Beschreibung Titel
Verfahren zum Betreiben einer Einspritzanlage
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Betreiben einer Einspritzanlage.
Stand der Technik
Einspritzanlagen für Brennkraftmaschinen sind dazu ausgebildet, Kraftstoff von einem Tank in die Brennkammer einer Brennkraftmaschine zu fördern. Eine Einspritzanlage umfasst üblicherweise in der Nähe des Tanks einen Niederdruckbereich mit einer Niederdruckpumpe, Krafstofffiltern und Kraftstoffleitungen sowie einen Hochdruckbereich mit einer Hochdruckpumpe, Kraftstoffleitungen, Verteilerleisten und Injektoren, die der Brennkammer der Brennkraftmaschine Kraftstoff zeitlich und räumlich bedarfsgerecht zuführen. Zu dem Niederdruckbereich zählt auch eine Rücklaufanlage, die Leckagen und Rücklaufmengen verschiedener Komponenten der Einspritzanlage dem Tank und/oder einem Vorfördersystem wieder zuführt.
Bei modernen zeitgesteuerten Einspritzanlagen wird die Berechnung von Einspritzfunktionen und die Ansteuerung von Injektoren und anderen Stellern zur Regelung der Einspritzanlage und der Brennkraftmaschine von einem Steuergerät übernommen.
In der Regel kommen Komponenten der Einspritzanlagen immer mit dem zu fördernden Kraftstoff in Kontakt und werden in den meisten Fällen auch durch diesen geschmiert, wodurch Verschleiß an den Kontaktflächen von bewegten mit unbewegten Teilen vermieden wird. Funktionen der Einspritzanlage sowie deren Standfestigkeit und Lebensdauer sind deshalb von den Eigenschaften des Kraftstoffs und seiner Bestandteile abhängig. Verändern sich nun die chemisch-
physikalischen Kraftstoffeigenschaften, bspw. durch Zufuhr von Kraftstoffen, die für die Einspntzanlage nicht optimiert sind, oder durch Veränderung der Kraftstoffeigenschaften im laufenden Betrieb, so können dadurch Funktionen der Einspntzanlage verändert werden.
Eine Auswirkung sich verändernder Kraftstoffeigenschaften auf die Einspntzanlage ist zum Beispiel die Bildung von Belägen, die an den Oberflächen der Komponenten bzw. Einzelteile der Einspntzanlage haften können. Eine Belagsbildung bei Diesel-Kraftstoffen kann, soweit heute bekannt, durch Metallseifen, durch Al- terungspolymerbestandteile aufgrund von Bioanteilen im Kraftstoff oder durch
Polymerbestandteile bestimmter Detergenzien entstehen.
Die Reaktionen, die zu Produkten der Belagsbildung führen, sind temperaturabhängig, wobei eine hohe Temperatur die Bildung von Belägen unterstützt und beschleunigt. Heißer Kraftstoff altert dabei schneller als kalter Kraftstoff, wobei der heiße Kraftstoff oxidiert und Säuren bildet, die einer chemischen Reaktion zur Bildung von Belägen förderlich sind.
An den beweglich geführten Komponenten, wie z. B. Düsennadeln, Schaltventi- len, Stellern, hydraulischen Kopplern usw. kann es dann zur Beeinträchtigung von Bewegungen kommen. Diese Beeinträchtigung der Bewegung kann eine geringe Behinderung der Bewegung, eine Schwergängigkeit zu bewegender Komponenten oder ggf. eine völlige Blockierung verursachen, bei der keine Betätigung von bewegten Teilen mehr möglich ist. Die Reibkräfte der Beläge überstei- gen in diesem Fall die zum Bewegen der Komponenten angewandten Betätigungskräfte. Dies führt zur Beeinträchtigung von Funktionen und zu einem Fehlverhalten der Einspntzanlage, wodurch geringe Veränderungen der Einspritzmengen, aber auch Dauereinspritzungen oder ein völliges Ausbleiben von Einspritzungen hervorgerufen werden können.
