DE10061987B4

DE10061987B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Kühlen einer Kraftstoffeinspritzanlage

Info

Publication number: DE10061987B4
Application number: DE10061987A
Authority: DE
Inventors: Helmut Rembold; Udo Hafner; Winfried Moser; Matthias Philipp; Klaus Joos; Karl Gmelin; Bernd Herrmann; Volkmar Goldschmitt; Thomas Frenz; Ruediger Weiss; Edmund Schaut; Uwe Mueller; Markus Amler; Hansjoerg Bochum
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2000-12-13
Filing date: 2000-12-13
Publication date: 2005-06-16
Anticipated expiration: 2020-12-14
Also published as: FR2817917A1; US20020124834A1; DE10061987A1; US6615807B2

Abstract

Verfahren zur Kühlung einer Kraftstoffeinspritzanlage für Brennkaftmaschinen mit einer Vorförderpumpe (1), welche s Kraftstoff über einen Vorlauf (5) von einem Tank (3) in einen Hochdruckbereich (7) fördert, wobei der Hochdruckbereich (7) eine Hochdruckpumpe (11) umfasst, mit einem Rücklauf (19) zur Abfuhr von überschüssigem Kraftstoff aus dem Hochdruckbereich (7), wobei im Rücklauf (19) ein Niederdruckregler (23) vorgesehen ist, und mit einer Vorlauf (5) und Rücklauf (19) verbindenden Verbindungsleitung (29), wobei der Durchfluss durch die Verbindungsleitung (29) mittels eines Spülventils (31) steuerbar ist, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
– Schließen des Spülventils (31), wenn beim Einschalten der Brennkraftmaschine ein Einschaltkriterium erreicht worden ist,
– Spülen mindestens der Hochdruckpumpe (11), mit Kraftstoff aus dem Kraftstofftank (3) bei gegenüber dem Normalbetrieb erhöhtem Förderdruck durch die Vorförderpumpe (1) und
– Öffnen des Spülventils (31), sobald ein Ausschaltkriterium erreicht ist.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kühlung einer Kraftstoffeinspritzanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, ein Steuergerät zu dessen Durchführung, und eine Kraftstoffeinspritzanlage nach dem Oberbegriff der nebengeordneten Ansprüche 14 oder 16.
Einspritzanlagen von Brennkraftmaschinen, vor allem wenn sie mit Otto-Kraftstoff betrieben werden, neigen unter bestimmten Umständen zur Bildung von Dampfblasen. So kann es bspw. vorkommen, dass sich die Kraftstoffhochdruckpumpe und/oder der Common Rail nach dem Abschalten der Brennkraftmaschine so weit aufheizen, dass die Siedetemperatur des Kraftstoffs erreicht oder überschritten wird. Infolgedessen entstehen Dampfblasen in der Kraftstoffeinspritzanlage, die bei einem kurz darauf erfolgenden sogenannten "Heißstart" der Brennkraftmaschine das Startverhalten der Brennkraftmaschine verschlechtern.

Aus der DE 195 39 885 A1 ist es bekannt, zur Verbesserung des Heißstartverhaltens einer Brennkraftmaschine die Kraftstoffeinspritzanlage beim Start kurzzeitig mit relativ kühlem Kraftstoff zu spülen und anschließend den Druck im Kraftstoffvorlauf anzuheben.

Aus der EP 0 837 239 A2 ist eine Kraftstoffeinspritzanlage bekannt, bei der der Hochdruckbereich durch eine Vorförderpumpe gespült werden kann. Dabei fördert die Vorförderpumpe während des Spülvorgangs gegen den im Normalbetrieb auf den Kraftstoffvorlauf wirkenden Niederdruckregler. Dadurch wird der Druckaufbau im Hochdruckbereich der Kraftstoffeinspritzanlage auf den Förderdruck der Vorförderpumpe während des Normalbetriebs beschränkt. Infolgedessen werden eventuell vorhandene Dampfblasen im Hochdruckbereich nicht oder nur teilweise komprimiert.

