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Title:
CONTROL METHOD FOR CONTROLLING A FUEL INJECTION SYSTEM, AND FUEL INJECTION SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/028967
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a control method for controlling a fuel injection system (10) of an internal combustion engine, wherein, in the event of a fault of the fuel injection system (10), a camshaft angle of a camshaft (34) which drives a pump piston (32) of a high-pressure fuel pump (14) of the fuel injection system (10) is adjusted such that the injection time (tI) of an injector valve (42) which injects the fuel from the fuel injection system (10) into a combustion chamber of the internal combustion engine experiences a pressure drop (50) of a pressure oscillation in a high-pressure range (16).

Inventors:
SEEGMÜLLER OLIVER (DE)
RITSCH TOBIAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2016/058223
Publication Date:
February 23, 2017
Filing Date:
April 14, 2016
Export Citation:
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Assignee:
CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH (DE)
International Classes:
F02D41/22; F02D41/38; F02M59/10; F02M63/00; F02M63/02; F02D41/12
Foreign References:
EP2187029A12010-05-19
EP2071167A12009-06-17
EP1281860A22003-02-05
DE102012105818A12014-01-02
US6024064A2000-02-15
JP2009270510A2009-11-19
Other References:
None
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Claims:
Patentansprüche

1. Ansteuerverfahren zum Ansteuern eines Kraftstoffein- spritzsystems (10) einer Brennkraftmaschine, aufweisend die Schritte:

Bereitstellen eines Kraftstoffeinspritzsystems (10), aufweisend eine Kraftstoffhochdruckpumpe (14) mit einem sich in einem Druckraum (22) im Betrieb zwischen einem unteren Totpunkt (UT) und einem oberen Totpunkt (OT) bewegenden Pum- penkolben (32) zum Beaufschlagen eines Kraftstoffes mit Hochdruck, eine Nockenwelle (34) zum Antreiben des Pumpenkolbens (32), sowie einen Hochdruckbereich (16) mit wenigstens einem Injektorventil (42) zum Einspritzen von

hochdruckbeaufschlagtem Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine;

Bereitstellen eines Druckbegrenzungsventils (46), das bei Erreichen eines vordefinierten Öffnungsdruckes (Pöff) in dem Hochdruckbereich (16) Kraftstoff aus dem Hochdruckbereich (16) in den Druckraum (22) der Kraftstoffhochdruckpumpe (14) absteuert;

Erkennen eines Fehlerfalles in dem Kraftstoffeinspritz- system (10), wobei der vordefinierte Öffnungsdruck (Pöff) in dem Hochdruckbereich (16) überschritten wird;

Bestimmen eines Periodenzeitraumes (tp) mit vier gleich- verteilten Quadranten (Ql, Q2, Q3, Q4) zwischen einem ersten OT-Zeitpunkt , zu dem sich der Pumpenkolben (32) in dem oberen Totpunkt (OT) befindet, und einem zweiten OT-Zeitpunkt, zu dem sich der Pumpenkolben (32) in dem oberen Totpunkt (OT) befindet ;

- Festlegen eines Einspritzzeitpunktes (ti) , zu dem das Injektorventil (42) beginnt, Kraftstoff einzuspritzen;

Bereitstellen eines Nockenwellenverstellers (58) zum Verstellen eines Nockenwellenwinkels der Nockenwelle (34) re¬ lativ zu dem Pumpenkolben (32);

- Verstellen des Nockenwellenwinkels der Nockenwelle (34) derart, dass der Einspritzzeitpunkt (ti) in einem Zeitraum liegt, der sich in einem zweiten Quadranten (Q2) des Perio- Z 5

denzeitraumes (tp) und/oder in einem dritten Quadranten (Q3) des Periodenzeitraumes (tp) erstreckt.

2. Ansteuerverfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, dass der Fehlerfall durch einen in dem Hochdruckbereich (16) angeordneten Hochdrucksensor (44) erkannt wird.

3. Ansteuerverfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungsdruck (Pöff) des Druckbegrenzungsventils (46) niedriger eingestellt wird als ein maximal zulässiger Maximaldruck (Pmax ) in dem Hochdruckbe¬ reich (16), wobei der Maximaldruck (Pmax ) insbesondere in ei¬ nem Bereich oberhalb von 500 bar definiert wird.

4. Ansteuerverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Einspritzzeitpunkt (ti) ab¬ hängig von einer Kraftstoffanforderung der Brennkraftmaschine festgelegt wird.

5. Ansteuerverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erkennen eines Wiederein¬ tritts in einen Normalbetrieb des Kraftstoffeinspritzsystems (10), bei dem der vordefinierte Öffnungsdruck (Pöff) in dem Hochdruckbereich (16) wieder unterschritten wird, das Verstellen der Nockenwelle (34) abhängig von dem festgelegten Einspritzzeitpunkt (ti) beendet wird.

6. Ansteuerverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kennfeld (Kl) hinterlegt wird, das jedem Nockenwellenwinkel der Nockenwelle (34) rela¬ tiv zu dem Pumpenkolben (32) einen vorbestimmten OT-Zeitpunkt zuordnet . 7. Ansteuerverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Betriebszustände der Brennkraftmaschine bereitgestellt werden, wobei in einem Schubbetrieb keine Einspritzung von Kraftstoff durch das Injektorventil (42) in den Brennraum erfolgt, wobei in einem Einspritzbetrieb wenigstens eine Einspritzung von Kraftstoff durch das Injektorventil (42) in den Brennraum erfolgt, wobei in dem Fehlerfall der Schubbetrieb der Brennkraftmaschine ab- geschaltet wird, sodass die Brennkraftmaschine ausschließlich in dem Einspritzbetrieb betrieben wird.

8. Ansteuerverfahren nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet, dass durch das Injektorventil (42) so viel Kraftstoff eingespritzt wird, dass sich ein Hochdruck in dem Hochdruckbereich (16) einstellt, der niedriger ist als der Maximaldruck (Pmax ) , und der insbesondere einem Öffnungs¬ druck (Pöff) des Druckbegrenzungsventils (46) entspricht. 9. Kraftstoffeinspritzsystem (10) zum Einspritzen von

Kraftstoff in Brennräume einer Brennkraftmaschine, wobei das Kraftstoffeinspritzsystem (10) insbesondere ausgebildet ist zum Durchführen des Ansteuerverfahrens nach einem der Ansprü¬ che 1 bis 8, und wobei das Kraftstoffeinspritzsystem (10) aufweist:

eine Kraftstoffhochdruckpumpe (14) mit einem sich in ei¬ nem Druckraum (22) im Betrieb zwischen einem unteren Totpunkt (UT) und einem oberen Totpunkt (OT) bewegenden Pumpenkolben (32) zum Beaufschlagen eines Kraftstoffes mit Hochdruck;

- eine Nockenwelle (34) zum Antreiben des Pumpenkolbens (32), die einen Nockenwellenversteller (58) zum Verstellen eines Nockenwellenwinkels der Nockenwelle (34) relativ zu dem Pumpenkolben (32) aufweist;

einen Hochdruckbereich (16) mit wenigstens einem

Injektorventil (42) zum Einspritzen von

hochdruckbeaufschlagtem Kraftstoff in einen Brennraum der Brennkraftmaschine ;

ein in dem Hochdruckbereich (16) angeordnetes Druckbe¬ grenzungsventil (46), das zum Absteuern eines Kraftstoffes bei Erreichen eines vordefinierten Öffnungsdruckes (Pöff) in dem Hochdruckbereich (16) aus dem Hochdruckbereich (16) in den Druckraum (22) der Kraftstoffhochdruckpumpe (14) ausge¬ bildet ist; eine Steuereinrichtung (26), die ausgebildet ist

zum Erkennen eines Fehlerfalles in dem Kraftstoffein- spritzsystem (10), wobei der vordefinierte Öffnungsdruck (Pöff) in dem Hochdruckbereich (16) überschritten wird;

-- zum Bestimmen eines Periodenzeitraumes (tp) mit vier gleichverteilten Quadranten (Ql, Q2, Q3, Q4) zwischen einem ersten OT-Zeitpunkt , zu dem sich der Pumpenkolben (32) in dem oberen Totpunkt (OT) befindet, und einem zweiten OT- Zeitpunkt, zu dem sich der Pumpenkolben (32) in dem oberen Totpunkt (OT) befindet;

zum Festlegen eines Einspritzzeitpunktes (ti) , zu dem das Injektorventil (42) beginnt, Kraftstoff einzuspritzen; und

zum Verstellen des Nockenwellenwinkels der Nockenwelle (34) relativ zu dem Pumpenkolben (32) derart, dass der Einspritzzeitpunkt (ti) in einem Zeitraum liegt, der sich in ei¬ nem zweiten Quadranten (Q2) des Periodenzeitraumes (tp) und/oder in einem dritten Quadranten (Q3) des Periodenzeitraumes (tp) erstreckt.

