DE102010028910A1 - A method of providing a rail pressure sufficient to restart a common rail engine - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bereitstellen eines für ein Wiederanlassen einer Common-Rail-Brennkraftmaschine ausreichenden Raildrucks, wobei die Brennkraftmaschine in einem Start/Stopp-Betrieb betrieben wird, in dem die Brennkraftmaschine auf eine Stopp-Anforderung (t0) hin abgestellt und auf eine danach folgende Start-Anforderung hin wiederangelassen wird, wobei nach einer) der Brennkraftmaschine der Raildruck (p) durch Zuführen von Kraftstoff über einen Regeldruckwert (pR) hinaus erhöht wird.The present invention relates to a method for providing a rail pressure sufficient for restarting a common rail internal combustion engine, the internal combustion engine being operated in a start / stop mode in which the internal combustion engine is switched off and on in response to a stop request (t0) a subsequent start request is restarted, the rail pressure (p) being increased beyond a control pressure value (pR) by supplying fuel after one of the internal combustion engines.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bereitstellen eines für ein Wiederanlassen einer Common-Rail-Brennkraftmaschine ausreichenden Drucks in einem Common Rail.The present invention relates to a method for providing a sufficient pressure in a common rail for restarting a common rail internal combustion engine.
Stand der TechnikState of the art
Moderne Brennkraftmaschinen sind häufig mit einer sogenannten Start/Stopp-Automatik ausgestattet. Bei einer solchen Start/Stopp-Automatik ist vorgesehen, dass abhängig von bestimmten Bedingungen die Brennkraftmaschine automatisch abgeschaltet wird. Üblicherweise erfolgt dies, wenn das Fahrzeug zum Stillstand kommt. Sobald der Fahrer weiterfahren will und dies durch die Betätigung eines Bedienelements, wie beispielweise des Gas- oder Kupplungspedals, anzeigt, startet die Brennkraftmaschine selbständig. Dies wird im Rahmen dieser Erfindung als Wiederanlassen bezeichnet.Modern internal combustion engines are often equipped with a so-called start / stop automatic. In such an automatic start / stop system, it is provided that, depending on certain conditions, the internal combustion engine is automatically switched off. This usually happens when the vehicle comes to a standstill. As soon as the driver wants to continue and this by the operation of a control element, such as the gas or clutch pedal indicates, the internal combustion engine starts automatically. This is referred to as restarting in the context of this invention.
Wird bei einer Brennkraftmaschine, die mit einer solchen Start/Stopp-Automatik ausgestattet ist, der Raildruck beim Abschalten der Brennkraftmaschine abgebaut, so verzögert sich der Neustart der Brennkraftmaschine unter Umständen erheblich. Des weiteren werden die hydraulischen Komponenten stark belastet. Die
Wiederanlassen der Raildruck sicher oberhalb jenes Drucks liegt, bei dem die Einspritzfreigabe erfolgt (üblicherweise ca. 120 bar). In der Folge kann beim Wiederanlassen sofort eingespritzt werden, ohne dass zuvor Druck im Rail aufgebaut werden müsste und dafür Startzeit verlorenginge. Besonders vorteilhaft kann dies bei Systemen eingesetzt werden, bei denen der Injektor keine Leckagespalte aufweist.Restart the rail pressure safely above the pressure at which the injection release takes place (usually approx. 120 bar). As a result, can be injected immediately when restarting without pressure before the rail would have to be built and lost start time. This can be used particularly advantageously in systems in which the injector has no leakage gaps.
Allerdings können bei den eingesetzten Injektoren in der Praxis mehr oder weniger große Leckagen vorhanden sein, die im Stillstand zu einem unerwünscht schnellen Druckabbau führen. Dies gilt insbesondere für ältere Injektoren, bei denen durch Partikel im Kraftstoff leichte Beschädigungen am Dichtsitz des Ventils entstanden sein können, welche dann wiederum zu unerwünschter (Schwitz)Leckage und unerwünscht schnellem Druckabbau im Stillstand führen.However, the injectors used in practice more or less large leaks may be present that lead to an undesirably rapid pressure reduction at standstill. This is especially true for older injectors in which slight damage to the sealing seat of the valve may have been caused by particles in the fuel, which in turn lead to undesirable (sweat) leakage and undesirably rapid pressure reduction at standstill.
