DE102006060299A1

DE102006060299A1 - Method for operating a fuel system for an internal combustion engine

Info

Publication number: DE102006060299A1
Application number: DE102006060299A
Authority: DE
Inventors: Klaus Joos; Jens Wolber; Andreas Kufferath; Christian Koehler; Christian Wiedmann; Laurent Nack
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2006-12-20
Filing date: 2006-12-20
Publication date: 2008-06-26
Also published as: EP2102477A1; WO2008074544A1

Abstract

Bei einem Kraftstoffsystem für eine Brennkraftmaschine wird der Kraftstoff in einem Betriebszustand mittels mindestens einer Fördereinrichtung in eine Kraftstoffleitung gefördert. In einem Ruhezustand des Kraftstoffsystems wird die Fördereinrichtung abhängig von mindestens einer Zustandsgröße (pK, T) eingeschaltet. Es wird vorgeschlagen, dass die Fördereinrichtung in dem Ruhezustand des Kraftstoffsystems eingeschaltet wird, wenn eine Zustandsgröße (pK, T), die wenigstens mittelbar einen Zustand des in der Kraftstoffleitung befindlichen Kraftstoffs charakterisiert, einen Grenzwert (pU, pD, G1) unterschreitet.In a fuel system for an internal combustion engine, the fuel is conveyed in an operating state by means of at least one conveyor into a fuel line. In a quiescent state of the fuel system, the conveyor is switched on depending on at least one state variable (p K , T). It is proposed that the delivery device be switched on in the idle state of the fuel system when a state variable (p K , T) which at least indirectly characterizes a state of the fuel located in the fuel line has a limit value (p U , p D , G 1 ).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftstoffsystems für eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a method for operating a fuel system for one Internal combustion engine according to the preamble of claim 1.

Ein solches Verfahren ist aus der DE 100 61 856 A1 bekannt. Bei dem bekannten Verfahren wird während eines Ruhezustands der Brennkraftmaschine und des Kraftstoffsystems geprüft, ob eine Kühlwassertemperatur größer ist als ein Grenzwert. Ist dies der Fall, wird eine elektrische Kraftstoffpumpe des Kraftstoffsystems eingeschaltet und nach Ablauf eines bestimmten Zeitintervalls wieder ausgeschaltet. Gleichzeitig wird durch Aktivierung eines von zwei Druckbegrenzungsventilen der Grenzdruck in der Kraftstoffleitung erhöht. Durch diesen erhöhten Druck in der Kraftstoffleitung werden bereits entstandene Dampfblasen komprimiert und die Entstehung neuer Dampfblasen zuverlässig verhindert.Such a method is from the DE 100 61 856 A1 known. In the known method, it is checked during a rest state of the internal combustion engine and the fuel system, whether a cooling water temperature is greater than a limit value. If this is the case, an electric fuel pump of the fuel system is turned on and off after a certain time interval. At the same time, activation of one of two pressure relief valves increases the limit pressure in the fuel line. Due to this increased pressure in the fuel line already formed vapor bubbles are compressed and the formation of new vapor bubbles reliably prevented.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass die Bildung von Dampfblasen in der Kraftstoffleitung zuverlässig verhindert wird.task The present invention is a method of the aforementioned Refine the way so that the formation of vapor bubbles in the fuel line reliable is prevented.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Lösungen sind in den nebengeordneten Patentansprüchen angegeben, die ein Computerprogramm, ein elektrisches Speichermedium sowie eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung betreffen. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in Unteransprüchen angegeben. Darüber hinaus finden sich weitere Merkmale, die für die Erfindung wichtig sind, in der nachfolgenden Beschreibung und in der Zeichnung. Diese Merkmale können für die Erfindung in ganz unterschiedlichen Kombinationen wesentlich sein, ohne dass hierauf explizit hingewiesen wird.These The object is achieved by a method having the features of the claim 1 solved. Other solutions are given in the independent claims, which are a computer program, an electrical storage medium and a control and / or regulating device affect. Advantageous developments are specified in subclaims. About that In addition, there are other features that are important to the invention, in the following description and in the drawing. These features can for the Invention be essential in very different combinations, without being explicitly pointed out.

Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass Dampfblasen nicht nur dadurch auftreten können, dass aufgrund einer Temperaturerhöhung des Kraftstoffes der Dampfdruck den aktuellen Druck übersteigt, sondern dass Dampfblasen beim Abkühlen des in der Kraftstoffleitung eingeschlossenen Kraftstoffes vor allem deshalb auftreten können, weil bei der Abkühlung das spezifische Volumen des eingeschlossenen Kraftstoffs und somit auch dessen Druck abnimmt und daher die Gefahr besteht, dass der tatsächliche Druck den Dampfdruck unterschreitet. Dies wird durch die vorliegende Erfindung wirkungsvoll verhindert, da die Fördereinrichtung in dem Ruhezustand des Kraftstoffsystems dann eingeschaltet wird, wenn eine Zustandsgröße, die wenigstens mittelbar einen Zustand des in der Kraftstoffleitung befindlichen Kraftstoffs charakterisiert, einen Grenzwert unterschreitet, wenn also die Abkühlung des in der Kraftstoffleitung eingeschlossenen Kraftstoffes ein gewisses Maß erreicht oder überschreitet.According to the invention was recognized that vapor bubbles can not only occur because of due to a temperature increase the fuel vapor pressure exceeds the current pressure, but that steam bubbles on cooling in the fuel line enclosed fuel can occur mainly because during cooling the specific volume of trapped fuel and thus also decreases its pressure and therefore there is a risk that the actual Pressure below the vapor pressure. This is by the present Invention effectively prevented because the conveyor in the idle state of the fuel system is then turned on when a state variable, the at least indirectly a state of the in the fuel line characterized fuel, falls below a threshold, so if the cooling of the in the fuel line trapped fuel a certain Measure reached or exceeds.

