[go: up one dir, main page]

WO2004063546A1 - Verfahren, computerprogramm und steuer- und/oder regelgerät zum betreiben einer brennkraftmaschine, sowie brennkraftmaschine - Google Patents

Verfahren, computerprogramm und steuer- und/oder regelgerät zum betreiben einer brennkraftmaschine, sowie brennkraftmaschine Download PDF

Info

Publication number
WO2004063546A1
WO2004063546A1 PCT/DE2003/004226 DE0304226W WO2004063546A1 WO 2004063546 A1 WO2004063546 A1 WO 2004063546A1 DE 0304226 W DE0304226 W DE 0304226W WO 2004063546 A1 WO2004063546 A1 WO 2004063546A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pressure
internal combustion
combustion engine
valve device
fuel
Prior art date
Application number
PCT/DE2003/004226
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Timo Reif
Werner Schneider
Wolfgang Wagner
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Publication of WO2004063546A1 publication Critical patent/WO2004063546A1/de

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/3082—Control of electrical fuel pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/042—Introducing corrections for particular operating conditions for stopping the engine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/3809—Common rail control systems
    • F02D41/3836—Controlling the fuel pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2250/00—Engine control related to specific problems or objectives
    • F02D2250/02—Fuel evaporation in fuel rails, e.g. in common rails
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2250/00—Engine control related to specific problems or objectives
    • F02D2250/31—Control of the fuel pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/12—Introducing corrections for particular operating conditions for deceleration
    • F02D41/123—Introducing corrections for particular operating conditions for deceleration the fuel injection being cut-off
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/3809—Common rail control systems
    • F02D41/3836—Controlling the fuel pressure
    • F02D41/3845—Controlling the fuel pressure by controlling the flow into the common rail, e.g. the amount of fuel pumped
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/3809—Common rail control systems
    • F02D41/3836—Controlling the fuel pressure
    • F02D41/3863—Controlling the fuel pressure by controlling the flow out of the common rail, e.g. using pressure relief valves

