DE102007022591A1

DE102007022591A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102007022591A1
Application number: DE200710022591
Authority: DE
Inventors: Naguiv Remidi; Marc Merigault
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2007-05-14
Filing date: 2007-05-14
Publication date: 2008-11-27

Abstract

Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine beschrieben. Ein Aktor (110) bestimmt die in die Brennkraftmaschine eingespritzte Kraftstoffmenge. Die für einen bestimmten Hub benötigte Ansteuerspannung wird mittels eines Reglers (125) ermittelt. Der Regler (125) beinhaltet mindestens einen integralen Anteil. Der integrale Anteil wird abhängig von der Betriebsdauer initialisiert.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung und einem Verfahren nach Gattung der unabhängigen Ansprüche. Aus der DE 103 40 137 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine bekannt. Bei der dort beschreibenden Vorgehensweise bestimmt ein Aktor die in die Brennkraftmaschine eingespritzte Kraftstoffmenge. Dabei wird die für einen bestimmten Hub benötigte Ansteuerspannung mittels eines Reglers ermittelt. Um einen gewissen Hub einzustellen, benötigt der Aktor eine bestimmte Spannung. Dieser Spannungsbedarf des Aktors verändert sich über die Lebensdauer des Injektors.
Die Kenntnis des Spannungsbedarfs ist für die Ansteuerung des Injektors von Bedeutung. Wird der Injektor mit einer zu niederen Spannung angesteuert, die unter dem Spannungsbedarf liegt, so hat dies zur Folge, dass der Injektor nicht oder verspätet öffnet und die eingespritzte Kraftstoffmenge ungenau zugemessen wird. Wird dagegen der Injektor mit einer zu hohen Spannung angesteuert, so muss diese unnötig hohe Spannung von der Endstufe bereitgestellt werden, was wiederum einen unnötig hohen Energiebedarf zur Folge hat. Man ist daher bemüht, die Ansteuerspannung so zu wählen, dass der Aktor sicher öffnet, die Spannung aber dennoch möglichst gering gehalten wird.
Beim Stand der Technik wird dies dadurch erzielt, dass eine Differenz zwischen der Abschaltspannung und einer stationären Endspannung ermittelt wird und diese Differenz auf einen vorgegebenen Sollwert eingeregelt wird. Alternativ hierzu wird in der DE 10 2004 007 798 die Differenz zwischen der Abschaltspan nung und einer Spannung des Aktors kurz vor Beginn des Endladevorganges auf einen vorgegebenen Sollwert geregelt.
Problematisch ist dabei die Initialisierung dieses Reglers. Der Startwert sollte möglichst genau an die jeweiligen Spannungswert angenähert sein.
Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Vorgehensweise mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche hat demgegenüber den Vorteil, dass der entsprechende Regler optimal initialisiert werden kann. Erfindungsgemäß erfolgt die Initialisierung des Reglers derart, dass der Wert der Spannung möglichst nahe am Spannungsbedarf des Injektors liegt. Dadurch kann vermieden werden, dass durch die Initialisierung der Funktionalität eine zu hohe Spannung zur Ansteuerung des Aktors verwendet wird. Eine solche zu hohe Spannung hat unter Umständen zur Folge, dass eine erhöhte Motorleistung zur Verfügung steht. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass die Initialisierung des Reglers abhängig von der Betriebsdauer erfolgt. Dabei wird vorzugsweise die Betriebsdauer des Aktors, des Steuergeräts oder der Brennkraftmaschine bzw. des Fahrzeugs in dem die Brennkraftmaschine eingebaut ist, berücksichtigt. Bei dem Aktor handelt es sich vorzugsweise um einen sogenannten Piezoaktor, der im Wesentlichen einen kapazitiven Verbraucher darstellt.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn bei steigender Betriebsdauer kleinere Spannungswerte zur Initialisierung verwendet werden.
Vorzugsweise erfolgt die Initialisierung nach einem Tausch einer Komponente. Insbesondere erfolgt die Initialisierung nach einem Tausch des Steuergeräts oder eines Injektors.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen 1 ein Blockdiagramm der erfindungsgemäßen Vorrichtung und 2 ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Ausführungsformen der Erfindung
In 1 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung anhand eines Blockdiagrammes dargestellt. Eine Spannungsvorgabe 100 beaufschlagt einen Aktor 110 über einen Verknüpfungspunkt 115 mit einer Spannung. An dem Verknüpfungspunkt 115 liegt das Ausgangssignal eines NVC-Reglers 125 an. Der NVC-Regler 125 verarbeitet das Ausgangssignal eines Verknüpfungspunktes 130 an dem zum Einen das Ausgangssignal einer Istwertvorgabe 140 und zum anderen das Ausgangssignal einer Sollwertvorgabe 145 anliegt. Des Weiteren ist der NVC-Regler 125 mit einer Initialisierung 150 verbunden. Diese kann über eine externe Einheit 160 mit Signalen beaufschlagt werden.
Ausgehend von verschiedenen Betriebskenngrößen gibt die Spannungsvorgabe 100 eine Spannung vor, die derart bemessen ist, dass der Aktor 110 eine bestimmte Stellung einnimmt. Abhängig von der Position des Aktors misst der mit dem Aktor verbundene Injektor einer Brennkraftmaschine, in die der Injektor eingebaut ist, eine bestimmte Kraftstoffmenge zu. Auf Grund von Tolleranzen und Drifterscheinungen sind bei gleichen Ansteuersignalen, insbesondere einer gleichen Spannung, die Positionen unterschiedlicher Aktoren unterschiedlich. Ferner kann der Fall eintreten, dass sich über die Lebensdauer die Position desselben Aktors bei gleicher Spannung verändert.
