-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Bestimmen einer Charakteristik für ein Druckregelventil.
-
Stand der Technik
-
Speichereinspritzanlagen für Brennkraftmaschinen, die auch als Common-Rail-Einspritzanlagen bezeichnet werden, weisen üblicherweise zwei Stelleinrichtungen zur Regelung von Betriebsparametern eines einzuspritzenden Kraftstoffs auf. Dabei ist als erste Stelleinrichtung die Zumesseinheit (ZME) vorgesehen, mit der eine Mengenregelung des Kraftstoffs erfolgt. Eine Druckregelung des Kraftstoffs erfolgt mit dem Druckregelventil (DRV) als zweite Stelleinrichtung.
-
Das Druckregelventil wird in einem Druckregelbetrieb über die Zumesseinheit rein gesteuert betrieben. Eine Steuerung des Druckregelventils ist bei dem Druckregelbetrieb derart ausgelegt, dass das Druckregelventil unter Einbeziehung aller relevanten Toleranzquellen geschlossen bleibt.
-
Falls dies nicht gewährleistet ist, kann sich am Druckregelventil eine permanente Leckage einstellen, durch die sich eine unzulässige Aufheizung der Einspritzanlage und/oder des Kraftstoffs sowie eine Erhöhung des Kraftstoffverbrauchs ergeben können. Die Leckage kann durch Überwachungsfunktionen erkannt und daraufhin ein Notfahrbetrieb eingeleitet werden.
-
Andererseits kann ein notwendiger Toleranzvorhalt am Druckregelventil dazu führen, dass Einspritzanlagen je nach Toleranzlage mit einem übermäßig hohen Öffnungsdruck am Druckregelventil betrieben werden. Dies kann sich jedoch in einem Fehlerfall, wie bspw. bei einer offen klemmenden Zumesseinheit, als nachteilig erweisen, weil sich dadurch Drücke weit über dem nominalen Druck bzw. Solldruck als einem möglichen Referenzwert für den Steuerdruck der Einspritzanlage ergeben können. Die in einem solchen Fehlerfall auftretenden erhöhten Drücke dürfen nicht zu einem Ausfall der Einspritzanlage führen.
-
Zu hohe Drücke können ein Platzen von Leitungen der Einspritzanlage und somit einen Austritt von Kraftstoff in den Motorraum verursachen. Weiterhin kann die Haltbarkeit von Komponenten der Einspritzanlage reduziert werden, da deren Ausfall hervorgerufen werden kann. Außerdem kann es zu einem Verlust der Notfahrfähigkeit kommen, mit der üblicherweise eine Bewegung eines Fahrzeugs aus einer Gefahrenzone erfolgt.
-
Unter Berücksichtigung einer typischen Fehlererkennungs- und Reaktionszeit ist es unter diesen gegebenen Voraussetzungen erforderlich, Komponenten der Einspritzanlage entsprechend aufwendig robust auszugestalten.
-
Weiterhin sind für ein Druckregelventil sogenannte Adaptionsfunktionen zum Bestimmen einer Charakteristik des Druckregelventils vorgesehen, wobei es sich bei einer derartigen Charakteristik in der Regel um eine Kennlinie des Druckregelventils handelt.
-
Bei diesen Adaptionsfunktionen für ein anpassungsfähiges und/oder lernfähiges Druckregelventil erfolgt ein Lernen nur im druckgeregelten Betrieb. Die Adaption findet bei nahezu beliebigen und demnach nur geringfügig kontrollierbaren Randbedingungen des Drucks und eines Durchflusses des Kraftstoffs durch das Druckregelventil statt. Ein für die Adaption vorzusehender Durchfluss durch das Druckregelventil ist dabei wesentlich größer als 0 l/h, wodurch sich eine Toleranzaussage für den Öffnungsdruck des Druckregelventils verschlechtert. Der höchste Druck, bei dem mit diesen Adaptionsfunktionen ein Lernen vorgenommen werden kann, liegt weit unter einer Druckgrenze der Einspritzanlage. Ausgehend von einem gelernten Druck verschlechtert sich die Toleranzaussage mit zunehmendem Abstand von diesem.
