DE102010039874B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Kraftstoff-Hochdruckspeichereinspritzsystems für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Betreiben eines Kraftstoff-Hochdruckspeichereinspritzsystems (1) für eine Brennkraftmaschine (BKM) eines Kraftfahrzeuges, welches eine Stopp-Start-Automatikfunktion (26) aufweist, mittels der die Brennkraftmaschine (BKM) unabhängig von einem Eingriff des Kraftfahrzeugführers abgeschaltet und anschließend wieder gestartet werden kann, bei dem Kraftstoff mittels einer Hochdruckpumpe (14) zu einem Hochdruckspeicher (15) gefördert wird, an dem mindestens ein Injektor (23) angeschlossen ist zum Einspritzen von Kraftstoff in mindestens einen Zylinder der Brennkraftmaschine (BKM) und der Druck des Kraftstoffes hochdruckseitig mit Hilfe eines elektrisch betätigten, im stromlosen Zustand offenem Druckregelventils (PCV) eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass während einer Stopp-Phase innerhalb eines Stopp-Start-Zyklus die Höhe des elektrischen Stromes (I) für die Versorgung des Druckregelventils (14) dem herrschenden Druck (p) im Hochdruckspeicher (15) angepasst wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben eines Kraftstoff-Hochdruckspeichereinspritzsystems für eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, bzw. dem Oberbegriff des Patentanspruches 7.
  • Moderne Kraftfahrzeuge verfügen über Brennkraftmaschinen mit Kraftstoffdirekteinspritzung, bei denen der Kraftstoff unter hohem Druck direkt in den oder bei mehrzylindrigen Brennkraftmaschinen in die Brennräume eingespritzt wird. Eine solche Kraftstoffdirekteinspritzung erfordert eine Kraftstoffversorgungseinrichtung, welche in jeder Betriebssituation druckbeaufschlagten Kraftstoff bereitstellt. Wesentliche Elemente dieser Kraftstoffversorgungseinrichtung stellen die Hochdruckpumpe, welche den Kraftstoff auf das nötige Druckniveau befördert und ein Druckspeicher (Rail) dar, in dem der Kraftstoff unter hohem Druck gespeichert wird und von welchem die Einspritzventile mit Kraftstoff versorgt werden. Neben der Druckspeicherung dient das Rail auch zur Glättung von Druckpulsationen, wozu ein ausreichendes Speichervolumen erforderlich ist.
  • Derartige Druckspeicher werden vor allem bei unter der Bezeichnung ”Common Rail” zusammengefassten Hochdruck-Speichereinspritzsystemen eingesetzt, die es ermöglichen, den Einspritzdruck von der Drehzahl der Brennkraftmaschine und der Einspritzmenge unabhängig zu halten und darüber hinaus den Einspritzdruck auf z. B. ca. 2000 bar zu steigern. Bei diesen Common Rail-Einspritzsystemen wird durch eine Hochdruckpumpe Kraftstoff aus einem Tank in den Druckspeicher gefördert, über den der Kraftstoff an Einspritzventilen, die jeweils in den Zylinderköpfen der Brennkraftmaschine angeordnet sind, ansteht. Das Öffnen und Schließen der Einspritzventile geschieht in der Regel mittels elektrisch gesteuerten bzw. geregelten Aktoren.
  • Im Bestreben der Automobilhersteller, den Kraftstoffverbrauch und die Emissionen der Kraftfahrzeuge weiter zu verringern, wurden neue Techniken entwickelt, wie beispielsweise die Stopp-Start-Automatikfunktion, mittels derer die Brennkraftmaschine unabhängig von dem Eingriff eines Kraftfahrzeugführers automatisch abgeschaltet und ohne den Zündschlüssel oder den Startknopf zu betätigen, auch wieder automatisch gestartet werden kann, beispielsweise durch Antippen des Gas- oder Kupplungspedals. Die Abschaltung der Brennkraftmaschine geschieht dabei insbesondere in längeren Leerlaufphasen, in denen die Antriebskraft der Brennkraftmaschine nicht benötigt wird. Auf diese Weise können, besonders im innerstädtischen Verkehr mit vielen Ampelstopps, beachtliche Kraftstoffverbrauchseinsparungen erzielt werden.
