DE102007059116A1 - Verfahren zur Regelung eines hydraulischen Drucks in einem Hochdruckspeicher - Google Patents

Verfahren zur Regelung eines hydraulischen Drucks in einem Hochdruckspeicher Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung eines hydraulischen Drucks (p) in einem Hochdruckspeicher eines Speichereinspritzsystems (10), insbesondere einer Brennkraftmaschine, mit einem eine Gesamt-Regelung (16) und eine Regelstrecke (14) aufweisenden Regelkreis (12). Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass einem Regler (20) der Gesamt-Regelung (16) ein Sollwert (r) und ein Prädiktionssignal (v) eines Prädiktors (24) zugeführt wird, wobei das Prädiktionssignal (v) Informationen über ein moduliertes zeitliches Verhalten $I1 des hydraulischen Drucks (p) und über eine Abweichung (g) des modellierten zeitlichen Verhaltens $I2 von einem realen zeitlichen Verhalten (y) des hydraulischen Drucks (p) enthält und in Abhängigkeit von einer Stellgröße (u) des Reglers (20) und von Informationen über ein reales zeitliches Verhalten (y) des hydraulischen Drucks (p) gebildet wird. Ein unabhängiger Anspruch richtet sich auf eine zur Durchführung des Verfahrens eingerichtete Regelungseinrichtung.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung eines hydraulischen Drucks in einem Hochdruckspeicher eines Speichereinspritzsystems, insbesondere einer Brennkraftmaschine, mit einem eine Gesamt-Regelung und eine Regelstrecke aufweisenden Regelkreis. Die Erfindung betrifft ferner eine Regelungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 12.
  • Speichereinspritzsysteme sind unter dem Begriff Common Rail Systeme bekannt. Bei solchen Common Rail Systemen wird der hydraulische Druck im Hochdruckspeicher, d. h. im Common Rail, durch eine Kombination aus einer Vorsteuerung und einem Regler mit Rückführung geregelt. Sowohl die Vorsteuerung als auch der Regler greifen dabei auf eine Vielzahl von Kennfeldern zurück, die in einem Steuergerät der Brennkraftmaschine abgelegt sind. Die Bestimmung der erforderlichen Kennfelddaten muss für jeden Fahrzeugtyp neu durchgeführt werden. Der damit verbundene Applikationsaufwand ist sehr hoch. Die Kennfelder bilden das spezifische Verhalten des jeweiligen Fahrzeugtyps für unterschiedliche Fahrzustände ab, bspw. für die Fahrzustände Beschleunigung, Bremsen oder Rollenlassen.
  • Zusätzlich zu dem hohen Applikationsaufwand weist die bekannte auf Kennfeldern basierende Regelung den Nachteil auf, dass sogenannte Nichtlinearitäten, die insbesondere bei der von der Drehzahl abhängigen Totzeit sowie durch Reibungs- und Hysterese-Einflüsse auftreten, nur unzureichend in den Kennfeldern abgebildet werden können. Darüber hinaus führen Alterungseffekte und Veränderungen der Systemleistung im Betrieb der Brennkraftmaschine zu einer stetigen Veränderung der von der Drehzahl abhängigen Totzeit der Hochdruckpumpe.
  • Diese Nichtlinearitäten beeinträchtigen die Stabilität der Druckregelung und führen insbesondere zu einem Schwingungsverhalten des Drucks, das sich negativ auf das Abgasverhalten und das Geräuschverhalten der Brennkraftmaschine auswirkt.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein Verfahren und eine Regelungseinrichtung anzugeben, bei denen sich ein verbessertes Schwingungsverhalten, also insbesondere geringe Amplituden von Über- und Unterschwingern ergeben, um das Abgasverhalten und das Geräuschverhalten zu verbessern.
  • Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Verfahren dadurch gelöst, dass einem Regler der Gesamt-Regelung ein Sollwert und ein Prädiktionssignal eines Prädiktors zugeführt wird, wobei das Prädiktionssignal Informationen über ein modelliertes zeitliches Verhalten des hydraulischen Drucks und über eine Abweichung des modellierten zeitlichen Verhaltens von einem realen zeitlichen Verhalten des hydraulischen Drucks enthält und in Abhängigkeit von einer Stellgröße des Reglers und von Informationen über den realen hydraulischen Druck gebildet wird. Mit Blick auf die Vorrichtungsaspekte der Erfindung wird diese Aufgabe durch eine Regelungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst.
