WO2014118140A1 - Steuern des treibstoffdrucks in einer einspritzanlage - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a method, a computer program and a
- vehicles can be equipped with a so-called start / stop automatic, which automatically shuts off the vehicle's engine when the vehicle is at a standstill and automatically restarts it when driving on.
- Injection system usually designed for emergency running. That is, they are
- Guarantee for example, in about 900 bar
- This pressure is usually over the idling pressure, so that the injection pressure must be reduced to achieve the idle pressure, for example, via the injections themselves.
- One aspect of the invention relates to a method for controlling a pressure in an injection system for an engine of a vehicle.
- the engine may be a diesel engine that can be fueled by a high pressure pump via a high pressure fuel injection system.
- the method comprises the steps of: determining whether the vehicle is decelerating; Lowering the delivery of a high-pressure pump, which supplies the injection system with fuel; and lowering the pressure in the injection system to a standstill pressure by means of an idling operation of the engine.
- a desired deceleration can be determined from current vehicle data, such as the current speed.
- the delivery rate of the high-pressure pump can be reduced by closing a suction control valve at the inlet of the pump. It is possible that the delivery volume of the high pressure pump is lowered to zero.
- the pressure in the injection system can first be lowered by means of a pressure regulating valve between the high-pressure pump and the injection system by Fuel by means of the pressure control valve back in front of the entrance of the
- This pressure control valve may be designed to maintain a predefined minimum pressure.
- the pressure in the injection system can be reduced by the fact that fuel is discharged via injections into the engine from the injection system.
- the method further includes the steps of: estimating a downtime when the vehicle comes to a standstill; and lowering the delivery rate of the high pressure pump before the down time is reached, so that
- Fuel injection system to continue to run after the vehicle has stopped.
- recuperation phases present in hybrid vehicles and / or Starl stop vehicles for fuel economy need not be significantly influenced. It is avoided that too
- the idle time is estimated based on an average delay since the start of deceleration of the vehicle.
- the mean delay can be recalculated in the appropriate resolution.
- the method further comprises the step of: determining a period of time necessary to reduce the pressure of the
- the flow rate of the high-pressure pump can be reduced at a time that is (substantially exactly) the determined period before the downtime. In other words, the time required to lower the pressure subtracted from the estimated standstill time to the
- the period is calculated based on a volume of the injection system and an injection volume of fuel in idle mode. For example, if the high pressure pump no longer supplies fuel, a volume of fuel that needs to be delivered via the injector may be calculated to reduce the pressure on the fuel injector
- the method further comprises the step of: operating the engine in a coasting mode and / or
- the pressure in the injection system is lowered to a minimum injection pressure, which is defined by a pressure regulating valve.
- the minimum injection pressure is the pressure from which the pressure in the injection system is to be reduced to the standstill pressure.
- the engine can be disconnected from the drive train when the delivery of the high-pressure pump is lowered.
- the method further comprises the step of: operating the engine in an idle mode during a period in which the vehicle is decelerating so that the pressure in the engine is decelerating
- Injection system is lowered to an idle pressure.
- the engine may be disconnected from the powertrain when the vehicle begins to decelerate.
- the idling pressure is the pressure from which the pressure in the injection system is to be reduced to the standstill pressure.
- the coupling time can thus be moved forward.
- Another aspect of the invention relates to a computer program which, when executed on a processor, instructs the processor to perform the steps of the method as described above and below.
- the method can be achieved by providing a suitable Software function for the representation or the timing of the injection pressure reduction in a control unit in a vehicle to be implemented.
- Injection hardware does not have to be changed.
- the computer-readable medium may be, for example, a ROM, EPROM or FLASH memory. It is also possible that the computer-readable medium is a floppy disk or a hard disk.
- a further aspect of the invention relates to a control device for controlling a pressure in an injection system, which is designed to carry out the method as described above and below.
- the controller may include a processor configured to execute the above-mentioned computer program.
- Another aspect of the invention relates to a vehicle, such as a commercial vehicle, such as a truck, excavator or bus.
- a vehicle such as a commercial vehicle, such as a truck, excavator or bus.
- the vehicle is a passenger car.
- the vehicle includes an engine, an injection system for injecting fuel into the engine, a
- High-pressure pump for supplying the fuel injection system and a control unit, as described above and below.
- the engine may be a diesel engine that includes a common rail injection system as an injection system.
- the vehicle may be a hybrid vehicle with an electric motor, which can be used as a generator, for example, in the recuperation of the vehicle.
- vehicles with a conventional commercial vehicle injection system can be enabled to selectively control the pressure in their injection system Lower injection pressure before engine stop phases to the value required for engine restart.
