DE10246594A1

DE10246594A1 - Steuerbarer Druckspeicher für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE10246594A1
Application number: DE2002146594
Authority: DE
Inventors: Helmut Rembold; Ruediger Weiss
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2002-10-05
Filing date: 2002-10-05
Publication date: 2004-04-15

Abstract

Es wird ein Energiespeicher für eine Kraftstoffeinspritzanlage von Brennkraftmaschinen vorgeschlagen, welcher das Startverhalten der Brennkraftmaschine verbessert.

Description

Die Erfindung betrifft einen Energiespeicher für Kraftfahrzeuge, insbesondere für eine Kraftstoffeinspritzanlage von Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen, mit einer Bohrung, mit einem in einer Bohrung dichtend geführten Speicherkolben, wobei sich der Speicherkolben gegen eine Druckfeder abstützt und wobei der Speicherkolben an einer der Druckfeder abgewandten Stirnseite druckbeaufschlagt ist.

Solche Energiespeicher sind aus verschiedensten Anwendungen im Bereich der Hydraulik als sog. Federspeicher bekannt.

Das Startverhalten von Brennkraftmaschinen und deren Emissionen unmittelbar nach dem Start hängen stark von dem Druck auf der Hochdruckseite der Kraftstoffeinspritzanlage während des Startvorgangs ab. Naturgemäß sinkt nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine der Druck im Hochdruckbereich der Kraftstoffeinspritzanlage ab. Dies wird zum Teil durch innere Leckagen oder nicht 100 %-ig dicht schließende Ventile der Kraftstoffeinspritzanlage verursacht.

Ein Weg den Druck im Hochdruckbereich der Kraftstoffeinspritzanlage auch bei abgeschalteter Brennkraftmaschine aufrechtzuerhalten besteht darin, einen Druckspeicher vorzusehen. Nachteilig an dieser Lösung ist, dass der Einsatz eines Druckspeichers hohe Anforderungen an die Dichtheit der Kraftstoffeinspritzanlage stellt und Druckspeicher, welche den Druck über eine lange Zeit aufrechterhalten können, sehr teuer sind.

Bei dem erfindungsgemäßen Energiespeicher für Kraftfahrzeuge, insbesondere für eine Kraftstoffeinspritzanlage von Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen, mit einer Bohrung, mit einem in einer Bohrung dichtend geführten Speicherkolben, wobei sich der Speicherkolben gegen eine Druckfeder abstützt, und wobei der Speicherkolben an einer der Druckfeder abgewandten Stirnseite druckbeaufschlagt ist, ist eine Verriegelungseinrichtung vorgesehen, welche den Speicherkolben mit vorgespannter Druckfeder relativ zur Bohrung so verriegeln kann, dass sich die Druckfeder nicht entspannt.

Dadurch ist in der Druckfeder eine gewisse Energiemenge gespeichert, die auch bei lange abgeschalteter Brennkraftmaschine nicht abnimmt und bei Bedarf durch Entriegeln der Verriegelungseinrichtung sofort wieder in Form von Druckenergie auf der Hochdruckseite der Kraftstoffeinspritzanlage zur Verfügung steht. Durch die erfindungsgemäße Zwischenspeicherung der Druckenergie in einer Druckfeder, die durch die Verriegelungseinrichtung in gespannten Zustand arretiert werden kann, treten keine Speicherverluste mehr auf. Außerdem kann beim Einsatz eines erfindungsgemäßen Energiespeichers für der Druck im Hochdruckbereich der Kraftstoffeinspritzanlage bei abgeschalteter Brennkraftmaschine absinken, ohne dass sich dadurch der Druckaufbau beim Neustart der Brennkraftmaschine verzögert. Das Absinken des Drucks bei abgeschalteter Brennkraftmaschine ist unter Sicherheitsgesichtspunkten durchaus erwünscht.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist in dem Speicherkolben eine Ringnut vorgesehen, in welche die Verriegelungseinrichtung eingreift. Es hat sich insbesondere als vorteilhaft erwiesen, wenn die Verriegelungseinrichtung ein Verriegelungsglied aufweist, welches durch Formschluss mit dem Speicherkolben, insbesondere mit der Ringnut des Speicherkolbens, verriegelbar ist. Bei diesen Ausführungsformen ist eine zuverlässige Funktion der Verriegelungseinrichtung gewährleistet und die Kosten für die Herstellung der erfindungsgemäßen Verriegelungseinrichtung sind relativ gering.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Verriegelungseinrichtung elektrisch betätigbar ist, da sie dann vom Steuergerät der Brennkraftmaschine bei Bedarf aktiviert oder deaktiviert werden kann.