  • Stopp-Start-Einrichtungen für Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen sind beispielsweise aus DE 10 2008 020 184 A1 und DE 10 2008 020 185 A1 bekannt.
  • Beim Einsatz solcher Stopp-Start-Automatikfunktionen kann es jedoch bei der Kraftstoffversorgung zu Schwierigkeiten beim Wiederstart der Brennkraftmaschine kommen. Hierbei ist wichtig, dass die Zeit zwischen Aktivierung, also Anforderung des Startwunsches und dem tatsächlichen Start der Brennkraftmaschine so kurz wie möglich ist.
  • Das Erreichen eines sehr schnellen Druckaufbaus, speziell bei Diesel Common-Rail-Systemen bis zum Erreichen des Einspritzfreigabedruckes ist extrem wichtig bei Einsatz einer Stopp-Start-Strategie.
  • Zur Realisierung einer Stopp-Start Funktionalität können abhängig von den im Kraftstoff-Hochdruckspeichereinspritzsystem eingesetzten Komponenten, vor allem abhängig von der Bauart der Hochdruckpumpe und der Injektoren, unterschiedliche Konzepte verwendet werden. Bei ausreichend großem Hubvolumen der Hochdruckpumpe kann innerhalb einer definierten Zeit ein Druck im Druckspeicher (Rail) aufgebaut werden, der größer ist als der Einspritzfreigabedruck (z. B. 80 bar). Werden leckagearme oder leckagefreie Injektoren in dem Kraftstoff-Hochdruckspeichereinspritzsystem eingesetzt, bietet sich auch eine sogenannte Druckhaltefunktion an. Bei dieser wird der Druck im Druckspeicher möglichst lange im System gehalten.
  • Werden leckagearme oder leckagefreie Injektoren eingesetzt, ist abhängig von der Druckabbaustrategie im System ein Hochdruckregelventil, im folgenden vereinfacht als Druckregelventil (Pressure Control Valve, PCV) bezeichnet, notwendig um die von den Automobilherstellern geforderten Druckabbauzeiten zu erreichen.
  • Ist ein solches Druckregelventil als ”stromlos offen” ausgeführt, (bei Abschalten der elektrischen Spannung ist ein freier Durchfluss des Kraftstoffes möglich), besitzt es einen definierten Haltedruck (z. B. 10–70 bar). Soll ein Kraftstoffdruck im System über die gesamte Motorstoppphase (z. B. 60–90 Sekunden Dauer) innerhalb eines Stopp-Start-Zyklus gehalten werden, welcher über dem entsprechenden Haltedruck liegt, nämlich mindestens dem Einspritzfreigabedruck der eingesetzten Injektoren, so muss das Druckregelventil mit elektrischem Strom versorgt werden, um ein Absteuern von Kraftstoff aus dem Druckspeicher durch das Druckregelventil zu vermeiden.
  • Durch die notwendige Beaufschlagung mit elektrischem Strom, im Folgenden verkürzt als bestromen, bzw. Bestromung bezeichnet, während der Stoppphase wird elektrische Leistung verbraucht. Da in dieser Phase die Brennkraftmaschine abgeschaltet ist, der Generator (Lichtmaschine) also den Fahrzeugakkumulator nicht laden kann, wirkt sich dies negativ auf die Energiebilanz aus.
  • Bisher wurden die Anforderungen an eine Stopp-Start Funktionalität über einen möglichst schnellen Druckaufbau beim Start der Brennkraftmaschine realisiert.
  • Wird in Kraftstoff-Hochdruckspeichereinspritzsystemen mit Druckhaltefunktionalität ein Druckregelventil mit stromlos geschlossener Funktion eingesetzt, so ist während der Stoppphase keine Bestromung notwendig. Der Einsatz solcher Druckregelventile ist aber mit höheren Kosten verbunden.
