WO2001044638A2 - Verfahren zur verbesserung des startverhaltens einer brennkraftmaschine mit hochdruck-speichereinspritzsystem - Google Patents

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WO2001044638A2
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Achim Przymusinski
Udo Philippi
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • F02N2200/06—Parameters used for control of starting apparatus said parameters being related to the power supply or driving circuits for the starter
    • F02N2200/063—Battery voltage

Definitions

  • the invention relates to a method for improving the starting behavior of an internal combustion engine with a high-pressure accumulator injection system according to the preamble of claim 1.
  • High-pressure accumulator injection systems are increasingly being used for the fuel supply to internal combustion engines.
  • Such injection systems are known as common rail systems (for diesel internal combustion engines) and HPDI injection systems (for gasoline internal combustion engines).
  • the fuel is pumped with a high-pressure pump into a common pressure accumulator, from which the injection valves on the individual cylinders are supplied.
  • the opening and closing of the injection valves is usually controlled electrically or electromagnetically.
  • the fuel is compressed using the high-pressure pump, stored in the high-pressure accumulator called the rail, and injected into the combustion chamber of the engine through the injectors called injectors.
  • the rail also serves to smooth out pressure pulsations, which requires a sufficiently large storage volume.
  • the start time can be shortened only a little by reasonable compromises between the measures mentioned. In general, therefore, the longer starting time in comparison with other injection systems in internal combustion engines with common-pail injection technology is currently tolerated.
  • a fuel injection system with a pre-pump, a high pressure pump, a fuel line and connected in ectors is known.
  • a fuel accumulator is also provided, which is connected to the fuel line.
  • a valve is provided for spooling the fuel line, with which the fuel line can be connected to a return line to the tank. In a starting phase, the valve is opened and in this way a spooling of the fuel line and also a setting of a low pressure in the fuel line is achieved.
  • a bypass line is provided, with which in the start phase, the fuel required by the pre-pump is directed past the high-pressure pump directly into the fuel line.
  • a high-pressure fuel storage system for an internal combustion engine in which a fuel storage device is provided and, in addition, an additional fuel storage device can be connected to the fuel storage device via a controllable valve. To quickly increase the fuel pressure in the fuel accumulator, the valve is opened and the high pressure in the additional fuel accumulator is transferred to the fuel accumulator.
  • the invention is based on the object of specifying a method with which the starting behavior of an internal combustion engine with a high-pressure accumulator injection system of the type mentioned at the beginning is improved, in particular the time period until pressure build-up in the high-pressure accumulator injection system can be shortened.
  • the system-sized battery voltage is evaluated in order to quickly identify the starting process of an internal combustion engine equipped with a high-pressure accumulator injection system.
  • the ignition is switched on, the operating voltage of the vehicle equipped with the internal combustion engine is monitored and the occurrence of a voltage drop in the operating voltage caused by energizing a starter of the internal combustion engine is used as the point in time for controlling at least one of the hydraulic actuators, volume flow control valve and pressure control valve.
  • Figure 1 is a schematic representation of an injection system for a direct injection internal combustion engine
  • Figure 2 is a diagram for selected waveforms
  • FIG. 1 schematically shows the structure of a fuel injection system for a direct-injection internal combustion engine BKM, as it is used under the name common rail system, particularly in vehicles with a diesel internal combustion engine. Only those components are shown that are necessary for understanding the invention.
  • this injection system fuel is drawn in from a fuel tank 10 via a fuel line 11 by a pre-pump 12.
  • the preliminary pump 12 requests the fuel via a fuel filter 13 to a high-pressure pump 14, which compresses the fuel and feeds it under high pressure into a high-pressure accumulator 15, the so-called rail.
  • this high-pressure accumulator 15 also has the essential task of smoothing pressure pulsations through a sufficiently large storage volume.
  • an additional suction throttle valve hereinafter referred to as the volume flow control valve VCV, is located between the pre-supply pump 12 and the high-pressure pump 14. arranged, with the help of which the flow of high pressure pump 14 can be regulated.
  • This volume flow control valve VCV is controlled by a control unit 16 via a control line 17.
  • the control unit 16 is preferably integrated into an electronic control unit 18 of the internal combustion engine, all of which are used to operate the internal combustion engine. BKM engine controls and / or regulates the necessary processes.
  • control unit 18 of the internal combustion engine BKM is supplied with a large number of input signals ES recorded by means of appropriate sensors.
  • the individual actuators and components which are necessary for operating the internal combustion engine BKM are controlled via output signals AS.
