DE102012214635A1

DE102012214635A1 - Verfahren zum Abbau eines Drucks

Info

Publication number: DE102012214635A1
Application number: DE201210214635
Authority: DE
Inventors: Kersten Wehmeier; Frank Mueller; Timm Hollmann; Daniel Ross; Peter Schenk
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2012-08-17
Filing date: 2012-08-17
Publication date: 2014-02-20

Abstract

Es werden ein Verfahren und eine Anordnung zum Abbau eines Drucks in einem Hochdruckkreis (14) eines Einspritzsystems (10) einer Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug beschrieben. Bei dem Verfahren wird nach Abstellen der Brennkraftmaschine ein Steuergerät (20) in einem Nachlauf ein Druckabbauventil (26) in dem Hochdruckkreis (14) angesteuert, wobei der Zeitraum des Nachlaufs in Abhängigkeit zumindest einer physikalischen Größe, die in dem Kraftfahrzeug erfasst wird, ermittelt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abbau eines Drucks in einem Hochdruckkreis eines Einspritzsystems einer Brennkraftmaschine und eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens.
Stand der Technik
In Brennkraftmaschinen werden unterschiedliche Arten von Einspritzsystemen verwendet, mit denen Kraftstoff in die Brennräume, üblicherweise die Zylinder, eingespritzt wird. So ist bspw. das Common-Rail-Einspritzsystem bekannt, das auch als Speichereinspritzsystem bezeichnet wird. Bei diesem bringt eine Hochdruckpumpe den Kraftstoff auf ein hohes Druckniveau, der dann in einem Rohrleitungssystem, dem sogenannten Rail, aufgenommen wird. Das Common-Rail-Einspritzsystem zeichnet sich durch die vollständige Trennung der Druckerzeugung vom eigentlichen Einspritzvorgang aus.
Bei Untersuchungen wurden undichte Einspritzventile durch Belagsbildung festgestellt. Diese können beim abgestellten Motor zu einem Eintrag von Kraftstoffen in den Brennraum führen. Bei bestimmten Fahrzeugen resultiert daraus unter Umständen das Nichteinhalten der Abgasgrenzwerte. Daher wird der Einsatz eines stromlos geschlossenen Druckabbauventils in Erwägung gezogen, um den Druck im Kraftstoffhochdruckkreis nach Motorstillstand gezielt abzubauen und so den Kraftstoffaustritt zu minimieren. Aufgrund der stromlos geschlossenen Ausführung des Druckabbauventils kann dieses nur bis Ende des Nachlaufs angesteuert werden. Da es durch Nachheizeffekte zu einem Druckanstieg des Kraftstoffs im Hochdruck-Rail kommt, muss der Nachlauf somit für einen applizierbaren Zeitraum, in der Größenordnung von 20 Minuten, verlängert werden, um den Druckabbau im Rail und im gesamten Hochdruckkreis sicherzustellen.
Es ist daher zu beachten, dass bekannte Druckabbauventile technisch bedingt stromlos-geschlossen realisiert sind. Daher muss zum Öffnen des Druckabbauventils bei abgestelltem Motor der Steuergerätenachlauf genutzt werden. Spätestens nach Beendigung des Nachlaufs wird das Druckabbauventil zwangsläufig geschlossen. Durch die bauartbedingte Verlegung des Rails kommt es bei heißem Motor zu einem Wärmeeintrag in das Hochdruck-Rail, das bei geschlossenem Druckabbauventil zu einem Druckanstieg führt und somit dem Zweck des Druckabbauventils entgegenwirkt.
Aus diesem Grunde wird derzeit der Nachlauf für einen motorspezifisch applizierten Zeitraum verlängert, bis der Motor soweit abgekühlt ist, dass der Druck im Hochdruckkreis nicht mehr steigt. Diese Verlängerung des Nachlaufs steht allerdings der Anforderung entgegen, den Steuergerätenachlauf für eine möglichst geringe Bordnetzbelastung kurz zu halten.
Es soll nunmehr erreicht werden, diese durch das Nachheizen bedingte Verlängerung des Nachlaufs bei Einsatz eines stromlos geschlossenen Druckabbauventils zu minimieren.
Offenbarung der Erfindung
Vor diesem Hintergrund werden ein Verfahren nach Anspruch 1 und eine Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 vorgestellt. Ausführungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung.
Das vorgestellte Verfahren kann grundsätzlich mit allen Brennkraftmaschinen durchgeführt werden, bei denen ein Druckabbauventil zum Abbau des Kraftstoffdrucks in der Kraftstoffhochdruckleitung nach Abstellen des Motors genutzt wird.
Dabei ist vorgesehen, dass nach dem Abstellen bzw. Abschalten der Brennkraftmaschine, d.h. während des Stillstands der Brennkraftmaschine, mindestens eine physikalische Größe erfasst wird. Diese mindestens eine Größe kann zum Zeitpunkt des Abstellens der Brennkraftmaschine oder während des Nachlaufs, auch mehrfach hintereinander, erfasst werden. Wobei zu unterschiedlichen Zeitpunkten immer dieselbe Größe aber auch unterschiedliche Größen erfasst werden können. Auf diese Weise können auch Gradienten der Größen bestimmt werden.
Das vorgestellte Verfahren stellt eine optimierte Verlängerung des Steuergerätenachlaufs abhängig vom Druckanstieg im Hochdruckkreis dar. Somit ist es möglich, den Steuergerätenachlauf nur so weit zu verlängern, bis kein Wärmeeintrag basierter Druckanstieg im Hochdruckkreis mehr messbar ist bzw. dieser unter einer applizierbaren Schwelle liegt.
Ein Vorteil des vorgestellten Verfahrens stellt die Verringerung der Bordnetzbelastung durch einen optimierten Steuergerätenachlauf dar. Zusätzlich kann der applikative Aufwand zur Bestimmung der Nachlaufzeiten für verschiedene Motorabstelltemperaturen entfallen.
Im Folgenden werden mögliche Ausführungen des Verfahrens zur Berechnung der optimalen Verlängerung des Nachlaufs ausgeführt. Die nachfolgende Aufzählung der Möglichkeiten ist nicht abschließend zu verstehen. Weiterhin können die genannten Maßnahmen miteinander kombiniert werden.
