WO2006084518A1 - Verfahren zum start einer brennkraftmaschine - Google Patents

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WO2006084518A1
WO2006084518A1 PCT/EP2005/056653 EP2005056653W WO2006084518A1 WO 2006084518 A1 WO2006084518 A1 WO 2006084518A1 EP 2005056653 W EP2005056653 W EP 2005056653W WO 2006084518 A1 WO2006084518 A1 WO 2006084518A1
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WO
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fuel
internal combustion
combustion engine
injection
ignition
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Application number
PCT/EP2005/056653
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English (en)
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Matthias Philipp
Jens Wolber
Ruediger Weiss
Christian Koehler
Jens Botte
Matthias Walz
Tobias Leutwein
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Robert Bosch Gmbh
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/06—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up
    • F02D41/062—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for starting
    • F02D41/064—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for starting at cold start
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/047—Taking into account fuel evaporation or wall wetting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D37/00—Non-electrical conjoint control of two or more functions of engines, not otherwise provided for
    • F02D37/02—Non-electrical conjoint control of two or more functions of engines, not otherwise provided for one of the functions being ignition

Definitions

  • the invention is based on a method for operating an internal combustion engine with a direct fuel injection according to the preamble of the independent claim.
  • the present invention also provides a device for direct fuel injection and a control device for applying the method according to the invention.
  • injection nozzles for high-pressure injections have a small cross-section, as a result of which the maximum amount of fuel that can be injected is greatly restricted compared with low-pressure systems.
  • DE 100 56 863 discloses a method for port injection of fuel during the starting phase of an internal combustion engine, in which so-called pre-injectors are arranged according to a specific strategy in order to build up a wall film in the cylinders and at the same time provide an ignitable mixture for the first combustion Suction tube are discontinued.
  • the fuel quantities of the pre-injection are chosen differently depending on the expected fillings of the respective cylinders.
  • the inventive method with the features of the independent claim has the advantage that before a start in the presence of a start request, the ignition and the direct fuel injection are operated with Vorstartparameter.
  • This procedure is advantageous, in particular, in injection systems with high system pressures and small cross sections of the high-pressure injection valves, since startup measures, which facilitate a subsequent start of the internal combustion engine, are initiated, especially at low temperatures.
  • this approach has the advantage that the injection can be carried out with the respectively available and possible fuel pressure without, for example, having to wait for a higher fuel pressure, which would possibly have to be generated by a second fuel pump.
  • the pre-start parameters for the ignition are selected such that no or substantially no combustion of a fuel located in the combustion chamber takes place. This has the advantage that during a pre-injection in a starting internal combustion engine, ie when the starter causes the crankshaft to move, the injected fuel can not ignite in an uncontrolled manner through a typically already in operation ignition.
  • the start of the internal combustion engine is not initiated until a fuel pressure has exceeded a pressure threshold value. So the start is not in a low pressure area, but as a high pressure start.
  • the pre-start parameters for direct fuel injection are selected such that, independently of detection of the working cycles of the cylinders, fuel is injected into at least one of the combustion chambers of the internal combustion engine.
  • the second fuel pressure in particular a high pressure
  • Actuating the ignition key is already a sufficient first fuel pressure is available.
  • a device for direct fuel injection is provided with a first and second fuel pump, wherein the
  • Fuel pumps each generate a first and second fuel pressure, and with at least one injection valve per cylinder, wherein a control device in the presence of a start request, the injection valves actuated such that fuel simultaneously enters all the combustion chambers of the internal combustion engine.
  • FIG. 1 shows schematically a device for direct fuel injection.
  • the method according to the invention is applicable both to low-pressure fuel supply systems and to high-pressure fuel supply systems, wherein the fuel supply systems comprise at least one fuel pump which can be operated independently of the operating state of the internal combustion engine. It is known that at low ambient temperatures and a correspondingly cooled internal combustion engine, the fuel injected at the start condenses to a large extent on the surfaces in the combustion chamber. 30 0 C up to 16 times more fuel than needed for operation in the full load - For example, for a start with.
  • the invention is based on the idea of injecting the additional amount of fuel required during a startup - for example due to low temperatures - before starting the internal combustion engine.
  • FIG. 1 shows by way of example a device 1 for direct fuel injection
  • the device 1 has a first fuel pump 10 with which fuel is pumped from a fuel tank 50 in the direction of a second fuel pump 20.
