DE102009017472B4

DE102009017472B4 - Verfahren zum Absenken des Kraftstoffdrucks in einem rücklauffreien Kraftstoffversorgungssystem

Info

Publication number: DE102009017472B4
Application number: DE102009017472.9A
Authority: DE
Inventors: Matthias Herger; Thomas FAHL
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2009-04-15
Filing date: 2009-04-15
Publication date: 2021-08-26
Anticipated expiration: 2029-04-16
Also published as: DE102009017472A1; WO2010118819A1

Abstract

Verfahren zum Absenken des Kraftstoffdrucks in einem rücklauffreien Kraftstoffversorgungssystem einer Brennkraftmaschine, vorzugsweise einer Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung, auf ein gewünschtes Druckniveau, wobei im Kraftstoffversorgungssystem mindestens eine Kraftstoffpumpe angeordnet ist und das Kraftstoffversorgungssystem und die Brennkraftmaschine in einem Druckabsenk-Betrieb betreibbar sind, in dem mindestens eine Kraftstoff-Pumpe des Kraftstoffversorgungssystems derart angesteuert wird, dass sich das gewünschte Druckniveau einstellt, wobei das Kraftstoffversorgungssystem und die Brennkraftmaschine bei Erkennen eines Brennkraftmaschinen-Abschaltwunsches automatisch in einem Druckabsenk-Betrieb betrieben werden, dadurch gekennzeichnet, dass während des Einstellens des gewünschten Druckniveaus eine Momentenkompensation durch elektrische Rekuperation vorgenommen wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Absenken des Kraftstoffdrucks in einem rücklauffreien Kraftstoffversorgungssystem einer Brennkraftmaschine auf ein gewünschtes Druckniveau nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Benzin- oder Ottomotoren mit Direkteinspritzung sind bereits seit längerem bekannt. Dabei wird der Kraftstoff nicht in den Ansaugtrakt, sondern über entsprechend ausgebildete Einspritzventile direkt in den Brennraum des Zylinders eingespritzt. Um eine ausreichende Menge an Kraftstoff in den Zylinder einspritzen zu können, sind derartige Brennkraftmaschinen oft mit einem Common-Rail-Speichereinspritzsystem ausgestattet, bei denen der Kraftstoff in einem Kraftstoffhochdruckspeicher unter hohem Druck für die Einspritzung bereitgestellt wird.
Zum Abschalten der Brennkraftmaschine wird in der Regel lediglich die Einspritzung bzw. die Einspritzsteuerung zur Einspritzung des Kraftstoffs in den bzw. die Zylinder abgeschaltet. Teilweise werden bereits im Vorfeld vor dem Abschalten oder während des Abschaltvorgangs der Brennkraftmaschine Maßnahmen eingeleitet, welche den Auslauf der Brennkraftmaschine selbst, oder einen späteren Startvorgang der Brennkraftmaschine positiv beeinflussen.
Derzeit ist jedoch bei Kraftstoffversorgungssystemen mit rein mengengeregeltem Pumpenkonzept ein Absenken des Kraftstoffdrucks bei abgeschalteter Einspritzung in der Regel nicht möglich, da keine Verbindung zwischen dem Hochdruck- und Niederdruckteil des Kraftstoffversorgungssystems bzw. Kraftstoffbehälter besteht. Derartige Systeme werden oft als rücklauffreie Kraftstoffersorgungssysteme bezeichnet. Dies führt dazu, dass bei einem Abschalten der Brennkraftmaschine durch Abschalten der Einspritzung zumindest der zuletzt vorhandene Kraftstoffdruck im Kraftstoffversorgungssystem bzw. im - den Einspritzventilen vorgelagerten - Kraftstoffrail erhalten bleibt. Da die Einspritzventile aber in der Regel nicht vollständig dicht sind, sondern eine leichte bauartbedingte Leckage aufweisen, kann dies dazu führen, dass der unter Druck befindliche Kraftstoff in den Brennraum des Zylinders gelangt. Augrund des dort vorherrschenden geringen Drucks verdunstet der Kraftstoff und gelangt über die Ansaugluftführung langsam in die Umgebung. Dies kann dazu führen, dass bei der Durchführung gesetzlich vorgeschriebener Verdunstungstest der zulässige Grenzwert überschritten wird. Um dies zu vermeiden, muss dann in den Ansauggeräuschdämpfer eine sog. HC-Bremse eingebracht werden. Dies verursacht zum einen zusätzliche Kosten bei der Fahrzeugherstellung und zum anderen entstehen dadurch höhere Druckverluste und damit Leistungsnachteile beim Betrieb der Brennkraftmaschine.
Ein Verfahren zum Absenken des Kraftstoffdrucks in einem rücklauffreien Kraftstoffersorgungssystem einer Brennkraftmaschine ist bereits aus der DE 199 51 132 A1 bekannt. Dabei werden zum Zweck von Wartungsarbeiten oder Reparaturen des Kraftstoffversorgungssystems das Kraftstoffversorgungssystem und die Brennkraftmaschine in einem Druckabsenk-Betrieb betrieben, in dem mindestens eine Kraftstoff-Pumpe des Kraftstoffversorgungssystem derart angesteuert wird, dass sich das gewünschte Druckniveau einstellt. Die Anforderung zum Absenken kann durch einen Mechaniker oder eine andere Person zu Wartungs- oder Reparaturzwecken ausgelöst werden. Der Kraftstoffdruck wird hierbei soweit abgesenkt, dass er zum Einspritzen von Kraftstoff noch ausreicht.
Aus der DE 10 2006 000 396 A1 ist ein eine Steuervorrichtung für eine Direkteinspritzkraftmaschine bekannt, die ausgestaltet ist, das Kraftstoffversorgungssystem und die Brennkraftmaschine bei Erkennen eines Brennkraftmaschinen-Abschaltwunsches automatisch in einem Druckabsenk-Betrieb zu betreiben.