- Fig. 1 shows schematically a vehicle according to an embodiment of the invention.
- FIG. 2 shows a diagram with which a method for controlling a pressure in an injection system of a vehicle according to an embodiment of the invention is explained.
- FIG. 3 shows another diagram with which a method for controlling a pressure in an injection system of a vehicle according to an embodiment of the invention is explained. Basically, identical or similar parts are the same
- FIG. 1 schematically shows a vehicle 10 having an internal combustion engine 12 as a vehicle
- the Drive includes, which can be supplied via an injection system 14 with fuel.
- the vehicle 10 has a high-pressure pump 16, which can deliver fuel under high pressure into the injection system 14. With the injection system 14, fuel can be injected into the engine 12.
- a pressure control valve 18 which is located between the high-pressure pump and the injection system, the pressure in the injection system 14 can be controlled become.
- fuel from the injection system 14 in the low-pressure circuit in front of the high-pressure pump 16.
- the pressure control valve 18 is designed so that a minimum injection pressure is maintained, even if the pressure control valve 18 is open. In this way it can be ensured that the vehicle 10 remains operable even if a defect of the pressure regulating valve 18.
- Saugregelventil 20 which is arranged at the input of the high-pressure pump, it can be adjusted how much fuel, the high-pressure pump 16 promotes. The more the Saugregelventil 20 is closed, the more decreases the
- the vehicle may also include an electric motor 22 which, like the internal combustion engine 12 with a
- the Drive train 24 of the vehicle 10 may be coupled.
- the vehicle 10 may be a hybrid vehicle.
- a programmable controller 26 of the vehicle 10 having a processor may control the fuel injector 14, the pressure regulator 18, the high pressure pump 16, and the suction control valve 20. With the controller, a method of controlling the fuel pressure in the fuel injection system 14 may be performed, as described with respect to the following two figures.
- FIG. 2 shows in the upper area a diagram with the speed 30 of the vehicle 10 in relation to the time t, which describes a Starl stop operation of the vehicle 10.
- the vehicle travels at a constant speed Vi.
- the driver of the vehicle 10 begins to brake, the
- Time ti to a stop and the engine 12 of the vehicle 10 is turned off. Later, at time t 2 , the driver steps on the accelerator pedal to re-accelerate the vehicle 10 and the engine 12 is restarted at time t 2 . After a start and idle phase between the times t 2 and 3, the vehicle 10 starts at time 3 and accelerate again.
- the controller 26 is configured to determine that the vehicle 10 is to be delayed. For example, current vehicle data, such as a determined position of the accelerator pedal lever or the brake pedal lever, can be used for this purpose.
- Control unit 26 estimated. From the middle delay can the
- Control unit 26 then calculate the period At v to the standstill of the vehicle 10 at time ti. This calculation can be repeated regularly after the time t 0 to a changing current
- FIG. 2 shows a diagram with the pressure 32 in the injection system 14 of the vehicle 10 with respect to the time t.
- the injection system 14 While the vehicle 10 is moving at the constant speed Vi, the injection system 14 has a pressure pi of, for example, approximately 1,100 bar.
- the engine 12 After time to, when an intended deceleration of the vehicle has been detected, the engine 12 then remains in overrun mode (ie, remains coupled to the powertrain 24) and the pressure 32 in the injector 14 is controlled as low as possible by the controller 26 it is possible with the pressure control valve 18, ie up to the minimum injection pressure p M , which may be for example in about 900 bar.
- the vehicle 10 may be in recuperation mode by using the electric motor 22 as a generator to convert kinetic energy into electricity via the drive train 24.
- the controller 26 determines the period At P , which is necessary to the pressure 32 in the injection system 14 to a desired
- the standstill pressure p s corresponds to the pressure 32 at which the engine 12 is to be turned off at time ti and then restarted in the sequence at time t 2 .
- p s can be thermodynamically optimal for the
- Engine restart can be determined and is for example in about 300 bar.
- delay times which can arise, for example, due to finite switching times, can also be taken into account.
- the controller 26 lowers the flow rate of the
- High pressure pump 16 (for example, completely to 0) by the
- Saugregelventil 20 closes accordingly, and separates the engine 12 from
- FIG. 2 for comparison, a further possible pressure curve 34 for the pressure in the injection system 14 is shown, which arises during an engine idling operation during deceleration.
- FIG. 3 is a diagram analogous to FIG.
- the engine 12 is disconnected from the drive train 24 (for example by opening a clutch). Thereafter, the vehicle is in a so-called “free rolling", in which a free rollers with open clutch can take place without recuperation. The engine 12 is then idling.