Das beschriebene thermische Verhalten des in der Kraftstoffleitung eingeschlossenen Kraftstoffes wird dadurch verursacht, dass insbesondere bei solchen Kraftstoffsystemen, welche für Benzin-Direkteinspritzung verwendet werden, die Komponenten mindestens eines Teils des Kraftstoffsystems sehr gut an einen Zylinderkopf der Brennkraftmaschine angebunden sind, sich im Betrieb der Brennkraftmaschine also deutlich erwärmen. Nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine kühlen dann die Brennkraftmaschine und mit ihr das Kraftstoffsystem langsam ab.The described thermal behavior of trapped in the fuel line Fuel is caused by the fact that especially in such Fuel systems, which for Gasoline direct injection can be used, the components at least a part of the fuel system very well to a cylinder head the internal combustion engine are connected, during operation of the internal combustion engine So warm significantly. After switching off the engine then cool the engine and with it the fuel system slowly off.

Dadurch, dass die Entstehung von Dampfblasen im Ruhezustand des Kraftstoffsystems vor allem dann, wenn dieser längere Zeit andauert, wirkungsvoll verhindert wird, kann bei Brennkraftmaschinen mit Benzin-Direkteinspritzung ein sogenannter „Hochdruckstart" realisiert werden. Bei diesem wird beim Starten der Brennkraftmaschine von der ersten Einspritzung an im Verdichtungstakt eingespritzt, wodurch deutlich weniger Kraftstoff benötigt wird, was wiederum zu einer Verringerung der Emissionen beim Starten der Brennkraftmaschine führt. Voraussetzung für einen solchen Hochdruckstart ist es, dass der Druckaufbau im Kraftstoffsystem, insbesondere in einem dort vorhandenen Hochdrucksystem, sehr schnell erfolgt, was vor allem dann möglich ist, wenn von der Fördereinrichtung nicht zunächst Luft- oder Dampfblasen komprimiert werden müssen. Hierzu leistet die vorliegende Erfindung einen Beitrag, da der Druck im Kraftstoffsystem während des gesamten Ruhezustands oberhalb des Dampfdrucks und des Umgebungsdrucks gehalten wird.Thereby, that the formation of vapor bubbles at rest of the fuel system especially if this longer Time lasts, is effectively prevented, can in internal combustion engines be implemented with gasoline direct injection a so-called "high-pressure start". This is when you start the engine of the first Injection injected at the compression stroke, which significantly less fuel is needed which in turn leads to a reduction in emissions when starting the Internal combustion engine leads. requirement for one such a high-pressure start is that the pressure build-up in the fuel system, especially in an existing high-pressure system, very fast done, which is especially possible if by the conveyor not first air or vapor bubbles must be compressed. To do this, the present Invention contributing since the pressure in the fuel system throughout Hibernation above the vapor pressure and the ambient pressure maintained becomes.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die Zustandsgröße eine Kraftstofftemperatur ist, und dass der Grenzwert eine Grenztemperatur ist, die unter Verwendung einer Dampfdruckkurve und eines aktuellen Kraftstoffdrucks oder einer entsprechenden Größe ermittelt wird. Eine solche Kraftstofftemperatur kann unmittelbar von einem Sensor erfasst werden; sie kann aber auch auf der Basis bspw. einer Kühlwassertemperatur modelliert werden. Wie bereits oben ausgeführt worden ist, ist die Temperatur des Kraftstoffes eine die Abkühlung unmittelbar charakterisierende Größe, bei deren Verwendung das Entstehen von Dampfblasen zuverlässig verhindert werden kann.A advantageous development of the method according to the invention provides that the state size one Fuel temperature is, and that the limit is a limit temperature That is, using a vapor pressure curve and a current one Fuel pressure or a corresponding size is determined. Such Fuel temperature can be detected directly by a sensor; she but can also be modeled on the basis of, for example, a cooling water temperature become. As already stated above The temperature of the fuel is an immediate one the cooling characterizing size, at their use reliably prevents the formation of vapor bubbles can be.

Möglich ist auch, dass die Zustandsgröße ein Kraftstoffdruck ist, und dass der Grenzwert der höhere Druck ist aus Umgebungsdruck und aktuellem Dampfdruck. Dieses Verfahren hat den Vorteil der unmittelbaren Aussagekraft, setzt jedoch das Vorhandensein einer Kenntnis des Kraftstoffdrucks voraus. Dieser ist jedoch in vielen Fällen anhand eines Sensors oder eines modellierten Werts bekannt.It is also possible that the state quantity is a fuel pressure, and that the limit value is the higher pressure from ambient pressure and current vapor pressure. This method has the advantage of un indirect significance, but requires the presence of a knowledge of the fuel pressure. However, this is known in many cases from a sensor or a modeled value.