  • Die Informationen über das modellierte zeitliche Verhalten können im Zeit- oder Frequenzbereich und sowohl in zeitkontinuierlicher als auch in zeitdiskreter Form vorliegen. Zusätzlich zum Sollwert erhält der Regler mit dem Prädiktionssignal Informationen über die Abweichung von realer und berechneter Systemdynamik, unter der hier das zeitliche Verhalten des hydraulischen Drucks verstanden wird. In einer bevorzugten Ausgestaltung handelt es sich bei dem hydraulischen Druck um den Kraftstoffdruck im Hochdruckspeicher eines Common Rail Systems. Durch die Verarbeitung des Prädiktionssignals werden die unterwünschten Effekte des Über- und Unterschwingens des hydraulischen Drucks verringert. Dieser Vorteil stellt sich unabhängig von der Realisierungsform des Reglers ein. Im Rahmen von bevorzugten Ausgestaltungen arbeitet der Regler nach der Methode der μ-Synthese, der H-Methode oder der Linksinversen der totzeitfreien Systemdynamik oder ist als PI-Regler oder sonstiger Regler ähnlichen Typs realisiert.
  • Für weitere Details zur Systemdynamik wird auf die im Paper "A Control-Oriented Model of a Common Rail Injection System for Diesel Engines" von Paolo Lino, Bruno Maione und Alessandro Rizzo dargestellten formelmäßigen Zusammenhänge verwiesen. In einer Ausgestaltung wird eine zeitliche Änderung eines hydraulischen Drucks in der Form dP/dt = –(Kf/V)·(dV/dt) (Gleichung 1)berechnet, wobei Kf eine Konstante und V das momentane Volumen des Hochdruckspeichers ist. Dabei berücksichtigt der Term dV/dt sowohl einen eintretenden Kraftstofffluss Qin als auch einen austretenden Kraftstofffluss Qout sowie Volumenänderungen aufgrund von mechanischen Bewegungen. Mit einem solchen formelmäßigen Zusammenhang werden die eingangs genannten Kennfelder ersetzt. Bei den Berechnungen notwendige spezifische Stoffwerte, wie bspw. die Dichte des Kraftstoffs bei einem speziellen Druck und einer bestimmten Temperatur, werden in Tabellen hinterlegt.
  • Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass die Verwendung physikalischer Parameter und ihrer formelmäßigen Beschreibung eine Übertragung der für einen Fahrzeugtyp gewonnenen Erkenntnissen auf andere Fahrzeugtypen mit ähnlichen Speichereinspritzsystemen erlaubt, ohne dass fahrzeugtypspezifische Daten in großem Umfang neu ermittelt werden müssen. Vorteilhaft ist darüber hinaus, dass die Erfindung die Erfassung von Informationen über den aktuellen Systemzustand erlaubt, die sich bspw. für eine Überwachung und Diagnose des Systems nutzen lassen.
  • Im Rahmen einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Information über das modellierte zeitliche Verhalten des hydraulischen Drucks aus einem Modell der Systemdynamik und einem Modell der Totzeit berechnet.
  • Das Modell der Systemdynamik liefert Schätzwerte für das reale zeitliche Verhalten. Die Schätzwerte können praktisch ohne Verzögerung gebildet werden, während das reale zeitliche Verhalten auf eine Änderung der Stellgröße erst mit einer gewissen Verzögerung reagiert. Die Bildung der Schätzwerte erlaubt damit gewissermaßen eine vorausschauende Berücksichtigung des später beobachtbaren realen zeitlichen Verhaltens. Die vorausschauende Berücksichtigung verringert die Amplituden der unerwünschten Druckschwingungen.
  • Das Modell der Totzeit liefert einen Schätzwert für die Totzeit der Regelstrecke und damit für die Verzögerung, mit der sich Änderungen der Stellgröße im realen zeitlichen Verhalten des hydraulischen Drucks abbilden. Das Verknüpfen der modellierten Totzeit mit der modellierten Systemdynamik erlaubt eine Annäherung des modellierten Zeitverhaltens an das reale Zeitverhalten. Dabei liefert das Modell der Systemdynamik im Wesentlichen Schätzwerte für die Form des realen Zeitverhaltens, bspw. für die Form eines Peaks im realen Zeitverhalten. Das Modell der Totzeit erlaubt eine Verschiebung des modellierten Peaks auf den realen Peak.