Aus der DE 196 23 150 A1 ist ein Kraftstoffzuführsystem mit einer Kraftstoffdruckverringerungseinrichtung bekannt.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein unter Berücksichtigung oben genannten Standes der Technik verbessertes Abschaltverfahren von Brennkraftmaschinen mit rücklauffreien Kraftstoffversorgungssystemen anzugeben, so dass der Einsatz von sog. HC-Bremsen umgangen werden kann.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Absenken des Kraftstoffdrucks in einem rücklauffreien Kraftstoffversorgungssystem einer Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung oder Saugrohreinspritzung auf ein gewünschtes Druckniveau sind das Kraftstoffversorgungssystem, welches zumindest eine Kraftstoffpumpe umfasst, und die Brennkraftmaschine in einem Druckabsenk-Betrieb betreibbar, in dem mindestens eine Kraftstoffpumpe des Kraftstoffversorgungssystem derart angesteuert wird, dass sich das gewünschte Druckniveau einstellt. Um einen unnötig hohen Kraftstoffdruck bei abgestellter Brennkraftmaschine verhindern zu können, werden das Kraftstoffversorgungssystem und die Brennkraftmaschine dann automatisch in dem oben beschriebenen Druckabsenk-Betrieb betrieben, sobald ein Brennkraftmaschinen-Abschaltwunsch erkennbar ist. Durch das Absenken des Kraftstoffdrucks im Rail kann die Gefahr eines ungewollten Austretens von Kraftstoff über das Einspritzventil in den Zylinder bzw. in die Sauganlage bei abgestellter Brennkraftmaschine deutlich reduziert werden. Durch das automatische Einleiten des Druckabsenk-Betriebs durch eine entsprechende funktionale Anpassung der Motorsteuerung ist keine zusätzliche Aktion des Fahrers oder einer anderen Person notwendig.
Vorteilhafterweise wird dabei die Einspritzsteuerung nicht unmittelbar nach Erkennen des Abschaltwunsches der Brennkraftmaschine abgeschaltet bzw. unterbrochen, sondern erst dann, wenn das gewünschte Druckniveau erreicht ist. Dies bedeutet, dass die Motorsteuerung derart angepasst wird, dass beim Erkennen des Abstellwunsches der Brennkraftmaschine zuerst der Kraftstoffdruck auf ein definiertes Niveau bzw. ein gewünschtes Druckniveau abgesenkt wird, bevor die Einspritzung schließlich abgeschaltet wird. Das dadurch länger anstehende Motormoment kann auf vorteilhafte Weise zumindest teilweise durch eine Zündwinkelspätverstellung oder erfindungsgemäß durch eine elektrische Rekuperation kompensiert werden.
Wird bei Brennkraftmaschinen mit Direkteinspritzung die Einspritzung zumindest eines Zylinders solange weitergeführt, solange das gewünschte Druckniveau noch nicht erreicht ist, ist zur Druckabsenkung ausreichend, wenn die zumindest eine Kraftstoffpumpe in einer derartigen Weise angesteuert wird, dass sie zumindest nicht mehr Kraftstoff in das vor den Einspritzventilen angeordnete Rail nachliefert, als durch das Öffnen des Einspritzventils (im Rahmen des aktuellen Betriebsbereichs der Brennkraftmaschine) in den Zylinder eingespritzt werden kann. Idealerweise kann die Kraftstoffpumpe auch derart angesteuert werden, dass sich gar keinen Kraftstoff mehr nachliefert.
Vorteilhafterweise können einzelne Zylinder auch bereits vor Erreichen des gewünschten Druckniveaus abgeschaltet werden, so dass zur Druckabsenkung nicht mehr alle Einspritzventile betrieben werden. So können z. B. bei einer 8-zylindigen Brennkraftmaschine unmittelbar nach Erkennen des Brennkraftmaschinen-Abschaltwunsches 4 Zylinder bzw. die Einspritzung in 4 Zylinder abgeschaltet werden. Die restlichen 4 Zylinder werden zur Druckabsenkung im Kraftstoffsystem genutzt.
Zusätzlich zum Einleiten des Druckabsenk-Betriebs (und der Abschaltung der Einspritzung bei zumindest nicht allen Zylindern) können in einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei Erkennen des Brennkraftmaschinen-Abschaltwunsches noch weitere Maßnahmen vorgenommen werden. Bei den weiteren Maßnahmen kann es sich um derartige Maßnahmen handeln, die den Auslauf der Brennkraftmaschine selbst, oder den folgenden Start günstig beeinflussen. So kann z. B. bei Brennkraftmaschinen mit variabler Nockenwellenverstellung (kurz VANOS) dieses in die Endlage gebracht werden, um bereits vorab die Verriegelungsposition für den folgenden Start erreichen zu können. Weiter kann die Drosselklappe im Auslauf geschlossen werden, um ein Klappern eines bei Fahrzeugen mit Handschaltgetrieben zwischen der Antriebseinheit und der Getriebeeinheit angeordneten Zweimassen-Schwungrades zu vermeiden.
Der wesentliche Vorteil des oben beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, dass damit bei abgeschalteter Brennkraftmaschine nur noch ein geringerer Kraftstoffdruck vor den Einspritzventilen anliegt. Dadurch wird auch weniger Kraftstoff in den Brennraum einströmen, was wiederum zu einer Reduzierung der Kraftstoffverdunstungsmenge führt. Somit kann ein im Rahmen einer sog. HC-Bremse eingesetztes (hochpreisiges) Vlies im Ansauggeräuschdämpfer eingespart werden. Weiter können das Startverhalten bzw. das Emissionsverhalten verbessert werden.

