WO2015039951A1 - Kraftstoffeinspritzsystem und verfahren zum betreiben eines kraftstoffeinspritzsystems - Google Patents

Kraftstoffeinspritzsystem und verfahren zum betreiben eines kraftstoffeinspritzsystems Download PDF

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WO2015039951A1
WO2015039951A1 PCT/EP2014/069414 EP2014069414W WO2015039951A1 WO 2015039951 A1 WO2015039951 A1 WO 2015039951A1 EP 2014069414 W EP2014069414 W EP 2014069414W WO 2015039951 A1 WO2015039951 A1 WO 2015039951A1
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suction valve
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switching time
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Christian Langenbach
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Robert Bosch Gmbh
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    • F02D2200/0611—Fuel type, fuel composition or fuel quality

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a fuel injection system, in particular a common rail injection system, with the features of the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a suction valve for a fuel injection system, in particular a common rail injection system, for carrying out the method according to the invention , as well as a fuel injection system with such a suction valve.
  • the function of the system components of a fuel injection system depends on certain fuel properties, in particular the viscosity of the fuel.
  • the viscosity of the fuel determines the amount of leakage that serves to lubricate and / or cool shaft bearings of a drive shaft for driving a high-pressure pump of the fuel injection system. If this is not sufficient, the performance of a pre-feed pump upstream of the high-pressure pump must be increased to prevent damage to the system or individual system components. It is therefore useful to know the viscosity of the fuel and make the adjustment of certain system components depending on the viscosity of the fuel.
  • German Offenlegungsschrift DE 10 2008 005 183 A1 discloses a method for operating an internal combustion engine which is operated alternately and / or additively with a low-viscosity fuel, in particular with diesel, and with a viscous fuel, in particular rapeseed oil, the two fuels from a common high pressure pumping device into a reservoir are promoted and introduced from this via injectors in working spaces of the internal combustion engine.
  • the control of the internal combustion engine and the injection device takes place via an electronic control device. The latter automatically recognizes the respectively used fuel or the fuel mixture used in each case by means of the evaluation of different ones
  • the present invention is based on the object, a method for operating a
  • Fuel injection system in particular a common rail injection system to specify, in which at least one component of the system is controlled in dependence on the viscosity and / or a change in the viscosity of a fuel or a fuel mixture.
  • the method should allow the most accurate determination possible of the fuel viscosity in order to optimize the control of at least one system component.
  • the switching time of an electromagnetically controllable suction valve for determining the viscosity of the fuel or the fuel mixture is detected and evaluated. Because the switching time of the suction valve is related to the viscosity of the fuel. On the evaluation of the switching time can therefore be concluded that different viscosities of a fuel or a fuel mixture.
  • the relationship is advantageously stored as a characteristic curve in a control device and used to evaluate subsequently detected switching times. Via the control device can then further according to the result the evaluation, the control of at least one system component can be optimized.
  • a prefeed pump and / or a high-pressure pump of the fuel injection system is / are preferably activated as a function of the viscosity and / or a change in the viscosity of the fuel or of the fuel mixture.
  • the activation of a fuel pump designed as an electric fuel pump can be optimized by adapting the power of the prefeed pump to the actual quantity required. In this way energy can be saved.
  • the power of a high-pressure pump of the fuel injection system can be reduced if, for example, the viscosity comes into unfavorable ranges, in particular becomes very low, in order to possibly prevent damage to the fuel injection system.
  • At least one throttle path in the intake valve is defined for determining the viscosity of the fuel or fuel mixture.
  • a viscosity-dependent volume flow adjusts, which influences the switching time and is taken into account in the determination of the viscosity of the fuel or the fuel mixture. Since the volume flow setting in the throttle path behaves inversely proportional to the fuel viscosity, a relationship between viscosity and valve switching time can be derived hereby, which is then stored as a characteristic in a control device.
