-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Injektors einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeug, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
-
Ein solches Verfahren zum Betreiben wenigstens eines Injektors einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, ist beispielsweise bereits aus der
DE 10 2012 010 268 A1 bekannt. Der Injektor umfasst dabei wenigstens einen Aktor und wenigstens ein Ventilelement, mittels welchem beispielsweise eine Strömung eines insbesondere flüssigen Kraftstoffes zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine einstellbar ist. Der Injektor wird genutzt, um den Kraftstoff in wenigstens einen beispielsweise als Zylinder ausgebildeten Brennraum der Verbrennungskraftmaschine einzubringen, insbesondere direkt einzuspritzen. Darüber hinaus umfasst die Verbrennungskraftmaschine den Brennraum und eine beispielsweise als Kurbelwelle ausgebildete Abtriebswelle, welche beispielsweise drehbar an einem Gehäuse der Verbrennungskraftmaschine gelagert ist. Bei dem Verfahren wird das Ventilelement mittels des Aktors mehrmals hin- und her bewegt, während sich die Abtriebswelle in ihrem Stillstand befindet, das heißt während eine Drehung der Abtriebswelle um ihre Drehachse relativ zu dem Gehäuse unterbleibt.
-
Außerdem offenbart die
EP 1 692 383 B1 ein Betriebsverfahren für einen Aktor eines Einspritzventils einer Brennkraftmaschine, bei welchem der Aktor entladen wird, um einen Einspritzvorgang zu beenden. Ferner wird ein Aktorstrom erfasst. Außerdem ist es vorgesehen, dass der Aktor zum Entladen kurzgeschlossen wird, wobei der Aktorstrom in dem kurzgeschlossenen Zustand erfasst wird.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass ein besonders vorteilhafter Betrieb der Verbrennungskraftmaschine realisierbar ist.
-
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
-
Um ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass ein besonders vorteilhafter Betrieb der Verbrennungskraftmaschine realisierbar ist, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Verfahren einen ersten Schritt aufweist, bei welchem wenigstens ein Startsignal erfasst wird, mittels welchem ein Start der Verbrennungskraftmaschine bewirkt wird. mit anderen Worten befindet sich die Verbrennungskraftmaschine beispielsweise zunächst in ihrem abgeschalteten beziehungsweise deaktivierten Zustand, in welchem sich die Abtriebswelle in ihrem Stillstand befindet, das heißt in welchem eine Drehung der Abtriebswelle um ihre Drehachse relativ zu einem Gehäuse der Verbrennungskraftmaschine unterbleibt. Um beispielsweise die Verbrennungskraftmaschine von dem deaktivierten Zustand in einen aktivierten Zustand und somit beispielsweise in einen befeuerten Betrieb zu überführen, betätigt beispielsweise eine Person ein Bedienelement. Infolge der Betätigung des Bedienelements wird beispielsweise ein Aktivierungssignal erzeugt beziehungsweise bewirkt, welches bei dem ersten Schritt des Verfahrens erfasst wird und das Starten der Verbrennungskraftmaschine, das heißt das Überführen der Verbrennungskraftmaschine von dem deaktivierten Zustand in den aktivierten Zustand bewirkt.
-
Erfindungsgemäß umfasst das Verfahren einen zweiten Schritt, bei welchem infolge des Erfassens des Startsignals des Ventilelements mittels des Aktors mehrmals hin- und her bewegt wird, während sich die Abtriebswelle in ihrem Stillstand befindet und bevor die Abtriebswelle infolge des Startsignals zum Starten der Verbrennungskraftmaschine gedreht wird. Mit anderen Worten ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Ventilelement mittels des Aktors zwar nach dem Erfassen des Startsignals jedoch noch vor einer Drehung der Abtriebswelle, das heißt noch bevor sich die Abtriebswelle dreht, mehrmals hin- und her bewegt wird. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt wird das Ventilelement mittels des Aktors zwar nach dem Erfassen des Startsignals jedoch noch während des Stillstands der Abtriebswelle mehrmals hin- und her bewegt. Unter dem Stillstand der Abtriebswelle ist zu verstehen, dass sich die Abtriebswelle nicht um ihre Drehachse relativ zu dem Gehäuse dreht.