Um Belagsbildung in Einspritzanlagen zu erkennen, deren Auswirkung zu verringern oder ganz zu vermeiden, sind verschiedene Möglichkeiten denkbar. Für eine Einspntzanlage ist es u. a. wichtig, dass durch Eigenschaften von Kraftstoffen Belagsbildungsprodukte von vornherein vermieden werden. Allerdings können Kraftstoffe immer Komponenten aufweisen, die eine Bildung von Belägen verursachen können.
Die Druckschrift DE 199 17 71 1 C2 beschreibt ein Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine mit einer Hochdruckspeicher-Einspritzanlage, wobei wenigstens eine Pumpe den Kraftstoff von einem Niederdruckbereich in einen Hoch- druckbereich fördert, wobei der Kraftstoff über Injektoren in die Brennräume der
Brennkraftmaschine gelangt. Dabei ist ein Istwert des Drucks im Hochdruckbereich mit einem Drucksensor erfassbar und wird auf einen Sollwert geregelt. Hierbei werden die Injektoren zur Steuerung des Drucks verwendet, wobei die Injektoren derart ansteuerbar sind, dass kein Kraftstoff in die Brennräume aber aus dem Hochdruckbereich in den Niederdruckbereich gelangt.
Offenbarung der Erfindung
Vor diesem Hintergrund werden ein Verfahren und eine Anordnung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgestellt. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen und der Beschreibung.
Durch die im Rahmen der Erfindung vorgesehenen Maßnahmen kann u. a. eine Spülung und/oder Kühlung mindestens eines Ventils, mit dem eine Einspritzung in einer bspw. als Hochdruckeinspritzanlage ausgebildeten Einspritzanlage erfolgt, durch dessen Betätigung in eine Schubphase und/oder nach Abstellen (Stopp) des Motors bewirkt werden. Die Betätigung der Ventile in der Schubphase bzw. in einem Schubbetrieb erfolgt dabei so, dass keine ungewollte Einspritzung erfolgt. Dies wird durch Kurzansteuerungen des Ventils eines Common-Rail-Injektors erreicht, die so kurz sind, dass sie nicht zu einem Öffnen einer Einspritzdüse des Ventils und somit zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum eines Verbrennungsmotors führen.
Die Kurzansteuerungen, die in der Schubphase durch sogenannte Blank-shot- Aktivierungen bewirkt werden, erfolgen typischerweise bei niedrigen Drücken von ca. 300 bar des Kraftstoffs, der der Einspritzanlage hierbei zur Kühlung und/oder Spülung zugeführt wird. Das Temperaturniveau des derart kurzzeitig zugeführten Kraftstoffs ist somit niedriger und die Entspannung des Kraftstoffs auf einen
Rücklaufdruck in den Führungen und über einen Ventilsitz hat nur eine kleine
Temperaturerhöhung des Kraftstoffs zur Folge. Ein grober Schätzwert für die Temperaturerhöhung durch Entspannung von Dieselkraftstoff über eine Drosselstelle liegt bei ca. 4.5 K pro 100 bar. D. h. bei einer Entspannung von 2000 bar auf einen Umgebungsdruck erhöht sich die Temperatur im Kraftstoff um ca. 90 K. Wenn das Druckniveau der Einspritzanlage nur 300 bar ist, beträgt die Temperaturerhöhung lediglich 14.5 K. Das bedeutet, dass der Kraftstoff, der in Schubphasen durch ein aktiviertes Ventil strömt, um mehr als 70 K kühler ist.
Bei einer Blank-shot-Aktivierung handelt es sich in Ausgestaltung der Erfindung um eine Ansteuerung eines Schaltventils in der Einspritzanlage bzw. in einem Kraftstoffeinspritzsystem, wobei die Aktivierung so kurz ist, dass durch die Trägheit der Massen, Federn und Fluide keine Einspritzung von Kraftstoff in den Brennraum erfolgt. Ein typisches Einspritzventil in dem Verbrennungsmotor ist kein "direkt gesteuertes Ventil", sondern wird durch ein Magnet- oder Piezoventil geschaltet. Es werden das Schaltventil und das eigentliche Einspritzventil, die Einspritzdüse, voneinander unterschieden. Durch eine Betätigung des Schaltventils werden die Kräfte am Einspritzventil und somit an der Einspritzdüse derart beeinflusst, dass sich dieses öffnet und Kraftstoff in den Brennraum gelangen kann und sich wieder schließt, wodurch der Kraftstofffluss unterbrochen wird. Typischerweise bewirkt die Aktivierung des Schaltventils, dass ein gewisser Teil des unter Druck stehenden Kraftstoffs mit dem Ziel abgesteuert wird, die Druckkräfte am Einspritzventil zu beeinflussen. Diese Steuermenge gelangt als Verlustmenge typischerweise zurück in den Tank.