Es hat sich weiter als vorteilhaft erwiesen, wenn der Weg des Speicherkolbens in der Bohrung durch eine erste Wegbegrenzung in Richtung der Druckfeder begrenzt ist und die Verriegelungseinrichtung aktiviert werden kann, wenn der Speicherkolben auf der ersten Wegbegrenzung anliegt. Durch diese Maßnahmen ist gewährleistet, dass die Druckfeder nicht mit unzulässig hohen Kräften beaufschlagt wird und der Speicherkolben während des Betriebs der Brennkraftmaschine stets eine definierte Lage, nämlich an der ersten Wegbegrenzung einnimmt.

Es ist besonders vorteilhaft, wenn in dieser Stellung der Speicherkolben dichtend auf der Wegbegrenzung anliegt, wobei die Abdichtung durch eine Dichtung zwischen Speicherkolben und erster Wegbegrenzung oder einen Dichtsitz, der entweder an der ersten Wegbegrenzung oder am Speicherkolben vorgesehen ist, erfolgen kann. Vorteilhaft an diesen Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Energiespeichers ist, dass während des Betriebs der Brennkraftmaschine keine Leckage zwischen Speicherkolben und Bohrung auftritt, was den Energiebedarf der Kraftstoffeinspritzanlage zu minimieren hilft.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist eine zweite Wegbegrenzung vorgesehen, welche den Weg des Speicherkolbens in Richtung seiner Stirnseite begrenzt, so dass der Energiespeicher stets ein definiertes Mindestrestvolumen aufweist. Dadurch vereinfacht sich die Druckregelung auf der Hochdruckseite der Kraftstoffeinspritzanlage. Außerdem wird durch diese Maßnahme die von dem erfindungsgemäßen Energiespeicher speicherbare Energiemenge begrenzt.

Um die Verschiebbarkeit des Speicherkolbens in der Bohrung in allen denkbaren Betriebszuständen zu gewährleisten, ist an dem der Stirnseite des Speicherkolbens entgegengesetzten Ende der Bohrung eine Leckageabfuhr, insbesondere eine Leckageabfuhr mit einer Drossel, vorgesehen. Durch die Drossel wird die Geschwindigkeit des Speicherkolbens in der Bohrung begrenzt, was sich vorteilhaft auf die Regelgüte des Drucks im Hochdruckbereich der Kraftstoffeinspritzanlage auswirkt.

Zur Verringerung der Leckage zwischen Bohrung und Speicherkolben kann ein Dichtring vorgesehen sein, wobei es besonders vorteilhaft ist, wenn der Dichtring zwischen der Ringnut im Speicherkolben und dessen Stirnseite angeordnet ist. In diesem Fall wird die Verriegelungseinrichtung, welche ja in die Ringnut eingreift, nicht mehr mit dem Hochdruck der Kraftstoffeinspritzanlage beaufschlagt.

Es ist alternativ möglich, dass die Stirnseite des Speicherkolbens mit einem Common-Rail einer Kraftstoffeinspritzanlage hydraulisch in Verbindung steht oder der Energiespeicher in den Common-Rail einer Kraftstoffeinspritzanlage integriert ist. Je nach vorhandenem Bauraum und sonstigen Randbedingungen kann der einen oder der anderen Variante der Vorzug gegeben werden.

Alternativ kann der erfindungsgemäße Energiespeicher auch zur Druckversorgung einer hydraulischen Servolenkung oder eines hydraulischen Bremssystems eines Kraftfahrzeugs dienen. Durch den Einsatz eines solchen Energiespeichers kann bspw. eine Servounterstützung aufrechterhalten werden, auch wenn die Servopumpe ausgefallen oder nicht in Betrieb ist. Gleiches gilt für den Druck in einem hyraulischen Bremssystem bei Ausfall der Druckerzeugung.

Das Startverhalten einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Brennkraftmaschine mit einem Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem, kann erfindungsgemäß verbessert werden, wenn ein erfindungsgemäßer Energiespeicher eingesetzt wird und die Brennkraftmaschine wie folgt betrieben wird:
Aktivieren einer elektrisch angetriebenen Niederdruckpumpe,
Initialisieren eines Steuergeräts der Brennkraftmaschine,
Lösen der Verriegelungseinrichtung des Energiespeichers,
Betätigen eines elektrischen Anlassers der Brennkraftmaschine,
Ansteuern der Einspritzventile oder der Injektoren der Brennkraftmaschine.

