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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vorbereiten eines Startens einer Brennkraftmaschine.
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Stand der Technik
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In modernen Kraftfahrzeugen gibt es eine Vielzahl an Funktionen, die einen kraftstoffsparenden Betrieb einer Brennkraftmaschine ermöglichen und während der Fahrt des Kraftfahrzeugs möglichst viel Kraftstoff einsparen sollen. In einem Segelbetrieb wird beispielsweise während der Fahrt des Kraftfahrzeugs die Brennkraftmaschine abhängig von bestimmten Bedingungen ausgeschaltet, beispielsweise wenn das Kraftfahrzeug ausrollt. Auch in Hybridfahrzeugen wird die Brennkraftmaschine abhängig von bestimmten Bedingungen während der Fahrt ausgeschaltet. Das Hybridfahrzeug kann dann beispielweise mittels eines Elektromotors betrieben werden.
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In Kraftfahrzeugen mit derartigen Funktionen muss gewährleistet sein, dass die Brennkraftmaschine jederzeit während der Fahrt des Kraftfahrzeugs wieder in Betrieb genommen werden kann. Weist ein derartiges Fahrzeug dabei eine Brennkraftmaschine mit einem Common-Rail-Hochdruckspeicher auf, hängt es insbesondere von einem Rail-Druck des Common-Rail-Hochdruckspeichers ab, wie schnell die Brennkraftmaschine wieder gestartet werden kann. Fällt der Rail-Druck auf einen Wert, unterhalb dem keine Einspritzfreigabe erfolgt, kann die Brennkraftmaschine nicht sofort wieder gestartet werden und es muss zunächst ein entsprechender Druck in dem Common-Rail-Hochdruckspeicher aufgebaut werden, damit Kraftstoff in die Zylinder der Brennkraftmaschine eingespritzt werden kann. Daher wird der Rail-Druck bei derartigen Funktionen einer Brennkraftmaschine oftmals auf einen hohen Wert geregelt, um ein schnelles Starten der Brennkraftmaschine zu ermöglichen.
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Beispielsweise wird in der
DE 10 2008 007 668 A1 offenbart, den Rail-Druck nach dem Abstellen einer Brennkraftmaschine auf einem Leerlauf-Solldruck zu belassen, um das Wiederanlassen zu beschleunigen. In der
DE 10 2010 028 910 A1 wird der Rail-Druck beim Abstellen der Brennkraftmaschine gar erhöht, um einen schnelles Wiederanlassen der Brennkraftmaschine zu gewährleisten.
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Ist der Rail-Druck beim Anlassen bzw. Starten der Brennkraftmaschine insbesondere während der Fahrt allerdings zu hoch, kann dies zu schweren, irreversiblen Beschädigungen an einer Hochdruckpumpe des Kraftstoffeinspritzsystems führen. Die Hochdruckpumpe muss dabei gegen einen zu hohen Rail-Druck anlaufen. Dies kann dazu führen, dass eine Rolle in einem Rollenschuh der Hochdruckpumpe nicht abrollt, sondern ohne Umfangsgeschwindigkeit über einen Nocken geschoben wird. Hierdurch werden Laufflächen an dem Nocken und der Rolle beschädigt und es kommt zu einem Rollenschuhdreher mit kapitalem Triebwerksschaden der Hochdruckpumpe.
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Es ist daher wünschenswert, eine Möglichkeit bereitzustellen, um in Fahrzeugen mit einer Brennkraftmaschine mit einem Common-Rail-Hochdruckspeicher, Schäden einer Hochdruckpumpe zu vermeiden und ein problemloses Anlassen der Brennkraftmaschine auch während der Fahrt zu ermöglichen.
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Offenbarung der Erfindung
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Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Vorbereiten eines Startens einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
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Vorteile der Erfindung
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Durch das erfindungsgemäße Reduzieren eines Rail-Drucks des Common-Rail-Hochdruckspeichers auf einen bestimmten Druckwert, nachdem die Brennkraftmaschine während der Fahrt des Kraftfahrzeugs abgeschaltet wurde, wird gewährleistet, dass eine Hochdruckpumpe einer Kraftstoffeinspritzung der Brennkraftmaschine keinerlei Schäden nimmt, falls die Brennkraftmaschine wieder angelassen wird. Gleichzeitig wird gewährleistet, dass die Brennkraftmaschine problemlos wieder angelassen werden kann.