  • the switching time of the electromagnetically controllable suction valve For detecting the switching time of the electromagnetically controllable suction valve, preferably the period between the beginning of the energization of the suction valve and the occurrence of a voltage drop at the end of movement of an armature of the suction valve is measured. Further preferably, the switching time of the electromagnetically controllable suction valve is measured or detected at a constant current.
  • the temperature of the fuel or of the fuel mixture be taken into account when detecting the switching time of the electromagnetically controllable intake valve. Because the temperature has an influence on the Viscosity of the fuel or fuel mixture. The consideration of the temperature thus helps to avoid errors in the evaluation.
  • the temperature can be determined for example by means of a temperature sensor or by means of resistance measurement in a magnetic coil of the suction valve.
  • a first measurement of the switching time of the electromagnetic suction valve is already performed in the factory and defines a viscosity starting value. Because in the factory, especially at a Warbe bendung the system with fuel, the properties of the fuel are known or easily determined, so that they can be used for calibration.
  • the switching time of the electromagnetically controllable suction valve is detected continuously so that, if necessary, corrections can be made in the case of changed parameters and / or boundary conditions.
  • the parameters and / or boundary conditions may change due to a change in the fuel or due to wear in the region of the predominantly dynamically loaded components of the suction valve.
  • changes that affect the valve lift (wear at the end positions), the flow (wear at the radial bearing points) and / or the counterforce of a return spring (setting of the spring) must be taken into account.
  • a shift time learning curve can be created which takes into account corresponding changes.
  • the detection takes place immediately before a start or immediately after a shutdown of an internal combustion engine, which is supplied with fuel via the system. Because then the most comparable boundary conditions are most likely.
  • the further proposed to solve the above object proposed electromagnetically controllable suction valve for a fuel injection system comprises a magnetic coil and a cooperating with the solenoid armature, which is received in a liftable hub in a valve body.
  • at least one throttle path is defined in the intake valve, which generates a viscous-dependent opposing force during a movement of the armature. This in turn influences the switching time of the suction valve. From the switching time of the suction valve can therefore be concluded that the viscosity of the fuel or the fuel mixture.
  • the solenoid When the solenoid is energized, the armature is pulled counter to the spring force of a spring in the direction of the magnetic force, wherein fuel is displaced and removed via the at least one defined throttle path.
  • a radial gap formed between the armature and the valve body is defined as a throttle path.
  • a throttle bore formed in the armature preferably axially extending, can be defined as the throttle path. If a throttle bore is provided in the armature, this is preferably to be formed as a long, thin bore to ensure a throttle effect.
  • a fuel injection system is proposed with such a suction valve, which further comprises a prefeed pump, a high-pressure pump and a temperature sensor.
  • the temperature sensor is used to determine the
  • Temperature of the fuel or the fuel mixture and for this purpose is preferably arranged in or on a fuel line between the prefeed pump and the high-pressure pump.
  • the fuel injection system is advantageous for the evaluation of the detected
  • Data connectable to a control device.
  • the recorded data or measured values are compared with values stored in the control device.
  • an adaptation of the activation of at least one component of the system can then be carried out via the control device, and the activation can be optimized in this way.
  • the method according to the invention can therefore also be completely automated.
  • FIG. 1 shows a schematic longitudinal section through an inventive electromagnetically controllable suction valve for a fuel injection system
  • Figure 2 is a schematic representation of a fuel injection system according to the invention.
  • FIG. 1 shows an electromagnetic suction valve comprising a solenoid coil 1 and a cooperating with the solenoid coil 1 2 movable anchor.
  • the armature 2 is surrounded by a valve body 3, which is designed here as a valve screw and the attachment of the suction valve in a bore 9 of a housing part 10 of a high pressure pump 7 is used.
  • the valve screw bears against a valve plate 11 of the suction valve, by means of which the suction valve is supported on a shoulder 12 of the bore 9, a sealing washer 13 being inserted between the valve plate 11 and the shoulder 12.
  • a valve stem 15 is received in a liftable manner, in the direction of a valve seat 16, d. H.
  • valve stem 15 is connected to the armature 2, which is acted upon in the opening direction of the valve by the spring force of a further spring 19.