  • Weiterhin kann eine Bestromung eines stromlos offenen Druckregelventils während der Stopphase durch Erhöhung des Haltedruckes reduziert oder vermieden werden. Diese Erhöhung steht jedoch in Konflikt mit der Forderung nach möglichst niedrigen Raildrücken während des Leerlaufs der Brennkraftmaschine zur Reduzierung des Geräuschpegels.
  • In der DE 10 2008 002 174 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben eines Kraftstoffeinspritzsystems für eine Brennkraftmaschine beschrieben, bei dem eine mit einem Antrieb versehene Kraftstoffhochdruckpumpe Kraftstoff in ein Kraftstoffhochdrucksystem einspeist, das zumindest ein Common-Rail und einen Injektor umfasst. Das Kraftstoffhochdrucksystem wird bei Stillsetzung des Antriebs druckhaltend in sich geschlossen und bei erneuter Inbetriebnahme des Antriebs funktionserfüllend geöffnet.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben eines Kraftstoff-Hochdruckspeichereinspritzsystems für eine, mit einer automatischen Stopp-Start-Automatikfunktion ausgestatteten Brennkraftmaschine anzugeben.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Die Erfindung zeichnet sich aus durch ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben eines Kraftstoff-Hochdruckspeichereinspritzsystems für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges, welches eine Stopp-Start-Automatikfunktion aufweist, mittels der die Brennkraftmaschine unabhängig von einem Eingriff des Kraftfahrzeugführers abgeschaltet und anschließend wieder gestartet werden kann und bei dem Kraftstoff mittels einer Hochdruckpumpe zu einem Hochdruckspeicher bedarfsgerecht gefördert wird und der geforderte Druckabbau hochdruckseitig mit Hilfe eines elektrisch betätigten, im stromlosen Zustand offenem Druckregelventils realisiert wird. Während einer Stopp-Phase innerhalb eines Stopp-Start-Zyklus wird die Höhe des elektrischen Stromes für die Versorgung des Druckregelventils dem herrschenden Druck im Hochdruckspeicher angepasst.
  • Durch bedarfsgerechte Beaufschlagung mit elektrischem Strom eines stromlos offenen Druckregelventils während der sogenannten Druckhaltephase (Brennkraftmaschinenstopp) kann die Leistungsaufnahme des Druckregelventils durch zeitliche Reduzierung der Höhe des elektrischen Stroms analog des Druckverlustes im Kraftstoff-Hochdruckspeichereinspritzsystems reduziert werden. Dies verbessert die Energiebilanz des Kraftfahrzeugs, einhergehend mit einer Reduzierung des CO2-Ausstoßes.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Druck im Hochdruckspeicher mittels eines Drucksensors erfasst und die so erhaltenen Druckwerte dienen als Eingangsgrößen eines Kennfeldes, in dem abhängig vom Druck zugehörige Werte des Ansteuerstromes abgelegt sind.
  • Durch Heranziehen der Druck-Strom-Kennlinie des Druckregelventils können auf sehr einfache Weise reduzierte Werte für den elektrischen Strom zur Versorgung des Druckregelventils während der Stopphase erhalten werden. Es sind keine zusätzlichen Komponenten nötig, da die Eingangsgröße dieser Kennlinie von einem Drucksensor geliefert wird, der ohnehin im Kraftstoff-Hochdruckspeichereinspritzsystems vorhanden ist und dessen Signal während des Normalbetriebes der Brennkraftmaschine, also außerhalb des Stopp-Start-Betriebes zur Regelung des Druckes dient.
  • Eine noch genauere Anpassung der Werte für den Ansteuerstrom des Druckregelventils ergibt sich, wenn zusätzlich bei der Bestimmung der Stromwerte die Temperatur des Kraftstoffes auf der Hochdruckseite berücksichtigt wird.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich im Zusammenhang mit der Beschreibung der Ausführungsbeispiele und aus den Unteransprüchen.
  • Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
  • 1 eine schematische Darstellung eines Kraftstoff-Hochdruckspeichereinspritzsystems für eine Brennkraftmaschine,
  • 2 ein Diagramm, das den Zusammenhang zwischen Druck und elektrischem Ansteuerstrom eines Druckregelventiles zeigt und
  • 3 ein Diagramm, das den zeitlichen Druckabfall in einem Kraftstoff-Hochdruckspeichereinspritzsystems zeigt.
  • Die 1 zeigt schematisch den Aufbau eines Kraftstoff-Hochdruckspeichereinspritzsystems für eine Brennkraftmaschine BKM, wie sie unter der Bezeichnung Common-Rail-System vor allem bei Fahrzeugen mit einer Diesel-Brennkraftmaschine eingesetzt wird. Dabei sind nur diejenigen Komponenten dargestellt, die für das Verständnis der Erfindung nötig sind.
  • Bei diesem Kraftstoff-Hochdruckspeichereinspritzsystem 1 wird Kraftstoff aus einem Kraftstoffvorratsbehälter 10 über eine Niederdruckkraftstoffleitung 11 durch eine Vorförderpumpe 12 angesaugt. Die Vorförderpumpe 12 fördert den Kraftstoff über einen Kraftstofffilter 13 zu einer von der Brennkraftmaschine 10 angetriebenen Hochdruckpumpe 14, die den Kraftstoff verdichtet und unter hohem Druck über eine Hochdruckkraftstoffleitung 28 in einen Hochdruckspeicher 15, das sogenannte Rail einspeist. Dieser Hochdruckspeicher 15 hat neben der Druckspeicherung auch die wesentliche Aufgabe, durch ein ausreichend großes Speichervolumen Druckpulsationen zu glätten, welche durch die Pumpenhübe der Hochdruckpumpe erzeugt werden.
  • Um den Kraftstoffvolumenstrom der Hochdruckpumpe 14 in den Hochdruckspeicher 15 entsprechend den jeweiligen Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine BKM bedarfsabhängig einstellen zu können, ist in der Kraftstoffleitung 11 zwischen der Vorförderpumpe 12 und der Hochdruckpumpe 14 ein zusätzliches Saugdrosselventil oder digitales Einlassventil, im folgenden als Volumenstromregelventil VCV bezeichnet, angeordnet, mit dessen Hilfe der Förderstrom der Hochdruckpumpe 14 geregelt werden kann. Dieses Volumenstromregelventil VCV wird von einer Steuereinheit 16 über eine Steuerleitung 17 angesteuert.
  • Die Steuereinheit 16 ist vorzugsweise in ein elektronisches Steuergerät 18 der Brennkraftmaschine BKM integriert, das alle zum Betrieb der Brennkraftmaschine BKM nötigen Abläufe steuert und/oder regelt. Hierzu werden dem Steuergerät 18 der Brennkraftmaschine BKM eine Vielzahl mittels entsprechender Sensorik aufgenommener Eingangssignale ES zugeführt, aus denen Ausgangssignale AS erzeugt werden, mit denen einzelne Aktoren und Komponenten angesteuert werden, die zum Betrieb der Brennkraftmaschine BKM notwendig sind. Die Steuereinheit 16 weist unter anderem einen Speicher 31 auf, in dem u. a. Kennlinien und Kennfelder KF1, KF2, KF3 gespeichert sind, deren Bedeutung später anhand der Beschreibungen der 2 und 3 näher erläutert wird.