Aus der DE 198 39 579 C1 ist ein Einspritzsystem bekannt, bei dem ein zwischen Vorlauf und Kraftstoffhochdruckpumpe angeordneter Niederdruckregler beim Erreichen des Regeldrucks im Vorlauf einen Teil der Fördermenge der Vorförderpumpe von der Saugseite der Kraftstoffhochdruckpumpe abzweigt und zur Schmierung der Kraftstoffhochdruckpumpe einsetzt. Anschließend wird diese sog. Leckagemenge in den Tank zurückgeführt. Durch diese Ausgestaltung verzögert sich der Druckaufbau im Hochdruckbereich der Kraftstoffhochdruckpumpe während des Starts.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Kühlen einer Kraftstoffeinspritzanlage und eine Kraftstoffeinspritzanlage bereitzustellen, welche das Heißstartverhalten der Brennkraftmaschine weiter verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Kühlung einer Kraftstoffeinspritzanlage für Brennkraftmaschinen mit einer Vorförderpumpe, welche Kraftstoff über einen Vorlauf von einem Tank in einen Hochdruckbereich fördert, wobei der Hochdruckbereich mindestens eine Hochdruckpumpe umfasst, mit einem Rücklauf zur Abfuhr von überschüssigem Kraftstoff aus dem Hochdruckbereich, wobei im Rücklauf ein Niederdruckregler vorgesehen ist, und mit einer Vorlauf und Rücklauf verbindenden Verbindungsleitung, wobei der Durchfluss durch die Verbindungsleitung mittels eines Spülventils steuerbar ist, bei welchem das Spülventil geschlossen wird, wenn beim Einschalten der Brennkraftmaschine ein Einschaltkriterium, erreicht worden ist, mindestens die Hochdruckpumpe mit Kraftstoff bei gegenüber dem Normalbetrieb erhöhtem Förderdruck durch die Vorförderpumpe aus dem Kraftstofftank gespült werden und das Spülventil geöffnet wird, sobald ein Ausschaltkriterium erreicht ist.

Vorteile der Erfindung

Bei diesem erfindungsgemäßen Verfahren setzen Druckerhöhung und Spülvorgang gleichzeitig ein, so dass der Abtransport eventuell vorhandener Dampfblasen aus dem Hochdruckbereich und deren Kompression gleichzeitig erfolgt. Dies hat ein verbessertes Heißstartverhalten der Brennkraftmaschine zur Folge.

Verschiedene Varianten der Erfindung sehen vor, dass als Einschaltkriterium eine charakteristische Temperatur, insbesondere die Temperatur des Kraftstoffs im Hochdruckbereich und/oder die Temperaturen von Komponenten der Kraftstoffeinspritzanlage und/oder die Temperatur der Luft in der Umgebung der Kraftstoffeinspritzanlage verwandt wird. Diese charakteristische Temperatur kann gemessen oder durch eine Modellrechnung berechnet werden. Durch die Verwendung einer charakteristischen Temperatur als Einschaltkriterium ist gewährleistet, dass immer wenn die Gefahr der Dampfblasenbildung besteht, ein Spülvorgang und Kompression der Dampfblasen durch eine Druckerhöhung in der Kraftstoffeinspritzanlage ausgelöst wird. Andererseits werden unnötige Druckerhöhungen im Vorlauf und im Hochdruckbereich beim Start der Brennkraftmaschine vermieden.

Weitere Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sehen vor, dass das Spülventil zeitgesteuert geöffnet wird und/oder dass das Spülventil in Abhängigkeit des zeitlichen Verlaufs der charakteristischen Temperatur geöffnet wird, so dass eine unnötige Belastung der Vorförderpumpe vermieden wird und trotzdem die Dampfblasenbildung unmittelbar nach dem Heißstart der Brennkraftmaschine unterbunden wird.

So kann beispielsweise das Spülventil geöffnet werden, wenn die charakteristische Temperatur einen vorgegebenen wert unterschritten hat.