Bei der Blank-shot-Aktivierung, die auch als Aktivierung ohne Auswirkung bezeichnet werden kann, wird das Schaltventil angesteuert, ohne dass das Einspritzventil reagiert. Dies kann dadurch bedingt sein, dass der Kraftstoff druck in einem Raum unter einen bestimmten Wert sinken muss, bevor das Einspritzventil tatsächlich schaltet, und durch die kurze Ansteuerung des Schalt- bzw. Servo- ventils der Druck nicht unter diesen Wert fällt. Alternativ oder ergänzend wird eine Verzögerungszeit durch mechanische Trägheit von einem Kolben-Feder- System zwischen Schalt- und Einspritzventil bewirkt, so dass ein kurzes Ansteuern des Schaltventils keine Auswirkung auf das Einspritzventil hat. Neben der Kühlung hat eine Spülung des Ventils zur Folge, dass heißer, zur Alterung neigender Kraftstoff durch kühleren, stabilen Kraftstoff ersetzt wird. Beide
Effekte tragen dazu bei, dass chemische Reaktionen zur Belagsbildung verhindert bzw. verlangsamt werden.
Die in Ausgestaltung der Erfindung bewirkte Kühlung und Spülung sind Funktio- nen der Einspritzanlage, die über eine Funktion des Steuergeräts auch rückwirkend in bestehende Einspritzanlage integriert werden können. Es sind keine zusätzliche Konstruktionsänderung an Komponenten der Einspritzanlage erforderlich und auch keine zusätzlichen Komponenten in die Einspritzanlage zu integrieren. Die Funktionen können bei Bedarf aktiv geschaltet werden, wenn Betriebs- bedingungen vorliegen, die ein erhöhtes Risiko zur Belagsbildung darstellen.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird ein Wachstum von Belägen an kritischen Stellen nach dem Abstellen des Motors verhindert und somit ein Neustart des Motors sichergestellt. Hierzu wird das Ventil nach dem Abstellen des Motors und nach vollständigem Abbau des Drucks, bspw. des Raildrucks in einer Speichereinspritzanlage (Common-Rail), durch Bestromung wiederholt betätigt. Eine Dauer der Bestromung ist hierbei nicht auf kurze Ansteuerintervalle beschränkt, da durch den fehlenden Raildruck keine Einspritzung stattfinden kann. Ebenso kann die Ansteuerung des Ventils auch lange Zeit nach dem Ab- stellen des Motors im Stillstand erfolgen.
Durch eine zumindest einmalige und/oder wiederholte Betätigung, des Ventils, bspw. durch Bestromung, und der daraus resultierenden Bewegung mindestens eines Ventilelements bzw. einer Komponente des Ventils relativ zu einem fest- stehenden Ventilkörper des Ventils, bspw. durch eine Bewegung einer Ventilnadel oder eines Ankers als Ventilelement relativ zu einem Grundkörper als mindestens ein feststehender, unbeweglicher Ventilkörper des Ventils, kann das Wachstum von Belägen nach dem Abstellen des Motors gestört, komplett verhindert oder rückgängig gemacht werden. Dabei wird das als Ventilnadel oder Anker ausgebildete Ventilelement und ggf. mindestens eine weitere Komponente des Ventils in einer Ausführungsform relativ zu einem Gehäuse als der mindestens eine Ventilkörper des Ventils bewegt.
Durch diese Maßnahme kann sich während einer Stillstandsphase des Verbrennungsmotors ergeben, dass sich keine Beläge bilden können, die bei einem nachfolgenden Start des Verbrennungsmotors die Ventilfunktion verhindern.
