DE102013221981A1 - Verfahren zur Steuerung eines Druckregelventils einer Kraftstoffeinspritzanlage insbesondere eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Verfahren zur Steuerung eines Druckregelventils einer Kraftstoffeinspritzanlage insbesondere eines Kraftfahrzeugs Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines den Druck in einem Hochdruckspeicher (13) einer Kraftstoffzumessanlage einer Brennkraftmaschine regelnden Druckregelventils (15), wobei aus dem Hochdruckspeicher (13) Kraftstoff in Brennräume der Brennkraftmaschine zugemessen wird, und wobei das Druckregelventil (15) mit dem Hochdruckspeicher (13) verbunden ist und den Abfluss von Kraftstoff aus dem Hochdruckspeicher (13) in einen Niederdruckspeicher (16) regelt, und wobei insbesondere vorgesehen ist, dass bei geschlossenem Druckregelventil (15) die Bestromung des Druckregelventils (15) abgesenkt wird, bis sich das Druckregelventil (15) öffnet, und dass auf der Grundlage der bei der Öffnung des Druckregelventils (15) vorliegenden Bestromung ein Close Offset-Vorhalt ermittelt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Druckregelventils einer Kraftstoffzumessanlage einer Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Computerprogramm, das alle Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens ausführt, wenn es auf einem Rechengerät oder einer Steuereinrichtung abläuft, sowie ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wenn das Programm auf einem Rechengerät oder einer Steuereinrichtung ausgeführt wird.
  • Stand der Technik
  • DE 10 2004 049 812 A1 offenbart eine hier betroffene Kraftstoffzumessanlage, insbesondere eine Kraftstoffeinspritzanlage eines Common-Rail-(CR-)Systems, sowie ein Verfahren zu ihrem Betrieb. Die Kraftstoffeinspritzanlage weist eine Hochdruckpumpe auf, welcher Kraftstoff über eine Zumesseinheit, z.B. ein Druckregelventil, zugeführt wird und welche den zugeführten Kraftstoff mit Hochdruck in einen Kraftstoffspeicher (d.h. vorliegend das sogenannte „Rail“) pumpt. Mittels Einspritzventilen bzw. Injektoren wird Kraftstoff aus dem Kraftstoffspeicher in Brennräume der Brennkraftmaschine eingespritzt. Die vor der Hochdruckpumpe angeordnete Zumesseinheit regelt die Kraftstoffzufuhr zur Hochdruckpumpe und damit in den Kraftstoffspeicher (Rail). Zusätzlich ist am Kraftstoffspeicher ein Druckregelventil angeordnet, welches den Kraftstoffabfluss aus dem unter Hochdruck stehenden Kraftstoffspeicher in ein Niederdrucksystem steuert.
  • Ein hier betroffenes Druckregelventil wird meist elektrisch betrieben und weist bekanntermaßen eine Treiberspule bzw. Spulenwicklung auf, mittels der ein Anker getrieben wird, um das Druckregelventil zu öffnen und zu schließen. In der Regel bewirkt eine höhere Bestromung des Druckregelventils das Schließen des Druckregelventils, wohingegen eine entsprechend geringere Bestromung zum Öffnen des Druckregelventils führt. Zur Regelung des Drucks in dem Kraftstoffspeicher ist zudem ein Drucksensor angeordnet, mit dem der in dem Kraftstoffspeicher aktuell vorliegende Druck gemessen wird.
  • Das Druckregelventil wird bei der genannten Regelung mittels einer Kennlinie des Zusammenhangs Druck im Kraftstoffspeicher über das Steuersignal des Druckregelventils angesteuert und so ein vorgegebener Druck-Sollwert eingestellt. Bei dem genannten Steuersignal handelt es sich meist um ein Stromsignal, mittels dessen das Druckregelventil ansteuernd bestromt wird.
  • Die Ansteuerung des Druckregelventils erfolgt entweder in einem sogenannten „Regel-Betriebsmodus“ bei maximalem Durchfluss durch die genannte Hochdruckpumpe, wobei anhand eines bestimmten Steuersignals bzw. Steuerstroms ein entsprechender Druck im Kraftstoffspeicher eingestellt wird. In einem weiteren Betriebsmodus, dem sogenannten „Zumess-Betriebsmodus“, ist das Druckregelventil geschlossen. Um zu gewährleisten, dass das Druckregelventil in diesem Betriebsmodus sicher geschlossen ist, müssen bei der Ansteuerung Eigentoleranzen des Druckregelventils, z.B. bedingt durch Exemplarstreuungen in der Produktion oder Alterungseffekte, bei der Schließkraft bzw. den Schließdruck berücksichtigt werden bzw. in diese eingerechnet werden. Dadurch können sich Schließdrücke, die bis zu 500 bar über dem aktuell einzustellenden Druck-Sollwert liegen, ergeben. Dieser Schließdruckvorhalt wird meist als „Close Offset“ bezeichnet.