Claims

Verfahren zum Absenken des Kraftstoffdrucks in einem rücklauffreien Kraftstoffversorgungssystem einer Brennkraftmaschine, vorzugsweise einer Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung, auf ein gewünschtes Druckniveau, wobei im Kraftstoffversorgungssystem mindestens eine Kraftstoffpumpe angeordnet ist und das Kraftstoffversorgungssystem und die Brennkraftmaschine in einem Druckabsenk-Betrieb betreibbar sind, in dem mindestens eine Kraftstoff-Pumpe des Kraftstoffversorgungssystems derart angesteuert wird, dass sich das gewünschte Druckniveau einstellt, wobei das Kraftstoffversorgungssystem und die Brennkraftmaschine bei Erkennen eines Brennkraftmaschinen-Abschaltwunsches automatisch in einem Druckabsenk-Betrieb betrieben werden, dadurch gekennzeichnet, dass während des Einstellens des gewünschten Druckniveaus eine Momentenkompensation durch elektrische Rekuperation vorgenommen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzsteuerung zur Einspritzung des Kraftstoffs in zumindest einen Zylinder erst nach Erreichen des gewünschten Druckniveaus abgeschaltet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, durch gekennzeichnet, dass während des Einstellens des gewünschten Druckniveaus eine Momentenkompensation zusätzlich durch Zündwinkelspätverstellung vorgenommen wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erkennen eines Brennkraftmaschinen-Abschaltwunsches zusätzlich zum Einleiten des Druckabsenk-Betriebs weitere Maßnahmen eingeleitet werden, insbesondere derartige Maßnahmen die einen späteren Start der Brennkraftmaschine günstig beeinflussen.