VERFAHREN, COMPUTERPROGRAMM, STEUER- UND/ODER REGELGERÄT ZUM BETREIBEN EINER BRENNKRAFTMASCHINE SOWIE KRAFTSTOFFSYSTEM FÜR EINE BRENNKRAFTMASCHINE

Beschreibung

Stand der Technik

[0001] Die Erfindung betrifft zunächst ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, bei dem der Kraftstoff von einer ersten Kraftstoffpumpe zu einer zweiten Kraftstoffpumpe und von dieser in einen Hochdruckbereich gefördert wird, von dem Kraftstoff über mindestens eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung in mindestens einen Brennraum der Brennkraftmaschine gelangt, und bei dem in bestimmten Betriebszuständen der Brennkraftmaschine der Druck im Hochdruckbereich durch eine Entlastungseinrichtung abgesenkt wird.

[0002] Ein solches Verfahren ist aus der DE 195 39 883 A1 bekannt. Dort wird nach dem Abschalten der Brennkraftmaschine ein Druckausgleich zwischen der Druckseite der zweiten Kraftstoffpumpe und einem Kraftstoffbehälter bzw. dem Umgebungsdruck hergestellt. Dies geschieht durch eine Kraftstoffleitung, in der ein Ventil angeordnet ist, dessen bestromte Schaltstellung als Drucksteuerventil und dessen stromlose Schaltstellung als Strömungsdrossel ausgebildet ist. Bekannt sind auch Systeme, bei denen nur eine Strömungsdrossel vorhanden ist.

[0003] Durch diese Maßnahme wird wirkungsvoll vermieden, dass dem Abschalten der Brennkraftmaschine Kraftstoff über die Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen in die Brennräume der Brennkraftmaschine gelangt. Dieser unverbrannte Kraftstoff würde beim Starten der Brennkraftmaschine erhöhte Emissionen zur Folge haben.

[0004] Die Entlastungseinrichtung hat noch andere Vorteile: Zum Einen wird verhindert, dass es während eines Schubbetriebs der Brennkraftmaschine, in dem von den Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen kein Kraftstoff in den Brennraum der Brennkraftmaschine gelangt, oder nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine durch Wärmeleitung vom Motorblock her, welche den im Hochdruckbereich befindlichen Kraftstoff erwärmt, zu einem unzulässigen Druckanstieg im Hochdruckbereich kommt. Auch ein Druckbegrenzungsventil, welches den Druck im Hochdruckbereich begrenzt, kann aufgrund der vorgesehenen Entlastungseinrichtung einfacher aufgebaut sein. Ferner kann im Wartungsfall der Druck auf der Druckseite auf einfache Weise abgebaut werden, so dass, wenn notwendig, entsprechende Teile gefahrlos abmontiert werden können. Bei reduziertem Druck wird außerdem die Druckdynamik verbessert.

[0005] Im Betrieb der Brennkraftmaschine wurde jedoch festgestellt, dass Startschwierigkeiten der Brennkraftmaschine sowie ein unzulässig hoher Druckanstieg im Hochdruckbereich nicht immer mit letzter Sicherheit ausgeschlossen werden können.

[0006] DE 196 26 689 beschreibt die Verwendung eines Druck begrenzungsventils als Entlastungseinrichtung, mit Fehlererkennung durch Aufbau des Druckes und Überprüfen der Entlastungseinrichtung.

[0007] Die vorliegende Erfindung hat daher die Aufgabe, ein Verfahren der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass die Zuverlässigkeit im Betrieb der Brennkraftmaschine erhöht wird.

[0008] Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Funktion der Entlastungseinrichtung zuverlässiger überwacht wird.

Vorteile der Erfindung

[0009] Die Überwachung der Funktion der Entlastungseinrichtung ermöglicht es, Situationen zu erkennen, in denen ein Druckabbau im Hochdruckbereich durch die Entlastungseinrichtung nicht oder nicht in der gewünschten Art und Weise möglich ist. Das Erkennen einer fehlerhaften Entlastungseinrichtung ist jedoch Voraussetzung dafür, dass der Fehler schnellstmöglich behoben werden kann und/oder dass die Brennkraftmaschine nicht in einer Art und Weise betrieben wird, in der ein zu hoher Druck im Hochdruckbereich aufgrund der fehlerhaft funktionierenden Entlastungseinrichtung den Betrieb der Brennkraftmaschine beeinträchtigt oder Schäden an Komponenten der Brennkraftmaschine hervorruft.

[0010] Die Überwachung der Funktion der Entlastungseinrichtung ermöglicht somit eine Verbesserung der Zuverlässigkeit der Brennkraftmaschine.

[0011] Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.

[0012] In einer ersten besonders bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vorgeschlagen, dass der Gradient, mit dem der Druck im Hochdruckbereich in einem bestimmten Betriebszustand der Brennkraftmaschine aufgrund der Entlastungseinrichtung absinkt, überwacht wird. Der Vorteil dieser Weiterbildung liegt vor allem darin, dass die Funktion der Entlastungseinrichtung überwacht werden kann, ohne dass zusätzliche Komponenten erforderlich sind. Der Druck im Hochdruckbereich wird nämlich ohnehin durch einen Drucksensor erfasst. Dieser ist im Allgemeinen an einer Kraftstoff-Sammelleitung ("rail") im Hochdruckbereich angeordnet.