  • Um den Druck im Hochdruckspeicher 15 entsprechend den gewünschten Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine BKM einstellen zu können, ist stromabwärts der Hochdruckpumpe 14 ein elektrisch ansteuerbares Druckregelventil PCV in die Hochdruckkraftstoffleitung 28 geschaltet. Dieses Druckregelventil PCV steuert und/oder regelt über eine gestrichelt dargestellte Kraftstoffrückführleitung 19 überschüssigen Kraftstoff, der nicht zur Aufrechterhaltung eines im Hochdruckspeicher 15 gewünschten Drucks benötigt wird, in den Kraftstoffvorratsbehälter 10 ab, wobei das Druckregelventil PCV von der Steuereinheit 16 über eine Steuerleitung 20 angesteuert wird. Zur Druckregelung im Hochdruckspeicher 15 ist ein Drucksensor 21 vorgesehen. Dieser Drucksensor 21 dient zum Erfassen des augenblicklich im Hochdruckspeicher 15 herrschenden Druckes p, auf dessen Grundlage die Steuereinheit 16 entsprechend den gewünschten Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine BKM die Druckregelung über das Druckregelventil PCV vornimmt.
  • Im Hochdruckspeicher 15 lassen sich mit Hilfe der dargestellten Anordnung Kraftstoffdrücke von 0 bis 2000 bar oder mehr erzeugen. Diese Kraftstoffdrücke stehen über Kraftstoffeinspritzleitungen 22 an als Injektoren 23 bezeichnete Einspritzventile, die in den Brennkammern der Brennkraftmaschine BKM angeordnet sind, an. Die Injektoren 23 weisen im allgemeinen eine Einspritzdüse auf, die mit einer unter Federkraft stehenden Nadel verschlossen ist. Der Einspritzvorgang wird durch die Steuereinheit 16 ausgelöst, die über Steuerleitungen 24 mit den Injektoren 23 verbunden ist. Der in den Injektoren 23 auftretende Leckagestrom wird über gestrichelt dargestellte Kraftstoffrückführleitungen 25 in den Kraftstoffvorratsbehälter 10 zurückgeführt.
  • Die Vorförderpumpe 12 wird in einer bevorzugten Ausgestaltung über einen Elektromotor angetrieben, der über eine Steuerleitung 27 mit der Steuereinheit 16 verbunden ist.
  • Während des Normalbetriebes, d. h. außerhalb des Stopp-Start-Betriebes der Brennkraftmaschine BKM wird betriebspunktabhängig im Hochdruck-Speichereinspritzsystem ein bestimmter Druck und eine bestimmte Förderleistung durch entsprechende Ansteuerung der Hydraulikstellglieder Volumenstromregelventil VCV und Druckregelventil PCV mittels einer sogenannten Closed-Loop-Regelung eingestellt.
  • Beim manuellen Abstellen der Brennkraftmaschine BKM mittels Betätigen des Zündschlüssels oder des Abstellknopfes wird das Druckregelventil PCV geöffnet, um den Kraftstoff vom Hochdruckspeicher abzulassen. Das Volumenstromregelventil VCV bleibt nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine BKM während des Nachlaufs der Steuereinheit 16 noch kurz geöffnet, um den Pumpraum der Hochdruckpumpe 14 wieder zu befüllen. Damit entfällt beim nächsten Start der Brennkraftmaschine BKM die Füllung dieses Totraumes, was zu einer schnelleren Betriebsbereitschaft des Hochdruck-Speichereinspritzsystems führt.
  • Das Druckregelventil PCV ist stromlos offen, d. h. beim Abschalten der Brennkraftmaschine BKM wird es stromlos geschaltet. Das Volumenstromregelventil VCV ist stromlos geschlossen, so dass nach Ablauf der Nachlaufzeit durch Abschalten der Stromversorgung die Kraftstoffzuleitung 11 zu der Hochdruckpumpe 14 unterbrochen ist. Bei Ausfall der Spannungsversorgung nehmen also beide Ventile einen sicheren Zustand ein.
  • Ferner ist der Brennkraftmaschine BKM eine Starteinrichtung 33 zum elektrischen Starten zugeordnet, welche mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine BKM gekoppelt ist. Die Starteinrichtung 33 kann dabei beispielsweise einen herkömmlichen Anlasser oder einen sogenannten integrierten Starter-Generator umfassen.