- the pressure 34 during the beginning of the deceleration phase already drops to an idling pressure p L , which may be, for example, 600 bar.
- the injection pressure 34 is thus first reduced via the injection to the applied idling pressure p L by the control unit 26 the
- Pressure control valve 18 opens and the engine 12 operates in idle mode.
- control unit 26 now determines the periods At v , At P 'and the time t s ', although the present pressure, which is assumed to be the idle pressure p L, is now.
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Abstract
Ein Verfahren zum Steuern eines Drucks (32, 34) in einer Einspritzanlage (14) für einen Motor (12) eines Fahrzeugs (10) umfasst die Schritte von: Ermitteln, ob das Fahrzeug (10) verzögert; Senken der Fördermenge einer Hochdruckpumpe (16), die die Einspritzanlage (14) mit Treibstoff versorgt; Senken des Drucks in der Einspritzanlage (14) auf einen Stillstandsdruck (ps) mittels eines Leerlaufbetriebs des Motors (12); Abschätzen einer Stillstandszeit (t1), zu der das Fahrzeug (10) zum Stillstand kommt; und Senken der Fördermenge der Hochdruckpumpe (16), bevor die Stillstandszeit (t1) erreicht wird, so dass zur Stillstandszeit (t1) der Stillstandsdruck (ps) in der Einspritzanlage (14) erreicht wird.
Description
Beschreibung
Steuern des Treibstoffdrucks in einer Einspritzanlage
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren, ein Computerprogramm und ein
computerlesbares Medium zum Steuern eines Drucks in einer Einspritzanlage für einen Motor eines Fahrzeugs.
Hintergrund der Erfindung
Um Treibstoff zu sparen, können Fahrzeuge mit einer sogenannten Start/Stopp- Automatik ausgestattet werden, die bei Stillstand des Fahrzeugs den Motor des Fahrzeugs selbstständig abschaltet und ihn bei Weiterfahrt wieder automatisch startet.
Bei Fahrzeugen mit Hochdruckeinspritzsystemen, wie etwa Dieselfahrzeugen, kann es vorteilhaft sein, wenn beim Starten des Motors der Druck in der
Einspritzanlage unterhalb eines Leerlaufdrucks (beispielsweise in etwa 500 bar) liegt, um beispielsweise einen definierten und thermodynamisch optimalen Motorstart zu gewährleisten. Dazu kann während des Motorstopps der in der Einspritzanlage verbleibende Restdruck gezielt weiter reduziert werden
(beispielsweise auf in etwa 300 bar).
Insbesondere für Nutzfahrzeuge sind die Einspritzsysteme bzw. die
Einspritzanlage in der Regel notlauffähig ausgelegt. D.h., es sind
Druckregelventile verbaut, die einen gewissen Mindesteinspritzdruck
(beispielsweise in etwa 900 bar) gewährleisten, so dass bei Defekten das Fahrzeug noch betrieben werden kann. Dieser Druck liegt normalerweise über
dem Leerlaufdruck, so dass der Einspritzdruck zum Erreichen des Leerlaufdrucks beispielsweise über die Einspritzungen selbst abgebaut werden muss.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist Aufgabe der Erfindung, den Treibstoffverbrauch eines Fahrzeugs mit Verbrennungsmotor zu reduzieren.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und aus der folgenden Beschreibung.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Drucks in einer Einspritzanlage für einen Motor eines Fahrzeugs. Beispielsweise kann der Motor ein Dieselmotor sein, der von einer Hochdruckpumpe über eine Hochdruck- Einspritzanlage mit Treibstoff versorgt werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Verfahren die Schritte von: Ermitteln, ob das Fahrzeug verzögert; Senken der Fördermenge einer Hochdruckpumpe, die die Einspritzanlage mit Treibstoff versorgt; und Senken des Drucks in der Einspritzanlage auf einen Stillstandsdruck mittels eines Leerlaufbetriebs des Motors.
Beispielsweise kann in einem elektronischen Steuergerät ermittelt werden, ob ein Fahrer des Fahrzeugs seinen Fuß vom Gas genommen hat bzw. im
Allgemeinen, ob der Fahrer eine Verzögerung des Fahrzeugs wünscht. Auch kann aus aktuellen Fahrzeugdaten, wie etwa die aktuelle Geschwindigkeit, eine gewünschte Verzögerung ermittelt werden.
Die Fördermenge der Hochdruckpumpe kann dadurch gesenkt werden, dass ein Saugregelventil am Eingang der Pumpe geschlossen wird. Es ist möglich, dass das Fördervolumen der Hochdruckpumpe auf 0 gesenkt wird.