Auch hier sind keine Bauteilveränderungen zur Vermeidung von Belägen vorzunehmen, da es sich ebenfalls um eine Funktion der Einspritzanlage handelt.
Mit der Erfindung kann eine Kühlung gefährdeter Oberflächen der Einspritzanlage gewährleistet werden. Dies geschieht üblicherweise durch die Betätigung der Ventile in Schubphasen und nach Motorstillstand. In Schubphasen ist der Raildruck im Vergleich zum üblichen Einspritzbetrieb deutlich abgesenkt. Der zugeführte Kraftstoff ist relativ zum Material der Komponenten der Einspritzanlage kalt. Strömt der Kraftstoff durch das Ventil bzw. entlang der Führung, wird Wärme aus den kritischen Bereichen abgeführt und die Temperatur reduziert. Somit kann das Ventil durch diese Aktivierung gespült und heißer Kraftstoff durch kühleren Kraftstoff ersetzt werden.
Durch die im Rahmen der Erfindung vorgesehenen Maßnahmen kann eine chemische Reaktion zur Belagsbildung insgesamt verlangsamt bzw. verhindert werden.
Eine Betätigung der Ventile nach Abstellen des Verbrennungsmotors ermöglicht es, dass bei vorhandenem Restdruck in der Einspritzanlage heißer, in der folgenden Ruhephase bzw. Stillstandsphase möglicherweise alternder Kraftstoff weggespült wird und durch Kraftstoff ersetzt wird, der ein niedrigeres Druck- und Temperaturniveau durchlaufen hat und dadurch weniger zur Alterung neigt. Da somit die Belagsbildung während der Ruhephase verhindert wird, kann die Funktion des Ventils beim erneuten Starten sichergestellt werden.
Die bei einer Ausführungsform der Erfindung umzusetzenden Funktionen der Einspritzanlage können über Software-Funktionen im Steuergerät integriert werden, so dass Komponenten der Einspritzanlage zur Umsetzung mindestens einer Funktion, die im Rahmen des Verfahrens vorgesehen ist, gesteuert werden können, so dass eine Relativbewegung belagsanfälliger Komponenten erfolgt.
Die mindestens eine vorgesehene Funktion wird in Abhängigkeit von Betriebsparametern, z. B. einem Betriebsstatus des Verbrennungsmotors, dem Druck sowie der Temperatur der Einspritzanlage und/oder des Verbrennungsmotors usw. aktiviert und löst eine Betätigung der Ventile aus. Diese Betätigung ist so gestaltet, dass das Betriebsverhalten des Verbrennungsmotors nicht gestört wird. Für das
Ventil bedeutet das z. B., dass die Ansteuerung so kurz ist, dass es zu keiner Einspritzung kommt, die das Fahrverhalten und die Emission des Motors negativ beeinflusst. Die beschriebenen Kurzansteuerungen werden sofort ausgesetzt und damit die Kühl- und Spülfunktion abgebrochen, sobald eine Momentenanfor- derung an den Verbrennungsmotor, z. B. durch Betätigung des Gaspedals durch den Fahrer, erfolgt.
In einer Ausführungsform können die Kurzansteuerungen zur kurzen Betätigung des Ventils auch nach Abschalten des Verbrennungsmotors erfolgen. Hierbei wird ein bestehender Druck der Einspritzanlage über die Betätigungen des Ventils abgebaut. Es erfolgt wie bei der Betätigung im Schubbetrieb ein Spülen und eine Kühlung des Ventils. Diese Funktion kann nach Abstellen des Motors nach Abbau des Raildrucks permanent oder zeitlich begrenzt aktiv sein. Eine Betätigung des Ventils nach Abstellen des Motors behindert das Wachstum der Beläge und beseitigt frisch gebildete Beläge während der Stillstandszeit des Motors.
Die Beläge entstehen vermutlich nicht nur im regulären Betrieb, sondern können sich auch dann ausbilden, wenn Ventile und Steller etc. der Einspritzanlage nicht mehr betätigt werden, wenn zum Beispiel die Brennkraftmaschine bzw. ein Ver- brennungsmotor abgestellt ist. Eine Bildung von Belägen kann durch Ausführungsformen der Erfindung verhindert oder zumindest reduziert werden.