[0013] In Weiterbildung hierzu wird vorgeschlagen, dass die Zeit, innerhalb der der Druck im Hochdruckbereich in einem bestimmten Betriebszustand der Brennkraftmaschine um einen bestimmten Wert absinkt, überwacht wird. Alternativ hierzu ist es möglich, dass die Druckdifferenz, um die der Druck im Hochdruckbereich innerhalb einer vorgegebenen Zeit in einem bestimmten Betriebszustand der Brennkraftmaschine absinkt, überwacht wird. Beide Verfahrensausbildungen sind einfach zu realisieren.

[0014] Möglich ist es jedoch auch, dass der Volumenstrom in den Hochdruckbereich, der aufgrund der Wirkung der Entlastungseinrichtung in einem bestimmten Betriebszustand der Brennkraftmaschine vorhanden ist, überwacht wird. Diese Weiterbildung bietet sich in solchen Betriebszuständen an, in denen die Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen keinen Kraftstoff in die Brennräume der Brennkraftmaschine weiterleiten, gleichzeitig jedoch der Druck im Hochdruckbereich auf einem bestimmten Wert konstant gehalten werden soll. Dies geschieht dadurch, dass jene Kraftstoffmenge, welche durch die Entlastungseinrichtung aus dem Hochdruckbereich abströmt, von der zweiten Kraftstoffpumpe in den Hochdruckbereich nachgefördert wird. Der von der zweiten Kraftstoffpumpe geförderte Volumenstrom ist somit ein Kriterium für die Funktion der Entlastungseinrichtung.

[0015] Dabei wird wiederum in besonders bevorzugter Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgeschlagen, dass der Volumenstrom aus der Ansteuerung eines Mengensteuerventils ermittelt wird, mit dem die Fördermenge der zweiten Kraftstoffpumpe eingestellt werden kann. Der Vorteil dieser Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, dass die Ermittlung des Volumenstroms möglich ist, ohne dass zusätzliche Komponenten erforderlich sind. Die entsprechende Brennkraftmaschine baut somit relativ preiswert.

[0016] Das genannte Mengensteuerventil kann den Arbeitsraum der zweiten Kraftstoffpumpe während einer Förderphase mit dem stromaufwärts von der zweiten Kraftstoffpumpe gelegenen Bereich verbinden. Während der Öffnungszeit des Mengensteuerventils wird somit der Kraftstoff von der zweiten Kraftstoffpumpe nicht in den Hochdruckbereich, sondern zurück in den stromaufwärts von der zweiten Kraftstoffpumpe gelegenen Bereich gefördert. Die Menge des von der zweiten Kraftstoffpumpe in den Hochdruckbereich nachgeförderten Kraftstoffs kann daher aus der Öffnungsdauer des Mengensteuerventils während der Förderphase der zweiten Kraftstoffpumpe ermittelt werden. Die Öffnungsdauer wiederum ergibt sich aus den Ansteuerzeiten des Mengensteuerventils.

[0017] Weiterhin wird vorgeschlagen, dass in dem Fall, dass der Gradient oder die Druckdifferenz oder der Volumenstrom kleiner oder die Zeit größer ist als ein Grenzwert, ein Fehlereintrag in einen Fehlerspeicher erfolgt und/oder ein Warnsignal erzeugt wird. Der Fehlereintrag in den Fehlerspeicher kann beispielsweise bei einer Wartung ausgelesen werden und liefert sofort einen Hinweis auf die Fehlfunktion der Entlastungseinrichtung. Der Fehler kann somit gezielt behoben werden, was der Zuverlässigkeit der Brennkraftmaschine zugute kommt. Die Ausgabe eines Warnsignals informiert den Benutzer über die Fehlfunktion, so dass dieser die Fehlfunktion der Entlastungseinrichtung bei der Benutzung der Brennkraftmaschine berücksichtigen kann. Auch dies dient der Zuverlässigkeit und Sicherheit im Betrieb der Brennkraftmaschine.

[0018] Dabei ist es auch möglich, dass dann, wenn ein Fehler in den Fehlerspeicher eingetragen ist, Funktionen, welche auf das korrekte Funktionieren der Entlastungseinrichtung angewiesen sind, gesperrt werden. Zu diesen Funktionen gehört beispielsweise die Diagnose eines Absperrventils, welches in einer Leckageleitung angeordnet ist, die von der zweiten Kraftstoffpumpe zum Kraftstoffbehälter zurückführt. Durch die erfindungsgemäße Maßnahme wird verhindert, dass diese Diagnose zu einem falschen Ergebnis führt.

[0019] Die Betriebszustände der Brennkraftmaschine, in denen die Entlastungseinrichtung überwacht wird, umfassen vorzugsweise einen Schubbetriebszustand und/oder einen ausgeschalteten Betriebszustand der Brennkraftmaschine. Im Schubbetriebszustand wird trotz laufender zweiter Kraftstoffpumpe kein Kraftstoff von den Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen in die Brennräume eingespritzt. Aus dem Hochdruckbereich kann der Kraftstoff somit nur über die Entlastungseinrichtung abströmen. Gleiches gilt auch für den ausgeschalteten Betriebszustand. Beide Betriebszustände eignen sich daher besonders gut für die Überwachung der Entlastungseinrichtung.

[0020] Besonders vorteilhaft ist jene Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei welcher die Höhe des für die Überwachung verwendeten Grenzwerts vom Betriebszustand und/oder mindestens von einer Betriebsgröße der Brennkraftmaschine abhängt. Hierdurch kann beispielsweise der Tatsache Rechnung getragen werden, dass die Viskosität des Kraftstoffs von seiner Temperatur abhängt. Die Geschwindigkeit, mit der der Kraftstoff durch die Entlastungseinrichtung aus dem Hochdruckbereich abströmt, ist somit ebenfalls temperaturabhängig.