-
Auf diese Weise ist es möglich, das Ventilelement mehrmals hin- und her zu bewegen, unmittelbar beziehungsweise kurz bevor sich die Abtriebswelle dreht beziehungsweise unmittelbar beziehungsweise kurz bevor es zu einer Drehung der Abtriebswelle kommt. Dadurch können beispielsweise Kraftstoffablagerungen in einer Führung zum Führen des Ventilelements unmittelbar beziehungsweise kurz vor dem eigentlichen Start der Verbrennungskraftmaschine entfernt werden, sodass Fehlfunktionen des auch als Ventil oder Ventileinrichtung bezeichneten Injektors sicher vermieden werden können und ein besonders vorteilhafter und insbesondere robuster und laufruhiger Betrieb der Verbrennungskraftmaschine gewährleistet werden kann.
-
Um beispielsweise das Ventilelement mehrmals hin- und her zu bewegen, wird der Aktor beispielsweise mehrmals hintereinander beziehungsweise aufeinanderfolgend aktiviert und deaktiviert. Grundsätzlich ist es denkbar, das Ventilelement mittels des Aktors bei beziehungsweise nach einem Abstellen der Verbrennungskraftmaschine mehrmals hin- und her zu bewegen, um dadurch etwaige Kraftstoffablagerungen in der Führung zu entfernen und einen gewünschten Lauf beziehungsweise eine gewünschte Bewegung des Ventilelements entlang beziehungsweise in der Führung sicherzustellen. Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Ventilelement jedoch unmittelbar beziehungsweise kurz vor dem eigentlichen Startvorgang und bevor sich die Abtriebswelle dreht durchgeführt, sodass zwischen dem Entfernen von Kraftstoffablagerungen von der Führung und dem Betrieb der Verbrennungskraftmaschine keine oder eine nur sehr kurze Zeitspanne liegt. Somit kann vermieden werden, dass sich zwischen dem hin- und her Bewegen des Ventilelements und dem Starten der Verbrennungskraftmaschine neue Kraftstoffablagerungen an der Führung bilden, sodass ein besonders robuster und insbesondere laufruhiger Betrieb der Verbrennungskraftmaschine gewährleistet werden kann.
-
Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn das Ventilelement mittels des Aktors in Abhängigkeit von einem Druck des in einem auch als Rail oder Kraftstoff-Rail oder Common-Rail bezeichneten Kraftstoffverteilungselement aufgenommenen Kraftstoffes zum Betrieben der Verbrennungskraftmaschine und insbesondere dann hin- und her bewegt wird, wenn der Druck des Kraftstoffs in dem Kraftstoffverteilungselement geringer als ein vorgebbarer Schwellenwert ist beziehungsweise einen Schwellenwert unterschreitet. Der Schwellenwert liegt beispielsweise bei 100 bar.
-
Hintergrund dieser Ausführungsform ist, dass bei niedrigem Druck ein etwaiges Spiel in der auch als Ventilführung bezeichneten Führung zum Führen des Ventilelements hinreichend gering ist, sodass durch das hin- und her Bewegen des Ventilelements etwaige, auch als Beläge bezeichnete Kraftstoffablagerungen an der Führung mittels des Ventilelements abgeschabt und dadurch von der Führung entfernt werden können. Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann ein besonders vorteilhafter Motorstart der Verbrennungskraftmaschine realisiert werden, da beispielsweise Kraftstoffablagerungen, die einen Schwergängigkeit eines Ankers des Aktors beziehungsweise Injektors bewirken können, entfernt werden. Das hin- und her Bewegen des Ventilelements ist eine Reinigungsfunktion, welche Ablagerungen in dem Injektor und insbesondere einem Aufbau von solchen Ablagerungen entgegenwirken kann. Grundsätzlich ist es denkbar, die Reinigungsfunktion nach dem Abstellen der Verbrennungskraftmaschine durchzuführe. Als besonders vorteilhaft hat es sich jedoch gezeigt, die Reinigungsfunktion nach dem Erfassen des Startsignals und vor dem Drehen der Abtriebswelle durchzuführen.
-
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
-
Die Zeichnung zeigt in der einzigen Fig. ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht eines Injektors zum Einbringen von Kraftstoff in wenigstens einen Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs.