Definitions

  • the invention initially relates to a method for operating an internal combustion engine, in which the fuel is conveyed by an electrically driven fuel pump into a supply pressure range, which is connected to a controllable valve device, and in which the fuel reaches at least one combustion chamber via at least one injector.
  • the present invention also relates to a computer program, a control and / or regulating device for operating an internal combustion engine, and an internal combustion engine.
  • a method of the type mentioned and a corresponding internal combustion engine are known from DE 195 39 885 AI.
  • the method described there is a Fuel system of an internal combustion engine with direct fuel injection used.
  • An electric fuel pump delivers fuel from a fuel tank to a high pressure fuel pump.
  • the electric fuel pump constantly delivers at maximum output.
  • the pressure downstream of the electric fuel pump is limited by a spring-loaded mechanical pressure relief valve. This can be blocked by an electromagnetic plunger in the closed position. This enables the pressure limiting function of the pressure relief valve to be switched off when the internal combustion engine is started and a pressure higher than the opening pressure of the pressure relief valve to be generated in the supply pressure range. This measure accelerates the starting of the internal combustion engine.
  • the object of the present invention is to improve the starting behavior of an internal combustion engine and still meet the particularly strict future requirements for the emissions of an internal combustion engine.
  • This object is achieved in a method of the type mentioned at the outset in that the pressure in the supply pressure range is set by the controllable valve device to a pressure which is lower than a maximum pressure in the supply pressure range when the injector is in operation immediately after the injector has stopped operating injector.
  • the injectors are at a standstill, for example when the internal combustion engine is switched off or during extended overrun operation, fuel can escape from the closed injectors if the pressure upstream of the injector is in the range of the maximum operating pressure. This is often the case with conventional fuel systems because the fuel enclosed in the supply pressure area of the fuel system heats up and expands due to the hot internal combustion engine. Such a fuel that has emerged from the injector and collects, for example, in an intake manifold of the internal combustion engine can lead to an impermissible emission value when the internal combustion engine is restarted.
  • the pressure in the supply pressure range when the internal combustion engine is switched off or in overrun mode is reduced to a lower than the maximum operating pressure, no fuel escapes from the injectors, or at least no significant amount of fuel escapes.
  • the emission values are therefore very favorable when the method according to the invention is carried out.
  • Internal combustion engine enables: Because the fuel unintentionally escapes from the injector while the injector is idle, an over-rich mixture can occur when the internal combustion engine is restarted, which delays the start of the internal combustion engine or, in the worst case, makes it impossible. Because the method according to the invention largely prevents fuel from escaping from the injectors when the internal combustion engine is switched off, this problem is avoided and a reliable start of the Internal combustion engine enables.
  • the valve device adjust the pressure in the supply pressure range depending on a signal from a pressure sensor that detects the pressure in the supply pressure range.
  • a closed control loop can be formed, which enables an optimal situation-dependent adaptation of the pressure in the supply pressure range. It is also conceivable to also take the signals from a temperature sensor into account. Depending on the signal from the pressure sensor, the electrically driven fuel pump can also be activated.
  • the pressure in the supply pressure range is reduced approximately to ambient pressure after a certain time.
  • a pressure in the supply pressure range which is higher than ambient pressure is only necessary in order to avoid the formation of vapor bubbles.
  • these occur primarily with a warm internal combustion engine. With a cooled internal combustion engine, the pressure in the supply pressure range can therefore be reduced, which further reduces the risk of fuel escaping from one of the injectors.
  • Another embodiment of the method according to the invention is characterized in that the operating state of the valve device is directly dependent on an actuation power of the electrically driven fuel pump.
  • the triggering power of the fuel pump in turn depends on Operating state of the internal combustion engine. It is thus possible, for example, for the valve device to be open in a first power range of the electrically controlled fuel pump, and thus for a specific fuel flow from the
  • valve device depends directly on the current load of the internal combustion engine. This enables the optimum pressure in the supply pressure range to be set even faster.
  • Additional cabling for controlling the valve device can be dispensed with if the operating state of the valve device is directly from
  • Magnetic field of the electrically driven fuel pump is influenced.
  • the method according to the invention works robustly and reliably when the operating state of the
  • Valve device is influenced hydraulically.
  • valve device In an internal combustion engine according to the invention, it is particularly preferred if it comprises a pressure sensor which, together with the valve device, is part of a closed control loop. This enables a particularly precise and, if necessary, also continuous adjustment of the pressure in the supply pressure range.
  • the valve device it is possible for the valve device to have a switching device which is influenced by the magnetic field of the electrically driven fuel pump. Special cabling for controlling the valve device can also be omitted here.
  • the internal combustion engine is particularly robust when the valve device is hydraulically controlled.
  • valve device comprises a pressure relief valve with a spring-loaded piston with at least two separate and equivalent pressure surfaces, that between the supply pressure area and the fuel pump
  • Figure 1 is a schematic diagram of a first embodiment of an internal combustion engine with a fuel system with an electrically driven fuel pump and a pressure relief valve;
  • FIG. 2 is a diagram in which different
  • Figure 3 is a diagram in which the fuel pressure in a supply pressure range of the fuel system of
  • Figure 4 is an illustration similar to Figure 1 of a second embodiment of an internal combustion engine
  • FIG. 5 shows a diagram in which the delivery capacity of the fuel pump from FIG. 4 is plotted against a control output
  • FIG. 6 shows a diagram in which the switching position of a pressure relief valve from FIG. 4 is plotted against the control output of the fuel pump;
  • FIG. 7 is a schematic diagram similar to Figures 1 and 4 of a third embodiment of an internal combustion engine;
  • FIG. 8 shows a diagram in which the delivery pressure of a fuel pump from FIG. 7 is plotted over time;
  • Figure 9 is a diagram in which the pressure in a
  • Figure 10 is a diagram in which the switching position of a pressure relief valve of the fuel system of
  • Figure 11 is a schematic diagram of a fourth embodiment of an internal combustion engine, similar to Figures 1,4 and
  • FIG. 12 shows a diagram in which the delivery capacity of a fuel pump from FIG. 11 is plotted against the rotational speed
  • Figure 13 is a diagram in which the switching position of a
  • Pressure relief valve of a fuel system of Figure 11 is plotted against the speed.
  • a fuel system bears the overall reference number 10. It is part of an internal combustion engine 11, which can be used, for example, to drive a motor vehicle.
  • the fuel system 10 comprises a fuel tank 12, from which an electric fuel pump 14 delivers the fuel.
  • the electric fuel pump 14 will driven by an electric motor 16.
  • the electric fuel pump 14 is connected to a fuel collecting line 22 via a check valve 18 and a fuel filter 20 by means of a fuel line 21.
  • the fuel is stored in this.
  • Injectors 24 are connected to the fuel collecting line 22 and inject the fuel pipes 26 assigned to them and only symbolically shown in FIG. 1.
  • the intake pipes 26 lead to the combustion chambers of the internal combustion engine 11 via inlet valves, not shown.
  • the area downstream of the check valve 18 is also referred to as the supply pressure area, it is denoted by the reference numeral 28 in FIG. 1.
  • the pressure in the supply pressure area 28 is detected by a pressure sensor 30.
