpe verwendet wird, einen Knick aufweist, (c) Zuordnen des erfassten Werts (AS11) der ersten Ansteuergröße (42) zu dem Begrenzungsdruck (p18) der Druckbegrenzungseinrichtung.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftstoffsystems einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Gegenstand der Erfindung sind ferner ein Computerprogramm, eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung und eine Brennkraftmaschine nach den Oberbegriffen der nebengeordneten Patentansprüche.
  • Aus der DE 101 58 950 A1 ist ein Kraftstoffsystem bekannt, bei dem der Kraftstoff zunächst von einer elektrischen Vorförderpumpe auf einen ersten Druck verdichtet und über eine Niederdruck-Kraftstoffleitung zu einer Hochdruckpumpe gefördert wird. Diese verdichtet den Kraftstoff auf einen zweiten, sehr hohen Druck und fördert ihn weiter in ein Kraftstoffrail. Durch Verändern der Drehzahl der elektrischen Vorförderpumpe kann deren Förderleistung beeinflusst werden. Durch ein Mengensteuerventil kann wiederum die Förderleistung der Hochdruckpumpe beeinflusst werden. Der Druck in der Niederdruck-Kraftstoffleitung wird von einem Drucksensor erfasst. In der DE 101 58 950 A1 nicht gezeigt, bei solchen Kraftstoffsystemen jedoch üblich, ist eine Druckbegrenzungseinrichtung in Form eines Druckbegrenzungsventils oder eines Druckreglers, durch welche der Druck in der Niederdruck-Kraftstoffleitung auf einen maximalen Druck, den Begrenzungsdruck, begrenzt wird.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art bereitzustellen, bei dem der Druck in der ersten Kraftstoffleitung mit hoher Genauigkeit eingestellt werden kann, ohne dass ein Drucksensor erforderlich ist.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Lösungen sind in den nebengeordneten Patentansprüchen angegeben, die ein Computerprogramm, eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung und eine Brennkraftmaschine betreffen. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in Unteransprüchen angegeben. Ferner finden sich für die Erfindung wichtige Merkmale in der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung, wobei die Merkmale sowohl in Alleinstellung als auch in unterschiedlichen Kombinationen für die Erfindung wesentlich sein können, ohne dass hierauf nochmals hingewiesen wird.
  • Die Erfindung ermöglicht es, den maximalen Druck in der ersten Kraftstoffleitung mit hoher Genauigkeit einzustellen, ohne dass ein Drucksensor den Druck in der ersten Kraftstoffleitung erfassen muss. Hierdurch kann die Bildung von Dampfblasen in der ersten Kraftstoffleitung mit hoher Zuverlässigkeit vermieden werden, was zu einem guten Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine führt, ohne dass die Druckbegrenzungseinrichtung im laufenden Betrieb öffnen muss. Die genaue Einstellung eines gewünschten Drucks in der ersten Kraftstoffleitung ist darüber hinaus von der aktuellen Temperatur und der verwendeten Kraftstoffart vollkommen unabhängig. Dies hängt damit zusammen, dass als Referenzwert der Begrenzungsdruck der Druckbegrenzungseinrichtung verwendet wird, der von der aktuellen Betriebstemperatur ebenso unabhängig ist wie von der aktuell verwendeten Kraftstoffart.
  • Ein Grundgedanke der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass der Druck in der ersten Kraftstoffleitung einen Einfluss auf die Mengensteuerung der zweiten Kraftstoffpumpe hat. Wird die erste Kraftstoffpumpe so angesteuert, dass in der ersten Kraftstoffleitung zwischen erster Kraftstoffpumpe und zweiter Kraftstoffpumpe nur ein vergleichsweise geringer Druck herrscht, muss die Mengensteuerung der zweiten Kraftstoffpumpe eine andere Betriebsstellung aufweisen bzw. anders betrieben werden als dann, wenn der Druck in der ersten Kraftstoffleitung, die zwischen erster Kraftstoffpumpe und zweiter Kraftstoffpumpe liegt, aufgrund einer hohen Förderleistung der ersten Kraftstoffpumpe vergleichsweise hoch ist. Dies alles setzt natürlich vergleichbare Betriebsbedingungen voraus, beispielsweise einen bestimmten Druck in einem von der zweiten Kraftstoffpumpe gespeisten Hochdruckbereich, und einen bestimmten Mengenabfluss aus dem Hochdruckbereich.