Die erfindungsgemäße Anordnung ist dazu ausgebildet, sämtliche Schritte des vorgestellten Verfahrens durchzuführen. Dabei können einzelne Schritte dieses Verfahrens auch von einzelnen Komponenten der Anordnung durchgeführt werden. Weiterhin können Funktionen der Anordnung oder Funktionen von einzelnen Komponenten der Anordnung als Schritte des Verfahrens umgesetzt werden. Außerdem ist es möglich, dass Schritte des Verfahrens als Funktionen wenigstens einer Komponente der Anordnung oder der gesamten Anordnung reali- siert werden.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen. Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, son-
dern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Figur 1 zeigt ein Ablaufdiagramm für eine Funktion zur Durchführung einer Kühlung und Spülung in einer Schubphase im Rahmen einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Figur 2 zeigt ein Diagramm eines zeitlichen Verlaufs von Betriebsparametern vor und während der Aktivierung der Kühl- und Spülfunktion im Rahmen einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Figur 3 zeigt in schematischer Ausgestaltung ein erstes Beispiel eines Ventils einer Einspritzanlage, bei der sich dicke Belagsschichten, die eine Ventilfunktion beeinträchtigen, bilden.
Figur 4 zeigt in schematischer Darstellung das Ventil aus Figur 3, bei der bei Durchführung einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens keine Bildung von Belägen erfolgt.
Figur 5 zeigt in schematischer Ausgestaltung ein zweites Beispiel eines Ventils einer Einspritzanlage, bei der sich Belagsschichten gebildet haben, die durch Durchführung der vierten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens entfernt werden.
Figur 6 zeigt in schematischer Ausgestaltung ein drittes Beispiel eines Ventils einer Einspritzanlage, bei der sich dicke Belagsschichten, die eine Ventilfunktion beeinträchtigen, bilden.
Figur 7 zeigt in schematischer Darstellung eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung.
Ausführungsform der Erfindung
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben. Die Figuren werden zusammenhängend und übergreifend beschrieben, gleiche
Bezugszeichen bezeichnen gleiche Komponenten.
Bei dem Ablaufdiagramm aus Figur 1 zur Darstellung einer Funktion, die bei Durchführung einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt, werden als Betriebsparameter eine Temperatur 1 eines Verbrennungsmotors, eine Temperatur 3 eines einzuspritzenden Kraftstoffs sowie eine Verweilzeit 5, während der ein Lastbetrieb der Verbrennungsmaschine und somit eine Einspritzphase erfolgt, einer Berechnung 7 zugeführt, mit der eine Temperatur 9 eines Ventils einer Einspritzanlage in eine Brennkammer des Verbrennungs- motors eingespritzt wird, berechnet wird. Allerdings kann die Temperatur 9 des
Ventils auch gemessen werden.
Die ermittelte Temperatur 9 des Ventils sowie ein Wert eines Drucks 11 des Kraftstoffs innerhalb der Einspritzanlage werden einer Funktionskontrolle 13 zu- geführt. Weiterhin wird in Abhängigkeit eines Betriebsstatus des Verbrennungsmotors eine Information darüber bereitgestellt, ob für den Verbrennungsmotor kein Kraftstoff angefordert wird und somit eine Schubphase 15 vorliegt. Bei Vorliegen einer Schubphase 15 wird bei nicht getrenntem Kraftschluss zwischen dem Verbrennungsmotor und einem Antriebsaggregat des Kraftfahrzeugs der Verbrennungsmotor durch das Kraftfahrzeug geschleppt und somit in Drehbewegung gehalten.