  • In der Steuervorrichtung 18 der Brennkraftmaschine BKM sind mehrere, kennfeldbasierte Motorsteuerungsfunktionen softwaremäßig implementiert. Insbesondere ist in der Steuervorrichtung 18 eine sogenannte Stopp-Start-Automatikfunktion 26 implementiert, mit deren Hilfe bei Vorhandensein bestimmter Bedingungen und/oder Anforderungen die Brennkraftmaschine unabhängig von einem Fahrer des mit der Brennkraftmaschine angetriebenen Kraftfahrzeuges automatisch gestoppt und bei Vorhandensein bestimmter Bedingungen und/oder Anforderungen gestartet wird. Die Stopp-Start-Automatikfunktion 26 ist hierzu elektrisch mit der Starteinrichtung 33 verbunden.
  • Befindet sich die Brennkraftmaschine BKM in einer Stoppphase innerhalb eines Stopp-Start-Zyklus, so muss bei Verwendung einer Druckhaltefunktion und eines stromlos offenen Druckregelventils PCV dieses auch während der gesamten Stoppphase mit einem elektrischen Strom beaufschlagt werden. Soll ein Kraftstoffdruck im System über die gesamte Stoppphase, auch als Druckhaltephase bezeichnet, (z. B. 60–90 Sekunden Dauer) gehalten werden, welcher über dem entsprechenden Haltedruck liegt, nämlich mindestens dem Einspritzfreigabedruck der eingesetzten Injektoren, so muss das Druckregelventil PCV bestromt werden, um ein Absteuern von Kraftstoff aus dem Druckspeicher 15 durch das Druckregelventil PCV zu vermeiden. Durch die notwendige Bestromung des Druckregelventils PCV wird während der Stoppphase elektrische Leistung verbraucht. Die Höhe dieser Leistung variiert abhängig vom verwendeten Ventiltyp.
  • In 2 ist ein Diagramm dargestellt, das den Zusammenhang zwischen dem Druck p und dem Ansteuerstrom I eines in dem Kraftstoff-Hochdruckspeichereinspritzsystem nach 1 eingesetzten, stromlos offenen Druckregelventils PCV zeigt. Mit dem Bezugszeichen PH ist der Haltedruck bezeichnet. Er beträgt bei diesem Druckregelventil PCV ca. 70 bar. Um einen Druck p im Hochdruckspeicher 15 von 1800 bar zu halten, ist bei diesem Druckregelventil PCV ein Strom von 0,8 Ampere nötig, um einen Druck p im Hochdruckspeicher 15 von 750 bar zu halten, ist nur noch ein Strom von 0,4 Ampere nötig.
  • Dieses Druck-Strom-Diagramm ist als Kennlinie KF1 in dem Speicher 31 der Steuereinheit 16 abgelegt.
  • Fällt nun während der Stoppphase der Druck p im Hochdruckspeicher 15 aufgrund Leckagen an den Injektoren 23 ab, so kann auch der Wert des elektrischen Stromes I zur Ansteuerung des Druckregelventils PCV entsprechend der Druck-Strom-Kennlinie KF1 nach 2 reduziert werden.
  • Hierzu wird der Druck p im Hochdruckspeicher 15 mittels des Drucksensors 21 in einem festen Zeitraster abgefragt, beispielsweise alle 10 ms und aus der Kennlinie KF1 der dazugehörige Wert für den elektrischen Ansteuerstrom I ausgelesen, mit dem das Druckregelventil PCV dann angesteuert wird. Mit zunehmender Dauer der Stoppphase wird somit entsprechend der Druck-Strom-Kennlinie KF1 der Ansteuerstrom I schrittweise verkleinert, so dass der Leistungsverbrauch des Druckregelventils PCV während der Stoppphase verringert wird.
