EP1154142A2 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung - Google Patents

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EP1154142A2
EP1154142A2 EP01107985A EP01107985A EP1154142A2 EP 1154142 A2 EP1154142 A2 EP 1154142A2 EP 01107985 A EP01107985 A EP 01107985A EP 01107985 A EP01107985 A EP 01107985A EP 1154142 A2 EP1154142 A2 EP 1154142A2
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EP
European Patent Office
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internal combustion
combustion engine
fuel
solenoid valve
speed
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EP01107985A
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EP1154142A3 (de
Inventor
Rainer Pfau
Michael Schueller
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2250/00—Engine control related to specific problems or objectives
    • F02D2250/31—Control of the fuel pressure

Definitions

  • the invention relates to a method for control of fuel injection into an internal combustion engine according to the preamble of claim 1 and a Device for controlling fuel injection in an internal combustion engine according to the preamble of claim 7.
  • a method and device for control of fuel injection into an internal combustion engine are known.
  • the fuel injection takes place by means of at least one solenoid valve that Controllable by a control unit via an output stage is.
  • an energy supply device in particular the on-board battery of a motor vehicle is provided.
  • the energy supply can be via an electrical Charge storage element.
  • the solenoid valve is preferably powered alternately from the energy supply device and the element.
  • the element that as Capacitor can exist, is via the electromagnetic Solenoid valve consumers again loaded.
  • the control of the solenoid valve during the opening time depends on at least an operating parameter. This can, for example the speed of the internal combustion engine.
  • a disadvantage of the known method or in the known device is that it is in certain operating situations of the internal combustion engine to an uncontrolled fuel injection can come, causing the internal combustion engine could be damaged.
  • the invention draws is particularly characterized by the fact that depending at least one operating parameter of the internal combustion engine the fuel supply pressure below one predeterminable operating value is reduced.
  • Recharging the electric charge storing Element is done by driving the electromagnetic Consumer of the solenoid valve, however, the charging current is selected so that the solenoid valve does not open yet.
  • the charging current is selected so that the solenoid valve does not open yet.
  • the fuel supply pressure below the specifiable Operating value is reduced. That is, the fuel supply pressure is reduced below a value that for the working point or the Operating situation of the internal combustion engine actually would be necessary.
  • the charging current for the element is set or selected in this way that it is within the permissible evaluation range of the Control unit of the fuel injection is located.
  • An embodiment is particularly preferred, where the operating parameter for the reduction the fuel supply pressure the voltage level the energy supply device.
  • the maximum permissible charging current is set. Nevertheless, by reducing the fuel supply pressure prevents the solenoid valve opens uncontrolled when reloading the element.
  • One embodiment is particularly preferred, in addition to the evaluation of the voltage level the energy supply facility of the Fuel supply pressure depending on the Engine speed is reduced. Especially at low engine speeds can therefore the fuel supply pressure be increased, reloading the item plays a subordinate role as a very fast reloading is not absolutely necessary is. The charging current can thus be reduced, so that the necessary for the start of the internal combustion engine Fuel supply pressure provided can be.
  • the opening control duration of the solenoid valve By the shortened opening control duration of the solenoid valve To realize the opening period in particular depending on the speed of the internal combustion engine set. At very high speeds is the time window for fuel injection dimensioned relatively short because of the high speed the crankshaft of the internal combustion engine Piston position where fuel is injected can only be available for a short period of time. With the limitation of the amount of fuel respectively the opening drive duration is thus prevents fuel against the cylinder wall splashes and therefore no longer burn cleanly could lead to engine damage.
  • the Fuel quantity depending on the reduced Fuel supply pressure and the speed of the Internal combustion engine set.
  • the amount of fuel the voltage level of the energy supply device and the speed of the internal combustion engine to limit.
  • the following is purely exemplary of one Internal combustion engine with four cylinders. Of course, lower or higher numbers of cylinders possible. Every cylinder is at least assigned a solenoid valve.
  • the internal combustion engine is in particular self-igniting, whereby the fuel supply preferably by means of so-called common rail technology can be done.
  • Figure 1 shows a device 1 for controlling the fuel injection into an internal combustion engine, not shown here.
  • the device 1 comprises a control unit 2, which controls a power output stage 3, which in each case switches the consumer current I V (FIG. 2) from electromagnetic consumers 4 from solenoid valves 5.
  • the solenoid valves 5 are used to inject fuel into the cylinders of the internal combustion engine.
