DE19913477B4

DE19913477B4 - Verfahren zum Betreiben einer Kraftstoffzuführeinrichtung einer Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE19913477B4
Application number: DE19913477A
Authority: DE
Inventors: Helmut Rembold; Dirk Mentgen; Uwe Mueller
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1999-03-25
Filing date: 1999-03-25
Publication date: 2004-08-26
Anticipated expiration: 2019-03-26
Also published as: JP2000282913A; IT1316797B1; DE19913477A1; ITMI20000470A1; ITMI20000470A0

Abstract

Verfahren zum Betreiben einer Kraftstoffzuführeinrichtung (10) einer Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs, bei dem die der Brennkraftmaschine zugeführte Kraftstoffmenge mittels eines Mengensteuerventils (15) und einer nachgeordneten Hochdruckpumpe (16) gesteuert und/oder geregelt wird, wobei. die Hochdruckpumpe (16) in einen Druckspeicher (18) fördert, dadurch gekennzeichnet, dass das Mengensteuerventil (15) in Abhängigkeit von der Batteriespannung (U_Batt), mit der das Mengensteuerventil (15) mit einer Ansteuerdauer (t_a) beaufschlagt ist, und/oder in Abhängigkeit von einem Spulenwiderstand des Mengensteuerventils (15) beeinflußt wird, indem die Ansteuerdauer (t_a) um einen Betrag Δt vergrößert wird, wenn bei stromlosem Mengensteuerventil (15) der Druck in dem Druckspeicher (18) wesentlich absinkt, und die Ansteuerdauer (t_a) um einen Betrag Δt verringert wird, wenn der auf das Mengensteuerventil (15) einwirkende Strom einen vorgegebenen Maximalwert übersteigt.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Kraftstoffzuführeinrichtung einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Steuergerät nach dem Oberbegriff des nebengeordneten Anspruchs 10 und eine Kraftstoffzuführeinrichtung nach dem Oberbegriff des nebengeordneten Anspruchs 11.

Ein derartiges Verfahren, wie auch ein derartiges Steuergerät und eine derartige Kraftstoffzuführeinrichtung sind aus der DE 689 22 746 T3 bekannt. Dort ist das Mengensteuerventil im stromlosen Zustand geöffnet. Wird das Mengensteuerventil angesteuert, so wird es geschlossen und die Hochdruckpumpe fördert Kraftstoff für die nachfolgende Einspritzung desselben in die Brennräume der Brennkraftmaschine.

Aus der DE 36 16 356 A1 ist ein Verfahren zur Ansteuerung eines Einspritzventils bekannt bei dem die Magnetspule des Einspritzventils derart pulsierend an eine Betriebsspannung angelegt, dass während eines ersten Zeitabschnitts ein zum Öffnen ausreichender Strom fließt und im Anschluß daran ein zum Offenhalten des Ventils aureichender Strom fließt. Bei diesem Verfahren wird der erste Zeitabschnitt beendet, wenn der Strom einen nach einer vorgegebenen Funktion von der Batteriespannung abhängigen Spitzenwert erreicht hat. Dadurch kann der Einfluss der Betriebsspannung auf die Einspritzmenge kompensiert werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art, wie auch ein Steuergerät und eine Kraftstoffzuführeinrichtung der jeweils eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass eine möglichst genaue Zumessung der erwünschten Kraftstoffmenge in die Brennräume der Brennkraftmaschine möglich ist.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art durch die kennzeichenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Bei einem Steuergerät oder einer Kraftstoffzuführeinrichtung der eingangs genannten Art wird die Aufgabe durch die kennzeichenden Merkmale der nebengeordneten Ansprüche 10 und 11 gelöst.