[0021] Im Schubbetrieb kann ferner der Druck, welcher im Hochdruckbereich herrscht, von der Drehzahl der Brennkraftmaschine abhängen. Dies hängt damit zusammen, dass die zweite Kraftstoffpumpe üblicherweise von der Nockenwelle der Brennkraftmaschine angetrieben wird. Zwar fördert im Schubbetrieb die zweite Kraftstoffpumpe aufgrund einer entsprechenden Ansteuerung des Mengensteuerventils keinen Kraftstoff oder nur eine geringe Menge an Kraftstoff in den Hochdruckbereich, der Druck im Hochdruckbereich ist jedoch dennoch höher als bei stillstehender zweiter Kraftstoffpumpe und hängt von der Drehzahl der zweiten Kraftstoffpumpe ab.

[0022] Die Erfindung betrifft auch ein Computerprogramm, welches zur Durchführung des obigen Verfahrens geeignet ist, wenn es auf einem Computer ausgeführt wird. Dabei wird besonders bevorzugt, wenn das Computerprogramm auf einem Speicher, insbesondere auf einem Flash-Memory oder einem Ferrit-RAM, abgespeichert ist.

[0023] Ferner betrifft die Erfindung ein Steuer- und/oder Regelgerät zum Betreiben einer Brennkraftmaschine. Um den Betrieb der Brennkraftmaschine noch sicherer und zuverlässiger zu machen, wird vorgeschlagen, dass das Steuer- und/oder Regelgerät einen Speicher umfasst, auf dem ein Computerprogramm der obigen Art abgespeichert ist.

[0024] Weiterhin betrifft die Erfindung ein Kraftstoffsystem für eine Brennkraftmaschine, mit einer ersten Kraftstoffpumpe, mit einer zweiten Kraftstoffpumpe, welche einlassseitig mit der ersten Kraftstoffpumpe verbunden, ist, und mit einem Hochdruckbereich, welcher mit dem Auslass der zweiten Kraftstoffpumpe verbunden ist, wobei der Hochdruckbereich mindestens eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung umfasst, und mit einer Entlastungseinrichtung zur Absenkung des Drucks im Hochdruckbereich in bestimmten Betriebszuständen der Brennkraftmaschine.

[0025] Um die Brennkraftmaschine sicher und zuverlässig betreiben zu können, wird vorgeschlagen, dass ein Steuer- und/oder Regelgerät vorgesehen ist, welches die Funktion der Entlastungseinrichtung überwacht.

[0026] In vorteilhafter Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass die Entlastungsrichtung eine Strömungsdrossel umfasst. Eine solche arbeitet zuverlässig und ist preiswert herzustellen.

[0027] Möglich ist auch, dass die Entlastungseinrichtung ein elektrisch betätigtes Ventil umfasst. Bei diesem kann es sich beispielsweise um ein einfaches elektrisches Absperrventil handeln, welches stromlos öffnet. Im Normalbetrieb der Brennkraftmaschine wird hierdurch verhindert, dass Kraftstoff aus dem Hochdruckbereich abströmt, wohingegen in bestimmten Betriebszuständen ein rascher Druckabbau aus dem Hochdruckbereich sichergestellt ist.

[0028] Dabei wird besonders bevorzugt, wenn die Entlastungseinrichtung den Hochdruckbereich mit einem Kraftstoffbehälter oder mit einem zwischen der ersten und der zweiten Kraftstoffpumpe gelegenen Bereich verbindet. Eine Verbindung mit dem Kraftstoffbehälter führt zu einer Druckabsenkung im Hochdruckbereich in den bestimmten Betriebszuständen der Brennkraftmaschine bis auf Umgebungsdruck. Hierdurch werden die Komponenten im Hochdruckbereich wirkungsvoll entlastet.

[0029] Eine Verbindung des Hochdruckbereichs mit dem zwischen der ersten und zweiten Kraftstoffpumpe gelegenen Bereich ermöglicht die Aufrechterhaltung eines Drucks im Hochdruckbereich, welcher jenem Druck entspricht, welcher zwischen erster und zweiter Kraftstoffpumpe herrscht. Dieser wird zur Vermeidung der Bildung von Dampfblasen auch im Schubbetrieb und im Abstellfalle der Brennkraftmaschine auf dem normalen Betriebsdruck der ersten Kraftstoffpumpe gehalten. In diesem Fall werden die Komponenten im Hochdruckbereich ebenfalls wirkungsvoll entlastet, dabei wird jedoch gleichzeitig die Dampfblasenbildung im Hochdruckbereich unterdrückt und das Startverhalten der Brennkraftmaschine verbessert.

Zeichnung

[0030] Nachfolgend werden besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung im Detail erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Figur 1

eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine mit einem Kraftstoffsystem, welches einen Niederdruckbereich, einen Hochdruckbereich und eine den Hochdruckbereich mit dem Niederdruckbereich verbindende Entlastungseinrichtung umfasst;

Figur 2

ein Diagramm, in dem der Druckverlauf im Hochdruckbereich des Kraftstoffsystems von Figur 1 beim Abstellen der Brennkraftmaschine bei funktionierender Entlastungseinrichtung dargestellt ist;

Figur 3

ein Diagramm ähnlich wie Figur 2, jedoch bei fehlerhaft funktionierender Entlastungseinrichtung;

Figur 4

ein Ablaufdiagramm, in welchem ein erstes Ausführungsbeispiel eines Verfahrens dargestellt ist, mit dem die Entlastungseinrichtung von Figur 1 überwacht werden kann;