Es ist ebenfalls möglich, dass die Zeit, während derer das Spülventil geschlossen bleibt, in Abhängigkeit der charakteristischen Temperatur festgelegt wird und/oder dass das Spülventil in Abhängigkeit der von der Vorförderpumpe zu Spülzwecken geförderten Kraftstoffmenge geöffnet wird oder dass das Spülventil in Abhängigkeit des von der Brennkraftmaschine angesaugten Luftmassenstroms geöffnet wird. Auch bei diesen Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens werden ein wirkungsvoller Abtransport und eine wirkungsvolle Kompression der Dampfblasen aus dem Hochdruckbereich gewährleistet, ohne die Vorförderpumpe zu überlasten. Zusätzlich kann auf einen Temperatursensor zur Ermittlung des Ausschaltkriteriums verzichtet werden.

Das Heißstartverhalten einer Brennkraftmaschine kann weiter verbessert werden, wenn das Spülventil geschlossen wird, sobald an der Klemme 15 des Fahrzeugs Spannung anliegt. Dadurch erfolgt die Druckerhöhung zum frühestmöglichen Zeitpunkt, was das Heißstartverhalten weiter verbessert.

In weiterer Ergänzung der Erfindung wird nach dem Füllen des Kraftstofftanks das Einschaltkriterium herabgesetzt, da "frischer" Kraftstoff einen niedrigeren Siedepunkt hat als Kraftstoff, welcher sich schon längere Zeit im Tank befindet.

Die eingangs genannte Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch eine Kraftstoffeinspritzanlage für Brennkraftmaschinen mit einem Steuergerät, mit einer Vorförderpumpe, welche Kraftstoff über einen Vorlauf von einem Tank in einen Hochdruckbereich fördert, wobei der Hochdruckbereich mindestens eine Hochdruckpumpe umfasst, mit einem Rücklauf zum Abführen von Kraftstoff aus dem Hochdruckbereich, wobei der Rücklauf eine Entlastungsdrossel aufweist, wobei zwischen Vorlauf und Rücklauf eine Verbindungsleitung mit einem Spülventil und eine Mischleitung mit einem Rückschlagventil vorgesehen ist, wobei die Mischleitung stromaufwärts der Verbindungsleitung in den Rücklauf mündet und wobei die Verbindungsleitung stromaufwärts eines im Rücklauf angeordneten Niederdruckreglers in den Rücklauf mündet, und zwischen der Mündung von Mischleitung und Verbindungsleitung in den Rücklauf eine Entlastungsdrossel vorgesehen ist.

Diese erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzanlage ist sehr einfach aufgebaut, da zur Verbesserung des Heißstartverhaltens lediglich eine Verbindungsleitung mit einem Spülventil und eine Mischleitung mit einem Rückschlagventil vorzusehen sind. Ein Drucksteuerventil stellt beim Start der Brennkraftmaschine einen Strömungswiderstand dar, so dass sich eine Druckerhöhung im Vorlauf und dem Hochdruckbereich einstellt, sobald die Vorförderpumpe arbeitet und das Spülventil geschlossen ist. Zur Verbesserung des Heißstartverhaltens ist es lediglich erforderlich, ein Einschaltkriterium zu überprüfen und das Spülventil ggf. zu schließen. Wegen der Gleichzeitigkeit von Spülen und Kompression der Dampfblasen springt die Brennkraftmaschine auch bei einem Heißstart nach sehr kurzer Zeit an.

Bei einer Variante der Erfindung ist das Rückschlagventil mit einer Feder belastet. Der Öffnungsdruck Δ_p des Rückschlagventils, welches auch als federbelastetes Rückschlagventil ausgebildet sein kann, führt dazu, dass an der Entlastungsdrossel eine Druckdifferenz entsteht, sobald das Spülventil geschlossen ist. Durch eine geeignete Abstimmung der Förderleistung der Vorförderpumpe und dem Öffnungsdruck Δ_p des Rückschlagventils kann der Spülstrom im Hochdruckbereich der Kraftstoffeinspritzanlage eingestellt werden. Dadurch, dass das Rückschlagventil druckabhängig arbeitet und nicht vom Steuergerät angesteuert werden muss, entfällt der Aufwand für das Verlegen einer Signalleitung und das Steuergerät wird entlastet. Das Steuergerät kann weiter entlastet werden, wenn das Spülventil stromlos geöffnet ist.