  • the control unit 16 has a counter 32 and a memory 31, in which, among other things, a threshold value SW is stored, the meaning of which will be explained in more detail later with reference to the description of FIG. 2.
  • a pressure control valve PCV is also connected into the fuel line 11 after the high-pressure pump 14.
  • This pressure control valve PCV controls and / or regulates excess fuel, which is not required to maintain a desired pressure in the high-pressure accumulator 15, into the fuel reservoir 10 via a fuel return line 19, the holding pressure of the pressure control valve PCV being controlled by the control unit 16 via a Control line 20 is set.
  • a pressure sensor 21 is also provided for pressure control in the high-pressure accumulator 15. This pressure sensor 21 is used to detect the pressure currently prevailing in the high-pressure accumulator 15, on the pressure thereof
  • control unit 16 carries out the pressure control via the pressure control valve PCV in accordance with the desired operating conditions of the internal combustion engine BKM.
  • fuel pressures of 0 to 1500 bar can be generated using the arrangement shown. These fuel pressures are applied via fuel injection lines 22 to injectors, referred to as injectors 23, which are arranged in the combustion chambers of the internal combustion engine BKM. These injectors 23 generally have an injection nozzle which is closed with a spring-loaded needle. The injection process is through the Control unit 16, which is connected to the injectors 23 via control lines 24. The leakage flow occurring in the injectors 23 is returned to the fuel reservoir 10 via fuel return lines 25n shown in broken lines.
  • crankshaft sensor 33 is provided on the internal combustion engine BKM, which outputs a signal corresponding to the speed of the crankshaft to the control unit 16 for further processing.
  • the preliminary pump 12 is driven by an electric motor 26, which is connected to the control unit 16 via a control line 27. Furthermore, such an electrically driven preliminary pump 12 can also be designed to be adjustable in speed.
  • the feed pump 12 and the high pressure pump 14 can also be driven by the internal combustion engine BKM, the rotational speeds of which are then set at a fixed transmission ratio proportional to the rotational speed of the internal combustion engine.
  • the pre-pump 12 is preferably integrated in the housing of the high pressure pump 14.
  • reference numeral 28 denotes a vehicle battery which emits an on-board voltage VB and whose positive pole is led to a terminal KL30 of a starter switch 29, while the negative pole is connected to the vehicle body.
  • the output of the ignition starter switch 29, designated by terminal KL15 is connected to the control unit 16 and the control unit 18 via a line, which is not described in more detail.
  • At terminal KL 15 (connected plus after Vehicle battery) is voltage when the ignition is switched on, ie the ignition switch 29 m is the position labeled 1.
  • the output of the ignition starter switch 29, designated by terminal 50 is connected to a starter 30 (starter) of the internal combustion engine BKM via a line which is not specifically described.
  • the positive pole of the vehicle battery 28 is led to the starter 30.
  • the ignition starter switch is moved 29 m to the position marked 2. This initiates the starting process of the BKM internal combustion engine.
  • a specific pressure and a specific demand are set in the high-pressure accumulator injection system, depending on the operating point, by correspondingly controlling the hydraulic control elements, volume flow control valve VCV and pressure control valve PCV by means of a so-called closed-loop control.
  • the pressure control valve PCV is opened in order to drain the fuel from the high-pressure accumulator.
  • the volume flow control valve VCV remains briefly open during the run-on of the control unit 16 in order to fill the pump chamber of the high-pressure pump 14 again. The next time the internal combustion engine BKM is started, this dead space is no longer filled, which leads to the operational readiness of the high-pressure accumulator injection system being faster.
  • the pressure control valve PCV is open when de-energized, ie when the internal combustion engine BKM is switched off, it is de-energized.
  • the volume flow control valve VCV is closed when de-energized so that after the run-on time has elapsed, the power supply is switched off Fuel supply line 11 to the high pressure pump 14 is interrupted. If the power supply fails, both take
  • the hydraulic actuators volume flow control valve VCV and pressure control valve PCV must be activated immediately.
  • the pressure control valve PCV is closed and the volume flow control valve VCV is opened, so that fuel can be supplied to the high-pressure pump 14 and compressed by it.
  • the prerequisite for this is a quick detection of the starting process of the internal combustion engine BKM in order to control the hydraulic actuators in the specified manner at an early stage.
  • the diagram in FIG. 2 shows how the start time of the internal combustion engine BKM can be recognized as early as possible.