Description:
Beschreibung

Ansteuerverfahren zum Ansteuern eines Kraftstoffeinspritzsys- tems sowie Kraftstoffeinspritzsystem

Die Erfindung betrifft ein Ansteuerverfahren, mit dem ein Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine betrieben werden kann, sowie ein Kraftstoffeinspritzsystem, das insbe ¬ sondere zum Durchführen des Ansteuerverfahrens geeignet ist.

Kraftstoffeinspritzsysteme, beispielsweise Benzindirektein- spritzsysteme, weisen vereinfacht dargestellt eine Kraft ¬ stoffhochdruckpumpe, mit der ein Kraftstoff mit Hochdruck be ¬ aufschlagt wird, und einen Hochdruckbereich mit einem Hoch- druckspeicher, dem sog. Rail, und wenigstens einem

Injektorventil zum Einspritzen des hochdruckbeaufschlagten Kraftstoffes in einen zugeordneten Brennraum einer Brennkraftmaschine auf. Die genannten Komponenten sind über Hochdruckleitungen miteinander verbunden.

Für den Betrieb des Kraftstoffeinspritzsystems ist zumeist eine Steuereinrichtung, die sog. ECU, mit einer entsprechenden Software vorgesehen. Über die Steuereinrichtung kann beispielsweise die Förderleistung der Kraftstoffhochdruckpumpe angepasst werden. Hierzu befindet sich beispielsweise an der Kraftstoffhochdruckpumpe ein Ventil, das z. B. als ein sog. digitales Einlassventil ausgebildet sein kann. Dieses digita ¬ le Einlassventil kann beispielsweise in der Ausführungsform „currentless open", d. h. unbestromt offen, vorliegen, es sind jedoch auch andere Ausführungsformen möglich und bekannt. Weiterhin befindet sich zur Regelung des an den

Injektorventilen notwendigen Einspritzdruckes ein Hochdrucksensor in dem Kraftstoffeinspritzsystem, der üblicherweise an dem Hochdruckspeicher angebracht ist und zur Erfassung des sog. Systemdruckes dient. Dieser Systemdruck liegt bei Benzin als Kraftstoff typischerweise in einem Bereich zwischen 150 bar und 500 bar und bei Diesel als Kraftstoff in einem Be ¬ reich zwischen 1500 bar und 3000 bar. Eine Druckregelung durch Erfassen eines Signales des Hochdrucksensors, Verarbei ¬ tung des Signals durch die Steuereinrichtung und Änderung der Förderleistung der Kraftstoffhochdruckpumpe durch das digita ¬ le Einlassventil findet normalerweise statt. Die Kraftstoff- hochdruckpumpe wird gewöhnlich von der Brennkraftmaschine selbst, beispielsweise über eine Nockenwelle vermittelt, me ¬ chanisch angetrieben.

In den beschriebenen Kraftstoffhochdruckpumpen mit einem di- gitalen Einlassventil kann es zu Fehlerfällen kommen, die zu einer nicht gewünschten erhöhten Förderleistung der Kraftstoffhochdruckpumpe führen. Beispielsweise kann dies dadurch verursacht werden, dass das Einlassventil an der Kraftstoff ¬ hochdruckpumpe nicht mehr komplett geöffnet bzw. geschlossen werden kann. Es ist beispielsweise auch denkbar, dass z. B. durch einen Federbruch an einer Feder in dem Einlassventil - oder auch weitere Fehlermöglichkeiten - die Förderleistung nicht mehr kontrolliert werden kann. Bei einem solchen Fehlerfall stellt sich in Abhängigkeit von der Drehzahl der Brennkraftmaschine und der in dem Kraft ¬ stoffeinspritzsystem herrschenden Temperatur ein Volumenstrom für die Kraftstoffhochdruckpumpe ein. Dieser Volumenstrom kann dabei größer sein als die Einspritzmenge des wenigstens einen Injektorventils. Beispielsweise erfolgt in einem typi ¬ schen Betriebszustand, dem sog. Schubbetrieb der Brennkraft ¬ maschine, keine oder nur eine geringe Einspritzung durch das Injektorventil. Liefert daher die Kraftstoffhochdruckpumpe einen zu großen Volumenstrom, kommt es in dem Kraftstoffein- spritzsystem zu einer ungewollten Druckerhöhung.

Um ungewollt hohe Drücke in dem Hochdruckbereich des Kraft ¬ stoffeinspritzsystems abbauen zu können, ist gewöhnlich ein mechanisches Sicherheitsventil, ein sog. Druckbegrenzungsven- til, an der Kraftstoffhochdruckpumpe vorgesehen, das den Druck limitieren bzw. begrenzen kann. Typische p-Q-Quarakteristiken des Druckbegrenzungsventils sind so ausgelegt, dass sich ein Maximaldruck in dem Hochdruckspeicher einstellt, welcher die nominalen Drücke des Injektorventils im Regulärbetrieb übersteigt.

Nach dem Fehlerfall steigt der Druck innerhalb weniger Pumpenhübe der Kraftstoffhochdruckpumpe bis zu einem Maximal ¬ druck, der sich in dem Hochdruckbereich einstellt. Das Druckbegrenzungsventil ist häufig so ausgelegt, dass es in einen Druckraum der Kraftstoffhochdruckpumpe absteuert, sodass es während einer Lieferphase der Kraftstoffhochdruckpumpe hydraulisch blockiert ist. Das bedeutet, dass das

Druckbegrenzungsventil ausschließlich in der Saugphase der Kraftstoffhochdruckpumpe öffnen und Kraftstoff aus dem Hoch ¬ druckbereich absteuern kann. Solche Druckbegrenzungsventile werden hydraulisch blockierte Druckbegrenzungsventile ge ¬ nannt . Aufgrund der konstruktiven Beschaffenheit des Injektorventils öffnet das Injektorventil häufig gegen den im Hochdruckspei ¬ cher vorhandenen Druck. Dabei wird, vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine abhängig, ein Ansteuerprofil zum Ansteuern des Injektorventils verwendet, um das Injektorventil zu öff- nen, sodass eine Einspritzung beginnen kann.

Eine Vielzahl von Injektorventilen ist nicht für den maximalen Druck im Fehlerfall, sondern kostenoptimiert für den Regulärbetrieb ausgelegt. Dadurch kann das Injektorventil in Fehlerfällen mit zu hohen Drücken in dem Hochdruckbereich nicht mehr öffnen, und die Brennkraftmaschine kann somit nicht mehr arbeiten. Ein mit der Brennkraftmaschine betriebe ¬ nes Fahrzeug kann daher liegen bleiben. Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Ansteuerverfahren zum Betreiben eines Kraftstoffeinspritzsystems sowie ein entspre ¬ chendes Kraftstoffeinspritzsystem vorzuschlagen, mit dem ein Ausfall der Brennkraftmaschine auch im Fehlerfall verhindert werden kann.

Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Ansteuerverfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruches 1.

Ein Kraftstoffeinspritzsystem, das insbesondere dazu ausgebildet ist, das Ansteuerverfahren durchzuführen, ist Gegenstand des nebengeordneten Anspruches.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Bei einem Ansteuerverfahren zum Ansteuern eines Kraftstoff- einspritzsystems einer Brennkraftmaschine wird zunächst ein Kraftstoffeinspritzsystem bereitgestellt, das eine Kraft ¬ stoffhochdruckpumpe mit einem sich in einem Druckraum im Betrieb zwischen einem unteren Totpunkt und einem oberen Totpunkt bewegenden Pumpenkolben zum Beaufschlagen eines Kraft- Stoffes mit Hochdruck, eine Nockenwelle zum Antreiben des Pumpenkolbens, sowie einen Hochdruckbereich mit wenigstens einem Injektorventil zum Einspritzen von mit Hochdruck beaufschlagtem Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine aufweist. Weiter wird ein Druckbegrenzungsven- til bereitgestellt, das bei Erreichen eines vordefinierten Öffnungsdruckes in dem Hochdruckbereich Kraftstoff aus dem Hochdruckbereich in den Druckraum der Kraftstoffhochdruckpumpe absteuert. Es wird ein Fehlerfall in dem Kraftstoffein- spritzsystem erkannt, wobei der Fehlerfall darin liegt, dass der vordefinierte Öffnungsdruck in dem Hochdruckbereich überschritten wird. Zusätzlich wird ein Periodenzeitraum mit vier gleichverteilten Quadranten zwischen einem ersten OT- Zeitpunkt, zu dem sich der Pumpenkolben in dem oberen Totpunkt befindet, und einem zweiten OT-Zeitpunkt , zu dem sich der Pumpenkolben in dem oberen Totpunkt befindet, bestimmt.

Es wird ein Einspritzzeitpunkt, zu dem das Injektorventil be ¬ ginnt, Kraftstoff einzuspritzen, festgelegt. In dem Kraft ¬ stoffeinspritzsystem wird ein Nockenwellenversteller bereit- gestellt, um einen Nockenwellenwinkel der Nockenwelle relativ zu dem Pumpenkolben verstellen zu können. Nach Festlegen des Einspritzzeitpunktes wird der Nockenwellenwinkel der Nocken ¬ welle derart verstellt, dass der Einspritzzeitpunkt in einem Zeitraum liegt, der sich in einem zweiten Quadranten des Periodenzeitraumes und/oder in einem dritten Quadranten des Periodenzeitraumes erstreckt.

In dem Fehlerfall steigt der Druck in dem Hochdruckbereich innerhalb weniger Hübe des Pumpenkolbens kontinuierlich an. Das Druckbegrenzungsventil steuert in diesem Fall Kraftstoff aus dem Hochdruckbereich in den Druckraum der Kraftstoffhochdruckpumpe ab, ist jedoch in der Lieferphase der Kraftstoff ¬ hochdruckpumpe hydraulisch verriegelt, so dass zu dieser Zeit der Druck in dem Hochdruckbereich ansteigt, und bei Öffnen des Druckbegrenzungsventils wieder abfällt. Im Fehlerfall entsteht daher eine Druckschwingung in dem Hochdruckbereich mit Drucktälern, nämlich dann, wenn das Druckbegrenzungsventil Kraftstoff in den Druckraum absteuern kann, und Druck- spitzen, wenn das Druckbegrenzungsventil hydraulisch blo ¬ ckiert ist. Die Drucktäler entsprechen dabei unteren Totpunkten des Pumpenkolbens, während die Druckspitzen oberen Tot ¬ punkten des Pumpenkolbens entsprechen. Der Zeitpunkt, wann der Pumpenkolben sich in dem oberen Totpunkt beziehungsweise in dem unteren Totpunkt befindet, ist abhängig von einem Nockenwellenwinkel der Nockenwelle relativ zu dem Pumpenkolben. Wird dieser Nockenwellenwinkel verstellt, verändert sich der Zeitpunkt, zu dem sich der Pumpenkolben in dem oberen Totpunkt beziehungsweise in dem unteren Totpunkt befindet. Wird nun vordefiniert festgelegt, wann ein Injektorventil Kraft ¬ stoff in einen Brennraum einspritzen soll, kann durch Verstellung des Nockenwellenwinkels der Nockenwelle relativ zu dem Pumpenkolben gezielt ein Drucktal in einem Zeitpunkt so eingestellt werden, dass der Einspritzzeitpunkt des

Inj ektorventiles genau in dieses Drucktal hineinfällt. Dazu muss zuvor zunächst bestimmt werden, wie der Periodenzeit ¬ raum, das heißt ein Zeitraum zwischen zwei benachbarten oberen Totpunkten des Pumpenkolbens, ausgebildet ist. Dieser Pe- riodenzeitraum wird dann in vier zeitlich gleich große Quadranten eingeteilt. Ein Drucktal befindet sich dabei exakt zwischen dem zweiten Quadranten und dem dritten Quadranten. Der Nockenwellenwinkel wird so verstellt, dass das Drucktal und somit der zweite und dritte Quadrant zeitlich so zu lie ¬ gen kommen, dass sich darin der Einspritzzeitpunkt befindet.

Wird daher die Kraftstoffhochdruckpumpe über eine Nockenwelle mechanisch angetrieben, wobei die Nockenwelle über eine Ver- Stellung des Nockenwellenwinkels verfügt, beispielsweise über einen Nockenwellenversteller, der hydraulisch oder elektrisch angetrieben werden kann, so wird bei einem erkannten Fehlerfall die Nockenwelle so verstellt, dass der Einspritzzeit ¬ punkt in die negative Amplitude, das heißt in das Drucktal der Druckschwingung in dem Hochdruckbereich fällt. Dadurch kann das Injektorventil noch öffnen, selbst wenn der gemit- telte Druck in dem Hochdruckbereich oberhalb eines für die Injektoröffnung kritischen Druckes ist. In vorteilhafter Ausgestaltung wird der Fehlerfall durch einen in dem Hochdruckbereich angeordneten Hochdrucksensor erkannt. Solche Hochdrucksensoren sind in dem Hochdruckbereich des Kraftstoffeinspritzsystems ohnehin vorhanden, und können daher als Signalgeber zum Ansteuern des Kraftstoffeinspritz- Systems im Fehlerfall verwendet werden.

Der Öffnungsdruck des Druckbegrenzungsventils wird vorteil ¬ haft niedriger eingestellt als ein maximal zulässiger Maxi ¬ maldruck in dem Hochdruckbereich. Unter dem Maximaldruck soll dabei ein Druck in dem Hochdruckbereich verstanden werden, gegen den die Injektorventile gerade noch öffnen können. Bei ¬ spielsweise kann der Maximaldruck in einem Bereich oberhalb von 500 bar definiert werden. Es ist vorteilhaft, wenn der Öffnungsdruck des Druckbegrenzungsventils deutlich darunter liegt, um so zu vermeiden, dass sich ein Maximaldruck in dem Hochdruckbereich überhaupt erst einstellt. Vorteilhafte

Druckbereiche des Öffnungsdruckes des Druckbegrenzungsventils liegen dabei in einem Bereich zwischen 300 bar und 450 bar, wobei der Öffnungsdruck bereits die nominalen Drücke im

Regulärbetrieb der Injektorventile übersteigt. Diese bewegen sich normalerweise in einem Bereich zwischen 200 bar und 280 bar .