Die eingangs genannte Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch eine Kraftstoffeinspritzanlage der Brennkraftmaschine, mit einem Steuergerät, mit einer Vorförderpumpe, welche Kraftstoff über einen Vorlauf von einem Tank in einen Hochdruckbereich fördert, wobei der Hochdruckbereich mindestens eine Hochdruckpumpe umfasst, mit einem Rücklauf zum Abführen von Kraftstoff aus dem Hochdruckbereich, wobei der Rücklauf ein Rückschlagventil aufweist und in der Vorlauf mündet und mit einer Leckageleitung zum Abführen von Kraftstoff aus dem Hochdruckbereich in den Tank, wobei im Rücklauf ein Rückschlagventil und in der Leckageleitung zwischen Hochdruckpumpe und Tank ein Niederdruckregler vorgesehen ist.

Bei dieser erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzanlage wird die Hochdruckpumpe permanent gekühlt, so dass sowohl während eines Heißstarts als auch im Heißbetrieb die Bildung von Dampfblasen wirkungsvoll unterdrückt wird. Durch eine geeignete Abstimmung der Förderleistung der Vorförderpumpe und des vom Niederdruckregler eingestellten Drucks in der Leckageleitung kann die Spülmenge so eingestellt werden, dass einerseits der Tank nicht unnötig aufgeheizt wird und andererseits ein sicherer Heißstart und Heißbetrieb der Brennkraftmaschine gewährleistet ist.

In weiterer Ergänzung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Hochdruckbereich einen Common Rail und ein Druckregelventil umfasst, und dass das Druckregelventil den Druck im Common Rail durch Absteuern von Kraftstoff aus dem Common Rail in den Rücklauf regelt, so dass auch der Common Rail gespült werden kann.

In weiterer Ergänzung der Erfindung ist vorgesehen, dass mindestens ein Temperatursensor zum Ermitteln des oder der Einschaltkriterien oder des oder der Ausschaltkriterien vorhanden ist, so dass die Druckerhöhung beim Heißstart nur erfolgt, wenn die Gefahr der Dampfblasenbildung besteht und andererseits die Druckerhöhung nicht länger als notwendig aufrechterhalten wird.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüchen entnehmbar.

Zeichnung

Es zeigen:

1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzanlage,

2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzanlage,

3 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens und

4 alternative Einschaltkriterien.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzanlage dargestellt. Eine elektrische Vorförderpumpe 1 fördert Kraftstoff aus einem Tank 3 über einen Vorlauf 5 zu einem Hochdruckbereich 7 der Kraftstoffeinspritzanlage. Im Vorlauf 5 ist ein Filter 9 eingebaut.

Der Hochdruckbereich 7 besteht bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 aus einer Hochdruckpumpe 11, einem Common Rail 13 mit daran angeschlossenen Injektoren 15 und einem Druckregelventil 17. Im Normalbetrieb wird der Druck im Common Rail 13 von einem nicht dargestellten Drucksensor gemessen. Der gemessene Druck wird von einem ebenfalls nicht dargestellten Steuergerät ausgewertet und steuert unter Berücksichtigung weiterer Parameter das Drucksteuerventil 17 so an, dass der gewünschte Solldruck im Common Rail 13 eingehalten wird.

Das Drucksteuerventil 17 kann den Druck im Common Rail 13 dadurch absenken, dass es ein wenig öffnet und somit den Abfluss von Kraftstoff aus dem Common Rail 13 in einen Rücklauf 19 ermöglicht.

Der Rücklauf 19 weist eine Entlastungsdrossel 21 und einen Niederdruckregler 23 auf. Die Entlastungsdrossel 21 teilt den Rücklauf 19 in zwei Abschnitte 19a und 19b. Die Entlastungsdrossel 21 hat die Aufgabe, die Rücklaufmenge in den Tank (Spülmenge) zu begrenzen. Der Niederdruckregler 23 hat die Aufgabe, einen annähernd konstanten Druck von bspw. 3 –4 bar im Rücklauf 19 einzustellen.

Zwischen Rücklauf und Vorlauf ist stromaufwärts der Entlastungsdrossel 21 eine Mischleitung 25 mit einem Rückschlagventil 27 vorhanden. Das Rückschlagventil 27 kann auch federbelastet sein.