  • the chronological course of the signals for the pressure control valve PCV and for the volume flow control valve VCV, as well as the course of the battery voltage VB and a signal FLAG from a crankshaft sensor are plotted in the order from bottom to top.
  • the system-sized battery voltage VB becomes according to the invention evaluated. At time tl, the ignition key is turned
  • the battery voltage VB is present at terminal KL15.
  • the battery voltage VB is measured in a fixed time pattern, for example every 10 ms.
  • the current measured value at the sampling time n is compared with the temporally preceding measured value at the sampling time t n-1.
  • the starting process of the internal combustion engine BKM at time t2 is initiated by turning the ignition key further.
  • the battery voltage VB is present at the terminal KL30 and the starter 30 is thus energized. Due to the high current consumption of starter 30, a significantly high drop in battery voltage VB at time t2 can be measured. So a measured value is significant
  • the evaluation of successive measured values at times n, nl is advantageously carried out by forming the difference between the two measured values and comparing the difference with a threshold value SW.
  • This threshold value SW is determined experimentally on the test stand for a given starter and is stored in a memory 31 of the control unit 16. At the time t2, a payer 32 is started.
  • the hydraulic actuators volume flow control valve VCV and pressure control valve PCV are actuated again via corresponding signals for the operation "standstill of the internal combustion engine", since the BKM internal combustion engine obviously did not start in the specified time period. If the control unit 16 detects a rotation of the crankshaft at a speed above the starter speed on the basis of the signal from the crankshaft sensor 33, then the internal combustion engine BKM including the hydraulic actuators is controlled or regulated with signals for normal operation outside of the starting process.
  • pre-pump 12 and the high-pressure pump 14 are not driven by the internal combustion engine BKM itself, but by means of separate electric motors, these are also activated immediately after detection of the battery voltage dip at time t2. This enables an even faster pressure build-up in the high-pressure accumulator injection system.

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Abstract

Zum schnellen Erkennen des Startvorganges einer mit Hochdruck-Speichereinspritzsystem ausgestatteten Brennkraftmaschine (BKM) wird die Systemgröße Batteriespannung (VB) ausgewertet. Bei eingeschalteter Zündung wird die Betriebsspannung (VB) des mit der Brennkraftmaschine (BKM) ausgerüsteten Fahrzeuges überwacht und das Auftreten eines durch das Bestromen eines Starters (30) der Brennkraftmaschine (BKM) hervorgerufenen Spannungseinbruches der Betriebsspannung (VB) als Zeitpunkt (t2) für das Ansteuern wenigstens eines der Hydraulikstellglieder (Volumenstromregelventil VCV, Druckregelventil PCV) herangezogen.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Verbesserung des Startverhaltens einer Brennkraftmaschine mit Hochdruck-Speichereinspritzsystem
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung des Startverhaltens einer Brennkraftmaschine mit Hochdruck- Speichereinspritzsystem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Für die Kraftstoffversorgung von Brennkraftmaschinen werden zunehmend Hochdruck-Speichereinspritzsysteme verwendet. Solche Einspritzsysteme sind als Common-Rail-Systeme (für Diesel-Brennkraftmaschinen) und HPDI-Einspritzsysteme (für Otto- Brennkraftmaschinen) bekannt. Bei diesen Einspritzsystemen wird der Kraftstoff mit einer Hochdruckpumpe in einen gemeinsamen Druckspeicher gefördert, von dem aus die Einspritzventile an den einzelnen Zylindern versorgt werden. Das Öffnen und Schließen der Einspritzventile wird in der Regel elekt- risch oder elektromagnetisch gesteuert.
Bei einem solchen Common-Rail-Einspritzsystem wird der Kraftstoff mit Hilfe der Hochdruckpumpe verdichtet, in dem als Rail bezeichneten Hochdruckspeicher gespeichert und durch die Injektoren genannten Einspritzventile in den Brennraum des Motors eingespritzt. Neben der Druckspeicherung dient das Rail auch zur Glättung von Druckpulsationen, wozu ein ausreichend großes Speichervolumen erforderlich ist.