  • the resulting volumetric flow which is inversely proportional to the viscosity of the fuel, is detected and from this a direct relationship between the viscosity of the fuel and the switching time of the intake valve is derived and used as a characteristic curve in a ner control device deposited.
  • Continuously carried out further measurements of the switching time of the suction valve and the comparison of the measurement results with the stored data now allow to detect a change in the viscosity of the fuel and make a corresponding change in the control of the high pressure pump 7, in which the suction valve is received.
  • a fuel injection system according to the invention is shown in FIG. 2 and, in addition to a prefeed pump 6 and a high-pressure pump 7 designed as an electric fuel pump, further comprises a temperature sensor 8 which is arranged on a fuel line 22 between the prefeed pump 6 and the high-pressure pump 7. Via the temperature sensor 8, the temperature of the fuel can be detected, so that it can be taken into account in the determination of the viscosity of the fuel. In particular, taking into account the fuel temperature, the fuel viscosity can be determined sufficiently accurately, so that it can be used as a basis for controlling at least one component of the system.
  • the fuel injection system shown in Figure 2 further comprises a fuel tank 23, from which the fuel is removed, and a high-pressure accumulator 24 to which at least one fuel injector 25 for injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine (not shown) is connected.
  • the high-pressure pump 7 of the fuel injection system shown in FIG. 2 comprises at least one pump element 26 with a liftable pump piston 27, which delimits a working space 28 and can be driven in a reciprocating motion via a camshaft 29, so that in the suction stroke of the pump piston 27 fuel enters the working space 28 sucked and compressed in the delivery stroke of the pump piston 27 and the high-pressure accumulator 24 is supplied. Excess fuel is fed back into the fuel tank 23 by means of an overflow valve 30 and a return 31. The same applies with respect to a lubricating and / or cooling amount which is supplied from an engine room 32 of the high-pressure pump 7 via shaft bearings 33 to the return 31.

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Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren zum Betreiben eines Kraftstoffeinspritzsystems, insbesondere eines Common-Rail-Einspritzsystems, bei dem wenigstens eine Komponente des Systems in Abhängigkeit von der Viskosität und/oder einer Veränderung der Viskosität eines Kraftstoffs oder eines Kraftstoffgemischs angesteuert wird. Erfindungsgemäß wird zur Ermittlung der Viskosität des Kraftstoffs oder des Kraftstoffgemischs die Schaltzeit eines elektromagnetisch ansteuerbaren Saugventils erfasst und ausgewertet. Ferner betrifft die Erfindung ein elektromagnetisch ansteuerbares Saugventil für ein Kraftstoffeinspritzsystem zur Durchführung des Verfahrens sowie ein Kraftstoffeinspritzsystem mit einem solchen Saugventil.

Description

KRAFTSTOFFEINSPRITZSYSTEM UND VERFAHREN ZUM BETREIBEN EINES KRAFTSTOFFEINSPRITZSYSTEMS
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftstoffeinspritzsystems, insbesondere eines Common-Rail-Einspritzsystems, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Saugventil für ein Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere ein Common-Rail-Einspritzsystem, zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, sowie ein Kraftstoffeinspritzsystem mit einem solchen Saugventil.
Stand der Technik
Es ist bekannt, dass die Funktion der Systemkomponenten eines Kraftstoffeinspritzsystems von bestimmten Kraftstoffeigenschaften, insbesondere der Viskosität des Kraftstoffs, abhängt. Die Viskosität des Kraftstoffs bestimmt beispielsweise die Leckagemenge, die der Schmierung und/oder Kühlung von Wellenlagern einer Antriebswelle zum Antrieb einer Hochdruckpumpe des Kraftstoffeinspritzsystems dient. Ist diese nicht ausreichend, muss die Leistung einer der Hochdruckpumpe vorgeschalteten Vorförderpumpe erhöht werden, um Beschädigungen des Systems oder einzelner Systemkomponenten zu verhindern. Es ist daher sinnvoll, die Viskosität des Kraftstoffs zu kennen und in Abhängigkeit von der Kraftstoffviskosität die Einstellung bestimmter Systemkomponenten vorzunehmen.