In der beschriebenen Ausführungsform wird das Verfahren dann durchgeführt, wenn die Temperatur 9 des Ventils so hoch ist, dass dadurch chemische Reakti- onen hervorgerufen werden, aufgrund derer durch den Kraftstoff eine Belagsbildung in dem Ventil erfolgen kann. Eine weitere Bedingung zur Durchführung ist dann erfüllt, falls eine gewünschte Einspritzmenge des Kraftstoffs Null ist, was u. a. bei Vorliegen einer Schubphase 15 aber auch in der Stillstandsphase des Verbrennungsmotors der Fall ist. Außerdem ist die Durchführung von einer drit- ten Bedingung abhängig, die dann erfüllt ist, falls der Druck 11 des Kraftstoffs niedriger als ein Grenzwert ist. In diesem Fall werden über die Funktionskontrolle
13 Kurzansteuerungen 17 zur Betätigung des Ventils erzeugt. Mit derartigen Kurzansteuerungen 17, die hier über Blank-shot-Aktivierungen bereitgestellt werden, wird das Ventil mit einem Strom, dessen Stromprofil kurzzeitige, rechteckige Impulse (blank-shots) umfasst, bestromt und dadurch kurzzeitig betätigt und je- weils kurz geöffnet. Allerdings erfolgt hierdurch noch kein Abheben einer Düsennadel des Ventils, so dass bei Verwendung von Kurzansteuerungen 17 Einspritzungen vermieden werden.
In dem Diagramm aus Figur 2 zu einem Verlauf von Betriebsparametern bei ei- ner zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist entlang einer Abszisse 21 die Zeit aufgetragen. An einer Ordinate 23 sind drei Kurven für Betriebsparameter, nämlich für einen Druck 25 des Kraftstoffs und eine Temperatur 27 des Ventils aufgetragen. Eine dritte Kurve steht für ein Signal 29 für eine zur Einspritzung geforderte Kraftstoffmenge. Hierbei wird bis zu einem ersten Zeitpunkt 31 ti zum Betreiben des Verbrennungsmotors eine bestimmte Menge
Kraftstoff angefordert. Dabei wird das Signal 29 entsprechend einer Betätigung eines Gaspedals des Kraftfahrzeugs bereitgestellt. In der beschriebenen Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass eine geforderte Menge an Kraftstoff ab dem ersten Zeitpunkt 31 ti Null ist. Dies kann üblicherweise bedeuten, dass sich der Verbrennungsmotor ab dem ersten Zeitpunkt 31 ti in einer Schubphase befindet. Nach dem ersten Zeitpunkt 31 ti ergibt sich zunächst, dass die Temperatur 27 des Ventils zunimmt. Allerdings sinkt der Druck 25 des Kraftstoffs ab. Sobald der Druck 25 eine Schwelle unterschritten hat, werden zu einem zweiten Zeitpunkt 33 t2 mehrere Kurzansteuerungen 35 bereitgestellt, wodurch das Ventil kurzzeitig betätigt wird. Bereits nach den ersten Kurzansteuerungen 35 erreicht der Druck 25 ein Minimum. Gleichzeitig nimmt auch die Temperatur 27 des Ventils ab.
Die Figuren 3 und 4 zeigen jeweils in schematischer Darstellung Komponenten eines Ventils 41 einer Einspritzanlage, das als Nadelventil ausgebildet ist, wobei als Komponenten ein üblicherweise feststehender Ventilkörper 43 sowie eine Ventilnadel 45 dargestellt sind, die relativ zu dem Ventilkörper 43 beweglich ist.
Bei der Darstellung in Figur 3a befindet sich das Ventil 41 in einer als Einspritz- phase bezeichneten Betriebssituation, bei der eine Bewegung 47 der Ventilnadel
45 als Ventilelement relativ zu dem Ventilkörper 43 erfolgt. Aufgrund dieser Be-
wegung 47, die durch einen Pfeil symbolisiert ist, wird eine Belagsbildung durch Kraftstoff an der Ventilnadel 45 verhindert.
Die Darstellung aus Figur 3b zeigt den Ventilkörper 43 und die Ventilnadel 45 zu einem Zeitpunkt Ät nach einem Abstellen des Verbrennungsmotors. In einer Ruhephase nach Abstellen des Verbrennungsmotors erfolgt keine Bewegung 47 (durchgestrichener Pfeil) relativ zu dem Ventilkörper 43. Nach dem genannten Zeitintervall Ät bilden sich aufgrund noch vorhandenen Kraftstoffs an der Ventilnadel 45 sowie dem Ventilkörper 43 Beläge 49, die bei einem Neustart des Verbrennungsmotors eine Bewegung 47 der Ventilnadel 45 verhindern oder zumindest einschränken können.