Figur 5

ein Ablaufdiagramm ähnlich wie Figur 4, in dem ein zweites Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Überwachung der Entlastungseinrichtung von Figur 1 dargestellt ist;

Figur 6

ein Ablaufdiagramm ähnlich wie Figur 4, in dem ein drittes Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Überwachung der Entlastungseinrichtung von Figur 1 dargestellt ist; und

Figur 7

ein Ablaufdiagramm ähnlich wie Figur 4, in dem ein viertes Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Überwachung der Entlastungseinrichtung von Figur 1 dargestellt ist.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele:

[0031] In Figur 1 trägt ein Kraftstoffsystem insgesamt das Bezugszeichen 10. Es dient zur Versorgung einer Brennkraftmaschine 12 mit Kraftstoff. Das Kraftstoffsystem 10 umfasst einen Kraftstoffbehälter 14, aus dem eine elektrische Kraftstoffpumpe 16 fördert. Der Druck stromabwärts von der elektrischen Kraftstoffpumpe 16 wird von einem Druckregler 18 eingestellt. Er beträgt üblicherweise ungefähr 6 bar.

[0032] Von der elektrischen Kraftstoffpumpe 16 gelangt der Kraftstoff über einen Filter 20 zu einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe 22. Diese umfasst einen Pumpraum 24, dessen Größe von der Position eines Kolbens (nicht dargestellt) abhängt. Der Kolben wird mittelbar von der Nockenwelle (nicht dargestellt) der Brennkraftmaschine 12 angetrieben. Stromaufwärts und stromabwärts vom Pumpraum 24 sind Rückschlagventile 26 und 28 vorhanden. Der Pumpraum 24 kann über ein Mengensteuerventil 30 mit einem stromaufwärts vom Rückschlagventil 26 gelegenen Bereich verbunden werden. Leckagekraftstoff kann über eine Leckageleitung 32 zum Kraftstoffbehälter 14 zurückströmen. In der Leckageleitung 32 ist ein Absperrventil 34 angeordnet.

[0033] Die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 22 fördert in eine Kraftstoff-Sammelleitung 36, welche gemeinhin auch als "rail" bezeichnet wird. An diese sind mehrere Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen 38 angeschlossen. Diese spritzen den Kraftstoff in entsprechende Brennräume 40 ein. Der Druck in der Kraftstoff-Sammelleitung 36 wird durch ein Druckbegrenzungsventil 42 auf einen maximalen Wert begrenzt. Vom Druckbegrenzungsventil 42 führt eine Kraftstoffleitung 44 zu dem zwischen dem Rückschlagventil 26 und der elektrischen Kraftstoffpumpe 16 gelegenen Bereich. Eine weitere Kraftstoffleitung 46 führt von der Kraftstoff-Sammelleitung 36 zur Kraftstoffleitung 44. In ihr ist eine Strömungsdrossel 48 angeordnet. Der Druck in der Kraftstoff-Sammelleitung 36 wird von einem Drucksensor 50 erfasst.

[0034] Der Drucksensor 50 liefert entsprechende Signale an ein Steuer- und Regelgerät 52. Ausgangsseitig ist das Steuerund Regelgerät 52 an das Mengensteuerventil 30, das Absperrventil 34 und die elektrische Kraftstoffpumpe 16 angeschlossen.

[0035] Im Normalbetrieb der Brennkraftmaschine 12 fördert die elektrische Kraftstoffpumpe 16 den Kraftstoff mit einem Druck von ungefähr 6 bar zur Hochdruck-Kraftstoffpumpe 22. Der Bereich zwischen der elektrischen Kraftstoffpumpe 16 und dem Rückschlagventil 26 wird daher auch als Niederdruckbereich bezeichnet, welcher vorliegend das Bezugszeichen 54 trägt. Die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 22 fördert den Kraftstoff weiter unter sehr hohem Druck in die Kraftstoff-Sammelleitung 36. Der Druck in dieser beträgt vorliegend 40 bar, kann aber auch sehr viel höher sein. Der Bereich stromabwärts vom Rückschlagventil 28 wird als Hochdruckbereich 56 bezeichnet.

[0036] Wird die Brennkraftmaschine 12 ausgeschaltet (Figuren 2 und 3), wird ein Bit B_nmot zu Null (Ende der dicken Linie). Hierdurch endet auch die Förderung von Kraftstoff durch die elektrische Kraftstoffpumpe 16, d.h., dass das entsprechende Steuerbit B_EKP ebenfalls Null wird. Auch die Einspritzung von Kraftstoff in die Brennräume 40 durch die Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen 38 endet. Um die im Hochdruckbereich 56 liegenden Komponenten, insbesondere die Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen 38, zu entlasten, wird der Druck nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine 12 aus dem Hochdruckbereich 56 abgelassen.

[0037] Hierzu sind die Strömungsdrossel 48 und die Kraftstoffleitung 46 vorgesehen. Durch diese kann der Krafstoff aus der Kraftstoff-Sammelleitung 36 zum Niederdruckbereich 54 hin strömen. Da der Druck im Niederdruckbereich 54 zur Vermeidung der Bildung von Dampfblasen auch beim Abstellen der Brennkraftmaschine 12 auf dem normalen Betriebsdruck gehalten wird, sinkt der Druck im Hochdruckbereich auf diesen im Niederdruckbereich 54 herrschenden Druck ab (Kurve 57 in Figur 2). In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Kraftstoffleitung 46 nicht mit dem Niederdruckbereich 54, sondern direkt mit dem Kraftstoffbehälter 14 verbunden. In diesem Fall würde der Druck im Hochdruckbereich 56 auf Umgebungsdruck absinken.