Vorzugsweise wird der Einspritzzeitpunkt abhängig von einer Kraftstoffanforderung der Brennkraftmaschine festgelegt. Das heißt, es wird nur dann Kraftstoff eingespritzt, wenn die Brennkraftmaschine für ihren Betrieb tatsächlich Kraftstoff benötigt.

Vorteilhaft wird bei Erkennen eines Wiedereintritts in einen Normalbetrieb des Kraftstoffeinspritzsystems , bei dem der vordefinierte Öffnungsdruck in dem Hochdruckbereich wieder unterschritten wird, das Verstellen der Nockenwelle abhängig von dem festgelegten Einspritzzeitpunkt beendet.

In vorteilhafter Ausgestaltung wird ein Kennfeld hinterlegt, das jedem Nockenwellenwinkel der Nockenwelle relativ zu dem Pumpenkolben einen vorbestimmten OT-Zeitpunkt zuordnet. So ist es möglich, den Nockenwellenwinkel gezielt zu verstellen, wenn die vier Quadranten des Periodenzeitraumes in ihrer zeitlichen Position bekannt sind. In vorteilhafter Ausgestaltung werden wenigstens zwei Be- triebszustände der Brennkraftmaschine bereitgestellt, wobei in einem Schubbetrieb keine Einspritzung von Kraftstoff durch das Injektorventil in den Brennraum erfolgt, wobei in einem Einspritzbetrieb wenigstens eine Einspritzung von Kraftstoff durch das Injektorventil in den Brennraum erfolgt. In dem

Fehlerfall wird der Schubbetrieb der Brennkraftmaschine abge ¬ schaltet, sodass die Brennkraftmaschine ausschließlich in dem Einspritzbetrieb betrieben wird. Dadurch kann die Öffnungsfä ¬ higkeit des Inj ektorventiles zusätzlich unterstützt werden, da Phasen vermieden werden, in denen überhaupt kein Kraftstoff aus dem Hochdruckbereich entnommen wird, und sich so der Druck in dem Hochdruckbereich weiter aufbauen könnte. Generell ist der Fehlerfall nicht abgasrelevant und ein mög ¬ licher Leistungsverlust im Fehlerfall akzeptabel, da dadurch grundsätzlich vermieden werden kann, dass die Brennkraftmaschine ausfällt und ein mit der Brennkraftmaschine betriebe- nes Fahrzeug liegen bleibt.

Bei Abschaltung des Schubbetriebes ist es vorteilhaft, wenn in dem Einspritzbetrieb durch das Injektorventil so viel Kraftstoff eingespritzt wird, dass sich ein Hochdruck in dem Hochdruckbereich einstellt, der niedriger ist als der Maximaldruck, und der vorteilhaft insgesamt einem Öffnungsdruck des Druckbegrenzungsventils entspricht. Dadurch können die Injektorventile weiterhin sicher geöffnet werden. Ein Kraftstoffeinspritzsystem zum Einspritzen von Kraftstoff in Brennräume einer Brennkraftmaschine ist insbesondere aus ¬ gebildet zum Durchführen des oben beschriebenen Ansteuerverfahrens. Das Kraftstoffeinspritzsystem weist dabei eine

Kraftstoffhochdruckpumpe mit einem sich in einem Druckraum im Betrieb zwischen einem unteren Totpunkt und einem oberen Totpunkt bewegenden Pumpenkolben zum Beaufschlagen eines Kraftstoffes mit Hochdruck auf. Weiter ist eine Nockenwelle zum Antreiben des Pumpenkolbens, die einen Nockenversteller zum Verstellen eines Nockenwellenwinkels der Nockenwelle relativ zu dem Pumpenkolben aufweist, vorgesehen. Zusätzlich umfasst das Kraftstoffeinspritzsystem einen Hochdruckbereich mit wenigstens einem Injektorventil zum Einspritzen von mit Hochdruck beaufschlagtem Kraftstoff in einen Brennraum der Brennkraftmaschine. Weiter ist ein in dem Hochdruckbereich an- geordnetes Druckbegrenzungsventil vorgesehen, dass zum

Absteuern eines Kraftstoffes bei Erreichen eines vordefinierten Öffnungsdruckes in dem Hochdruckbereich aus dem Hochdruckbereich in den Druckraum der Kraftstoffhochdruckpumpe ausgebildet ist. Zusätzlich umfasst das Kraftstoffeinspritz- System eine Steuereinrichtung, die ausgebildet ist zum Erkennen eines Fehlerfalles in dem Kraftstoffeinspritzsystem, wobei der Fehler darin liegt, dass der vordefinierte Öffnungs ¬ druck in dem Hochdruckbereich überschritten wird. Weiter ist die Steuereinrichtung dazu ausgebildet, einen Periodenzeit ¬ raum mit vier gleich verteilten Quadranten zwischen einem ersten OT-Zeitpunkt , zu dem sich der Pumpenkolben in dem oberen Totpunkt befindet, und einem zweiten OT-Zeitpunkt, zu dem sich der Pumpenkolben in dem oberen Totpunkt befindet, zu bestimmen. Weiter ist die Steuereinrichtung zum Festlegen eines Einspritzzeitpunktes, zu dem das Injektorventil beginnt, Kraftstoff einzuspritzen, und zum Verstellen des Nockenwellenwinkels der Nockenwelle relativ zu dem Pumpenkolben der- art, dass der Einspritzzeitpunkt in einem Zeitraum liegt, der sich in einem zweiten Quadranten des Periodenzeitraumes und/oder in einem dritten Quadranten des Periodenzeitraumes erstreckt, ausgebildet.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigt : eine schematische Darstellung eines Kraftstoffein spritzsystems zum Einspritzen von Kraftstoff in Brennräume einer Brennkraftmaschine; ein Druck-Zeit-Diagramm, das eine Druckschwingung in einem Hochdruckbereich des Kraftstoffeinspritz- systems aus Fig.l in einem Fehlerfall darstellt; ein Flussdiagramm, das schematisch ein Betriebsverfahren zum Betreiben des Kraftstoffeinspritzsystems aus Fig.l im Fehlerfall in einer ersten Ausführungsform darstellt; eine schematische Darstellung einer Steuereinrichtung, die zum Durchführen des Betriebsverfahrens gemäß Fig.3 ausgebildet ist; ein Flussdiagramm, das schematisch ein Ansteuerverfahren zum Ansteuern des Kraftstoffeinspritzsystems aus Fig.l in einem Fehlerfall in einer zweiten Ausführungsform darstellt;

Fig.6 eine schematische Darstellung einer Steuereinrich- tung, die zum Durchführen des Ansteuerverfahrens gemäß Fig. 5 ausgebildet ist;

Fig.7 ein Flussdiagramm, das schematisch ein Ansteuerverfahren zum Ansteuern eines Injektorventils des Kraftstoffeinspritzsystems aus Fig.l in einem Feh ¬ lerfall des Kraftstoffeinspritzsystems darstellt; und

Fig.8 eine Steuereinrichtung, die zum Durchführen des An- Steuerverfahrens gemäß Fig.7 ausgebildet ist.