Brennkraftmaschinen mit Common-Rail-Einspritzsystemen benötigen zum Starten eine vergleichsweise längere Zeit als Brennkraftmaschinen mit Verteiler- oder Reiheneinspritzsystemen. Dies macht sich vor allem bei Fahrzeugen mit Start-Stop- Automatik negativ bemerkbar. Die Ursache für die längere Startzeit des Common-Rail-Systems ist das große gespeicherte Kraftstoffvolumen im Hochdruckbereich. Der Druck muß im ge- samten Hochdruckbereich erst auf den Mmdestemspritzdruck gebracht werden, bevor die erste Einspritzung erfolgen kann. Um die Zeit zum Aufbau des minimalen Raildrucks beim Startvorgang zu verkurzen, bieten sich folgende Möglichkeiten an: Es kann das Volumen des Hochdruckspeichers verkleinert, das Hubvolumen der Hochdruckpumpe vergrößert oder die Anlaßdrehzahl erhöht werden. Jede dieser Maßnahmen hat jedoch bestimmte Nachteile zur Folge. Eine Verringerung des Hochdruckspeichervolumens scheidet aus, da dadurch die Dampfung der Druck- pulsationen verringert und der gespeicherte Druckenergievorrat vermindert wird. Dadurch wurden gerade die wesentlichen Vorteile der Common-Rail-Technik aufgehoben werden. Die Vergrößerung des Hubvolumens der Hochdruckpumpe bei gleichem U- bersetzungsverhaltnis hatte eine für den Betrieb uberdimensi- onierte Pumpe und damit eine erhöhte Leistungsaufnahme zur
Folge. Gerade bei Hochdrucksystemen muß aber aus energieoko- nomischen Gründen auf eine leistungsangepaßte Auslegung der Pumpen geachtet werden. Die Erhöhung der Anlasserdrehzahl ist technisch ebenfalls unpraktikabel und begrenzt.
Durch vertretbare Kompromisse zwischen den erwähnten Maßnahmen laßt sich die Startzeit nur wenig verkurzen. Im allgemeinen wird daher die im Vergleich mit anderen Einspritzsystemen verlängerte Startzeit bei Brennkraftmaschinen mit Common- Pail-Emspritztechnik derzeit toleriert.
Aus EP 0 643 219 Bl ist ein Kraftstoffemspritzsystem mit einer Vorforderpumpe, einer Hochdruckpumpe, einer Kraftstoffleitung und daran angeschlossenen In ektoren bekannt. Zudem ist ein KraftstoffSpeicher vorgesehen, der mit der Kraftstoffleitung in Verbindung steht. Zum Spulen der Kraftstoff- leitung ist ein Ventil vorgesehen, mit dem die Kraftstoffleitung mit einer Ruckleitung zum Tank verbindbar ist. In einer Startphase wird das Ventil geöffnet und auf diese Weise ein Spulen der Kraftstoffleitung und zudem eine Einstellung eines niedrigen Druckes in der Kraftstoffleitung erreicht. Weiterhin ist eine Bypaßleitung vorgesehen, mit der in der Start- phase der von der Vorforderpumpe geforderte Kraftstoff an der Hochdruckpumpe vorbei direkt in die Kraftstoffleitung befordert wird.
Aus DE 195 47 877 AI ist ein Kraftstoffhochdruckspeichersys- tem für eine Brennkraftmaschine bekannt, bei der ein KraftstoffSpeicher vorgesehen ist und zudem ein Kraftstoffzusatz- speicher über ein ansteuerbares Ventil mit dem Kraftstoffspeicher verbindbar ist. Für eine schnelle Erhöhung des Kraftstoffdruckes im KraftstoffSpeicher wird das Ventil geöffnet und der hohe Druck des Kraftstoffzusatzspeichers auf den KraftstoffSpeicher übertragen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren an- zugeben, mit dem das Startverhalten einer Brennkraftmaschine mit einem Hochdruck-Speicheremspritzsystem der eingangs genannten Art verbessert wird, insbesondere die Zeitspanne bis zum Druckaufbau im Hochdruck-Speicheremspritzsystem verkürzt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelost .
Zum schnellen Erkennen des Startvorganges einer mit Hoch- druck-Speicheremspritzsystem ausgestatteten Brennkraftmaschine wird d e Systemgroße Batteriespannung ausgewertet. Bei eingeschalteter Zündung wird die Betriebsspannung des mit der Brennkraftmaschine ausgerüsteten Fahrzeuges überwacht wird und das Auftreten eines durch das Bestromen eines Starters der Brennkraftmaschine hervorgerufenen Spannungseinbruches der Betriebsspannung als Zeitpunkt für das Ansteuern wenigstens eines der Hydraulikstellglieder Volumenstromregelventil und Druckregelventil herangezogen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfmdungsgemaßen Verfahrens s nd in den Unteranspruchen angegeben. Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung naher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines Einspritzsystems für eine direkteinspritzende Brennkraftmaschine und
Figur 2 ein Diagramm für ausgewählte Signalverlaufe
Die Figur 1 zeigt schematisch den Aufbau eines Kraftstoffem- spritzsystems für eine direkteinspritzende Brennkraftmaschine BKM, wie sie unter der Bezeichnung Common-Rail-System vor allem bei Fahrzeugen mit einer Diesel-Brennkraftmaschme eingesetzt wird. Dabei sind nur diejenigen Komponenten dargestellt, die für das Verständnis der Erfindung notig sind.