  • Wird also die Förderleistung der ersten Kraftstoffpumpe von einem vergleichsweise niedrigen Niveau erhöht, steigt der Druck in der ersten Kraftstoffleitung zwischen erster Kraftstoffpumpe und zweiter Kraftstoffpumpe, so dass die Mengensteuerung der zweiten Kraftstoffpumpe entsprechend verändert werden muss, um den Druck im Hochdruckbereich konstant zu halten. Erreicht der Druck in der ersten Kraftstoffleitung den Begrenzungsdruck der Druckbegrenzungseinrichtung, steigt er trotz zunehmender Förderleistung der ersten Kraftstoffpumpe nicht mehr oder zumindest nicht mehr wesentlich an. Entsprechend hört das Verändern der Mengensteuerung der zweiten Kraftstoffpumpe auf, was im Verlauf der zweiten Ansteuergröße zu einem Knick führt. Dieser kann durch geeignete Auswertemaßnahmen, beispielsweise eine Auswertung der aktuellen Steigung des Verlaufs der zweiten Ansteuergröße, erkannt werden. Es versteht sich, dass der Begriff "Knick" nicht im Sinne einer exakten mathematischen Unstetigkeit zu verstehen ist, sondern jegliche Art einer für diesen Fall signifikanten Steigungsänderung erfasst.
  • Eine erste Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass der Begrenzungsdruck der Druckbegrenzungseinrichtung und der diesem zugeordnete erfasste oder ermittelte Wert der ersten Ansteuergröße zur Adaption der Steuerung der ersten Ansteuergröße und/oder für eine Diagnose verwendet werden. Mit anderen Worten: Durch das Zuordnen des erfassten oder ermittelten Werts der ersten Ansteuergröße zu dem Begrenzungsdruck der Druckbegrenzungseinrichtung kann eine Ansteuerkennlinie, mit der die Förderleistung der ersten Kraftstoffpumpe beeinflusst wird, kalibriert werden. Damit kann der Druck in der ersten Kraftstoffleitung auch unterhalb des Begrenzungsdrucks der Druckbegrenzungseinrichtung mit hoher Genauigkeit eingestellt werden, ohne dass in der ersten Kraftstoffleitung ein Drucksensor vorhanden ist. Insbesondere kann mit hoher Genauigkeit verhindert werden, dass der Druck in der ersten Kraftstoffleitung unter den Dampfdruck des Kraftstoffes absinkt. Die erste Kraftstoffpumpe kann daher in vielen Betriebsfällen mit vergleichsweise geringer oder sogar minimaler Leistung betrieben werden, wodurch deren Lebensdauer steigt und deren Energiebedarf sinkt. Darüber hinaus kann durch eine Auswertung des ermittelten beziehungsweise erfassen Wertepaares auf die korrekte Funktionsfähigkeit der ersten Kraftstoffpumpe geschlossen werden, deren Funktion also diagnostiziert werden. Hierdurch wird die Betriebssicherheit des Kraftstoffsystems verbessert.
  • Besonders präzise und im Hinblick auf die Auswertung einfach ist das erfindungsgemäße Verfahren, wenn es nur während eines bestimmten, vorzugsweise stationären Betriebszustands der Brennkraftmaschine durchgeführt wird, in dem sowohl die Drehzahl der Brennkraftmaschine als auch die Last beziehungsweise das Drehmoment stabil und konstant sind. Hierfür in besonderer Weise geeignet ist ein Leerlauf der Brennkraftmaschine.
  • In die gleiche Richtung zielt jene Weiterbildung, bei welcher das Verfahren nur dann durchgeführt wird, wenn eine Ist-Betriebstemperatur des Kraftstoffsystems und/oder der Brennkraftmaschine wenigstens in etwa einer Soll-Betriebstemperatur entspricht.