  • Die Totzeit einer Regelstrecke lässt sich allgemein durch den Zusammenhang y(t) = f(u(t-Totzeit)) (Gleichung 2)modellieren, wobei y(t) ein Istwert einer zu regelnden Größe, u ein Wert einer Stellgröße und f eine Abhängigkeit y(u) ausdrückt. Mit anderen Worten: Eine Änderung der Stellgröße u bildet sich erst um die Totzeit verzögert in einer Änderung des istwerts ab.
  • Totzeiten treten im System überall dort auf, wo Nichtlinearitäten auftreten. Diese können beispielsweise durch das Öffnen und Schließen eines Ventils und die damit verbundenen instationären Strömungsvorgänge oder durch Reibungs- und Hysterese-Effekte verursacht werden.
  • Im Rahmen einer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, das reale zeitliche Verhalten des hydraulischen Drucks durch einen Sensor zu erfassen. Die Erfassung des realen zeitlichen Verhaltens erlaubt einen Abgleich des modellierten zeitlichen Verhaltens mit der Realität.
  • Ausgestaltungen der Regelungseinrichtungen sind bevorzugt so eingerichtet, dass sie den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens und/oder einer seiner Ausgestaltungen steuern.
  • Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung, den abhängigen Ansprüchen und den beigefügten Figuren.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Zeichnungen
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen, jeweils in schematischer Form:
  • 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 2 zeitliche Verläufe verschiedener Größen aus der 1;
  • 3 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem Filter; und
  • 4 einen Vergleich zeitlicher Verläufe des hydraulischen Drucks beim Gegenstand der Erfindung und dem Stand der Technik sowie einen zugehörigen Sollwertverlauf.
  • Die 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Funktionsblockdarstellung, die sowohl Verfahrensaspekte als auch Vorrichtungsaspekte offenbart. 1 zeigt insbesondere eine Regelung eines hydraulischen Drucks p in einem Hochdruckspeicher eines Speichereinspritzsystems 10.
  • Ein solches Speichereinspritzsystem 10 weist in der Regel wenigstens eine Hochdruckpumpe, einen Hochdruckspeicher, Einspritzventile und wenigstens ein Druckregelventil auf. Der Druck p im Hochdruckspeicher wird durch die Hochdruckpumpe erzeugt, die in der Regel vom Verbrennungsmotor angetrieben wird. Unter Umständen kann die Förderleistung der Hochdruckpumpe durch ein steuerbares Zumessventil auf der Eingangsseite der Hochdruckpumpe und/oder ein Druckabbauventil an der Ausgangsseite der Hochdruckpumpe gesteuert werden. Über Einspritzventile, die Kraftstoffe zu den Brennräumen des Verbrennungsmotors zumessen, wird dem Hochdruckspeicher Kraftstoff entnommen, was den Druck im Hochdruckspeicher sinken lässt. In der Flegel kann der Druck im Hochdruckspeicher darüber hinaus durch Aufsteuern eines Druckregelventils verringert werden, das im aufgesteuerten Zustand eine hydraulische Verbindung zu einem Niederdruckbereich des Speichereinspritzsystems öffnet. Im Betrieb des Verbrennungsmotors werden verschiedene Drücke im Hochdruckspeicher eingestellt. So sind z. B. im Betrieb des Verbrennungsmotors unter Last vergleichsweise hohe Einspritzdrücke erforderlich, während man im Bereich niedriger Lasten, bspw. im Schiebebetrieb, niedrige Drücke einstellen wird, um die Geräuschentwicklung des Speichereinspritzsystems zu verringern und die Gefahr von Fehlzumessungen und Leckagen des Systems zu verringern.
  • Der Druck p im Hochdruckspeicher des Speichereinspritzsystems 10 wird durch einen Regelkreis 12 aus einer Regelstrecke 14 und einer Gesamt-Regelung 16 eingestellt. Die Regelstrecke 12 weist das Speichereinspritzsystem 10 und einen Drucksensor 18 auf. Der Drucksensor 18 in der Regelstrecke 14 erfasst den Druck p im Hochdruckspeicher des Speichereinspritzsystems 10 und bildet diesen in einem elektrischen Signal ab.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Gesamtregelung 16 in ein Steuergerät integriert, das auch die übrigen Funktionen der Brennkraftmaschine steuert. Ein solches Steuergerät stellt daher eine bevorzugte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Regeleinrichtung dar. Das Steuergerät ist dabei dazu eingerichtet, insbesondere dazu programmiert, das erfindungsgemäße Verfahren oder eine seiner hier beschriebenen Ausgestaltungen durchzuführen.