Bei diesem Einspritzsystem wird Kraftstoff aus einem Kraft- stoffvorratsbehalter 10 über eine Kraftstoffleitung 11 durch eine Vorforderpumpe 12 angesaugt. D e Vorforderpumpe 12 fordert den Kraftstoff über einen Kraftstoffllter 13 zu einer Hochdruckpumpe 14, die den Kraftstoff verdichtet und unter hohem Druck in einen Hochdruckspeicher 15, das sogenannte Rail einspeist. Dieser Hochdruckspeicher 15 hat neben der Druckspeicherung auch die wesentliche Aufgabe, durch ein ausreichend großes Speichervolumen Druckpulsationen zu glatten.
Um den Volumenstrom der Hochdruckpumpe 14 m den Hochdruckspeicher 15 entsprechend den jeweiligen Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine BKM bedarfsabhangig einstellen zu können, ist m der Kraftstoffleitung 11 zwischen der Vorforder- pumpe 12 und der Hochdruckpumpe 14 ein zusätzliches Saugdros- selventil, im folgenden als Volumenstromregelventil VCV bezeichnet, angeordnet, mit dessen Hilfe der Forderstrom der Hochdruckpumpe 14 geregelt werden kann. Dieses Volumenstromregelventil VCV wird von einer Steuereinheit 16 über eine Steuerleitung 17 angesteuert. Die Steuereinheit 16 ist vorzugsweise m ein elektronisches Steuergerat 18 der Brennkraftmaschine integriert, das alle zum Betrieb der Brenn- kraftmaschine BKM nötigen Abläufe steuert und/oder regelt. Hierzu werden dem Steuergerät 18 der Brennkraftmaschine BKM eine Vielzahl mittels entsprechender Sensorik aufgenommene Eingangssignale ES zugeführt. Über Ausgangssignale AS werden die einzelnen Aktoren und Komponenten angesteuert, die zum Betrieb der Brennkraftmaschine BKM notwendig sind. Die Steuereinheit 16 weist einen Zähler 32, sowie einen Speicher 31 auf, in dem u.a. ein Schwellenwert SW gespeichert ist, dessen Bedeutung später anhand der Beschreibung der Figur 2 näher erläutert wird.
Um den Druck im Hochdruckspeicher 15 entsprechend den gewünschten Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine BKM einstellen zu können, ist weiterhin nach der Hochdruckpumpe 14 ein Druckregelventil PCV in die Kraftstoffleitung 11 geschaltet. Dieses Druckregelventil PCV steuert und/oder regelt über eine gestrichelt dargestellte Kraftstoffrückführleitung 19 ü- berschüssigen Kraftstoff, der nicht zur Aufrechterhaltung eines im Hochdruckspeicher 15 gewünschten Drucks benötigt wird, in den Kraftstoffvorratsbehälter 10 ab, wobei der Haltedruck des Druckregelventils PCV von der Steuereinheit 16 über eine Steuerleitung 20 eingestellt wird. Zur Druckregelung im Hochdruckspeicher 15 ist weiter ein Drucksensor 21 vorgesehen. Dieser Drucksensor 21 dient zum Erfassen des augenblicklich im Hochdruckspeicher 15 herrschenden Druckes, auf dessen
Grundlage die Steuereinheit 16 entsprechend den gewünschten Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine BKM die Druckregelung über das Druckregelventil PCV vornimmt.
Im Hochdruckspeicher 15 lassen sich mit Hilfe der dargestellten Anordnung Kraftstoffdrücke von 0 bis 1500 bar erzeugen. Diese Kraftstoffdrücke stehen über Kraftstoffeinspritzleitun- gen 22 an als Injektoren 23 bezeichnete Einspritzventilen, die in den Brennkammern der Brennkraftmaschine BKM angeordnet sind, an. Diese Injektoren 23 weisen im allgemeinen eine Einspritzdüse auf, die mit einer unter Federkraft stehenden Nadel verschlossen ist. Der Einspritzvorgang wird durch die Steuereinheit 16 ausgelost, die über Steuerleitungen 24 mit den Injektoren 23 verbunden ist. Der in den Injektoren 23 auftretende Leckagestrom wird über gestrichelt dargestellte Kraftstoffruckfuhrleitungen 25 n den Kraftstoffvorratsbehal- ter 10 zurückgeführt.