Der Druck in der Einspritzanlage kann zunächst mit einem Druckregelventil zwischen der Hochdruckpumpe und der Einspritzanlage gesenkt werden, indem
Treibstoff mittels des Druckregelventils zurück vor den Eingang der
Hochdruckpumpe geleitet wird. Dieses Druckregelventil kann dazu ausgeführt sein, einen vordefinierten Mindestdruck zu halten.
Weiter kann der Druck in der Einspritzanlage dadurch gesenkt werden, dass Treibstoff über Einspritzungen in den Motor aus der Einspritzanlage abgelassen wird.
Das Verfahren umfasst weiter die Schritte von: Abschätzen einer Stillstandszeit, zu der das Fahrzeug zum Stillstand kommt; und Senken der Fördermenge der Hochdruckpumpe, bevor die Stillstandszeit erreicht wird, so dass zur
Stillstandszeit der Stillstandsdruck in der Einspritzanlage erreicht wird. Auf diese Weise kann der Motor genau bei Fahrzeugstillstand oder zumindest kurz danach abgestellt werden, da bereits zu diesem Zeitpunkt oder kurz danach ein
Stillstandsdruck in der Einspritzanlage vorhanden ist, mit dem der Motor später wieder gestartet werden kann. Auf diese Weise kann Treibstoff gespart werden, da es nicht notwendig ist, den Motor zum Senken des Drucks in der
Einspritzanlage nach dem Stillstand des Fahrzeugs weiterlaufen zu lassen.
Insbesondere müssen die bei Hybridfahrzeugen und/oder Starl Stopp- Fahrzeugen zur Kraftstoffeinsparung vorhandenen Rekuperationsphasen nicht maßgeblich beeinflusst werden. Es wird vermieden, den ebenfalls
verbrauchsrelevanten Motornachlauf im Fahrzeugstillstand zu verlängern.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird die Stillstandszeit basierend auf einer durchschnittlichen Verzögerung seit Beginn der Verzögerung des Fahrzeugs abgeschätzt. Um eine ausreichende Genauigkeit der Vorausrechnung der Zeit bis Fahrzeugstillstand zu gewährleisten, kann die mittlere Verzögerung in entsprechender Auflösung nachgerechnet werden.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Verfahren weiter den Schritt von: Ermitteln eines Zeitraums, der dazu nötig ist, den Druck der
Einspritzanlage mittels Leerlaufbetriebs auf den Stillstandsdruck zu senken. Die Fördermenge der Hochdruckpumpe kann zu einem Zeitpunkt gesenkt werden, der (im Wesentlichen genau) dem ermittelten Zeitraum vor der Stillstandszeit liegt. Mit anderen Worten kann der zum Senken des Drucks benötigte Zeitraum
von dem abgeschätzten Stillstandszeitpunkt abgezogen werden, um den
Zeitpunkt zum Senken des Drucks in der Einspritzanlage zu ermitteln.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird der Zeitraum basierend auf einem Volumen der Einspritzanlage und einem Einspritzvolumen von Treibstoff im Leerlaufbetrieb berechnet. Wenn die Hochdruckpumpe keinen Treibstoff mehr liefert, kann beispielsweise ein Treibstoffvolumen berechnet werden, das über die Einspritzanlage abgegeben werden muss, um den Druck auf den
gewünschten Wert, d.h. den Stillstandsdruck, zu senken.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Verfahren weiter den Schritt von: Betreiben des Motors in einem Schubbetrieb und/oder
Rekuperationsbetrieb während eines Zeitraums, in dem das Fahrzeug verzögert, so dass der Druck in der Einspritzanlage auf einen Mindesteinspritzdruck gesenkt wird, der durch ein Druckregelventil definiert ist. In diesem Fall ist der Mindesteinspritzdruck der Druck, von dem aus der Druck in der Einspritzanlage auf den Stillstandsdruck gesenkt werden soll. Um den Motor in den
Leerlaufbetrieb zu bringen, kann dann der Motor vom Antriebsstrang getrennt werden, wenn die Fördermenge der Hochdruckpumpe gesenkt wird.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Verfahren weiter den Schritt von: Betreiben des Motors in einem Leerlaufbetrieb während eines Zeitraums, in dem das Fahrzeug verzögert, so dass der Druck in der
Einspritzanlage auf einen Leerlaufdruck gesenkt wird. Der Motor kann vom Antriebsstrang getrennt werden, wenn das Fahrzeug zu verzögern beginnt. In diesem Fall ist der Leerlaufdruck der Druck, von dem aus der Druck in der Einspritzanlage auf den Stillstandsdruck gesenkt werden soll.