  • the first fuel pump 10 is adapted to generate a low pressure.
  • the second fuel pump 20 delivers the fuel into a pressure accumulator 30 and increases the low pressure provided by the first fuel pump 10 to a high pressure.
  • the pressure accumulator 30, often referred to as rail or common rail, in turn, is connected to four injection valves 40.
  • the fuel supply device illustrated in FIG. 1 is used in the present example to supply the injection valves 40 of a four-cylinder internal combustion engine with sufficient fuel and necessary fuel pressure, so that reliable injection and reliable operation of the internal combustion engine is ensured.
  • the first fuel pump 10 is preferably designed as an electric fuel pump.
  • the second fuel pump can also be configured to be electrically operable, it is predominantly coupled directly to the crankshaft or another shaft of the internal combustion engine, so that no additional pressure is built up by the second fuel pump 20 when the internal combustion engine is at a standstill.
  • the invention it is provided to distinguish between a pre-start and a start phase.
  • a start of the internal combustion engine at least the ignition and also the direct fuel injection are operated with typical starting parameters.
  • the star parameters are usually chosen so that the internal combustion engine reaches an idling speed in a short time. It is during a pre-launch phase before the start It is intended to operate the ignition and injection device with pre-start parameters adapted to the respective start condition.
  • the pre-start phase preferably begins when a start request is present, for example by pressing the ignition key and selecting the ignition position.
  • a start request for example by pressing the ignition key and selecting the ignition position.
  • other conditions are conceivable through which a start request and thus a start of the pre-start phase can be triggered.
  • start request it is first checked which starting conditions are present. Depending on the starting conditions, for example hot start, cold start, etc., there are different starting conditions
  • Provide fuel quantities for the start For example, it may be provided to inject only small amounts in advance during a warm start or to completely dispense with a pre-injection.
  • a cold start for example, based on the engine temperature, ambient temperature, etc.
  • an injection quantity or injection strategy for the pre-start phase and possibly also for the start of the internal combustion engine can be determined.
  • the parameters selected as a function of the starting conditions form the pre-start parameters. These parameters can, for example, be stored in a map and / or determined on the basis of detected state or operating variables.
  • the ignition of the internal combustion engine with suitable pre-start parameters.
  • it is intended to operate the ignition in the pre-start phase so that the introduced fuel does not ignite.
  • this can take place in that the ignition is not operated in the pre-start phase or, on the other hand, that the ignition is operated in such a way that a generated spark does not typically ignite the fuel and thus no combustion is initiated. This can be achieved for example by the ignition angle is shifted significantly late, possibly even to the exhaust stroke of the cylinder.
  • the first fuel pump 10 is operated to build up a pressure in the fuel system and in particular in the pressure accumulator 30 and the injection valves 40.
  • the existing pressure at least at least one cylinder - but preferably each cylinder - filled with a certain amount of fuel and then started the engine.
  • this injection can be carried out before the start request.
  • a door contact switch can be used.
  • a fuel pressure in the pressure accumulator 30 with a first fuel pump. This can be done, for example, in the presence of a start request with the start of the start phase, ie with switching on the ignition or even before the start of the starting phase, for example, already when opening the vehicle door by a contact switch.
  • a start request with the start of the start phase ie with switching on the ignition or even before the start of the starting phase, for example, already when opening the vehicle door by a contact switch.
  • other times and / or triggering mechanisms for starting up the first fuel pump are also conceivable.
  • a defined injection quantity with the available fuel pressure is injected into at least one possibly in each cylinder of the internal combustion engine without an ignition being initiated or an ignition igniting the fuel. Then, the start of the internal combustion engine with typical starting parameters, for example, with start parameters for a high-pressure start.
  • the ignition in the pre-start phase may be set such that at least part of the injected fuel burns.
  • a combustion preferably takes place in such a way that substantially no torque is generated and the heat of combustion heats the internal combustion engine.
  • it can be provided by means of multiple injections, a part of the injected fuel for a first combustion and another part for the wetting of the
  • the operator waits whether the fuel pressure has exceeded a pressure threshold value necessary for a high-pressure start.
  • This pre-injection significantly reduces the amount of fuel needed during take-off.
  • the amount of fuel is injected, which condenses for a present operating state typically to the combustion chamber walls, so that for the injections during the
  • pilot injection so that one part is injected before starting and another part when starting the internal combustion engine. Further divisions of the fuel quantities or multiple injections are conceivable.