  • a branch line 32 branches off from the fuel line 21, in which a pressure relief valve 34 is arranged. This is actuated by an electromagnetic control unit 36.
  • the branch line 32 leads back to the fuel tank 12.
  • the fuel system 10 also includes a control and regulating device 38, which receives signals from the pressure sensor 30 and controls the electromagnetic control unit 36 and the motor 16 of the electric fuel pump 14 in the desired manner via lines 37 and 39.
  • the fuel system 10 shown in FIG. 1 operates as follows:
  • a comparatively low pressure is set in the supply pressure region 28 when idling, whereas a somewhat higher pressure is set at a low power of the internal combustion engine.
  • the pressure relief valve 34 will usually be permanently slightly open or completely open for a short time at certain time intervals.
  • a relatively high pressure is set in the supply pressure region 28. This can be approximately 6 bar.
  • the pressure relief valve 34 is largely closed via the electromagnetic control unit 36.
  • a coasting operation 40 of the internal combustion engine 11 in which the injectors 24 do not inject any fuel into the intake pipes 26 assigned to them, the pressure in the supply pressure region 28 is reduced again by the pressure relief valve 34 being opened accordingly. If the internal combustion engine 11 is switched off (reference numeral 42), the pressure is also reduced, for example to approximately 3 bar. At such a pressure it is ensured that no fuel gets into the intake pipes 26 from the injectors 24 due to leakage, which occurs when the engine is restarted Internal combustion engine can lead to an unfavorable emission and in the worst case also to an unfavorable starting behavior.
  • the pressure in the supply pressure region 28 is followed by the pressure sensor 30 for a specific period 44 even when the internal combustion engine 11 is switched off monitored the shutdown. It usually lasts about 30 minutes after the internal combustion engine 11 is switched off. During this period, the fuel in the supply pressure region 28 heats up due to thermal conduction. Despite this heating, there is no pressure increase in the supply pressure area 28 in the fuel system 10, since the pressure is monitored by the pressure sensor 30 and the pressure relief valve 34 is set by the control and regulating device 38 via the electromagnetic control unit 36 so that the desired resting pressure is approximately the same 3 bar is maintained.
  • FIG. 4 shows a second exemplary embodiment of a fuel system. Elements and areas which have functions equivalent to elements and areas of the exemplary embodiment illustrated in FIGS. 1 to 3 have the same reference symbols. They are not explained in detail again.
  • the electromagnetic control unit 36 is actuated by the control and regulating device 38 with the same signal with which the drive motor 16 of the electric fuel pump 14 is also actuated.
  • the drive motor 16 of the electric fuel pump 14 is controlled by a pulse width modulated signal.
  • Such one Signal can also be used to control the electromagnetic control unit 36.
  • a completely separate control line from the control and regulating device 38 to the electromagnetic control unit 36 can be dispensed with.
  • a spring-loaded valve member can be connected in series with an electromagnetically switched valve member, which does not appear from the figure.
  • the electromagnetic control unit 36 is designed such that the pressure relief valve 34 is opened with a duty cycle PEKP between 0 and 20%, whereas it is with a duty cycle above 20%, that is to say with a relatively high delivery rate of the electric fuel pump 14 is closed (switching state VS in FIG. 5). It is thereby achieved that, for example, in a coasting operation of the internal combustion engine 11, it is possible to regulate a system pressure at a pressure which is below the pressure which can be kept to a maximum in the system after the internal combustion engine 11 has been switched off.
  • FIG. 7 shows a third exemplary embodiment of an internal combustion engine 11.
  • elements and areas bear functions that are equivalent to elements and areas of the previous one
  • the pressure relief valve 34 is controlled hydraulically.
  • the pressure relief valve 34 is constructed as follows:
  • a pot-shaped piston 46 is movably received within a housing 44. It is sealed off from the housing 44 by a sealing ring 48.
  • a spring 52 is clamped between a bottom 50 of the piston 46 and the housing 44.
  • an annular collar 56 is formed which points towards the base 50 of the piston 46 and which forms a sealing seat for the base 50 of the piston 46.
  • Inside the collar 56 there is a bore 58 in the housing 44 which is connected via a line 60 to the region of the fuel line 21 located upstream from the check valve 18.
  • a flow restrictor 62 is arranged in line 60.
  • In a peripheral wall 64 of the housing 44 there is also an opening 66 which communicates via a line 68 with the region (supply pressure region 28) of the fuel line 21 located downstream of the check valve 18.
  • the hydraulically controlled relief valve 34 works as follows: the annular sealing seat 56 provides two pressure surfaces which are concentric with one another and act in the same direction on the outside of the base 50 of the piston 46: on the one hand a pressure surface 70 lying radially outside the collar 56 and on the other a pressure surface 72 located radially from the collar 56. The case is now assumed that the
  • the internal combustion engine is initially switched off and there is an ambient pressure in the entire fuel system 10.
  • ambient pressure is also present on the pressure surfaces 70 and 72 and on an inner pressure surface 74.
  • the Piston 46 is therefore pressed against collar 56 by spring 52.
  • the electric fuel pump 14 also begins to deliver.
  • the pressure PEKP (compare FIG. 8) upstream of the check valve 18 and also the pressure PVD (compare FIG. 9) downstream of the check valve 18 rise accordingly.
  • the pressures applied to the pressure surfaces 70 and 72 also increase accordingly.
  • the rigidity of the spring 52 and the area ratios of the pressure surfaces 70 and 72 are coordinated with one another such that when a pressure of PEKP and PVD of approximately 2 bar is reached, the base 50 of the piston 46 lifts off the collar 56.
  • the maximum operating pressure that can be achieved at high loads can be up to 6 bar.
  • the injectors 24 do not inject fuel into the intake manifolds 26. On the one hand, this is the case when the internal combustion engine 11 is switched off, but it can also be the case when the internal combustion engine 11 is in operation, but is operating in a coasting mode. To save fuel, the injection of fuel by the injectors 24 is interrupted in modern internal combustion engines 11 in this case.
  • the pressure in the supply pressure region 28 is reduced to a pressure level which is below the Normal operation maximum operating pressure occurs.
  • the pressure level prevailing in the supply pressure area 28 while the injectors 24 are idle is selected such that on the one hand no steam bubbles occur in the supply pressure area but that on the other hand no or at least no significant fuel leakage occurs in the injectors 24.
  • a pressure of approximately 3 bar is regarded as the optimum pressure in the supply pressure region 28 while the injectors 24 are inoperative.
  • the drive motor 16 of the electric fuel pump 14 is controlled by the control and regulating device 38 in such a way that it only operates at a speed and a torque at which virtually no fuel is delivered by the electric fuel pump 14 becomes.
  • the pressure PEKP in the fuel line 21 upstream of the check valve 18 thus rises very quickly Ambient pressure (see Figure 8).
  • the pressure PVD in the fuel line 21 downstream of the check valve 18 also drops due to the existing return connection via the pressure relief valve 34 (see FIG. 9).
  • FIG. 11 shows a fourth exemplary embodiment of a fuel system 10. It also applies to FIG. 11 that such elements and areas are equivalent
  • Fuel pump 14 from the speed nP of the electric fuel pump 14 is plotted in FIG. It can be seen that in a first speed range to the left of the dashed line there is no or at least no substantial delivery by the electric fuel pump 14. It can be seen from FIG. 13 that the pressure relief valve 34 is open in this first speed range, in which the electric fuel pump 14 does not deliver or does not deliver significantly. Only when the speed of the drive motor 16 of the electrical
  • the pressure relief valve 34 switches to its closed switching position. It goes without saying that at low speed nP the corresponding magnetic field of the Drive motor 16 is only weak, which is detected by the induction switch 76.
  • the fuel systems described above can also be used as a pre-delivery system in a high-pressure fuel system, as is used, for example, in direct fuel injection.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