Möglich ist auch eine Kombination der beiden Vergleiche, dass also die Fördereinrichtung dann eingeschaltet wird, wenn entweder die eine Zustandsgröße oder die andere Zustandsgröße den jeweiligen Grenzwert unterschreitet. Dies bedeutet eine erhöhte Sicherheit gegen das Auftreten von Dampfblasen.Is possible also a combination of the two comparisons, that is the conveyor is then turned on when either the one state quantity or the other state variable the respective Limit value falls below. This means increased security against the occurrence of steam bubbles.

Moderne Common-Rail-Kraftstoffsysteme umfassen üblicherweise einen Niederdruckbereich und einen Hochdruckbereich. Eine im Ruhezustand einschaltbare Fördereinrichtung ist üblicherweise nur dem Niederdruckbereich zugeordnet, nicht jedoch dem Hochdruckbereich. Gerade in letzterem sollten jedoch Dampfblasen verhindert werden, denn im Hochdruckbereich sollte beim Starten der Brennkraftmaschine der hohe Druck zur Verfügung stehen, damit der Kraftstoff optimal von den Injektoren in die Brennräume der Brennkraftmaschine eingebracht werden kann. Daher wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass vor oder bei dem Einschalten der Fördereinrichtung ein Niederdruckbereich und ein Hochdruckbereich des Kraftstoffsystems miteinander verbunden werden. Die Wirkung der Fördereinrichtung ist damit nicht nur auf den Niederdruckbereich begrenzt, sondern wird auch in den Hochdruckbereich hineinübertragen, so dass auch dort die Bildung von Dampfblasen unterbunden wird.modern Common rail fuel systems typically include a low pressure region and a high pressure area. A switchable at rest conveyor is usually only assigned to the low pressure area, but not the high pressure area. Especially in the latter, however, steam bubbles should be prevented because in the high pressure area should when starting the engine the high pressure available stand so that the fuel optimally from the injectors into the combustion chambers of the Internal combustion engine can be introduced. Therefore, the invention proposes that before or at the switching on of the conveyor, a low pressure area and a high pressure region of the fuel system connected together become. The effect of the conveyor is thus not only limited to the low pressure range, but becomes also transferred into the high-pressure area, so that there too the formation of vapor bubbles is prevented.

Um das Energieversorgungssystem des Kraftstoffsystems nicht unnötig zu belasten, wird vorgeschlagen, dass die Fördereinrichtung wieder ausgeschaltet wird, wenn die Zustandsgröße einen Grenzwert überschreitet. Dieser dürfte im Normalfall höher sein als der oben beschriebene Grenzwert, im Sinne einer Hysterese, um ein dauerndes Ein- und Ausschalten der Fördereinrichtung zu vermeiden. Alternativ hierzu ist aber auch möglich, dass die Fördereinrichtung einfach nach einer vorgegebenen starren Betriebszeit ausgeschaltet wird.Around not unnecessarily burden the fuel system of the fuel system, it is suggested that the conveyor is switched off again when the state variable exceeds a limit. This should be usually higher be as the limit described above, in terms of hysteresis, to avoid a permanent switching on and off of the conveyor. Alternatively, it is also possible that the conveyor simply switched off after a given fixed operating time becomes.

Ferner wird vorgeschlagen, dass mindestens ein Ansteuerparameter der Fördereinrichtung, insbesondere eine Einschaltdauer und/oder eine einer Förderleistung entsprechende Größe, wenigstens zeitweise von mindestens einer Zustandsgröße abhängt, die wenigstens mittelbar vom Zustand des eingeschlossenen Kraftstoffs abhängt, oder starr vorgegeben ist. Damit wird der für die Druckerhaltung benötigte Energieverbrauch reduziert.Further it is proposed that at least one drive parameter of the conveyor, in particular a duty cycle and / or a delivery rate appropriate size, at least temporarily depends on at least one state variable, the at least indirectly from the state of the trapped fuel depends or rigidly predetermined. This will be the energy consumption needed for the printer maintenance reduced.

Wenn der Vergleich der Zustandsgröße mit dem Grenzwert in vorgegebenen zeitlichen Abständen durchgeführt wird, ist die Programmierung besonders einfach. Wenn dagegen der Vergleich der Zustandsgröße mit dem Grenzwert in zeitlichen Abständen durchgeführt wird, welche von mindestens einer Betriebsgröße des Kraftstoffsystems abhängen, kann der Energieeinsatz nochmals reduziert werden.If the comparison of the state variable with the Limit is performed at predetermined intervals, the programming is very easy. If, on the other hand, the comparison the state variable with the Limit at intervals carried out which depends on at least one operating variable of the fuel system can the energy input can be reduced again.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Nachfolgend wird ein besonderes bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:following will be a particular preferred embodiment of the present invention Invention explained in more detail with reference to the accompanying drawings. In show the drawing:

1 eine schematische Darstellung eines Kraftstoffsystems einer Brennkraftmaschine; und 1 a schematic representation of a fuel system of an internal combustion engine; and