-
Diese Adaptionsfunktionen bieten die Möglichkeit, den Durchfluss während der Adaption ausgehend von der Menge an Kraftstoff, die aus einer Pumpenvollförderung resultiert, zu reduzieren. Hierbei entstehen jedoch weitere Toleranzquellen, die ein Gesamtergebnis der Adaption verschlechtern können.
-
Die Druckschrift
DE 10 2004 006 694 A1 beschreibt u. a. ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einem Einspritzsystem, insbesondere für ein Kraftfahrzeug. Bei dem Einspritzsystem wird Kraftstoff von einer Zumesseinheit und einer Hochdruckpumpe in einen Kraftstoffspeicher gefördert. Der Druck in dem Kraftstoffspeicher wird erfasst und durch Ansteuerung der Zumesseinheit durch das Steuergerät geregelt. Um bei dieser Anordnung auch eventuelle Fertigungstoleranzen einzelner Zumesseinheiten bei der Regelung des Drucks in dem Kraftstoffspeicher zu berücksichtigen und die Regelung auf diese Weise präziser zu machen, wird vorgeschlagen, eine individuelle Kennlinie für die jeweils aktuell verwendete Zumesseinheit zu ermitteln und bei der Druckregelung zu berücksichtigen. Somit erfolgt mit dem beschriebenen Verfahren ein Lernen einer individuellen Kennlinie, typischerweise für eine Pumpe.
-
Bei einem in der Druckschrift
DE 10 2004 059 330 A1 beschriebenen Kraftstoffsystem für eine Brennkraftmaschine wird der Kraftstoff von einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe in einen Kraftstoffdruckspeicher gefördert, aus dem der Kraftstoff über mindestens einen Injektor in mindestens einen Brennraum der Brennkraftmaschine gelangt. Dabei wird ein Wert für den Ist-Druck im Kraftstoffdruckspeicher bereitgestellt. Eine Druckregeleinrichtung, mit der Kraftstoff aus dem Kraftstoffdruckspeicher abgelassen werden kann, wird mit einem Vorsteuersignal vorgesteuert, das unter Berücksichtigung eines Soll-Drucks im Kraftstoffdruckspeicher ermittelt wird. Es wird vorgeschlagen, dass bei der Ermittlung des Vorsteuersignals ein Wert für eine durch die Druckregeleinrichtung hindurchströmende Kraftstoffmenge berücksichtigt wird. Folglich ist hier eine Berücksichtigung eines Durchflusses durch ein Druckregelventil als Grundlage für die genannten Adaptionsfunktionen beschrieben.
-
Aus der Druckschrift
DE 10 2004 049 812 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben einer Kraftstoffeinspritzanlage, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, bekannt. Die Kraftstoffeinspritzanlage weist einen Kraftstoffspeicher auf, dem Kraftstoff über eine Zumesseinheit zuführbar ist. Bei dem Verfahren wird ein Istdruck in dem Kraftstoffspeicher unter anderem von einem Stromregler beeinflusst. Ein Vorsteuerwert wird von einem Vorsteuerkennfeld erzeugt, mit dem herstellungsbedingte Abweichungen von Komponenten der Kraftstoffeinspritzanlage ausgeglichen werden. Somit wird hier ein kennfeldbasiertes Adaptionsverfahren zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen bei einer Regelung über die Zumesseinheit beschrieben. Dieses kann wegen der Verwendung eines integralen Regelglieds auch für die genannten Adaptionsfunktionen verwendet werden.
-
Die Druckschrift
DE 10 2006 018 164 B3 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung einer Einspritzanlage für eine Brennkraftmaschine mit einer Hochdruckpumpe zur Förderung von Kraftstoff in einen Kraftstoffspeicher, mit dem ein Injektor hydraulisch gekoppelt ist. Außerdem umfasst die Einspritzanlage ein Volumenstromsteuerventil, mit dem ein Kraftstoffvolumenstrom durch das Volumenstromsteuerventil in die Hochdruckpumpe einstellbar ist, und ein Drucksteuerventil. Bei dem Verfahren wird das Drucksteuerventil auf einen Kraftstoffvolumenstrom durch das Drucksteuerventil gleich null eingestellt. Abhängig von einem Kraftstoffvolumenstrom-Sollwert durch das Volumenstromsteuerventil wird ein erster Steuerwert für das Volumenstromsteuerventil bestimmt. In Abhängigkeit einer Differenz aus einem Sollwert und einem Istwert eines Drucks im Kraftstoffspeicher wird eine Abweichung des Steuerwerts für das Volumenstromsteuerventil ermittelt. Ein zweiter Steuerwert für das Volumenstromsteuerventil wird abhängig von einem Referenz-Kraftstoffvolumenstrom durch das Drucksteuerventil bestimmt. Der Referenz-Kraftstoffvolumenstrom ist so groß, dass das Drucksteuerventil eine Einstellung des Drucks im Kraftstoffspeicher ermöglicht.