  • In der Gesamt-Regelung 16 ist ein Regler 20 angeordnet, dem ein Sollwert r von einem Sollwertgeber 22 sowie ein Prädiktionssignal v von einem Prädiktor 24 zugeführt wird. Der Prädiktor 24 bildet zusammen mit dem Regler 20 die Gesamt-Regelung 16. Das Prädiktionssignal v weist Informationen über ein modelliertes zeitliches Verhalten ŷ0 des hydraulischen Drucks p und über ein reales zeitliches Verhalten y des hydraulischen Drucks p auf. Mit anderen Worten: Das Prädiktionssignal wird in Abhängigkeit von ŷ0 und y gebildet.
  • Sowohl das modellierte zeitliche Verhalten ŷ0 als auch das reale zeitliche Verhalten y hängen von einer Stellgröße u des Reglers 20 ab. Im Fall des realen zeitlichen Verhaltens y ergibt sich die Abhängigkeit einfach durch das reale Verhalten der Regelstrecke 10, durch das die Stellgröße in das reale zeitliche Verhalten y des hydraulischen Drucks p abgebildet wird. Im Fall des modellierten zeitlichen Verhaltens ŷ0 ergibt sich die Abhängigkeit durch die Art und Weise der Modellierung, die mit dem Ziel erfolgt, das reale zeitliche Verhalten y des hydraulischen Drucks p möglichst treffend nachzubilden.
  • Der Regler 20 bildet die Stellgröße u in Abhängigkeit vom Sollwert r und vom Prädiktionssignal v und übergibt die Stellgröße u parallel sowohl der Regelstrecke 14 als auch dem Prädiktor 24. Das Speichereinspritzsystem 10 reagiert auf Änderungen der Stellgröße u mit einer Änderung des hydraulischen Druckes p. Das reale zeitliche Verhalten y des hydraulischen Drucks p ergibt sich aus dem elektrischen Signal des Drucksensors 18, beispielsweise als zeitlicher Verlauf des elektrischen Signals in der vom Drucksensor 18 bereitgestellten Form oder in einer bereits weiterverarbeiteten Form.
  • Das Prädiktionssignal v wird so gebildet, dass es Änderungen des realen zeitlichen Verhaltens y des hydraulischen Drucks p möglichst treffend modelliert, den Einfluss von Änderungen der Stellgröße u aber bereits abbildet, bevor sich diese Änderungen im realen zeitlichen Verhalten y zeigen. Zu diesem Zweck weist der Prädiktor 24 ein Systemdynamik-Modell 26 und ein Totzeitmodell 28 auf. Das Systemdynamik-Modell 26 ist dazu eingerichtet, den hydraulischen Druck p ohne Einflüsse von Totzeiten der Regelstrecke 12 zu modellieren. In einer Ausgestaltung erfolgt dies unter Verwendung der bereits weiter oben genannten Gleichung 1, also unter Verwendung der Gleichung 0/dt = –(Kf/V)·(dV/dt)
  • Das Totzeitmodell 28 ist dazu eingerichtet, Einflüsse der Totzeit auf den zeitlichen Verlauf des modellierten zeitlichen Verhaltens ŷ0 die zu modellieren. In einer Ausgestaltung erfolgt dies unter analoger Verwendung der weiter oben genannten Gleichung 2: ŷ(t) = ŷ0(t-Totzeit))
  • Zur Bildung des Prädiktionssignals v wird in einer Verknüpfung 30 eine Differenz g gebildet, indem die Ausgangsgröße ŷ(t) des Totzeitmodells von der das reale Verhalten abbildenden Größe y subtrahiert wird. Ferner wird in einer Verknüpfung 32 das Prädiktionssignal v als Summe der Differenz g und der Ausgangsgröße ŷ0 des Systemdynamikmodells 26 berechnet.
  • Wie im Folgenden unter Bezug auf die 2 qualitativ erläutert wird, liefert diese Berechnung ein Prädiktionssignal v, in dem sich Einflüsse von Stellgrößenänderungen bereits in modellierter Form abbilden, bevor sie sich nach zeitlicher Verzögerung durch Durchlaufen der Regelstrecke 14 am Eingang der Gesamt-Regelung 16 auf die Regelung auswirken würden.