  • Der Close Offset hat den Nachteil, dass in Betriebssituationen der Brennkraftmaschine, in denen bei geschlossenem Druckregelventil ein schneller Druckabbau erforderlich ist, z.B. bei einem Übergang vom Volllastbetrieb in den Schubbetrieb, zuerst der genannte Schließdruckvorhalt abgebaut werden muss, bevor das Druckregelventil öffnen kann, um den eigentlichen Druckabbau zu bewirken. Die dadurch bedingte Verzögerung des Druckabbaus führt zu Druck-Überschwingern im Kraftstoffspeicher, da der Druckabbau gegenüber den aufgrund der Kraftstoffeinspritzung mittels der genannten Injektoren erfolgenden Druckänderungen zeitlich verschoben abläuft.
  • Hinzu kommt, dass sich die Größe des Schließdruckvorhalts aus den genannten Gründen, d.h. Exemplarstreuungen und/oder Alterungseffekte, bei einzelnen Druckregelventilen regelmäßig unterscheidet. Dies führt zusätzlich zu individuell unterschiedlich hohen Überschwingern des Drucks in dem Kraftstoffspeicher, was sich wiederum nachteilig auf die Materialfestigkeit des Hochdrucksystems auswirkt und daher bei einer Lastkollektiverprobung berücksichtigt werden muss.
  • Darüber hinaus hat der genannte Schließdruckvorhalt eine Auswirkung auf den sogenannten „Pressure Stack-Up“, welcher einen Druckvorhalt für den Kraftstoffspeicher eines CR-Systems bezeichnet, der bei der Entwicklung von CR-Hochdruckkomponenten bzw. -bauteilen einzubeziehen ist, um etwa auftretende Überschwinger des Drucks im Kraftstoffspeicher durch entsprechende Komponentenfestigkeit zu berücksichtigen. Solche Hochdruckkomponenten können der Kraftstoffspeicher selbst, eine genannte Zumesseinheit, ein genanntes Druckregelventil, oder ein genannter Drucksensor sein.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, den genauen Zeitpunkt des mechanischen Öffnens eines hier betroffenen Druckregelventils dadurch zu erfassen, dass die Bestromung des zunächst geschlossenen Druckregelventils solange abgesenkt wird, bis das Druckregelventil öffnet und sich ein Abfluss von Kraftstoff aus dem Kraftstoffspeicher bzw. Hochdruckspeicher einstellt. Bei Kenntnis des genauen Öffnungszeitpunktes und der zugehörigen Bestromung sowie des dabei vorliegenden Drucks im Kraftstoffspeicher lässt sich ein eingangs genannter Close Offset-Vorhalt in Abhängigkeit vom jeweiligen Druck im Kraftstoffspeicher ermitteln bzw. einlernen.
  • Die Erfassung bzw. Ermittlung des genauen Öffnungszeitpunktes des Druckregelventils erfolgt gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens mittelbar, und zwar über den durch elektrische Induktion erzeugten Strom in die Spulenwicklung des Druckregelventils. Dabei macht man sich den technischen Effekt zunutze, dass durch das Öffnen des Druckregelventils mittels Induktion gemäß der Lenz’schen Regel ein messbares bzw. auswertbares Stromsignal erzeugt wird, d.h. insbesondere ein durch das Öffnen des Druckregelventils verursachter, rückinduzierter elektrischer Strom. Diese elektrische Erfassung des Öffnungszustandes des Druckregelventils erfolgt erheblich schneller als z.B. eine mechanische bzw. hydraulische Erfassung bzw. Ermittlung anhand von Druckänderungsdaten.
  • Der Close Offset-Vorhalt kann insbesondere exemplarindividuell und in Abhängigkeit vom jeweiligen Druck im Kraftstoffspeicher ermittelt bzw. einlernt werden, wodurch den eingangs genannten Exemplarstreuungen wirksam entgegengewirkt wird.