Durch das Lösen der Verriegelungseinrichtung wird die in der Druckfeder gespeicherte Energie ohne Zeitverzögerung in Druckenergie umgewandelt, welche zum unverzüglichen Druckaufbau im Hochdruckbereich der Kraftstoffeinspritzanlage dient und somit den Startvorgang der Brennkraftmaschine beschleunigt und Einspritzungen beim Start der Brennkraftmaschine mit einem definierten Einspritzdruck ermöglicht. Wenn der Einspritzdruck definiert ist, kann auch die eingespritzte Kraftstoffmenge sehr genau dosiert werden, was das Emissionsverhalten der Brennkraftmaschine verbessert.

Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens sehen vor, dass die Einspritzventile oder die Injektoren der Brennkraftmaschine erst angesteuert werden, wenn ein Ansteuerkriterium erfüllt ist. Als Ansteuerkriterien kann beispielsweise ein Zeitintervall Δt sein, welches nach dem Lösen der Verriegelungseinrichtung des Energiespeichers vergangen ist. Ein anderes zu erfüllendes Ansteuerkriterium kann sein, dass die durch das Lösen der Verriegelungseinrichtung im Common-Rail verursachten Druckpulsationen unterhalb eines vorgegebenen Grenzwertes liegen.

Durch beide Ansteuerkriterien wird gewährleistet, dass der Druck im Hochdruckbereich der Kraftstoffeinspritzanlage innerhalb vorgegebener Grenzen liegt, so dass die Bemessung der eingespritzten Kraftstoffmenge mit großer Genauigkeit möglich ist.

Zur weiteren Verbesserung des Startverhaltens kann vorgesehen sein, dass die elektrisch angetriebene Niederdruckpumpe aktiviert wird, wenn eine Fahrertür des Kraftfahrzeugs, in dem die Brennkraftmaschine installiert ist, geöffnet wird. Durch diese Maßnahme wird die elektrisch angetriebene Niederdruckpumpe zum frühestmöglichen Zeitpunkt aktiviert und kann vorab eventuell in der Kraftstoffeinspritzanlage vorhandene Dampfblasen komprimieren, so dass der Druckaufbau im Hochdruckbereich der Kraftstoffhochdruckpumpe weiter beschleunigt wird.

Das Start- und Emissionsverhalten der Brennkraftmaschine wird weiter verbessert, wenn der elektrische Anlasser erst eingeschaltet wird, wenn zusätzlich zum Drehen des Zündschlüssels durch den Fahrer noch eines der o. g. Ansteuerkriterien zum Ansteuern der Einspritzventile oder der Injektoren erfüllt ist.

Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass beim Betätigen des elektrischen Anlassers die Kraftstoffhochdruckpumpe aktiviert wird und die Einspritzventile oder die Injektoren angesteuert werden. Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüchen entnehmbar.