-
Die einzige Fig. zeigt ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht eines Injektors 10 einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs. Das Kraftfahrzeug ist beispielsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen ausgebildet und mittels der beispielsweise als Hubkolbenmaschine ausgebildeten Verbrennungskraftmaschine antreibbar. Hierzu umfasst die Verbrennungskraftmaschine wenigstens einen beispielsweise als Zylinder ausgebildeten Brennraum, ein auch als Motorgehäuse bezeichnetes Gehäuse und eine insbesondere als Kurbelwelle ausgebildete Abtriebswelle, welche drehbar an dem Gehäuse gelagert ist. Somit kann sich die Abtriebswelle um eine Drehachse relativ zu dem Gehäuse drehen. Ist die Verbrennungskraftmaschine aktiviert und befindet sich die Verbrennungskraftmaschine in einem befeuerten Betrieb, so wird der Brennraum zumindest mit Luft und Kraftstoff, insbesondere flüssigem Kraftstoff versorgt. Der Kraftstoff wird somit genutzt, um die Verbrennungskraftmaschine, insbesondere in ihrem befeuerten Betrieb, zu betreiben. Der Injektor 10 wird dabei genutzt, um den Kraftstoff in den Brennraum einzubringen, insbesondere direkt einzuspritzen.
-
Hierzu umfasst der Injektor 10 beispielsweise ein von dem Kraftstoff durchströmbares und auch als Injektorgehäuse bezeichnetes Gehäuse 12, welches wenigstens einen von dem Kraftstoff durchströmbaren Kanal 14 aufweist. Ferner umfasst der Injektor 10 ein beispielsweise zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, in dem Gehäuse 12 und insbesondere in dem Kanal 14 aufgenommenes Ventilelement 16, mittels welchem eine Strömung des Kraftstoffes durch den Kanal 14 einstellbar beziehungsweise beeinflussbar ist. Insbesondere kann das Ventilelement 16 zwischen wenigsten einer Schließstellung zum fluidischen Versperren des Kanals 13 und wenigstens einer Offenstellung zum Freigeben des Kanals 14, insbesondere translatorisch, hin- und her bewegt werden, wobei das Ventilelement 16 insbesondere relativ zu dem Gehäuse 12, hin- und her bewegbar ist. Dieses hin- und her Bewegen des Ventilelements 16 wird in der Fig. durch Pfeile 18 und 20 veranschaulicht.
-
Der Injektor 10 umfasst ferner beispielsweise ein weiteres, insbesondere als Nadel oder Düsennadel ausgebildetes Ventilelement 22, welches beispielsweise mittels des den Kanal 14 durchströmenden Kraftstoffes unter Beaufschlagen des Ventilelements 22 aus einer Schließstellung in eine Offenstellung bewegt werden kann. In der Offenstellung des Ventilelements 22 kann beispielsweise der Kraftstoff aus dem Injektor 10 ausströmen und insbesondere direkt in den Brennraum einströmen.
-
Versorgt wird der Injektor 10 mit dem Kraftstoff beispielsweise mittels eines Kraftstoffverteilungselements. Üblicherweise weist die Verbrennungskraftmaschine mehrere, insbesondere als Zylinder ausgebildete, Brennräume auf, wobei jedem Brennraum ein eigener Injektor wie der Injektor 10 zugeordnet sein kann. Dabei ist das Kraftstoffverteilungselement ein den Injektoren gemeinsames Kraftstoffverteilungselement, mittels welchem die Injektoren mit dem Kraftstoff versorgt werden. Hierzu wird beispielsweise der Kraftstoff mit einem hohen Druck in dem Kraftstoffverteilungselement gespeichert und mit dem hohen Druck von dem Kraftstoffverteilungselement zu den Injektoren geführt.
-
Der Injektor 10 umfasst ferner einen in der Fig. besonders schematisch dargestellten und elektrisch betreibbaren Aktor 24, mittels welchem das Ventilelement 16 relativ zu dem Gehäuse 12 translatorisch hin- und her bewegbar und dadurch zwischen der Offenstellung und der Schließstellung des Ventilelements 16 bewegbar ist.