Vorgeschlagen wird ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, bei dem der Kraftstoff von einer elektrisch angetriebenen Kraftstoffpumpe (14) in einen Versorgungsdruckbereich (28) gefördert wird, welcher mit einer ansteuerbaren Ventileinrichtung (34) verbunden ist. Der Kraftstoff gelangt über mindestens einen Injektor (24) in mindestens einen Brennraum. Um das Emissionsverhalten der Brennkraftmaschine beim Start zu verbessern, wird vorgeschlagen, dass der Druck in dem Versorgungsdruckbereich (28) während eines Zeitraums unmittelbar nach Beginn einer Betriebsruhe des Injektors (24) von der ansteuerbaren Ventileinrichtung (34) auf einen Druck eingestellt wird, welcher niedriger ist als ein maximaler Druck im Versorgungsdruckbereich (28) bei arbeitendem Injektor (24).

Description

Verfahren, Computerprogramm und Steuer- und/oder Regelgerät zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, sowie Brennkraftmaschine
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft zunächst ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, bei dem der Kraftstoff von einer elektrisch angetriebenen Kraftstoffpumpe in einen Versorgungsdruckbereich gefördert wird, welcher mit einer ansteuerbaren Ventileinrichtung verbunden ist, und bei dem der Kraftstoff über mindestens einen Injektor in mindestens einen Brennraum gelangt.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Computerprogramm, ein Steuer- und/oder Regelgerät zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, sowie eine Brennkraftmaschine.
Ein Verfahren der eingangs genannten Art und eine entsprechende Brennkraftmaschine sind aus der DE 195 39 885 AI bekannt. Das dort beschriebene Verfahren wird bei einem Kraftstoffsystem einer Brennkraftmaschine mit Kraftstoff- Direkteinspritzung verwendet. Eine elektrische Kraftstoffpumpe fördert Kraftstoff aus einem Kraftstoffbehälter zu einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe. Die elektrische Kraftstoffpumpe fördert ständig mit maximaler Leistung.
Der Druck stromabwärts von der elektrischen Kraftstoffpumpe wird durch ein federbeaufschlagtes mechanisches Druckentlastungsventil begrenzt. Dieses kann über einen elektromagnetischen Stößel in der geschlossenen Stellung blockiert werden. Hierdurch wird ermöglicht, dass beim Anlassen der Brennkraftmaschine die Druckbegrenzungsfunktion des Druckentlastungsventils ausgeschaltet und im Versorgungsdruckbereich ein höherer Druck als der Öffnungsdruck des Druckentlastungsventils erzeugt werden kann. Durch diese Maßnahme kann das Starten der Brennkraftmaschine beschleunigt werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, das Startverhalten einer Brennkraftmaschine zu verbessern und dabei dennoch den besonders strengen künftigen Anforderungen an die Emissionen einer Brennkraftmaschine zu genügen.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der Druck in dem Versorgungsdruckbereich während eines Zeitraums unmittelbar nach Beginn einer Betriebsruhe des Injektors von der ansteuerbaren Ventileinrichtung auf einen Druck eingestellt wird, welcher niedriger ist als ein maximaler Druck im Versorgungsdruckbereich bei arbeitendem Injektor.
Vorteile der Erfindung
Erfindungsgemäß wurde festgestellt, dass bei längerer Betriebsruhe der Injektoren, beispielsweise bei ausgeschalteter Brennkraftmaschine oder auch bei längerem Schubbetrieb, Kraftstoff aus den geschlossenen Injektoren austreten kann, wenn der Druck stromaufwärts vom Injektor im Bereich des maximalen Betriebsdruckes liegt. Dies ist bei herkömmlichen KraftstoffSystemen oft der Fall, da sich der im Versorgungsdruckbereich des KraftstoffSystems eingeschlossene Kraftstoff durch die heiße Brennkraftmaschine erwärmt und ausdehnt. Ein solcher aus dem Injektor ausgetretener und sich beispielsweise in einem Saugrohr der Brennkraftmaschine sammelnder Kraftstoff kann jedoch beim Wiederanlassen der Brennkraftmaschine zu einem unzulässigen Emissionswert führen.
Wenn jedoch, wie dies erfindungsgemäß vorgeschlagen wird, der Druck im Versorgungsdruckbereich bei abgeschalteter Brennkraftmaschine oder im Schubbetrieb auf einen geringeren als den maximalen Betriebsdruck abgesenkt wird, tritt aus den Injektoren kein Kraftstoff aus, oder es tritt zumindest keine wesentliche Kraftstoffmenge aus. Daher sind die Emissionswerte bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sehr günstig.
Durch die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird aber auch ein zuverlässigeres Starten der
Brennkraftmaschine ermöglicht: Auf Grund des ungewollt aus dem Injektor austretenden Kraftstoffs während einer Betriebsruhe des Injektors kann es nämlich beim Wiederanlassen der Brennkraftmaschine zu einem überfetten Gemisch kommen, welches den Start der Brennkraftmaschine verzögert oder im schlimmsten Falle unmöglich macht. Dadurch, dass das erfindungsgemäße Verfahren weitgehend verhindert, dass bei abgeschalteter Brennkraftmaschine Kraftstoff aus den Injektoren austritt, wird dieses Problem vermieden und ein zuverlässiger Start der Brennkraftmaschine ermöglicht.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.
In einer ersten bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vorgeschlagen, dass die Ventileinrichtung den Druck in dem Versorgungsdruckbereich abhängig von einem Signal eines Drucksensors einstellt, der den Druck in dem Versorgungsdruckbereich erfasst. Auf diese Weise kann ein geschlossener Regelkreis gebildet werden, der eine optimale situationsabhängige Anpassung des Drucks im Versorgungsdruckbereich ermöglicht. Dabei ist auch denkbar, zusätzlich auch die Signale eines Temperatursensors zu berücksichtigen. Abhängig vom Signal des Drucksensors kann auch die elektrisch angetriebene Kraftstoffpumpe angesteuert werden.
Vorteilhaft ist es auch, wenn der Druck im Versorgungsdruckbereich nach einem bestimmten Zeitablauf in etwa auf ümgebungsdruck abgesenkt wird. Ein über Umgebungsdruck erhöhter Druck im Versorgungsdruckbereich ist nämlich nur erforderlich, um die Bildung von Dampfblasen zu vermeiden. Diese treten jedoch vor allem bei warmer Brennkraftmaschine auf. Bei einer abgekühlten Brennkraftmaschine kann daher der Druck im Versorgungsdruckbereich abgesenkt werden, was das Risiko eines Kraftstoffaustritts aus einem der Injektoren weiter reduziert.
Eine andere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass der Betriebszustand der Ventileinrichtung unmittelbar von einer Ansteuerleistung der elektrisch angetriebenen Kraftstoffpumpe abhängt. Die Ansteuerleistung der Kraftstoffpumpe hängt wiederum vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine ab. So ist es beispielsweise möglich, dass in einem ersten Leistungsbereich der elektrisch angesteuerten Kraftstoffpumpe die Ventileinrichtung offen ist und so einen bestimmten Kraftstoffström aus dem
Versorgungsdruckbereich abführt, wohingegen sie in einem zweiten Leistungsbereich der Kraftstoffpumpe, in dem diese eine höhere Leistung erbringt als im ersten Leistungsbereich, geschlossen ist. Dieses Verfahren ist technisch einfach zu realisieren.
Möglich ist aber auch, dass der Betriebszustand der Ventileinrichtung unmittelbar von der aktuellen Last der Brennkraftmaschine abhängt. Dies ermöglicht eine noch schnellere Einstellung des optimalen Drucks im Versorgungsdruckbereich .
Auf eine zusätzliche Verkabelung zur Ansteuerung der Ventileinrichtung kann verzichtet werden, wenn der Betriebszustand der Ventileinrichtung unmittelbar vom
Magnetfeld der elektrisch angetriebenen Kraftstoffpumpe beeinflusst wird.
Robust und zuverlässig arbeitet das erfindungsgemäße Verfahren dann, wenn der Betriebszustand der
Ventileinrichtung hydraulisch beeinflusst wird.
Bei einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine wird besonders bevorzugt, wenn sie einen Drucksensor umfasst, der zusammen mit der Ventileinrichtung Teil eines geschlossenen Regelkreises ist. Dies ermöglicht eine besonders genaue und gegebenenfalls auch stufenlose Einstellung des Drucks im Versorgungsdruckbereich. Alternativ hierzu ist es möglich, dass die Ventileinrichtung eine Schalteinrichtung aufweist, welche durch das Magnetfeld der elektrisch angetriebenen Kraftstoffpumpe beeinflusst wird. Auch hier kann eine spezielle Verkabelung zur Ansteuerung der Ventileinrichtung entfallen.