  • a pump 6 For fuel supply and fuel delivery a pump 6 is provided, which consists of a Fuel tank 7 in a common supply line 8 promotes to which each of the solenoid valves 5th connected.
  • a Pressure setting means 9 provided in the supply line 8 can be arranged and over the Control unit 2 according to the desired fuel supply pressure controllable and adjustable is.
  • the pressure setting means 9 can for example, a pressure reducer or Act pressure relief device. Alternatively or in addition, the pump power can also vary become.
  • the electromagnetic consumers 4 are on the one hand via an energy supply device 10 supplyable, in particular the on-board battery of the Motor vehicle is. Also, the electromagnetic ones Consumer 4 through an electric charge storing element 11 available, in particular is designed as a capacitor 12. The energy supply the electromagnetic consumer 4 is preferably carried out alternately from the energy supply device 10 and the electric charge storage element 11.
  • the element 11 is charged via the charging circuit 13 via the electromagnetic consumers 4.
  • the electromagnetic consumer 4 is charged with a charging current I L (FIG. 2) which is below a maximum permissible opening current at which the solenoid valve 5 would open and inject fuel into the combustion chamber of the internal combustion engine.
  • a control cycle for one of the electromagnetic consumers 4 during an injection process is described below with reference to FIG. 2.
  • the electromagnetic consumer 4 is supplied with electrical energy from the element 11.
  • the voltage U C of the capacitor 12 is significantly higher than the voltage U BAT of the energy supply device 10 and can be, for example, 70 volts.
  • This high voltage U C results in a large and rapid current change during the switch-on phase E, in which the consumer current I V increases to the tightening value I A in order to be able to open the solenoid valve 5 quickly.
  • the energy supply to the consumer takes place via the energy supply device 10.
  • the consumer current I V is reduced during the tightening phase A by opening and closing the output stage 3 and raised again to the value I A , that is to say regulated.
  • a first quick-extinguishing phase S is activated, in which the consumer current I V is reduced to the holding value I H.
  • the rapid extinguishing phase S the energy stored in the electromagnetic consumer 4 is fed back into the element 11.
  • the rapid extinguishing phase S is followed by a holding phase H, during which the consumer current I V is essentially kept constant at the holding value I H by switching the output stage 3 on and off.
  • the output stage 3 is blocked.
  • a subsequent second quick-extinguishing phase S substantially reduces the consumer current I V to zero.
  • the energy stored in the consumer 4 is in turn stored back in the element 11.
  • the element 11 does not have the same state of charge as at the start of the switch-on phase E. It may therefore be necessary to fully charge element 11 again.
  • the consumer 4 is charged with a charging current I L during a charging phase L, which, however, is selected such that the solenoid valve 5 does not open.
  • the charging current I L is switched on and off during the charging phase L until the desired state of charge of the element 11 is reached, that is to say the desired capacitor voltage U C is present.
  • the charging phase L must be selected to be sufficiently short so that the element 11 can emit sufficient electrical charge when another consumer 4 is actuated .
  • an attempt will therefore be made to select the charging current I L as high as possible.
  • the voltage level of the energy supply device 10 has dropped below its target value, the current rise takes place more slowly during the charging phase L. The loading time would increase.
  • a very high charging current I V is selected at the same time in order to require as few charging sub-cycles Z as possible during the charging phase L, there is a risk that the solenoid valve 5 will open, although no fuel injection should take place. To prevent this, it is now advantageously provided to reduce the fuel supply pressure in the supply line 8.
  • the device 1 has a first evaluation device 14, to which the speed n and the magnitude of the voltage U BAT of the energy supply device 10 are supplied as input variables.
  • the speed signal n can also reproduce the speed of the internal combustion engine averaged over a time interval.
  • the first evaluation device 14 selects from a characteristic field the value for the fuel supply pressure, to which the pressure setting means can be used to reduce.
  • the pressure setting means 9 is controlled accordingly via the control unit 2 in order to be able to set the reduced fuel supply pressure in the supply line 8.
  • a second evaluation device 15 determines the maximum permissible opening control duration for the solenoid valve 5 from a characteristic field as a function of the rotational speed n of the internal combustion engine and the voltage level U BAT of the energy supply device 10. This prevents fuel from being injected into the internal combustion engine beyond a predetermined crankshaft rotation angle.
  • the control unit 2 thus limits the opening duration of the solenoid valve 5 as a function of the value determined by the second evaluation device 15. This means that the duration of the tightening phase A and the holding phase H for this operating situation of the internal combustion engine are limited to a maximum permissible value.