  • Der Close Offset-Vorhalt wird bevorzugt durch Aufaddieren eines vorgegebenen Strom-Vorhaltwertes auf den bei der Öffnung der Zumesseinheit aktuell vorliegenden Bestromungswert berechnet. Damit wird durch späteres Anwenden des Close Offset-Vorhalts ein sicheres Schließen des Druckregelventils gewährleistet und gleichzeitig die eingangs beschriebenen Nachteile bei einem erforderlichen schnellen Druckabbau im Kraftstoffspeicher bei geschlossenem Druckregelventil wirksam verhindert.
  • Bei Durchführung wenigstens zweier solcher Messungen bei unterschiedlichen Drücken im Kraftstoffspeicher lässt sich der Close Offset-Vorhalt über einen großen Druckbereich oder sogar im Wesentlichen den gesamten in dem Kraftstoffspeicher zur Verfügung stehenden Druckbereich bestimmen bzw. einlernen. Die sich dabei ergebenden Werte der Close Offset-Vorhalt-Bestromung sowie der zugehörigen Druckwerte des Kraftstoffspeichers können in ein Kennfeld, eine Kennlinie, eine Tabelle oder eine entsprechende Datenstruktur abgelegt werden, um im nachfolgenden Betrieb des Druckregelventils auf diese Werte zurückgreifen zu können.
  • Die Erfindung umfasst auch die Verwendung eines an sich bekannten Druckregelventils als adaptives Druckbegrenzungsventil. Denn durch die Erfindung kann jedes Druckregelventil in dem genannten Zumess-Betriebsmodus mit einem individuellen, möglichst minimalen Vorhalt geschlossen gehalten werden.
  • Aufgrund von Betriebspunktänderungen der Brennkraftmaschine bzw. des Kraftstoffzumesssystems, wie dem genannten Übergang vom Volllastbetrieb in den Schubbetrieb oder bei schnellen Lastwechseln, hervorgerufene schnelle Anstiege des Drucks bzw. kurzzeitige oder lokale Überschwinger des Drucks im Kraftstoffspeicher werden durch die Erfindung erheblich reduziert oder sogar wirksam verhindert. Dadurch wird die mechanische Belastung von Hochdruck-Komponenten des Kraftstoffzumesssystems deutlich verringert. Entsprechend wird auch das Erfordernis eines genannten „Pressure Stack-Up“, welcher einen Druckvorhalt für den Kraftstoffspeicher eines CR-Systems bezeichnet, der bei der Entwicklung von CR-Hochdruckkomponenten bzw. -bauteilen einzubeziehen ist, um etwa auftretende Überschwinger des Drucks im Kraftstoffspeicher durch entsprechende Komponentenfestigkeit zu berücksichtigen, verringert bzw. verhindert.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht daher, insbesondere aufgrund der genannten Lernfunktion, den individuellen Schließstrom eines hier betroffenen Druckregelventils mit höherer Genauigkeit zu steuern. Zudem ermöglicht die Erfindung die Implementierung einer genannten OPC-Funktion, welche zur Verhinderung von Überdruck im Kraftstoffspeicher dient. Mittels der Lernfunktion wird somit das gesamte Systemverhalten des CR-Systems verbessert, und zwar insbesondere unabhängig von der jeweiligen Betriebsart einer in dem Hochdrucksystem vorliegenden Druckregelung.
  • Die Erfindung kann in einem druckbetriebenen Kraftstoffzumesssystem eines Kraftfahrzeugs, insbesondere in einem hochdruckbetriebenen CR-Einspritzsystem, zur Anwendung kommen. Es versteht sich jedoch, dass das Verfahren auch außerhalb der üblichen Kraftfahrzeugtechnik, z.B. in speziellen Nutzfahrzeugen, in Wasserfahrzeugen, oder in der chemischen Verfahrenstechnik, mit den hierin beschriebenen Vorteilen eingesetzt werden kann.
  • 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 jeweiligen 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 schematisches Blockschaltbild einer hier betroffenen Kraftstoffeinspritzanlage gemäß dem Stand der Technik, bei der das erfindungsgemäße Verfahren anwendbar ist.
  • 2a, b zeigen an einem hier betroffenen Druckregelventil gemessene elektrische Stromverläufe zur Veranschaulichung des rückinduzierten Stroms bei einem Öffnungsvorgang des Druckregelventils.