Besonders robust baut die Brennkraftmaschine, wenn die Ventileinrichtung hydraulisch gesteuert wird.
In Weiterbildung hierzu wird vorgeschlagen, dass die Ventileinrichtung ein Druckentlastungsventil mit einem federbeaufschlagten Kolben mit mindestens zwei separaten und gleichwirkenden Druckflächen umfasst, dass zwischen Versorgungsdruckbereich und Kraftstoffpumpe ein
Rückschlagventil vorhanden ist, und dass an einer Druckfläche der Förderdruck der Kraftstoffpumpe und an der anderen Druckfläche der Druck im Versorgungsdruckbereich anliegt .
Auf diese Weise wird ein Druckentlastungsventil geschaffen, welches bei fördernder Kraftstoffpumpe bei einem vergleichsweise niedrigen Druck öffnet, welches bei einem Ende der Kraftstoffförderung jedoch bei einem vergleichsweise hohen Druck schließt (der Öffnungsdruck und der Schließdruck sind also unterschiedlich) . Die erfindungsgemäßen Vorteile werden auf diese Weise ohne elektrische Ansteuerung erreicht, so dass eine entsprechende Verkabelung entfallen kann.
Zeichnung
Nachfolgend werden besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung im Detail erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Figur 1 eine schematische Prinzipdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Brennkraftmaschine mit einem Kraftstoffsystem mit einer elektrisch angetriebenen Kraftstoffpumpe und einem Druckentlastungsventil ;
Figur 2 ein Diagramm, in dem verschiedene
Betriebszustände der Brennkraftmaschine von Figur 1 über der Zeit aufgetragen sind;
Figur 3 ein Diagramm, in dem der Kraftstoffdruck in einem Versorgungsdruckbereich des KraftstoffSystems von
Figur 1 über der Zeit aufgetragen ist;
Figur 4 eine Darstellung ähnlich Figur 1 eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Brennkraftmaschine;
Figur 5 ein Diagramm, in dem die Förderleistung der Kraftstoffpumpe von Figur 4 über einer Ansteuerleistung aufgetragen ist;
Figur 6 ein Diagramm, in dem die Schaltstellung eines Druckentlastungsventils von Figur 4 über der Ansteuerleistung der Kraftstoffpumpe aufgetragen ist;
Figur 7 eine schematische Prinzipdarstellung ähnlich den Figuren 1 und 4 eines dritten Ausführungsbeispiels einer Brennkraftmaschine; Figur 8 ein Diagramm, in dem der Förderdruck einer Kraftstoffpumpe von Figur 7 über der Zeit aufgetragen ist;
Figur 9 ein Diagramm, in dem der Druck in einem
Versorgungsdruckbereich des KraftstoffSystems von Figur 7 über der Zeit aufgetragen ist;
Figur 10 ein Diagramm, in dem die Schaltstellung eines Druckentlastungsventils des KraftstoffSystems von
Figur 7 über der Zeit aufgetragen ist;
Figur 11 eine schematische Prinzipdarstellung eines vierten Ausführungsbeispiels einer Brennkraftmaschine, ähnlich den Figuren 1,4 und
7;
Figur 12 ein Diagramm, in dem die Förderleistung einer Kraftstoffpumpe von Figur 11 über der Drehzahl aufgetragen ist; und
Figur 13 ein Diagramm, in dem die Schaltstellung eines
Druckentlastungsventils eines KraftstoffSystems von Figur 11 über der Drehzahl aufgetragen ist.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In Figur 1 trägt ein Kraftstoffsystem insgesamt das Bezugszeichen 10. Es ist Teil einer Brennkraftmaschine 11, welche beispielsweise zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs dienen kann.
Das Kraftstoffsystem 10 umfasst einen Kraftstoffbehälter 12, aus dem eine elektrische Kraftstoffpumpe 14 den Kraftstoff fördert. Die elektrische Kraftstoffpumpe 14 wird von einem Elektromotor 16 angetrieben. Auslassseitig ist die elektrische Kraftstoffpumpe 14 über ein Rückschlagventil 18 und einen Kraftstofffilter 20 mittels einer Kraftstoffleitung 21 an eine Kraftstoff-Sammelleitung 22 angeschlossen. In dieser ist der Kraftstoff gespeichert. An die Kraftstoff-Sammelleitung 22 sind Injektoren 24 angeschlossen, welche den Kraftstoff in ihnen jeweils zugeordnete und in Figur 1 nur symbolisch dargestellte Saugrohre 26 einspritzen. Die Saugrohre 26 führen über nicht dargestellte Einlassventile zu den Brennräumen der Brennkraftmaschine 11.
Der Bereich stromabwärts vom Rückschlagventil 18 wird auch als Versorgungsdruckbereich bezeichnet, er trägt in Figur 1 das Bezugszeichen 28. Der Druck im Versorgungsdruckbereich 28 wird von einem Drucksensor 30 erfasst. Von der Kraftstoffleitung 21 zweigt eine Zweigleitung 32 ab, in der ein Druckentlastungsventil 34 angeordnet ist. Dieses wird von einer elektromagnetischen Steuereinheit 36 betätigt. Die Zweigleitung 32 führt zum Kraftstoffbehälter 12 zurück.
Das Kraftstoffsystem 10 umfasst auch ein Steuer- und Regelgerät 38, welches Signale vom Drucksensor 30 erhält und über Leitungen 37 und 39 die elektromagnetische Steuereinheit 36 sowie den Motor 16 der elektrischen Kraftstoffpumpe 14 in gewünschter Weise ansteuert.
Das in Figur 1 dargestellte KraftstoffSystem 10 arbeitet folgendermaßen :
Wie aus den Figuren 2 und 3 ersichtlich ist, wird durch die Ansteuerung des Antriebsmotors 16 der elektrischen Kraftstoffpumpe 14 einerseits und durch die Ansteuerung der elektromagnetischen Steuereinheit 36 des Druckentlastungsventils 34 andererseits auf der Basis der Signale des Drucksensors 30 ein für den jeweiligen Betriebszustand der Brennkraftmaschine optimaler Druck PVD im Versorgungsdruckbereich 28 des KraftstoffSystems 10 ermöglicht .
Wie aus den Figuren 2 und 3 insbesondere ersichtlich ist, wird im Leerlauf ein vergleichsweise geringer Druck im Versorgungsdruckbereich 28 eingestellt, wohingegen bei geringer Leistung der Brennkraftmaschine ein etwas höherer Druck eingestellt wird. Hierzu wird üblicherweise das Druckentlastungsventil 34 dauerhaft leicht oder in bestimmten Zeitabständen für kurze Zeit vollständig geöffnet sein. Bei hoher Leistung der Brennkraftmaschine wird ein relativ hoher Druck im Versorgungsdruckbereich 28 eingestellt. Dieser kann ungefähr 6 bar betragen. Hierzu wird das Druckentlastungsventil 34 über die elektromagnetische Steuereinheit 36 weitgehend geschlossen.
In einem Schubbetrieb 40 der Brennkraftmaschine 11, in dem die Injektoren 24 keinen Kraftstoff in die ihnen zugeordneten Saugrohre 26 einspritzen, wird der Druck im Versorgungsdruckbereich 28 wieder abgesenkt, indem das Druckentlastungsventil 34 entsprechend geöffnet wird. Wird die Brennkraftmaschine 11 ausgeschaltet (Bezugszeichen 42) , wird der Druck ebenfalls abgesenkt, beispielsweise auf ungefähr 3 Bar. Bei einem derartigen Druck ist sichergestellt, dass aus den Injektoren 24 auf Grund von Leckage kein Kraftstoff in die Saugrohre 26 gelangt, was beim Wiederanlassen der Brennkraftmaschine zu einem ungünstigen Emissions- und im schlechtesten Fall auch zu einem ungünstigen Startverhalten führen kann.
Der Druck im Versorgungsdruckbereich 28 wird vom Drucksensor 30 auch im ausgeschalteten Zustand der Brennkraftmaschine 11 für einen bestimmten Zeitraum 44 nach dem Ausschalten überwacht. Er dauert üblicherweise ungefähr 30 Minuten nach dem Abschalten der Brennkraftmaschine 11. Während dieses Zeitraums kommt es auf Grund von Wärmeleitung zu einer Erwärmung des sich im Versorgungsdruckbereich 28 befindenden Kraftstoffes. Trotz dieser Erwärmung kommt es bei dem Kraftstoffsystem 10 zu keiner Druckerhöhung im Versorgungsdruckbereich 28, da der Druck vom Drucksensor 30 überwacht und das Druckentlastungsventil 34 über die elektromagnetische Steuereinheit 36 vom Steuer- und Regelgerät 38 so eingestellt wird, dass der gewünschte Ruhedruck in Höhe von ungefähr 3 bar beibehalten wird.
Es sei an dieser Stelle erwähnt, dass das oben beschriebene Verfahren in Form eines Computerprogramms in einem Speicher des Steuer- und Regelgeräts 38 abgelegt ist. Man erkennt, dass das Druckentlastungsventil 34 in beliebiger und für die jeweilige Situation optimaler Weise angesteuert werden kann.