[0038] Der Durchmesser der Strömungsdrossel 48 ist so gewählt, dass im Abstellfalle der Brennkraftmaschine 12 der Druck aus dem Hochdruckbereich 56 möglichst schnell abgelassen werden kann. Gleichzeitig muss jedoch sichergestellt sein, dass im normalen Betrieb der Brennkraftmaschine 12 der Druck im Hochdruckbereich 56 problemlos auf dem gewünschten hohen Niveau gehalten werden kann. Ein typischer Wert für den Durchmesser der Strömungsdrossel 48 liegt im Bereich von 0,1 mm. In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist an Stelle der Strömungsdrossel ein elektrisches Schaltventil vorhanden. Dieses sperrt normalerweise die Verbindungsleitung zum Niederdruckbereich. Im Abstellfall ist es stromlos offen.

[0039] Aufgrund von im Kraftstoff vorhandenen Schwebeteilchen kann es vorkommen, dass die Strömungsdrossel 48 verstopft wird. In diesem Fall kann der Druck aus dem Hochdruckbereich 56 nicht abgelassen werden (Figur 3). Dies kann dazu führen, dass Kraftstoff während des Stillstands der Brennkraftmaschine 12 durch eine Leckage an einer Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 38 in einen Brennraum 40 gelangt. Hierdurch wird das Emissionsverhalten der Brennkraftmaschine beim Wiederanlassen verschlechtert. Auch kann der Druck im Hochdruckbereich 56 dadurch ansteigen, dass durch Wärmeleitung vom Motorblock der Brennkraftmaschine 12 her sich auch der im Hochdruckbereich 56 eingeschlossene Kraftstoff erwärmt und ausdehnt. Für den sicheren Betrieb der Brennkraftmaschine 12 ist es daher wichtig, dass die Funktion der Strömungsdrossel 48 überwacht wird. Eine erste Möglichkeit für eine derartige Überwachung ist in Figur 4 dargestellt. Das dort als Ablaufdiagramm dargestellte Verfahren ist als Computerprogramm im Steuer- und Regelgerät 52 abgespeichert:

[0040] Nach einem Startblock 58 wird in einem Block 60 der Kraftstoffdruck in der Kraftstoff-Sammelleitung 36 gemessen. Dies erfolgt über den Drucksensor 50. Die Messung erfolgt in vorgegebenen zeitlichen Abständen. Aus den einzelnen Messwerten wird im Block 62 ein Druckgradient berechnet. Im Block 64 wird geprüft, ob der Druckgradient größer ist als ein Grenzwert G (gestrichelte Linie 65 in Figur 2). Ist dies der Fall, bedeutet dies, dass der Druck im Hochdruckbereich 56 mindestens mit der gewünschten Geschwindigkeit abgebaut wird. Das Diagnoseergebnis ist somit in Ordnung (Block 66). Das Verfahren endet im Block 68.

[0041] Wird im Block 64 dagegen festgestellt, dass der Druckgradient kleiner ist als der Grenzwert G (Figur 3), bedeutet dies, dass der Druck im Hochdruckbereich 56 nicht in der gewünschten Art und Weise abgebaut wird. Somit kann davon ausgegangen werden, dass die Strömungsdrossel 48 verstopft ist. Daher erfolgt im Block 70 ein Fehlereintrag in einen Fehlerspeicher. Außerdem werden Funktionen, welche auf das korrekte Funktionieren der Strömungsdrossel 48 angewiesen sind, gesperrt. Hierzu gehört beispielsweise die Diagnose des Absperrventils 34. Ferner wird ein Warnsignal an den Benutzer der Brennkraftmaschine 12 ausgegeben. Im Falle eines Kraftfahrzeugs kann beispielsweise ein Warnlicht am Armaturenbrett aufleuchten. Der Fehlerspeicher kann bei der Wartung ausgelesen werden, so dass die Person, welche die Wartung durchführt, sofort einen Hinweis auf die mangelhaft arbeitende Strömungsdrossel 48 erhält.

[0042] In Figur 5 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Überwachung der Strömungsdrossel 48 dargestellt. In diesem und in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen tragen solche Blöcke, welche äquivalente Funktionen zu in Figur 4 dargestellten Blöcken aufweisen, die gleichen Bezugszeichen. Sie sind nicht nochmals im Detail erläutert.

[0043] Bei dem in Figur 5 dargestellten Verfahren wird nicht direkt der Gradient selbst überwacht, sondern es wird zunächst im Block 60 zu einem bestimmten Zeitpunkt der Kraftstoffdruck P1 gemessen. Gleichzeitig wird eine Uhr im Block 72 gestartet. Im Block 74 wird kontinuierlich der Druck im Hochdruckbereich 56 und die entsprechende Druckdifferenz zu dem im Block 60 gemessenen Anfangsdruck überwacht. Wenn die Druckdifferenz einen Grenzwert G1 überschreitet, wird im Block 64 geprüft, ob die Zeit, die bis zum Erreichen dieser Druckdifferenz verstrichen ist, kleiner ist als ein Grenzwert G2. Ist dies der Fall, bedeutet dies, dass die Druckdifferenz in der vorgesehenen Zeit erreicht wurde, die Strömungsdrossel 48 also ordnungsgemäß arbeitet. Ist die Zeitdauer t jedoch größer als der Grenzwert G2, ist zu viel Zeit verstrichen, um die geforderte Druckdifferenz zu erreichen, was auf eine fehlerhaft funktionierende Strömungsdrossel 48 hinweist.