-
Im Folgenden wird ein Verfahren zum Betreiben des Injektors 10 erläutert. Mittels des Verfahrens kann ein besonders vorteilhafter Betrieb der Verbrennungskraftmaschine gewährleistet werden. Im Rahmen des Verfahrens ist es vorgesehen, dass das Ventilelement 16 mittels des Aktors 24 mehrmals relativ zu dem Gehäuse 12 translatorisch hin- und her bewegt wird, während sich die Abtriebswelle in ihrem Stillstand befindet, das heißt während sich die Abtriebswelle nicht relativ zu dem Gehäuse um die Drehachse dreht. Mit anderen Worten unterbleibt eine Drehung der Abtriebswelle um ihre Drehachse relativ zum Gehäuse, während das Ventilelement 16 mittels des Aktors 24 mehrmals aufeinanderfolgend hin- und her bewegt wird. Dieses durch den Aktor 24 bewirkte mehrmalige hin- und her Bewegen des Ventilelements 16 ist in der Fig. durch die Pfeile 18 und 20 veranschaulicht.
-
Um nun einen besonders vorteilhaften Betrieb der Verbrennungskraftmaschine realisieren zu können, umfasst das Verfahren einen ersten Schritt, bei welchem wenigstens ein insbesondere elektrisches Startsignal, mittels welchem ein Start der Verbrennungskraftmaschine bewirkt wird, erfasst beziehungsweise empfangen wird, insbesondere mittels einer elektronischen Recheneinrichtung. Das auch als Signal bezeichnete Startsignal resultiert beispielsweise aus einer durch den Fahrer des Kraftfahrzeugs bewirkten Betätigung eines Bedienelements, wobei der Fahrer das Bedienelement betätigt beziehungsweise bedient, um die zunächst deaktivierte Verbrennungskraftmaschine zu starten, das heißt in ihren befeuerten Betrieb zu überführen.
-
Das Verfahren umfasst ferner einen zweiten Schritt, bei welchem infolge des Erfassens des Startsignals das Ventilelement 16 mittels des Aktors 24 mehrmals relativ zu dem Gehäuse 12 translatorisch hin- und her bewegt, während sich die Abtriebswelle in ihrem Stillstand befindet und bevor die Abtriebswelle infolge des Startsignals zum Starten der Verbrennungskraftmaschine gedreht wird. Mit anderen Worten wird das Ventilelement 16 mittels des Aktors 24 nach dem Erfassen des Startsignals jedoch vor dem eigentlichen Starten der Verbrennungskraftmaschine, das heißt bevor sich die Abtriebswelle um die Drehachse relativ zu dem Gehäuse dreht oder gedreht wird, hin- und her bewegt. Hierdurch werden nach dem Erfassen des Startsignals jedoch vor dem eigentlichen Starten der Verbrennungskraftmaschine etwaige Kraftstoffablagerungen von einer zum Führen des Ventilelements 16 ausgebildeten Führung 26 beispielsweise abgeschabt und dadurch entfernt, sodass das Ventilelement 16 mittels des Aktors 24 während des Betriebs der Verbrennungskraftmaschine leichtgängig hin- und her bewegt werden kann. Außerdem kann durch das Entfernen der beispielsweise als Kraftstoffablagerungen ausgebildeten Ablagerungen das Ventilelement 16 bei dem eigentlichen Startvorgang leichtgängig hin- und her bewegt werden.
-
Das beschriebene Hin- und Herbewegen des Ventilelement 16 zum Entfernen der Ablagerungen von der Führung 26 ist eine Reinigungsfunktion, welche nach dem Erfassen des Startsignals und vor dem eigentlichen Starten der Verbrennungskraftmaschine durchgeführt wird. Die Reinigungsfunktion wird beispielsweise bei oder nach einem Abstellen der Verbrennungskraftmaschine und dabei während des Stillstands der Abtriebswelle durchgeführt. Als besonders vorteilhaft hat es sich jedoch gezeigt, wenn die Reinigungsfunktion nach dem Erfassen des Startsignals und vor dem eigentlichen Starten durchgeführt wird. Insbesondere ist es vorgesehen, dass der Aktor 24 mit einem elektrischen Strom versorgt wird, um dadurch das Ventilelement 16 mittels des Aktors 24 hin- und her zu bewegen. Um das Ventilelement 16 mittels des Aktors 24 mehrmals aufeinanderfolgend hin- und her zu bewegen, wir der Aktor 24 beispielsweise mit Strompulsen versorgt und dadurch mehrmals aufeinanderfolgend aktiviert und deaktiviert, wodurch das mehrmalige hin- und her Bewegen des Ventilelements 16 bewirkt wird.