  • Um sicherzustellen, dass unter allen Umständen die Bestromung des Druckregelventils PCV ausreicht, um den momentanen Druck p im Druckspeicher 15 zu halten, kann der aus der Kennlinie KF1 ausgelesene Wert für den Ansteuerstrom I noch mit einer kleinen Sicherheitsreserve nach oben, d. h. ein etwas größerer Wert für den Ansteuerstrom I verwendet werden. Dies kann beispielsweise mittels eines additiven Korrekturfaktors > 0 oder eines multiplikativen Korrekturfaktors > 1 erfolgen, mit dem der ausgelesene Wert beaufschlagt wird.
  • Des Weiteren kann auch die Temperatur T des Kraftstoffes bei der Ermittlung des druckabhängigen Ansteuerstromes I berücksichtigt werden. Hierzu ist anstelle der Kennlinie KF1 ein Kennfeld KF2 in dem Speicher 31 abgelegt, in dem der Ansteuerstrom I in Abhängigkeit vom Druck p und der Kraftstofftemperatur T in einem dreidimensionalen Koordinatensystem dargestellt ist. Die Temperatur T des Kraftstoffes wird mit Hilfe eines, ohnehin im Kraftstoff-Hochdruckspeichereinspritzsystem 1 verbauten Temperatursensors 34 ermittelt, dessen Signal dem Steuergerät 18 und der Steuereinheit 16 zugeführt wird. Ein Temperaturmodell berechnet aus dem Signal dieses, auf der Niederdruckseite vorhandenen Temperatursensors 34 u. a. durch Berücksichtigung der Kompressionserwärmung, bedingt durch den Druck im Rail, die Kraftstofftemperatur im Rail.
  • Da aufgrund der geringen vorhandenen Leckage der Druck p im Druckspeicher 15 während der Druckhaltephase absinkt, kann zur Ermittlung von reduzierten Werten für die Bestromung des Druckregelventils 15 auch die sogenannte Druckabfallkurve des Kraftstoff-Hochdruckspeichereinspritzsystems 1 herangezogen werden. Sie beschreibt den zeitlichen Verlauf des Druckes p nach Abstellen der Brennkraftmaschine BKM mittels der Stopp-Start-Automatikfunktion.
  • In dem Diagramm KF3 nach 3 ist eine typische Druckabfallkurve (Kennlinie KF3) einer 4-Zylinder-Dieselbrennkraftmaschine gezeigt. Der Verlauf ist u. a. abhängig von der Höhe der Dauerleckage der Injektoren und der Anzahl der Injektoren. Diese Druckabfallkurve wird experimentell ermittelt und ist in dem Speicher 31 der Steuereinheit 16 abgelegt.
  • Beim Abstellen der Brennkraftmaschine BKM mittels der Stopp-Start-Automatikfunktion 26 wird der Druck p im Hochdruckspeicher 15 ermittelt, beispielsweise mittels des Drucksensors 21 gemessen und dieser Wert dient als Eingangswert (Startwert) pS für die Druckabfallkurve. Nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitspanne z. B. 100 ms wird der zu diesem Zeitpunkt zugehörige Druckwert p aus der Kennlinie KF3 ausgelesen. Dieser Wert des Druckes ist dann Eingangsgröße für das Druck-Strom-Diagramm (Kennlinie KF1), aus dem der zugehörige Wert des Ansteuerstromes I entnommen wird. Dieser Vorgang wird periodisch, z. B. alle 100 ms wiederholt, so dass mit zunehmender Dauer der Stoppphase der Brennkraftmaschine BKM der elektrische Strom weiter reduziert werden kann. Auch bei diesem Verfahren kann der Einfluss der Kraftstofftemperatur auf die Höhe des zu wählenden Stromwertes berücksichtigt werden, in dem zum Beispiel beim Abstellen der Brennkraftmaschine die zu diesem Zeitpunkt herrschende Temperatur T des Kraftstoffes ermittelt wird und für verschiedene Temperaturen T unterschiedliche Druckabfallkurven hinterlegt sind, von denen dann die passende ausgewählt wird.