  • 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand eines Ablaufdiagramms.
  • 4 zeigt schematisch den Verlauf einer pulsweitenmodulierten Steuerspannung zum Betrieb eines hier betroffenen Druckregelventils, zur Veranschaulichung des erfindungsgemäß angewendeten Strommessverfahrens.
  • Beschreibung von Ausführungsbeispielen
  • In der 1 ist eine Kraftstoffeinspritzanlage 10 einer Brennkraftmaschine dargestellt, wobei es sich bevorzugt um eine Hochdruck-Kraftstoffeinspritzanlage einer Diesel-Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug handelt. Die Kraftstoffeinspritzanlage 10 weist eine Pumpe 11, insbesondere eine Hochdruckpumpe auf, der der Kraftstoff über eine Zumesseinheit 12 zugeführt wird. Die Pumpe 11 ist ausgangsseitig mit einem Kraftstoffspeicher 13 verbunden, in dem der Kraftstoff unter einem Druck gespeichert wird. In nicht dargestellter Weise ist der Kraftstoffspeicher 13 mit Einspritzventilen verbunden, über die der Kraftstoff in Brennräume der Brennkraftmaschine eingespritzt wird. Mit dem Kraftstoffspeicher 13 ist ein Druckregelventil 15 verbunden bzw. an diesem angeordnet, mittels dessen das Abfließen von Kraftstoff aus dem unter Hochdruck stehenden Kraftstoffspeicher (d.h. Hochdruckspeicher) 13 in einen nur schematisch angedeuteten Niederdruckspeicher 16 geregelt erfolgt, wodurch der Druck im Kraftstoffspeicher 13 regelbar ist. Zur Regelung des Drucks im Kraftstoffspeicher 13, d.h. zur Ermittlung eines Ist-Werts des Drucks, ist dem Kraftstoffspeicher 13 ein Drucksensor 14 zugeordnet, insbesondere ein eingangs genannter Raildrucksensor (RDS), mit dem der Druck in dem Kraftstoffspeicher 13 gemessen wird.
  • Die gesamte Kraftstoffeinspritzanlage 10 wird von einem nicht näher dargestellten Steuergerät gesteuert und/oder geregelt. Hierzu weist das Steuergerät einen Computer mit einem elektrischen Speichermedium auf, insbesondere mit einem Flash-Memory. Auf dem Speichermedium ist ein Computerprogramm abgespeichert, das auf dem Computer ablauffähig ist. Dieses Computerprogramm ist dazu geeignet, die Kraftstoffeinspritzanlage 10 zu beeinflussen und damit die erwünschte Steuerung und/oder Regelung durchzuführen.
  • Zusätzlich zu der Kraftstoffeinspritzanlage 10 ist in der 1 auch ein Verfahren 20 zum Betreiben dieser Kraftstoffeinspritzanlage 10 in der Form eines Blockschaltbilds dargestellt. Dieses Verfahren 20 wird von dem Steuergerät ausgeführt. Gegebenenfalls können Teile des Verfahrens 20 auch mit Hilfe von analogen Elektronikbausteinen realisiert sein.
  • Von dem Drucksensor 14 wird ein dem Ist-Druck ID in dem Kraftstoffspeicher 13 entsprechendes Signal erzeugt und an einen Vergleicher 21 gegeben. Dort wird der Ist-Druck ID mit einem Soll-Druck SD verglichen. Der Differenzdruck DD wird an drei Regler weitergegeben, und zwar an einen P-Regler 22 (Proportionalregler), einen D-Regler 23 (Differentialregler) und an einen I-Regler 24 (Integralregler). Die Ausgänge dieser drei Regler werden von einem Addierer 25 zu einem Steuerwert DS für einen erwünschten Kraftstoffdurchfluss aufaddiert. Dieser erwünschte Kraftstoffdurchfluss soll dann von der Zumesseinheit 12 der Pumpe 11 und damit dem Kraftstoffspeicher 13 zugeführt werden.
  • Weiterhin ist ein erstes Vorsteuersignal V1 vorgesehen, das über einen ersten Addierer 26 zu dem Steuerwert DS hinzuaddiert wird, sowie ein Vorsteuerkennfeld 27, das ausgangsseitig ein zweites Vorsteuersignal V2 liefert, welches über einen zweiten Addierer 28 zu dem Steuerwert DS für den Kraftstoffdurchfluss hinzuaddiert wird. Als Eingangssignale sind dem Vorsteuerkennfeld 27 die aktuelle Einspritzmenge q und die aktuelle Drehzahl n zugeführt.