[0044] Bei dem in Figur 6 dargestellten Ausführungsbeispiel wird nach Ablauf einer bestimmten Zeit eine innerhalb dieses Zeitraums im Hochdruckbereich 56 gemessene Druckdifferenz mit einem Grenzwert G2 verglichen. Der Zeitablauf wird dabei im Block 74 festgestellt, und der Vergleich der Druckdifferenz mit dem Grenzwert G2 erfolgt im Block 64. Konnte innerhalb der vorgegebenen Zeitdauer G1 die geforderte Druckdifferenz G2 nicht erreicht werden, bedeutet dies, dass die Strömungsdrossel 48 nicht ordnungsgemäß arbeitet.

[0045] In Figur 7 ist ein Verfahren dargestellt, bei dem die Funktion der Strömungsdrossel 48 auf andere Weise überwacht wird. Im Gegensatz zu den in den Figuren 4 bis 6 dargestellten Verfahren wird bei dem in Figur 7 dargestellten Verfahren davon ausgegangen, dass der Druck im Hochdruckbereich 56 nicht vollständig bis auf den Druck im Niederdruckbereich 54 abgebaut werden soll, sondern auf einem bestimmten Niveau, welches deutlich unterhalb des Betriebsdrucks im Hochdruckbereich 56 liegt, konstant gehalten werden soll.

[0046] Ein solches Verfahren bietet sich z.B. dann an, wenn die Brennkraftmaschine 12 im Schubbetrieb arbeitet. Da in diesem Fall von den Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen 38 kein Kraftstoff in die Brennräume 40 eingespritzt wird, kann Kraftstoff aus dem Hochdruckbereich 56 nur über die Strömungsdrossel 48 abströmen. Um den Druck konstant zu halten, muss der abströmende Kraftstoff von der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 22 nachgefördert werden. Auf die Menge des nachgeförderten Kraftstoffes kann aus den Ansteuerzeiten bzw. Öffnungszeiten des Mengensteuerventils 30 geschlossen werden.

[0047] Bei dem in Figur 7 dargestellten Verfahren werden daher nach dem Startblock 58 im Block 60 die Ansteuerzeiten des Mengensteuerventils 30 erfasst. Im Block 64 wird abgeprüft, ob die Ansteuerzeiten it insgesamt größer sind als ein Grenzwert G. Ist dies der Fall, bedeutet dies, dass der Volumenstrom von der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 22 in den Hochdruckbereich 56 nur gering ist und stattdessen der Kraftstoff in relevantem Umfang in den Niederdruckbereich 54 zurück gelangt. In der Folge kann davon ausgegangen werden, dass durch die Strömungsdrossel 48 auch nur wenig Kraftstoff aus dem Hochdruckbereich 56 abströmt. Dies deutet wiederum auf eine Fehlfunktion der Strömungsdrossel 48 hin. Der Grenzwert G im Block 64 hängt dabei von der Drehzahl und der Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine 12 ab.

Ansprüche

1. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (12), bei dem der Kraftstoff von einer ersten Kraftstoffpumpe (16) zu einer zweiten Kraftstoffpumpe (22) und von dieser in einen Hochdruckbereich (56) gefördert wird, von dem Kraftstoff über mindestens eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (38) in mindestens einen Brennraum (40) der Brennkraftmaschine (12) gelangt, und bei dem Kraftstoff aus dem Hochdruckbereich (56) über eine Strömungsdrossel (48) abströmen kann, dadurch gekennzeichnet, dass der Gradient, mit dem der Druck im Hochdruckbereich (56) absinkt, wenn die zweite Kraftstoffpumpe (22) keinen Kraftstoff fördert, die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (38) nicht arbeitet, und der Kraftstoff über die Strömungsdrossel (48) aus dem Hochdruckbereich (56) abströmt, wenigstens indirekt überwacht wird (64).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeit, innerhalb der der Druck im Hochdruckbereich (56) aufgrund der Entlastungseinrichtung (48) in einem bestimmten Betriebszustand der Brennkraftmaschine (12) um einen bestimmten Wert absinkt, überwacht wird (64).

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckdifferenz, um die der Druck im Hochdruckbereich (56) aufgrund der Entlastungseinrichtung (48) innerhalb einer vorgegebenen Zeit in einem bestimmten Betriebszustand der Brennkraftmaschine (12) absinkt, überwacht wird (64).

4. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (12), bei dem der Kraftstoff von einer ersten Kraftstoffpumpe (16) zu einer zweiten Kraftstoffpumpe (22) und von dieser in einen Hochdruckbereich (56) gefördert wird, von dem Kraftstoff über mindestens eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (38) in mindestens einen Brennraum (40) der Brennkraftmaschine (12) gelangt, und bei dem Kraftstoff aus dem Hochdruckbereich (56) über eine Entlastungseinrichtung (48) abströmen kann, dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenstrom in den Hochdruckbereich (56), der aufgrund der Wirkung der Entlastungseinrichtung (48) in einem bestimmten Betriebszustand der Brennkraftmaschine vorhanden ist, überwacht wird (64).

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenstrom aus der Ansteuerung eines Mengensteuerventils (30) ermittelt wird (60), mit dem die Fördermenge der zweiten Kraftstoffpumpe (22) eingestellt werden kann.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Fall, dass der Gradient oder die Druckdifferenz oder der Volumenstrom zu klein oder die Zeit zu lang ist, ein Fehlereintrag in einen Fehlerspeicher erfolgt (70) und/oder ein Warnsignal erzeugt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn ein Fehler in den Fehlerspeicher eingetragen ist, Funktionen, welche auf das korrekte Funktionieren der Entlastungseinrichtung angewiesen sind, gesperrt werden (70).