  • Die 2a zeigt den zeitlichen Verlauf des Sollwerts r. Zum Zeitpunkt t1 tritt eine sprungförmige Erhöhung des Sollwertes r für den hydraulischen Druck p auf. Dabei wird im Folgenden für die Veranschaulichung des technischen Effektes der Erfindung der Fall angenommen, dass die geforderte sprungförmige Erhöhung durch Ausgabe entsprechender Basiswerte für die Ansteuerung von Stellgliedern (zum Beispiel Hochdruckpumpe, Druckabbauventil) bereits in idealer Weise realisiert wird. In einem solchen Fall ist es nicht erforderlich, dass die Gesamt-Regelung 16 noch eine zusätzliche Änderung ihrer Stellgröße u erzeugt.
  • Wie 2b zeigt, reagiert der Ist-Wert y des Signals, in dem sich der hydraulische Druck p abbildet, jedoch verzögert auf die Änderung der Basiswerte. Diese Verzögerung ist schlicht und einfach durch Totzeiten der Regelstrecke 14 bedingt.
  • 2c zeigt für diesen Fall den hypothetischen Verlauf einer Regelabweichung r – y, wie sie einem Druckregler zugeführt wird, der ohne die Prädiktion arbeitet. Eine solche Regelabweichung r – y würde bei einem Proportional-Regler zu einem qualitativ gleichen Verlauf einer Stellgröße u' führen.
  • Mit Blick darauf, dass die Gesamt-Regelung 16 unter den angegebenen Bedingungen nicht reagieren sollte, würde der Stellgrößenpeak der 2c zu einem unerwünschten Schwingungsverhalten der Regelstrecke 14 führen, beispielsweise zur Anregung von Schwingungen und/oder zu unerwünscht großen Abweichungen des Ist-Wertes des hydraulischen Drucks p von seinem Soll-Wert (Überschwinger). Im Folgenden wird weiter gezeigt, dass dieses unerwünschte Verhalten durch die Erfindung vermieden oder zumindest verringert wird.
  • 2d zeigt den modellierten zeitlichen Verlauf ŷ0 der Stellgröße u ohne Totzeiteinflüsse, wie er vom Block 26 ausgegeben wird. Wie bereits erwähnt wurde, ist das Systemdynamik-Modell 26 dazu eingerichtet, den hydraulischen Druck p ohne Einflüsse von Totzeiten der Regelstrecke 12 zu modellieren. Die Form des Verlauf von ŷ0 entspricht daher der Form des Verlaufs von y aus der 2b. Da der Verlauf ŷ0 jedoch keine Totzeiteinflüsse berücksichtigt, bildet sich der y-Sprung aus 2b bereits zu dem früheren Zeitpunkt t1 im Verlauf ŷ0 der 2d ab.
  • 2e zeigt den Verlauf ŷ des unter Berücksichtigung von Totzeiten modellierten Stellgrößenverlaufs ŷ0, wie er durch den Block 28 bereitgestellt wird. Durch die zusätzliche Berücksichtigung des Totzeit entspricht der Verlauf ŷ im hier betrachteten Idealfall genau dem realen zeitlichen Verlauf y aus der 2b.
  • 2f zeigt den resultierenden Verlauf der Differenz g = y – ŷ, wie sie durch die Verknüpfung 30 gebildet wird. Wie 2f zeigt, ist g unter den hier betrachteten Bedingungen (von einer Vorsteuerung ausgegebene Basiswerte realisieren den Sollwertsprung bereits in idealer Weise) konstant und bildet insbesondere weder den Sollwertsprung der 2a, noch den hypothetischen Stellgrößensprung u' der 2c ab. Als Folge bildet sich im Prädiktionssignal v, das durch die Verknüpfung 32 als Summe des ohne Totzeiteinflüsse modellierten zeitlichen Verhaltens ŷ0 und der Differenz g gebildet wird, der Stellgrößensprung von r zum Zeitpunkt t1 identisch ab.