Der Schließzeitpunkt des Mengensteuerventils stellt im Wesentlichen denjenigen Zeitpunkt dar, ab dem Kraftstoff von der Hochdruckpumpe zu den Einspritzdüsen und damit zu den Brennräumen der Brennkraftmaschine gefördert wird. Durch den Schließzeitpunkt des Mengensteuerventils wird auch die den Brennräumen und damit der Brennkraftmaschine zugeführte Kraftstoffmenge beeinflusst. Der Schließzeitpunkt des Mengensteuerventils selbst ist von einer Mehrzahl von Größen abhängig. So wird der Schließzeitpunkt eher erreicht, wenn die Batteriespannung, an der das Mengensteuerventil anliegt, groß ist. Ebenfalls bestehen Abhängigkeiten des Schließzeitpunkts von dem Spulenwiderstand des Mengensteuerventils, da dieser den Strom durch das Mengensteuerventil bestimmt. Erfindungsgemäß werden diese Abhängigkeiten bei der Ansteuerung des Mengensteuerventils berücksichtigt. So wird bei der Erfindung die Abhängigkeit des Mengensteuerventils von der Batteriespannung und/oder von dem Spulenwiderstand bei der Ermittlung und daraus resultierenden Ansteuerung des Mengensteuerventils zugrunde gelegt. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die über das Mengensteuerventil beeinflusste, der Brennkraftmaschine zugeführte Kraftstoffmenge auch bei unterschiedlichen Batteriespannungen und/oder bei unterschiedlichen Spulenwiderständen immer dem erwünschten Wert entspricht. Die Genauigkeit der Kraftstoffzumessung wird damit verbessert, was gleichbedeutend ist mit einer Verminderung des Kraftstoffverbrauchs, wie auch mit einer Verminderung von ausgestoßenen Schadstoffen.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird der Spulenwiderstand aus einer Spulentemperatur des Mengensteuerventils ermittelt. Es ist damit erfindungsgemäß nicht erforderlich, den Spulenwiderstand direkt zu messen. Stattdessen reicht es aus, die Spulentemperatur zu erfassen. Aus dieser Spulentemperatur kann auf den Spulenwiderstand geschlossen werden. Die Spulentemperatur des Mengesteuerventils wiederum kann in besonders vorteilhafter Weise aus der Kühlwassertemperatur der Brennkraftmaschine und/oder aus der Ansauglufttemperatur der Brennkraftmaschine ermittelt werden.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das Mengensteuerventil in Abhängigkeit von dem von der Hochdruckpumpe erzeugten Ist-Druck beeinflusst. Auf diese Weise wird durch die Erfindung berücksichtigt, dass das Schließen des Mengensteuerventils und damit der Schließzeitpunkt des Mengensteuerventils abhängig ist von dem von der Hochdruckpumpe erzeugten Ist-Druck. Dieser Ist-Druck wirkt auf das Mengensteuerventil in dem Sinne ein, dass er den Schließvorgang des Mengensteuerventils unterstützt. Durch die Berücksichtigung dieses Ist-Drucks wird die Genauigkeit der Kraftstoffzumessung mit den bereits erläuterten Vorteilen weiter verbessert.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das Mengensteuerventil in Abhängigkeit von der Drehzahl der Brennkraftmaschine beeinflusst. Insbesondere bei Verwendung einer mechanischen Hochdruckpumpe, die mit der Brennkraftmaschine gekoppelt ist, hat die Drehzahl der Brennkraftmaschine einen direkten Einfluss auf die Hochdruckpumpe. Dies wird erfindungsgemäß dadurch berücksichtigt, dass die Drehzahl der Brennkraftmaschine bzw. der Hochdruckpumpe in die Ansteuerung des Mengensteuerventils eingeht. Auch durch diese Maßnahme wird die Genauigkeit der Zumessung von Kraftstoff zu den Brennräumen der Brennkraftmaschine weiter verbessert.

Von besonderer Bedeutung ist die Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Form eines Steuerelements, das für ein Steuergerät einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, vorgesehen ist. Dabei ist auf dem Steuerelement ein. Programm abgespeichert, das auf einem Rechengerät, insbesondere auf einem Mikroprozessor, ablauffähig und zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist. In diesem Fall wird also die Erfindung durch ein auf dem Steuerelement abgespeichertes Programm realisiert, so dass dieses mit dem Programm versehene Steuerelement in gleicher Weise die Erfindung darstellt wie das Verfahren, zu dessen Ausführung das Programm geeignet ist. Als Steuerelement kann insbesondere ein elektrisches Speichermedium zur Anwendung kommen, beispielsweise ein Read-Only-Memory.

Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in der Zeichnung.
1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Kraftstoffzuführeinrichtung für eine Brennkraftmaschine;
2 zeigt eine schematische Darstellung einer Hochdruckpumpe der Kraftstoffzuführeinrichtung der 1 in drei verschiedenen Betriebszuständen mit einem zugehörigen Zeitdiagramm;
3 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Betreiben der Kraftstoffzuführeinrichtung der 1;
4 zeigt schematische Zeitdiagramme von Signalverläufen der Kraftstoffzuführeinrichtung der 1; und
5 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines ergänzenden Verfahrens zu dem Verfahren der 3.