Fig.l zeigt ein Kraftstoffeinspritzsystem 10, mit dem Kraft ¬ stoff in Brennräume einer Brennkraftmaschine eingespritzt werden kann. Das Kraftstoffeinspritzsystem 10 weist hierzu einen KraftstoffSpeicher 12 wie etwa einen Tank, eine Kraftstoffhochdruckpumpe 14 und einen der Kraftstoffhochdruckpumpe 14 nachgelagerten Hochdruckbereich 16 auf. Aus dem KraftstoffSpeicher 12 wird über beispielsweise eine Tankpumpe 18 Kraftstoff in eine Niederdruckleitung 20 gepumpt und somit zu einem Druckraum 22 der Kraftstoffhochdruckpumpe 14 gefördert. Um eine Förderleistung der Kraftstoffhochdruckpumpe 14 regeln zu können, ist dem Druckraum 22 in der Niederdruckleitung 20 ein digitales Einlassventil 24 vorgeschaltet. Dieses digitale Einlassventil 24 kann von einer Steuereinrichtung 26 ange- steuert werden, um die Kraftstoffmenge, die von der Kraft ¬ stoffhochdruckpumpe 14 in dem Druckraum 22 mit Hochdruck beaufschlagt wird, zu regeln. In der Niederdruckleitung 20 sind zusätzliche Elemente wie Filter 28 und ein Dämpfer 30 ange ¬ ordnet, um den Kraftstoff aus dem KraftstoffSpeicher 12 zu reinigen und andererseits Pulsationsdämpfungen in der Niederdruckleitung 20 abzudämpfen. In dem Druckraum 22 bewegt sich ein Pumpenkolben 32

translatorisch hin und her und vergrößert und verkleinert da ¬ bei das Volumen des Druckraumes 22. Der Pumpenkolben 32 wird in seiner translatorischen Bewegung von einer Nockenwelle 34 angetrieben. Die Nockenwelle 34 ist dabei beispielsweise mit einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine gekoppelt, und wird so von der Brennkraftmaschine selbst angetrieben. Bei der Be ¬ wegung des Pumpenkolbens 32 in dem Druckraum 22 erreicht der Pumpenkolben 32 in dem Moment, in dem der Druckraum 22 sein geringstes Volumen aufweist, einen oberen Totpunkt OT, und in dem Moment, in dem der Druckraum 22 sein größtes Volumen erreicht, einen unteren Totpunkt UT . Die entsprechenden Zeitpunkte sind damit der OT-Zeitpunkt und der UT-Zeitpunkt . Mit Hochdruck beaufschlagter Kraftstoff wird dann über ein Auslassventil 36 aus der Kraftstoffhochdruckpumpe 14 in den Hochdruckbereich 16 ausgelassen und über eine Hochdruckleitung 38 zu einem Druckspeicher 40 geleitet, in dem der mit Hochdruck beaufschlagte Kraftstoff solange gespeichert wird, bis er über Injektorventile 42, die an dem Druckspeicher 40 angeordnet sind, in Brennräume einer Brennkraftmaschine ein ¬ gespritzt wird.

Um die Förderleistung der Kraftstoffhochdruckpumpe 14 zu re- geln, ist an dem Druckspeicher 40 ein Hochdrucksensor 44 angeordnet, der den in dem Druckspeicher 40 vorherrschenden Druck überwacht. Der Hochdrucksensor 40 sendet ein Signal an die Steuereinrichtung 26, die dann abhängig von diesem Signal das Einlassventil 24 so ansteuert, dass der Hochdruck im Druckspeicher 40 geregelt werden kann.

In einem Fehlerfall kann es vorkommen, dass die Kraftstoff ¬ hochdruckpumpe 14 eine erhöhte Förderleistung aufweist, und so ein Druck in dem Druckspeicher 40 entsteht, der deutlich höher ist als ein Regeldruck im Normalbetrieb. Für diesen

Fall ist an der Hochdruckleitung 38 ein Druckbegrenzungsventil 46 vorgesehen, das Kraftstoff aus dem Hochdruckbereich 16 absteuert, um so den Druck in dem Hochdruckbereich 16 abzu- senken. Das Druckbegrenzungsventil 46 steuert den Kraftstoff dabei in den Druckraum 22 der Kraftstoffhochdruckpumpe 14 ab. Da das Druckbegrenzungsventil 46 zumeist als Rückschlagventil ausgebildet ist, ist das Druckbegrenzungsventil 46 dann hyd- raulisch verriegelt, wenn sich die Kraftstoffhochdruckpumpe 14 in der Lieferphase befindet, das heißt wenn Kraftstoff in dem Druckraum 22 mit Hochdruck beaufschlagt wird, und dann über das Auslassventil 36 in den Hochdruckbereich 16 abgelas ¬ sen wird. Befindet sich die Kraftstoffhochdruckpumpe 14 je- doch in einer Saugphase, bewegt sich der Pumpenkolben 32 auf seinen unteren Totpunkt UT zu, das Volumen in dem Druckraum 22 wird entspannt, und das Druckbegrenzungsventil 46 kann öffnen und Kraftstoff in den Druckraum 22 absteuern. Ein Öffnungsdruck Pöff ist dabei so eingestellt, dass er niedriger ist als ein maximal zulässiger Maximaldruck P max in dem Hochdruckbereich 16, bei dem es den Injektorventilen 42 gerade noch möglich ist, gegen diesen Hochdruck zu öffnen und Kraftstoff in die Brennräume einzuspritzen. Beispielsweise liegt ein solcher Maximaldruck P max oberhalb von 500 bar. Der Öffnungsdruck Pöff des Druckbegrenzungsventils 46 wird daher vorteilhaft in einem Bereich zwischen 300 bar und 500 bar eingestellt. Dies überschreitet die Nominaldrücke von etwa 250 bar im Regulärbetrieb, bei denen die Injektorventile 42 problemlos betrieben werden können.

Bei einem Fehlerfall wie oben beschrieben, beispielsweise durch Federbruch an dem Einlassventil 24 oder auch andere Fehlerfälle, die eine Regelung der Pumpenförderleistung ver- hindern, gerät die Kraftstoffhochdruckpumpe 14 in den Zustand der sogenannten Vollförderung, und fördert ungehindert Kraftstoff in den Hochdruckbereich 16. Da das Druckbegrenzungsventil 46 den Kraftstoff nur in der Saugphase der Kraftstoff ¬ hochdruckpumpe 14 in den Druckraum 22 absteuern kann, steigt der Hochdruck in dem Hochdruckbereich 16 innerhalb weniger Pumpenhübe bis zu einem Maximum, welches sich einstellt. Dies wird mit Bezug auf das Diagramm in Fig.2 kurz erläutert. Das Diagramm stellt dabei ein Druck-Zeit-Diagramm dar, wobei ein Druck p in dem Hochdruckbereich 16 gegen eine Zeit t aufgetragen ist, in der die Kraftstoffhochdruckpumpe 14 Pumphübe ausführt.

Der Fehlerfall tritt dabei zu einem Zeitpunkt ti auf. Wie zu sehen, erhöht sich der Druck p in dem Hochdruckbereich 16 nach diesem Zeitpunkt ti kontinuierlich, bis zu einem Zeit- punkt t 2 der Öffnungsdruck Pöff des Druckbegrenzungsventils 46 erreicht ist.

Das Diagramm in Fig.2 zeigt dabei den Druckaufbau nach einem Fehlerfall, bei dem die Kraftstoffhochdruckpumpe 14 in Voll- förderung versetzt wird. Wie schnell der Öffnungsdruck Pöff des Druckbegrenzungsventils 46 erreicht wird, hängt von der Drehzahl der Kraftstoffhochdruckpumpe 14 ab, die abhängig ist von einer Drehzahl der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine. Weiter ist die Drucksteigerung auch abhängig von der Tempera- tur in dem Kraftstoffeinspritzsystem 10. In Fig.2 ist dabei eine Situation dargestellt, in der sich die Brennkraftmaschine im Schubbetrieb befindet, das heißt in einem Betriebszu ¬ stand, in dem keine Einspritzung von Kraftstoff durch das Injektorventil 42 in den Brennraum erfolgt.