  • a pre-injection according to the invention has the advantage that any existing in the accumulator or in the fuel system air or air bubbles from the
  • Fuel system are blown out with the pre-injection.
  • the fuel system is free of bubbles and the pressure build-up is much faster, especially in high-pressure systems, since no residual air has to be compressed.
  • a second fuel pump is generally dispensed with, so that the pressure is built up solely by a first fuel pump.
  • the pre-injection then takes place in a corresponding manner, but at the start then no further fuel pump is connected.
  • a further fuel pressure increase during startup or during operation is conceivable.
  • the fuel injection system in particular the injection nozzles and fuel pump / pumps, for the maximum fuel delivery required for operation at full load.
  • the additional fuel requirements are then made available in the starting phase by the procedure according to the invention.
  • it can be provided to determine the pressure in the pressure accumulator 30 at least during the starting phase and to measure the duration of the injection on the basis of the existing pressure. It can also be provided to start with the pre-injection only from the presence of a certain fuel pressure.
  • the first fuel pump may be provided to operate the first fuel pump for a certain duration, it being assumed after this period, even without determination of the fuel pressure, that a sufficient fuel pressure is present, in which case an inventive preliminary injection takes place.
  • the pre-start phase does not begin until the fuel pressure exceeds a minimum pressure or a first threshold value.
  • the position of the cylinders and the corresponding power strokes are already known at standstill or after a low crankshaft rotation of the internal combustion engine - for example via absolute angle sensor on the crankshaft or camshaft - it may be provided to inject fuel in advance in only one or two combustion chambers, in which / where during the subsequent start of the internal combustion engine, first a Zün- fertilg.
  • the position of the crankshaft at the start can, for example, also be known if the last position of the crankshaft is held after the engine has been switched off. However, it should be ensured that thereafter the angular position of the crankshaft changes only insignificantly.
  • provision may be made for an advance injection quantity or an injection strategy to be determined on the basis of input variables such as, for example, the ambient temperature, the engine temperature and / or the oil temperature or other variables. In particular, it may be provided to distinguish between a cold start, restart or warm start.

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Abstract

Verfahren zum Start einer Brennkraftmaschine mit einer Kraftstoff-Direkteinspritzung, bei dem bei einem Start der Brennkraftmaschine eine Zündung und die Kraftstoff-Direkteinspritzung mit Startparameter betrieben werden, und vor diesem Start bei Vorliegen eines Startwunsches, die Zündung und die Kraftstoff-Direkteinspritzung mit Vorstartparameter betrieben werden.

Description

Verfahren zum Start einer Brennkraftmaschine
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einer Kraftstoff-Direkteinspritzung nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind auch eine Vorrichtung zur Kraftstoff- Direkteinspritzung und ein Steuergerät zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Es ist bekannt, beim Start einer Brennkraftmaschine, während die Kurbelwelle auf die Startdrehzahl hochläuft, Kraftstoff einzuspritzen, um die Oberflächen des Brennraums zu benetzen und gleichzeitig ein zündfähiges Gemisch für die erste Verbrennung bereit zustellen. Insbesondere bei einem Kaltstart bei tiefen Temperaturen können sehr große Kraftstoffmengen an den relevanten Oberflächen kondensieren und stehen einer nachfolgenden Verbrennung nicht zur Verfügung. Die Einspritzmenge muss in Richtung tiefer Temperaturen immer weiter erhöht werden, um einen sicheren Start der Brennkraftmaschine zu gewährleisten.
Weiterhin ist es bei Systemen mit Hochdruck-Direkteinspritzung üblich, Hochdruckpumpen und auch Einspritzdüsen für den Kraftstoffmengenbedarf der Brennkraftmaschine in der Volllast auszulegen. Mit dieser Auslegung können für sehr niedrige Temperaturen die notwendigen Kraftstoffmengen in der zur Verfügung stehenden Zeit nicht mehr eingespritzt werden. Dies führt beispielsweise zu einem Druckeinbruch im Kraftstoffsystem insbesondere im Druckspeicher und erschwert einen Start der Brennkraftmaschine oder macht ihn unmöglich.
Insbesondere Einspritzdüsen für Hochdruckeinspritzungen weisen einen geringen Quer- schnitt auf, wodurch die Kraftstoffmenge, die maximal eingespritzt werden kann, gegenüber Niederdrucksystem stark eingeschränkt wird.