2 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben des Kraftstoffsystems von 1. 2 a flowchart of a method for operating the fuel system of 1 ,

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Ein Kraftstoffsystem trägt in 1 das Bezugszeichen 10. Es umfasst einen Kraftstoffbehälter 12, aus dem eine eine Fördereinrichtung darstellende elektrische Kraftstoffpumpe 14 den Kraftstoff in eine Niederdruckleitung 16 fördert. In dieser ist ein Kraftstofffilter 18 angeordnet. Zwischen elektrischer Kraftstoffpumpe 14 und Kraftstofffilter 18 zweigt von der Niederdruckleitung 16 eine Rückströmleitung 20 ab, die zum Kraftstoffbehälter 12 zurückführt und in der ein Druckbegrenzungsventil 22 angeordnet ist.A fuel system carries in 1 the reference number 10 , It includes a fuel tank 12 , from which an electric fuel pump representing a conveyor 14 the fuel into a low pressure line 16 promotes. In this is a fuel filter 18 arranged. Between electric fuel pump 14 and fuel filter 18 branches from the low pressure line 16 a return line 20 off to the fuel tank 12 returns and in the a pressure relief valve 22 is arranged.

Die Niederdruckleitung 16 führt zu einem Einlass 24 einer Hochdruckpumpeinheit 26. Letztere wiederum umfasst stromabwärts vom Einlass 24 einen relativ kleinvolumigen Druckdämpfer 28, danach ein Mengensteuerventil 30, welches in einer Stellung als Einlass-Rückschlagventil 32 wirkt. In diese Stellung wird es von einem elektromagnetischen Aktor 34 gebracht, wohingegen es in die andere, nämlich dauernd geöffnete Stellung 36 von einer Feder 38 beaufschlagt wird. Nochmals stromabwärts vom Mengensteuerventil 30 ist ein Förderraum 40, der von einem Kolben 42 begrenzt wird. Die Hochdruckpumpeinheit 26 umfasst also eine Kolbenpumpe.The low pressure line 16 leads to an inlet 24 a high pressure pump unit 26 , The latter in turn comprises downstream of the inlet 24 a relatively small-volume pressure damper 28 , then a quantity control valve 30 which is in a position as an inlet check valve 32 acts. It is in this position by an electromagnetic actuator 34 whereas in the other, namely permanently open position 36 from a spring 38 is charged. Again downstream of the quantity control valve 30 is a pump room 40 that of a piston 42 is limited. The high pressure pump unit 26 So includes a piston pump.

Vom Förderraum 40 führt eine Hochdruckleitung 44 über ein Auslassventil 46 und eine Drossel 48 zu einem Kraftstoffrail 50. An dieses sind mehrere Kraftstoffinjektoren 52 angeschlossen, die den Kraftstoff direkt in ihnen zugeordnete Brennräume 54 einer Brennkraftmaschine, zu der das Kraftstoffsystem 10 gehört, einspritzen. Von der Hochdruckleitung 44 zweigt eine Entlastungsleitung 56 ab, die zum Förderraum 40 zurückführt und in der ein Druckbegrenzungsventil 58 angeordnet ist. Der im Kraftstoffrail 50 herrschende Druck wird von einem Drucksensor 60 erfasst, die Temperatur der Brennkraftmaschine von einem Temperatursensor 62. Deren Signal wird an verschiedene Steuer- und Regeleinrichtungen weitergeleitet, u. a. an eine Steuereinrichtung 64. Bei dieser handelt es sich um eine von jener Steuereinrichtung, mit der der Betrieb der Brennkraftmaschine gesteuert bzw. geregelt wird, separate Einheit. Von der Steuereinrichtung 64 werden u. a. das Mengensteuerventil 30 sowie die elektrische Kraftstoffpumpe 14 angesteuert.From the pump room 40 leads a high pressure line 44 via an exhaust valve 46 and a throttle 48 to a fuel rail 50 , At this are several fuel injectors 52 connected, the fuel directly into them associated combustion chambers 54 an internal combustion engine to which the fuel system 10 heard, inject. From the high pressure line 44 branches a relief line 56 off to the pump room 40 returns and in the a pressure relief valve 58 is arranged. The in the fuel rail 50 prevailing pressure is from a pressure sensor 60 detects the temperature of the internal combustion engine from a temperature sensor 62 , Their signal is white to various control devices wei passed, inter alia, to a control device 64 , This is one of those control device, with which the operation of the internal combustion engine is controlled or regulated, separate unit. From the controller 64 Among other things, the quantity control valve 30 as well as the electric fuel pump 14 driven.

Im Normalbetrieb des Kraftstoffsystems 10 wird der Kraftstoff von der elektrischen Kraftstoffpumpe 14 auf einen in der Niederdruckleitung 16 herrschenden Vorförderdruck, üblicherweise 4 bis 6 bar, verdichtet. Im Förderraum 40 der Hochdruckpumpeinheit 26 wird der so vorverdichtete Kraftstoff weiter auf einen sehr hohen Druck, üblicherweise einige 100 bar, verdichtet und mit diesem Druck im Kraftstoffrail 50 gespeichert.In normal operation of the fuel system 10 gets the fuel from the electric fuel pump 14 on one in the low pressure line 16 prevailing Vorförderdruck, usually 4 to 6 bar, compacted. In the pump room 40 the high pressure pump unit 26 is the so pre-compressed fuel continues to a very high pressure, usually some 100 bar, compressed and with this pressure in the fuel rail 50 saved.

Nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine wird auch die Förderung von Kraftstoff durch die beiden Fördereinrichtungen, nämlich die elektrische Kraftstoffpumpe 14 und die Hochdruckpumpeinheit 26, eingestellt. Im Falle der Hochdruckpumpeinheit 26 geschieht dies zwangsweise, da der Kolben 42 mechanisch von der Brennkraftmaschine angetrieben wird. Insbesondere das Kraftstoffrail 50 und die Hochdruckpumpeinheit 26 sind thermisch vergleichsweise gut mit der Brennkraftmaschine verbunden. Im Normalbetrieb der Brennkraftmaschine weisen diese Komponenten, die im Normalbetrieb ganz allgemein einem sogenannten „Hochdruckbereich" des Kraftstoffsystems 10, welcher mit 66 bezeichnet ist, zugeordnet werden können, eine vergleichsweise hohe Temperatur auf. Aufgrund von Wärmeleitung erwärmt sich aber auch bspw. die Niederdruckleitung 16, die einem sogenannten „Niederdruckbereich" 68 zugerechnet werden kann.After switching off the internal combustion engine and the promotion of fuel through the two conveyors, namely the electric fuel pump 14 and the high pressure pump unit 26 , discontinued. In the case of the high-pressure pump unit 26 this happens forcibly, since the piston 42 is mechanically driven by the internal combustion engine. In particular, the fuel rail 50 and the high pressure pump unit 26 are thermally comparatively well connected to the internal combustion engine. In normal operation of the internal combustion engine, these components, which in normal operation quite generally a so-called "high-pressure region" of the fuel system 10 which with 66 is assigned, can be assigned, a relatively high temperature. Due to heat conduction but also, for example, the low pressure line heats up 16 that is a so-called "low pressure area" 68 can be attributed.

Nach dem Abstellen von Brennkraftmaschine und Kraftstoffsystem 10 wird das Mengensteuerventil 30 von der Feder 38 in die geöffnete Stellung 36 gebracht. In diesem Zustand gehören zum Niederdruckbereich 68 also auch der Förderraum 40 und jener Bereich der Hochdruckleitung 44, der sich vom Förderraum 40 bis zum Auslassventil 46 erstreckt. Dieser Niederdruckbereich 68 ist ein (zunächst) abgeschlossenes System, in dem der Kraftstoff bei verhältnismäßig niedrigem Druck eingeschlossen ist. Entsprechend zählt nach dem Abschalten des Kraftstoffsystems 10 nur noch jener Bereich der Hochdruckleitung 44 vom Auslassventil 46 bis zum Kraftstoffrail 50 und das Kraftstoffrail 50 selbst zum Hochdruckbereich 66, der dann ebenfalls ein (zunächst) abgeschlossenes System bildet, in dem der Kraftstoff unter einem bestimmten Druck eingeschlossen ist, der etwas höher liegt als der Druck im Niederdruckbereich 68.After turning off the engine and fuel system 10 becomes the quantity control valve 30 from the spring 38 in the open position 36 brought. In this condition belong to the low pressure area 68 So also the pump room 40 and that area of the high pressure line 44 who is from the pump room 40 to the outlet valve 46 extends. This low pressure area 68 is a (initially) completed system in which the fuel is trapped at relatively low pressure. Accordingly counts after switching off the fuel system 10 only that area of the high pressure line 44 from the exhaust valve 46 to the fuel rail 50 and the fuel rail 50 even to the high pressure area 66 which then also forms a (initially) closed system in which the fuel is trapped below a certain pressure which is slightly higher than the pressure in the low pressure range 68 ,

Niederdruckbereich 68 und Hochdruckbereich 66 und der jeweils eingeschlossene Kraftstoff weisen nach dem Abschalten des Kraftstoffsystems 10, wie gesagt, eine erhöhte Temperatur auf, die allmählich abnimmt. Durch die Temperaturabnahme verringert sich das spezifische Volumen des eingeschlossenen Kraftstoffs, und hierdurch auch der Druck. Ohne die nachfolgend beschriebenen Gegenmaßnahmen könnte es geschehen, dass der Druck insbesondere im Hochdruckbereich 66 auf einen Druck unterhalb des Dampfdruckes absinkt. Dies würde dazu führen, dass im Hochdruckbereich 66 Dampfblasen entstehen, die bei einem erneuten Start der Brennkraftmaschine zunächst komprimiert werden müssten, bevor ein erneuter Druckaufbau stattfinden kann. Aus Emissionsgründen ist es jedoch wünschenswert, bereits ganz zu Anfang eines Neustarts der Brennkraftmaschine einen möglichst hohen Druck im Kraftstoffrail 50 vorliegen zu haben, denn nur dann wird der Kraftstoff von den Kraftstoffinjektoren 52 so ausreichend vernebelt, dass die Einspritzung im Verdichtungstakt erfolgen kann. Dies ist deshalb vorteilhaft, weil dann eine vergleichsweise geringe Kraftstoffmenge für einen Start der Brennkraftmaschine ausreicht und der Kraftstoff vergleichsweise vollständig verbrannt wird.Low pressure area 68 and high pressure area 66 and each trapped fuel after switching off the fuel system 10 , as I said, an elevated temperature, which gradually decreases. The decrease in temperature reduces the specific volume of trapped fuel, and thus also the pressure. Without the countermeasures described below, it could happen that the pressure in particular in the high pressure area 66 drops to a pressure below the vapor pressure. This would cause high pressure area 66 Steam bubbles arise that would have to be compressed at a restart of the engine first, before a renewed pressure build-up can take place. For emission reasons, however, it is desirable at the very beginning of a restart of the internal combustion engine as high a pressure in the fuel rail 50 to be present, because only then is the fuel from the fuel injectors 52 so sufficiently atomized that the injection can take place in the compression stroke. This is advantageous because then a comparatively small amount of fuel sufficient for a start of the engine and the fuel is relatively completely burned.