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebszustände der Brennkraftmaschine (12), in denen die Entlastungseinrichtung (48) überwacht wird, einen Schubbetriebszustand und/oder einen ausgeschalteten Betriebszustand der Brennkraftmaschine (12) umfassen.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe des für die Überwachung verwendeten Grenzwerts vom Betriebszustand und/oder mindestens einer Betriebsgröße der Brennkraftmaschine (12) abhängt.

10. Computerprogramm, dadurch gekennzeichnet, dass es zur Anwendung in einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche programmiert ist.

11. Elektrisches Speichermedium für ein Steuer- und/oder Regelgerät gerät einer Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass auf ihm ein Computerprogramm zur Anwendung in einem Verfahren der Ansprüche 1 bis 9 abgespeichert ist.

12. Steuer- und/oder Regelgerät für eine Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass es zur Anwendung in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 programmiert ist.

13. Kraftstoffsystem (10) für eine Brennkraftmaschine (12), mit einer ersten Kraftstoffpumpe (16), mit einer zweiten Kraftstoffpumpe (22), welche einlassseitig mit der ersten Kraftstoffpumpe (16) verbunden ist, und mit einem Hochdruckbereich (56), welcher mit dem Auslass der zweiten Kraftstoffpumpe (22) verbunden ist, wobei der Hochdruckbereich (56) mindestens eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (38) umfasst, und mit einer Entlastungseinrichtung (38) zur Absenkung des Drucks im Hochdruckbereich (56) in bestimmten Betriebszuständen der Brennkraftmaschine (12), dadurch gekennzeichnet, dass ein Steuer- und/oder Regelgerät (52) vorgesehen ist, welches die Funktion der Entlastungseinrichtung (48) gemäß einem Verfahren der Ansprüche 1 bis 9 überwacht.

14. Kraftstoffsystem (10) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, die Entlastungseinrichtung eine Strömungsdrossel (48) umfasst.

15. Kraftstoffsystem nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlastungseinrichtung ein elektrisch betätigtes Ventil umfasst.

16. Kraftstoffsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlastungseinrichtung (48) den Hochdruckbereich (56) mit einem Kraftstoffbehälter oder mit einem zwischen der ersten und der zweiten Kraftstoffpumpe gelegenen Bereich (54) verbindet.

Claims

1. Method for operating an internal combustion engine (12), in which the fuel is fed from a first fuel pump (16) to a second fuel pump (22) and from the latter into a high-pressure region (56), from which fuel passes via at least one fuel injection device (38) into at least one combustion chamber (40) of the internal combustion engine (12), and in which fuel can flow out of the high-pressure region (56) via a throttle (48), characterized in that the gradient with which the pressure in the high-pressure region (56) drops when the second fuel pump (22) does not feed any fuel, the fuel injection device (38) is not operating and the fuel flows away out of the high-pressure region (56) via the throttle (48) is monitored at least indirectly (64).

2. Method according to Claim 1, characterized in that the time within which the pressure in the high-pressure region (56) drops by a specific value in a specific operating state of the internal combustion engine (12) owing to the relief device (48) is monitored (64).

3. Method according to Claim 1, characterized in that the pressure difference by which the pressure in the high-pressure region (56) drops within a predefined time in a specific operating state of the internal combustion engine (12) owing to the relief device (48) is monitored (64).

4. Method for operating an internal combustion engine (12), in which the fuel is fed from a first fuel pump (16) to a second fuel pump (22) and from the latter into a high-pressure region (56), from which fuel passes via at least one fuel injection device (38) into at least one combustion chamber (40) of the internal combustion engine (12), and in which fuel can flow out of the high-pressure region (56) via a relief device (48), characterized in that the volume flow into the high-pressure region (56), which is present in a specific operating state of the internal combustion engine owing to the effect of the relief device (48) is monitored (64).

5. Method according to Claim 4, characterized in that the volume flow is determined (60) from the actuation of a quantity control valve (30) with which the delivery rate of the second fuel pump (22) can be set.

6. Method according to one of the preceding claims, characterized in that if the gradient or the pressure difference or the volume flow is too small or the time is too long, an error entry is made (70) in an error memory and/or a warning signal is generated.

7. Method according to Claim 6, characterized in that if an error is entered in the error memory, functions which are due to the correct functioning of the relief device are blocked (70).

8. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the operating states of the internal combustion engine (12) in which the relief device (48) is monitored comprise an overrun state and/or a switched-off operating state of the internal combustion engine (12).

9. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the magnitude of the limiting value which is used for the monitoring depends on the operating state and/or at least one operating variable of the internal combustion engine (12).

10. Computer program, characterized in that it is programmed for use in a method according to one the preceding claims.

11. Electric storage medium for a control device of an internal combustion engine, characterized in that the computer program for use in a method of Claims 1 to 9 is stored in said control device.

12. Control device for an internal combustion engine, characterized in that it is programmed for use in a method according to one of Claims 1 to 9.

13. Fuel system (10) for an internal combustion engine (12), having a first fuel pump (16), having a second fuel pump (22) which is connected at the inlet end to the first fuel pump (16), and having a high-pressure region (56) which is connected to the outlet of the second fuel pump (22), the high-pressure region (56) comprising at least one fuel injection device (38), and having a relief device (48) for reducing the pressure in the high-pressure region (56) in specific operating states of the internal combustion engine (12), characterized in that a control device (52) is provided which monitors the function of the relief device (48) according to a method of Claims 1 to 9.