Es zeigen
1 ein Blockschaltbild einer mit einem erfindungsgemäßen Energiespeicher ausgestatteten Kraftstoffeinspritzanlage,
2 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Energiespeichers,
3 ein Ablaufdiagramm des Betriebs der Brennkraftmaschine,
4 und 5 Ablaufdiagramme von zwei Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In 1 ist eine erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzanlage schematisch dargestellt. Eine elektrische Niederdruckpumpe 1 fördert Kraftstoff (nicht dargestellt) aus einem Tank 3 zu einer Hochdruckpumpe 5. Zwischen der Niederdruckpumpe 1 und der Hochdruckpumpe 5 ist ein Kraftstofffilter 7 angeordnet. Die Hochdruckpumpe 5 beaufschlagt den von der Niederdruckpumpe 1 geförderten Kraftstoff mit sehr hohem Druck. Über ein Rückschlagventil 9 wird der Kraftstoff von der Hochdruckpumpe 5 in den an das Rückschlagventil 9 anschließenden Hochdruckbereich der Kraftstoffeinspritzanlage gefördert. Der Hochdruckbereich der Kraftstoffeinspritzanlage besteht im Wesentlichen aus einem Common-Rail 11 und daran angeschlossenen Injektoren 13. Im Common-Rail 11 sind ein Druckbegrenzungsventil 15 und ein Drucksensor 17 angeordnet. Über eine Signalleitung 19 ist der Drucksensor 17 mit einem Steuergerät 21 verbunden. Über andere Signalleitungen 19 ist das Steuergerät unter anderem mit der Niederdruckpumpe 1, der Hochdruckpumpe 5, den Injektoren 13 verbunden.
Die Funktionsweise der in 1 dargestellten Common-Rail-Kraftstoffeinspritzanlage ist bis hierher aus dem Stand der Technik und wird deshalb nicht näher erläutert.
In Weiterbildung des Standes der Technik ist in den Common-Rail 11 ein Energiespeicher 25 mit einer Verriegelungseinrichtung 23 integriert.
Der Energiespeicher 25 besteht aus einem Speicherkolben 27, der in einer Bohrung 29 dichtend geführt wird. Der Weg des Speicherkolbens 27 in der Bohrung 29 wird durch eine erste Wegbegrenzung 31 und eine zweite Wegbegrenzung 33 festgelegt. Der Speicherkolben 27 weist eine mit dem Druck des Common-Rails 11 beaufschlagte Stirnseite 35 auf. An seinem der Stirnseite 35 abgewandten Ende stützt sich der Speicherkolben 27 gegen eine Druckfeder 37 ab.
In der in 1 mit durchgezogenen Linien dargestellten Stellung des Speicherkolbens 27 befindet sich dieser in Anlage an der ersten Wegbegrenzung 31. In dieser Stellung ist der Energiespeicher 25 geladen. Ein Verriegelungsglied 39 der Verriegelungseinrichtung 23 verhindert, dass sich der Speicherkolben 27 – angetrieben durch die Vorspannung der Druckfeder 37 – in Richtung der zweiten Wegbegrenzung 33 verschieben kann. Dadurch, dass das Verriegelungsglied 39 eine Bewegung des Speicherkolbens 27 verhindert, kann der Energiespeicher 25 die in der Druckfeder 37 gespeicherte Energie zeitlich unbegrenzt lange speichern. Erst wenn das Verriegelungsglied 39 durch einen Elektromagneten 41 der Verriegelungseinrichtung 23 angezogen wird, gibt das Verriegelungsglied 39 den Speicherkolben 27 frei und dieser kann die in der Druckfeder 37 gespeicherte Energie in Druckenergie umwandeln. Der im Common-Rail 11 befindliche Kraftstoff wird mit dieser Druckenergie beaufschlagt, so dass unmittelbar nach dem Lösen der Verriegelungseinrichtung 23 im Common-Rail 11 ein ausreichend hoher Druck herrscht, um über die Injektoren 13 Kraftstoff in die nicht dargestellten Brennräume der ebenfalls nicht dargestellten Brennkraftmaschine einzuspritzen.
In der 1 ist in gestrichelten Linien die Position des Speicherkolbens 27 dargestellt, wenn er an der zweiten Wegbegrenzung 33 anliegt. In dieser Position ist der Energiespeicher 25 entleert.