In der 1 ist eine Kraftstoffzuführeinrichtung 10 dargestellt, die zum Betreiben einer Brennkraftmaschine vorgesehen ist. Insbesondere ist die Kraftstoffzuführeinrichtung 10 zur Verwendung bei einer Brennkraftmaschine mit Benzin-Direkteinspritzung geeignet. Bei einer derartigen Brennkraftmaschine wird das Benzin in einem sogenannten Homogenbetrieb während der Ansaugphase und in einem sogenannten Schichtladungsbetrieb während der Verdichtungsphase direkt in die Brennräume der Brennkraftmaschine eingespritzt.
Die Kraftstoffzuführeinrichtung 10 weist eine elektrische Kraftstoffpumpe 11 auf, mit der der Kraftstoff aus einem Kraftstofftank 12 angesaugt und über ein Kraftstofffilter 13 weitergefördert wird. Die Kraftstoffpumpe 11 ist dazu geeignet, einen Niederdruck zu erzeugen. Zur Steuerung und/oder Regelung dieses Niederdrucks ist ein Niederdruckregler 14 vorgesehen, der mit dem Ausgang des Kraftstofffilters 13 verbunden ist, und über den Kraftstoff wieder zum Kraftstofftank 12 zurückgeführt werden kann.
An den Ausgang des Kraftstofffilters 13 ist des Weiteren die Serienschaltung aus einem Mengensteuerventil 15 und einer mechanischen Hochdruckpumpe 16 angeschlossen. Der Ausgang der Hochdruckpumpe 16 ist über ein Überdruckventil 17 an den Eingang des Mengensteuerventils 15 zurückgeführt.
Die Hochdruckpumpe 16 ist dazu vorgesehen, einen im Vergleich zu dem von der elektrischen Kraftstoffpumpe 11 erzeugten Niederdruck wesentlich höheren Hochdruck zu erzeugen. Zur Ableitung eines eventuell entstehenden Überdrucks ist das Überdruckventil 17 vorgesehen. Wie noch erläutert werden wird, ist das Mengensteuerventil 15 dazu geeignet, diejenige Menge Kraftstoff einzustellen, die mit der Hochdruckpumpe 16 gefördert werden soll.
Der Ausgang der Hochdruckpumpe 16 ist mit einem Druckspeicher 18 verbunden, an den eine Mehrzahl von Einspritzventilen 19 angeschlossen sind. Der Druckspeicher 18 wird häufig auch als Rail oder Common Rail bezeichnet. Des Weiteren ist an den Druckspeicher 18 ein Drucksensor 20 angeschlossen.
Die Einspritzventile 19 sind den Brennräumen der Brennkraftmaschine zugeordnet. Die in der 1 dargestellte Kraftstoffzuführeinrichtung 10 ist damit für eine vierzylindrige Brennkraftmaschine vorgesehen. Über die Einspritzventile 19 wird der Kraftstoff in die Brennräume eingespritzt. Die Kraftstoffmenge, die über die einzelnen Einspritzventile in die zugehörigen Brennkrafträume eingespritzt wird, wird über das Mengensteuerventil 15 eingestellt.
In der 2 ist das Mengensteuerventil 15 und die Hochdruckpumpe 16 detaillierter dargestellt. Das Mengensteuerventil 15 weist einen Elektromagneten 21 auf, mit dem ein Ventil 22 geöffnet und geschlossen werden kann. Die Hochdruckpumpe 16 weist einen Kolben 23 auf, der von einem Nocken 24 der Brennkraftmaschine betätigt wird. Des Weiteren ist die Hochdruckpumpe 16 mit einem Ventil 25 versehen.
Zwischen dem Ventil 22, dem Kolben 23 und dem Ventil 25 ist ein Förderraum 26 der Hochdruckpumpe 16 vorhanden.
Mit dem Ventil 22 kann der Förderraum 26 von einer Kraftstoffzufuhr durch die elektrische Kraftstoffpumpe 11 und damit von dem Niederdruck abgetrennt werden. Mit dem Ventil 25 kann der Förderraum 26 von dem Druckspeicher 18 und damit von dem Hochdruck abgetrennt werden. Im Ausgangszustand, wie er in der 2, links dargestellt ist, ist das Ventil 22 geöffnet und das Ventil 25 geschlossen. Das geöffnete Ventil 22 entspricht dem stromlosen Zustand des Elektromagneten 21. Das geschlossene Ventil 25 wird durch eine entsprechende Feder oder dergleichen erreicht.