Es ist daher wünschenswert, insbesondere auch bei leckagebehafteten Injektoren einen zum Wiederanlassen notwendigen Druck beim Start/Stopp-Betrieb zur Verfügung zu haben.It is therefore desirable, in particular for leakage-laden injectors, to have a pressure required for restarting during start / stop operation available.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.According to the invention, a method with the features of claim 1 is proposed. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims and the following description.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Die Erfindung bedient sich der Erkenntnis, dass in einem Start/Stopp-Betrieb ein ausreichender Raildruck über eine längere Zeit aufrechterhalten werden kann, wenn der Raildruck kurz vor dem Motorstillstand auf einen ersten Solldruck erhöht wird. Dies erfolgt zweckmäßigerweise dadurch, dass der Raildruck-Regelkreis aufgetrennt und in einem bestimmten gesteuerten Modus betrieben wird. Dieser gesteuerte Modus zeichnet sich bspw. dadurch aus, dass im Falle einer saugseitig vor der Hochdruckpumpe angebrachten Zumesseinheit diese in ihren voll geöffneten Zustand gebracht wird und dass bei Vorhandensein eines hochdruckseitigen Druckregelventils dieses in seinen vollständig geschlossenen Zustand gebracht wird. Alternativ können diese Stelleingriffe auch bei geschlossenem Raildruckregelkreis bspw. durch deutliches Anheben des Raildrucksollwerts über den Regeldruck hinaus ausgelöst werden. In der Folge wird während der Restlaufzeit des Motors bis zum Motorstillstand die Hochdruckpumpe auf Vollförderung gestellt, so dass die von der Pumpe noch ins Rail geförderte Kraftstoffmenge einen zusätzlichen Druckaufbau im Rail bewirkt. Somit liegt der Raildruck zu Beginn des Motorstillstands (Stopp-Phase) erheblich über dem Regeldruck (bspw. Leerlauf-Solldruck). In der Folge wird insbesondere bei Systemexemplaren mit Leckage die Zeitdauer, innerhalb derer der Raildruck oberhalb des Einspritzfreigabedrucks verbleibt, erheblich verlängert und so die Wahrscheinlichkeit, dass beim Wiederstart bzw. Wiederanlassen zusätzliche Zeit für den Druckaufbau im Rail benötigt wird, erheblich reduziert. Es ist ein sehr schneller Wiederstart der Brennkraftmaschine im Start/Stopp-Betrieb möglich. Außerdem werden durch den eingesparten Druckabbau-/-aufbauzyklus die hydraulischen Komponenten deutlich weniger belastet. Das Zeitintervall, innerhalb dessen der Raildruck oberhalb des Einspritzfreigabedrucks für Wiederstart liegt, verlängert sich erheblich und im Wesentlichen um jene Zeitdauer, die der Raildruck nun benötigt, um von dem überhöhten Startwert zurück auf den Leerlauf-Solldruck abzusinken.The invention makes use of the knowledge that in a start / stop operation, a sufficient rail pressure can be maintained over a longer time, when the rail pressure is increased shortly before the engine stoppage to a first target pressure. This is expediently carried out in that the rail pressure control loop is separated and operated in a specific controlled mode. This controlled mode is characterized, for example, by the fact that in the case of a suction unit mounted in front of the high-pressure pump metering unit is brought to its fully open state and that in the presence of a high-pressure side pressure control valve this is brought into its fully closed state. Alternatively, these control interventions can be triggered, for example, even when the rail pressure control loop is closed, by significantly raising the rail pressure setpoint beyond the control pressure. As a result, during the remaining running time of the engine until the engine is stopped, the high-pressure pump is set to full delivery, so that the amount of fuel delivered by the pump into the rail causes an additional build-up of pressure in the rail. Thus, the rail pressure at the beginning of engine standstill (stop phase) is considerably higher than the control pressure (eg idling setpoint pressure). As a result, the time period within which the rail pressure remains above the injection release pressure is significantly extended, and thus the probability that additional time is required for the pressure build-up in the rail when restarting or restarting, especially for system instances with leakage significantly reduced. It is a very fast restart of the engine in start / stop operation possible. In addition, the hydraulic components are significantly less stressed by the reduced pressure reduction / build-up cycle. The time interval within which the rail pressure is above the re-start injection enable pressure significantly increases, and substantially, by the amount of time the rail pressure now takes to decay from the overboost back to the idle setpoint pressure.