-
Insbesondere kann eine aufeinanderfolgende Aktivierung der auch als Einspritzaktoren bezeichneten Injektoren der Verbrennungskraftmaschine für eine vorgebbare Zeitspanne von beispielsweise einer Sekunde vorgesehen sein. Bei den Stromimpulsen handelt es sich vorzugsweise um mehrfache, aufeinanderfolgende und kurze Stromimpulse, um zu vermeiden, dass sich das auch als Einspritzdüse bezeichnete Ventilelement 22 öffnet und um gleichzeitig eine maximale Ankerbewegung des Ventilelements 16 darzustellen. Mit anderen Worten ist es vorzugsweise vorgesehen, dass das Ventilelement 16 mittels des Aktors 24 im Rahmen der Reinigungsfunktion derart hin- und her bewegt wird, dass ein Öffnen des Ventilelements 22 unterbleibt.
-
Im Rahmen des genannten Verfahrens wird die Reinigungsfunktion unmittelbar beziehungsweise kurz vor dem eigentlichen Start der Verbrennungskraftmaschine aktiviert beziehungsweise durchgeführt, das heißt unmittelbar beziehungsweise kurz bevor sich die Abtriebswelle infolge des Startens der Verbrennungskraftmaschine dreht. Hierdurch kann beispielsweise das auch als Anker bezeichnete und zunächst aufgrund der Ablagerungen an der Führung 26 schwergängige Ventilelement 16 gelöst werden, wonach das Ventilelement 16 leichtgängig hin- und her bewegt werden kann. In der Folge kann ein robuster und sicherer Startvorgang zum Aktivieren beziehungsweise Starten der Verbrennungskraftmaschine durchgeführt werden.
-
Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn das Stromniveau während der Reinigungsfunktion erhöht wird, um beispielsweise eine Magnetkraft zum Bewegen des Ventilelements 16 auf ein Maximum zu erhöhen. Mit anderen Worten ist es vorzugsweise vorgesehen, dass der elektrische Strom zum Bewegen des Ventilelements während des Stillstands der Abtriebswelle, das heißt während des Durchführens der Reinigungsfunktion höher als bei beziehungsweise nach dem eigentlichen Startvorgang, das heißt bei sich infolge des Startens drehender Abtriebswelle eingestellt wird.
-
Zusätzlich ist vorzugsweise vorgesehen, dass das Ventilelement 16 mittels es Aktors 24 in Abhängigkeit von dem Druck des in dem Kraftstoffverteilungselement aufgenommenen Kraftstoffes hin- und her bewegt wird. Insbesondere wir das Ventilelement 16 dann hin- und her bewegt, wenn der Druck unterhalb einer vorgebbaren Grenze von beispielsweise 100 bar ist.
-
Als weiterhin besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt wenn das Ventilelement 16 mittels des Aktors 24 in Abhängigkeit von einer Temperatur eines insbesondere als Kühlflüssigkeit ausgebildeten Kühlmittels zum Kühlen der Verbrennungskraftmaschine hin- und her bewegt wird. Insbesondere kann eine variable Dauer der Reinigungsfunktion in Abhängigkeit von der Temperatur des Kühlmittels eingestellt werden. Dieser Ausführungsform liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine hohe Temperatur des Kühlmittels im Vergleich zu einer demgegenüber geringeren Temperatur die Bildung von Belegen beziehungsweise Ablagerungen an der Führung 26 begünstigt. Somit wird beispielsweise bei einem ersten Wert der Temperatur des Kühlmittels eine erste Dauer der Reinigungsfunktion eingestellt, wobei beispielsweise bei einer gegenüber dem ersten Wert höheren zweiten Wert der Temperatur des Kühlmittels eine gegenüber der ersten Dauer höhere zweite Dauer der Reinigungsfunktion eingestellt wird.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Injektor
- 12
- Gehäuse
- 14
- Kanal
- 16
- Ventilelement
- 18
- Pfeil
- 20
- Pfeil
- 22
- weiteres Ventilelement
- 24
- Aktor
- 26
- Führung
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102012010268 A1 [0002]
- EP 1692383 B1 [0003]