-
Ein Verfahren zur Adaption einer Vorsteuerung in einer Druckregelung für eine Common-Rail-Einspritzanlage einer Brennkraftmaschine ist aus der Druckschrift
DE 10 2005 058 966 B3 bekannt. Die Regelung umfasst eine Vorsteuerung. Die Common-Rail-Einspritzanlage weist wenigstens eine durch Stellsignale, die jeweils Stellwerten entsprechen, einstellbare Stelleinrichtung zur Beeinflussung des Drucks auf. Bei dem Verfahren wird ein Vorsteuerwert zur Erzeugung wenigstens eines Stellsignals für die Stelleinrichtung ermittelt und unter Verwendung des Vorsteuerwerts durch Erzeugung des wenigstens einen Stellsignals und Abgabe an die Stelleinrichtung der aktuelle Druck auf einen vorgegebenen Soll-Druck geregelt. Zur Adaption wird die Vorsteuerung in Abhängigkeit wenigstens eines aktuellen Werts eines Betriebsparameters der Brennkraftmaschine und eines dem wenigstens einen Stellsignal entsprechenden Stellwerts angepasst.
-
Ein Verfahren zur Steuerung einer direkt einspritzenden Brennkraftmaschine ist in der Druckschrift
DE 100 16 900 C2 beschrieben. Dabei wird ein in einem Druckspeicher eines Kraftstoffzumesssystems der Brennkraftmaschine herrschender Speicherdruck mittels eines elektrisch ansteuerbaren Drucksteuerventils geregelt, über das zum Abbau des Speicherdrucks Kraftstoff aus dem Druckspeicher in einen Niederdruckbereich des Kraftstoffzumesssystems geführt werden kann. Es ist vorgesehen, dass der Regelung des Speicherdrucks eine Vorsteuerung vorgeschaltet ist, wobei im Rahmen der Vorsteuerung in Abhängigkeit des Durchflusses durch das Drucksteuerventil und des Speicherdrucks ein Ansteuersignal für das Drucksteuerventil bzw. in Abhängigkeit des Durchflusses durch das Drucksteuerventil und eines Ansteuersignals für das Drucksteuerventil der sich in dem Druckspeicher einstellende Speicherdruck ermittelt wird.
-
Aus der Druckschrift
DE 34 10 146 A1 ist eine Einrichtung für eine Frühverstellung des Spritzbeginns einer Brennkraftmaschine, bspw. bei Kaltstart oder niedrigem Atmosphärendruck, bekannt. Diese Einrichtung wird von einem Wegeventil gesteuert, dem eine entlastete Bypassleitung mit einem verstellbaren Stromventil parallel geschaltet ist, wobei die Verstellbarkeit eine Steuerung des Angleichbeginns der Pumpenkennlinie an die Kennlinie der Brennkraftmaschine ermöglicht. Darüberhinaus umfasst ein Drucksteuerventil eine durch dessen Drucksteuerkolben gesteuerte Abflussöffnung, wobei der jeweils gesteuerte Durchflussquerschnitt eine Angleichung der Pumpenkennlinie an die Kennlinie der Brennkraftmaschine bestimmt.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Vor diesem Hintergrund werden ein Verfahren zum Bestimmen einer Charakteristik für ein Druckregelventil und eine Anordnung zum Bestimmen einer Charakteristik für ein Druckregelventil mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgestellt. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen und der Beschreibung.
-
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann bspw. eine Adaptionsfunktion realisiert werden, mit der ein Einlernen und/oder eine Korrektur von Toleranzen bezüglich einer Charakteristik eines Öffnungsdrucks in zumindest einem Druckregelventil einer Einspritzanlage, typischerweise einer Speichereinspritzanlage (Common Rail), möglich ist.