In Figur 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines KraftstoffSystems dargestellt. Dabei tragen solche Elemente und Bereiche, welche äquivalente Funktionen zu Elementen und Bereichen des in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiels aufweisen, die gleichen Bezugszeichen. Sie sind nicht nochmals im Detail erläutert.
Im Unterschied zu dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel wird die elektromagnetische Steuereinheit 36, mit der das Druckentlastungsventil 34 betätigt wird, mit dem gleichen Signal vom Steuer- und Regelgerät 38 angesteuert, mit dem auch der Antriebsmotor 16 der elektrischen Kraftstoffpumpe 14 angesteuert wird. Üblicherweise wird der Antriebsmotor 16 der elektrischen Kraftstof pumpe 14 durch ein pulsweitenmoduliertes Signal angesteuert. Ein solches Signal kann auch für die Ansteuerung der elektromagnetischen Steuereinheit 36 verwendet werden. In diesem Falle kann auf eine vollkommen separate Steuerleitung vom Steuer- und Regelgerät 38 zur elektromagnetischen Steuereinheit 36 verzichtet werden. Bei dem Druckentlastungsventil 34 kann, was aus der Figur nicht hervorgeht, ein federbelastetes Ventilglied mit einem elektromagnetisch geschalteten Ventilglied in Reihe geschaltet sein.
Wie aus den Figuren 5 und 6 ersichtlich ist, ist die elektromagnetische Steuereinheit 36 so ausgelegt, dass das Druckentlastungsventil 34 bei einem Tastverhältnis PEKP zwischen 0 und 20% geöffnet ist, wohingegen es bei einem Tastverhältnis oberhalb von 20%, also bei einer relativ hohen Förderleistung der elektrischen Kraftstoffpumpe 14, geschlossen ist (Schaltzustand VS in Figur 5) . Hierdurch wird erreicht, dass beispielsweise in einem Schubbetrieb der Brennkraftmaschine 11 die Regelung eines Systemdrucks bei einem Druck möglich ist, der unterhalb des Druckes liegt, der nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine 11 maximal im System gehalten werden kann.
In Figur 7 ist ein drittes Ausführungsbeispiel einer Brennkraftmaschine 11 dargestellt. Auch hier tragen solche Elemente und Bereiche, welche äquivalente Funktionen zu Elementen und Bereichen der vorhergehenden
Ausführungsbeispiele aufweisen, die gleichen Bezugszeichen, Sie sind nicht nochmals im Detail erläutert.
Bei dem in Figur 7 dargestellten Kraftstoffsystem 10 ist eine elektromagnetische Steuereinheit des Druckentlastungsventils 34 nicht vorhanden. Stattdessen wird das Druckentlastungsventil 34 hydraulisch gesteuert. Hierzu ist das Druckentlastungsventil 34 folgendermaßen aufgebaut :
Innerhalb eines Gehäuses 44 ist ein topfförmiger Kolben 46 beweglich aufgenommen. Er ist gegenüber dem Gehäuse 44 über einen Dichtring 48 abgedichtet. Zwischen einem Boden 50 des Kolbens 46 und dem Gehäuse 44 ist eine Feder 52 verspannt. In der dem Boden 50 des Kolbens 46 gegenüberliegenden Stirnseite 54 des Gehäuses 44 ist ein ringförmiger und zum Boden 50 des Kolbens 46 weisender Kragen 56 ausgebildet, der einen Dichtsitz für den Boden 50 des Kolbens 46 bildet. Innerhalb des Kragens 56 ist im Gehäuse 44 eine Bohrung 58 vorhanden, welche über eine Leitung 60 mit dem stromaufwärts vom Rückschlagventil 18 gelegenen Bereich der Kraftstoffleitung 21 verbunden ist. In der Leitung 60 ist eine Strömungsdrossel 62 angeordnet. In einer Umfangswand 64 des Gehäuses 44 ist ebenfalls eine Öffnung 66 vorhanden, welche über eine Leitung 68 mit dem stromabwärts vom Rückschlagventil 18 gelegenen Bereich (Versorgungsdruckbereich 28) der Kraftstoffleitung 21 kommuniziert .
Das hydraulisch gesteuerte Entlastungsventil 34 arbeitet folgendermaßen: Durch den ringförmigen Dichtsitz 56 sind auf der Außenseite des Bodens 50 des Kolbens 46 zwei zueinander konzentrische und in der gleichen Richtung wirkende Druckflächen vorhanden: Zum einen eine radial außerhalb des Kragens 56 liegende Druckfläche 70, und zum anderen eine radial vom Kragen 56 innenliegende Druckfläche 72. Es wird nun der Fall angenommen, dass die
Brennkraftmaschine zunächst ausgeschaltet ist und im gesamten Kraftstoffsystem 10 Umgebungsdruck herrscht. Somit liegt auch an den Druckflächen 70 und 72 und an einer inneren Druckfläche 74 jeweils Umgebungsdruck an. Der Kolben 46 wird daher von der Feder 52 gegen den Kragen 56 gedrückt .
Wird nun die Brennkraftmaschine 11 eingeschaltet, beginnt auch die elektrische Kraftstoffpumpe 14 zu fördern. Hierdurch steigt der Druck PEKP (vergleiche Figur 8) stromaufwärts des Rückschlagventils 18 und auch der Druck PVD (vergleiche Figur 9) stromabwärts vom Rückschlagventil 18. Entsprechend steigen auch die an den Druckflächen 70 und 72 anliegenden Drücke. Die Steifigkeit der Feder 52 und die Flächenverhältnisse der Druckflächen 70 und 72 sind so aufeinander abgestimmt, dass bei Erreichen eines Drucks von PEKP und PVD von ungefähr 2 bar der Boden 50 des Kolbens 46 vom Kragen 56 abhebt.
Somit kann Kraftstoff von dem stromabwärts vom Rückschlagventil 18 gelegenen Bereich 28 der Kraftstoffleitung 21 über das Druckentlastungsventil 34 in den stromaufwärts vom Rückschlagventil 18 gelegenen Bereich abströmen. Durch die Drossel 62 wird dabei sichergestellt, dass eine maximale Strömungsrate nicht überschritten wird. Das Abheben des Kolbens 46 vom Dichtsitz 56 ist in Figur 10 durch den Wechsel des Schaltzustandes VS des Druckentlastungsventils 34 von "zu" auf "auf" gekennzeichnet. Eine weitere Druckerhöhung über das Niveau von 2 bar hinaus wird durch eine entsprechende Ansteuerung des Antriebsmotors 16 der elektrischen Kraftstoffpumpe 14 bewirkt. Dabei wird ein höherer Druck dann eingestellt, wenn eine hohe Last von der Brennkraftmaschine gefordert wird, wenn also vergleichsweise große Kraftstoffmengen von den Injektoren 24 in die Saugrohre 26 eingespritzt werden sollen. Der bei hoher Last maximal erzielbare Betriebsdruck kann dabei bis zu 6 bar betragen. Unter bestimmten Umständen wird jedoch von den Injektoren 24 kein Kraftstoff in die Saugrohre 26 eingespritzt. Dies ist zum einen dann der Fall, wenn die Brennkraftmaschine 11 ausgeschaltet ist, kann aber auch der Fall sein, wenn die Brennkraftmaschine 11 zwar an sich in Betrieb ist, sie aber in einem Schubbetrieb arbeitet. Um Kraftstoff zu sparen, wird bei modernen Brennkraftmaschinen 11 in diesem Fall die Einspritzung von Kraftstoff durch die Injektoren 24 unterbrochen .
Um zu verhindern, dass während einer solchen "Betriebsruhe" der Injektoren 24 Kraftstoff ungewollt in die Saugrohre 26 gelangt, was bei der Rückkehr zum Normalbetrieb unter anderem zu Emissionsproblemen führen könnte, wird der Druck im Versorgungsdruckbereich 28 auf ein Druckniveau abgesenkt, welches unterhalb des im Normalbetrieb maximal auftretenden Betriebsdruckes liegt. Das während einer Betriebsruhe der Injektoren 24 im Versorgungsdruckbereich 28 herrschende Druckniveau wird dabei so gewählt, dass einerseits keine Dampfblasen im Versorgungsdruckbereich auftreten, dass andererseits aber auch keine oder zumindest keine wesentliche Leckage von Kraftstoff bei den Injektoren 24 auftritt.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird als optimaler Druck im Versorgungsdruckbereich 28 während einer Betriebsruhe der Injektoren 24 ein Druck von ungefähr 3 bar angesehen. Bei Beginn einer Betriebsruhe der Injektoren 24 wird der Antriebsmotor 16 der elektrischen Kraftstoffpumpe 14 vom Steuer- und Regelgerät 38 so angesteuert, dass dieser nur noch mit einer Drehzahl und einem Drehmoment arbeitet, bei dem so gut wie kein Kraftstoff mehr von der elektrischen Kraftstoffpumpe 14 gefördert wird. Der Druck PEKP in der Kraftstoffleitung 21 stromaufwärts vom Rückschlagventil 18 sinkt somit sehr schnell auf Umgebungsdruck ab (vergleiche Figur 8). Auch der Druck PVD in der Kraftstoffleitung 21 stromabwärts vom Rückschlagventil 18 sinkt auf Grund der bestehenden Rücklaufverbindung über das Druckentlastungsventil 34 ab (vergleiche Figur 9) .