Claims (7)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Kraftstoff-Hochdruckspeichereinspritzsystems (1) für eine Brennkraftmaschine (BKM) eines Kraftfahrzeuges, welches eine Stopp-Start-Automatikfunktion (26) aufweist, mittels der die Brennkraftmaschine (BKM) unabhängig von einem Eingriff des Kraftfahrzeugführers abgeschaltet und anschließend wieder gestartet werden kann, bei dem Kraftstoff mittels einer Hochdruckpumpe (14) zu einem Hochdruckspeicher (15) gefördert wird, an dem mindestens ein Injektor (23) angeschlossen ist zum Einspritzen von Kraftstoff in mindestens einen Zylinder der Brennkraftmaschine (BKM) und der Druck des Kraftstoffes hochdruckseitig mit Hilfe eines elektrisch betätigten, im stromlosen Zustand offenem Druckregelventils (PCV) eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass während einer Stopp-Phase innerhalb eines Stopp-Start-Zyklus die Höhe des elektrischen Stromes (I) für die Versorgung des Druckregelventils (14) dem herrschenden Druck (p) im Hochdruckspeicher (15) angepasst wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit des Druckabfalls im Hochdruckspeicher (15) die Höhe des elektrischen Stromes (I) reduziert wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe des elektrischen Stromes (I) nur soweit reduziert wird, dass der minimale Einspritzfreigabedruck des mindestens einen Injektors (23), nicht unterschritten wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck (p) im Hochdruckspeicher (15) mittels eines Drucksensors (21) erfasst wird, die so erhaltenen Druckwerte als Eingangsgrößen eines Kennfeldes (KF1) dienen, in dem abhängig vom Druck (p) zugehörige Werte des Ansteuerstromes (I) abgelegt sind.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass beim Abstellen der Brennkraftmaschine (BKM) a) der Druck (p) im Hochdruckspeicher (15) ermittelt wird und dieser als Eingangsgröße eines Kennfeldes (KF3) dient, in dem eine Druckabfallkurve des Kraftstoff-Hochdruckspeichereinspritzsystems (1) über der Zeit (t) abgelegt ist, b) nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitspanne der zu diesem Zeitpunkt zugehörige Druckwert (p) aus dem Kennfeld (KF2) ausgelesen wird, c) dieser Druckwert (p) als Eingangsgröße eines Kennfeldes (KF1) dient, in dem abhängig vom Druck (p) zugehörige Werte des Ansteuerstromes (I) abgelegt sind, d) die Schritte b)–c) in vorbestimmten, zeitlichen Abständen wiederholt werden.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Bestimmung der Werte des elektrischen Stromes (I) die Temperatur (T) des Kraftstoffes berücksichtigt wird.
  7. Vorrichtung zum Betreiben eines Kraftstoff-Hochdruckspeichereinspritzsystems (1) für eine Brennkraftmaschine (BKM) eines Kraftfahrzeuges, welches eine Stopp-Start-Automatikfunktion (26) aufweist, mittels der die Brennkraftmaschine (BKM) unabhängig von einem Eingriff des Kraftfahrzeugführers abgeschaltet und anschließend wieder gestartet werden kann, bei dem Kraftstoff mittels einer Hochdruckpumpe (14) zu einem Hochdruckspeicher (15) gefördert wird, an dem mindestens ein Injektor (23) angeschlossen ist zum Einspritzen von Kraftstoff in mindestens einen Zylinder der Brennkraftmaschine (BKM) und der Druck des Kraftstoffes hochdruckseitig mit Hilfe eines elektrisch betätigten, im stromlosen Zustand offenem Druckregelventils (PCV) eingestellt wird, wobei die Vorrichtung dazu eingerichtet ist, während einer Stopp-Phase innerhalb eines Stopp-Start-Zyklus die Höhe des elektrischen Stromes (I) für die Versorgung des Druckregelventils (14) dem herrschenden Druck (p) im Hochdruckspeicher (15) anzupassen.
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