Um zu verhindern, dass sich beim Abkühlen des Kraftstoffsystems 10 insbesondere im Hochdruckbereich 66, aber auch im Niederdruckbereich 68 Dampfblasen bilden, ist bei dem in 1 dargestellten Kraftstoffsystem während des Ruhezustands des Kraftstoffsystems 10 ein Einschalten der elektrischen Kraftstoffpumpe 14 vorgesehen, und zwar abhängig von den Signalen des Drucksensors 60 und des Temperatursensors 62. Das entsprechende Verfahren wird nun unter Bezugnahme auf 2 erläutert:
Nach einem Startblock 70 wird in 72 geprüft, ob eine Temperatur T des im Kraftstoffrail 50 eingeschlossenen Kraftstoffes einen Grenzwert G1 unterschritten hat. Die Temperatur T wird dabei auf der Basis des Signals des Temperatursensors 62 und eines entsprechenden thermischen Modells ermittelt. Ist die Antwort in 72 ja, wird in 74 die elektrische Kraftstoffpumpe 14 eingeschaltet. Ist die Antwort in 72 dagegen nein, wird in 76 geprüft, ob ein Umgebungsdruck p_U kleiner oder gleich einem aktuellen Dampfdruck p_D des im Hochdruckbereich 66 eingeschlossenen Kraftstoffes ist. Der Umgebungsdruck p_U wird entweder von einem entsprechenden Sensor erhalten oder aus einem Sensorsignal der Brennkraftmaschine anhand eines Modells ermittelt. Der Dampfdruck p_D wird anhand der Temperatur T und einer abgespeicherten Dampfdruckkurve ermittelt. Ist die Antwort im Block 76 nein, ist also der Umgebungsdruck p_U größer als der Dampfdruck p_D, wird in 78 abgefragt, ob der Druck p_K des im Kraftstoffrail 50 eingeschlossenen Kraftstoffes größer ist als der Umgebungsdruck p_U. Ist die Antwort in 78 nein, hat also der Kraftstoffdruck p_K den Umgebungsdruck p_U unterschritten, wird in 74 die elektrische Kraftstoffpumpe 14 eingeschaltet.To prevent it from cooling down the fuel system 10 especially in the high pressure area 66 , but also in the low pressure range 68 Form steam bubbles is at the in 1 illustrated fuel system during the idle state of the fuel system 10 switching on the electric fuel pump 14 provided, depending on the signals of the pressure sensor 60 and the temperature sensor 62 , The corresponding method will now be described with reference to 2 explains:
After a starting block 70 is in 72 checked if a temperature T of the fuel rail 50 enclosed fuel has fallen below a threshold G1. The temperature T is based on the signal of the temperature sensor 62 and a corresponding thermal model. Is the answer in 72 yes, will be in 74 the electric fuel pump 14 switched on. Is the answer in 72 no, it will be in 76 checked whether an ambient pressure p _{U is} less than or equal to a current vapor pressure p _D of the high pressure area 66 enclosed fuel is. The ambient pressure p _U is either obtained from a corresponding sensor or determined from a sensor signal of the internal combustion engine based on a model. The vapor pressure p _D is determined on the basis of the temperature T and a stored vapor pressure curve. Is the answer in the block 76 no, is therefore the ambient pressure p _U greater than the vapor pressure p _D , is in 78 queried whether the pressure p _K of the fuel rail 50 enclosed fuel is greater than the ambient pressure p _U. Is the answer in 78 no, so that the fuel pressure p _{K has} fallen below the ambient pressure p _U , is in 74 the electric fuel pump 14 switched on.

Ist die Antwort in 76 ja, ist also der Umgebungsdruck p_U kleiner oder gleich dem Dampfdruck p_D, wird in 80 abgefragt, ob der Dampfdruck p_D kleiner ist als der Kraftstoffdruck p_K. Ist die Antwort in 80 nein, hat also der Kraftstoffdruck p_K den Dampfdruck p_D unterschritten, wird wider in 74 die elektrische Kraftstoffpumpe eingeschaltet. Andernfalls endet das Programm in 82. Das gleiche gilt für jenen Fall, in dem in 78 festgestellt wird, dass der Kraftstoffdruck p_K größer ist als der Umgebungsdruck p_U.Is the answer in 76 yes, so is the ambient pressure p _U less than or equal to the vapor pressure p _D , is in 80 queried whether the vapor pressure p _{D is} smaller than the fuel pressure p _K. Is the answer in 80 no, so the fuel pressure p _{K has} fallen below the vapor pressure p _D , is reflected in 74 the electric fuel pump is turned on. Otherwise the program ends in 82 , The same applies to the case in which 78 it is determined that the fuel pressure p _{K is} greater than the ambient pressure p _U.