-
Mit dem Verfahren erfolgt üblicherweise eine Adaption bei Durchflüssen von Kraftstoff durch das Druckregelventil bei einem Minimum, bspw. in der Nähe von 0 l/h. Dadurch können OBD-Funktionalitäten zur Durchführung einer On-Board-Diagnose im Kraftfahrzeug, zum Beispiel die Überwachung des Raildrucksensors, bei laufendem Betrieb umgesetzt werden. Weiterhin kann ein Verhalten des Druckregelventils über dessen gesamte Lebensdauer untersucht werden. Außerdem kann sich ergeben, dass auch im Notfahrbetrieb eine ausreichende Güte der Drucksteuerung gewährleistet ist.
-
Mit dem Verfahren ist es in Ausgestaltung möglich, eine Funktionalität der Druckbegrenzung einzuhalten. Dies ist unter anderem auch für Druckregelventile möglich, deren stromlose Druckcharakteristik über einem Durchfluss durch das Druckregelventil unter einem zulässigen Grenzwert für den Druck liegt. Außerdem kann eine geeignete Toleranzaussage bezüglich der Öffnungsdruckcharakteristik getroffen werden, wodurch sich eine genauere Druckvorsteuerung ergibt.
-
Für Komponenten der Einspritzanlage kann somit zusammen mit einer geeigneten Fehlererkennung und/oder Fehlerreaktion ein kleineres Druckauslegungsziel vorgenommen werden, da sich das Druckregelventil im Fehlerfall vor Erreichen eines zulässigen Drucks öffnet. Somit ergibt sich ein Zeitgewinn für die Fehlererkennung und/oder Fehlerreaktion oder eine Realisierung einer passiven Sicherheit.
-
Bei einer möglichen Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann auch der Fehlerfall berücksichtigt werden, bei dem das Druckregelventil von einem geringeren Haltedruckniveau zu öffnen ist.
-
Bei einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens ist für die Adaption kein Druckregelbetrieb des Druckregelventils erforderlich, so dass der Kraftstoff nicht unnötig aufgeheizt werden muss. Insgesamt ergibt sich u. a. eine Reduktion des Kraftstoffverbrauchs, da eine Adaptionsphase bei einer vollfördernden Pumpe nunmehr entfallen kann.
-
Im Rahmen des Verfahrens kann auch eine Überwachung (Monitoring) erfolgen, wobei Offset-Fehler und/oder Steigungsfehler eines Signals eines Raildrucksensors erkannt werden. Hierbei ist der Raildrucksensor in der Regel dazu ausgebildet, einen Druck des Kraftstoffs in einem Kraftstoffspeicher (Rail) der Einspritzanlage zu ermitteln.
-
Je nach vorgesehenem Gesamtkonzept bezüglich der Konfiguration und der Funktionen einer Einspritzanlage sind dabei unterschiedliche Kombinationsmöglichkeiten mit bereits bestehenden Überwachungsfunktionen denkbar.
-
Weiterhin erfolgt bei dem Verfahren die Adaption üblicherweise während eines geregelten Betriebs der Zumesseinheit, wodurch eine Häufigkeit der Adaptionen im Vergleich zu den beschriebenen Adaptionsfunktionen erhöht werden kann.
-
Bei einer Ausgestaltung des Verfahrens wird bei Betrieb der Zumesseinheit bei einem transienten bzw. vorübergehenden Lastabwurf, z. B. bei einem Schaltvorgang, durch präzise Haltedruckvorsteuerung des Druckregelventils knapp über einem zur Durchführung des Verfahrens vorgesehenen Druck, typischerweise Steuerdruck, eine Reduktion von Drucküberschwingern erreicht. Somit kann für Komponenten der Einspritzanlage ein günstigeres Drucklastwechselkollektiv erreicht werden.
-
Mit dem Verfahren wird der Druck des Kraftstoffs im Schub, bei dem keine Einspritzungen und somit keine Mengenentnahmen aus dem Kraftstoffspeicher erfolgen, weiterhin über die Zumesseinheit geregelt. Hierzu wird im Rahmen des Verfahrens gezielt eine geringe Leckage durch Steuerung des Drucks und somit des Steuerdrucks des Druckregelventils knapp unterhalb des Öffnungsdrucks des Druckregelventils eingestellt. Hierbei wird der Druck (Steuerdruck) über eine Mengenregelung durch die Zumesseinheit eingeregelt.