Aus der Offenlegungsschrift DE 10 2008 005 183 A1 geht ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine hervor, die wechselweise und/oder additiv mit einem dünnflüssigen Kraftstoff, insbesondere mit Diesel, und mit einem dickflüssigen Kraftstoff, insbesondere mit Rapsöl, betrieben wird, wobei die beiden Kraftstoffe von einer gemeinsamen Hochdruckpumpeneinrichtung in einen Speicher gefördert werden und aus diesem über Einspritzventile in Arbeitsräume der Brennkraftmaschine eingebracht werden. Die Steuerung der Brennkraftmaschine und der Einspritzeinrichtung erfolgt dabei über eine elektronische Steuereinrichtung. Diese erkennt automatisch den jeweils verwendeten Kraftstoff bzw. das je- weils verwendete Kraftstoffgemisch im Wege der Auswertung unterschiedlicher
Eigenschaften, insbesondere der Viskosität, des Kraftstoffs bzw. Kraftstoffge- mischs und passt dementsprechend die Steuerung der Brennkraftmaschine an.
Ausgehend von dem vorstehend genannten Stand der Technik liegt der vorlie- genden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben eines
Kraftstoffeinspritzsystems, insbesondere eines Common-Rail-Einspritzsystems, anzugeben, bei dem wenigstens eine Komponente des Systems in Abhängigkeit von der Viskosität und/oder einer Veränderung der Viskosität eines Kraftstoffs oder eines Kraftstoffgemischs angesteuert wird. Das Verfahren soll dabei eine möglichst genaue Bestimmung der Kraftstoffviskosität ermöglichen, um die An- steuerung wenigstens einer Systemkomponente zu optimieren.
Zur Lösung der Aufgabe wird das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteran- Sprüchen angegeben. Ferner wird ein Saugventil für ein Kraftstoffeinspritzsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 9 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie ein Kraftstoffeinspritzsystem mit einem solchen Saugventil vorgeschlagen. Offenbarung der Erfindung
Bei dem vorgeschlagenen Verfahren wird erfindungsgemäß die Schaltzeit eines elektromagnetisch ansteuerbaren Saugventils zur Ermittlung der Viskosität des Kraftstoffs oder des Kraftstoffgemischs erfasst und ausgewertet. Denn die Schaltzeit des Saugventils steht in einem Zusammenhang mit der Kraftstoffviskosität. Über die Auswertung der Schaltzeit kann demnach auf unterschiedliche Viskositäten eines Kraftstoffs oder eines Kraftstoffgemischs geschlossen werden. Der Zusammenhang wird vorteilhafterweise als Kennlinie in einer Steuereinrichtung hinterlegt und zur Auswertung nachfolgend erfasster Schaltzeiten herange- zogen. Über die Steuereinrichtung kann dann ferner entsprechend dem Ergebnis der Auswertung die Ansteuerung wenigstens einer Systemkomponente optimiert werden.