Nach dem Einschalten der elektrischen Kraftstoffpumpe 74 wird in 84 geprüft, ob die Temperatur T größer ist als ein Grenzwert G₂ und ob der Kraftstoffdruck p_K größer ist als ein Grenzwert G₃. Ist die Antwort in 84 nein, erfolgt ein Rücksprung vor den Eingang von 84. Andernfalls wird in 86 die elektrische Kraftstoffpumpe 14 ausgeschaltet. Danach endet auch hier das Programm in 82.After switching on the electric fuel pump 74 is in 84 tested whether the temperature T is greater than a threshold value G ₂ and whether the fuel pressure p _{K is} greater than a threshold G ₃ . Is the answer in 84 no, a return takes place in front of the entrance of 84 , Otherwise it will be in 86 the electric fuel pump 14 switched off. Afterwards the program ends in 82 ,

Bei Durchführung des in 2 dargestellten Verfahrens wird also in einem Ruhezustand des Kraftstoffsystems 10 die elektrische Kraftstoffpumpe 14 eingeschaltet, wenn entweder die Kraftstofftemperatur T einen sich aus der Dampfdruckkurve ergebenden Grenzwert G₁ oder der Kraftstoffdruck p_K den Dampfdruck P_D oder den Umgebungsdruck P_U unterschreiten. Soll die Entstehung von Dampfblasen mit besonders hoher Sicherheit verhindert werden, kann der Wert des Dampfdrucks p_D und/oder der Umgebungsdrucks P_U noch einen Sicherheitszuschlag enthalten. Durch das Einschalten der elektrischen Kraftstoffpumpe 14 wird zunächst eine Druckerhöhung im Niederdruckbereich 68 bewirkt. Sobald die für ein Öffnen des Auslassventils 46 erforderliche Druckdifferenz zwischen Niederdruckbereich 68 und Hochdruckbereich 66 erreicht ist, öffnet das Auslassventil 46, so dass die im Niederdruckbereich 68 bewirkte Druckerhöhung sich auch in den Hochdruckbereich 66 hinein fortpflanzt. Dies wird ermöglicht, da mit dem Abschalten des Kraftstoffsystems 10 das stromlose Mengensteuerventil 30 in seine geöffnete Stellung 36 gebracht wird.When carrying out the in 2 Thus, the method shown is in an idle state of the fuel system 10 the electric fuel pump 14 switched on when either the fuel temperature T falls below a vapor pressure curve resulting limit value G ₁ or the fuel pressure p _K the vapor pressure P _D or the ambient pressure P _U. If the formation of vapor bubbles is to be prevented with a particularly high degree of certainty, the value of the vapor pressure p _D and / or the ambient pressure P _{U may} still contain a safety margin. By switching on the electric fuel pump 14 First, a pressure increase in the low pressure range 68 causes. Once for opening the exhaust valve 46 required pressure difference between low pressure area 68 and high pressure area 66 is reached, opens the exhaust valve 46 , so that the low pressure area 68 caused pressure increase also in the high pressure area 66 propagates into it. This is possible because with the shutdown of the fuel system 10 the electroless quantity control valve 30 in his open position 36 is brought.

Ein unnötig langer Betrieb der elektrischen Kraftstoffpumpe 14 mit einer entsprechenden Belastung des elektrischen Systems wird vermieden, in dem die elektrische Kraftstoffpumpe 14 in 86 ausgeschaltet wird, wenn die Temperatur T und der Kraftstoffdruck p_K entsprechende Grenzwerte wieder überschreiten. Alternativ ist es auch möglich, die elektrische Kraftstoffpumpe 14 einfach nach einer vorgegebenen Betriebszeit auszuschalten. Diese Betriebszeit wiederum kann starr vorgegeben sein, sie kann aber auch abhängig von einer Zustandsgröße ermittelt werden, die wenigstens mittelbar vom Zustand des eingeschlossenen Kraftstoffs abhängt. Bspw. kann bei einer vergleichsweise hohen Temperatur T eine längere Einschaltzeit gewählt werden als bei einer niedrigen Temperatur T. Entsprechendes gilt auch für die Förderleistung der elektrischen Kraftstoffpumpe 14, die entweder starr vorgegeben sein kann, oder die von einer Zustandsgröße abhängen kann.An unnecessarily long operation of the electric fuel pump 14 with a corresponding load on the electrical system is avoided, in which the electric fuel pump 14 in 86 is turned off when the temperature T and the fuel pressure p _K exceed limits again. Alternatively, it is also possible to use the electric fuel pump 14 easy to turn off after a predetermined operating time. This operating time, in turn, can be rigidly predetermined, but it can also be determined as a function of a state variable which at least indirectly depends on the state of the enclosed fuel. For example. can be selected at a relatively high temperature T a longer switch-on than at a low temperature T. The same applies to the flow rate of the electric fuel pump 14 , which can either be rigidly predefined or which can depend on a state variable.