In der linken Darstellung der 2 ist der Saughub der Hochdruckpumpe 16 dargestellt. Bei einer Drehbewegung des Nockens 24 in Richtung des Pfeils 27 bewegt sich der Kolben 23 in Richtung des Pfeils 28. Aufgrund des geöffneten Ventils 22 wird damit Kraftstoff, der von der elektrischen Kraftstoffpumpe 11 gefördert worden ist, in den Förderraum 26 angesaugt.
In der mittleren Darstellung der 2 ist der Förderhub der Hochdruckpumpe 16 gezeigt, wobei jedoch der Elektromagnet 21 noch stromlos und damit das Ventil 22 noch geöffnet ist. Aufgrund der Drehbewegung des Nockens 24 bewegt sich der Kolben 23 in Richtung des Pfeils 29. Aufgrund des geöffneten Ventils 22 wird damit Kraftstoff aus dem Förderraum 26 zurück in Richtung zu der elektrischen Kraftstoffpumpe 11 gefördert. Dieser Kraftstoff gelangt dann über den Niederdruckregler 14 zurück in den Kraftstofftank 12.
In der rechten Darstellung der 2 ist – wie in der mittleren Darstellung – weiterhin der Förderhub der Hochdruckpumpe 16 gezeigt. Im Unterschied zu der mittleren Darstellung ist jedoch nunmehr in der rechten Darstellung der Elektromagnet 21 erregt und damit das Ventil 22 geschlossen. Dies hat zur Folge, dass nunmehr der von dem Nocken 24 in Richtung des Pfeils 29 bewegte Kolben 23 einen Druck in dem Förderraum 26 aufbaut. Durch diesen Druck wird das Ventil 25 gegen die Kraft der erwähnten Feder geöffnet.
Damit wird Kraftstoff von dem Kolben 23 aus dem Förderraum 26 in Richtung zu dem Druckspeicher 18 und damit in Richtung zu den Einspritzventilen 19 gefördert.
Die Menge des zu dem Druckspeicher 18 geförderten Kraftstoffs hängt davon ab, wann das Ventil 22 in seinen geschlossenen Zustand übergeht. Je früher das Ventil 22 geschlossen wird, desto mehr Kraftstoff wird über das Ventil 25 in den Druckspeicher 18 gefördert. Dies ist in der 2 durch einen mit einem Pfeil gekennzeichneten Bereich B dargestellt.
Sobald bei der rechten Darstellung der 2 der Kolben 23 seinen maximalen Kolbenhub erreicht hat, kann von dem Kolben 23 kein weiterer Kraftstoff über das Ventil 25 in den Druckspeicher 18 gefördert werden. Aufgrund der bereits erwähnten Feder wird das Ventil 25 wieder geschlossen. Des Weiteren wird der Elektromagnet 21 wieder stromlos gesteuert, so dass das Ventil 22 wieder öffnet. Daraufhin kann der sich nunmehr entsprechend der linken Darstellung der 2 in Richtung des Pfeils 28 bewegende Kolben 23 wieder Kraftstoff der elektrischen Kraftstoffpumpe 11 in den Förderraum 26 ansaugen.
In der 3 ist ein Verfahren zum Betreiben der Kraftstoffzuführeinrichtung 10 der 1 dargestellt. Insbesondere ist das Verfahren der 3 dazu vorgesehen, das Mengensteuerventil 15 zu beeinflussen.
Das Verfahren der 3 wird von einem nicht näher dargestellten Steuergerät ausgeführt. Das Steuergerät weist insbesondere einen Mikroprozessor auf, der zur Verarbeitung von Programmen geeignet ist. Die in der 3 dargestellten Blöcke sind als derartige Programme oder Programmmodule realisiert. Die Programme können auf einem elektronischen Speicher, insbesondere auf einem Read-Only- Memory abgespeichert sein.