Aus der DE 100 56 863 ist ein Verfahren zur Saugrohreinspritzung von Kraftstoff während der Startphase einer Brennkraftmaschine bekannt, bei dem zum Aufbau eines Wand- fϊlms in den Zylindern und gleichzeitiger Bereitstellung eines zündfähigen Gemisches für die erste Verbrennung so genannte Vorabeinspritzer nach einer bestimmten Strategien in ein Saugrohr abgesetzt werden. Um zu vermeiden, dass die Vorabfüllungen während der Startphase zu fett oder zu mager sind, werden bei dem Verfahren die Kraftstoffmengen der Vorabeinspritzung in Abhängigkeit von den zu erwartenden Füllungen der betreffen- den Zylinder unterschiedlich groß gewählt.
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass vor einem Start bei Vorliegen eines Startwunsches, die Zündung und die Kraftstoff-Direkteinspritzung mit Vorstartparameter betrieben werden.
Dieses Vorgehen ist insbesondere bei Einspritzsystemen mit hohen Systemdrücken und geringen Querschnitten der Hochdruckeinspritzventile von Vorteil, da insbesondere bei tiefen Temperaturen startvorbereitende Maßnahmen eingeleitet werden, die einen nachfolgenden Start der Brennkraftmaschine erleichtern.
Weiterhin hat dieses Vorgehen den Vorteil, dass die Einspritzung mit dem jeweils vorliegenden und möglichen Kraftstoffdruck erfolgen kann, ohne dass bspw. auf einen höheren Kraftstoffdruck, der ggf. durch eine zweite Kraftstoffpumpe zu erzeugen wäre, gewartet werden muss.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im unabhängigen Anspruch angegebenen Verfahrens möglich. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Vorstartparameter für die Zündung derart gewählt sind, dass keine oder im Wesentlichen keine Verbrennung eines im Brennraum befindlichen Kraftstoffs erfolgt. Dies hat den Vorteil, dass während einer Vorabeinspritzung bei einer anlaufender Brennkraftmaschine, d.h. wenn der Anlasser die Kurbelwelle in Bewe- gung versetzt, durch eine typischer Weise schon in Betrieb befindlichen Zündung der eingespritzte Kraftstoff sich nicht in unkontrollierter Weise entzünden kann.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Start der Brennkraftmaschine erst eingeleitet wird, wenn ein Kraftstoffdruck einen Druckschwellenwert überschritten hat. So erfolgt der Start nicht in einem Niederdruck-Bereich, sondern als Hochdruckstart.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist es vorgesehen, dass die Vorstartparameter für die Kraftstoff-Direkteinspritzung derart gewählt sind, dass Kraftstoff unabhängig von Erkennung der Arbeitsspiele der Zylinder eine Einspritzung in mindestens ei- nem der Brennräume der Brennkraftmaschine erfolgt. Dies hat den Vorteil, dass im Stillstand oder beim ersten Anlaufen der Kurbelwelle, zu einem Zeitpunkt, bei dem typischer Weise eine Synchronisation noch nicht gegeben ist, bereits Kraftstoff in die Brennräume eingebracht werden kann.
Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist es vorgesehen, Arbeitstakte der Brennkraftmaschine zu ermitteln, und vor einem Start in Abfolge der ermittelten Arbeitstakte Kraftstoff in die Brennräume einzuspritzen, wobei entweder keine Zündung erfolgt oder die Zündung dergestalt ausgeführt wird, dass im Wesentlichen keine Verbrennung stattfindet. Dies hat den besonderen Vorteil, dass wenn die Arbeitstakte bereits bei Vorliegen eines Startwunsches bekannt sind oder in geeigneter Weise ermittelt werden können, der Kraftstoff entsprechend der mit der Drehung der Kurbelwelle ablaufenden Arbeitstakte der einzelnen Zylinder gezielt zu einem vorteilhaften Zeitpunkt/Kurbelwellenwinkel eingespritzt werden können.
Weiterhin ist es vorgesehen, dass der zweite Kraftstoffdruck, insbesondere ein Hochdruck, durch eine zweite Kraftstoffpumpe aufgebaut wird. So kann die Druckerzeugung für die unterschiedlichen Druckbereiche in vorteilhafter Weise mit unterschiedlichen für den jeweiligen Druckbereich optimierte Kraftstoffpumpen erfolgen. - A -
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist es vorgesehen, unabhängig von dem Vorliegen einer Synchronisation der Arbeitstakte mit der Kurbelwelle einzuspritzen.