Stromaufwärts des Niederdruckreglers 23 ist eine Verbindungsleitung 29 mit einem Spülventil 31 vorhanden. Das Spülventil 31 ist ein 2/2-Wegeventil, welches stromlos geöffnet ist.

Im Normalbetrieb der nicht dargestellten Brennkraftmaschine ist das Spülventil 31 geöffnet, so dass der von der Vorförderpumpe 1 geförderte Kraftstoff, welcher nicht vom Hochdruckbereich 7 verbraucht wird, über die Verbindungsleitung 29 in den Rücklauf 19 gefördert wird. Demzufolge fördert die Vorförderpumpe 1 im Normalbetrieb gegen den vom Niederdruckregler 23 eingestellten Druck.

Wenn bei einem Heißstart die Gefahr von Dampfblasenbildung im Hochdruckbereich 7 besteht, wird das Spülventil 31 geschlossen, so dass der Druck im Vorlauf 5 und im Hochdruckbereich 7 unabhängig von dem Druck im Abschnitt 19b des Rücklaufs 19 ist.

Die Vorförderpumpe 1 hat eine Förderhöhe von bspw. 5–8 bar. Wenn der Vorlauf 5 und der Hochdruckbereich 7 mit diesem Druck beaufschlagt werden, werden evtl. vorhandene Dampfblasen komprimiert, so dass die Förderung von Kraftstoff in die Injektoren 15 unverzüglich beginnt. Die Vorförderpumpe 1 ist so ausgelegt, dass sie während des Normalbetriebs stets eine gewisse Spülmenge fördert, die über die Drossel 21 zurück in den Tank 3 fließt. Zusätzlich findet bei geschlossenem Spülventil 31 auch noch eine Spülung des Hochdruckbereichs 7 statt, so dass evtl: noch vorhandene Dampfblasen aus dem Hochdruckbereich 7 gespült werden.

Die Mischleitung 25 und das Rückschlagventil 27 bewirken in Verbindung mit der Entlastungsdrossel 21, dass in dem stromaufwärts der Entlastungsdrossel 21 gelegenen Abschnitt 19a des Rücklaufs 19 während des Spülvorgangs ein höherer Druck als der vom Niederdruckregler 23 eingestellte Druck herrscht. Zu Beginn der Förderung von Kraftstoff durch die Vorförderpumpe 1 bei geschlossenem Spülventil 31 in den Hochdruckbereich 7 regelt das Drucksteuerventil 17 den Druck im Common Rail 13 noch nicht, da der Druck im Common Rail 13 nicht ausreichend hoch ist. Das Drucksteuerventil 17 stellt in diesem Betriebszustand einen Strömungswiderstand dar, der zur Druckerhöhung im Vorlauf 5 und im Hochdruckbereich 7 beiträgt.

Dies bedeutet, dass sowohl der Druck im Hochdruckbereich 7 als auch im stromaufwärts der Entlastungsdrossel 21 gelegenen Abschnitt 19a des Rücklaufs 19 der von der Vorförderpumpe 1 bereitgestellte Druck herrscht. Dieser Druck wird bei geschlossenem Spülventil 31 durch ein in die Vorförderpumpe 1 integriertes, nicht gesondert dargestelltes Druckbegrenzungsventil limitiert. Da das Rückschlagventil 27 in der Mischleitung 25 erst öffnet, wenn eine gewisse Druckdifferenz Δ_p zwischen dem Rücklauf 19a und dem Vorlauf herrscht, fließt der Kraftstoff während des Spülvorgangs ausschließlich durch die Entlastungsdrossel 21 ab. Da die Entlastungsdrossel 21 einen Druckabbau bewirkt und der Druck im Abschnitt 19b des Rücklaufs auf etwa 3–4 bar vom Niederdruckregler 23 geregelt wird, ist der Druck im Abschnitt 19a des Rücklaufs höher als im Abschnitt 19b. Durch die geeignete Abstimmung der Entlastungsdrossel 21, des Öffnungsdrucks Δ_p des Rückschlagventils 27 und der Förderleistung der Vorförderpumpe 1 kann der gewünschte Spülstrom eingestellt werden. Der Spülstrom hat auch eine Kühlwirkung, da der Hochdruckbereich 7 mit kühlem Kraftstoff aus dem Tank 3 gespült und somit auch gekühlt wird.