  • the holding and / or tightening phase can therefore be shorter than that shown in the diagram in FIG. 2.
  • the first and second evaluation devices 14 and 15 recognize this.
  • the control unit 2 is thus again informed that normal operating conditions or parameters are present and the fuel supply pressure has returned to the setpoint for the Working point or load state of the internal combustion engine can be raised and the opening duration limitation of the solenoid valve 5 can be canceled again.
  • the target fuel supply pressure in the supply line 8 can thus be set again by correspondingly controlling the pressure setting means 9.
  • the exemplary embodiment according to FIG. 3 of a device 1 differs from the exemplary embodiment according to FIG. 1 only in that the second evaluation device 15 now has the speed n of the internal combustion engine and the fuel supply pressure in line 8 as input parameters.
  • a size converter can be provided for this, which converts the mechanical variable "pressure" into a corresponding electrical variable.
  • the quantity limitation in the fuel injection is now controlled as a function of the engine speed n and the fuel supply pressure. When the voltage U BAT of the energy supply device 10 is low, the fuel supply pressure in the supply line 8 is reduced.
  • the second evaluation circuit 15 selects the maximum possible opening time of the solenoid valve 5 from the characteristic curve field depending on this pressure and the speed n and communicates this value to the control device 2, so that a maximum possible opening time of the solenoid valve 5 is not exceeded.
  • the fuel quantity limitation is also achieved.
  • the second evaluation device 15 can additionally have an evaluation input for the battery voltage U BAT .
  • the first evaluation device 14 controls the second evaluation device 15 accordingly.
  • the first evaluation device 14 could output a reset signal to the second evaluation unit 15 (shown in dashed lines) so that the latter cancels the fuel quantity limitation, that is to say the limited opening control duration of the solenoid valve 5.
  • the Control unit 2 If the fuel supply pressure is as above mentioned- reduced, this is considered an error by the Control unit 2 recognized. A corresponding message or display to the user of the motor vehicle can be spent.
  • the error detection is also necessary because of the reduced Fuel supply pressure, the exhaust behavior, in particular the exhaust gas composition, the internal combustion engine can be changed.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung in eine Brennkraftmaschine mittels zumindest eines Magnetventils, das aus einer Energieversorgungseinrichtung und einem elektrische Ladung speichernden Element versorgbar ist, das über den elektromagnetischen Verbraucher des Magnetventils nachladbar ist, wobei zumindest ein Betriebsparameter der Brennkraftmaschine erfasst wird. Es ist vorgesehen, dass in Abhängigkeit des zumindest einen Betriebsparameters der Brennkraftmaschine der Kraftstoffversorgungsdruck unter einen vorgebbaren Betriebswert reduziert wird. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung in eine Brennkraftmaschine gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung in eine Brennkraftmaschine gemäß Oberbegriff des Anspruchs 7.
Stand der Technik
Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung in eine Brennkraftmaschine sind bekannt. Die Kraftstoffeinspritzung erfolgt mittels zumindest eines Magnetventils, das über eine Endstufe von einer Steuereinheit ansteuerbar ist. Für die Versorgung des Magnetventils ist eine Energieversorgungseinrichtung, insbesondere die Bordbatterie eines Kraftfahrzeugs, vorgesehen. Außerdem kann die Energieversorgung über ein elektrische Ladung speicherndes Element erfolgen. Die Energieversorgung des Magnetventils erfolgt vorzugsweise abwechselnd aus der Energieversorgungseinrichtung und dem Element. Das Element, das als Kondensator vorliegen kann, wird über den elektromagnetischen Verbraucher des Magnetventils wieder geladen. Die Ansteuerung des Magnetventils während der Öffnungsdauer erfolgt in Abhängigkeit zumindest eines Betriebsparameters. Dieser kann beispielsweise die Drehzahl der Brennkraftmaschine sein.
Nachteilig bei dem bekannten Verfahren beziehungsweise bei der bekannten Vorrichtung ist, dass es in bestimmten Betriebssituationen der Brennkraftmaschine zu einer unkontrollierten Kraftstoffeinspritzung kommen kann, wodurch die Brennkraftmaschine Schaden nehmen könnte.