Die Erfindung entfaltet bei hochdruckseitig öffnenden Injektoren besondere Vorteile. Sind die für die Schwitzleckage ggf. verantwortlichen Schaltventile der Injektoren nach innen öffnend ausgeführt, können ggf. vorhandene Schwitzleckagespalte am Sitz bei höherem Raildruck durch die erhöhte Schließkraft des Ventils verkleinert oder ganz geschlossen werden.The invention develops particular advantages in high-pressure injectors opening. Are the possibly responsible for the Schwitzleckage switching valves of the injectors inwardly opening, possibly existing Schwitzleckagespalte the seat at higher rail pressure can be reduced by the increased closing force of the valve or completely closed.
Die Druckerhöhung beginnt vorteilhafterweise, nachdem die letzte Einspritzung vor dem Abstellen der Brennkraftmaschine stattgefunden hat. Es handelt sich hierbei um einen besonders günstigen Zeitpunkt, um die Funktionalität der Brennkraftmaschine vor dem Abstellen aufrechtzuerhalten und nach dem Abstellen möglichst viel Zeit für den Druckaufbau zur Verfügung zu haben.The pressure increase advantageously begins after the last injection has taken place before the engine is switched off. This is a particularly convenient time to maintain the functionality of the internal combustion engine before stopping and to have as much time for the pressure build-up after stopping.
Wenn der Druckverlauf im Stillstand zeigt, dass keine nennenswerte Leckage vorliegt, kann die Drucküberhöhung reduziert oder ganz unterdrückt werden. Aus dem Druckverlauf im Stillstand kann auf die Höhe der Leckage geschlossen werden. In Abhängigkeit hiervon kann bei der Variante mit erhöhtem Raildrucksollwert die Höhe der Sollwerterhöhung angepasst werden. Im Falle eines rein gesteuerten Eingriffs kann ebenfalls in Abhängigkeit von der Höhe der Leckage bei Erreichen eines bestimmten Grenzdrucks ein weiterer Druckanstieg unterbunden werden, z. B. durch Schließen der Zumesseinheit vor der Pumpe oder durch Einstellen eines definierten, vom Sollwert des zu erreichenden Drucks abhängigen Stromwerts an einem hochdruckseitig angebrachten Druckregelventil.If the pressure curve at standstill shows that there is no appreciable leakage, the pressure increase can be reduced or completely suppressed. From the pressure curve at standstill can be concluded that the height of the leakage. Depending on this, the height of the setpoint increase can be adjusted in the variant with increased rail pressure setpoint. In the case of a purely controlled intervention can also be prevented depending on the height of the leak when reaching a certain limit pressure, a further increase in pressure, z. B. by closing the metering unit in front of the pump or by setting a defined, dependent on the target value of the pressure to be reached current value to a high-pressure side mounted pressure control valve.
Eine erfindungsgemäße Recheneinheit, z. B. ein Steuergerät eines Kraftfahrzeugs, ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, eine Common-Rail-Brennkraftmaschine gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren anzusteuern.An arithmetic unit according to the invention, for. As a control device of a motor vehicle is, in particular programmatically, adapted to control a common rail internal combustion engine according to a method according to the invention.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the description and the accompanying drawings.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination indicated, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.
Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.The invention is illustrated schematically with reference to an embodiment in the drawing and will be described in detail below with reference to the drawing.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Ausführungsform(en) der ErfindungEmbodiment (s) of the invention
Ein typisches Common-Rail-System wird anhand
Das Kraftstoffeinspritzsystem umfasst einen Kraftstofftank
Ein System von Rücklaufleitungen
Das gesamte Common-Rail-Einspritzsystem
In
Ein Raildruckverlauf gemäß dem Stand der Technik ist mit
Zum Zeitpunkt t0 erfolgt die Stopp-Anforderung und es findet die letzte Einspritzung vor dem Stillstand der Brennkraftmaschine statt. Der Stillstand wird zum Zeitpunkt t1 erreicht. Ausgehend hiervon sinkt der Raildruck in Abhängigkeit von der Größe einer gegebenenfalls vorhandenen Leckage ab, bis er zu einem Zeitpunkt t2 unter den Einspritzfreigabedruck sinkt, sodass ab diesem Zeitpunkt kein direktes Wiederanlassen mehr möglich ist. Vielmehr müsste nun für das Wiederanlassen zunächst der Raildruck erhöht werden (nicht gezeigt), was eine gewisse Zeit erfordert und damit zu Komforteinbußen führt und darüber hinaus die hydraulischen Systeme der Brennkraftmaschine belastet.At time t 0 , the stop request takes place and the last injection takes place before the engine stops. The standstill is reached at time t 1 . Based on this, the rail pressure decreases depending on the size of any existing leakage until it drops below the injection release pressure at a time t 2 , so that from this point on no direct restarting is possible. Rather, the rail pressure would now have to be increased (not shown) for restarting, which requires a certain amount of time and thus leads to a loss of comfort and, moreover, loads the hydraulic systems of the internal combustion engine.
In Ausgestaltung der Erfindung, wie durch den Graphen
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Erhöhung des Raildrucks gesteuert oder geregelt werden. Ist bspw. erwünscht, dass nach einer vorgebbaren Zeitspanne T noch mindestens ein zweiter Solldruck p2 herrscht, wird in diesem Fall die Zeitspanne T nach einer ersten Stopp-Anforderung, d. h. in diesem Fall bspw. zum Zeitpunkt t4, der Raildruck p(t4) gemessen und mit dem zweiten Solldruck p2 verglichen. Aus der Differenz p2 – p(t4) und dem Soll-Druck p1 bei dieser ersten Stopp-Anforderung kann ein neu vorzugebender Soll-Druck p1' bestimmt werden gemäß p1' = p1 + (p2 – p(t4)), der als Soll-Druck für nachfolgende Druckerhöhungsvorgänge dient. Auf diese Weise kann bei nachfolgenden Druckerhöhungsvorgängen nach dem Verstreichen der Zeitspanne T noch der erwünschte Soll-Druck p2 bereit gestellt werden.According to a further preferred embodiment of the invention, the increase in the rail pressure can be controlled or regulated. If, for example, it is desired that at least one second setpoint pressure p 2 still prevail after a predefinable period of time T, in this case the time interval T after a first stop request, ie, in this case, at time t 4 , the rail pressure p (t 4 ) and compared with the second setpoint pressure p 2 . From the difference p 2 -p (t 4 ) and the desired pressure p 1 in this first stop request, a newly set target pressure p 1 'can be determined according to p 1 ' = p 1 + (p 2 -p ( t 4 )), which serves as a target pressure for subsequent pressure increasing operations. In this way, in subsequent pressure increasing operations after the lapse of the period T nor the desired desired pressure p 2 can be provided.
Wenn auch die Druckabnahme der Raildruckverläufe
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann somit ein für ein Wiederanlassen der Brennkraftmaschine im Start/Stopp-Betrieb ausreichender Raildruck über längere Zeiträume hin aufrechterhalten werden und damit insbesondere zu Zeitpunkten bereitgestellt werden, zu denen im Stand der Technik der Einspritzfreigabedruck bereits unterschritten ist. Bei beiden Ausgestaltungen gemäß
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R005 | Application deemed withdrawn due to failure to request examination |