Ferner ist es vorteilhaft, die erste Kraftstoffpumpe bereits beim Betätigen einer Fahrzeug- tür in Betrieb zusetzen, so dass bei einem dann nachfolgenden Startwunsch, bspw. durch
Betätigen des Zündschlüssels bereits ein ausreichender erster Kraftstoffdruck zur Verfügung steht.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist eine Vorrichtung zur Kraftstoff- Direkteinspritzung mit einer ersten und zweiten Kraftstoffpumpe vorgesehen, wobei die
Kraftstoffpumpen jeweils einen ersten und zweiten Kraftstoffdruck erzeugen, und mit mindestens einem Einspritzventil pro Zylinder, wobei ein Steuergerät bei Vorliegen eines Startwunsches die Einspritzventile derart betätigt, dass Kraftstoff gleichzeitig in alle Brennräume der Brennkraftmaschine gelangt.
Zeichnungen
Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Zeichnungen dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten
Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in den Zeichnungen.
Es zeigt:
Figur 1 schematisch eine Vorrichtung zur Kraftstoff-Direkteinspritzung.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Das erfindungsgemäße Verfahren ist sowohl für Niederdruck-Kraftstoffzuführsysteme als auch für Hochdruck-Kraftstoffzuführsysteme anwendbar, wobei die Kraftstoffzuführsysteme mindestens eine Kraftstoffpumpe umfassen, die unabhängig vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine betrieben werden kann. Es ist bekannt, dass bei tiefen Umgebungs-Temperaturen und einer entsprechend abgekühlten Brennkraftmaschine der beim Start eingespritzte Kraftstoff zu einem großen Teil an den Oberflächen im Brennraum kondensiert. Beispielsweise wird für einen Start bei - 30 0C bis zu 16mal mehr Kraftstoff benötigt als für einen Betrieb in der Volllast.
Die Erfindung geht von der Überlegung aus, die während eines Starts benötigte zusätzliche Kraftstoffmenge - bspw. aufgrund tiefer Temperaturen - vor dem Start der Brennkraftmaschine einzuspritzen.
In Figur 1 ist beispielhaft eine Vorrichtung 1 zur Kraftstoff-Direkteinspritzung einer
Vier-Zylinder-Brennkraftmaschine gezeigt. Die Vorrichtung 1 weist eine erste Kraftstoffpumpe 10 auf, mit der Kraftstoff aus einem Kraftstofftank 50 in Richtung einer zweiten Kraftstoffpumpe 20 gepumpt wird. Die erste Kraftstoffpumpe 10 ist dazu geeignet, einen Niederdruck zu erzeugen. Die zweite Kraftstoffpumpe 20 fördert den Kraftstoff in einen Druckspeicher 30 und erhöht den von der ersten Kraftstoffpumpe 10 zur Verfügung gestellten Niederdruck auf einen Hochdruck. Der Druckspeicher 30, häufig auch als Rail oder Common Rail bezeichnet, ist wiederum mit vier Einspritzventilen 40 verbunden. Die in Figur 1 dargestellte Vorrichtung zur Kraftstoffversorgung dient im vorliegenden Beispiel dazu, die Einspritzventile 40 einer vierzylindrigen Brennkraftmaschine mit ausrei- chendem Kraftstoff und notwendigen Kraftstoffdruck zu versorgen, sodass eine zuverlässige Einspritzung und ein sicherer Betrieb der Brennkraftmaschine gewährleistet ist.
Zur Förderung von Kraftstoff auch während des Stillstands der Brennkraftmaschine ist die erste Kraftstoffpumpe 10 vorzugsweise als elektrische Kraftstoffpumpe ausgeführt. Die zweite Kraftstoffpumpe kann zwar auch elektrisch betreibbar ausgeführt sein, ist aber überwiegenden direkt mit der Kurbelwelle oder einer anderen Welle der Brennkraftmaschine gekoppelt, sodass beim Stillstand der Brennkraftmaschine kein zusätzlicher Druck durch die zweite Kraftstoffpumpe 20 aufgebaut wird.
Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, zwischen einer Vorstart- und einer Startphase zu unterscheiden. Bei einem Start der Brennkraftmaschine werden zumindest die Zündung und auch die Kraftstoff-Direkteinspritzung mit typischen Startparametern betrieben. Die Starparameter sind in der Regel so gewählt, dass die Brennkraftmaschine in kurzer Zeit eine Leerlaufdrehzahl erreicht. Während einer dem Start vorgelagerten Vorstartphase ist es vorgesehen, Zündung und Einspritzvorrichtung mit für die jeweilige Startbedingung an- gepassten Vorstartparameter zu betreiben.
Die Vorstartphase beginnt vorzugsweise, wenn ein Startwunsch vorliegt, beispielsweise durch Betätigen des Zündschlüssels und Wahl der Stellung Zündung. Selbstverständlich sind auch weitere Bedingungen denkbar, durch die ein Startwunsch und somit ein Beginn der Vorstartphase ausgelöst werden kann.
Liegt nun ein Startwunsch vor, wird zunächst überprüft, welche Startbedingungen vorlie- gen. Je nach Startbedingungen, bspw. Warmstart, Kaltstart, etc. sind unterschiedliche
Kraftstoffmengen für den Start vorzusehen. Beispielsweise kann es vorgesehen sein, bei einem Warmstart nur geringe Mengen vorab einzuspritzen oder auf eine Vorabeinspritzung vollständig zu verzichten. Bei einem erkannten Kaltstart kann bspw. anhand der Motortemperatur, Umgebungstemperatur etc. eine Einspritzmenge bzw. Einspritzstrategie für die Vorstartphase und ggf. auch für den Start der Brennkraftmaschine bestimmt werden. Die in Abhängigkeit der Startbedingungen gewählten Parameter bilden die Vorstartparameter. Diese Parameter können bspw. in einem Kennfeld abgelegt sein und/oder anhand von erfassten Zustande- oder Betriebsgrößen ermittelt werden.
Erfindungsgemäß ist es auch vorgesehen, die Zündung der Brennkraftmaschine mit geeigneten Vorstartparametern zu betreiben. Insbesondere ist es beabsichtigt, die Zündung in der Vorstarphase so zu betreiben, dass der eingebrachte Kraftstoff sich nicht entzündet. Dies kann zum einen dadurch erfolgen, dass die Zündung in der Vorstartphase nicht betrieben wird oder zum anderen, dass die Zündung derart betrieben wird, dass ein erzeug- ter Zündfunke den Kraftstoff typischer Weise nicht entflammt und somit keine Verbrennung eingeleitet wird. Dies kann beispielsweise erreicht werden, indem der Zündwinkel deutlich nach spät verschoben wird, ggf. sogar bis in den Ausstoßtakt des Zylinders.
Durch ein derartiges Vorgehen wird vermieden, dass der eingespritzte Kraftstoff noch vor dem Start bereits vollständig oder teilweise verbrennt und dann für den Start der Brennkraftmaschine nicht mehr zur Verfügung steht.
Mit dem Startwunsch oder ggf. auch schon früher wird die erste Kraftstoffpumpe 10 betrieben, um einen Druck im Kraftstoffsystem und insbesondere im Druckspeicher 30 und an den Einspritzventilen 40 aufzubauen. Mit dem vorhandenen Druck wird dann mindes- tens ein Zylinder - vorzugsweise jedoch jeder Zylinder - mit einer bestimmten Kraft- stoffinenge befüllt und dann die Brennkraftmaschine gestartet. Diese Einspritzung kann alternativ bereits vor Vorliegen des Startwunsches erfolgen. Für die Auslösung dieses Vorganges kann z.B. ein Türkontaktschalter verwendet werden.
Falls eine zweite Kraftstoffpumpe 20 vorhanden ist, die eine Kraftstoffdurchleitung bei niedrigen Startanlaufdrehzahlen erschwert, kann es vorgesehen sein, die zweite Kraftstoffpumpe während des Aufbaus des ersten Kraftstoffdrucks mit einer Umwegleitung zu überbrücken.
Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, zunächst mit einer ersten Kraftstoffpumpe einen Kraftstoffdruck im Druckspeicher 30 aufzubauen. Dies kann beispielsweise bei Vorliegen eines Startwunsches mit Beginn der Startphase, also mit Einschalten der Zündung erfolgen oder noch vor dem Beginn der Startphase beispielsweise bereits beim Öffnen der Fahrzeugtür durch einen Kontaktschalter. Es sind jedoch auch weitere Zeitpunkte und/oder Auslösemechanismen zur Inbetriebnahme der ersten Kraftstoffpumpe denkbar.