Vorteile der Erfindung
Das Verfahren mit den in Anspruch 1 genannten Merkmalen sowie die Vorrichtung gemäß Anspruch 7 bieten demgegenüber den Vorteil, dass einerseits das elektrische Ladung speichernde Element mit seinem maximal zulässigen Ladestrom geladen werden kann, wobei unkontrollierte Kraftstoffeinspritzungen dennoch sicher vermieden sind. Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass in Abhängigkeit zumindest eines Betriebsparameters der Brennkraftmaschine der Kraftstoffversorgungsdruck unter einen vorgebbaren Betriebswert reduziert wird.
Das Wiederaufladen des elektrische Ladung speichernden Elements erfolgt durch Ansteuern des elektromagnetischen Verbrauchers des Magnetventils, wobei jedoch der Ladestrom so gewählt wird, dass das Magnetventil noch nicht öffnet. Insbesondere bei niedrigen Spannungen der Energieversorgungseinrichtung in Verbindung mit einem hohen Kraftstoffversorgungsdruck könnte es also zu einem unkontrollierten Öffnen des Magnetventils kommen. Dies verhindert das erfindungsgemäße Verfahren beziehungsweise die erfindungsgemäße Vorrichtung, da der Kraftstoffversorgungsdruck unter den vorgebbaren Betriebswert reduziert wird. Das heißt, der Kraftstoffversorgungsdruck wird unter einen Wert reduziert, der für den Arbeitspunkt beziehungsweise die Betriebssituation der Brennkraftmaschine eigentlich notwendig ware. Durch die Reduzierung des Kraftstoffversorgungsdruckes kann also der Ladestrom für das Element so eingestellt beziehungsweise gewählt werden, dass er im zulässigen Auswertebereich der Steuereinheit der Kraftstoffeinspritzung liegt.
Besonders bevorzugt wird ein Ausführungsbeispiel, bei dem der Betriebsparameter für die Reduzierung des Kraftstoffversorgungsdruckes die Spannungshöhe der Energieversorgungseinrichtung ist. Insbesondere bei niedrigen Batteriespannungen wird -um eine schnelle Nachladung des Elements erreichen zu können- der maximal zulässige Ladestrom eingestellt. Dennoch wird durch die Reduzierung des Kraftstoffversorgungsdruckes verhindert, dass das Magnetventil beim Nachladen des Elements unkontrolliert öffnet. Besonders bevorzugt wird eine Ausführungsform, bei der zusätzlich neben der Auswertung der Spannungshöhe der Energieversorgungseinrichtung der Kraftstoffversorgungsdruck in Abhängigkeit der Drehzahl der Brennkraftmaschine reduziert wird. Insbesondere bei niedrigen Drehzahlen der Brennkraftmaschine kann somit der Kraftstoffversorgungsdruck erhöht werden, wobei das Nachladen des Elements eine untergeordnete Rolle spielt, da ein sehr schnelles Nachladen nicht unbedingt erforderlich ist. Der Ladestrom kann somit reduziert werden, so dass der für den Start der Brennkraftmaschine notwendige Kraftstoffversorgungsdruck bereitgestellt werden kann.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kraftstoffmenge bei der Kraftstoffeinspritzung in Abhängigkeit des Betriebsparameters der Brennkraftmaschine gegenüber einer Soll-Einspritzmenge des Kraftstoffs reduziert ist. Jede Betriebssituation beziehungsweise jeder Arbeitspunkt der Brennkraftmaschine erfordert eine bestimmte Kraftstoffmenge, die beispielsweise über die Öffnungsdauer des Magnetventils eingestellt wird. Da durch die Reduzierung des Kraftstoffversorgungsdruckes und bei gleicher Öffnungsdauer eine geringere Kraftstoffmenge zugemessen werden würde, würde die Steuereinrichtung die Öffnungsdauer des Magnetventils erhöhen, um die erforderliche Kraftstoffmenge bereitzustellen. Dadurch könnte es zu einer Kraftstoffeinspritzung außerhalb des durch die Kurbelwellenstellung vorgegebenen Zeitfensters kommen. Die erfindungsgemäße Kraftstoffmengenbe-grenzung verhindert dies jedoch zuverlässig, da die Begrenzung der Kraftstoffmenge über eine verkürzte Öffnungs-Ansteuerdauer des Magnetventils erreicht werden kann.