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Der bestimmte Druckwert wird dabei zweckmäßig derart gewählt, dass ein maximaler Druckwert nicht überschritten wird, ab welchem die Hochdruckpumpe der Kraftstoffeinspritzung schwere, irreversible Schäden nimmt. Gleichzeitig wird der bestimmte Druckwert zweckmäßig derart gewählt, dass ein minimaler Druckwert nicht unterschritten wird, ab welchem keine Einspritzfreigabe erfolgt und kein Kraftstoff in einzelne Zylinder der Brennkraftmaschine eingespritzt werden kann. Der bestimmte Druckwert beträgt dabei insbesondere zwischen 400 bar und 800 bar, weiter insbesondere 300 bar. Die Reduzierung des Rail-Drucks kann dabei beispielsweise im Zuge einer Regelung oder einer Steuerung erfolgen. Insbesondere wird dabei ein Ist-Wert des Rail-Drucks auf einen Soll-Wert geregelt, wobei der bestimmte Druckwert den Soll-Wert vorgibt.
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Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird somit eine Robustheit einzelner Komponenten des Kraftfahrzeugs gesteigert, Ausfälle während des Betriebs des Kraftfahrzeugs werden verhindert. Reparaturkosten für einen Eigentümer des Fahrzeugs können genauso wie Garantieleistungen an Erstausrüster (OEM) vermindert werden. Eine Qualität der einzelnen Komponenten des Kraftfahrzeugs sowie des Kraftfahrzeugs als ganzes wird gesteigert.
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Im Gegensatz zu anderen kraftstoffsparenden Betrieben, beispielsweise einem Start/Stopp-Betrieb, wird die Brennkraftmaschine bei einem erfindungsgemäßen Verfahren während der Fahrt des Kraftfahrzeugs abgeschaltet, also während sich das Fahrzeug bewegt. Im Gegensatz dazu wird in einem Start/Stopp-Betrieb die Brennkraftmaschine abgeschaltet, wenn das Fahrzeug bereits zum Stillstand gekommen ist und sich die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine nicht mehr dreht.
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Insbesondere wird eine Drehzahl der Brennkraftmaschine bestimmt, während die Brennkraftmaschine ausläuft. Dies kann beispielsweise mittels eines Drehzahlgebers erfolgen, welcher an der Brennkraftmaschine vorhanden ist. Darüber hinaus kann triebstrangseitig eine Solldrehzahl für den Fall einer geschlossenen Kupplung an der Seite der Brennkraftmaschine ermittelt werden, wenn eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs sowie ein eingelegter Gang bekannt sind. Mittels dieser bestimmten Drehzahl wird dabei ein lastfreier Betriebspunkt bestimmt, beispielsweise mittels eines Kennfelds des Kraftstoffeinspritzsystems, in dem ein Solldruck des Common-Rail-Hochdruckspeichers im lastfreien Betrieb hinterlegt ist. Dieser lastfreie Betriebspunkt mit einer erhöhten Drehzahl ist ein Aufsatzpunkt, der eine Solldrehzahl der Brennkraftmaschine für den Fall des Schließens der Kupplung darstellt.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Reduzierung des Rail-Drucks durch eine spezielle Schutzfunktion durchgeführt. Diese Schutzfunktion ist insbesondere eine Software, die insbesondere in einem Steuergerät des Kraftfahrzeugs abläuft. Mittels der Schutzfunktion wird eine Kommunikation zwischen einer Fahrzeugsteuerung und einer Motorsteuerung ermöglicht. Die Fahrzeugsteuerung kann beispielsweise eine Kraftfahrzeug-Betriebsstrategiesoftware sein, die Motorsteuerung beispielsweise eine Einspritzsystem-Ansteuerungssoftware. Die Fahrzeugsteuerung kann dabei beispielsweise von einem Fahrzeugsteuergerät ausgeführt werden, die Motorsteuerung beispielsweise von einem Motorsteuergerät. Insbesondere beinhaltet die Schutzfunktion eine Kommunikation zwischen einem Fahrzeugsteuergerät und einem Motorsteuergerät und vernetzt diese beiden Steuergeräte miteinander.