  • Da für die Bildung der Stellgröße u im Regler 20 eine Differenz von Sollwert r und Prädiktionssignal v (als Istwert-Ersatz) gebildet wird, fällt der Sprung bei der Stellgrößenberechnung weg. Die beim Gegenstand der Erfindung unter den angegebenen Bedingungen erzeugte Stellgröße u weist daher insbesondere keinen unnötigen Peak auf. Dadurch wird das Speichereinspritzsystem 10 beim Gegenstand der Erfindung auch nicht zu unerwünschten Schwingungen angeregt.
  • In der Realität wird man als Folge einer die Realität nicht zu 100% korrekt abbildenden Modellierung zumindest Abweichungen der zeitlichen Lage der einzelnen Flanken in der 2 voneinander in Kauf nehmen müssen. Solche Abweichungen führen dazu, dass bei der Bildung der Differenz g schmale Peaks übrig bleiben können. Diese werden bei der Ausgestaltung der 3 durch eine Tiefpassfilterung im Block 34 eliminiert. Im übrigen entspricht der Gegenstand der 3 dem Gegenstand der 1.
  • 4 zeigt zeitliche Verläufe hydrostatischer Drücke p. Der zeitliche Verlauf 40 entspricht einem vorgegebenen Soll-Wertverlauf. Der betrachtete Sollwertverlauf 40 ergibt sich bei einem bestimmten, mit einem Speichereinspritzsystem 10 ausgerüsteten Kraftfahrzeug durch das folgende Fahrprofil: Im Zeitbereich von 171 s bis 171,7 s befindet sich das Fahrzeug, in dem das Speichereinspritzsystem 10 betrieben wird, in einem Zustand mit nahezu konstanter Geschwindigkeit. Daher wird auch ein nahezu konstanter Sollwert für den hydraulischen Druck p vorgegeben. Im Zeitbereich zwischen 171,7 s und ca. 173 s wird das Fahrzeug kurzzeitig beschleunigt, was in der Regel mit erhöhten Sollwertvorgaben für den hydraulischen Druck p erfolgt. In dem Bereich 173,5 s bis ca. 174 s wird es abgebremst. Dabei wird keine Einspritzung benötigt, so dass der Sollwert für den hydraulischen Druck p entsprechend abgesenkt werden kann. Anschließend rollt das Kraftfahrzeug mit abgeschalteter Einspritzung und entsprechend reduziertem Einspritzdruck p im Schiebebetrieb bis zum Zeitpunkt 174,7 s, um dann erneut beschleunigt zu werden. Für die Beschleunigung wird wieder ein höherer Sollwert r für den hydraulischen Druck p vorgegeben.
  • Der zeitliche Verlauf 36 ergibt sich im realen Betrieb eines Speichereinspritzsystems 10 mit dem erfindungsgemäßen Verfahren. Der zeitliche Verlauf 38 ergibt sich dagegen unter gleichen Bedingungen beim Stand der Technik.
  • Im Vergleich zu dem Sollwertverlauf 40 weist der Verlauf 38 insbesondere im Bereich 174 s bis 174,7 s eine große Abweichung auf, die nahezu 100 bar beträgt. Beim erfindungsgemäßen Verfahren, das sich in dem Verlauf 36 abbildet, ergibt sich aber gerade in diesem Bereich nur ein sehr geringer Unterschied zum Soll-Wertverlauf 40. Dadurch wird die Anregung unerwünschter Schwingungen minimiert. Von besonderem Vorteil ist ferner, dass das erfindungsgemäße Verfahren gegenüber dem Kennfeld basierten bekannten Verfahren nicht nur ein besseres Verhalten mit Bezug auf eine Schwingungsneigung zeigt, sondern auch ohne weiteres auf ähnliche Systeme übertragbar ist, ohne dass das Verfahren mit aufwendigem Prüfstandsversuch an das jeweilige Fahrzeug angepasst werden müsste.

Claims (13)

  1. Verfahren zur Regelung eines hydraulischen Drucks p in einem Hochdruckspeicher eines Speichereinspritzsystems (10), insbesondere einer Brennkraftmaschine, mit einem eine Gesamt-Regelung (16) und eine Regelstrecke (14) aufweisenden Regelkreis (12), dadurch gekennzeichnet, dass einem Regler (20) der Gesamt-Regelung (16) ein Sollwert (r) und ein Prädiktionssignal (v) eines Prädiktors (24) zugeführt wird, wobei das Prädiktionssignal (v) Informationen über ein modelliertes zeitliches Verhalten (ŷ) des hydraulischen Drucks (p) und über eine Abweichung (g) des modellierten zeitlichen Verhaltens (ŷ) von einem realen zeitlichen Verhalten (y) des hydraulischen Drucks (p) enthält und in Abhängigkeit von einer Stellgröße (u) des Reglers (20) und von Informationen über ein reales zeitliches Verhalten (y) des hydraulischen Drucks (p) gebildet wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Informationen über das modellierte zeitliche Verhalten (ŷ) des hydraulischen Drucks (p) aus einem Systemdynamikmodell (26) und einem Totzeitmodell (28) berechnet werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Systemdynamikmodell (26) Informationen über ein modelliertes zeitliches Verhalten (ŷ0) ohne Totzeit berechnet.