Ferner ist an der Brennkraftmaschine BKM ein Kurbelwellensensor 33 vorgesehen, der ein der Drehzahl der Kurbelwelle entsprechendes Signal an die Steuereinheit 16 zur weiteren Ver- arbeitung abgibt.
Die Vorforderpumpe 12 wird m einer bevorzugten Ausgestaltung über einen Elektromotor 26 angetrieben, der über eine Steuerleitung 27 mit der Steuereinheit 16 verbunden ist. Desweite- ren kann eine solche elektrisch angetriebene Vorforderpumpe 12 auch in der Drehzahl regelbar ausgeführt sein.
Die Vorforderpumpe 12 und die Hochdruckpumpe 14 können auch von der Brennkraftmaschine BKM angetrieben werden, deren Drehzahlen sich dann mit einem festen Übersetzungsverhältnis proportional der Drehzahl der Brennkraftmaschine einstellt. Die Vorforderpumpe 12 ist dabei vorzugsweise in das Gehäuse der Hochdruckpumpe 14 integriert.
Desweiteren ist es auch möglich, die Hochdruckpumpe 14 unabhängig von der Drehzahl der Brennkraftmaschine BKM anzutreiben, beispielsweise mittels eines Elektromotors.
Weiterhin ist m der Figur 1 mit dem Bezugszeichen 28 eine Fahrzeugbatterie bezeichnet, die eine Bordspannung VB abgibt und deren Pluspol zu einer Klemme KL30 eines Zundstartschal- ters 29 gefuhrt ist, wahrend der Minuspol mit der Fahrzeugkarosserie verbunden ist. Der mit Klemme KL15 bezeichnete Ausgang des Zundstartschalters 29 ist ber eine nicht naher be- zeichnete Leitung mit der Steuereinheit 16 und dem Steuergerat 18 verbunden. An der Klemme KL 15 (geschaltetes Plus nach Fahrzeugbatterie) liegt Spannung, wenn die Zündung eingeschaltet ist, d.h. der Zundstartschalters 29 m der mit 1 bezeichneten Stellung ist. Der mit Klemme 50 bezeichnete Ausgang des Zundstartschalters 29 ist über eine nicht naher be- zeichnete Leitung mit einem Anlasser 30 (Starter) der Brennkraftmaschine BKM verbunden. Ebenso ist der Pluspol der Fahr- zeugbatterie 28 an den Anlasser 30 gefuhrt. Zum Starten der Brennkraftmaschine BKM wird der Zundstartschalter 29 m die mit Position 2 gekennzeichnete Stellung gebracht. Dadurch wird der Startvorgang der Brennkraftmaschine BKM eingeleitet.
Wahrend des Normalbetriebes der Brennkraftmaschine BKM wird betriebspunktabhangig im Hochdruck-Speicheremspritzsystem ein bestimmter Druck und eine bestimmte Forderleistung durch entsprechende Ansteuerung der Hydraulikstellglieder Volumen- stromregelventil VCV und Druckregelventil PCV mittels einer sogenannten Closed-Loop-Regelung eingestellt.
Beim Abstellen der Brennkraftmaschine BKM wird das Druckre- gelventil PCV geöffnet, um den Kraftstoff vom Hochdruckspeicher abzulassen. Das Volumenstromregelventil VCV bleibt nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine BKM wahrend des Nachlaufs der Steuereinheit 16 noch kurz geöffnet, um den Pumpraum der Hochdruckpumpe 14 wieder zu befullen. Damit entfallt beim nächsten Start der Brennkraftmaschine BKM die Füllung dieses Totraumes, was zu einem schnelleren Betriebsbereitschaft des hochdruck-Speicheremspritzsystems fuhrt.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Druckregelventil PCV stromlos offen, d.h. beim Abschalten der Brennkraftmaschine BKM wird es stromlos geschaltet. Das Volumenstromre- gelventil VCV ist stromlos geschlossen, so daß nach Ablauf der Nachlaufzeit durch Abschalten der Stromversorgung die KraftstoffZuleitung 11 zu der Hochdruckpumpe 14 unterbrochen ist. Bei Ausfall der Spannungsversorgung nehmen also beide
Ventile einen sicheren Zustand ein.