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Die Schutzfunktion empfängt insbesondere Anweisungen bzw. Signale, welche von der Fahrzeugsteuerung ausgegeben werden. Insbesondere sind diese Anweisungen bzw. Signale der Fahrzeugsteuerung an die Motorsteuerung gerichtet, beispielsweise eine Anweisung bzw. ein entsprechendes Signal, die Brennkraftmaschine abzuschalten. Die Schutzfunktion gibt selbst Anweisungen bzw. Signale aus, insbesondere an die Motorsteuerung. Die Schutzfunktion weist die Motorsteuerung demgemäß an, den Rail-Druck auf den bestimmten Druckwert zu reduzieren.
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Die Schutzfunktion ist insbesondere anderen Funktionen übergeordnet, beispielsweise Softwarefunktionen, einer Einspritzsystem-Softwarefunktion, sowie der Einspritzsystem-Ansteuerungssoftware und der Motorsteuerung. Die Schutzfunktion verhindert somit, dass andere Funktionen eine Beschädigung der Hochdruckpumpe verursachen.
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Vorzugsweise wird die Brennkraftmaschine während der Fahrt des Kraftfahrzeugs wieder gestartet und die Kupplung wieder geschlossen. Insbesondere erfolgt das Starten der Brennkraftmaschine durch die Schutzfunktion, bzw. die Schutzfunktion weist die Motorsteuerung an, die Brennkraftmaschine zu starten. Überschreitet der Rail-Druck den bestimmten Druckwert zu dem Zeitpunkt, zu welchem die Brennkraftmaschine gestartet werden soll, wird das Starten der Brennkraftmaschine verhindert, insbesondere durch die Schutzfunktion. Wie bereits erläutert, ist die Schutzfunktion für diesen Zweck der Einspritzsystem-Ansteuerungssoftware und der Motorsteuerung übergeordnet.
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Vorzugsweise wird der Rail-Druck mittels eines Druckregelventils (DRV) und/oder einer Zumesseinheit (ZME) auf den bestimmten Druckwert reduziert. Das Reduzieren des Rail-Druck mittels Druckregelventils und/oder Zumesseinheit bietet sich dabei insbesondere bei 2-Steller-Kraftstoffeinspritzsystemen an. Derartige 2-Steller-Kraftstoffeinspritzsysteme sind dabei mit einem sog. 2-Steller-Rail-Druck-Regler ausgestattet. Dabei kann der Rail-Druck sowohl über eine Androsselung der Hochdruckpumpe durch ein vor der Hochdruckpumpe angeordnetes Ventil (die Zumesseinheit) als auch über ein hochdruckseitig angeordnetes Ventil (das Druckregelventil) eingestellt werden. Eine Regelung des Rail-Drucks kann also prinzipiell in einem solchen System über drei verschiedene Betriebsarten (ZME, DRV und Mischbetrieb) betrieben werden.
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Alternativ oder zusätzlich wird der Rail-Druck vorzugsweise mittels eines Blankshots auf den bestimmten Druckwert reduziert. Als Blankshot wird eine Ansteuerung von Injektoren des Kraftstoffeinspritzsystems bezeichnet, welche zum einem Abbau des Rail-Drucks führt. Das Reduzieren des Rail-Druck mittels Blankshots bietet sich dabei insbesondere bei 1-Steller-Kraftstoffeinspritzsystemen an, da 1-Steller-Kraftstoffeinspritzsysteme nur über eine Zumesseinheit, aber nicht über ein Druckregelventil verfügen.
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Bevorzugt wird der Rail-Druck auf den bestimmten Druckwert reduziert, indem ein Ist-Druckwert des Rail-Drucks auf einen Soll-Druckwert geregelt oder gesteuert wird. Dieser Soll-Druckwert ist insbesondere einem Kennfeld des Rail-Drucks bzw. des Common-Rail-Hochdruckspeichers zu entnehmen und stellt den lastfreien Betrieb der Brennkraftmaschine als eine Funktion der Drehzahl der Brennkraftmaschine dar. Der bestimmte Druckwert wird dabei insbesondere als Soll-Druckwert festgelegt. Insbesondere wird die Druckreduzierung im Zuge dieser Regelung bzw. Steuerung mittels des Druckregelventilsund/oder des Blankshots durchgeführt. Die Brennkraftmaschine muss somit nicht in einem bestimmten Betriebspunkt abgeschaltet werden, sondern kann zu jedem beliebigen Betriebspunkt abgeschaltet werden. Insbesondere wird sichergestellt, dass die Brennkraftmaschine in jedem Fall wieder problemlos angelassen werden kann, egal in welchem Betriebspunkt mit erhöhtem Ist-Druckwert des Rail-Drucks die Brennkraftmaschine abgeschaltet wird.