Um die verkürzte Öffnungs-Ansteuerdauer des Magnetventils zu realisieren, wird die Öffnungsdauer insbesondere in Abhängigkeit der Drehzahl der Brennkraftmaschine eingestellt. Bei sehr hohen Drehzahlen ist das Zeitfenster für die Kraftstoffeinspritzung relativ kurz bemessen, da durch die hohe Drehzahl der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine die Kolbenstellung, bei der Kraftstoff eingespritzt werden kann, nur für einen kurzen Zeitraum vorliegt. Mit der Begrenzung der Kraftstoffmenge beziehungsweise der Öffnungs-Ansteuerdauer wird also verhindert, dass Kraftstoff gegen die Zylinderwand spritzt und somit nicht mehr sauber verbrennen könnte, was zu einem Motorschaden führen könnte.
In besonders bevorzugter Ausführungsform wird die Kraftstoffmenge in Abhängigkeit des reduzierten Kraftstoffversorgungsdruckes und der Drehzahl der Brennkraftmaschine eingestellt. Alternativ ist es jedoch auch möglich, die Kraftstoffmenge in Abhängigkeit der Spannungshöhe der Energieversorgungseinrichtung und der Drehzahl der Brennkraftmaschine zu begrenzen.
Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Zeichnung
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1
ein erstes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung,
Figur 2
über der Zeit den Verbraucherstrom eines elektromagnetischen Verbrauchers und
Figur 3
ein zweites Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Im Folgenden wird rein beispielhaft von einer Brennkraftmaschine mit vier Zylindern ausgegangen. Selbstverständlich sind niedrigere oder höhere Zylinderzahlen möglich. Jedem Zylinder ist zumindest ein Magnetventil zugeordnet. Die Brennkraftmaschine ist insbesondere selbstzündend ausgebildet, wobei die Kraftstoffversorgung vorzugsweise mittels der sogenannten Common-Rail-Technik erfolgen kann.
Figur 1 zeigt eine Vorrichtung 1 zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung in eine hier nicht dargestellte Brennkraftmaschine. Die Vorrichtung 1 umfasst eine Steuereinheit 2, die eine Leistungsendstufe 3 ansteuert, die jeweils den Verbraucherstrom IV (Figur 2) von elektromagnetischen Verbrauchern 4 von Magnetventilen 5 schaltet. Mittels der Magnetventile 5 erfolgt die Kraftstoffeinspritzung in die Zylinder der Brennkraftmaschine.
Für die Kraftstoffversorgung beziehungsweise -förderung ist eine Pumpe 6 vorgesehen, die aus einem Kraftstofftank 7 in eine gemeinsame Versorgungsleitung 8 fördert, an die jedes der Magnetventile 5 angeschlossen ist. Um den Kraftstoffdruck in der Versorgungsleitung 8 einstellen zu können, ist ein Druckeinstellmittel 9 vorgesehen, das in der Versorgungsleitung 8 angeordnet sein kann und über die Steuereinheit 2 entsprechend dem gewünschten Kraftstoffversorgungsdruck ansteuer- und einstellbar ist. Bei dem Druckeinstellmittel 9 kann es sich beispielsweise um eine Druckminder- beziehungsweise Druckbegrenzungseinrichtung handeln. Alternativ oder zusätzlich kann auch die Pumpleistung variiert werden.
Die elektromagnetischen Verbraucher 4 sind einerseits über eine Energieversorgungseinrichtung 10 versorgbar, die insbesondere die Bordbatterie des Kraftfahrzeugs ist. Außerdem sind die elektromagnetischen Verbraucher 4 über ein elektrische Ladung speicherndes Element 11 versorgbar, das insbesondere als Kondensator 12 ausgebildet ist. Die Energieversorgung der elektromagnetischen Verbraucher 4 erfolgt vorzugsweise abwechselnd aus der Energieversorgungseinrichtung 10 und dem elektrische Ladung speichernden Element 11.
Das Element 11 wird über eine Ladeschaltung 13 über die elektromagnetischen Verbraucher 4 aufgeladen. Dazu ist vorgesehen, dass bei einer Reduzierung beziehungsweise Abschaltung des Verbraucherstroms IV durch die elektromagnetischen Verbraucher 4 die freiwerdende Energie in den Kondensator 12 umgeladen wird. Durch Verluste in den elektrischen Ansteuerleitungen und der Endstufe 3 beziehungsweise der Ladeschaltung 13 ist es jedoch notwendig, nach der Betätigung eines der Magnetventile 5 das Element 11 nachzuladen. Hierbei wird der elektromagnetische Verbraucher 4 mit einem Ladestrom IL (Figur 2) beaufschlagt, der unterhalb eines maximal zulässigen Öffnungsstroms liegt, bei dem das Magnetventil 5 öffnen und Kraftstoff in den Brennraum der Brennkraftmaschine einspritzen würde. Durch Zurücknahme oder Abschalten des Ladestroms IL wird wiederum der Kondensator 12 aufgeladen, da die im elektromagnetischen Verbraucher 4 gespeicherte Energie freigegeben und in den Kondensator 12 umgeladen wird.