  • Im Schritt (a) kann die Förderleistung von einem geringen Wert erhöht werden, und dementsprechend kann im Schritt (b) jener Wert der ersten Ansteuergröße erfasst oder ermittelt werden, ab dem sich die zweite Ansteuergröße nicht mehr ändert. Umgekehrt ist auch möglich, dass im Schritt (a) die Förderleistung von einem hohen Wert verringert wird, und dass im Schritt (b) jener Wert der ersten Ansteuergröße erfasst oder ermittelt wird, ab dem sich die zweite Ansteuergröße zu ändern beginnt. Beide Verfahren sind steuerungstechnisch einfach zu realisieren und gestatten eine exakte Ermittlung des "Knicks" im Verlauf der zweiten Ansteuergröße.
  • Besonders geeignet ist das erfindungsgemäße Verfahren dann, wenn die erste Kraftstoffpumpe elektrisch von einem Elektromotor und die zweite Kraftstoffpumpe mechanisch von der Brennkraftmaschine angetrieben werden, und wenn die Förderleistung der ersten Kraftstoffpumpe über die Drehzahl und die Förderleistung der zweiten Kraftstoffpumpe durch eine Mengensteuereinrichtung, insbesondere ein Mengensteuerventil oder ein Saugdrosselventil, beeinflusst wird.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung eines Kraftstoffsystems einer Brennkraftmaschine mit einer ersten Kraftstoffpumpe, einer ersten Kraftstoffleitung und einer einer zweiten Kraftstoffpumpe vorgeschalteten Saugdrossel;
  • 2 ein Diagramm, in dem die Verläufe eines Ansteuersignals der ersten Kraftstoffpumpe, eines Ansteuersignals der Saugdrossel und eines Drucks in der ersten Kraftstoffleitung über der Zeit aufgetragen sind;
  • 3 ein Flussdiagramm eines im Zusammenhang mit 2 stehenden Verfahrens zum Betreiben des Kraftstoffsystems von 1; und
  • 4 ein Diagramm ähnlich 2 einer anderen Ausführungsform.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • In 1 trägt ein Kraftstoffsystem einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine insgesamt das Bezugszeichen 10. Es umfasst einen Kraftstoffbehälter 12, aus dem eine elektrisch angetriebene erste Kraftstoffdruckpumpe 14 Kraftstoff in eine erste Kraftstoffleitung 16 fördert. Die erste Kraftstoffpumpe 14 wird auch als Vorförderpumpe bezeichnet, die erste Kraftstoffleitung 16 auch als Niederdruckleitung. An die Niederdruckleitung 16 ist eine Druckbegrenzungseinrichtung 18 angeschlossen, bei der es sich im einfachsten Fall um ein Überströmventil handeln kann, welches bei einem bestimmten Druck, der in der Niederdruckleitung 16 herrscht, öffnet. Der überströmende Kraftstoff wird in den Kraftstoffbehälter 12 zurückgeführt.
  • Die Niederdruckleitung 16 führt zu einer als Saugdrosselventil 20 ausgebildeten Mengensteuereinrichtung, von der ein Kanal 22 zu einer zweiten Kraftstoffpumpe 24 führt. Bei dieser handelt es sich um eine mechanisch von der Brennkraftmaschine angetriebene Hochdruckpumpe. Von der zweiten Kraftstoffpumpe 24 führt eine zweite Kraftstoffleitung 26, die auch als Hochdruckleitung bezeichnet wird, zu einer Kraftstoff-Sammelleitung 28, die auch als "Rail" bezeichnet wird. An das Rail 28 sind mehrere Injektoren 30 angeschlossen, die den Kraftstoff direkt in ihnen zugeordnete Brennräume (nicht dargestellt) der Brennkraftmaschine einspritzen. Der Druck im Rail 28 wird von einem Drucksensor 32 erfasst.
  • Der Betrieb des Kraftstoffsystems 10 wird von einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung 34 gesteuert beziehungsweise geregelt. Diese erhält unter anderem Signale vom Drucksensor 32 und von anderen Sensoren des Kraftstoffsystems 10 und der Brennkraftmaschine, so auch von einem nicht dargestellten Temperatursensor, welcher die aktuelle Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine erfasst. Angesteuert werden von der Steuer- und/oder Regeleinrichtung 34 unter anderem die Vorförderpumpe 14 und das Saugdrosselventil 20.