So kann bspw. die erforderliche Steuergerätenachlaufzeit durch eine modellbasierte Bestimmung des zu erwartenden Druckanstiegs basierend auf der bzw. den erfassten Größen, bspw. mit Hilfe der im Fahrzeug vorhandenen Temperatur und/oder anhand von Drucksignalen, ermittelt werden.
Es kann weiterhin die Verlängerung des Steuergerätenachlaufs abhängig von der Temperaturdifferenz beim Abstellen der Brennkraftmaschine in Abhängigkeit der im Einspritzsystem oder auch der im gesamten Kraftfahrzeug verfügbaren Temperaturen vorgenommen werden. Im Idealfall wird der Nachlauf abhängig von der Differenz von Motor- und Kraftstofftemperatur verlängert.
Außerdem kann der Druckgradient während der Nachlaufzeit, in der das Druckabbauventil nicht angesteuert, d. h. geschlossen, ist, ermittelt werden. Das Druckabbauventil muss dazu zyklisch oder druckbasiert geöffnet und geschlossen werden. Bei geöffnetem Druckabbauventil wird der Nachlauf verlängert. Sobald das Druckabbauventil geschlossen wird, wird der Druckanstieg gemessen. Unterschreitet der Druckgradient eine applizierbare Schwelle, wird die Nachlaufverlängerung beendet.
Als weitere Möglichkeit ist vorgesehen, den Druckgradienten während der Nachlaufzeit, in der das Druckabbauventil nicht angesteuert, d. h. geschlossen, ist, zu ermitteln. Das Druckabbauventil muss dazu druckbasiert geöffnet und geschlossen werden. Bei geöffnetem Druckabbauventil wird der Nachlauf verlängert. Sobald das Druckabbauventil geschlossen wird, wird die Dauer dieses Zustands gemessen. Ist das Druckabbauventil länger als ein applizierbarer Zeitraum geschlossen, wird die Nachlaufverlängerung beendet.
Der Berechnungsalgorithmus einer Regelung kann in einem Computerprogramm implementiert und in einem Speichermedium gespeichert sein. Dieses Computerprogramm ist beispielsweise auf einem elektrischen Speichermedium für ein Steuergerät einer Brennkraftmaschine gespeichert.
Das vorgestellte Verfahren kann in allen Fahrzeugen eingesetzt werden, die über ein Druckabbauventil und einen Drucksensor im Kraftstoffhochdruckkreis verfügen.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend 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.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
1 zeigt eine Ausführung einer Anordnung zur Durchführung des Verfahrens.
Ausführungsformen der Erfindung
Die Erfindung ist anhand einer Ausführungsform in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.
In 1 ist ein Einspritzsystem 10 mit einem Niederdruckkreis 12 und einem Hochdruckkreis 14 sowie eine Anordnung 16 zum Abbau des Drucks in dem Hochdruckkreis 14 wiedergegeben. Weiterhin zeigt die Darstellung einen Tank 18, ein Steuergerät 20, eine Niederdruckpumpe 22, eine Hochdruckpumpe 24, ein Druckabbauventil 26, ein Rail 30 mit einem Druckregelventil 32, eine Einspritzdüse 34 und einen Brennraum 36. Die Darstellung zeigt der Verständlichkeit wegen nur eine Einspritzdüse 34 und einen Brennraum 36.
Kraftstoff aus dem Tank 18 wird mit der Niederdruckpumpe 22 zunächst auf ein niedriges Druckniveau und anschließend durch die Hochdruckpumpe 24 auf ein hohes Druckniveau gebracht. Dieser unter hohem Druck stehende Kraftstoff wird im Rail 30 gespeichert, wobei das Druckregelventil 32 zusammen mit einer Regelung den Druck im Rail 30 reguliert. Zur Regelung und/oder Steuerung der Abläufe ist das Steuergerät 20 vorgesehen.
Nach Abstellen der Brennkraftmaschine kann es nunmehr im Hochdruckkreis 14 zu einem Druckanstieg kommen. Zum Abbau des Drucks kann grundsätzlich das Druckabbauventil 26 verwendet werden, das über eine Rücklaufleitung 40 mit dem Tank 18 verbunden ist. Es ist aber zu beachten, dass das Steuergerät 20 standardmäßig nach Motorabstellen bzw. bei Motorstillstand ebenfalls abgeschaltet ist und das Druckabbauventil 26 nicht mehr ansteuert. Dieses schließt, wenn es stromlos ist, was zur Folge hat, dass der Druck im Hochdruckkreis 14 nicht mehr abgebaut werden kann.
Deswegen ist vorgesehen, das Steuergerät 20 noch einen bestimmten Zeitraum zu betreiben, in dem dann u.a. der Druck abgebaut werden kann. Dieser Zeitraum wird als Nachlauf bezeichnet. Bei dem vorgestellten Verfahren wird nunmehr kein fester Wert für die Dauer dieses Nachlaufs eingestellt, sondern dieser Zeitraum in Abhängigkeit erfasster physikalischer Größen ermittelt. Dies können Größen sein, die zum Zeitpunkt des Motorstillstands bzw. kurz danach oder irgendwann im Laufe des Nachlaufs, auch mehrfach hintereinander, erfasst werden. In Abhängigkeit dieser Größen wird dann der Zeitraum für den Nachlauf bestimmt. Nach Ablauf dieses Zeitraums wird der Nachlauf beendet. Selbstverständlich kann es möglich sein, einen einmal bestimmten Zeitraum für den Nachlauf durch Auswerten zu einem späteren Zeitpunkt erfasster Größen zu evaluieren und ggf. anzupassen. Werden unterschiedliche physikalische Größen erfasst, ggf. auch zu einem Zeitpunkt, so können diese unterschiedlich gewichtet bei der Bestimmung der Nachlaufzeit berücksichtigt werden.
Als physikalische Größen, die Eingangsgrößen für das Steuergerät 20 darstellen, kommen bspw. eine Temperatur oder ein Druck in Betracht. Dabei können diese Größen in der Brennkraftmaschine, in dessen Anbauteilen bzw. Peripherie, wie bspw. der Kühlung, im Verbrennungstrakt, im Einspritzsystem 10, im Zündsystem oder an anderer Stelle im Kraftfahrzeug erfasst werden.