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Bevorzugt wird die Brennkraftmaschine abgeschaltet, um das Kraftfahrzeug in einem Segelbetrieb zu betrieben. Somit kann insbesondere in einem Stadtverkehr ein kraftstoffsparender Betrieb der Brennkraftmaschine realisiert werden. Die Brennkraftmaschine wird dabei insbesondere abgeschaltet, wenn kein Gas gegeben wird und das Kraftfahrzeug ausrollt, wenn eine Bremse betätigt wird und/oder wenn ein Kupplungspedal betätigt wird. Ein Fahrer des Kraftfahrzeugs, der vorrausschauend fährt und frühzeitig kein Gas mehr gibt und/oder das Kupplungspedal betätigt, sobald er ein Hindernis erkennt, kann durch einen derartigen Segelbetrieb des Kraftfahrzeugs eine zusätzliche Menge an Kraftstoff einsparen.
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Vorzugsweise ist das Kraftfahrzeug ein Hybridfahrzeug. Die Brennkraftmaschine wird dabei beispielsweise im Zuge eines Elektromotorbetriebs des Hybridfahrzeugs abgeschaltet. Die Kupplung kann in diesem Fall abtriebsseitig beispielsweise mit dem Elektromotor, dem Getriebe und/oder dem Antriebsstrang des Hybridfahrzeugs verbunden sein bzw. in Wirkverbindung stehen.
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Gemäß einer ersten bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird der Rail-Druck auf den bestimmten Druckwert reduziert, wenn ein Abschaltsignal ausgegeben wird, wobei die Brennkraftmaschine auf das Abschaltsignal hin abgeschaltet wird. Der Rail-Druck wird dabei unmittelbar nach Abschalten der Brennkraftmaschine reduziert. Das Abschaltsignal ist dabei gleichzeitig ein Signal zum Reduzieren des Rail-Drucks. Insbesondere wird das Abschaltsignal dabei auch an die Schutzfunktion übermittelt und die Schutzfunktion beginnt mit der Reduktion des Rail-Drucks, sobald das Abschaltsignal empfangen wurde. Das Abschaltsignal wird dabei insbesondere von der Kraftfahrzeugsteuerung ausgegeben, beispielsweise von der Kraftfahrzeug-Betriebsstrategiesoftware, einem Aggregat-Zustandskoordinator bzw. einer State-Machine. Bevorzugt wird der Rail-Druck dabei auf den bestimmten Druckwert reduziert, noch bevor die Kupplung des Kraftfahrzeugs geöffnet wird.
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Diese erste bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung eignet sich insbesondere für ein quasi-dichtes Kraftstoffeinspritzsystem. Während die Brennkraftmaschine abgeschaltet ist, kann der Common-Rail-Hochdruckspeicher dabei als annähernd dicht angenommen werden, so dass kaum Kraftstoff ungewollt aus dem Common-Rail-Hochdruckspeicher entweicht und der Rail-Druck sich kaum abbauen kann. Der Rail-Druck wird in einem quasi-dichten Kraftstoffeinspritzsystem insbesondere mit weniger als ein bis fünf bar pro Sekunde abgebaut. Die Reduzierung des Rail-Drucks im Sinne der Erfindung wird daher insbesondere bei derartigen quasi-dichten Kraftstoffeinspritzsystemen unmittelbar nach dem Abschalten der Brennkraftmaschine durchgeführt.
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Gemäß einer zweiten bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird der Rail-Druck auf den bestimmten Druckwert reduziert, wenn ein Anlass- bzw. Startsignal ausgegeben wird, wobei die Brennkraftmaschine auf das Anlasssignal hin wieder gestartet wird. Der Rail-Druck wird dabei unmittelbar vor dem Starten der Brennkraftmaschine reduziert. Analog zu dem Abschaltsignal ist das Anlasssignal gleichzeitig ein Signal zum Reduzieren des Rail-Drucks. Insbesondere wird das Anlasssignal auch an die Schutzfunktion übermittelt und die Schutzfunktion beginnt mit der Reduktion des Rail-Drucks, sobald das Anlasssignal empfangen wurde. Das Anlasssignal wird insbesondere von der Kraftfahrzeugsteuerung ausgegeben, beispielsweise der Kraftfahrzeug-Betriebsstrategiesoftware, dem Aggregat-Zustandskoordinator bzw. der State-Machine. Bevorzugt wird der Rail-Druck dabei auf den bestimmten Druckwert reduziert, noch bevor die Kupplung des Kraftfahrzeugs wieder geschlossen wird.