Figur 3 zeigt somit auch das Problem eines Wachstums von Belägen bei einem hier als Nadelventil ausgebildeten Ventil 41 ohne die im Rahmen der Erfindung vorgeschlagene Funktion. Das Ventil 41 ist hier in der unteren Endlage der Ventilnadel 41 im geschlossenen Zustand schematisch dargestellt und als Ser- vosteuerungsventil einer Common-Rail-Einspritzanlage ausgebildet.
Anhand Figur 4 wird eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben. Dabei zeigt Figur 4a dieselbe Situation wie Figur 3a, in der während einer Einspritzphase des Verbrennungsmotors eine relative Bewegung 47 der Ventilnadel 45 zu dem Ventilkörper 43 erfolgt, wodurch eine Belagsbildung verhindert wird. Figur 4b zeigt das Ventil 41 nach Abstellen des Verbrennungsmotors in einer sogenannten Ruhephase bei Durchführung der dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. Hierbei wird das Ventil 41 durch kurze oder ggf. lange Ansteuerungen mindestens einmal angesteuert und betätigt. Durch diese Maßnahme wird eine Belagsbildung gestört, so dass sich an der Ventilnadel 45 keine dicke sondern lediglich eine dünne Belagsschicht 49 aus abgelagerten Kraftstoff bilden kann, durch die jedoch eine Bewegung 47 des Ventils 41 nicht behindert wird.
Figur 4c zeigt das Ventil 41 nach einem Zeitintervall Ät nach Abstellen des Verbrennungsmotors. Aufgrund der lediglich dünnen Belagsschicht 49 ist eine Bewegung des Ventils 41 bei Neustart des Motors ungehindert möglich.
Falls nach der Einspritzphase für den Verbrennungsmotor statt der Ruhephase alternativ eine Schubphase vorgesehen ist, ergibt sich eine Situation, die der anhand Figur 4b gezeigten Situation ähnelt. Während der Schubphase erfolgt eine Betätigung des Ventils 41 lediglich durch kurze Ansteuerungen statt durch längere Ansteuerungen, wie es im Fall der Ruhephase vorgesehen ist. Allerdings wird auch dadurch eine Bewegung 47 der Ventilnadel 45 bewirkt, wodurch eine Belagsbildung zumindest vermindert wird.
Mit der im Rahmen der Erfindung vorgeschlagenen Funktion erfolgt durch wiederholte Ansteuerung in einer Belagsbildungsphase nach dem Abstellen des Motors keine Bildung von funktionsbeeinträchtigten Belägen.
Durch die wiederkehrende Bewegung der Ventilnadel 45 während der Belagsbildung und/oder Kondensation von Kraftstoff wird die Belagsbildung gestört und auf ein Maß begrenzt, das für das Funktionieren des Ventils unkritisch ist.
Figur 5 zeigt in schematischer Darstellung ein weiteres Beispiel für ein druckausgeglichenes Ventil 61 , das als Hülsenventil ausgebildet ist, mit einem Ankerbolzen 63, einem Anker 65 sowie einer Ventilfedereinstellscheibe 67. Außerdem sind in Figur 5 Beläge 71 angedeutet, die sich im geschlossenen Zustand des Ventils 61 an dem Ankerbolzen 63 ablagern und ein Öffnen des Ventils 61 behindern können.
Bei einer vierten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das als Hülsenventil ausgebildete Ventil 61 in einer Betriebssituation des Verbrennungsmotors während zumindest eines Zeitintervalls derart betätigt, dass dadurch keine Einspritzung von Kraftstoff erfolgt. Durch Betätigung dieses Hülsenventils wird ein Ventilelement, hier der Anker 65, über einen Elektromagneten relativ zu einem Ventilkörper, hier zu dem Ankerbolzen 63, der nicht aktiv bewegt wird, und/oder der Ventilfedereinstellscheibe 67 bewegt. Somit werden die Beläge 71 entfernt und/oder eine weitere Bildung von Belägen 71 unterbunden.