Anhand von Figur 2 wird im Folgenden ein Ansteuerzyklus für einen der elektromagnetischen Verbraucher 4 während eines Einspritzvorganges beschrieben. Während der Einschaltphase E wird der elektromagnetische Verbraucher 4 aus dem Element 11 mit elektrischer Energie versorgt. Die Spannung UC des Kondensators 12 ist im Vergleich zu der Spannung UBAT der Energieversorgungseinrichtung 10 wesentlich höher und kann beispielsweise 70 Volt betragen. Durch diese hohe Spannung UC kommt es während der Einschaltphase E zu einer großen und schnellen Stromänderung, bei der der Verbraucherstrom IV auf den Anzugswert IA ansteigt, um das Magnetventil 5 schnell öffnen zu können. Am Ende der Einschaltphase E beziehungsweise am Anfang einer Anzugsphase A erfolgt die Energieversorgung des Verbraucher über die Energieversorgungseinrichtung 10. Der Verbraucherstrom IV wird während der Anzugsphase A durch Öffnen und Schließen der Endstufe 3 abgesenkt und wieder auf den Wert IA angehoben, also geregelt. Am Ende der Anzugsphase A wird eine erste Schnelllöschphase S aktiviert, bei der der Verbraucherstrom IV auf den Haltewert IH zurückgenommen wird. Während der Schnelllöschphase S wird die im elektromagnetischen Verbraucher 4 gespeicherte Energie in das Element 11 rückgespeist. An die Schnelllöschphase S schließt sich eine Haltephase H an, während der der Verbraucherstrom IV im Wesentlichen auf dem Haltewert IH durch Ein- und Ausschalten der Endstufe 3 konstant gehalten wird. Ist der Einspritzvorgang abgeschlossen, wird die Endstufe 3 gesperrt. Eine anschließende zweite Schnelllöschphase S lässt den Verbraucherstrom IV im Wesentlichen auf Null absinken. Dabei wird die im Verbraucher 4 gespeicherte Energie wiederum in das Element 11 rückgespeichert. Durch elektrische Verluste weist das Element 11 jedoch nicht denselben Ladungszustand wie beim Beginn der Einschaltphase E auf. Es kann daher notwendig sein, das Element 11 wieder voll aufzuladen. Hierzu wird während einer Ladephase L der Verbraucher 4 mit einem Ladestrom IL beaufschlagt, der jedoch so gewählt ist, dass es nicht zu einem Öffnen des Magnetventils 5 kommt. Der Ladestrom IL wird während der Ladephase L so oft ein- und ausgeschaltet, bis der gewünschte Ladezustand des Elements 11 erreicht ist, also die gewünschte Kondensatorspannung UC vorliegt.
Insbesondere bei hohen Drehzahlen n der Brennkraftmaschine oder wenn während eines Kraftstoffzumesszyklus' mehrere Einspritzvorgänge (beispielsweise für Katalysator-Heizmaßnahmen) vorgesehen sind, muss die Ladephase L ausreichend kurz gewählt sein, damit das Element 11 bei der Ansteuerung eines anderen Verbrauchers 4 genügend elektrische Ladung abgeben kann. Um das Laden des Elements 11 zu beschleunigen, wird also versucht werden, den Ladestrom IL so hoch wie möglich zu wählen. Ist in diesem Fall jedoch die Spannungshöhe der Energieversorgungseinrichtung 10 unterhalb ihres Sollwertes abgesunken, erfolgt der Stromanstieg während der Ladephase L langsamer. Die Ladezeit würde sich somit erhöhen. Wird nun gleichzeitig ein sehr hoher Ladestrom IV gewählt, um so wenig wie möglich Ladeteilzyklen Z während der Ladephase L zu benötigen, besteht die Gefahr, dass das Magnetventil 5 öffnet, obwohl keine Kraftstoffeinspritzung erfolgen soll. Um dies zu verhindern, ist nun in vorteilhafter Weise vorgesehen, den Kraftstoffversorgungsdruck in der Versorgungsleitung 8 zu reduzieren.