In beiden Fällen wird der Motor vom Antriebsstrang getrennt, bevor das
Fahrzeug zum Stillstand kommt. Mit dem Verfahren kann der Kupplungszeitpunkt somit nach vorne verlegt werden.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Computerprogramm, das, wenn es auf einem Prozessor ausgeführt ist, den Prozessor dazu anleitet, die Schritte des Verfahrens, so wie es obenstehend und untenstehend beschrieben ist, durchzuführen. Das Verfahren kann durch Bereitstellung einer geeigneten
Software- Funktion zur Darstellung bzw. zum Timing des Einspritzdruckabbaus in einem Steuergerät in einem Fahrzeug implementiert werden. Die
Einspritzhardware muss dabei nicht verändert werden.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein computerlesbares Medium, auf dem ein derartiges Computerprogramm gespeichert ist. Das computerlesbare Medium kann beispielsweise ein ROM, EPROM oder FLASH-Speicher sein. Es ist auch möglich, dass das computerlesbare Medium eine Diskette oder eine Festplatte ist.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Steuergerät zum Steuern eines Drucks in einer Einspritzanlage, das dazu ausgeführt ist, das Verfahren, so wie es obenstehend und untenstehend beschrieben ist, durchzuführen.
Beispielsweise kann das Steuergerät einen Prozessor aufweisen, der dazu ausgeführt ist, das oben genannte Computerprogramm auszuführen.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrzeug, beispielsweise ein Nutzfahrzeug, wie etwa einen Lkw, Bagger oder Bus. Es ist jedoch auch möglich, dass das Fahrzeug ein Pkw ist.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Fahrzeug einen Motor, eine Einspritzanlage zum Einspritzen von Treibstoff in den Motor, eine
Hochdruckpumpe zum Versorgen der Einspritzanlage mit Treibstoff und ein Steuergerät, so wie es obenstehend und untenstehend beschrieben ist.
Der Motor kann beispielsweise ein Dieselmotor sein, der ein Common-Rail- Einspritzsystem als Einspritzanlage umfasst.
Weiter kann das Fahrzeug ein Hybrid- Fahrzeug mit einem Elektromotor sein, der beispielsweise im Rekuperationsbetrieb des Fahrzeugs als Generator genutzt werden kann.
Zusammenfassend können mit dem Verfahren bzw. mit dem Steuergerät Fahrzeuge mit einem konventionellen Nutzfahrzeug- Einspritzsystem dazu befähigt werden, den Druck in ihrer Einspritzanlage durch gezielten
Einspritzdruckabbau vor Motorstoppphasen auf den für den Motorwiederstart benötigten Wert abzusenken.
Kurze Beschreibung der Figuren
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Figuren detailliert beschrieben.
Fig. 1 zeigt schematisch ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 2 zeigt ein Diagramm, mit dem ein Verfahren zum Steuern eines Drucks in einer Einspritzanlage eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der Erfindung erläutert wird.
Fig. 3 zeigt ein weiteres Diagramm, mit dem ein Verfahren zum Steuern eines Drucks in einer Einspritzanlage eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der Erfindung erläutert wird. Grundsätzlich sind identische oder ähnliche Teile mit den gleichen
Bezugszeichen versehen.
Detaillierte Beschreibung von Ausführungsbeispielen Fig. 1 zeigt schematisch ein Fahrzeug 10, das einen Verbrennungsmotor 12 als
Antrieb umfasst, der über eine Einspritzanlage 14 mit Treibstoff versorgt werden kann. Dazu weist das Fahrzeug 10 eine Hochdruckpumpe 16 auf, die Treibstoff unter hohem Druck in die Einspritzanlage 14 fördern kann. Mit der Einspritzanlage 14 kann Treibstoff in den Motor 12 eingespritzt werden.
Über die Menge und die Zeitpunkte der Einspritzung kann dabei bestimmt werden, wie viel Treibstoff pro Zeiteinheit von der Einspritzanlage an den Motor abgegeben wird.
Über ein Druckregelventil 18, das sich zwischen der Hochdruckpumpe und der Einspritzanlage befindet, kann der Druck in der Einspritzanlage 14 geregelt
werden. Zum Druckausgleich kann über das Druckregelventil 18 Treibstoff aus der Einspritzanlage 14 in den Niederdruckkreis vor der Hochdruckpumpe 16 zurückgeleitet werden. Das Druckregelventil 18 ist dabei so ausgeführt, dass ein Mindesteinspritzdruck erhalten bleibt, auch wenn das Druckregelventil 18 geöffnet ist. Auf diese Weise kann gewährleistet werden, dass das Fahrzeug 10 auch bei einem Defekt des Druckregelventils 18 betriebsfähig bleibt.