Bevorzugt wird bzw. werden eine Vorförderpumpe und/oder eine Hochdruckpumpe des Kraftstoffeinspritzsystems in Abhängigkeit von der Viskosität und/oder einer Veränderung der Viskosität des Kraftstoffs oder des Kraftstoffgemischs angesteuert. Durch die Bestimmung der Kraftstoffviskosität kann beispielsweise die Ansteuerung einer als El ektrokraftstoff pumpe ausgeführten Vorförderpumpe optimiert werden, indem die Leistung der Vorförderpumpe an den tatsächlichen Mengenbedarf angepasst wird. Auf diese Weise kann Energie eingespart werden. Alternativ oder ergänzend kann in Abhängigkeit von der Viskosität des Kraftstoffs oder des Kraftstoffgemischs die Leistung einer Hochdruckpumpe des Kraftstoffeinspritzsystems reduziert werden, wenn beispielsweise die Viskosität in ungünstige Bereiche kommt, insbesondere sehr niedrig wird, um ggf. Schäden an dem Kraftstoffeinspritzsystem zu verhindern.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird zur Bestimmung der Viskosität des Kraftstoffs bzw. Kraftstoffgemischs wenigstens ein Drosselpfad im Saugventil definiert. Im Drosselpfad stellt sich ein viskositätsabhängiger Volumenstrom ein, der die Schaltzeit beeinflusst und bei der Ermittlung der Viskosität des Kraftstoffs oder des Kraftstoffgemischs berücksichtigt wird. Da sich der im Drosselpfad einstellende Volumenstrom umgekehrt proportional zur Kraftstoffviskosität verhält, kann hierüber ein Zusammenhang zwischen Viskosität und Ventilschaltzeit abgeleitet werden, der dann als Kennlinie in einer Steuereinrichtung hinterlegt wird.
Zur Erfassung der Schaltzeit des elektromagnetisch ansteuerbaren Saugventils wird vorzugsweise der Zeitraum zwischen dem Beginn der Bestromung des Saugventils und dem Eintritt eines Spannungseinbruchs bei Bewegungsende eines Ankers des Saugventils gemessen. Weiterhin vorzugsweise wird die Schaltzeit des elektromagnetisch ansteuerbaren Saugventils bei konstantem Strom gemessen bzw. erfasst.
Ferner wird vorgeschlagen, dass bei der Erfassung der Schaltzeit des elektromagnetisch ansteuerbaren Saugventils die Temperatur des Kraftstoffs oder des Kraftstoffgemischs berücksichtigt wird. Denn die Temperatur hat Einfluss auf die Viskosität des Kraftstoffs bzw. Kraftstoffgemischs. Die Berücksichtigung der Temperatur hilft somit Fehler in der Auswertung zu vermeiden. Die Temperatur kann beispielsweise mittels eines Temperatursensors oder mittels Widerstandsmessung in einer Magnetspule des Saugventils bestimmt werden.
Weiterhin vorzugsweise wird bereits im Werk eine erste Messung der Schaltzeit des elektromagnetischen Saugventils durchgeführt und ein Viskositätsstartwert definiert. Denn im Werk, insbesondere bei einer Erstbefüllung des Systems mit Kraftstoff, sind die Eigenschaften des Kraftstoffs bekannt bzw. in einfacher Weise bestimmbar, so dass diese zur Kalibrierung herangezogen werden können.
Idealerweise wird die Schaltzeit des elektromagnetisch ansteuerbaren Saugventils kontinuierlich erfasst, so dass ggf. Korrekturen im Falle veränderter Parameter und/oder Randbedingungen vorgenommen werden können. Beispielsweise können sich die Parameter und/oder Randbedingungen durch einen Wechsel des Kraftstoffs oder durch Verschleiß im Bereich der vorrangig dynamisch belasteten Bauteile des Saugventils verändern. Insbesondere gilt es Veränderungen zu berücksichtigen, die den Ventilhub (Verschleiß an den Endlagen), den Durch- fluss (Verschleiß an den radialen Lagerstellen) und/oder die Gegenkraft einer Rückstellfeder (Setzen der Feder) betreffen. Durch kontinuierliche Erfassung der Schaltzeit, vorzugsweise nach jedem Tankvorgang, kann eine Schaltzeitlernkur- ve erstellt werden, die entsprechende Veränderungen berücksichtigt. Weiterhin vorzugsweise erfolgt die Erfassung unmittelbar vor einem Start oder unmittelbar nach einem Abstellen einer Brennkraftmaschine, die über das System mit Kraftstoff versorgt wird. Denn dann liegen am ehesten vergleichbare Randbedingungen vor.