  4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Totzeitmodell (28) aus dem modellierten zeitlichen Verhalten (ŷ0) ohne Totzeit das modellierte zeitliche Verhalten (ŷ) berechnet.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das ohne Totzeiteinflüsse modellierte zeitliche Verhalten (ŷ0) des hydraulischen Drucks (p) in Abhängigkeit von der Stellgröße (u) berechnet wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das reale zeitliche Verhalten (y) des hydraulischen Drucks (p) durch einen Sensor (18) erfasst wird.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelstrecke (14) an den Prädiktor (24) die Informationen über das reale zeitliche Verhalten (y) des hydraulischen Drucks (p) übergibt.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Prädiktor (24) eine Abweichung (g) des modellierten zeitlichen Verhaltens (ŷ) zum realen zeitlichen Verhalten (y) des hydraulischen Drucks (p) berechnet.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abweichung (g) das reale zeitliche Verhalten (y) des hydraulischen Drucks (p) abbildet.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abweichung (g) gefiltert wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Prädiktionssignal (v) aus dem modellierten zeitlichen Verhalten (ŷ0) ohne Totzeit und aus der gefilterten Abweichung gebildet wird.
  12. Regelungseinrichtung zur Regelung eines hydraulischen Drucks (p) in einem Hochdruckspeicher eines Speichereinspritzsystems (10), insbesondere einer Brennkraftmaschine, die dazu eingerichtet ist, einen hydraulischen Druck (p) in einem Hochdruckspeicher eines Speichereinspritzsystems (10), insbesondere einer Brennkraftmaschinen in einem Regelkreis (12) zu regeln, der eine Gesamt-Regelung (16) und eine Regelstrecke (14) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelungseinrichtung dazu eingerichtet ist, einem Regler (20) der Gesamt-Regelung (16) einen Sollwert (r) und ein Prädiktionssignal (v) eines Prädiktors (24) zuzuführen, wobei das Prädiktionssignal (v) Informationen über ein modelliertes zeitliches Verhalten (ŷ) des hydraulischen Drucks (p) und über eine Abweichung (g) des modellierten zeitlichen Verhaltens (ŷ) von einem realen zeitlichen Verhalten (y) des hydraulischen Drucks (p) enthält und der Prädiktor (24) dazu eingerichtet ist, das Prädiktionssignal (v) in Abhängigkeit von einer Stellgröße (u) des Reglers (20) und von Informationen über den realen hydraulischen Druck zu bilden.
  13. Regelungseinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 durchzuführen oder den Ablauf eines solchen Verfahrens zu regeln.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102014206442A1 (de) 2014-04-03 2015-10-08 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Druckspeichers, insbesondere für Common-Rail-Einspritzsysteme in der Kfz-Technik

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014203364A1 (de) 2014-02-25 2015-08-27 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb eines Ventils, insbesondere für ein Speichereinspritzsystem
US10280867B2 (en) 2014-02-25 2019-05-07 Continental Automotive Gmbh Injection valve for an accumulator injection system
DE102014203364B4 (de) 2014-02-25 2023-03-23 Vitesco Technologies GmbH Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb eines Ventils, insbesondere für ein Speichereinspritzsystem
DE102014206442A1 (de) 2014-04-03 2015-10-08 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Druckspeichers, insbesondere für Common-Rail-Einspritzsysteme in der Kfz-Technik
US10151267B2 (en) 2014-04-03 2018-12-11 Continental Automotive Gmbh Method and device for operating a pressure reservoir, in particular for common rail injection systems in automobile engineering
DE102014206442B4 (de) 2014-04-03 2019-02-14 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Druckspeichers, insbesondere für Common-Rail-Einspritzsysteme in der Kfz-Technik

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