In der Vorstartphase also vorzugsweise bei einem ersten Anlaufen der Kurbelwelle wird mindestens in einen ggf. in jeden Zylinder der Brennkraftmaschine eine definierte Ein- spritzmenge mit dem zur Verfügung stehenden Kraftstoffdruck eingespritzt, ohne dass ein Zündung eingeleitet wird oder eine Zündung den Kraftstoff entflammt. Dann erfolgt der Start der Brennkraftmaschine mit typischen Startparametern beispielsweise mit Startparametern für einen Hochdruckstart.
Des Weiteren kann es vorgesehen sein, dass die Zündung in der Vorstartphase so eingestellt wird, dass zumindest ein Teil des eingespritzten Kraftstoffs verbrennt. Vorzugsweise erfolgt eine solche Verbrennung derart, dass im Wesentlichen kein Drehmoment erzeugt wird und die Verbrennungswärme die Brennkraftmaschine erwärmt. Insbesondere kann es mit Hilfe von Mehrfacheinspritzungen vorgesehen sein, ein Teil des eingespritz- ten Kraftstoffs für eine erste Verbrennung und einen anderen Teil für die Benetzung der
Brennraumoberflächen einzusetzen.
Bevor ein Hochdruckstart eingeleitet wird, kann es weiterhin vorgesehen sein, dass zunächst abgewartet, ob der Kraftstoffdruck einen für einen Hochdruckstart notwendigen Druckschwellenwert überschritten hat. Durch diese Vorabeinspritzung wird die während des Starts benötigte Kraftstoffmenge deutlich reduziert. So kann es vorgesehen sein, dass mit der Vorabeinspritzung die Kraftstoffmenge eingespritzt wird, die für einen vorliegenden Betriebszustand typischer Weise an den Brennraumwänden kondensiert, so dass für die Einspritzungen während des
Starts/Anlassens der Brennkraftmaschine nur noch die zum Betrieb notwendige Kraftstoffmenge berücksichtigt werden muss.
Weiterhin kann es vorgesehen sein, die Vorabeinspritzung so aufzuteilen, dass ein Teil vor dem Start und ein anderer Teil beim Anlassen der Brennkraftmaschine eingespritzt wird. Weitere Aufteilungen der Kraftstoffmengen oder auch Mehrfacheinspritzungen sind denkbar.
Des Weiteren hat eine erfindungsgemäße Vorabeinspritzung den Vorteil, dass eventuell im Druckspeicher oder im Kraftstoffsystem vorhandene Luft bzw. Luftblasen aus dem
Kraftstoffsystem mit der Vorabeinspritzung ausgeblasen werden. Beim Start der Brennkraftmaschine ist somit das Kraftstoffsystem blasenfrei und der Druckaufbau erfolgt insbesondere bei Hochdrucksystemen deutlich schneller, da keine Restluft komprimiert werden muss.
Die bislang gemachten Ausführungen beziehen sich zwar im Wesentlichen auf ein Hochdruck-Kraftstoffsystem, sind aber ohne Weiteres auch auf ein Niederdruck- Kraftstoffsystem übertragbar.
In einem Niederdruck-Kraftstoffsystem wird in der Regel auf eine zweite Kraftstoffpumpe verzichtet, so dass der Druck allein durch eine erste Kraftstoffpumpe aufgebaut wird. Die Vorabeinspritzung erfolgt dann in entsprechender Weise, wobei jedoch beim Start dann keine weitere Kraftstoffpumpe hinzugeschaltet wird. Eine weitere Kraftstoff- Druckerhöhung während des Starts oder im Betrieb ist jedoch denkbar.
Durch das erfindungsgemäße Vorgehen reicht es in vorteilhafter Weise aus, das Kraftstoff-Einspritzsystem insbesondere die Einspritzdüsen und Kraftstoffpumpe/-pumpen für die maximale Kraftstofffördermenge, die für den Betrieb in der Volllast benötigt wird, auszulegen. Die zusätzlichen Kraftstoffanforderungen werden dann in der Startphase durch das erfindungsgemäße Vorgehen zur Verfügung gestellt. Weiterhin kann es vorgesehen sein, zumindest während der Startphase den Druck im Druckspeicher 30 zu ermitteln und anhand des vorhandenen Drucks die Zeitdauer der Einspritzung zu bemessen. Auch kann es vorgesehen sein, erst ab Vorliegen eines be- stimmten Kraftstoffdrucks mit der Vorabeinspritzung zu beginnen.