-
Bei dem Verfahren ist u. a. vorgesehen, dass eine Charakteristik des Druckregelventils einen Druckgradienten über dem Durchfluss des Druckregelventils aufweist. Abhängig von dem Druckgradienten der zu lernenden Charakteristik, der sich über dem Durchfluss des Druckregelventils ergibt, kann u. a. eine Vergrößerung des Regelbereichs im Schubbetrieb erreicht werden, wodurch kleinere Drücke als im druckgeregelten Betrieb möglich sind. Da im Rahmen des Verfahrens nur geringe Rücklaufmengen für das Druckregelventil erforderlich sind, kann eine thermische Effizienz des Systems erhöht werden.
-
Die erfindungsgemäße Anordnung ist dazu ausgebildet, sämtliche Schritte des vorgestellten Verfahrens durchzuführen. Dabei können einzelne Schritte dieses Verfahrens auch von einzelnen Komponenten der Anordnung durchgeführt werden. Weiterhin können Funktionen der Anordnung oder Funktionen von einzelnen Komponenten der Anordnung als Schritte des Verfahrens umgesetzt werden. Außerdem ist es möglich, dass Schritte des Verfahrens als Funktionen wenigstens einer Komponente der Anordnung oder der gesamten Anordnung realisiert werden.
-
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.
-
Es versteht sich, dass die voranstehend 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.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
1 zeigt ein Diagramm zu einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
-
2 zeigt ein Diagramm zu einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
-
3 zeigt ein Diagramm zu einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
-
4 zeigt in schematischer Darstellung eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung.
-
Ausführungsformen der Erfindung
-
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.
-
Die Figuren werden zusammenhängend und übergreifend beschrieben, gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Komponenten.
-
Das Diagramm aus 1 zeigt eine Abszisse 2, entlang der die Zeit aufgetragen ist, sowie eine Ordinate 4, entlang der ein Druck eines Kraftstoffs in einer Einspritzanlage aufgetragen ist. In dem Diagramm sind Kurven für einen Steuerdruck 6 eines Druckregelventils, für einen Solldruck 8 des Kraftstoffs und für einen Istdruck 10 des Kraftstoffs im Hochdruckspeicher, der über die Zumesseinheit geregelt wird, aufgetragen. Es ist vorgesehen, dass ein. Öffnen 12 des Druckregelventils über eine Erkennung eines Öffnungsdrucks durch eine quasi-gepulste Absenkung des Steuerdrucks 6 des Druckregelventils erfolgt.
-
Dabei erfolgt während eines stationär geregelten Betriebs der Zumesseinheit auf einem beliebig hohen Druckniveau eine Reduktion des Steuerdrucks 6 des Druckregelventils so lange bis das Öffnen 12 des Druckregelventils erkannt wird. Hierbei kann die Art und Weise der Reduktion des Steuerdrucks 6 und die Erkennung des Öffnungspunkts des Druckregelventils bei dem jeweils aktuellen stationären Druckniveau unterschiedlich gestaltet werden.
-
So kann die Reduktion des Steuerdrucks 6 langsam und kontinuierlich erfolgen. Wie die Kurve für den Steuerdruck 6 aus dem Diagramm von 1 zeigt, können alternativ hierzu auch Rampen mit unterschiedlichen Steigungen für einen fallenden und steigenden Steuerdruck 6 vorgesehen sein, wobei das Niveau des kleinsten Steuerdrucks 6 bis zur Erkennung der Öffnung 12 um mehrere Druckintervalle 14 schrittweise reduziert wird.
-
Hierbei durchläuft der Steuerdruck abwechselnd höhere Druckplateaus k 131, k + 2 133, k + 4 135, k + 6 137 und niedrigere Druckplateaus k + 1 132, k + 3 134, k + 5 136, k + 7 138. Dabei weisen die höheren Druckplateaus k 131, k + 2 133, k + 4 135 und k + 6 137 denselben Wert für den Steuerdruck auf. Eine Höhe der niedrigeren Druckplateaus k + 1 132, k + 3 134, k + 5 136 und k + 7 138 wird jeweils um die Druckintervalle 14 verringert.