Um nach einem Start der Brennkraftmaschine BKM den Druck im Hochdruck-Speicheremspritzsystem möglichst schnell wieder auf einen Mindestwert aufzubauen, der für einen Einspritzvorgang benotigt wird, müssen die Hydraulikstellglieder Volumen- stromregelventil VCV und Druckregelventil PCV unverzüglich angesteuert werden. Zum schnellen Druckaufbau wird das Druckregelventil PCV geschlossen und das Volumenstromregelventil VCV geöffnet, so daß Kraftstoff zu der Hochdruckpumpe 14 gefordert und von dieser verdichtet werden kann. Voraussetzung hierfür ist eine schnelle Erkennung des Startvorganges der Brennkraftmaschine BKM, um die Hydraulikstellglieder m der angegebenen Weise frühzeitig anzusteuern.
Anhand des Diagrammes nach Figur 2 wird gezeigt, wie der Startzeitpunkt der Brennkraftmaschine BKM möglichst fruhzei- tig erkannt werden kann. Dabei sind in der Reihenfolge von unten nach oben die zeitlichen Verlaufe der Signale für das Druckregelventil PCV und für das Volumenstromregelventil VCV, sowie der Verlauf der Batteriespannung VB und ein Signal FLAG von einem Kurbelwellensensor aufgetragen.
Da weder der Steuereinheit 16, noch der Steuerungseinrichtung 18 eine Information über den Schaltzustand des Starterrelais des Anlassers 30 vorliegt, also nicht direkt erkannt werden kann, wann der Fahrer durch Drehen des Zündschlüssels den Startvorgang der Brennkraftmaschine einleitet, wird gemäß der Erfindung die Systemgroße Batteriespannung VB ausgewertet. Zum Zeitpunkt tl wird durch Drehung des Zündschlüssels die
Zündung eingeschaltet, d.h. an der Klemme KL15 liegt die Batteriespannung VB an. Im Betriebszustand "Zündung ein" und wahrend des Stillstandes der Brennkraftmaschine BKM wird die Batteriespannung VB in einem festen Zeitraster, beispielsweise alle 10 ms gemessen. Der aktuelle Meßwert zum Abtastzeitpunkt n wird mit dem zeitlich vorhergehenden Meßwert zum Ab- tastzeιtpun t n-1 verglichen. Nach einer, vom Verhalten des Fahrer des Fahrzeugs abhangigen Zeitspanne wird durch Weiter- drehen des Zündschlüssels der Startvorgang der Brennkraftmaschine BKM zum Zeitpunkt t2 eingeleitet. An der Klemme KL30 liegt die Batteriespannung VB an und damit wird der Starter 30 bestromt. Aufgrund der hohen Stromaufnahme des Starters 30 ist ein signifikant hoher Einbruch der Batteriespannung VB zum Zeitpunkt t2 messbar. Ist also ein Meßwert signifikant
(z.B. 20%) kleiner als der vorhergehende Meßwert, so wird auf einen gewünschten Startvorgang der Brennkraftmaschine geschlossen und die Komponenten, welche für einen Druckaufbau m Hochdruck-Speicheremspritzsystem relevant sind, unverzug- lieh angesteuert. Diese Komponenten sind im Regelfall das Volumenstromregelventil VCV und das Druckregelventil PCV. Zum Zeitpunkt t2 wird somit das Volumenstromregelventil VCV geöffnet und das Druckregelventil PCV geschlossen.
Die Auswertung aufeinanderfolgender Meßwerte zu den Zeitpunkten n,n-l erfolgt in vorteilhafter Weise durch Differenzbildung der beiden Meßwerte und Vergleich der Differenz mit einem Schwellenwert SW. Dieser Schwellenwert SW wird durch Versuche auf dem Prufstand für einen gegebenen Starter expeπ- mentell ermittelt und ist m einem Speicher 31 der Steuereinheit 16 abgelegt. Gleichzeitig zum Zeitpunkt t2 wird ein Zahler 32 gestartet.
Erreicht der Zahler 32 einen vorgegebenen Zahlerendwert ohne daß das Signal FLAG vom Kurbelwellensensor 33 eine Drehung der Kurbelwelle anzeigt (Zeitpunkt t3 in Figur 2), werden die Hydraulikstellglieder Volumenstromregelventil VCV und Druckregelventil PCV wieder über entsprechende Signale für den Betrieb "Stillstand der Brennkraftmaschine" angesteuert, da offensichtlich in der vorgegebenen Zeitspanne kein Anspringen der Brennkraftmaschine BKM erfolgte. Wird aufgrund des Sig- nals des Kurbelwellensensors 33 von der Steuereinheit 16 eine Drehung der Kurbelwelle mit einer Drehzahl oberhalb der Anlasserdrehzahl erkannt, so wird die Brennkraftmaschine BKM inklusive der Hydraulikstellglieder mit Signalen für den normalen Betrieb außerhalb des Startvorganges gesteuert bzw. ge- regelt.