Mit einem Saugregelventil 20, das am Eingang der Hochdruckpumpe angeordnet ist, kann eingestellt werden, wie viel Treibstoff die Hochdruckpumpe 16 fördert. Je mehr das Saugregelventil 20 geschlossen wird, umso mehr sinkt die
Förderleistung der Hochdruckpumpe 16.
Neben dem Verbrennungsmotor 12 kann das Fahrzeug noch einen Elektromotor 22 umfassen, der genauso wie der Verbrennungsmotor 12 mit einem
Antriebsstrang 24 des Fahrzeugs 10 gekoppelt sein kann. Mit anderen Worten kann das Fahrzeug 10 ein Hybridfahrzeug sein.
Ein programmierbares Steuergerät 26 des Fahrzeugs 10 mit einem Prozessor kann die Einspritzanlage 14, das Druckregelventil 18, die Hochdruckpumpe 16 und das Saugregelventil 20 steuern. Mit dem Steuergerät kann ein Verfahren zum Steuern des Treibstoffdrucks in der Einspritzanlage 14 durchgeführt werden, so wie es in Bezug auf die beiden folgenden Figuren beschrieben ist.
Die Fig. 2 zeigt im oberen Bereich ein Diagramm mit der Geschwindigkeit 30 des Fahrzeugs 10 gegenüber der Zeit t, das einen Starl Stopp- Betrieb des Fahrzeugs 10 beschreibt.
Vor dem Zeitpunkt to fährt das Fahrzeug mit einer konstanten Geschwindigkeit Vi. Zum Zeitpunkt t0 beginnt der Fahrer des Fahrzeugs 10 zu bremsen, das
Fahrzeug verzögert zwischen den Zeitpunkten t0 und ti und kommt beim
Zeitpunkt ti zum Stillstand und der Motor 12 des Fahrzeugs 10 wird abgestellt. Später, zum Zeitpunkt t2, tritt der Fahrer auf das Fahrpedal, um das Fahrzeug 10 wieder zu beschleunigen und der Motor 12 wird zum Zeitpunkt t2 wieder gestartet. Nach einer Start- und Leerlaufphase zwischen den Zeitpunkten t2 und 3 beginnt das Fahrzeug 10 zum Zeitpunkt 3 anzufahren und wieder zu beschleunigen.
Das Steuergerät 26 ist dazu ausgeführt zu ermitteln, dass das Fahrzeug 10 verzögert werden soll. Dazu können beispielsweise aktuelle Fahrzeugdaten, wie etwa eine ermittelte Stellung des Fahrpedalhebels oder des Bremspedalhebels, herangezogen werden.
Ab dem Schubübergang des Fahrzeugs 10 zum Zeitpunkt to, d.h. während der Verzögerung, wird aus weiteren aktuellen Fahrzeugdaten, wie etwa der aktuellen Geschwindigkeit, die mittlere Verzögerung des Fahrzeugs 10 durch das
Steuergerät 26 abgeschätzt. Aus der mittleren Verzögerung kann das
Steuergerät 26 dann den Zeitraum Atv bis zum Stillstand des Fahrzeugs 10 zum Zeitpunkt ti berechnen. Diese Berechnung kann nach dem Zeitpunkt t0 regelmäßig wiederholt werden, um einer sich verändernden aktuellen
Verzögerung Rechnung zu tragen.
Im unteren Bereich zeigt die Fig. 2 ein Diagramm mit dem Druck 32 in der Einspritzanlage 14 des Fahrzeugs 10 gegenüber der Zeit t.
Während sich das Fahrzeug 10 mit der konstanten Geschwindigkeit Vi bewegt, weist die Einspritzanlage 14 einen Druck pi von beispielsweise in etwa 1.100 bar auf.
Nach dem Zeitpunkt to, wenn eine beabsichtigte Verzögerung des Fahrzeugs erkannt wurde, verbleibt der Motor 12 dann im Schubbetrieb (d.h. bleibt mit dem Antriebsstrang 24 gekoppelt) und der Druck 32 in der Einspritzanlage 14 wird durch das Steuergerät 26 so weit wie möglich herabgeregelt, wie es mit dem Druckregelventil 18 möglich ist, d.h. bis zum Mindesteinspritzdruck pM, der beispielsweise in etwa 900 bar betragen kann.