In 2 wird ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzanlage dargestellt. Gleiche Bauteile werden mit gleichen Bezugszeichen versehen und es gilt das betreffend dem ersten Ausführungsbeispiel Gesagte entsprechend. Bei diesem Ausführungsbeispiel mündet der Rücklauf 19 vor der Hochdruckpumpe 11 in den Vorlauf 5. Im Rücklauf 19 ist ein Rückschlagventil 33 vorgesehen, welches verhindert, dass Kraftstoff aus dem Vorlauf 5 direkt in den Rücklauf 19 strömt. An der Hochdruckpumpe 11 zweigt eine Leckageleitung 35 mit einem Niederdruckregler 23 ab, welche in den Tank 3 mündet. Der Niederdruckregler 23 hat, wie auch beim ersten Ausführungsbeispiel, die Aufgabe, einen Gegendruck einzuregeln. Bei diesem Ausführungsbeispiel findet eine kontinuierliche Spülung der Hochdruckpumpe 11 mit der vollen Fördermenge der Vorförderpumpe 1 statt. Die Spülmenge wird in diesem Betriebszustand nicht durch eine Drossel begrenzt. D. h. mit jeder Inbetriebnahme der Brennkraftmaschine wird auch die Vorförderpumpe 1 eingeschaltet, welche Kraftstoff in den Vorlauf 5 fördert und dabei die maximale Förderhöhe aufbaut. Diese Förderhöhe komprimiert evtl. vorhandene Dampfblasen. Der überschüssige Kraftstoff, welcher nicht vom Hochdruckbereich 7 verbraucht wird, fließt über die Leckageleitung 35 in den Tank 3 zurück, so dass eine permanente Spülung und Kühlung der Hochdruckpumpe 11 auf einfachste Weise erreicht wird.

In den gezeigten Ausführungsbeispielen weist der Hochdruckbereich 7 ein Common Rail 13, Injektoren 15 und ein Drucksteuerventil 17 auf. Die Erfindung ist jedoch nicht auf Common-Rail-Kraftstoffeinspritzanlagen beschränkt, sondern kann auch bei anderen Kraftstoffeinspritzanlagen nutzbringend eingesetzt werden.

In 3 ist ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Spülen und Kühlen einer Kraftstoffeinspritzanlage gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel (1) dargestellt. Sobald an der Klemme 15 des Fahrzeugs Spannung anliegt, wird in einer ersten Abfrage geprüft, ob das Kraftfahrzeug frisch betankt ist oder ob der Kraftstoff schon längere Zeit im Tank ist. Im Normalfall ist der Kraftstoff schon eine längere Zeit im Tank, so dass die Antwort "No" (N) lautet. Folgt man dieser Verzweigung, so wird ein Einschaltkriterium in Form einer Temperaturbedingung T_Schwelle2 abgeprüft.

Wenn die Temperaturbedingung T_Schwelle2 nicht erfüllt wird (Abzweigung N), dann besteht die Gefahr von Dampfblasen im Hochdruckbereich nicht und es wird in den Normalbetrieb der Kraftstoffeinspritzanlage übergegangen.

Wenn die Temperaturbedingung T_Schwelle2 erfüllt ist, wird das Spülventil (abgekürzt SV) 31 angesteuert (Abzweigung Y), d. h. das Spülventil 31 wird geschlossen. In einer darauffolgenden Abfrage wird die Ansteuerung einer Zeitschaltuhr (Timer 2) überprüft. Wenn die Überprüfung negativ ausfällt, geht die Kraftstoffeinspritzanlage in den Normalbetrieb über. Anderenfalls wird das Spülventil 31 weiter geschlossen gehalten.

In 4 sind alternative Einschaltkriterien für die Ansteuerung der Zeitschaltuhr dargestellt. Gemäß 4a kann die Ansteuerung der Zeitschaltuhr in Abhängigkeit einer Temperaturbedingung erfolgen. Gemäß 4b kann die Temperaturbedingung so ausgestaltet sein, dass das Spülventil 31 weiter angesteuert wird, wenn eine gemessene oder berechnete Temperatur größer als eine Temperatur T_Schwelle ist.