Das ferner zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe vorgeschlagene elektromagnetisch ansteuerbare Saugventil für ein Kraftstoffeinspritzsystem umfasst eine Magnetspule und einen mit der Magnetspule zusammenwirkenden Anker, der in einem Ventilkörper hubbeweglich aufgenommen ist. Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist im Saugventil wenigstens ein Drosselpfad definiert, der während einer Bewegung des Ankers eine viskositätsabhängige Gegenkraft erzeugt. Diese wiederum beeinflusst die Schaltzeit des Saugventils. Aus der Schaltzeit des Saugventils kann demnach auf die Viskosität des Kraftstoffs bzw. des Kraftstoffgemischs geschlossen werden. Bei einer Bestromung der Magnetspule wird der Anker entgegen der Federkraft einer Feder in Richtung der Magnetkraft gezogen, wobei Kraftstoff verdrängt und über den wenigstens einen definierten Drosselpfad abgeführt wird. Daraus resul- tiert ein Druckabfall, der wesentlich für die Bestimmung der Viskosität des Kraftstoffs ist. Demzufolge ist Sorge zu tragen, dass keine weitere Entlastungsbohrung im Anker vorgesehen ist, welche sich von einer Oberseite des Ankers bis zur Ankerunterseite erstreckt, da sich ansonsten der erforderliche Druckabfall nicht einstellt.
Vorzugsweise ist ein zwischen dem Anker und dem Ventilkörper ausgebildeter Radialspalt als Drosselpfad definiert. Alternativ oder ergänzend kann eine im Anker ausgebildete, vorzugsweise axial verlaufende, Drosselbohrung als Drosselpfad definiert sein. Sofern eine Drosselbohrung im Anker vorgesehen ist, ist die- se vorzugsweise als lange, dünne Bohrung auszubilden, um eine Drosselwirkung sicherzustellen.
Schließlich wird ein Kraftstoffeinspritzsystem mit einem solchen Saugventil vorgeschlagen, das ferner eine Vorförderpumpe, eine Hochdruckpumpe und einen Temperatursensor umfasst. Der Temperatursensor dient der Bestimmung der
Temperatur des Kraftstoffs bzw. des Kraftstoffgemischs und ist hierzu vorzugsweise in oder an einer Kraftstoffleitung zwischen der Vorförderpumpe und der Hochdruckpumpe angeordnet. Das Kraftstoffeinspritzsystem ist vorteilhaftweise zur Auswertung der erfassten
Daten mit einer Steuereinrichtung verbindbar. Im Rahmen der Auswertung werden die erfassten Daten bzw. gemessenen Werte mit in der Steuereinrichtung hinterlegten Werten verglichen. Im Falle von Abweichungen kann über die Steuereinrichtung dann eine Anpassung der Ansteuerung wenigstens einer Kompo- nente des Systems vorgenommen und auf diese Weise die Ansteuerung optimiert werden. Das erfindungsgemäße Verfahren kann somit auch vollständig automatisiert ablaufen.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Diese zeigen: Figur 1 einen schematischen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes elektromagnetisch ansteuerbares Saugventil für ein Kraftstoffeinspritzsystem und
Figur 2 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzsystems.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Dem Längsschnitt der Figur 1 ist ein elektromagnetisches Saugventil zu entnehmen, das eine Magnetspule 1 sowie einen mit der Magnetspule 1 zusammenwirkenden hubbeweglichen Anker 2 umfasst. Der Anker 2 ist von einem Ventilkörper 3 umgeben, der vorliegend als Ventilschraube ausgeführt ist und der Befestigung des Saugventils in einer Bohrung 9 eines Gehäuseteils 10 einer Hochdruckpumpe 7 dient. Die Ventilschraube liegt hierzu an einer Ventilplatte 11 des Saugventils an, mittels welcher das Saugventil an einem Absatz 12 der Bohrung 9 abgestützt ist, wobei zwischen der Ventilplatte 11 und dem Absatz 12 eine Dichtscheibe 13 eingelegt ist. In einer Axialbohrung 14 der Ventilplatte 11 ist ein Ventilstößel 15 hubbeweglich aufgenommen, der in Richtung eines Ventilsitzes 16, d. h. in Schließrichtung des Ventils, von der Federkraft einer Feder 17 beaufschlagt ist. Mittelbar über einen Ventilbolzen 18 ist der Ventilstößel 15 mit dem Anker 2 verbunden, der in Öffnungsrichtung des Ventils von der Federkraft einer weiteren Feder 19 beaufschlagt ist.