Alternativ oder zusätzlich kann sich das Fahrzeug 10 im Rekuperationsbetrieb befinden, indem der Elektromotor 22 als Generator verwendet wird, um über den Antriebsstrang 24 Bewegungsenergie in Strom umzuwandeln.
Aus dem aktuellen Druck 32 in der Einspritzanlage 14 und bekannten
(vorbestimmten) Daten der Einspritzanlage, wie etwa das in der Einspritzanlage vorhandene Treibstoffvolumen und das im Leerlauf des Motors 12 eingespritzte
Treibstoffvolumen, ermittelt das Steuergerät 26 den Zeitraum AtP, der notwendig ist, um den Druck 32 in der Einspritzanlage 14 auf einen gewünschten
(vorbestimmten) Stillstandsdruck ps zu reduzieren.
Der Stillstandsdruck ps entspricht dem Druck 32, mit dem der Motor 12 zum Zeitpunkt ti abgestellt werden soll und dann in der Folge zum Zeitpunkt t2 wiedergestartet werden soll. ps kann thermodynamisch optimal für den
Motorwiederstart bestimmt werden und beträgt beispielsweise in etwa 300 bar.
Beispielsweise beträgt der Zeitraum AtP = 3,6 sec bei einem Anfangsdruck beim Mindesteinsp ritzdruck pM von 900 bar, einem Enddruck beim Stillstandsdruck ps von 300 bar, einem Volumen des Einspritzsystems 14 von 70 cm3, und einem Einspritzvolumen von 20 mm3 bei 6 Zylindern und 600 rpm.
Aus dem Zeitraum AtP und dem Zeitpunkt ti, an dem das Fahrzeug 10 wahrscheinlich zum Stillstand kommen wird, bestimmt das Steuergerät den Zeitpunkt ts = ti - AtP, ab dem der Druck 32 in der Einspritzanlage 14 reduziert werden soll, so dass beim Zeitpunkt ti der gewünschte Druck ps herrscht. Bei der Berechnung von ts können auch Verzögerungszeiten, die beispielsweise durch endliche Schaltzeiten entstehen können, berücksichtigt werden.
Zum Zeitpunkt ts senkt das Steuergerät 26 die Fördermenge der
Hochdruckpumpe 16 (beispielsweise vollständig auf 0), indem es das
Saugregelventil 20 entsprechend schließt, und trennt den Motor 12 vom
Antriebsstrang 24, so dass der Motor 12 im Leerlauf betrieben wird. Über Leerlaufeinspritzungen wird der Druck 32 in der Einspritzanlage 14 nun auf einen definierten, applizierbaren Wunschwert ps reduziert.
Um den Fahrzeugschub vom für den Druckabbau nötigen Motorleerlauf möglichst zu trennen und so den beispielsweise den in Hybridfahrzeug- Anwendungen topologieabhängig möglichen Rekuperationsvorgang in hohem Umfang zu ermöglichen, wird auf Basis der oben beschriebenen
Zeitabschätzungen der Motorleerlauf erst zum spätestmöglichen Zeitpunkt ts vor dem Fahrzeugstillstand zum Zeitpunkt ti angefordert und durchgeführt.
Bei einem Abbruch der Verzögerung vor dem Fahrzeugstillstand zum Zeitpunkt ti ist bis zu einem gewissen Punkt immer der korrekte Einspritzdruck für eine Weiterfahrt oder Beschleunigung gewährleistet, da der Druckabbau auf den Stillstandsdruck ps erst zum spätestmöglichen Zeitpunkt ts kurz vor Stillstand des Fahrzeugs 10 erfolgt.
In der Fig. 2 ist zum Vergleich ein weiterer möglicher Druckverlauf 34 für den Druck in der Einspritzanlage 14 dargestellt, der bei einem Motorleerlaufbetrieb während der Verzögerung entsteht.
Dieser Vorgang ist in der Fig. 3 dargestellt, die ein Diagramm analog der Fig. 2 darstellt.
Im Gegensatz zum Ablauf der Fig. 2 wird kurz nach dem Zeitpunkt to, bei dem eine gewünschte Verzögerung erkannt wird, der Motor 12 vom Antriebsstrang 24 getrennt (beispielsweise durch Öffnen einer Kupplung). Danach befindet sich das Fahrzeug in einem sogenannten Segelbetrieb ("Free Rolling"), bei dem ein freies Rollen mit offener Kupplung ohne Rekuperation stattfinden kann. Der Motor 12 befindet sich dann im Leerlauf.