Da nun jedoch an der radial inneren Druckfläche 72 des Kolbens 46 nur noch Umgebungsdruck anliegt, wird der Kolben 46 von der Feder 52 bereits bei einem Druck von ungefähr 3 bar wieder in Anlage an den Dichtsitz 56 gebracht. Somit kann der Druck in der Versorgungsdruck-Kraftstoffleitung 21 stromabwärts vom Rückschlagventil 18 nicht unter einen Druck von ungefähr 3 bar absinken (vergleiche Figur 9) . Der Vollständigkeit halber sei angemerkt, dass dann, wenn eine Betriebsruhe der Injektoren 24 eintritt, wenn in der Versorgungsdruck-Kraftstoffleitung 21 ein Druck PVD unterhalb von 3 bar herrscht, das Druckentlastungsventil 34 sofort schließt, so dass der zum Zeitpunkt des Eintritts der Betriebsruhe der Injektoren 24 herrschende Druck PVD in der Versorgungsdruck-Kraftstoffleitung 21 stromabwärts vom Rückschlagventil 18 gehalten wird. Dies bedeutet, dass der minimale Systemdruck PVD 2 bar beträgt. Er kann also unterhalb des Schließdrucks von 3 bar liegen (der Öffnungsdruck des Druckentlastungsventils 34 liegt im vorliegenden Ausführungsbeispiel bei 2 bar, sein Schließdruck bei 3 bar) .
In Figur 11 ist ein viertes Ausführungsbeispiel eines KraftstoffSystems 10 dargestellt. Auch bei Figur 11 gilt, dass solche Elemente und Bereiche, welche äquivalente
Funktionen zu Elementen und Bereichen der vorhergehenden Ausführungsbeispiele aufweisen, die gleichen Bezugszeichen tragen und üblicherweise nicht nochmals im Detail erläutert sind. Bei dem in Figur 11 dargestellten Kraftstoffsystem 10 ist wieder ein elektrisch schaltbares Druckentlastungsventil 34 vorhanden. Die elektromagnetische Steuereinheit 36 ist allerdings mit einem Induktionsschalter 76 verbunden. Dieser ist so angeordnet, dass er vom elektromagnetischen Feld 78 des Antriebsmotors 16 der elektrischen Kraftstoffpumpe 14 beeinflusst werden kann. Auf diese Weise kann eine Betätigung des Druckentlastungsventils 34 erreicht werden, ohne dass eine aufwendige Verkabelung erforderlich ist. Bei dem Druckentlastungsventil 34 kann analog zu dem Ausführungsbeispiel von Figur 4 ein federbelastetes Ventilglied mit einem elektromagnetisch geschalteten Ventilglied in Reihe geschaltet sein.
Die entsprechenden Schaltstellungen und auch
Zwischenstellungen des Druckentlastungsventils 34 hängen allerdings vom Magnetfeld, also letztendlich vom aktuellen Drehmoment beziehungsweise der aktuellen Drehzahl des Antriebsmotors 16 der elektrischen Kraftstoffpumpe 14 ab. Die Abhängigkeit der Förderrate mQ der elektrischen
Kraftstoffpumpe 14 von der Drehzahl nP der elektrischen Kraftstoffpumpe 14 ist in Figur 12 aufgetragen. Man sieht, dass in einem ersten Drehzahlbereich links von der gestrichelten Linie keine oder zumindest keine wesentliche Förderung durch die elektrische Kraftstoffpumpe 14 erfolgt. Aus Figur 13 ist ersichtlich, dass in diesem ersten Drehzahlbereich, in dem die elektrische Kraftstoffpumpe 14 nicht oder nicht wesentlich fördert, das Druckentlastungsventil 34 geöffnet ist. Erst wenn die Drehzahl des Antriebsmotors 16 der elektrischen
Kraftstoffpumpe 14 einen Grenzwert nG überschreitet, schaltet das Druckentlastungsventil 34 in seine geschlossene Schaltstellung. Dabei versteht sich, dass bei geringer Drehzahl nP auch das entsprechende Magnetfeld des Antriebsmotors 16 nur schwach ausgebildet ist, was vom Induktionsschalter 76 erfasst wird.
Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass die oben beschriebenen KraftstoffSysteme auch als Vorfördersystem in einer Hochdruck-Kraftstoffanläge verwendet werden können, wie sie beispielsweise bei Kraftstoff-Direkteinspritzung verwendet wird.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (11), bei dem der Kraftstoff von einer elektrisch angetriebenen Kraftstoffpumpe (14) in einen Versorgungsdruckbereich (28) gefördert wird, welcher mit einer ansteuerbaren Ventileinrichtung (34) verbunden ist, und bei dem der Kraftstoff über mindestens einen Injektor (24) in mindestens einen Brennraum gelangt, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck in dem Versorgungsdruckbereich (28) während eines Zeitraums unmittelbar nach Beginn einer Betriebsruhe des Injektors (24) von der ansteuerbaren Ventileinrichtung (34) auf einen Druck eingestellt wird, welcher niedriger ist als ein maximaler Druck im Versorgungsdruckbereich (28) bei arbeitendem Injektor.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (34) den Druck in dem
Versorgungsdruckbereich (28) abhängig von einem Signal eines Drucksensors (30) einstellt, der den Druck in dem Versorgungsdruckbereich (28) erfasst.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck im Versorgungsdruckbereich
(28) nach einem bestimmten Zeitablauf in etwa auf Umgebungsdruck abgesenkt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebszustand der Ventileinrichtung (34) unmittelbar von einer Ansteuerleistung der elektrisch angetriebenen Kraftstoffpumpe (14) abhängt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebszustand der Ventileinrichtung (34) unmittelbar von der aktuellen Last der Brennkraftmaschine (11) abhängt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebszustand der Ventileinrichtung (34) unmittelbar vom Magnetfeld eines Antriebsmotors (16) der elektrisch angetriebenen Kraftstoffpumpe (14) beeinflusst wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebszustand der Ventileinrichtung (34) hydraulisch beeinflusst wird.
8. Computerprogramm, dadurch gekennzeichnet, dass es zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 programmiert und auf einem Speichermedium gespeichert ist.
9. Elektrisches Speichermedium für ein Steuergerät einer Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass auf ihm ein Computerprogramm nach Anspruch 8 abgespeichert ist.
10. Steuer- und/oder Regelgerät für eine
Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass es zur Anwendung in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 programmiert ist.
11. Brennkraftmaschine (11) mit einem KraftstoffSystem (10) mit einer elektrisch angetriebenen Kraftstoffpumpe (14), welche auslassseitig mit einem
Versorgungsdruckbereich (28) verbunden ist, mit einer Ventileinrichtung (34) , welche den Druck in dem Versorgungsdruckbereich (28) beeinflusst, und mit mindestens einem Injektor (24), über den der Kraftstoff in mindestens einen Brennraum gelangt, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Steuer- und/oder Regelgerät (38) nach Anspruch 10 umfasst.
12. Brennkraftmaschine (11) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Drucksensor (30) umfasst, der zusammen mit der Ventileinrichtung (34) Teil eines geschlossenen Regelkreises ist.
13. Brennkraftmaschine (11) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (34) eine Schalteinrichtung (76) aufweist, welche durch das Magnetfeld des Antriebsmotors (16) der elektrisch angetriebenen Kraftstoffpumpe (14) beeinflusst wird.
14. Brennkraftmaschine (11) mit einem Kraftstoffsystem (10) mit einer elektrisch angetriebenen Kraftstoffpumpe (14), welche auslassseitig mit einem
Versorgungsdruckbereich (28) verbunden ist, mit einer Ventileinrichtung (34), welche den Druck in dem Versorgungsdruckbereich (28) beeinflusst, und mit mindestens einem Injektor (24), über den der Kraftstoff in mindestens einen Brennraum gelangt, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (34) hydraulisch gesteuert wird.
15. Brennkraftmaschine (11) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung ein Druckentlastungsventil (34) mit einem federbeaufschlagten Kolben (46) mit mindestens zwei separaten und gleichwirkenden Druckflächen (70, 72) umfasst, dass zwischen Versorgungsdruckbereich (28) und Kraftstoffpumpe (14) ein Rückschlagventil (18) vorhanden ist, und dass an einer Druckfläche (72) der Förderdruck der Kraftstoffpumpe (14) und an der anderen Druckfläche (70) der Druck im Versorgungsdruckbereich (28) anliegt.
PCT/DE2003/004226 2003-01-08 2003-12-20 Verfahren, computerprogramm und steuer- und/oder regelgerät zum betreiben einer brennkraftmaschine, sowie brennkraftmaschine WO2004063546A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2003100178 DE10300178A1 (de) 2003-01-08 2003-01-08 Verfahren, Computerprogramm und Steuer- und/oder Regelgerät zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, sowie Brennkraftmaschine
DE10300178.6 2003-01-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2004063546A1 true WO2004063546A1 (de) 2004-07-29