  • Im normalen Betrieb des Kraftstoffsystems 10 wird die Vorförderpumpe 14 so angesteuert, dass sie mit minimaler Leistung arbeitet und nur gerade jenen Druck in der ersten Kraftstoffleitung 16 bereitstellt, der von der Hochdruckpumpe 24 zur Einhaltung eines gewünschten Kraftstoffdrucks im Rail 28 benötigt wird. Hierdurch wird die Belastung eines Bordnetzes eines Kraftfahrzeugs, in welches das Kraftstoffsystem 10 und die entsprechende Brennkraftmaschine eingebaut ist, reduziert. Darüber hinaus muss nur noch wenig oder gar kein Kraftstoff über die Druckbegrenzungseinrichtung 18 in den Kraftstoffbehälter 12 zurückgeführt werden, wodurch die Aufheizung des im Kraftstoffbehälters 12 bevorrateten Kraftstoffes geringer wird. Durch die verringerte Energieaufnahme der Vorförderpumpe 14 wird darüber hinaus der Kraftstoffverbrauch der Brennkraftmaschine gesenkt.
  • Bei dem vorliegenden Kraftstoffsystem 10 wird die Vorförderpumpe 14 elektrisch durch ein nicht gezeigtes Taktmodul angesteuert, welches abhängig von einem Eingangstastverhältnis, welches von der Steuer- und/oder Regeleinrichtung 34 bereitgestellt wird, die Förderleistung der Vorförderpumpe 14 regelt. Der in der Niederdruckleitung 16 herrschende Kraftstoffdruck ist variabel und kann bei einem typischen Kraftstoffsystem bis ungefähr 7 bar betragen. Der tatsächlich gewünschte Druck in der Niederdruckleitung 16 hängt im Wesentlichen von bestimmten Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine ab, beispielsweise der Temperatur sowie dem aktuellen Betriebspunkt, welcher wiederum durch die aktuelle Drehzahl und das Drehmoment definiert wird.
  • Nachfolgend wird ein Verfahren zum Betreiben des Kraftstoffsystems 10 beschrieben, welches es ermöglicht, den Druck in der Niederdruckleitung 16 sehr genau einzustellen, ohne dass der dort herrschende Druck durch einen an die Niederdruckleitung 16 angeordneten Drucksensor erfasst werden muss. Das entsprechende Verfahren ist als Computerprogramm auf einem Speicher der Steuer- und Regeleinrichtung 34 programmiert. Eine erste Variante des Verfahrens wird nun unter Bezugnahme auf die 2 und 3 erläutert:
    Nach einem Start in 36 wird in 38 geprüft, ob im Kraftstoffsystem 10 und der Brennkraftmaschine stationäre Bedingungen vorliegen, was beispielsweise dann der Fall ist, wenn die Brennkraftmaschine im Leerlauf betrieben wird und eine Ist-Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine wenigstens in etwa einer Soll-Betriebstemperatur entspricht. Ist die Antwort in 38 "nein", erfolgt ein Rücksprung vor 38. Andernfalls wird die Vorförderpumpe 14 in 40 zunächst so angesteuert, dass sie mit maximaler Förderleistung arbeitet. Dies bedeutet, dass der Druck in der Niederdruckleitung 16 maximal ist und durch die Druckbegrenzungseinrichtung 18 auf den Begrenzungsdruck begrenzt wird. Da zum Aufrechterhalten eines bestimmten Drucks im Rail 28 im Leerlauf von der Hochdruckpumpe 24 nur eine vergleichsweise geringe Kraftstoffmenge in das Rail 28 gefördert werden muss, bedeutet dies wiederum, dass zunächst ein erheblicher Teil des von der Vorförderpumpe 14 geförderten Kraftstoffes über die Druckbegrenzungseinrichtung 18 wieder in den Kraftstoffbehälter 12 abströmt. Die entsprechende erste Ansteuergröße, mit der die Förderleistung der Vorförderpumpe 14 eingestellt wird, ist in 2 mit AS1 bezeichnet. Der in der Niederdruckleitung 16 herrschende Druck ist mit PND bezeichnet, eine zweite Ansteuergröße, mit der das Saugdrosselventil 20 zur Beeinflussung der Förderleistung der Hochdruckpumpe 24 angesteuert wird, mit AS2.