-
Das Öffnen 12 des Druckregelventils ist bei Erreichen des k + 7-ten niedrigen Druckplateaus 138 durch eine auffällige Änderung des Istdrucks 10 erkennbar, hierbei kommt es zu einem starken Ausschlag des Istdrucks 10.
-
Die Erkennung des Öffnens 12 des Druckregelventils erfolgt hier bei einem Anstieg eines Wertes eines Reglerausgangs der Zumesseinheit, üblicherweise bei einer erhöhten Mengenanforderung bei Vorliegen einer Leckage.
-
Alternativ kann, wie das Diagramm aus 1 zeigt, ein Abfall des Istdrucks 10 bzw. ein Anstieg der Regelabweichung zum Erkennen des Öffnens 12 verwendet werden. Aufgrund des heißen Kraftstoffs im Rücklauf der Einspritzanlage kann das Öffnen 12 des Druckregelventils auch aufgrund einer Erhöhung der Temperatur einer Spule des Druckregelventils erkannt werden. Dies kann bspw. direkt über einen Temperatursensor oder indirekt über eine Erhöhung des Widerstands der Spule des Druckregelventils erfolgen. Alternativ oder ergänzend kann das Öffnen 12 auch indirekt über einen Stromreglerausgang erkannt werden. Dies kann über eine Erhöhung des Tastverhältnisses bei konstantem Strom durch eine temperaturbedingte Erhöhung des Widerstands erfolgen.
-
Je nach aktuellem Wert des stationären Drucks wird dabei eine Adaption einer Kennlinie als Charakteristik über den gesamten Bereich des Solldrucks 10 des Systems ausgeführt. Werte für die vorgesehene Adaption ergeben sich dabei aus der Differenz zwischen einem nominalen Wert bzw. Sollwert des Öffnungsdrucks des Druckregelventils als Referenzwert und dem ermittelten Öffnungsdruck des Druckregelventils. Die bei dieser Adaption gewonnenen Werte können anschließend für einen normalen Fahrbetrieb verwendet werden.
-
Das Diagramm aus 2 umfasst ebenfalls eine Abszisse 22, entlang der die Zeit aufgetragen ist, sowie eine Ordinate 24, entlang der der Druck aufgetragen ist. In dem Diagramm ist eine Kurve für einen Steuerdruck 26 des Druckregelventils, eine Kurve für den Solldruck 28 sowie eine Kurve für den Istdruck 30 des Kraftstoffs im Hochdruckspeicher dargestellt. Doppelpfeile 32 zwischen der Kurve für den Steuerdruck 26 und der Kurve für den Istdruck 30 bezeichnen Abweichungen des Steuerdrucks 26 zu dem Istdruck 30 als Funktion des Steuerdrucks 26. Außerdem ist durch einen einfachen Pfeil 34 ein Schubübergang des Solldrucks 28 angedeutet.
-
Bei der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, die anhand des Diagramms aus 2 beschrieben wird, erfolgt eine treppenförmige bzw. stufenförmige Absenkung und somit Reduktion des Steuerdrucks 26 in Schubphasen zum Lernen eines weiten Druckbereichs. Dabei durchläuft der Steuerdruck 26 mehrere Druckplateaus 140, 141, 142, 143, 144, 145, deren Höhe im zeitlichen Fortlauf des Verfahrens abnimmt.
-
Diese zweite Ausführungsform des Verfahrens ist üblicherweise für Einspritzanlagen ohne Leckage geeignet. Hierbei können lange Schubphasen bzw. Schubübergänge und/oder auch transiente Schaltvorgänge, sofern die Adaption ausreichend schnell durchgeführt werden kann, zur Erkennung eines Öffnens eines Druckregelventils und zur Bestimmung eines herrschenden Drucks, d. h. Steuerdrucks 26, des Kraftstoffs verwendet werden. Bei transienten Schaltvorgängen, die üblicherweise mit negativen Solldruckgradienten in Verbindung stehen können, kann der Steuerwert des Druckregelventils bezogen auf seinen Zielwert auf einem stationären Niveau 140, 141, 142, 143, 144, 145 vergrößert eingefroren werden. Somit wird in einer derartigen Schubphase ein Druckplateau 140, 141, 142, 143, 144, 145 ausgebildet. In diesem Fall ist eine Pumpe einer Einspritzanlage geschlossen und es erfolgt keine Einspritzung.