Family

ID=32519646

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2003/004226 WO2004063546A1 (de) 2003-01-08 2003-12-20 Verfahren, computerprogramm und steuer- und/oder regelgerät zum betreiben einer brennkraftmaschine, sowie brennkraftmaschine

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE10300178A1 (de)
WO (1) WO2004063546A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005121536A1 (en) * 2004-06-10 2005-12-22 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method and apparatus for controlling fuel injection in internal combustion engine
WO2013076564A3 (en) * 2011-11-25 2013-07-18 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control apparatus for internal combustion engine and control method of internal combustion engine

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4380518B2 (ja) 2004-12-08 2009-12-09 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
ITBO20040801A1 (it) * 2004-12-23 2005-03-23 Magneti Marelli Powertrain Spa Metodo per la gestione della modalita' "stop and start" in un autoveicolo provvisto di un motore a combustione interna.

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996019659A1 (de) * 1994-12-20 1996-06-27 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur reduzierung des kraftstoffdruckes in einer kraftstoffeinspritzeinrichtung
DE19539885A1 (de) 1995-05-26 1996-11-28 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffversorgungsanlage und Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE19623150A1 (de) * 1995-06-09 1996-12-12 Nippon Denso Co Kraftstoffzuführsystem für Verbrennungsmotoren
EP0886058A2 (de) * 1997-06-19 1998-12-23 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Brennstoffdrucksteuervorrichtung für ein Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine
US20010009149A1 (en) * 2000-01-25 2001-07-26 Yasuo Hirata Fuel supply amount controller for internal combustion engine

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996019659A1 (de) * 1994-12-20 1996-06-27 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur reduzierung des kraftstoffdruckes in einer kraftstoffeinspritzeinrichtung
DE19539885A1 (de) 1995-05-26 1996-11-28 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffversorgungsanlage und Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE19623150A1 (de) * 1995-06-09 1996-12-12 Nippon Denso Co Kraftstoffzuführsystem für Verbrennungsmotoren
EP0886058A2 (de) * 1997-06-19 1998-12-23 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Brennstoffdrucksteuervorrichtung für ein Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine
US20010009149A1 (en) * 2000-01-25 2001-07-26 Yasuo Hirata Fuel supply amount controller for internal combustion engine

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005121536A1 (en) * 2004-06-10 2005-12-22 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method and apparatus for controlling fuel injection in internal combustion engine
US7082927B2 (en) 2004-06-10 2006-08-01 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method and apparatus for controlling fuel injection in internal combustion engine
WO2013076564A3 (en) * 2011-11-25 2013-07-18 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control apparatus for internal combustion engine and control method of internal combustion engine

Also Published As

Publication number Publication date
DE10300178A1 (de) 2004-07-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0966605B1 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für brennkraftmaschinen
EP1360406B1 (de) Kraftstoffsystem, verfahren zum betreiben des kraftstoff-systems, computerprogramm sowie steuer- und/oder regelgerät zur steuerung des kraftstoffsystems
DE102004009792B3 (de) Kraftstoffzuführeinrichtung zur Versorgung der Injektoren an Brennräumen einer Brennkraftmaschine mit Kraftstoff
DE19742180C2 (de) Einspritzsystem für eine Brennkraftmaschine und Verfahren zum Regeln eines Einspritzsystems
DE19539885A1 (de) Kraftstoffversorgungsanlage und Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE102010063586B4 (de) Kraftstoffdrucksteuergerät
EP1306548B1 (de) Kraftstoffeinspritzanlage mit verbesserter Fördermengenregelung
DE19539883A1 (de) Kraftstoffversorgungsanlage und Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE102009002827A1 (de) Kraftstoffzufuhrvorrichtung
EP1348072B1 (de) Verfahren, computerprogram und steuer- und/oder regelgerät zum betreiben einer brennkraftmaschine sowie brennkraftmaschine
DE102014004976A1 (de) Dual-Brennstoff-Common-Rail mit transienter Drucksteuerung und diese verwendender Motor
DE60022233T2 (de) Einrichtung zur Brennstoffdrucksteuerung
WO2014060292A1 (de) Verfahren zum betreiben eines kraftstoffeinspritzsystems mit einer kraftstofffilterheizung und kraftstoffeinspritzsystem
DE102004017256A1 (de) Druckspeicher-Kraftstoffeinspritzsystem geeignet zum Vermeiden eines abnormal hohen Drucks
EP1316718A2 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE10355411B3 (de) Einspritzanlage und Einspritzverfahren für eine Brennkraftmaschine
EP1339961B1 (de) Verfahren, computerprogramm und steuer- und/oder regelgerät zum betreiben einer brennkraftmaschine
DE102005028931B4 (de) Kraftstoffversorgungssystem für einen Verbrennungsmotor
EP1241347B1 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen
WO2004063546A1 (de) Verfahren, computerprogramm und steuer- und/oder regelgerät zum betreiben einer brennkraftmaschine, sowie brennkraftmaschine
DE102009036364A1 (de) Akkumulatorkraftstoffeinspritzungssystem
EP1124055B1 (de) Kraftstoffversorgungsanlage für eine Brennkraftmaschine
DE102007059851A1 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE102010004215B4 (de) Vorrichtung zur Verhinderung des Absterbens des Motors bei einem mit einem Dieseleinspritzsystem ausgestatteten Fahrzeug
EP1262659B1 (de) Kraftstoffsystem für eine Brennkraftmaschine

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): JP US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LU MC NL PT RO SE SI SK TR

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
122 Ep: pct application non-entry in european phase
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Country of ref document: JP