  • Der Druck im Rail 28 wird mittels des Saugdrosselventils 20 und des Drucksensors 32 durch eine geschlossene Regelstrecke auf einen Soll-Druck geregelt. Bei stationären Betriebsbedingungen, wenn also die Injektoren 30 über die Zeit eine konstante Kraftstoffmenge in die Brennräume einspritzen und der Soll-Druck im Rail 28 konstant ist, muss bei geringer Förderleistung der Vorförderpumpe 14 das Saugdrosselventil 20 stärker geöffnet sein, damit der Soll-Druck im Rail 28 aufrechterhalten wird, ist dagegen die Förderleistung der Vorförderpumpe 14 hoch, muss das Saugdrosselventil 20 entsprechend weniger geöffnet sein. Durch das Saugdrosselventil 20 kann also die Förderleistung der Hochdruckpumpe 24 beeinflusst und bspw. bei veränderlichem Druck in der Niederdruckleitung 16 und konstantem Druck und Kraftstoffabfluss im Rail 28 konstant gehalten werden. Diese Zusammenhänge werden ausgenutzt, um jenen Wert der ersten Ansteuergröße AS1 festzustellen, bei dem der Druck PND in der Niederdruckleitung 16 exakt dem Begrenzungsdruck der Druckbegrenzungseinrichtung 18 entspricht. Anhand dieses Wertepaares kann dann eine Kennlinie des ersten Ansteuersignals AS1 kalibriert werden.
  • Hierzu wird nun in 41 die erste Ansteuergröße AS1 allmählich von einem hohen Ausgangswert AS10 abgesenkt (Kurve 42 in 2). In 2 ist ein kontinuierlicher Verlauf dargestellt, möglich ist aber auch ein schrittweises Absenken der ersten Ansteuergröße AS1. Hierdurch sinkt die Förderleistung der Vorförderpumpe 14. Der in der Niederdruckleitung herrschende Druck PND fällt jedoch zunächst nur ganz leicht ab (Kurve 44 in 2), entsprechend der Öffnungskennlinie der geöffneten Druckbegrenzungseinrichtung 18. Die Öffnungskennlinie der Druckbegrenzungseinrichtung 18 ist jedoch sehr flach, der Druck PND in der Niederdruckleitung 16 ändert sich also kaum. Entsprechend kann die Mengensteuerung der Hochdruckpumpe 24 durch das Saugdrosselventil 20 im Wesentlichen unverändert bleiben, so dass auch die zweite Ansteuergröße AS2, mit der das Saugdrosselventil 20 angesteuert wird, in etwa konstant bleibt (Kurve 46 in 2). Zu einem Zeitpunkt t1 erreicht der Druck PND in der Niederdruckleitung 16 den Begrenzungsdruck PND_18 18 der Druckbegrenzungseinrichtung 18 von oben her, so dass die Druckbegrenzungseinrichtung 18 nun schließt.
  • Dies hat zur Folge, dass sich ein weiteres Absenken der Förderleistung der Vorförderpumpe 14 unmittelbar auf den in der Niederdruckleitung 16 herrschenden Druck PND auswirkt, dieser sinkt nun also ebenfalls deutlich ab. Dies muss, um den Druck im Rail 28 konstant zu halten, von der Raildruckregelung durch eine Veränderung der Mengensteuerung der Hochdruckpumpe 24 kompensiert werden, das Saugdrosselventil 20 muss also in Öffnungsrichtung betätigt werden. Dabei muss das Saugdrosselventil 20 umso stärker öffnen, je stärker der Druck PND in der Niederdruckleitung 16 absinkt, und dieser sinkt wiederum umso mehr ab, je geringer die Förderleistung der Vorförderpumpe 14 ist, entsprechend der ersten Ansteuergröße AS1. Die beginnende Betätigung des Saugdrosselventils 20 in Öffnungsrichtung führt somit zu einem Knick 49 im Verlauf 46 der zweiten Ansteuergröße AS2 zum Zeitpunkt t1.