Um dies zu ermöglichen, weist die Vorrichtung 1 eine erste Auswerteeinrichtung 14 auf, der als Eingangsgrößen die Drehzahl n und die Höhe der Spannung UBAT der Energieversorgungseinrichtung 10 zugeführt sind. Das Drehzahlsignal n kann auch die über ein Zeitintervall gemittelte Drehzahl der Brennkraftmaschine wiedergeben. In Abhängigkeit der Drehzahl n und der Spannungshöhe der Energieversorgungseinrichtung 10 wählt die erste Auswerteeinrichtung 14 aus einem Kennlinienfeld den Wert für den Kraftstoffversorgungsdruck aus, auf den mittels des Druckeinstellmittels reduziert werden kann. Über die Steuereinheit 2 wird das Druckeinstellmittel 9 entsprechend angesteuert, um in der Versorgungsleitung 8 den reduzierten Kraftstoffversorgungsdruck einstellen zu können. Da bestimmten Betriebssituationen beziehungsweise Arbeitspunkten der Brennkraftmaschine bestimmte Kraftstoffmengen zugeordnet sind, würde nun bei einem reduzierten Kraftstoffversorgungsdruck die Öffnungsdauer des Magnetventils 5 von der Steuereinheit 2 erhöht werden, um die erforderliche Kraftstoffmenge bereitstellen zu können. Um dies zu verhindern, ist eine zweite Auswerteeinrichtung 15 vorgesehen, die in Abhängigkeit der Drehzahl n der Brennkraftmaschine und der Spannungshöhe UBAT der Energieversorgungseinrichtung 10 aus einem Kennlinienfeld die maximal zulässige Öffnungs-Ansteuerdauer für das Magnetventil 5 ermittelt. Somit wird verhindert, dass über einen vorgegebenen Kurbelwellendrehwinkel hinaus Kraftstoff in die Brennkraftmaschine eingespritzt wird. Die Steuereinheit 2 begrenzt also in Abhängigkeit des von der zweiten Auswerteeinrichtung 15 ermittelten Wertes die Öffnungsdauer des Magnetventils 5. Das heißt, dass die Dauer der Anzugsphase A und der Haltephase H für diese Betriebssituation der Brennkraftmaschine auf einen maximal zulässigen Wert begrenzt werden. Die Halte- und/oder Anzugsphase kann also kürzer sein als es im Diagramm nach Figur 2 wiedergegeben ist.
Regeneriert sich die Energieversorgungseinrichtung 10 wieder, steigt also die Spannung UBAT an, erkennen dies die erste und zweite Auswerteeinrichtung 14 und 15. An die Steuereinheit 2 wird somit wieder übermittelt, dass normale Betriebsbedingungen beziehungsweise Parameter vorliegen und der Kraftstoffversorgungsdruck wieder auf den Sollwert für den Arbeitspunkt beziehungsweise Lastzustand der Brennkraftmaschine angehoben und die Öffnungsdauerbegrenzung des Magnetventils 5 wieder aufgehoben werden kann. Durch entsprechende Ansteuerung des Drückeinstellmittels 9 kann somit der Soll-Kraftstoffversorgungsdruck in der Versorgungsleitung 8 wieder eingestellt werden.
Das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 einer Vorrichtung 1 unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel nach Figur 1 lediglich dadurch, dass die zweite Auswerteeinrichtung 15 als Eingangsparameter nunmehr die Drehzahl n der Brennkraftmaschine und den Kraftstoffversorgungsdruck in der Leitung 8 aufweist. Hierfür kann einen Größenwandler vorgesehen sein, der die mechanische Größe "Druck" in eine entsprechende elektrische Größe umsetzt. Die Mengenbegrenzung bei der Kraftstoffeinspritzung wird nunmehr in Abhängigkeit der Drehzahl n der Brennkraftmaschine und des Kraftstoffversorgungsdruckes gesteuert. Bei niedriger Spannung UBAT der Energieversorgungseinrichtung 10 wird also der Kraftstoffversorgungsdruck in der Versorgungsleitung 8 abgesenkt. Dies erkennt die zweite Auswerteschaltung 15 und wählt aus dem Kennlinienfeld in Abhängig dieses Druckes und der Drehzahl n die maximal mögliche Öffnungsdauer des Magnetventils 5 aus und teilt diesen Wert der Steuereinrichtung 2 mit, so dass eine maximal mögliche Öffnungsdauer des Magnetventils 5 nicht überschritten wird. Die Kraftstoffmengenbegrenzung wird also wie beim Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 1 nach Figur 1 ebenso erreicht.