In der 3 ist ein Kennfeld 30 dargestellt, dem als Eingangssignale die Drehzahl der Brennkraftmaschine N und die an der Brennkraftmaschine anliegende Last L zugeführt sind. In Abhängigkeit von der Drehzahl N und der Last L erzeugt das Kennfeld 30 ein Ausgangssignal, das einem erwünschten Solldruck P_soll in dem Druckspeicher 18 entspricht. Dieser Solldruck P_soll wird mit einem tatsächlichen Istdruck P_ist an einer Vergleichsstelle 31 verglichen. Der Istdruck P_ist wird dabei von dem Drucksensor 20 gemessen.
Die Differenz des Solldrucks P_soll und des Istdrucks P_ist ist einer Förderbeginnregelung 32 zugeführt. Bei der Förderbeginnregelung 32 kann es sich um einen üblichen Regler handeln, bspw. um einen PI- oder PID-Regler.
Das Ausgangssignal der Förderbeginnregelung 32 ist einer Steuerung 33 zugeführt, mit der der Elektromagnet 21 des Mengensteuerventils 15 angesteuert und damit das Ventil 22 der Hochdruckpumpe 16 beeinflusst wird. Die Steuerung 33 ist dazu vorgesehen, den Übergang des Elektromagneten 21 von seinem stromlosen in seinen erregten Zustand und damit den Schließzeitpunkt des Ventils 22 zu bestimmen. Mit Hilfe der Steuerung 33 ist es damit möglich, den im Zusammenhang mit der 2 erläuterten Bereich B zu realisieren. Mit der Steuerung 33 kann somit der Schließzeitpunkt und damit die Menge des zu dem Druckspeicher 18 geförderten Kraftstoffs im Sinne des Bereichs B verändert werden.
Die Steuerung 33 ist von einer Mehrzahl von Eingangssignalen abhängig. So wird der Schließzeitpunkt des Ventils 22 in Abhängigkeit von einer Batteriespannung U_Batt verändert, wobei diese Batteriespannung U_Batt zur Energieversorgung unter anderem des Elektromagneten 21 des Mengensteuerventils 15 sowie der elektromagnetischen Einspritzventile 19 dient. Ebenfalls ist der Schließzeitpunkt des Ventils 22 abhängig von der Kühlwassertemperatur TK der Brennkraftmaschine sowie von der Ansauglufttemperatur TA der Brennkraftmaschine. Aus diesen Temperaturen kann die Steuerung 33 die Spulentemperatur und damit den Spulenwiderstand des Elektromagneten 21 ableiten. Dieser Spulenwiderstand wird von der Steuerung 33 bei der Ermittlung des Schließzeitpunkts des Ventils 22 und damit des Übergangs des Elektromagneten 21 von seinem stromlosen in seinen erregten Zustand berücksichtigt. Ebenfalls ist die Steuerung 33 und damit der Schließzeitpunkt des Ventils 22 abhängig von der Drehzahl N der Brennkraftmaschine. Diese Drehzahl N entspricht unmittelbar oder mittelbar der Drehzahl der Hochdruckpumpe 16. Des Weiteren wird der Schließzeitpunkt des Ventils 22 von der Steuerung 33 in Abhängigkeit von dem tatsächlichen Istdruck P_ist ermittelt. Eine weitere Abhängigkeit des Schließzeitpunkts des Ventils 22 und damit der dem Druckspeicher 18 zugeführten Kraftstoffmenge wird von der Steuerung 33 im Hinblick auf die Stellung des Nockens 24 berücksichtigt. Aus der Stellung des Nockens 24 leitet die Steuerung 33 ein Maß für die Geschwindigkeit des Kolbens 23 ab, die in die Ermittlung des Zeitpunktes für die Ansteuerung des Magnetventils 21 und damit in die Ermittlung des Schließzeitpunkts des Ventils 22 eingeht.
Als Ausgangssignal erzeugt die Steuerung 33 ein Schließzeitpunktsignal mit Ansteuerdauer t_a, mit dem der Elektromagnet 21 des Mengensteuerventils 15 angesteuert und von seinem stromlosen in seinen erregten Zustand und zurück bewegt wird. Dadurch bestimmt das Schließzeitpunktsignal den Schließzeitpunkt des Ventils 22.
In der 4 ist die Ansteuerdauer t_a für das Schließzeitpunktsignal t_a in dem obersten Diagramm dargestellt. Während derjenigen Zeitdauer, in der das Schließzeitpunktsignal t_a eine Spannung aufweist, ist der Elektromagnet 21 erregt und das Ventil 22 wird geschlossen. Diese Ansteuerdauer t_a erstreckt sich von dem Zeitpunkt t₁ bis zu dem Zeitpunkt t₂. Nach dem Schließen wird somit Kraftstoff aus dem Förderraum 26 der Hochdruckpumpe 16 in den Druckspeicher 18 gefördert.