  • Bei dem in 3 dargestellten Verfahren wird in 50 der Verlauf 42 der ersten Ansteuergröße AS1 auf das Auftreten eines solchen Knicks 49 überwacht. Liegt kein Knick vor, erfolgt ein Rücksprung vor 41, das heißt, dass die erste Ansteuergröße AS1 weiter abgesenkt wird. Wird dagegen in 50 ein Knick 49 im Verlauf 46 der zweiten Ansteuergröße AS2 beobachtet, wird in 52 ein Wertepaar aus dem erfassten Wert AS11 der ersten Ansteuergröße AS1 zum Zeitpunkt t1 und dem Begrenzungsdruck PND_18 der Druckbegrenzungseinrichtung 18 gebildet, das heißt, es wird der Wert AS11 der ersten Ansteuergröße AS1 dem Begrenzungsdruck PND_18 der Druckbegrenzungseinrichtung 18 zugeordnet. Anhand dieses Wertepaars wird in 54 eine Ansteuerkennlinie der Vorförderpumpe 14 adaptiert, und in 56 wird die korrekte Funktion der Vorförderpumpe 14 diagnostiziert. Das Verfahren endet in 58.
  • Ein alternatives Verfahren wird nun unter Bezugnahme auf 4 erläutert. Dieses unterscheidet sich von dem im Zusammenhang mit den 2 und 3 erläuterten Verfahren dadurch, dass im Schritt 40 die erste Ansteuergröße AS1, mit der die Förderleistung der Vorförderpumpe 14 beeinflusst wird, nicht auf einen maximalen Wert eingestellt wird, sondern auf einen vergleichsweise geringen Wert AS10, bei dem sichergestellt ist, dass der in der Niederdruckleitung 16 herrschende Druck unterhalb des Begrenzungsdrucks PND_18 der Druckbegrenzungseinrichtung 18 liegt. Entsprechend ist das Saugdrosselventil 20, durch welches die Förderleistung der Hochdruckpumpe 24 beeinflusst wird, eher etwas geöffnet. Im Schritt 41 wird nun die erste Ansteuergröße AS1 entweder kontinuierlich oder schrittweise angehoben (Kurve 42), wodurch auch der Druck PND in der Niederdruckleitung 16 ansteigt (Kurve 44). Aufgrund des steigenden Drucks PND in der Niederdruckleitung 16 wiederum wird das Saugdrosselventil 20 vom Regelkreis, welcher den Druck in dem Rail 28 regelt, immer mehr geschlossen, um im Rail 28 den gewünschten konstanten Druck beizubehalten.
  • Wenn der Druck PND in der Niederdruckleitung 16 den Begrenzungsdruck PND_18 der Druckbegrenzungseinrichtung 18 erreicht (Zeitpunkt t1), bleibt der Druck PND in der Niederdruckleitung 16 im Wesentlichen konstant, er steigt nur noch in geringfügigern Maße entsprechend der Öffnungskennlinie der Druckbegrenzungseinrichtung 18. Demzufolge führt die Regelung des Drucks im Rail 28 dazu, dass zur Aufrechterhaltung eines konstanten Drucks im Rail 28 eine Verstellung des Saugdrosselventils 20 nicht mehr erfolgt, die zweite Ansteuergröße AS2 (Kurve 46) ist also ab dem Zeitpunkt t1 im Wesentlichen konstant. Damit weist der Verlauf 46 der zweiten Ansteuergröße AS2 zum Zeitpunkt t1 einen Knick 49 auf, dessen Auftreten wieder in 50 in 3 überwacht werden kann.