Wird die Magnetspule 1 des Saugventils der Figur 1 bestromt, bewegen sich der Anker 2, der Ventilbolzen 18 und der Ventilstößel 15 entgegen der Federkraft der Feder 19 nach oben in Richtung der Magnetspule 1 und das Saugventil schließt. Dabei wird Kraftstoff aus einem Druckraum 20 oberhalb des Ankers 2 verdrängt und über einen ersten definierten Drosselpfad 4 in Form eines Radialspalts zwischen dem Anker 2 und dem Ventilkörper 3 sowie über einen zweiten definierten Drosselpfad 5 in Form einer parallel verlaufenden Drosselbohrung einem Druckraum 21 unterhalb bzw. innerhalb des Ankers 2 zugeführt, wodurch ein in dem Druckraum 21 auftretender Druckabfall kompensiert wird. Der sich einstellende Volumenstrom, der umgekehrt proportional zur Viskosität des Kraftstoffs ist, wird erfasst und hieraus ein direkter Zusammenhang zwischen der Viskosität des Kraftstoffs und der Schaltzeit des Saugventils abgeleitet und als Kennlinie in ei- ner Steuereinrichtung hinterlegt. Kontinuierlich durchgeführte weitere Messungen der Schaltzeit des Saugventils sowie der Vergleich der Messergebnisse mit den hinterlegten Daten ermöglichen nun eine Veränderung der Viskosität des Kraftstoffs festzustellen und eine entsprechende Änderung der Ansteuerung der Hochdruckpumpe 7 vorzunehmen, in dem das Saugventil aufgenommen ist. Alternativ oder ergänzend ist es möglich die Ansteuerung einer weiteren Komponente eines Kraftstoffeinspritzsystems, beispielsweise einer Vorförderpumpe 6, auf der Grundlage der erfassten Werte zu optimieren.
Ein erfindungsgemäßes Kraftstoffeinspritzsystem ist in der Figur 2 dargestellt und umfasst neben einer als Elektrokraftstoffpumpe ausgeführten Vorförderpumpe 6 und einer Hochdruckpumpe 7 vorliegend ferner einen Temperatursensor 8, der an einer Kraftstoffleitung 22 zwischen der Vorförderpumpe 6 und der Hochdruckpumpe 7 angeordnet ist. Über den Temperatursensor 8 ist die Temperatur des Kraftstoffs erfassbar, so dass diese bei der Bestimmung der Viskosität des Kraftstoffs berücksichtigt werden kann. Insbesondere bei Berücksichtigung der Kraftstofftemperatur lässt sich die Kraftstoffviskosität hinreichend genau bestimmen, so dass diese als Grundlage zur Ansteuerung wenigstens einer Komponente des Systems genutzt werden kann.
Das in der Figur 2 dargestellte Kraftstoffeinspritzsystem umfasst darüber hinaus einen Kraftstofftank 23, aus dem der Kraftstoff entnommen wird, sowie einen Hochdruckspeicher 24, an den wenigstens ein Kraftstoffinjektor 25 zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine (nicht dargestellt) angeschlossen ist.