  • Der Steuerwert DS für den erwünschten Kraftstoffdurchfluss wird einer Kennlinie 29 zugeführt, die die Zumesseinheit 12 repräsentiert. Mit Hilfe dieser Kennlinie 29 wird aus dem Steuerwert DS derjenige Steuerwert SS für einen Strom ermittelt, mit dem die Zumesseinheit 12 angesteuert werden muss, um den erwünschten Kraftstoffdurchfluss zu erzeugen. Dieser Steuerwert SS stellt einen Sollwert für einen nachgeordneten Stromregler 30 dar. Von diesem Stromregler 30 wird dann die Zumesseinheit 12 mit dem dem Steuerwert SS entsprechenden Strom beaufschlagt. Der tatsächlich über die Zumesseinheit 12 fließende Strom wird von einem Sensor 31 gemessen und als Ist-Wert IW an einen Vergleicher 32 gegeben. Dort wird der Ist-Wert IW von dem Steuerwert SS abgezogen. Die Differenz beaufschlagt dann den Stromregler 30.
  • Das nachfolgend beschriebene Verfahren zur Steuerung eines in 1 gezeigten Druckregelventils 15 beruht auf einer möglichst genauen Ermittlung seines Öffnungszeitpunktes. Dabei wird sich insbesondere zunutze gemacht, dass beim Öffnen des Druckregelventils 15 in der Treiberspule bzw. -wicklung des Druckregelventils 15 gemäß der Lenz’schen Regel (kurzzeitig) ein elektrischer Induktionsstrom erzeugt bzw. rückinduziert wird. Diese kurzzeitige Stromänderung wird erkannt und aus dieser auf ein sich öffnendes Druckregelventil 15 geschlossen, wobei das Öffnen dadurch erfolgt, dass der an dem Druckregelventil 15 anliegende Raildruck größer als der durch das Druckregelventil 15 eingestellte Schließdruck ist. Der genannte, beim Öffnungsvorgang des Druckregelventils 15 rückinduzierte Strom wird anhand der in den 2a und 2b gezeigten Messkurve veranschaulicht.
  • 2a zeigt einen an einem Druckregelventil gemessenen elektrischen Stromverlauf IDRV in der Einheit Milliampere [mA] als Ist-Wert 200 des Stroms sowie einen vorgegebenen Soll-Wert 225 des Stroms. In dem durch Strichelung hervorgehobenen Zeitfenster 223 ergibt sich ein kurzzeitiger Stromanstieg 220 des Ist-Werts 200, welcher bei dem hierin beschriebenen Verfahren als Grundlage für die Bestimmung des genauen Öffnungszeitpunkts des Druckregelventils dient.
  • In 2a sind die sich sowohl beim Öffnen und als auch beim nachfolgenden Schließen des Druckregelventils 15 ergebenden Stromverläufe dargestellt. Der gezeigte peakförmige Anstieg 203 ergibt sich durch das Öffnen des Druckregelventils 15, wohingegen der leichtere Unterschwinger 205 aus dem durch den Strompeak verursachten Regeleingriff des Stromreglers resultiert. Beim Schließen des Druckregelventils 15 ergibt sich durch entsprechende Rückinduktion zunächst ein peakförmiger Unterschwinger 210 und ein nachfolgender, ebenfalls durch einen genannten Eingriff des Stromreglers bedingter, leichterer Überschwinger 215.
  • 2b zeigt eine Ausschnittvergrößerung des in 2a gezeigten Bereichs 223 des Stromanstiegs 220 sowie des Soll-Werts 225. Aufgrund der relativ hohen Messauflösung lässt sich aus dieser Messkurve der Zeitpunkt t1 der Öffnung des Druckregelventils 12 sehr genau ermitteln, welcher in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel auf der vorliegenden Zeitskala t [s] bei etwa t1 = 6,5 s liegt. Die Zeitdauer ∆tA = t2 – t1 des kurzzeitigen Stromanstiegs 220 beträgt hier nur etwa 0,05 s. Diese Zeitdaten zeigen, dass die erfindungsgemäße Erkennung des Öffnens des Druckregelventils 15 über einen elektrischen Pfad (rückinduzierter Strom) schneller als die Detektion über einen hydraulischen Pfad (z.B. über vom Raildrucksensor gelieferte Werte) ist. Daher erkennt man anhand der elektrischen Größen schneller, dass sich das Druckregelventil 15 öffnet.