An dem der Stirnseite 35 des Speicherkolbens 27 abgewandten Ende der Bohrung 29 ist eine Leckageleitung 41 vorgesehen. Durch die Leckageleitung 41 kann Kraftstoff, welcher zwischen Speicherkolben 27 und Bohrung 29 hindurchströmt, abgeführt werden und es wird das Laden des Energiespeichers 25 erleichtert.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 ist der Energiespeicher 25 in das Common-Rail 11 integriert. Dies muss jedoch nicht so sein.
In 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Energiespeichers 25 dargestellt, bei dem der Energiespeicher 25 über eine Verbindungsleitung 43 mit einem Common-Rail 11 (nicht dargestellt) hydraulisch verbunden ist. Gleiche Bauteile wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 sind mit gleichen Bezugszeichen versehen und es gilt das bezüglich 1 Gesagte entsprechend. Die Funktionsweise dieses zweiten Ausführungsbeispiels entspricht dem in 1 beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel und es werden nachfolgend nur die Unterschiede zum ersten Ausführungsbeispiel erläutert. Bei diesem Ausführungsbeispiel stellt das Ende der Bohrung 29 die zweite Wegbegrenzung 39 dar.
Der Speicherkolben 25 weist einen Dichtring 45 auf, welcher die Leckage zwischen Bohrung 29 und Speicherkolben 27 verringert. Außerdem ist in dem Speicherkolben 27 eine Ringnut 47 vorgesehen, in welche das Verriegelungsglied 39 der Verriegelungseinrichtung 23 eingreifen kann. In der 2 ist das Verriegelungsglied 39 so dargestellt, dass es formschlüssig in die Ringnut 47 eingreift und somit eine Bewegung des Speicherkolbens 27 wirkungsvoll verhindert wird.
Dadurch, dass die Ringnut 47 und die Verriegelungseinrichtung 23 auf der der Stirnseite 35 abgewandten Seite des Dichtrings 45 angeordnet sind, wird die Verriegelungseinrichtung 23 nicht mit dem vollen Druck, welcher die Stirnseite 35 des Speicherkolbens 27 beaufschlagt, ausgesetzt. Zwischen dem Speicherkolben 27 und der ersten Druckbegrenzung 31 ist eine Dichtung 49, hier als O-Ring ausgeführt, vorgesehen, welche verhindert, dass Kraftstoff in einen Federraum 51 eindringen kann, so lange sich der Speicherkolben 27 in Anlage an der ersten Wegbegrenzung 31 befindet. Der Federraum ist mit der Leckageleitung 41 verbunden, so dass eventuell in dem Federraum 51 einströmender Kraftstoff drucklos abgeführt werden kann. In der Leckageleitung 41 ist eine Drossel 53 vorgesehen. Durch diese Drossel 53 kann die Geschwindigkeit, mit der sich der Speicherkolben 27 in der Bohrung 29 bewegen kann, eingestellt werden. Dies kann sowohl beim Laden des Energiespeichers 25, wenn sich der Speicherkolben 27 von der zweiten Wegbegrenzung 39 in Richtung der ersten Wegbegrenzung 32 bewegt, als auch beim Entladen des Energiespeichers 25, wenn sich der Speicherkolben 27 in entgegengesetzter Richtung bewegt, hilfreich sein, um die Regelgüte der Druckregelung im Common-Rail 11 zu verbessern.
In dem Ablaufdiagramm gemäß 3 wird das Laden des Energiespeichers 25 während des Betriebs der Brennkraftmaschine dargestellt. In einem Schritt 61 fördert die Hochdruckpumpe 5 unter hohem Druck stehenden Kraftstoff in den Common-Rail 11. Durch den unter hohem Druck stehenden Kraftstoff im Common-Rail 11 wird der Energiespeicher 25 geladen. Dieser Schritt wird durch das Bezugszeichen 63 angedeutet. Das Laden des Energiespeichers 25 bedeutet, dass sich der Speicherkolben 27 von der zweiten Wegbegrenzung 33 zur ersten Wegbegrenzung 31 bewegt. Anschließend rastet in einem weiteren Schritt 65 das Verriegelungsglied 39 im Speicherkolben 27 ein bzw. verriegelt den Speicherkolben 27, während er sich in Anlage an der ersten Wegbegrenzung 31 befindet.