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Nach der Ausgabe des Anlasssignals wird dabei insbesondere innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls verhindert, dass eine Drehmomentfreigabe der Brennkraftmaschine erfolgt. Eine erteilte Drehmomentfreigabe kann dabei umfassen, dass die Brennkraftmaschine gestartet wird, auf eine bestimmte Drehzahl gebracht wird und/oder dass die Kupplung des Kraftfahrzeugs geschlossen wird. Dies wird insbesondere mittels eines zeitgesteuerten Totzeitglieds realisiert, welches mit der Ausgabe des Anlasssignals aktiviert wird. Insbesondere ist das zeitgesteuerte Totzeitglied ein Teil der Schutzfunktion, bzw. die Schutzfunktion erteilt die Drehmomentfreigabe nach dem bestimmten Zeitintervall.
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Das bestimmte Zeitintervall beträgt dabei insbesondere zwischen einer und 100 ms. Somit wird sichergestellt, dass der Rail-Druck auf den bestimmten Druckwert reduziert werden kann, bevor die Brennkraftmaschine gestartet und über die Kupplung mit dem Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs drehmomentschlüssig verbunden wird.
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Das bestimmte Zeitintervall kann alternativ auch während des Betriebs des Kraftfahrzeugs variabel eingestellt werden. Insbesondere wird der Rail-Druck dabei messtechnisch erfasst. Sobald der messtechnisch erfasste Rail-Druck den bestimmten Druckwert unterschreitet, wird die Drehmomentfreigabe der Brennkraftmaschine erteilt.
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Diese zweite bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung eignet sich insbesondere für ein leckagebehaftetes Kraftstoffeinspritzsystem. Während die Brennkraftmaschine abgeschaltet ist, entweicht Kraftstoff dabei aus dem Common-Rail-Hochdruckspeicher beispielsweise in einen Ansaugtrakt und/oder in einen der Zylinder, wodurch sich der Rail-Druck abbaut. Der Rail-Druck wird in einem leckagebehafteten Kraftstoffeinspritzsystem insbesondere mit mehr als fünf bar pro Sekunde abgebaut. Leckagebehaftete Kraftstoffeinspritzsysteme wirken sich positiv auf eine Startzeit der Brennkraftmaschine sowie auf Emissions- und Fahrkomfortapplikation aus. Da sich bei leckagebehafteten Kraftstoffeinspritzsystem der Rail-Druck selbst zumindest teilweise abbaut, wird die Reduzierung des Rail-Drucks im Sinne der Erfindung bei derartigen Kraftstoffeinspritzsystemen insbesondere erst so spät wie möglich vorgenommen, also erst wenn die Brennkraftmaschine wieder gestartet werden soll. Gegebenenfalls hat sich der Rail-Druck bis dahin bereits selbst bis zu dem bestimmten Druckwert abgebaut. Zumindest hat sich der Rail-Druck teilweise abgebaut und im Zuge der erfindungsgemäßen Druckreduzierung muss weniger Energie aufgewendet werden, als wenn die erfindungsgemäße Druckreduzierung gleich nach dem Abschalten der Brennkraftmaschine durchgeführt wird.
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Eine erfindungsgemäße Recheneinheit, z.B. ein Steuergerät eines Kraftfahrzeugs, ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.
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Auch die Implementierung des Verfahrens in Form von Software ist vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten verursacht, insbesondere wenn ein ausführendes Steuergerät noch für weitere Aufgaben genutzt wird und daher ohnehin vorhanden ist. Geeignete Datenträger zur Bereitstellung des Computerprogramms sind insbesondere Disketten, Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, CD-ROMs, DVDs u.a.m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich.
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Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt schematisch ein Common-Rail-System, anhand dessen eine bevorzugte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben wird.
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2 zeigt schematisch ein Kraftfahrzeug, welches dazu eingerichtet ist, eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen.
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3 zeigt schematisch eine bevorzugte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Verfahrens als ein Blockschaltbild.