-
Der Adaptionswert ergibt sich aus einer Differenz eines Werts des Steuerdrucks 26 bei dem Öffnen des Druckregelventils, hier abhängig von der Höhe des Druckplateaus 140, 141, 142, 143, 144, 145, und dem Solldruck 30 als Referenzwert, wenn sich das Druckregelventil öffnet. Weiterhin kann das Niveau des Druckplateaus 140, 141, 142, 143, 144, 145 von Schaltvorgang zu Schaltvorgang bis zu dem Nenndruck kontinuierlich erhöht werden. Eine umgekehrte Reihenfolge der Adaption ist aufgrund möglicher Druckpeaks beim Schaltvorgang nur dann vorgesehen, wenn die Lerninformation bereits bei einem Nenndruck vorhanden ist, wie es bspw. bei der ersten Ausführungsform des Verfahrens vorgesehen ist. Weiterhin ist hierbei vorgesehen, dass Druckpeaks tolerabel sind oder andersartig umgangen werden können.
-
Bei langen Schubphasen, wobei die Pumpe geschlossen ist und keine Einspritzungen erfolgen, kann, sofern idealerweise der Lernwert für den Nenndruck verfügbar ist, der Steuerdruck 26 des Druckregelventils unter Durchlauf der Druckplateaus 140, 141, 142, 143, 144, 145 treppenförmig reduziert werden, so dass die gesamte Druckcharakteristik für die Öffnung des Druckregelventils ausgehend von dem Nenndruck bis zum minimalen Steuerdruck 26 der jeweiligen stationären Steuerdrücke 26 und dazugehörigen Druckplateaus 140, 141, 142, 143, 144, 145 ermittelt werden kann.
-
Bei der zweiten Ausführungsform des Verfahrens liegt der Solldruck 28 unter dem minimalen Öffnungsdruck des Druckregelventils, da die Pumpe ansonsten durch das Druckregelventil wieder geöffnet werden könnte. Hierbei ist es auch möglich, die Pumpe für die Dauer der Adaption im Schub gezielt geschlossen zu halten. Bei der zweiten Ausführungsform des Verfahrens erfolgt wie bei der ersten Ausführungsform eine Adaption der Kennlinie.
-
Das Diagramm aus 3 zu einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst eine Abszisse 42, entlang der die Zeit aufgetragen ist sowie eine Ordinate 44, entlang der der Druck eines einzuspritzenden Kraftstoffs aufgetragen ist. In dem Diagramm stellt eine erste Kurve einen Steuerdruck 46 des Druckregelventils und eine zweite Kurve einen geregelten Istdruck 50 durch die Zumesseinheit dar. Eine Gerade zeigt einen Solldruck 48 im Leerlauf an. Durch den Pfeil 52 wird ein Zeitpunkt für ein Abstellen des Motors angezeigt. Die Endstufe des Druckregelventils ist deaktiviert, sobald der Steuerdruck 46 des Druckregelventils den Wert Null erreicht hat. Das Druckregelventil öffnet sich bei einem sichtbaren Druckabfall zum Zeitpunkt 54. Durch den Doppelpfeil 56 ist ein mechanisch-hydraulischer Haltedruck des Druckregelventils angezeigt. Bei diesem mechanisch-hydraulischen Haltedruck ist das Druckregelventil stationär geschlossen.
-
Wie das Diagramm aus 3 zeigt, wird nach dem Abstellen des Motors und einem Entstromen des Druckregelventils zwischen der schließend wirkenden mechanischen Haltekraft des Druckregelventils und dem hydraulischen Druck im Einspritzspeicher (Rail) ein Druckgleichgewicht eingestellt.
-
Bei der dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird lediglich der stromlose Öffnungsdruck des Druckregelventils mit stromlosem Haltedruck der größer als null bar und kleiner als der Druck der Einspritzanlage ist, über eine Punktadaption bestimmt. Die mechanische Toleranz derartiger Druckregelventile ist diesbezüglich typischerweise sehr gering, da sie von relativ wenigen Faktoren, wie bspw. einer Federvorspannkraft und/oder einem Sitzdurchmesser, abhängig ist. Dies ist für die Plausibilisierung des Raildrucksensors besonders vorteilhaft.