Wenn nun in einem Schritt 67 die Brennkraftmaschine abgestellt wird, bleibt die in der Druckfeder 37 gespeicherte Energie erhalten bis die Verriegelungseinrichtung 23 aktiviert wird und das Verriegelungsglied 39 den Speicherkolben 27 freigibt.
In 4 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Starten einer Brennkraftmaschine als Ablaufdiagramm dargestellt. In einem ersten Schritt 71 werden das Steuergerät 21 initialisiert, die elektrische Niederdruckpumpe 1 angesteuert und die Verriegelung des Speicherkolbens 27 gelöst. Sobald der Speicherkolben 27 gelöst ist, wird die in der Druckfeder 37 gespeicherte mechanische Energie in Druckenergie umgewandelt und somit der Druck im Common-Rail 11 unabhängig von der Drehzahl der Brennkraftmaschine oder der Funktion der Niederdruckpumpe 1 erhöht. Gleichzeitig mit dem Initialisieren des Steuergeräts 21 und dem Lösen der Verriegelung des Speicherkolbens 27 wird auch der Anlasser der Brennkraftmaschine betätigt. Der Druckaufbau im Common-Rail 11 erfolgt wegen des erfindungsgemäßen Energiespeichers 25 sehr rasch und unmittelbar darauf kann das Steuergerät 21 die Injektoren 13 so ansteuern, dass diese Kraftstoff in die Brennräume einspritzen. Dieser Vorgang ist in 4 mit 73 bezeichnet.
Sobald Kraftstoff in die Brennräume der Brennkraftmaschine eingespritzt wird, sinkt der Druck im Common-Rail ab. Solange die Niederdruckpumpe 1 und die Hochdruckpumpe 5 noch nicht ausreichend unter hohem Druck stehenden Kraftstoff in den Common-Rail 11 fördern, wird der Druck im Common-Rail 11 durch den Energiespeicher 25 aufrechterhalten, so dass sowohl Einspritzdruck als auch Einspritzmenge mit großer Genauigkeit geregelt bzw. gesteuert werden können. Der Vorgang "Aufrechterhaltung des Systemdrucks im Common-Rail 11 durch den Federspeicher 25" ist in 4 mit 75 bezeichnet. Sobald die Hochdruckpumpe 5 ausreichend Kraftstoff fördert, um den Druck im Common-Rail aufrechtzuerhalten, wird der Energiespeicher 25 nicht mehr benötigt und der Energiespeicher 25 wird wieder geladen (Schritt 61, siehe dazu auch 3).
In 5 ist eine zweite Variante eines erfindungsgemäßen Verfahrens als Ablaufdiagramm dargestellt. Danach wird in einem Schritt 81 das Steuergerät 21 initialisiert und die elektrische Niederdruckpumpe 1 angesteuert. In einem weiteren Schritt 83 wird zusammen mit der Betätigung des elektrischen Anlassers der Brennkraftmaschine der Speicherkolben 27 gelöst, indem die Verriegelungseinrichtung 23 entsprechend angesteuert wird und die Hochdruckpumpe 5 beginnt mit der Förderung von Kraftstoff.
In einem darauf folgenden Schritt 85 wird geprüft, ob ein Ansteuerkriterium erfüllt ist. Dazu kann beispielsweise der Druckverlauf im Common-Rail 11 ausgewertet und geprüft werden, ob die durch das Lösen der Verriegelungseinrichtung 23 ausgelösten Druckpulsationen im Common-Rail 11 abgeklungen sind. Alternativ kann auch geprüft werden, ob seit dem Aktivieren des Druckspeichers 25 ein Zeitintervall Δt vergangen ist.
Wenn das Ansteuerkriterium erfüllt ist, beginnt in einem Schritt 87 die Ansteuerung der Injektoren 13 so, dass diese Kraftstoff in die Brennräume der Brennkraftmaschine einspritzen.
Sobald Kraftstoff durch die Injektoren 13 in die Brennräume eingespritzt wird, kompensiert der Energiespeicher 25 den Druckabfall im Common-Rail, bis die Hochdruckpumpe 5 ausreichend Kraftstoff in den Common-Rail 11 fördert (Schritt 89). Das Laden des Energiespeichers 25 während des Betriebs der Brennkraftmaschine erfolgt wie anhand der 3, Schritte 61 bis 67, beschrieben.