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Ausführungsform(en) der Erfindung
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Die Figuren werden teilweise zusammenhängend beschrieben. Gleiche Bezugszeichen beziehen sich dabei auf identische Bauteile.
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In 1 wird eine hier als Common-Rail-Motor ausgebildete Brennkraftmaschine umfassend ein Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem 100 und einen Verbrennungsmotor 116, z. B. einen Dieselmotor, schematisch dargestellt, wie sie der vorliegenden Erfindung zugrunde liegen kann.
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In einem teilweise angeschnitten gezeigten, mit Kühlwasser 114 gekühlten Zylinder 124 des Verbrennungsmotors 116 ist ein Kolben 126 beweglich angeordnet.
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Ein Injektor 109 zum Einspritzen von Kraftstoff in den Zylinder ist am Zylinder 124 montiert. Wenngleich hier nur ein Zylinder 124 dargestellt ist, weist eine geeignete Brennkraftmaschine wenigstens zwei Zylinder auf, um einen Mengenausgleich zwischen Zylindern bereitstellen zu können.
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Das Kraftstoffeinspritzsystem umfasst einen Kraftstofftank 101, der in nahezu gefülltem Zustand gezeigt ist. Innerhalb des Kraftstofftanks 101 ist eine Vorförderpumpe 103 angeordnet, die durch ein Vorfilter 102 Kraftstoff aus dem Tank 101 ansaugt und mit niedrigem Druck von 1 bar bis maximal 10 bar durch eine Kraftstoffleitung 105 bis zu einem Kraftstofffilter 104 befördert. Von dem Kraftstofffilter 104 führt eine weitere Niederdruckleitung 105' zu einer Hochdruckpumpe 106, die den zugeführten Kraftstoff bis auf einen hohen Druck komprimiert, der je nach System typischerweise zwischen 100 bar und 2000 bar liegt. Die Hochdruckpumpe 106 weist eine Zumesseinheit (ZME) 113 zum Einstellen einer Kraftstoffmenge auf. Die Hochdruckpumpe 106 speist den komprimierten Kraftstoff in eine Hochdruckleitung 107 und ein mit dieser verbundenes Rail 108 (Hochdruckspeicher), dem sog. Common-Rail-Hochdruckspeicher, ein. Vom Rail 108 führt eine weitere Hochdruckleitung 107' zum Injektor 109.
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Ein System von Rücklaufleitungen 110 ermöglicht den Rückfluss überschüssigen Kraftstoffs aus dem Kraftstofffilter 104, der Hochdruckpumpe 106 bzw. Zumesseinheit 113, dem Injektor 109 und dem Rail 108 in den Kraftstofftank 101. Dabei ist zwischen das Rail 108 und die Rückflussleitung 110 ein Druckregelventil (DRV) 112 geschaltet, das durch Verändern der vom Rail 108 in die Rückflussleitung 110 abfließenden Kraftstoffmenge den im Rail 108 herrschenden hohen Druck, den sog. Rail-Druck, regeln kann. Das Kraftstoffeinspritzsystem ist dabei als ein 2-Steller-Kraftstoffeinspritzsystem ausgebildet.
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Das gesamte Common-Rail-Einspritzsystem 100 wird durch ein Steuergerät, das in diesem speziellen Beispiel als ein Motorsteuergerät 111 ausgebildet ist, gesteuert, das über elektrische Leitungen 128 u. a. mit der Vorförderpumpe 103, der Hochdruckpumpe 106, der Zumesseinheit 113, dem Injektor 109, einem Drucksensor 134 am Rail 108, dem Druckregelventil 112 sowie Temperatursensoren 130, 132, 122 am Verbrennungsmotor 116 bzw. an der Kraftstoffzulaufleitung 105 verbunden ist.
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Das Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem 100 und der Verbrennungsmotor 116 sind Bestandteile eines Kraftfahrzeugs, wie es schematisch in 2 dargestellt ist. In diesem speziellen Beispiel ist das Kraftfahrzeug als ein Hybridfahrzeug 200 ausgebildet. Der Verbrennungsmotor 116 ist dabei mit einer ersten Kupplung 221a verbunden und kann mittels der Kupplung drehmomentschlüssig mit einem Elektromotor 222 verbunden werden. Übe eine zweite Kupplung 221b kann der Elektromotor 222 bzw. letztendlich der Verbrennungsmotor 116 mit einem Getriebe 223 drehmomentschlüssig verbunden werden. Das Getriebe 223 ist über eine Getriebeausgangswelle bzw. einen Antriebsstrang 224 letztendlich mit Rädern 225 verbunden.