Dadurch sinkt der Druck 34 während des Beginns der Verzögerungsphase bereits auf einen Leerlaufdruck pL, der beispielsweise 600 bar betragen kann. Der Einspritzdruck 34 wird also zunächst über die Einspritzung auf den applizierten Leerlaufdruck pL abgebaut, indem das Steuergerät 26 das
Druckregelventil 18 öffnet und den Motor 12 im Leerlaufbetrieb betreibt.
Analog der Fig. 2 bestimmt das Steuergerät 26 nun die Zeiträume Atv, AtP' und den Zeitpunkt ts', wobei allerdings der aktuelle Druck, von dem ausgegangen wird, nun der Leerlaufdruck pL ist.
Den Zeitraum DtP' vor dem prognostizierten Fahrzeugstillstand bzw. Motorstopp zum Zeitpunkt ti wird der Druckabbau auf ps per Solldruck durch das Steuergerät 26 angefordert, beispielsweise indem zum Zeitpunkt ts' das Saugregelventil 20 geschlossen wird.
Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass„umfassend" keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und„eine" oder„ein" keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener
Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den
Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.
Claims
1 . Verfahren zum Steuern eines Drucks (32, 34) in einer Einspritzanlage (14) für einen Motor (12) eines Fahrzeugs (10), das Verfahren umfassend die Schritte:
Ermitteln, ob das Fahrzeug (10) verzögert;
Senken der Fördermenge einer Hochdruckpumpe (16), die die
Einspritzanlage (14) mit Treibstoff versorgt;
Senken des Drucks in der Einspritzanlage (14) auf einen Stillstandsdruck (ps) mittels eines Leerlaufbetriebs des Motors (12);
gekennzeichnet durch
Abschätzen einer Stillstandszeit (t-ι), zu der das Fahrzeug (10) zum Stillstand kommt;
Senken der Fördermenge der Hochdruckpumpe (16), bevor die
Stillstandszeit (t-ι) erreicht wird, so dass zur Stillstandszeit (t-ι) der
Stillstandsdruck (ps) in der Einspritzanlage (14) erreicht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 ,
wobei die Stillstandszeit (t-ι) basierend auf einer durchschnittlichen
Verzögerung seit Beginn der Verzögerung des Fahrzeugs (10) abgeschätzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, weiter umfassend den Schritt:
Ermitteln eines Zeitraums (AtP, AtP'), der dazu nötig ist, den Druck (32, 34) in der Einspritzanlage (14) mittels Leerlaufbetrieb auf den Stillstandsdruck (ps) zu senken;
wobei die Fördermenge der Hochdruckpumpe (16) zu einem Zeitpunkt (ts, ts') gesenkt wird, der den ermittelten Zeitraum vor der Stillstandszeit liegt.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
wobei der Zeitraum (AtP, AtP') basierend auf einem Volumen der
Einspritzanlage (14) und einem Einspritzvolumen von Treibstoff im
Leerlaufbetrieb berechnet wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend die Schritte:
Betreiben des Motors (12) in einem Schubbetrieb und/oder
Rekuperationsbetrieb während eines Zeitraums, in dem das Fahrzeug (10) verzögert, so dass der Druck (32) in der Einspritzanlage (14) auf einen Mindesteinspritzdruck (PM) gesenkt wird, der durch ein Druckregelventil (18) definiert ist;
Trennen des Motors (12) von einem Antriebsstrang (24), wenn die
Fördermenge der Hochdruckpumpe (16) gesenkt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, weiter umfassend die Schritte:
Trennen des Motors (12) von einem Antriebsstrang (24), während das Fahrzeug (10) verzögert;
Betreiben des Motors (12) in einem Leerlaufbetrieb während eines
Zeitraums, in dem das Fahrzeug (10) verzögert, so dass der Druck (34) in der Einspritzanlage auf einen Leerlaufdruck (pL) gesenkt wird.
7. Computerprogramm, das, wenn es auf einem Prozessor ausgeführt ist, den Prozessor dazu anleitet, die Schritte des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen.
8. Computerlesbares Medium, auf dem ein Computerprogramm nach Anspruch 7 gespeichert ist.
9. Steuergerät (26) zum Steuern eines Drucks (32, 34) in einer Einspritzanlage (14), das dazu ausgeführt ist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 durchzuführen.
10. Fahrzeug (10), umfassend:
einen Motor (12),
eine Einspritzanlage (14) zum Einspritzen von Treibstoff in den Motor (12); eine Hochdruckpumpe (16) zum Versorgen der Einspritzanlage (14) mit Treibstoff; und
ein Steuergerät (26) nach Anspruch 9.
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