Gemäß 4c kann das Spülventil weiter angesteuert werden, wenn das Integral des geförderten Kraftstoffs kleiner als ein Schwellwert M_Schwelle ist.

Gemäß 4d kann das Spülventil weiter angesteuert werden, wenn das Integral über dem Luftmassendurchsatz kleiner als ein Schwellwert M_Schwelle ist.

Für den Fall, dass das Fahrzeug frisch betankt wurde, wird der linke Ast des Ablaufdiagramms in 3 durchlaufen. Der wesentliche Unterschied zu dem rechten Ast in 3 besteht darin, dass die Temperaturbedingung T_Schwelle1, welche das Schließen des Spülventils 31 bewirkt, eine andere ist. Die Temperaturbedingung T_Schwelle1 ist bei einem frisch betankten Kraftfahrzeug niedriger, da die Siedetemperatur von frischem Kraftstoff niedriger liegt als von Kraftstoff, welcher sich schon eine gewisse Zeit im Tank befindet.

Selbstverständlich kann in einer vereinfachten Ausführungsform der Erfindung auf die Abfrage "Frisch betankt?" verzichtet werden und immer mit der Temperaturbedingung T_Schwelle2 gearbeitet werden.

Unter dem Begriff "Einschaltkriterium" wird im Zusammenhang mit der Erfindung ein Grenzwert verstanden, der erreicht oder überschritten werden muss, um einen Spülvorgang auszulösen. Als Einschaltkriterium eignen sich gemessene oder berechnete Temperaturen, aber auch berechnete Größen, die sich aus dem Belastungszustand der Brennkraftmaschine vor dem Abschalten derselben ergeben oder Zeitintervalle. In gleicher Weise ist der Begriff "Ausschaltkriterium" zu verstehen. Sobald ein Ausschaltkriterium erreicht oder überschritten wurde, bspw. die Temperatur der Hochdruckpumpe sinkt unter einen bestimmten Grenzwert, der verallgemeinernd als Ausschaltkriterium bezeichnet wird, dann wird der Spülvorgang beendet.