  • Bei dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Routine wird zunächst geprüft 300, ob das Druckregelventil 15 geschlossen ist. Ist dies nicht der Fall, wird wieder an den Anfang der Routine zurückgesprungen. Wird festgestellt, dass das Druckregelventil 15 geschlossen ist, wird im nachfolgenden Schritt 305 wird die Bestromung des Druckregelventils 15 um einen empirisch vorgegebenen Differenzwert abgesenkt. Danach wird geprüft 310, ob die genannte (nachfolgend noch im Detail beschriebene) Strommessung einen rückinduzierten (Peak-)strom erfasst hat. Ist dies nicht der Fall, wird wieder zu Schritt 305 zurückgesprungen und die Bestromung des Druckregelventils 15 mit der genannten Schrittweite entsprechend weiter abgesenkt bzw. verringert. Ergibt nach einer solchen weiteren Absenkung der Bestromung der Prüfschritt 310, dass ein rückinduzierter Peakstrom gemessen wurde, wird im nachfolgenden Schritt 315 der aktuelle Druck im Kraftstoffspeicher 13 erfasst bzw. aus einem Steuergerät der Brennkraftmaschine ausgelesen und zwischengespeichert. Zusätzlich wird in Schritt 320 der aktuelle Wert der Bestromung bzw. der bei der Öffnung des Druckregelventils 15 vorgelegene Bestromungswert zwischengespeichert. In Schritt 325 wird aus dem aktuellen Bestromungswert IDRV,offen gemäß der folgenden Gleichung (1): IDRV,Close Offset-Vorhalt = IDRV,offen + ∆IOffset (1) der genannte Close Offset-Vorhalt IDRV,Close Offset-Vorhalt berechnet, wobei ∆IOffset einen vorab empirisch ermittelten, möglichst minimalen Offset-Wert darstellt, dessen Größe gewährleistet, dass das Druckregelventil 15 bei der Ansteuerung mit dem Stromwert IDRV,Close Offset-Vorhalt sicher geschlossen ist.
  • In Schritt 330 werden die so berechneten Stromwerte des Close Offset-Vorhalts IDRV,Close Offset-Vorhalt, zusammen mit den jeweils zugeordneten Druckwerten im Kraftstoffspeicher 13, in ein Kennfeld abgelegt und die diskreten Werte in an sich bekannter Weise interpoliert bzw. extrapoliert, um im nachfolgenden Betrieb des Druckregelventils 15 bei unterschiedlichen Drücken im Kraftstoffspeicher 13 zur Verfügung zu stehen. Die Routine abschließend wird in Schritt 335 die Bestromung des Druckregelventils 15 wieder auf den ursprünglichen Stromwert (d.h. vor Beginn der Routine) angehoben, um das Druckregelventil 15 für den Normalbetrieb wieder zu schließen.
  • Das beschriebene Verfahren kann vorteilhafterweise in allen möglichen Betriebszuständen eines zugrundeliegenden Kraftstoffzumesssystems (z.B. CR-Systems), in denen das Druckregelventil 15 geschlossen ist, und somit über den gesamten im Rail zur Verfügung stehenden Druckbereich angewendet bzw. ausgeführt werden, da bei jedem Druck der Betriebsstrom bzw. Steuerstrom für das Druckregelventil 15 in der beschriebenen Weise solange abgesenkt werden kann, bis ein beschriebenes Öffnungssignal des Druckregelventils 15 gemessen bzw. erfasst wird. Danach kann der Betriebsstrom des Druckregelventils 15 wieder schnell angehoben werden, womit die kurzzeitige Stromabsenkung aufgrund der schnellen Erkennung des Öffnens keinen nennenswerten Einfluss bzw. negative Auswirkungen auf den aktuell vorliegenden Raildruck bzw. das Einspritzverhalten des CR-Systems hat.