Steigt die Batteriespannung UBAT wieder an, soll die Vorrichtung 1 nach Figur 3 beziehungsweise die Brennkraftmaschine wieder in die normale Betriebssituation überführt werden. Damit dies besonders sicher möglich ist, kann die zweite Auswerteeinrichtung 15 zusätzlich einen Auswerteeingang für die Batteriespannung UBAT aufweisen. Es könnte jedoch auch vorgesehen sein, dass die erste Auswerteeinrichtung 14 die zweite Auswerteeinrichtung 15 entsprechend ansteuert. Hierzu könnte beispielsweise die erste Auswerteeinrichtung 14 ein Resetsignal an die zweite Auswerteeinheit 15 ausgeben (gestrichelt dargestellt), damit diese die Kraftstoffmengenbegrenzung, also die begrenzte Öffnungs-Ansteuerdauer des Magnetventils 5, wieder aufhebt.
Wird der Kraftstoffversorgungsdruck -wie vorstehend erwähnt- reduziert, wird dies als Fehler von der Steuereinheit 2 erkannt. Eine entsprechende Meldung beziehungsweise Anzeige an den Benutzer des Kraftfahrzeugs kann ausgegeben werden. Die Fehlererkennung ist auch notwendig, da durch den reduzierten Kraftstoffversorgungsdruck das Abgasverhalten, insbesondere die Abgaszusammensetzung, der Brennkraftmaschine verändert sein kann.

Claims (11)

  1. Verfahren zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung in eine Brennkraftmaschine mittels zumindest eines Magnetventils, das aus einer Energieversorgungseinrichtung und einem elektrische Ladung speichernden Element versorgbar ist, das über den elektromagnetischen Verbraucher des Magnetventils nachladbar ist, wobei zumindest ein Betriebsparameter der Brennkraftmaschine erfasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit des zumindest einen Betriebsparameters der Brennkraftmaschine der Kraftstoffversorgungsdruck unter einen vorgebbaren Betriebswert reduziert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffversorgungsdruck in Abhängigkeit der Spannungshöhe (UBAT) der Energieversorgungseinrichtung (10) und vorzugsweise der Drehzahl (n) der Brennkraftmaschine reduziert wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffmenge bei der Kraftstoffeinspritzung in Abhängigkeit eines Betriebsparameters der Brennkraftmaschine gegenüber einer der aktuellen Betriebssituation der Brennkraftmaschine zugeordneten Soll-Kraftstoffmenge reduziert wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffmenge in Abhängigkeit der Drehzahl (n) der Brennkraftmaschine und vorzugsweise des reduzierten Kraftstoffversorgungsdruckes begrenzt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffmenge in Abhängigkeit der Spannungshöhe (UBAT) der Energieversorgungseinrichtung (10) und vorzugsweise der Drehzahl (n) der Brennkraftmaschine begrenzt wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzung der Kraftstoffmenge über eine verkürzte Öffnungs-Ansteuerdauer des Magnetventils (5) erreicht wird.
  7. Vorrichtung zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung in eine Brennkraftmaschine mittels zumindest eines Magnetventils, das aus einer Energieversorgungseinrichtung und einem elektrische Ladung speichernden Element versorgbar ist, wobei das Element über den Verbraucher nachladbar ist, mit einer Einrichtung zur Erfassung zumindest eines Betriebsparameters der Brennkraftmaschine, gekennzeichnet durch Mittel (2,9,14) zur Reduzierung des Kraftstoffversorgungsdruckes unter einen vorgebbaren Betriebswert in Abhängigkeit des Betriebsparameters.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine erste Auswerteeinrichtung (14) für die der Spannungshöhe (UBAT) der Energieversorgungseinrichtung (10) und vorzugsweise für die Drehzahl (n) der Brennkraftmaschine
  9. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch Mittel (2,3,15) für die Begrenzung der Kraftstoffmenge in Abhängigkeit des Betriebsparameters.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine zweite Auswerteeinrichtung (15) für die Drehzahl (n) der Brennkraftmaschine und vorzugsweise die Spannungshöhe (UBAT) der Energieversorgungseinrichtung (10).
  11. Vorrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine zweite Auswerteeinrichtung (15) für die Drehzahl (n) der Brennkraftmaschine und des Kraftstoffversorgungsdruckes.
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