Claims

Verfahren zur Kühlung einer Kraftstoffeinspritzanlage für Brennkaftmaschinen mit einer Vorförderpumpe (1), welche s Kraftstoff über einen Vorlauf (5) von einem Tank (3) in einen Hochdruckbereich (7) fördert, wobei der Hochdruckbereich (7) eine Hochdruckpumpe (11) umfasst, mit einem Rücklauf (19) zur Abfuhr von überschüssigem Kraftstoff aus dem Hochdruckbereich (7), wobei im Rücklauf (19) ein Niederdruckregler (23) vorgesehen ist, und mit einer Vorlauf (5) und Rücklauf (19) verbindenden Verbindungsleitung (29), wobei der Durchfluss durch die Verbindungsleitung (29) mittels eines Spülventils (31) steuerbar ist, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: – Schließen des Spülventils (31), wenn beim Einschalten der Brennkraftmaschine ein Einschaltkriterium erreicht worden ist, – Spülen mindestens der Hochdruckpumpe (11), mit Kraftstoff aus dem Kraftstofftank (3) bei gegenüber dem Normalbetrieb erhöhtem Förderdruck durch die Vorförderpumpe (1) und – Öffnen des Spülventils (31), sobald ein Ausschaltkriterium erreicht ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Einschaltkriterium eine charakteristische Temperatur verwandt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als charakteristische Temperatur die Temperatur (T_Kraftstoff) des Kraftstoffs im Hochdruckbereich (7), insbesondere in der Kraftstoffhochdruckpumpe (11) und/oder dem Common-Rail (13), oder die Temperatur (T_Bauteil) von Komponenten der Kraftstoffeinspritzanlage, oder die Temperatur (T_Luft) der Luft in der Umgebung des Hochdruckbereichs (7) verwandt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die charakteristische Temperatur (T_Kraftstoff, T_Bauteil, T_Luft) gemessen wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die charakteristische Temperatur (T_Kraftstoff, T_Bauteil, T_Luft) berechnet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Öffnen des Spülventils (31) zeitgesteuert erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Öffnen des Spülventils (31) in Abhängigkeit des zeitlichen Verlaufs der charakteristischen Temperatur (T_Kraftstoff (t), T_Bauteil (t), T_Luft(t)) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeit, während derer das Spülventil (31) geschlossen bleibt, in Abhängigkeit der charakteristischen Temperatur (T_Kraftstoff, T_Bauteil, T_Luft) festgelegt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spülventil (31) in Abhängigkeit der von der Vorförderpumpe (1) zu Spülzwecken geförderten Kraftstoffmenge geöffnet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spülventil (31) in Abhängigkeit des seit deren Inbetriebnahme von der Brennkraftmaschine angesaugten Luftmassenstroms geöffnet wird.
Verfahren nach Anspruch einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spülventil (31) geschlossen wird, sobald an der Klemme (15) des Fahrzeugs Spannung anliegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Befüllen des Kraftstofftanks das Einschaltkriterium herabgesetzt wird.
Steuergerät für eine Kraftstoffeinspritzanlage einer Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12 geeignet ist.
Kraftstoffeinspritzanlage für Brennkraftmaschinen, mit einem Steuergerät, mit einer Vorförderpumpe (1), welche Kraftstoff über einen Vorlauf (5) von einem Tank (3) in einen Hochdruckbereich (7) fördert, wobei der Hochdruckbereich (7) mindestens eine Hochdruckpumpe (11) umfasst, mit einem Rücklauf (19) zum Abführen von Kraftstoff aus dem Hochdruckbereich (7), wobei der Rücklauf (19) eine Entlastungsdrossel (21) aufweist, und wobei zwischen Vorlauf (5) und Rücklauf (19) eine Mischleitung (25) mit einem Rückschlagventil (27) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Vorlauf (5) und Rücklauf (19) eine Verbindungsleitung (29) mit einem Spülventil (31) vorgesehen ist, dass die Mischleitung (25) stromaufwärts der Verbindungsleitung (29) in den Rücklauf (19) mündet, und dass die Verbindungsleitung (29) stromaufwärts eines im Rücklauf (19) angeordneten Niederdruckreglers (23) in den Rücklauf (19) mündet, und dass die Entlastungsdrossel (21) zwischen der Mündung von Mischleitung (25) und Verbindungsleitung (21) in dem Rücklauf (19) angeordnet ist.
Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Spülventil (31) stromlos geöffnet ist.
Kraftstoffeinspritzanlage für Brennkraftmaschinen, mit einem Steuergerät, mit einer Vorförderpumpe (1), welche Kraftstoff über einen Vorlauf (5) von einem Tank (3) in einen Hochdruckbereich (7) fördert, wobei der Hochdruckbereich (7) mindestens eine Hochdruckpumpe (11) umfasst, und mit einem Rücklauf (19) zum Abführen von Kraftstoff aus dem Hochdruckbereich (7), wobei der Rücklauf (19) in den Vorlauf (5) mündet, wobei im Rücklauf (19) ein Rückschlagventil (33) vorgesehen ist, und mit einer Leckageleitung (35) zum Abführen von Kraftstoff aus der Hochdruckpumpe (11) in den Tank (3), dadurch gekennzeichnet, dass in der Leckageleitung (35) zwischen Hochdruckpumpe (11) und Tank (3) ein Niederdruckregler (23) angeordnet ist. (2)
Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (33) federbelastet ist.
Kraftstoffeinspritzanlage nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochdruckbereich (17) einen Common-Rail (13) und ein Druckregelventil (17) umfasst, und dass das Druckregelventil (17) den Druck im Common-Rail (13) durch Absteuern von Kraftstoff aus dem Common-Rail (13) in den Rücklauf (19) regelt.
Kraftstoffeinspritzanlage nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Temperatursensor zum Ermitteln des oder der Einschaltkriterien oder des oder der Ausschaltkriterien vorhanden ist.
Kraftstoffeinspritzanlage nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät ein Steuergerät nach Anspruch 15 ist.