Im Ruhezustand des Kraftstoffsystems 10 befindet sich die Steuereinrichtung 64 in einem „Schlafzustand". Aus diesem kann sie in bestimmten zeitlichen Abständen aufgeweckt werden, um das Verfahren entsprechend 2 ablaufen zu lassen. Der Vergleich der Zustandsgrößen T und p_K mit den entsprechenden Grenzwerten erfolgt also in diesem Falle in starren zeitlichen Abständen. Möglich ist aber auch, dass diese zeitlichen Abstände variabel sind, abhängig von einem beim Abstellen des Kraftstoffsystems 10 festgestellten Betriebszustand, oder abhängig von dem bei der letzten Durchführung des Verfahrens gemäß 2 festgestellten Betriebszustand des Kraftstoffsystems 10. Dieser Betriebszustand des Kraftstoffsystems 10 wird durch mindestens eine Betriebsgröße des Kraftstoffsystems 10 zum Ausdruck gebracht, bspw. durch den Kraftstoffdruck p_K oder die Temperatur T.At rest of the fuel system 10 is the control device 64 in a "sleep state." From this it can be woken up at certain intervals to the procedure accordingly 2 to expire. The comparison of the state variables T and p _K with the corresponding limit values thus takes place in this case in rigid time intervals. It is also possible, however, that these time intervals are variable, depending on a when parking the fuel system 10 determined operating state, or depending on the last time the method according to 2 determined operating condition of the fuel system 10 , This operating condition of the fuel system 10 is determined by at least one operating variable of the fuel system 10 expressed by, for example, the fuel pressure p _K or the temperature T.

Die Steuereinrichtung 64 ist im vorliegenden Fall als von der Steuer- und Regeleinrichtung der Brennkraftmaschine separate Einheit ausgebildet, welche zur zyklischen Prüfung der Zustandsgrößen den Grenzwerten und zum Ein- und Ausschalten der elektrischen Kraftstoffpumpe 14 aus einem Schlafmodus geweckt wird und anschließend wieder in den Schlafmodus versetzt wird. Grundsätzlich ist aber auch denkbar, dass die Steuereinrichtung 64 in die Steuer- und Regeleinrichtung der Brennkraftmaschine integriert ist.The control device 64 is formed in the present case as separate from the control and regulating device of the internal combustion engine, which for the cyclical examination of the state variables the limits and for switching on and off of the electric fuel pump 14 is awakened from a sleep mode and then put back into sleep mode. In principle, however, it is also conceivable that the control device 64 is integrated in the control and regulating device of the internal combustion engine.

Claims

Method for operating a fuel system ( 10 ) for an internal combustion engine, in which the fuel in an operating state by means of at least one conveyor ( 14 . 26 ) in a fuel line ( 16 . 50 ) and in which the fuel system is at rest ( 10 ) the conveyor ( 14 ) is switched on depending on at least one state variable (p _K , T), characterized in that the conveyor ( 14 ) in the idle state of the fuel system ( 10 ) is switched on when a state variable (p _K , T), which at least indirectly a state of the in the fuel line ( 50 ) fuel, a limit value (p _U , p _D , G ₁ ) is below.

A method according to claim 1, characterized in that the state quantity is a fuel temperature (T), and that the limit value is a limit temperature (G), which is determined using a vapor pressure curve and a current fuel pressure (p _K ) or a corresponding size.

Method according to one of claims 1 or 2, characterized in that the state variable is a fuel pressure (p _K ), and that the limit value of the higher pressure is from ambient pressure (p _U ) and current steam pressure (p _K ), possibly plus a security surcharge ,

Method according to claims 2 or 3, characterized in that the conveyor ( 14 ) is turned on when either one state variable (T) or the other state variable (p _K ) below the respective limit value (G ₁ , P _U , P _D ).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that before or at the switching on of the conveyor ( 14 ) a low pressure area ( 68 ) and a high pressure area ( 66 ) of the fuel system ( 10 ) get connected.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the conveyor device ( 14 ) is turned off again when the state quantity (T, p _K ) exceeds a limit value (G ₂ , G ₃ ).

Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the conveyor device ( 14 ) is switched off after a predetermined operating time.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least one activation parameter of the conveyor device, in particular a duty cycle and / or a capacity corresponding Size, at least temporarily depends on at least one state variable, at least indirectly depends on the state of the enclosed fuel, or rigidly predetermined is.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the comparison of the state variable (T, p _K ) with the limit value (G ₁ , p _K , p _D ) is carried out at predetermined time intervals.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the comparison of the state variable with the Limit at intervals carried out which depend on at least one operating quantity of the fuel system.

Computer program, characterized in that it programmed for use in a method according to any one of the preceding claims.

Electrical storage medium for a control and / or regulating device ( 64 ) of a fuel system ( 10 ), characterized in that on it a computer program for use in a method of claims 1 to 10 is stored.

Control and / or regulating device ( 64 ) for a fuel system ( 10 ), characterized in that it is programmed for use in a method according to one of claims 1 to 10.