Da das Druckbegrenzungsventil 46 nur dann in den Druckraum 22 absteuern kann, wenn der Druck in dem Druckraum 22 niedriger ist als in dem Hochdruckbereich 16, entsteht in dem Hochdruckbereich 16 eine Druckschwingung, die dadurch gekenn- zeichnet ist, dass beim Absteuern des Druckbegrenzungsventils 46 der Hochdruck in dem Hochdruckbereich 16 sinkt und dann wieder steigt, wenn das Druckbegrenzungsventil 46 hydraulisch blockiert ist. Aufgrund der Ausführungsform des Druckbegrenzungsventil 46 als hydraulisch blockiertes Druckbegrenzungs- ventil entsteht daher die in Fig.2 gezeigte Charakteristik mit Druckspitzen 48, wenn sich die Kraftstoffhochdruckpumpe 14 in der Lieferphase befindet, und mit Drucktälern 50, wenn sich die Kraftstoffhochdruckpumpe 14 in der Saugphase befin ¬ det .

Bei Auftreten eines Fehlerfalles, welcher zu einer Überförde- rung beziehungsweise Vollförderung der Kraftstoffhochdruckpumpe 14 führt, steigt der maximale Druck in dem Druckspei ¬ cher 40 daher insbesondere im Schubbetrieb beziehungsweise bei Betriebszuständen mit geringer Einspritzmenge in Abhängigkeit von der aktuell vorhandenen Drehzahl der Brennkraft- maschine und der Temperatur in dem Kraftstoffeinspritzsystem 10. Bei Drücken größer als dem maximal zulässigen

Injektoröffnungsdruck P max kann es zu einem Aussetzer der Brennkraftmaschine oder sogar zu einem Liegenbleiben eines mit der Brennkraftmaschine betriebenen Fahrzeuges kommen.

Um zu verhindern, dass der Druck, der an den Injektorventilen 42 anliegt, über den Maximaldruck P max steigt, bei dem die Injektorventile 42 noch öffnen, können die im Folgenden beschriebenen Verfahren durchgeführt werden. Es werden nachfol- gend drei unterschiedliche Verfahren beschrieben, die als Ge ¬ genmaßnahmen getroffen werden können, die Verfahren können jeweils einzeln oder auch in Kombination angewendet werden. Die Steuereinrichtung 26 ist jeweils dazu ausgebildet, jedes dieser Verfahren durchzuführen. Wenn die Verfahren gleichzei- tig durchgeführt werden, ist die Steuereinrichtung 26 ent ¬ sprechend ausgebildet.

Nachfolgend werden die Verfahren der Übersichtlichkeit halber jedoch nur als einzeln durchzuführende Verfahren beschrieben.

Eine erste Gegenmaßnahme, mit der ein Abschalten der Brenn ¬ kraftmaschine verhindert werden kann, ist dabei eine soge ¬ nannte Schubabschaltung, die nachfolgend mit Bezug auf die Fig.3 und Fig.4 beschrieben wird.

Fig.3 zeigt dabei anhand eines Flussdiagrammes schematisch die Schritte eines Betriebsverfahrens, mit dem eine solche Schubabschaltung durchgeführt wird, während Fig. 4 Schema- tisch die Steuereinrichtung 26 zeigt, die zum Ausführen des Betriebsverfahrens gemäß Fig.3 ausgebildet ist.

Die Brennkraftmaschine wird von der Steuereinrichtung 26 in wenigstens zwei Betriebszuständen betrieben, nämlich in einem Schubbetrieb und in einem Einspritzbetrieb. In dem Schubbe ¬ trieb wird dabei über die Injektorventile 42 kein Kraftstoff in die Brennräume der Brennkraftmaschine eingespritzt, wäh ¬ rend in dem Einspritzbetrieb wenigstens eine Einspritzung von Kraftstoff durch die Injektorventile 42 in die Brennräume er ¬ folgt .

Bei dem Betriebsverfahren wird in einem ersten Schritt zunächst über den Hochdrucksensor 44 ein Druck p in dem Hoch- druckbereich 16 erfasst. Dazu weist die Steuereinrichtung 26 eine Druckerfassungseinrichtung 52 auf, die mit dem Hochdrucksensor 44 kommuniziert. In der Steuereinrichtung 26 ist weiter der Öffnungsdruck Pöff des Druckbegrenzungsventils 46 hinterlegt .

In einem nächsten Schritt des Betriebsverfahrens wird daher mithilfe einer Fehlererkennungseinrichtung 54 der Steuereinrichtung 26 ermittelt, ob der Druck p größer oder gleich ist als der Öffnungsdruck Pöff des Druckbegrenzungsventils 46. Ist dies der Fall, erkennt die Fehlererkennungseinrichtung

54, dass ein Fehlerfall vorliegt. In diesem Fall wird von ei ¬ ner Schubbetriebabschalteinrichtung 56 in der Steuereinrichtung 26 der Schubbetrieb der Brennkraftmaschine abgeschaltet. Das bedeutet, ein Schubabschalten der Injektorventile 42, so- dass sie keinen Kraftstoff mehr in die Brennkraftmaschine einspritzen, wird verboten, und nur noch der befeuerte Schub, das heißt der Einspritzbetrieb der Brennkraftmaschine, wird von der Steuereinrichtung 26 erlaubt. Dadurch wird sichergestellt, dass immer eine gewisse Kraftstoffmenge über die Injektorventile 42 abgeführt wird und somit aus dem Hoch ¬ druckbereich 16 entnommen wird. Das Druckniveau in dem Hochdruckbereich 16 wird dabei unterhalb des für die

Injektoröffnung kritischen Druckes P max gehalten und bevorzugt sogar soweit herabgesetzt, dass es sich in dem Bereich des Öffnungsdruckes Pöff des Druckbegrenzungsventiles 46 bewegt.

Nach Erkennen des Fehlerfalles, welcher zur unkontrollierten Förderung der Kraftstoffhochdruckpumpe 14 führt, wird daher der Schubbetrieb, bei dem kein Kraftstoff eingespritzt wird, verboten und stattdessen ausschließlich ein Betriebszustand mit einer zumindest kleinen Einspritzmenge erlaubt und auch durchgeführt. Die entsprechende Funktion wird dabei in der Steuereinrichtung 26 abgelegt.

Wird bei dem Betriebsverfahren jedoch festgestellt, dass der Druck p in dem Hochdruckbereich 16 nicht größer oder gleich des Öffnungsdruckes Pöff des Druckbegrenzungsventils 46 ist, stellt die Fehlererkennungseinrichtung 54 fest, dass kein

Fehlerfall vorliegt, und der Schubbetrieb der Brennkraftma ¬ schine bleibt weiterhin erlaubt. Sowohl nach Erlauben des Schubbetriebes als auch nach Abschalten des Schubbetriebes wird immer wieder der Druck p in dem Hochdruckbereich 16 er- fasst, und überprüft, ob er größer oder gleich des Öffnungs ¬ druckes Pöff des Druckbegrenzungsventiles 46 ist.

Tritt der Fall ein, dass nach Abschalten des Schubbetriebes der Druck p in dem Hochdruckbereich 16 unter den Öffnungs- druck Pöff gefallen ist, wird von der Fehlererkennungseinrichtung 54 erkannt, dass das Kraftstoffeinspritzsystem 10 wieder in einen Normalbetrieb eingetreten ist. In diesem Fall kann der Schubbetrieb dann wieder zugeschaltet werden. Das bedeutet, in Abhängigkeit der Druckverhältnisse in dem Kraft- stoffeinspritzsystem 10 kann die Funktionalität optional wie ¬ der zurückgenommen werden.