Weist das Schließzeitpunktsignal eine Spannung auf, so hat dies – wie bereits erläutert wurde – zur Folge, dass das Ventil 22 geschlossen wird. Dies ist in dem zweiten Diagramm der 4 dargestellt. Das Ventil erreicht dabei seinen geschlossenen Zustand in einem Zeitpunkt t₃, der vor dem Zeitpunkt t₂ liegt.
In dem dritten Diagramm der 4 ist der Strom durch den Elektromagneten 21 aufgetragen. Aus diesem Diagramm ist ersichtlich, dass der Strom, ausgehend vom Zeitpunkt t₁ bis zum Zeitpunkt t₃ im Wesentlichen gleichmäßig ansteigt. Aufgrund des Anschlags des Ventils 22 in seinem geschlossenen Zustand steigt der Strom zwischen den Zeitpunkten t₃ und t₂ nochmals steiler an. Nach dem Zeitpunkt t₂, also nachdem das Schließzeitpunktsignal keine Spannung mehr aufweist, fällt der Strom auf 0 ab.
Im untersten Diagramm der 4 ist der Druckverlauf in dem Förderraum 26 der Hochdruckpumpe 16 dargestellt. Anfangs herrscht in dem Förderraum 26 der von der elektrischen Kraftstoffpumpe 11 erzeugte Niederdruck ND. Aufgrund des sich schließenden Ventils 22 und der Bewegung des Kolbens 23 in Richtung des Pfeils 29 entsprechend der rechten Darstellung der 2 steigt der Druck in dem Förderraum 26 langsam an. Dies hat zur Folge – wie bereits erläutert wurde – dass sich das Ventil 25 öffnet. Damit herrscht im Zeitpunkt t₃, also bei geschlossenem Ventil 22, der von der Hochdruckpumpe 16 erzeugte Hochdruck HD in dem Förderraum 26 der Hochdruckpumpe 16. Dieser Hochdruck HD fällt nach Beendigung des Förderhubs im Zeitpunkt t₄ wieder ab.
Es ist möglich, dass das Ventil 22 aufgrund einer Verschmutzung oder aus einem sonstigen Grund schwergängig ist und damit keine normale Bewegung von seinem offenen in seinen geschlossenen Zustand ausführt. Dies kann zur Folge haben, dass das Ventil 22 im Zeitpunkt t₃ nicht geschlossen ist. Damit ist der von der Steuerung 33 ermittelte Schließzeitpunkt für das Ventil 22 und die daraus resultierende, dem Druckspeicher 18 zugeführte Menge an Kraftstoff nicht mehr korrekt.
Eine derartige Fehlfunktion des Ventils 22 kann bspw. von der Steuerung 33 anhand des von dem Drucksensor 20 gemessenen tatsächlichen Istdrucks P_ist in dem Druckspeicher 18 festgestellt werden. An sich müsste dieser Istdruck P_ist in dem Druckspeicher 18 trotz erfolgter Einspritzungen aufgrund der von der Hochdruckpumpe 16 zugeführten Menge an Kraftstoff etwa konstant bleiben. Ist dies jedoch nicht der Fall, sinkt also der Druck in dem Druckspeicher 18 insbesondere nach einer Einspritzung wesentlich ab, so kann daraus auf eine Fehlfunktion des Ventils 22 geschlossen werden.
In diesem Fall kann bspw. von der Steuerung 33 das in der 5 dargestellte Verfahren zusätzlich durchgeführt werden. Mit dem in der 5 gezeigten Verfahren wird der Schließzeitpunkt des Ventils 22, also der Zeitpunkt t₂ in der 4 nach "später" verschoben. Damit wird der auf das Magnetventil 21 einwirkende Strom erhöht. Dies hat zur Folge, dass unter Umständen die vorhandene Schwergängigkeit des Ventils 22 durch den erhöhten Strom überwunden werden kann. Gleichzeitig ist bei dem Verfahren nach der 5 eine Überstromabschaltung integriert.