Figur 6 zeigt in schematischer Darstellung ein drittes Beispiel für ein Ventil 81 mit einem Ventilnadel 83, einem Ventilkörper 85 einem Ventilsitz 87, einem Kanal 89 und einem Spulenkern 91. Bei diesem dritten Beispiel eines Ventils 81 kann sich in einer Ruhephase ebenfalls eine Belagsbildung 93 ergeben, die jedoch durch
eine Bewegung der Ventilnadel 83, die im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen ist, behoben werden kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann für alle Ventile 61 , 81 von Einspritzanla- gen durchgeführt werden, deren Funktionen durch Steuerbefehle beeinflusst werden können.
Figur 7 zeigt in schematischer Darstellung, einen Verbrennungsmotor 101 sowie eine Einspritzanlage 103 mit mehreren Ventilen. Außerdem zeigt Figur 7 in schematischer Darstellung eine Anordnung 107 zum Betreiben der Einspritzanlage 103 mit einem Steuermodul 109, das in einem Steuergerät 11 1 angeordnet ist. Das Steuermodul 109 ist mit der Einspritzanlage 103 und dem Verbrennungsmotor 101 über Zuleitungen zum Austausch von Betriebsparametern der Einspritzanlage 103 und des Verbrennungsmotors 101 verbunden. Über weitere Zuleitungen kann das Steuermodul 109 die Ventile 105 ansteuern und somit betätigen.
Das Steuermodul 109 steuert in einer Betriebssituation, bei der von dem Verbrennungsmotor 101 kein Kraftstoff angefordert wird, so dass keine Momentenanforderung vorliegt und keine Einspritzung vorgesehen ist, mindestens ein Ventil 105 während zumindest eines Zeitintervalls derart an, dass dadurch keine Einspritzung von Kraftstoff erfolgt. Eine Funktion zur Durchführung des Verfahrens kann in dem Steuermodul 109 als Software implementiert sein.
Das Verfahren kann während einer Schubphase des Verbrennungsmotors 101 durchgeführt werden, wobei das Ventil 105 während zumindest eines kurzen Zeitintervalls durch eine Kurzansteuerung betätigt wird. Alternativ oder ergänzend kann das Verfahren nach einem Abstellen des Verbrennungsmotors 101 durchgeführt werden, wobei das Ventil 105 auch für längere Zeitintervalle angesteuert werden kann.
Als weitere Bedingung zur Durchführung des Verfahrens wird überprüft, ob ein Druck des Kraftstoffs in der Einspritzanlage 103 einen Schwellwert überschreitet, wobei der zugeführte Kraftstoff einen geringeren Druck als der Kraftstoff in der Einspritzanlage befindliche Kraftstoff aufweist. Es kann auch überprüft werden, ob eine Temperatur des Kraftstoffs in der Einspritzanlage einen Schwellwert
überschreitet, wobei der zugeführte Kraftstoff eine geringere Temperatur als der Kraftstoff in der Einspritzanlage befindliche Kraftstoff aufweist.
Durch Betätigung des Ventils 105 wird ein Ventilelement relativ zu mindestens einem unbewegten Ventilkörper, bspw. einem Grundkörper und/oder einem Gehäuse des Ventils 105 bewegt. Außerdem wird das Ventil 105 durch zugeführten Kraftstoff, der einen geringeren Druck sowie eine geringere Temperatur als bereits vorhandener Kraftstoff aufweist, gekühlt und/oder gespült.
Hierbei wird durch Betätigung des Ventils 105 ein Ventilelement, bspw. eine Ventilnadel bei einem Nadelventil oder ein Anker bei einem Hülsenventil, relativ zu mindestens einem Ventilkörper, bspw. einem üblicherweise unbeweglichen Grundkörper oder Gehäuse des Ventils 105, bewegt. Das Verfahren kann dadurch beendet werden, dass an den Verbrennungsmotor 101 eine Momentenanforderung erfolgt.