Insgesamt wird durch das Betriebsverfahren die Gefahr eines Liegenbleibens eines Fahrzeuges, das mit der Brennkraftma- schine betrieben wird, reduziert. Der Fehlerfall ist dabei nicht abgasrelevant. Ein möglicher Leistungsverlust ist im Fehlerfall akzeptabel. Nachfolgend wird mit Bezug auf die Fig.5 und Fig.6 ein An ¬ steuerverfahren zum Ansteuern des Kraftstoffeinspritzsystems 10 beschrieben, das alternativ oder zusätzlich zu der oben beschriebenen Schubabschaltung durchgeführt werden kann. Da- bei wird gezielt ein Nockenwellenwinkel der Nockenwelle 34 relativ zu dem Pumpenkolben 32 über einen in dem Kraftstoffeinspritzsystem 10 vorgesehenen Nockenwellenversteller 58 verstellt . Die Nockenwelle 34 dreht sich um eine Nockenwellenachse 60, wobei in regelmäßigen Abständen ein Nocken 52 mit dem Pumpenkolben 32 so in Kontakt kommt, dass der Pumpenkolben 32 zu dem oberen Totpunkt OT hin bewegt wird. Dreht sich die No ¬ ckenwelle 34 weiter, entfernt sich der Nocken 62 wieder von dem Pumpenkolben 32, und der Pumpenkolben 32 bewegt sich in Richtung auf den unteren Totpunkt UT zu. In periodischen Abständen befindet sich daher der Pumpenkolben 32, bewegt durch den Nocken 62, abwechselnd im oberen Totpunkt OT und im unte ¬ ren Totpunkt UT . Wird nun jedoch während des Betriebes der Nockenwelle 34 ein Winkel zwischen Pumpenkolben 32 und der

Nockenwelle 34 verstellt, ist der Abstand zwischen zwei auf ¬ einander folgende obere Totpunkte OT nicht mehr gleichmäßig, wie dies beispielsweise in dem in Fig.2 gezeigten Diagramm dargestellt ist, sondern der OT-Zeitpunkt des oberen Totpunk- tes OT verändert sich.

Die Verstellung des Winkels der Nockenwelle 34 kann ebenfalls über die Steuereinrichtung 26 durch eine in der Steuereinrichtung 26 angeordnete Nockenwinkelverstelleinrichtung 64 induziert werden.

Wenn ein Einspritzzeitpunkt ti, zu dem die Injektorventile 42 die Einspritzung von Kraftstoff in die Brennräume beginnen, bekannt ist, beispielsweise indem ein Öffnungszeitpunkt t öff für die Injektorventile 42 über eine Öffnungszeitpunktfestle- gungseinrichtung 66 in der Steuereinrichtung 26 festgelegt wird, kann die Nockenwelle 34 durch die Nockenwellenwinkel- verstelleinrichtung 64 so verstellt werden, dass sich der Einspritzzeitpunkt ti in dem in Fig.2 gezeigten Drucktal be ¬ findet .

Dazu wird gemäß dem Flussdiagramm in Fig.5 zunächst ein Peri- odenzeitraum t p der Druckschwingung in dem Hochdruckbereich 16 bestimmt. Der Periodenzeitraum t p entspricht dabei einem Zeitraum zwischen dem Zeitpunkt, in dem der Pumpenkolben 32 einen ersten oberen Totpunkt OT erreicht, bis zu einem Zeit ¬ punkt, in dem der Pumpenkolben 32 das nächste Mal einen obe- ren Totpunkt erreicht. Aufgrund der mechanischen Anbindung der Kraftstoffhochdruckpumpe 14 an die Brennkraftmaschine ist die Position der Nockenwelle 34 und somit der obere Totpunkt OT des Pumpenkolbens 32 bekannt und in einem ersten Kennfeld Kl in der Steuereinrichtung 26 hinterlegt, wobei das Kennfeld Kl jedem Kurbelwellenwinkel eine Position des Pumpenkolbens

32 zuordnet. In der Steuereinrichtung 26 ist weiter eine Kur- belwinkelerfassungseinrichtung 68 angeordnet, mit der die Steuereinrichtung 26 den gerade aktuellen Kurbelwellenwinkel erfassen kann. Eine OT-Erkennungseinrichtung 70 kann daher aus den Daten des ersten Kennfeldes Kl und den Daten der Kurbelwellenerfassungseinrichtung 68 erkennen, wann sich der Pumpenkolben 32 in einem oberen Totpunkt OT befindet. Diese Information wird einer Auswerteeinrichtung 72 zugeführt, die in der Steuereinrichtung 26 angeordnet ist, und die daraus den Periodenzeitraum t p bestimmt. Weiter teilt die Auswerte ¬ einrichtung 72 den Periodenzeitraum TP in vier gleich verteilte Quadranten Ql, Q2, Q3 und Q4 ein.

In dem Ansteuerverfahren wird danach, analog zu der Schubab- Schaltung, festgestellt, ob ein Fehlerfall in dem Kraftstoff ¬ einspritzsystem 10 vorliegt. Liegt ein Fehlerfall vor, wird zunächst gewartet, bis eine Kraftstoffanforderungserkennungs- einrichtung 74 erkennt, ob von der Brennkraftmaschine eine Kraftstoffanforderung vorliegt, das heißt, ob eine Einsprit- zung über die Injektorventile 42 benötigt wird. Ist dies der Fall, wird zunächst der Einspritzzeitpunkt ti festgelegt auf einen willkürlichen Zeitpunkt. Danach wird über den Nocken- wellenversteller 58, der von der Nockenwellenwinkelverstell- einrichtung 64 angetrieben wird, ein Winkel der Nockenwelle 34 relativ zu dem Pumpenkolben 32 so verstellt, dass der zuvor festgelegte Einspritzzeitpunkt ti in das Drucktal der Druckschwingung aus Fig.2 fällt, das heißt in den Zeitraum des zweiten Quadranten Q2 beziehungsweise des dritten Quad ¬ ranten Q3.

Liegt jedoch keine Kraftstoffanforderung vor, erfolgt keine Einspritzung über die Injektorventile 42.

Um den Nockenwellenwinkel gezielt verstellen zu können, ist in der Steuereinrichtung 26 ein zweites Kennfeld K2 hinterlegt, das jedem Nockenwellenwinkel der Nockenwelle 34 relativ zu dem Pumpenkolben 32 einen vorbestimmten Zeitpunkt zuord- net, an dem sich der Pumpenkolben 32 in dem oberen Totpunkt

OT befinden wird. In der Steuereinrichtung 26 ist weiter eine Speichereinrichtung 76 angeordnet, die den aktuellen Nockenwellenwinkel speichert. Die Daten des Kennfeldes K2 und der Speichereinrichtung 76 werden der Nockenwellenwinkelverstell- einrichtung 64 zugeführt, damit der Nockenwellenwinkel ge ¬ zielt verstellt werden kann. Zusätzlich gibt die Nockenwel- lenwinkelverstelleinrichtung 64 ein Signal an den Nockenwel- lenversteller 58 nur aus, wenn die Information vorliegt, wann die Einspritzung durch die Injektorventile 42 starten soll, das heißt wenn der Einspritzzeitpunkt ti festgelegt ist. Der Nockenwellenversteller 58 verstellt den Winkel der Nockenwelle 34 nur dann, wenn tatsächlich ein Fehlerfall vorliegt, wobei der Nockenwellenwinkelverstelleinrichtung 64 zusätzlich die Information der Auswerteeinrichtung 72 zugeführt wird, wo sich derzeit das Drucktal 50 befindet.

Stellt die Fehlererkennungseinrichtung 54 fest, dass kein Fehlerfall vorliegt, und detektiert die Kraftstoffanforde- rungserkennungseinrichtung 74, dass Kraftstoff von der Brenn- kraftmaschine angefordert wird, wird Kraftstoff ganz normal über die Injektorventile 42 in die jeweiligen Brennräume ein ¬ gespritzt. Ohne Kraftstoffanforderung jedoch öffnen die

Injektorventile 42 nicht. Auch das Verfahren, bei dem der Nockenwellenwinkel verstellt wird, um so den Einspritzzeitpunkt ti in ein Drucktal 50 zu verlagern, wird kontinuierlich durchgeführt, um so zu erken- nen, ob das Kraftstoffeinspritzsystem 10 wieder in einen Normalbetrieb eingetreten ist und sich der Druck p in dem Hochdruckbereich 16 wieder unterhalb des Öffnungsdruckes Pöff be ¬ findet. In diesem Fall wird das Verstellen der Nockenwelle 34 abhängig von dem festgelegten Einspritzzeitpunkt ti beendet.