  • Durch die erfindungsgemäßen Verfahren kann die Ansteuerkennlinie der Vorförderpumpe 14 kalibriert werden, so dass im normalen Betrieb des Kraftstoffsystems 10 mit guter Genauigkeit ein vergleichsweise geringer Druck in der Niederdruckleitung 16 eingestellt werden kann, ohne dass die Gefahr besteht, dass der Dampfdruck des Kraftstoffs unterschritten wird. Durch die niedrige Förderleistung der Vorförderpumpe 14 wird die Leistungsaufnahme der Vorförderpumpe 14 minimiert, wodurch der Kraftstoffverbrauch reduziert wird. Gleichzeitig wird auch sichergestellt, dass ein Mindestdruck, der zur Versorgung einer Saugstrahlpumpe im Kraftstoffbehälter 12 erforderlich ist, sichergestellt ist. Gewisse Maximaldrücke von Komponenten, beispielsweise eines Filters, eines Druckdämpfers, von Leitungsverbindungen etc., können ebenfalls sehr gut eingehalten werden, ohne dass die Druckbegrenzungseinrichtung 18 aktiviert werden muss.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 10158950 A1 [0002, 0002]

Claims (10)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Kraftstoffsystems (10) einer Brennkraftmaschine, bei dem der Kraftstoff von einer ersten Kraftstoffpumpe (14) auf einen ersten Druck verdichtet und über eine erste Kraftstoffleitung (16) zu einer zweiten Kraftstoffpumpe (24) gefördert wird, die den Kraftstoff auf einen zweiten Druck verdichtet, bei dem der Druck in der ersten Kraftstoffleitung (16) durch eine Druckbegrenzungseinrichtung (18) auf einen Begrenzungsdruck begrenzt wird, und bei dem die Förderleistung der ersten Kraftstoffpumpe (14) und die Förderleistung der zweiten Kraftstoffpumpe (24) variiert werden können, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende Schritte umfasst: (a) Verändern der Förderleistung der ersten Kraftstoffpumpe (14) so, dass der Druck in der ersten Kraftstoffleitung (16) den Begrenzungsdruck der Druckbegrenzungseinrichtung (18) erreicht oder verlässt, (b) Erfassen oder Ermitteln jenes Werts einer ersten Ansteuergröße, die für die Beeinflussung der Förderleistung der ersten Kraftstoffpumpe (14) verwendet wird, bei dem der Verlauf einer zweiten Ansteuergröße, die für die Beeinflussung der Förderleistung der zweiten Kraftstoffpumpe (24) verwendet wird, einen Knick aufweist, (c) Zuordnen des erfassten oder ermittelten Werts der ersten Ansteuergröße zu dem Begrenzungsdruck der Druckbegrenzungseinrichtung (18).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Begrenzungsdruck der Druckbegrenzungseinrichtung (18) und der diesem zugeordnete erfasste oder ermittelte Wert der ersten Ansteuergröße zur Adaption der Steuerung der ersten Ansteuergröße und/oder für eine Diagnose verwendet werden.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es nur während eines bestimmten, vorzugsweise stationären Betriebszustands der Brennkraftmaschine durchgeführt wird, insbesondere im Leerlauf.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es nur durchgeführt wird, wenn eine Ist-Betriebstemperatur des Kraftstoffsystems (10) und/oder der Brennkraftmaschine wenigstens in etwa einer Soll-Betriebstemperatur entspricht.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt (a) die Förderleistung von einem geringen Wert erhöht wird, und dass im Schritt (b) jener Wert der ersten Ansteuergröße erfasst oder ermittelt wird, ab dem sich die zweite Ansteuergröße nicht mehr ändert.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt (a) die Förderleistung von einem hohen Wert verringert wird, und dass im Schritt (b) jener Wert der ersten Ansteuergröße erfasst oder ermittelt wird, ab dem sich die zweite Ansteuergröße zu ändern beginnt.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kraftstoffpumpe (14) elektrisch von einem Elektromotor und die zweite Kraftstoffpumpe (24) mechanisch von der Brennkraftmaschine angetrieben werden, und dass die Förderleistung der ersten Kraftstoffpumpe (14) über die Drehzahl und die Förderleistung der zweiten Kraftstoffpumpe (24) durch eine Mengensteuereinrichtung, insbesondere ein Mengensteuerventil oder ein Saugdrosselventil (20), beeinflusst wird.
  8. Computerprogramm, dadurch gekennzeichnet, dass es zur Anwendung in einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche programmiert ist.
  9. Steuer- und/oder Regeleinrichtung (34) für eine Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Anwendung in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 programmiert ist.
  10. Brennkraftmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung (34), dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und/oder Regeleinrichtung (34) zur Anwendung in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 programmiert ist.
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