Claims

Verfahren zum Abbau eines Drucks in einem Hochdruckkreis (14) eines Einspritzsystems (10) einer Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug, bei dem nach Abstellen der Brennkraftmaschine ein Steuergerät (20) in einem Nachlauf ein Druckabbauventil (26) in dem Hochdruckkreis (14) ansteuert, wobei der Zeitraum des Nachlaufs in Abhängigkeit zumindest einer physikalischen Größe, die in dem Kraftfahrzeug erfasst wird, ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem wenigstens eine der mindestens einen physikalischen Größe zum Zeitpunkt des Abstellens der Brennkraftmaschine erfasst wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem wenigstens eine der mindestens einen physikalischen Größe während des Nachlaufs erfasst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem als wenigstens eine der mindestens einen physikalischen Größe eine Temperatur erfasst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem als wenigstens eine der mindestens einen physikalischen Größe ein Druck erfasst wird.
Verfahren nach Anspruch 5, bei dem ein Druckgradient im Nachlauf ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem das Druckabbauventil (26) im Nachlauf zyklisch und/oder druckbasiert geöffnet und geschlossen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem der Zeitraum des Nachlaufs durch eine modellbasierte Bestimmung eines zu erwartenden Druckanstiegs basierend auf der mindestens einen physikalischen Größe ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, bei dem ein Druckanstieg gemessen wird, sobald das Druckabbauventil (26) geschlossen wird.
Anordnung zum Abbau eines Drucks in einem Hochdruckkreis (14) eines Einspritzsystems (10) einer Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, mit einem Druckabbauventil (26), das im Hochdruckkreis (14) vorgesehen ist, und einem Steuergerät (20), das mindestens eine physikalische Größe erfasst und in Abhängigkeit der mindestens einen Größe einen Zeitraum für einen Nachlauf, in dem nach Abstellen der Brennkraftmaschine mit dem Druckabbauventil (26) im Hochdruckkreis (14) Druck abgebaut wird, ermittelt.