Da bereits zum Zeitpunkt t2 das Volumenstromregelventil VCV und das Druckregelventil PCV angesteuert werden und nicht erst das Signal FLAG der Drehzahlerkennung über den Kurbel- wellensensor 33 zum spateren Zeitpunkt t3 ausgewertet wird, ergibt sich e n optimaler Startvorgang der Brennkraftmaschine BKM, weil damit ein sehr schneller Druckaufbau erzielt werden kann .
Wird d e Vorforderpumpe 12 und die Hochdruckpumpe 14 nicht von der Brennkraftmaschine BKM selbst angetrieben, sondern mittels separater Elektromotoren, so werden auch diese sofort nach Erkennen des Batteriespannungseinbruchs zum Zeitpunkt t2 unverzüglich angesteuert. Damit laßt sich ein noch schnelle- rer Druckaufbau im Hochdruck-Speicheremspritzsystem realisieren.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Verbesserung des Startverhaltens einer Brennkraftmaschine (BKM) mit einem Hochdruck-Speicherein- spritzsystem,
-bei dem Kraftstoff mittels einer Vorförderpumpe (12) und einer Hochdruckpumpe (14) zu einem Hochdruckspeicher (15) gefördert wird, an dem Injektoren (23) zum Einspritzen des Kraftstoffes in die Zylinder der Brennkraftmaschine (BKM) an- geschlossen sind und
-bei dem der Druck und das Fördervolumen des Kraftstoffes mittels Hydraulikstellglieder (VCV, PCV) eingestellt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß
bei eingeschalteter Zündung die Betriebsspannung (VB) des mit der Brennkraftmaschine (BKM) ausgerüsteten Fahrzeuges überwacht wird und das Auftreten eines durch das Bestromen eines Starters (30) der Brennkraftmaschine (BKM) hervorgerufenen Spannungseinbruches der Betriebsspannung (VB) als Zeitpunkt (t2) für das Ansteuern wenigstens eines der Hydraulikstellglieder (VCV, PCV) herangezogen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Hydraulikstellglied ein stromaufwärts der Hochdruckpumpe (14) angeordnetes Volumenstromregelventil (VCV) zum Zeitpunkt (t2) derart angesteuert wird, daß es den Kraftstofffluß in Richtung Hochdruckpumpe (14) freigibt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Hydraulikstellglied ein stromabwärts der Hochdruckpumpe (14) angeordnetes Druckregelventil (PCV) zum Zeitpunkt (t2) derart angesteuert wird, daß es den Kraftstofffluß in Richtung Hochdruckspeicher (15) sperrt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorförderpumpe (12) mittels eines Elektromotors (26) ange- trieben wird und dieser zum Zeitpunkt (t2) derart angesteuert wird, daß die Vorförderpumpe (12) Kraftstoff in Richtung Hochdruckpumpe (14) fördert.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochdruckpumpe (14) mittels eines Elektromotors angetrieben wird und dieser zum Zeitpunkt (t2) derart angesteuert wird, daß die Hochdruckpumpe (14) Kraftstoff verdichtet.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Feststellung des Spannungseinbruches der Batteriespannung (VB) diese in einem festen Zeitraster gemessen wird, die Differenz zwischen zeitlich aufeinanderfolgenden Meßwerten (n, n-1) gebildet wird, diese Differenz mit einem Schwellenwert (SW) verglichen wird und auf einen durch das Bestromen des Starters (30) hervorgerufenen Spannungseinbruch geschlossen wird, wenn die Differenz den Schwellenwert (SW) überschreitet.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellenwert (SW) experimentell ermittelt wird und in einem Speicher (31) einer Steuereinheit (16) abgelegt ist.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zeitpunkt (t2) ein Zähler (32) gestartet wird und bei Erreichen eines vorgegebenen Zählerendwertes die Hydraulikstellglieder (VCV, PCV) mit Signalen angesteuert werden, die für den Stillstand der Brennkraftmaschine (BKM) charakteristisch sind, wenn daß Signal (FLAG) eines Kurbelwellensensors (33) keine Drehung der Kurbelwelle signalisiert.
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