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Neben dem Motorsteuergerät 111 verfügt das Hybridfahrzeug über ein zweites Steuergerät, welches in diesem speziellen Beispiel als ein Fahrzeugsteuergerät 211 ausgebildet ist. Die Steuergeräte sind dabei dazu eingerichtet, eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen, welches in 3 schematisch als ein Blockschaltbild dargestellt und mit 300 bezeichnet ist.
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In Schritt 301 registriert das Fahrzeugsteuergerät 211 ein auslösendes Ereignis, welches einen Segelbetrieb oder einen Elektromotorbetrieb des Hybridfahrzeugs 200 auslöst. Dieses auslösende Ereignis kann beispielsweise sein, dass ein Fahrer 201 des Hybridfahrzeugs 200 aufhört, ein Gaspedal 202 zu betätigen und das Hybridfahrzeugs 200 somit ausrollen lassen will. Betätigt der Fahrer 201 das Gaspedal 202, wird ein entsprechendes Signal 202a an das Fahrzeugsteuergerät 211 gesendet. Hört der Fahrer 201 auf, das Gaspedal 202 zu betätigen, wird das Signal 202a nicht mehr gesendet. Das Fahrzeugsteuergerät 211 interpretiert letzteres in Schritt 301 als auslösendes Ereignis.
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In Schritt 302 führt das Fahrzeugsteuergerät 211 ein Abschalten des Verbrennungsmotors 116 während der Fahrt des Hybridfahrzeugs 200 durch. Dazu sendet das Fahrzeugsteuergerät 211 ein Abschaltsignal 231a aus. Eine Schutzfunktion 230 empfängt dieses Abschaltsignal 231 und sendet ein entsprechendes Signal 232a an das Motorsteuergerät 111. Das Motorsteuergerät 111 sendet ein Signal 241a an den Verbrennungsmotor 116 und schaltet den Verbrennungsmotor 116 in Schritt 303 während des laufenden Betriebes bzw. während der Fahrt des Hybridfahrzeugs 200 aus.
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Je nach Art der Brennkraftmaschine, des Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem 100 und/oder des Kraftfahrzeugs bieten sich zwei unterschiedliche Ausführungsformen 300a bzw. 300b des erfindungsgemäßen Verfahrens 300 an.
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Für ein quasi-dichtes Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem 100 bietet sich insbesondere die erste Ausführungsform 300a des erfindungsgemäßen Verfahrens 300 an, welche im Folgenden beschrieben wird.
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Dabei wird in Schritt 310 der Rail-Druck auf einen bestimmten Druckwert reduziert. Die Schutzfunktion 230 führt diese Reduzierung des Rail-Drucks durch. Dazu steuert die Schutzfunktion 230 das Motorsteuergerät 111 an und sendet entsprechende Signale 232a an das Motorsteuergerät 111. Für ein 2-Steller-Kraftstoffeinspritzsystem, wie es in 1 dargestellt ist, steuert das Motorsteuergerät 111 den Signalen 232a entsprechend das Druckregelventil 112 an und reduziert den Rail-Druck, angedeutet durch Bezugszeichen 241.
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Ist das Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem 100 nicht als ein 2-Steller-Kraftstoffeinspritzsystem gemäß 1 ausgebildet, sondern beispielsweise als ein 1-Steller-Kraftstoffeinspritzsystem, steuert das Motorsteuergerät 111 den Signalen 232a entsprechend die Injektoren 109 an und reduziert somit den Rail-Druck. Diese Ansteuerung der Injektoren 109 wird als Blankshot bezeichnet. Ein 1-Steller-Kraftstoffeinspritzsystem weißt im Vergleich zu einem 2-Steller-Kraftstoffeinspritzsystem kein Druckregelventil 112, sondern nur eine Zumesseinheit 113 auf.