Weiterhin kann es vorgesehen sein, die erste Kraftstoffpumpe für eine bestimmte Dauer zu betreiben, wobei nach diesem Zeitraum, auch ohne Ermittlung des Kraftstoffdrucks, davon ausgegangen wird, dass ein ausreichender Kraftstoffdruck vorliegt, wobei dann ei- ne erfindungsgemäße Vorabeinspritzung erfolgt.
Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Vorstartphase erst beginnt, wenn der der Kraftstoffdruck einen Mindestdruck bzw. einen ersten Schwellenwert überschreitet.
Wenn die Position der Zylinder und der entsprechenden Arbeitstakte bereits im Stillstand oder nach einer geringen Kurbelwellendrehung der Brennkraftmaschine bekannt sind - bspw. über Absolutwinkelgeber an der Kurbelwelle oder Nockenwelle - so kann es vorgesehen sein, nur in einem oder zwei Brennräumen vorab Kraftstoff einzuspritzen, bei dem/denen während des nachfolgenden Starts der Brennkraftmaschine zuerst eine Zün- düng erfolgt.
Die Position der Kurbelwelle beim Start kann bspw. auch dadurch bekannt sein, wenn nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine die letzte Position der Kurbelwelle festgehalten wird. Es sollte jedoch sichergestellt sein, das sich hiernach die Winkelposition de Kurbelwelle nur noch unwesentlich ändert.
Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass anhand von Eingangsgrößen wie bspw. die Umgebungstemperatur, der Motortemperatur und/oder Öltemperatur oder weiteren Größen eine Vorabeinspritzmenge bzw. eine Einspritzstrategie ermittelt wird. Insbesondere kann es vorgesehen sein, zwischen einem Kaltstart, Neustart oder Warmstart zu unterscheiden.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Start einer Brennkraftmaschine mit einer Kraftstoff- Direkteinspritzung, bei dem bei einem Start der Brennkraftmaschine eine Zündung und die Kraftstoff- Direkteinspritzung mit Startparameter betrieben werden, dadurch gekennzeichnet, dass vor diesem Start bei Vorliegen eines Startwunsches, die Zündung und die Kraftstoff-Direkteinspritzung mit Vorstartparameter betrieben werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorstartparameter für die Zündung derart gewählt sind, dass keine oder im Wesentlichen keine Verbrennung eines im Brennraum befindlichen Kraftstoffs erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorstartparameter für die Kraftstoff-Direkteinspritzung derart gewählt sind, dass Kraftstoff unabhängig von Erkennung der Arbeitsspiele der Zylinder eine Einspritzung in mindestens einem der Brennräume der Brennkraftmaschine erfolgt.
4. Verfahren zum Start einer Brennkraftmaschine mit einer Kraftstoff-
Direkteinspritzung, wobei Arbeitstakte der Brennkraftmaschine ermittelt werden, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorliegen eines Startwunsches zunächst in Abfolge der Arbeitstakte direkt in die Brennräume der Zylinder eingespritzt wird, wobei keine Zündung erfolgt oder die Zündung derart erfolgt, dass im Wesentlichen keine Verbrennung stattfindet, und nachfolgend ein Start der Brennkraftmaschine eingeleitet wird.
5. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Kraftstoffpumpe spätestens bei Vorliegen eines Startwun- sches in Betrieb genommen wird.
6. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Startwunsch erst beachtet wird, wenn ein Kraftstoffdruck einen ersten Druckschwellenwert überschritten hat.
7. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffdruck durch eine zweite Kraftstoffpumpe erhöht wird.
8. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass der Start der Brennkraftmaschine eingeleitet wird, wenn der Kraftstoffdruck einen zweiten Druckschwellenwert überschreitet.
9. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoff eingespritzt wird, ohne dass eine Synchronisation vorge- nommen wird.
10. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffmenge mindestens in Abhängigkeit einer Temperatur bestimmt wird.
11. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Kraftstoffpumpe bei Betätigen einer Fahrzeugtür in Betrieb geht.
12. Steuergerät zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, wobei die Brennkraftmaschine zumindest eine Zündung und eine Kraftstoff-Direkteinspritzung umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät vor einem Start der Brennkraftmaschine und bei Vorliegen eines Startwunsches in Abhängigkeit von ermittelten Vorstarparametern die Zündung und die Kraftstoff- Direkteinspritzung betreibt.
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