-
Falls der stromlose Öffnungsdruck unter dem Leerlaufdruck liegt, kann, wie das Diagramm aus 3 zeigt, das sich einstellende Druckniveau nach Abstellen des Motors mit dem nominalen Druckniveau bzw. Niveau des Solldrucks verglichen und adaptiert werden.
-
Falls dagegen der stromlose Öffnungsdruck über dem Leerlaufdruck liegt, so kann dieser Öffnungsdruck, ähnlich wie bei der zweiten Ausführungsform des Verfahrens, durch eine Abschaltung der Endstufe, d. h. bei minimalem Steuerdruck 46, im Schub ermittelt werden. Hierbei fällt der Steuerdruck 46 bis auf einen minimal möglichen Druck oder bis zur Einstellung eines gezielten Druckplateaus, bei dem das Druckregelventil geöffnet wird, im Schaltvorgang ab. Dabei ist vorgesehen, dass der Solldruck 48 unter dem minimalen Öffnungsdruck liegt, da sonst die Pumpe durch den Regler wieder geöffnet wird.
-
4 zeigt in schematischer Darstellung eine als Speichereinspritzanlage ausgebildete Einspritzanlage 60 zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Verbrennungsmotor nach dem Common-Rail- bzw. Speichereinspritzverfahren. Diese Einspritzanlage 60 umfasst einen Vorratsbehälter 62 für den Kraftstoff, eine Niederdruckpumpe 64 zum Fördern von Kraftstoff aus dem Vorratsbehälter 62, eine Zumesseinheit 66 sowie eine Hochdruckpumpe 68. Diese Hochdruckpumpe 68 ist dazu ausgebildet, einen Druck des Kraftstoffs innerhalb eines Hochdruckspeichers 70 aufzubauen sowie aufrecht zu erhalten. Zum Betreiben des Verbrennungsmotors wird Kraftstoff aus dem Hochdruckspeicher 70 in Brennkammern gespritzt. Außerdem umfasst die Einspritzanlage 60 einen Raildrucksensor 72 sowie ein Druckregelventil 74, über das bei Überdruck Kraftstoff in den Vorratsbehälter 62 abgelassen werden kann.
-
Eine erfindungsgemäße Anordnung 80 in 4 umfasst hier zwei Module 82, 84, die als Komponenten eines Steuergeräts 88 ausgebildet sind. Das Steuergerät 88 ist hier auch dazu ausgebildet, unabhängig von einer Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens Funktionen einzelner Komponenten der Einspritzanlage 60 für einen Betrieb der Einspritzanlage 60 zu überwachen und/oder zu kontrollieren und somit zu steuern und/oder zu regeln.
-
Es ist hier vorgesehen, dass ein erstes Modul 82 zur Regelung von Betriebsparametern ausgebildet ist. Dabei stellt das erste Modul 82 einen Strom des Kraftstoffs, der durch das Druckregelventil 74 fließt, auf ein Minimum ein und reduziert einen Steuerdruck des Kraftstoffs so lange, bis das Druckregelventil 74 geöffnet wird. Mit einem zweiten Modul 84 erfolgt eine Erfassung von Werten von Betriebsparametern zur Bestimmung der zu ermittelnden Charakteristik. Dabei bildet das zweite Modul 84 einen Wert für die Charakteristik und somit typischerweise ein Adaptionswert aus einer Differenz eines Werts für den Steuerdruck, bei dem sich das Druckregelventil 74 öffnet und einem Referenzwert für den Steuerdruck. Außerdem ist das zweite Modul 84 dazu ausgebildet ist, die Charakteristik zu adaptieren.
-
Der Referenzwert des Steuerdrucks ist in der Regel ein Sollwert bzw. ein nomineller Wert, der von einem Betriebspunkt der Einspritzanlage 60 und/oder des Verbrennungsmotors abhängig ist.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102004006694 A1 [0011]
- DE 102004059330 A1 [0012]
- DE 102004049812 A1 [0013]
- DE 102006018164 B3 [0014]
- DE 102005058966 B3 [0015]
- DE 10016900 C2 [0016]
- DE 3410146 A1 [0017]