Wird die Kraftstoffhochdruckpumpe 14 daher über eine Nocken ¬ welle 34, welche über eine Verstellung des Winkels verfügt, das heißt einen sogenannten Nockenwellenversteller 58 aufweist, der hydraulisch oder elektrisch betrieben werden kann, mechanisch angetrieben, so wird bei einem erkannten Fehlerfall die Nockenwelle 34 durch den Nockenwellenversteller 58 so verstellt, dass der Einspritzbeginn, das heißt der Einspritzzeitpunkt ti, in die negative Amplitude, das heißt in das Drucktal 50, der Raildruckschwingung gemäß Fig.2 fällt. Dadurch können die Injektorventile 42 noch öffnen, selbst wenn der gemittelte Druck in dem Druckspeicher 40 oberhalb des für die Injektoröffnung kritischen Druckes P max ist. Es wird daher eine Funktionalität vorgeschlagen, durch die eine Verstellung der Nockenwelle 34 durch den Nockenwellenverstel- 1er 58 möglich ist, sodass der Einspritzbeginn der

Injektorventile 42 in druckgünstige Bereiche, nämlich die Drucktäler 50, verlegt wird. Auch diese Funktion wird in der Steuereinrichtung 26 hinterlegt, und die Funktionalität kann in Abhängigkeit der Druckverhältnisse in dem Kraftstoffein- spritzsystem 10 optional wieder zurückgenommen werden.

Mit Bezug auf die Fig.7 und Fig.8 wird nachfolgend ein drit ¬ tes Verfahren beschrieben, mit dem eine Öffnung der

Injektorventile 42 auch im Fehlerfall des Kraftstoffein- spritzsystems 10 möglich bleiben soll. Dieses Verfahren kann zusätzlich zu der Schubabschaltung und alternativ zu der Verstellung der Nockenwelle 34 durchgeführt werden. Auch hier wird das Phänomen ausgenutzt, dass ein Injektorventil 42, das während einer Druckspitze 48 zu öffnen versucht, gegen einen höheren Druck öffnen muss, als wenn es dies in einem Drucktal 50 täte. Der Unterschied zwischen der Druckspitze 48 und dem Drucktal 50 ist systemabhängig und kann beispielsweise 50 bar betragen.

Öffnet das jeweilige Injektorventil 42 in einem Drucktal 50, erweitert sich, verglichen zur Einspritzung während der

Druckspitze 48, der Temperatur- und Drehzahlbereich, bis zu welchem ein Betrieb der Brennkraftmaschine möglich ist. Al ¬ ternativ kann auch eine kostengünstigere bzw. robustere Ge ¬ staltung des Druckbegrenzungsventils 46 verwendet werden, mit der Folge von höheren Maximaldrücken P max , und unter Umständen einen vergleichbaren Betrieb der Brennkraftmaschine aufwei- sen.

Wie bereits beschrieben, korreliert die Druckspitze 48 in dem Hochdruckbereich 16 mit dem oberen Totpunkt OT der Kraftstoffhochdruckpumpe 14, wobei zuzüglich die Laufzeit des Kraftstoffes durch das Kraftstoffeinsprit zsystem 10 ab dem Auslassventil 36 zu beachten ist. Aufgrund der mechanischen Anbindung der Kraftstoffhochdruckpumpe 14 an die Brennkraft ¬ maschine ist diese Position des oberen Totpunktes OT bekannt. Der Fehlerfall wird, wie auch bei den anderen Verfahren, durch Erkennung eines ungewollt hohen Druckes in dem Hochdruckbereich 16 über den Hochdrucksensor 44 erkannt.

Der Einspritzbeginn der Injektorventile 42 ist in der Steuereinrichtung 26 als Kennfeld hinterlegt.

Wie bei dem Verfahren zur Verstellung des Nockenwellenwinkels wird der Periodenzeitraum tp zwischen zwei OT-Zeitpunkten des Pumpenkolbens 32 bestimmt und der Periodenzeitraum TP in vier gleichgroße Quadranten Ql bis Q4 aufgeteilt. Dann werden die Injektorventile 42 so angesteuert, dass der Öffnungszeitpunkt Tö ff der Injektorventile 42 in einem Öffnungszeitraum liegt, der sich in den zweiten Quadranten Q2 und in den dritten Quadranten Q3 erstreckt. Das bedeutet, es wird nicht die No- ckenwelle 34 verstellt, sondern es wird der Öffnungszeitpunkt Tö ff der Injektorventile 42 aktiv verschoben. Durch Verschie ¬ bung des Öffnungszeitpunktes T öff , und zwar ausschließlich nach Detektion des Fehlerfalles, in das Drucktal 50, können die beschriebenen Vorteile genutzt werden. Die Verschiebung des Öffnungszeitpunktes T öff während eines Betriebes der

Brennkraftmaschine ist nicht emissionsrelevant, da es sich dabei um einen Fehlerfall handelt. Bei dem Verfahren wird daher, wie bei der Verstellung der Nockenwelle 34, zunächst der Periodenzeitraum tp bestimmt und dann erkannt, ob ein Fehlerfall vorliegt oder nicht.

Auch hier werden die Injektorventile 42 nur angesteuert, wenn tatsächlich eine Kraftstoffanforderung der Brennkraftmaschine vorliegt. Ist dies der Fall, wird der Öffnungszeitpunkt T öff in den zweiten Quadranten Q2 bzw. dritten Quadranten Q3 des Periodenzeitraumes tp verschoben. Liegt jedoch keine Kraft ¬ stoffanforderung vor, erfolgt keine Einspritzung.

Nach Verschieben des Öffnungszeitpunktes T öff wird wiederum überprüft, ob sich das Kraftstoffeinsprit zsystem 10 weiterhin in einem Fehlerfall befindet, da auch hier optional die Funk ¬ tionalität wieder zurückgenommen werden kann, wenn das Kraft- stoffeinsprit zsystem 10 wieder in den Normalbetrieb eintritt. In diesem Fall erfolgt die Einspritzung in dem Periodenzeit ¬ raum tp beliebig in einem der vier Quadranten Ql bis Q4 direkt nach einer Kraftstoffanforderung durch die Brennkraftmaschine .

In der Steuereinrichtung 26 ist daher eine Funktionalität abgelegt, die den bestehenden Öffnungszeitpunkt T öff der

Injektorventile 42 für den regulären Betrieb nach der Detektion eines Fehlerfalles mit einhergehender Druckerhöhung in dem Hochdruckbereich 16 in einen für den Brennkraftmaschinen- notlauf optimaleren Bereich verschiebt. In der Steuereinrichtung 26 kann dazu ein entsprechendes Kennfeld hinterlegt wer ¬ den, beispielsweise in Form der Öffnungszeitpunktfestlegereinrichtung 66, die den Öffnungszeitpunkt Tö ff der Injektorventile 42 so verschiebt, dass er in dem Drucktal 50 liegt. Das Kennfeld kann optional in Ab ¬ hängigkeit von Druck und/oder Temperatur und/oder Drehzahl der Brennkraftmaschine ausgeführt sein.

In Abhängigkeit der Druckverhältnisse im System kann die Ver ¬ schiebung des Öffnungszeitpunktes T öff optional wieder zurück ¬ genommen werden.