Die Hochdruckpumpe 7 des in der Figur 2 dargestellten Kraftstoffeinspritzsystems umfasst wenigstens ein Pumpenelement 26 mit einem hubbeweglichen Pumpenkolben 27, der einen Arbeitsraum 28 begrenzt und über eine Nockenwel- le 29 in einer Hubbewegung antreibbar ist, so dass im Saughub des Pumpenkolbens 27 Kraftstoff in den Arbeitsraum 28 angesaugt und im Förderhub des Pumpenkolbens 27 verdichtet und dem Hochdruckspeicher 24 zugeführt wird. Überschüssiger Kraftstoff wird mittels eines Überströmventils 30 und einen Rücklauf 31 zurück in den Kraftstofftank 23 geführt. Gleiches gilt in Bezug auf eine Schmier- und/oder Kühlmenge, die aus einem Triebwerksraum 32 der Hochdruckpumpe 7 über Wellenlager 33 dem Rücklauf 31 zugeführt wird.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Betreiben eines Kraftstoffeinspritzsystems, insbesondere eines Common-Rail-Einspritzsystems, bei dem wenigstens eine Komponente des Systems in Abhängigkeit von der Viskosität und/oder einer Veränderung der Viskosität eines Kraftstoffs oder eines Kraftstoffgemischs angesteuert wird,
dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung der Viskosität des Kraftstoffs oder des Kraftstoffgemischs die Schaltzeit eines elektromagnetisch ansteuerbaren Saugventils erfasst und ausgewertet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorförderpumpe (6) und/oder eine Hochdruckpumpe (7) des Kraftstoffeinspritzsystems in Abhängigkeit von der Viskosität und/oder einer Veränderung der Viskosität des Kraftstoffs oder des Kraftstoffgemischs angesteuert wird bzw. werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass im Saugventil wenigstens ein Drosselpfad zur Einstellung eines viskositätsabhängigen Volumenstroms definiert wird, der die Schaltzeit beeinflusst und bei der Ermittlung der Viskosität des Kraftstoffs oder des Kraftstoffgemischs berücksichtigt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass zur Erfassung der Schaltzeit des elektromagnetisch ansteuerbaren Saugventils der Zeitraum zwischen dem Beginn der Bestromung des Saugventils und dem Eintritt eines Spannungseinbruchs bei Bewegungsende eines Ankers (2) des Saugventils gemessen wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltzeit des elektromagnetisch ansteuerbaren Saugventils bei konstantem Strom erfasst wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass bei der Erfassung der Schaltzeit des elektromagnetisch ansteuerbaren Saugventils die Temperatur des Kraftstoffs oder des Kraftstoffgemischs berücksichtigt wird, die vorzugsweise mittels eines Temperatursensors (8) oder mittels Widerstandsmessung in einer Magnetspule (1) des Saugventils bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass im Werk eine erste Messung der Schaltzeit des elektromagnetischen Saugventils durchgeführt und ein Viskositätsstartwert definiert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltzeit des elektromagnetisch ansteuerbaren Saugventils kontinuierlich erfasst wird, wobei vorzugsweise die Erfassung unmittelbar vor einem Start oder nach einem Abstellen einer Brennkraftmaschine erfolgt, die über das System mit Kraftstoff versorgt wird.
Elektromagnetisch ansteuerbares Saugventils für ein Kraftstoffeinspritzsystem, umfassend eine Magnetspule (1) und einen mit der Magnetspule (1) zusammenwirkenden Anker (2), der in einem Ventilkörper (3) hubbeweglich aufgenommen ist, wobei zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche wenigstens ein Drosselpfad (4, 5) im Saugventil definiert ist, der während der Bewegung des Ankers (2) eine viskositätsabhängige Gegenkraft erzeugt, welche die Ventilschaltzeit beeinflusst.
0. Saugventil nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass ein zwischen dem Anker (2) und dem Ventilkörper (3) ausgebildeter Radialspalt als Drosselpfad (4) und/oder eine im Anker (2) ausgebildete, vorzugsweise axial verlaufende, Drosselbohrung als Drosselpfad (5) definiert ist bzw. sind. Kraftstoffeinspritzsystem mit einem Saugventil nach Anspruch 9 oder 10, ferner umfassend eine Vorförderpumpe (6), eine Hochdruckpumpe (7) und einen Temperatursensor (8), der vorzugsweise in oder an einer Kraftstoffleitung (22) zwischen der Vorförderpumpe (6) und der Hochdruckpumpe (7) angeordnet ist.
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