14. Fuel system (10) according to Claim 14, characterized in that the relief device comprises a throttle (48).

15. Fuel system according to one of Claims 14 or 15, characterized in that the relief device comprises an electrically activated valve.

16. Fuel system according to one of the preceding claims, characterized in that the relief device (48) connects the high-pressure region (56) to a fuel container or to a region (54) which is located between the first and second fuel pumps.

Revendications

1. Procédé de gestion d'un moteur à combustion interne (12) dans lequel le carburant est transféré par une première pompe à carburant (16) à une seconde pompe à carburant (22) et de celle-ci dans une zone haute pression (56) d'où le carburant est introduit par au moins un dispositif d'injection de carburant (38) dans au moins une chambre de combustion (40) du moteur à combustion interne (12), le carburant pouvant s'échapper de la zone haute pression (56) par un organe d'étranglement (48),
caractérisé en ce qu'
on surveille (64) au moins indirectement le gradient de diminution de la pression dans la zone haute pression (56) lorsque la seconde pompe à carburant (22) ne débite pas de carburant, le dispositif d'injection de carburant (38) ne fonctionne pas et le carburant s'échappe de la zone haute pression (56) par l'organe d'étranglement (48).

2. Procédé selon la revendication 1,
caractérisé en ce qu'
on surveille (64) le temps pendant lequel la pression diminue dans la zone haute pression (56) du fait de l'installation de décharge (48) pour un certain état de fonctionnement du moteur à combustion interne (12), diminution correspondant à une valeur déterminée.

3. Procédé selon la revendication 1,
caractérisé en ce qu'
on surveille (64) de quelle différence de pression la pression diminue dans la zone haute pression (56) du fait de l'installation de décharge (48) pendant une durée prédéterminée, pour un état de fonctionnement donné du moteur à combustion interne (12).

4. Procédé de gestion d'un moteur à combustion interne (12) selon lequel le carburant est transféré par une première pompe à carburant (16) à une seconde pompe à carburant (22) et de celle-ci à une zone haute pression (56) d'où le carburant arrive dans au moins une chambre de combustion (40) du moteur à combustion interne (12) par au moins un dispositif d'injection de carburant (38), le carburant pouvant s'échapper de la zone haute pression (56) par une installation de décharge (48),
caractérisé en ce qu'
on surveille (64) le débit volumique dans la zone haute pression (56) du fait de l'action de l'installation de décharge (48) pour un certain état de fonctionnement du moteur à combustion interne.

5. Procédé selon la revendication 4,
caractérisé en ce qu'
à partir de la commande d'une soupape de commande de débit (30), on détermine le débit volumique (60) par lequel on règle le débit de la seconde pompe à carburant (22).

6. Procédé selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce qu'
au cas où le gradient ou la différence de pression ou le débit volumique est trop faible ou que la durée est trop longue, on enregistre (70) une erreur dans une mémoire d'erreur et/ou on génère un signal avertisseur.

7. Procédé selon la revendication 6,
caractérisé en ce que
les fonctions dépendant du fonctionnement correct de l'installation de décharge sont bloquées (70) si une erreur est enregistrée dans la mémoire d'erreur.

8. Procédé selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que
les états de fonctionnement du moteur à combustion interne (12) pour lesquels on surveille l'installation de décharge (48) sont le mode de poussée et/ou le mode de coupure du moteur à combustion interne (12).

9. Procédé selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que
l'amplitude de la valeur limite utilisée pour la surveillance dépend de l'état de fonctionnement et/ou d'au moins une grandeur de fonctionnement du moteur à combustion interne (12).

10. Programme d'ordinateur,
caractérisé en ce qu'
il est programmé pour être appliqué à un procédé selon l'une des revendications précédentes.

11. Support de mémoire électrique pour un appareil de commande et/ ou de régulation d'un moteur à combustion interne,
caractérisé en ce qu'
il contient l'enregistrement d'un programme d'ordinateur appliqué à un procédé selon l'une des revendications 1 à 9.

12. Appareil de commande et/ou de régulation d'un moteur à combustion interne,
caractérisé en ce qu'
il est programmé pour être appliqué à un procédé selon l'une des revendications 1 à 9.

13. Système d'alimentation en carburant (10) d'un moteur à combustion interne (12) comprenant une première pompe à carburant (16) reliée à une seconde pompe à carburant (22) dont l'entrée est reliée à la première pompe à carburant (16) ainsi qu'une zone à haute pression (56) reliée à la sortie de la seconde pompe à carburant (22),
la zone haute pression (56) ayant au moins un dispositif d'injection de carburant (38) et au moins une installation de décharge (48) pour diminuer la pression dans la zone haute pression (56) dans certains états de fonctionnement du moteur à combustion interne (12),
caractérisé par
un appareil de commande et/ou de régulation (52) qui surveille le fonctionnement de l'installation de décharge (48) selon un procédé défini dans les revendications 1 à 9.

14. Système d'alimentation en carburant (10) selon la revendication 14,
caractérisé en ce que
l'installation de décharge comprend un organe d'étranglement (48).

15. Système d'alimentation en carburant selon la revendication 14,
caractérisé en ce que
l'installation de décharge est une soupape à commande électrique.

16. Système d'alimentation en carburant selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce que
l'installation de décharge (48) relie la zone haute pression (56) à un réservoir à carburant ou à une zone (54) située entre la première et la seconde pompe à carburant.

Zeichnung