  • Die beschriebene kurzzeitige, für das Öffnen des Druckregelventils 15 signifikante Stromänderung, bevorzugt ein Stromanstieg, lässt sich durch das nachfolgend anhand der 4 beschriebene Verfahren zur Strommessung an einer induktiven Last ermitteln. In 4 ist schematisch ein pulsweitenmoduliertes (PWM) Spannungssignal 400 als Funktion der Zeit t dargestellt. Die beiden Signalflanken 405, 410 des PWM-Signals werden in dem Ausführungsbeispiel bei der Strommessung zugrunde gelegt, wobei eine erste Strommessung 415 an der abfallenden Flanke 405 und eine zweite Strommessung 420 an der ansteigenden Flanke 410 erfolgt. Die Strommessung wird insbesondere zeitlich synchron an den beiden Flanken 405, 410 des PWM-Signals 400 durchgeführt und aus den gewonnenen Stromwerten, welche einem minimalen Strom sowie einem maximalen Strom entsprechen, ein Mittelwert gebildet. Der sich ergebende Mittelwert wird als rückinduzierter Stromwert angenommen.
  • Es ist anzumerken, dass das in 4 gezeigte Ausführungsbeispiel ein bei der Ansteuerung des Druckregelventils zugrundeliegende Steuerspannungssignal verwendet, welches den beschriebenen Steuerstrom durch die Spule des Druckregelventils bewirkt. Dieses Spannungssignal liegt z.B. in einem Steuergerät des CR-Systems vor und kann daher entsprechend ausgelesen werden, um die sich ergebenden Ströme an den beschriebenen Spannungsflanken 405, 410 auszuwerten.
  • Das beschriebene Verfahren kann entweder in Form eines Steuerprogramms in einem bestehenden Steuergerät zur Steuerung einer Brennkraftmaschine realisiert werden oder in Form einer entsprechenden Steuereinheit.
  • 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 102004049812 A1 [0002]

Claims (11)

  1. Verfahren zur Steuerung eines den Druck in einem Hochdruckspeicher (13) einer Kraftstoffzumessanlage einer Brennkraftmaschine regelnden Druckregelventils (15), wobei aus dem Hochdruckspeicher (13) Kraftstoff in Brennräume der Brennkraftmaschine zugemessen wird, und wobei das Druckregelventil (15) mit dem Hochdruckspeicher (13) verbunden ist und den Abfluss von Kraftstoff aus dem Hochdruckspeicher (13) in einen Niederdruckspeicher (16) regelt, dadurch gekennzeichnet, dass bei geschlossenem Druckregelventil (15) die Bestromung des Druckregelventils (15) abgesenkt wird, bis sich das Druckregelventil (15) öffnet, und dass auf der Grundlage der bei der Öffnung des Druckregelventils (15) vorliegenden Bestromung ein Close Offset-Vorhalt ermittelt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Close Offset-Vorhalt durch Aufaddieren eines vorgegebenen Strom-Vorhaltwertes auf den bei der Öffnung des Druckregelventils (15) vorliegenden Bestromungswert berechnet wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der ermittelte Close Offset-Vorhalt des Druckregelventils (15) exemplarindividuell eingelernt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Close Offset-Vorhalt des Druckregelventils (15) bei wenigstens zwei unterschiedlichen Drücken im Kraftstoffspeicher (13) ermittelt bzw. eingelernt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die bei den wenigstens zwei Drücken sich ergebenden Werte des Close Offset-Vorhalts in Abhängigkeit von dem jeweiligen Druck im Kraftstoffspeicher (13) in Form eines Kennfeldes, einer Kennlinie oder einer Tabelle abgelegt werden und das Druckregelventil (15) auf der Grundlage des Kennfeldes bzw. der Kennlinie bzw. der Tabelle angesteuert wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Drücke möglichst den gesamten im Hochdruckspeicher (13) zur Verfügung stehenden Druckbereich abdecken.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Öffnen des Druckregelventils (15) durch einen rückinduzierten elektrischen Strom ermittelt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass am Ende der genannten Schritte die Bestromung des Druckregelventils (15) angehoben wird, um das Druckregelventil (15) wieder zu schließen.
  9. Verwendung eines den Zufluss von Kraftstoff in einen Hochdruckspeicher (13) einer Kraftstoffzumessanlage einer Brennkraftmaschine regelnden Druckregelventils (15) als adaptives Druckbegrenzungsventil.
  10. Computerprogramm, das alle Schritte eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 ausführt, wenn es auf einem Rechengerät oder einem Steuergerät ausgeführt wird.
  11. Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wenn das Programm auf einem Rechengerät oder einem Steuergerät ausgeführt wird.
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