Das Verfahren nach der 5 geht von einem Schließzeitpunktsignal mit der Ansteuerdauer t_a = t_a0 aus, das bspw. auf die beschriebene Art und Weise von der Steuerung 33 ermittelt wird. Bei dieser Ansteuerdauer t_a kann auch noch ein vorgegebener Sicherheitszuschlag berücksichtigt sein. Bei der Ansteuerdauer t_a handelt es sich um einen vorgegebenen Startwert. Gemäß der 5 wird die Ansteuerdauer t_a in einem Block 34 definiert.
In einem nachfolgenden Block 35 wird geprüft, ob der Strom durch den Elektromagneten 21 einen vorgegebenen Maximalwert überschreitet. Ist dies der Fall, so wird ein Diagnosebit F auf "1" gesetzt. Ist dies nicht der Fall, so bleibt das Diagnosebit F auf "0".
Hat der Strom durch den Elektromagneten 21 den vorgegebenen Maximalwert nicht überschritten, ist also F = 0, so wird die Ansteuerdauer t_a in einem Block 36 vergrößert und damit der Zeitpunkt t₂ nach "später" verschoben. Dies wird mit Hilfe der Gleichung t_a = t_a + Δ_t durchgeführt. Danach wird das Verfahren erneut mit dem Block 35 fortgesetzt.
Wird in dem Block 35 jedoch festgestellt, dass der Strom durch das Magnetventil 21 den vorgegebenen Maximalwert überschritten hat, ist also das Diagnosebit F auf "1" gesetzt, so wird das Verfahren mit dem Block 37 fortgesetzt. In dem Block 37 wird die Ansteuerdauer t_a verkleinert und damit der Zeitpunkt t₂ nach "früher" verschoben. Dies wird mit Hilfe der Gleichung t_a : = t_a – Δt durchgeführt.
In einem dem Block 37 nachfolgenden Block 38 wird, überprüft, ob die Ansteuerdauer t_a einen vorgegebenen Minimalwert unterschritten hat. Dies wird mit Hilfe der Abfrage t_a ≤ t_amin durchgeführt. Der genannte Minimalwert t_amin entspricht einer minimalen Ansteuerdauer, die konstruktiv nicht unterschritten werden kann.
Wird die Abfrage des Blocks 38 mit "nein" beantwortet, ist also die Ansteuerdauer t_a nicht kleiner als der Minimalwert t_amin, so wird das Verfahren der 5 wieder mit dem Block 35 fortgesetzt. Hat jedoch die Ansteuerdauer t_a den Minimalwert t_amin unterschritten, ist also die Abfrage des Blocks 38 positiv, so wird mittels eines Blocks 39 ein Fehler registriert und ggf. gemeldet. Bei diesem Fehler handelt es sich dann um einen Kurzschluss am Ventil 22.
Durch den Block 35 ist die erwähnte Überstromabschaltung realisiert. Der Block 35 verhindert, dass der Strom durch den Elektromagneten 31 den vorgegebenen Maximalwert übersteigt. Gleichzeitig ist durch den Block 38 gewährleistet, dass der Elektromagnet 21 immer mit einem Schließzeitpunktsignal mit der Ansteuerdauer t_a angesteuert wird, die aus konstruktiver Sicht einen sinnvollen Wert darstellt.
Durch das Verfahren in 5 wird der Elektromagnet 21 immer mit dem maximalen Strom angesteuert, den das Steuergerät zur Verfügung stellen kann. Falls auch bei diesem Strom das Ventil 22 durch eine Schwergängigkeit nicht geschlossen werden kann, wird der Fehler durch den Druckabfall im Druckspeicher 18 festgestellt.