Um diese Effekte auszugleichen ist der NVC-Regler vorgesehen. Ein solcher NVC-Regler ist aus obigem Stand der Technik bekannt. Üblicherweise gibt der NVC-Regler ausgehend von dem Vergleich zwischen einem Istwert und einem Sollwert ein Korrekturwert zur Korrektur der Spannung, die am Piezoaktor anliegt, vor. Als Istwert wird vorzugsweise die Differenz zwischen der Abschaltspannung und der Spannung zu Beginn des Entladevorganges bzw. die Differenz zwischen Abschaltspannungsschwelle und der stationären Endspannung verwendet.
Vorzugsweise beinhaltet der NVC-Regler 125 einen integralen Anteil. Neben diesem integralen Anteil kann der NVC-Regler noch weitere Anteile für beispielsweise einen Proportionalanteil oder einen differenzierenden Anteil enthalten. Beim Start der Brennkraftmaschine ist dieser NVC-Regler zu initialisieren. Hierzu ist in der Initialisierung 150 üblicher Weise ein Wert abgelegt. Für die erste Inbetriebnahme des Steuergeräts wird dieser von der externen Einrichtung 160 in den Speicher 150 eingelesen. Eine solche erste Inbetriebnahme liegt Beispielsweise vor, wenn ein Injektor ausgetauscht wird bzw. wenn die Steuereinheit ausgetauscht wird. Ein solcher Tausch eines Injektors oder der Steuereinheit erfolgt üblicher Weise im Rahmen einer Reparatur bei der eine dieser Komponenten als defekt erkannt wurde.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass eine entsprechende Einrichtung 160 in das Steuergerät integriert ist. In diesem Fall beinhaltet diese Einrichtung 160 im wesentlichen einen Speicher, in dem der Initialisierungswert abhängig von der Betriebsdauer abgelegt ist.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Initialisierung des integralen Anteils abhängig von der Betriebsdauer erfolgt.
Die erfindungsgemäße Vorgehensweise wird in 2 anhand des Flußdiagrammes dargestellt. Wird in Schritt 200 ein Betriebszustand erkannt, indem eine solche Initialisierung erfolgen soll, so wird zu Schritt 210 übergegangen. Ist dies nicht der Fall, so verzweigt das Programm in das normale Programm 220 zur Steuerung der Brennkraftmaschine.
Im normalen Programm zur Steuerung der Brennkraftmaschine wird als Startwert für den I-Anteil ein Wert verwendet, der beim letzten Betrieb der Brennkraftmaschine verwendet und vor dem Ausschalten abgespeichert wurde.
Ein Zustand, bei dem eine Initialisierung erfolgt, liegt beispielsweise dann vor, wenn die Brennkraftmaschine eingeschaltet wird und weitere Bedingungen vorliegen. Als solche weiteren Bedingungen werden vorzugsweise angesehen, dass eine der wesentlichen Komponenten wie beispielsweise einer der Injektoren oder die Steuereinheit seit dem letzten Betrieb der Brennkraftmaschine getauscht wurde. Wird ein solcher Tausch einer Komponente erkannt, so wird in Schritt 210 der Kilometerstand bzw. die Betriebsdauer der Brennkraftmaschine ermittelt.
Als Betriebsdauer wird insbesondere der Kilometerstand des Fahrzeuges in den die Brennkraftmaschine eingebaut ist verwendet. Anstelle dieser Größen können auch andere Größen, die ein Maß für die Fahrleistung der Brennkraftmaschine bzw. des Fahrzeugs darstellen, verwendet werden. Im anschließenden Schritt 220 wird der Startwert I für den Integralanteil des NVC-Reglers aus einem Speicherelement abhängig von der Betriebsdauer ausgelesen. Im Schritt 240 wird dieser Wert dann in den Speicher 150 eingelesen und zur Steuerung der Brennkraftmaschine verwendet.
Der I-Anteil des NVC-Reglers ist bei jedem Einschalten der Steuerung zu initialisieren. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass hierzu ein Wert verwendet wird, der von der Betriebsdauer abhängt.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn diese von der Betriebsdauer abhängige Initialisierung nur erfolgt, wenn eine Komponente, insbesondere wenigsten ein Injektor, getauscht wurde.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass im Laufe des Betriebes der Brennkraftmaschine kleinere Spannungswerte zur Initialisierung verwendet werden, als bei neuer Brennkraftmaschine.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10340137 [0001]
- DE 102004007798 [0003]

Claims

Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine, wobei ein Aktor (110) die in die Brennkraftmaschine eingespritzte Kraftstoffmenge bestimmt, dass die für einen bestimmten Hub benötigte Ansteuerspannung mittels eines Reglers (125) ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Regler (125) mindestens einen integralen Anteil beinhaltet und der integrale Anteil abhängig von der Betriebsdauer initialisiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Initialisierung abhängig von der Betriebsdauer des Aktors, des Steuergeräts, oder der Brennkraftmaschine oder des Fahrzeuges erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei steigender Betriebsdauer kleinere Spannungswerte zur Initialisierung verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Initialisierung nach einem Tausch einer Komponente erfolgt.
Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine, bei der ein Aktor (110) die in die Brennkraftmaschine eingespritzte Kraftstoffmenge bestimmt, mit einem Regler (125), der die für einen bestimmten Hub benötigte Ansteuerspannung ermittelt, dadurch gekennzeichnet, dass der Regler (125) mindestens einen integralen Anteil beinhaltet und der integrale Anteil abhängig von der Betriebsdauer initialisiert wird.