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In Schritt 304 steuert die Schutzfunktion 230 das Motorsteuergerät 111 an die Kupplung 221a zu öffnen, angedeutet durch Bezugszeichen 242. Durch das Öffnen der Kupplung steht der Antriebsstrang 224 nicht mehr in Wirkverbindung mit dem Verbrennungsmotor 116. Ein Freilauf des Antriebsstrangs 224 wird somit optimiert. Wird ein Elektromotorbetrieb des Hybridfahrzeugs 200 durchgeführt, steuert das Motorsteuergerät den Elektromotor 222 an und schaltet diesen ein, wodurch das Hybridfahrzeug 200 durch den Elektromotor 222 angetrieben wird. Wird ein Segelbetrieb des Hybridfahrzeugs 200 durchgeführt, wird der Elektromotor 222 nicht zugeschaltet. In einem Segelbetrieb kann alternativ oder zusätzlich auch die Kupplung 221b geöffnet werden, angedeutet durch Bezugszeichen 243.
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In Schritt 305 wird ein zweites auslösendes Ereignis registriert, insbesondere durch das Fahrzeugsteuergerät 211. Dieses zweite auslösende Ereignis kann beispielsweise sein, dass der Fahrer wieder Gas gibt und das Gaspedal 202 wieder betätigt. Das Fahrzeugsteuergerät 211 empfängt dabei das entsprechende Signal 202a.
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In Schritt 306 sendet das Fahrzeugsteuergerät 211 ein Anlasssignal 231b aus und weist die Schutzfunktion 230 somit an, den Verbrennungsmotor 116 wieder zu starten. Die Schutzfunktion 230 sendet wiederum ein entsprechendes Signal 232b an das Motorsteuergerät 111, welches letztendlich den Verbrennungsmotor 116 in Schritt 307 wieder startet, angedeutet durch Bezugszeichen 241b.
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In Schritt 308 werden die in Schritt 304 geöffnete Kupplung bzw. die geöffneten Kupplungen wieder geschlossen.
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Ist das Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem 100 nicht als ein quasi-dichtes Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem 100 ausgebildet, sondern als ein leckagebehaftetes Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem 100, bietet sich insbesondere die zweite Ausführungsform 300b des erfindungsgemäßen Verfahrens 300 an.
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Dabei wird zunächst Schritt 304 analog zu obiger Beschreibung durchgeführt und wenigstens eine der Kupplungen 221a bzw. 221b geöffnet. Erst wenn in Schritt 305 das zweite auslösende Ereignis registriert wird, wird der Rail-Druck reduziert. Dabei wird in Schritt 306 das Anlasssignal 231 ausgesendet und in Schritt 310 wird der Rail-Druck auf den bestimmten Druckwert reduziert, analog zu obiger Beschreibung. Erst wenn ein bestimmtes Zeitintervall von insbesondere 100ms nach Ausgabe des Anlasssignals abgelaufen ist, wird in Schritt 307 der Verbrennungsmotor 116 wieder gestartet. In Schritt 308 werden letztendlich die in Schritt 304 geöffnete Kupplung bzw. die geöffneten Kupplungen wieder geschlossen.
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In den beiden Ausführungsformen 300a und 300b des erfindungsgemäßen Verfahrens 300 ermöglicht die Schutzfunktion 230 eine Kommunikation zwischen dem Fahrzeugsteuergerät 211 und dem Motorsteuergerät 111 und bildet eine Schnittstelle zwischen diesen beiden Steuergeräten. Die Schutzfunktion 230 ist insbesondere als eine Software ausgebildet. Die Software kann dabei auf einem der Steuergeräte 111 oder 211 oder auf einem weiteren Steuergerät ablaufen. Es sei angemerkt, dass die Erfindung nicht explizit auf zwei Steuergeräte angewiesen ist. Die Erfindung eignet sich genauso für Kraftfahrzeuge bzw. Brennkraftmaschinen mit einem Steuergerät. In einem derartigen Fall laufen beispielsweise unterschiedliche Softwares auf dem einen Steuergerät ab. Funktionen des Kraftfahrzeugsteuergeräts 211 werden dabei beispielsweise von einer Kraftfahrzeug-Betriebsstrategiesoftware ausgeführt. Funktionen des Motorsteuergeräts 111 werden dabei beispielsweise von einer Einspritzsystem-Ansteuerungssoftware ausgeführt. Die Schutzfunktion 230 ermöglicht dabei insbesondere eine Kommunikation zwischen der Kraftfahrzeug-Betriebsstrategiesoftware und der Einspritzsystem-Ansteuerungssoftware und bildet eine Schnittstelle zwischen diesen beiden Softwares.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008007668 A1 [0004]
- DE 102010028910 A1 [0004]