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Kraftstoffzuführeinrichtung (10) einer Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs, bei dem die der Brennkraftmaschine zugeführte Kraftstoffmenge mittels eines Mengensteuerventils (15) und einer nachgeordneten Hochdruckpumpe (16) gesteuert und/oder geregelt wird, wobei. die Hochdruckpumpe (16) in einen Druckspeicher (18) fördert, dadurch gekennzeichnet, dass das Mengensteuerventil (15) in Abhängigkeit von der Batteriespannung (U_Batt), mit der das Mengensteuerventil (15) mit einer Ansteuerdauer (t_a) beaufschlagt ist, und/oder in Abhängigkeit von einem Spulenwiderstand des Mengensteuerventils (15) beeinflußt wird, indem die Ansteuerdauer (t_a) um einen Betrag Δt vergrößert wird, wenn bei stromlosem Mengensteuerventil (15) der Druck in dem Druckspeicher (18) wesentlich absinkt, und die Ansteuerdauer (t_a) um einen Betrag Δt verringert wird, wenn der auf das Mengensteuerventil (15) einwirkende Strom einen vorgegebenen Maximalwert übersteigt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenwiderstand aus einer Spulentemperatur des Mengensteuerventils (15) ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Mengensteuerventil (15) in Abhängigkeit von dem von der Hochdruckpumpe (16) erzeugten Istdruck (P_ist) beeinflußt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Mengensteuerventil (15) in Abhängigkeit von der Drehzahl (N) der Brennkraftmaschine beeinflußt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die der Brennkraftmaschine zugeführte Kraftstoffmenge durch einen Übergang des Mengensteuerventils (15) von seinem stromlosen in seinen erregten Zustand beeinflußt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Übergang des Mengensteuerventils (15) von seinem stromlosen in seinen erregten Zustand ein Ventil (22) geschlossen wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der von der Hochdruckpumpe (16) erzeugte Istdruck (P_ist) auf einen Solldruck (P_soll) gesteuert und/oder geregelt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fehlermeldung ausgegeben wird, wenn der Strom durch das Mengensteuerventil (15) größer oder gleich dem Maximalwert ist und die Ansteuerdauer (t_a) kleiner oder gleich einem Minimalwert ist.
Steuerelelement, insbesondere Read-Only-Memory, für ein Steuergerät einer Kraftzuführeinrichtung (10) einer Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs, auf dem ein Programm abgespeichert ist, das auf einem Rechengerät, insbesondere auf einem Mikroprozessor, ablauffähig und zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 geeignet ist.
Steuergerät für eine Kraftstoffzuführeinrichtung (10) für eine Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs, wobei die Kraftstoffzuführeinrichtung (10) mit einem Mengensteuerventil (15) und mit einer Hochdruckpumpe (16) versehen ist, wobei die Hochdruckpumpe (16) in einen Druckspeicher (18) fördert, und wobei das Steuergerät zur Steuerung und/oder Regelung der der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoffmenge vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Mengensteuerventil (15) durch das Steuergerät in Abhängigkeit von der Batteriespannung (U_Batt), mit der das Mengensteuerventil (15) mit einer Ansteuerdauer (t_a) beaufschlagt ist, und/oder in Abhängigkeit von einem Spulenwiderstand des Mengensteuerventils (15) beeinflußbar ist, indem die Ansteuerdauer (t_a) um einen Betrag Δt vergrößert wird, wenn bei stromlosem Mengensteuerventil (15) der Druck in dem Druckspeicher (18) wesentlich absinkt, und die Ansteuerdauer (t_a) um einen Betrag Δt verringert wird, wenn der auf das Mengensteuerventil (15) einwirkende Strom einen vorgegebenen Maximalwert übersteigt.
Kraftstoffzuführeinrichtung (10) für eine Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs mit einem Mengensteuerventil (15), mit einer Hochdruckpumpe (16), wobei die Hochdruckpumpe (16) in einen Druckspeicher (18) fördert, und mit einem Steuergerät zur Steuerung und/oder Regelung der der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoffmenge, dadurch gekennzeichnet, dass das Mengensteuerventil (15) durch das Steuergerät in Abhängigkeit von der Batteriespannung (U_Batt), mit der das Mengensteuerventil (15) mit einer Ansteuerdauer (t_a) beaufschlagt ist, und/oder in Abhängigkeit von einem Spulenwiderstand des Mengensteuerventils (15) beeinflußbar ist, indem die Ansteuerdauer (t_a) um einen Betrag Δt vergrößert wird, wenn bei stromlosem Mengensteuerventil (15) der Druck in dem Druckspeicher (18) wesentlich absinkt, dass die Ansteuerdauer (t_a) um einen Betrag Δt verringert wird, wenn der auf das Mengensteuerventil (15) einwirkende Strom einer vorgegebenen Maximalwert übersteigt.
Steuergerät oder Kraftstoffzuführeinrichtung (10) nach Anspruch 10 bzw. Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Mengensteuerventil (15) durch das Steuergerät in Abhängigkeit von dem von der Hochdruckpumpe (16) erzeugten Istdruck (P_ist) beeinflußbar ist.
Steuergerät oder Kraftstoffzuführeinrichtung (10) nach Anspruch 10 bzw. Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Mengensteuerventil (15) in Abhängigkeit von der Drehzahl (N) der Brennkraftmaschine beeinflußbar ist.