Claims

Energiespeicher für Kraftfahrzeuge, insbesondere eine Kraftstoffeinspritzanlage von Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen, mit einer Bohrung (29), mit einem in der Bohrung (29) dichtend geführten Speicherkolben (27), wobei sich der Speicherkolben (27) gegen eine Druckfeder (37) abstützt, und wobei der Speicherkolben (27) an einer der Druckfeder (37) abgewandten Stirnseite (35) druckbeaufschlagt ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verriegelungseinrichtung (23) vorgesehen ist, und dass der Speicherkolben (27) bei vorgespannter Druckfeder (37) mit der Verriegelungseinrichtung (23) relativ zur Bohrung (29) so verriegelbar ist, dass sich die Druckfeder (37) nicht entspannt.
Energiespeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Speicherkolben (27) eine Ringnut (47) vorgesehen ist, und dass die Verriegelungseinrichtung (23) zum Verriegeln des Speicherkolbens (27) in die Ringnut (47) eingreift.
Energiespeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungseinrichtung (23) ein Verriegelungsglied (39) aufweist, und dass das Verriegelungsglied (39) durch Formschluss mit dem Speicherkolben (27) verriegelbar ist.
Energiespeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungseinrichtung (23) elektrisch betätigbar ist.
Energiespeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Weg des Speicherkolbens (27) durch eine erste Wegbegrenzung (31) in Richtung der Druckfeder (37) begrenzt ist, und dass die Verriegelungseinrichtung (23) aktiviert werden kann, wenn der Speicherkolben (27) an der ersten Wegbegrenzung (31) anliegt.
Energiespeicher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicherkolben (27) dichtend auf der ersten Wegbegrenzung (31) anliegt.
Energiespeicher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Speicherkolben (27) und erster Wegbegrenzung (31) eine Dichtung (49) vorgesehen ist.
Energiespeicher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass an der ersten Wegbegrenzung (31) ein mit dem Speicherkolben (27) zusammenwirkender Dichtsitz vorgesehen ist.
Energiespeicher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass am Speicherkolben (27) ein mit der ersten Wegbegrenzung (31) zusammenwirkender Dichtsitz vorgesehen ist.
Energiespeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Wegbegrenzung (33) vorgesehen ist, und dass die zweite Wegbegrenzung (33) den Weg des Speicherkolbens (27) in Richtung seiner Stirnseite (35) begrenzt.
Energiespeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem der Stirnseite (35) des Speicherkolbens (27) entgegengesetzten Ende der Bohrung (29) eine Leckageleitung (41) vorgesehen ist.
Energiespeicher nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass in der Leckageleitung (41) eine Drossel (53) vorgesehen ist.
Energiespeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Bohrung (29) und Speicherkolben (27) ein Dichtring (45) vorgesehen ist.
Energiespeicher nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (45) zwischen Ringnut (47) und Stirnseite (35) angeordnet ist.
Energiespeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnseite (35) des Speicherkolbens (27) mit einem Common-Rail (11) einer Kraftstoffeinspritzanlage hydraulisch in Verbindung steht.
Energiespeicher nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher (25) in den Common-Rail (11) integriert ist.
Energiespeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher (25) zur Druckversorgung einer hydraulischen Servolenkung oder eines hydraulischen Bremssystems eines Kraftfahrzeugs dient.
Verfahren zum Starten einer Brennkraftmaschine, wobei die Brennkraftmaschine mit einer Kraftstoffeinspritzanlage mit einem Energiespeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 16 ausgerüstet ist, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: – Aktivieren einer elektrisch angetriebenen Niederdruckpumpe (1), – Initialisieren eines Steuergeräts (21) der Brennkraftmaschine, – Lösen der Verriegelungseinrichtung (23) des Energiespeichers (25), – Betätigen eines elektrischen Anlassers der Brennkraftmaschine und – Ansteuern der Einspritzventile oder der Injektoren (13) der Brennkraftmaschine.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungseinrichtung (23) gelöst wird, wenn das Steuergerät (21) initialisiert wird.
Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzventile oder die Injektoren (13) erst angesteuert werden, wenn ein Ansteuerkriterium erfüllt ist.
Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Ansteuerkriterium zum Ansteuern der Einspritzventile oder der Injektoren (13) erfüllt ist, wenn nach dem Lösen der Verriegelungseinrichtung (23) des Energiespeichers (25) ein Zeitintervall Δt vergangen ist.
Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Ansteuerkriterium zum Ansteuern der Einspritzventile oder der Injektoren (13) erfüllt ist, die durch das Lösen der Verriegelungseinrichtung (23) verursachten Druckpulsationen im Common-Rail (11) unterhalb eines vorgegebenen Grenzwertes liegen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch angetriebene Niederdruckpumpe (1) aktiviert wird, wenn eine Fahrertür des Kraftfahrzeugs in dem die Brennkraftmaschine installiert ist geöffnet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Anlasser vom Fahrer des Fahrzeugs, insbesondere durch Drehen eines Zündschlüssels oder Drücken eines Schalters, betätigt wird.
Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlasser erst betätigt wird, wenn zusätzlich das Ansteuerkriterium zum Ansteuern der Einspritzventile oder der Injektoren (13) erfüllt ist oder der Systemdruck im Niederdruckbereich der Kraftstoffeinspritzanlage erreicht ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass beim Betätigen des elektrischen Anlassers die Kraftstoffhochdruckpumpe (5) aktiviert wird und die Einspritzventile oder die Injektoren (13) angesteuert werden.
Computerprogramm, dadurch gekennzeichnet, dass es nach einem Verfahren nach den Ansprüchen 18 bis 26 geeignet ist.
Computerprogramm nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass es auf einem Speichermedium abspeicherbar ist.
Steuergerät, dadurch gekennzeichnet, dass es nach einem Verfahren nach den Ansprüchen 18 bis 26 geeignet ist.