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Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zum Ansteuern eines Druckregelventils in einem Kraftstoffeinspritzsystem
einer Brennkraftmaschine. Darüber hinaus
betriff die Erfindung ein Computerprogramm und eine Regelvorrichtung
zur Durchführung
dieses Verfahrens und eine Brennkraftmaschine mit einer entsprechenden
Regelvorrichtung.
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Die Erfindung bezieht sich auf ein
bekanntes Kraftstoffeinspritzsystem, wie es in 7 dargestellt ist und nachfolgend beschrieben
wird.
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Aus 7 ist
zu erkennen, dass das Kraftstoffeinspritzsystem 700 als
zentralen Bestandteil einen Kraftstoffspeicher 710 aufweist.
Der Druck in diesem Kraftstoffspeicher 710 wird von einem
Drucksensor 720 als tatsächlicher Druck Pist erfaßt und einem
Druckregler 730 zugeführt.
Der Druckregler 730 vergleicht den tatsächlichen Druck Pist mit
einem für den
Kraftstoffspeicher 710 vorgegebenen Drucksollwert Psoll. Für
den Fall einer festgestellten Regelabweichung zwischen den beiden
Drücken
stellt der Druckregler 730 an seinem Ausgang eine Stellgröße für die von
einer Hochdruckpumpe 760 zu fördernde Kraftstoffmenge zur
Verfügung.
Diese Stellgröße wird mit
Hilfe einer Berechnungseinrichtung 740 unter Bezugnahme
auf eine Kennlinie in einen die Stellgröße repräsentierenden Strom umgewandelt.
Dieser Strom dient als Eingangsgröße für eine Zumesseinheit 750,
welche als Kraftstoff-Drossel fungiert, indem sie die von der ihr
nachgeschalteten Hochdruckpumpe 760 zu fördernde
Kraftstoffmenge nach Maßgabe durch
die Größe des ihr
zugeführten
Stromes einstellt. Der unter Druck in dem Kraftstoffspeicher 710 gespeicherte
Kraftstoff wird über
Einspritzventile 770 direkt in die Brennkammern 800 der
Brennkraftmaschine eingespritzt.
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Um einen eventuell zu großen Druck
in dem Kraftstoffspeicher 710 gegebenenfalls schnell reduzieren
zu können,
ist dem Kraftstoffspeicher 710 ein Druckregelventil 200 nachgeschaltet. Über das Druckregelventil 200 wird
Kraftstoff und damit auch Druck aus dem Kraftstoffspeicher abgelassen,
wenn der tatsächliche
Druck Pist in dem Kraftstoffspeicher größer als
der vorgegebene Drucksollwert Psoll ist.
Zu diesem Zweck wird das Druckregelventil 200 mit einem
den Solldruck repräsentierenden
Strom angesteuert. Dieser Strom wird von einer Regelvorrichtung 100 bereitgestellt.
Wenn auch der Strom geregelt wird, so ist das Druckregelventil 200 dennoch nicht
Bestandteil eines Regelkreises, weil seine Ausgangsgröße nicht
rückgekoppelt
wird.
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Genauer gesagt umfasst das traditionelle Verfahren
zur Ansteuerung des Druckregelventils mit einem von der Regelvorrichtung
bereitgestellten Strom folgende Schritte:
- a)
Vorgeben eines Drucksollwertes für
einen Kraftstoffspeicher 710 des Einspritzsystems;
- b) Ermitteln eines vorläufigen
Strom-Sollwertes zum Ansteuern des Druckregelventils 200,
damit dieses einen Druck von mindestens dem Drucksollwert sicher
sperrt, mit Hilfe einer Nenn-P/I-Kennline von Druckregelventilen;
- c) Ermitteln einer Regelabweichung durch Vergleichen des Drucksollwertes
mit dem tatsächlichen Druck
in dem Kraftstoffspeicher;
- d) Ermitteln eines Strom-Korrekturwertes zur Anpassung des vorläufigen Stromwertes
an das tatsächlich verwendete
Druckregelventil nach Maßgabe
durch die Regelabweichung; und
- e) Ermitteln eines korrigierten Strom-Sollwertes zur Ansteuerung
des tatsächlich
verwendeten Druckregelventils 200 durch Korrigieren des
vorläufigen Strom-Sollwertes
um den Strom-Korrekturwert.
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Anders ausgedrückt, durch das beschriebene
Verfahren der Korrektur des Stromes zur Ansteuerung des Druckregelventils 200 wird
praktisch eine Adaption der zunächst
vorgegebenen Nenn-Druck/Strom P/I-Kennlinie, die das Verhalten von
Druckregelventilen im allgemeinen, insbesondere von Ventilen einer
Produktionscharge repräsentiert,
an das Verhalten des tatsächlich
verwendeten Druckregelventils 200 vorgenommen.
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Ein derartiges Verfahren sowie das
eingangs erwähnte
Computerprogramm, die erwähnte
Regelvorrichtung und die erwähnte
Brennkraftmaschine sind aus der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung
mit dem Aktenzeichen 101 31 507.4 bekannt.
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Das dort und oben beschriebene Verfahren hat
jedoch den Nachteil, dass es für
die beanspruchte Adaption der Kennlinie des Druckregelventils zwei stationäre Betriebspunkte
benötigt;
denn nur mit mindestens zwei Punkten lässt sich eine Interpolation
einer Kennlinie durchführen.
Zwei geeignete Betriebspunkte wären
zum Beispiel der Leerlauf und eine Fahrt mit konstanter Geschwindigkeit
auf der Autobahn. Diese beiden Betriebszustände müssen über eine gewisse Zeit aufrechterhalten
werden. Während ein
Leerlaufbetrieb bei fast jeder Fahrt im Alltag mindestens einmal
erreicht wird, ist dies für
eine Fahrt mit konstanter hoher Geschwindigkeit nur eher selten der
Fall. Insbesondere während
kurzer Stadtfahrten schwankt die Geschwindigkeit des Fahrzeugs in
der Regel zu stark, als das eine genaue Bestimmung von Punkten auf
der Kennlinie möglich
wäre. Deshalb werden
im Alltagsbetrieb die für
die Kennlinienadaption erforderlichen mindestens zwei stationären Betriebszustände der
Brennkraftmaschine so gut wie nie erreicht. Dies hat zur Folge,
dass das in besagter Anmeldung beschriebene Verfahren im alltäglichen Betrieb
eines Kraftfahrzeugs nicht angewendet werden kann.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik
ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Ansteuern eines
Druckregelventils in einem Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine,
ein Computerprogramm und eine Regelvorrichtung zum Durchführen des
Verfahrens sowie eine Brennkraftmaschine mit einer derartigen Regelvorrichtung
derart weiterzubilden, dass das beschriebene Verfahren auch während eines
Betriebs des Kraftfahrzeugs ohne stationäre Betriebszustände angewendet
werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des
Patentanspruchs 1 dadurch gelöst,
dass das bekannte Verfahren nur dann ausgeführt wird, wenn die Brennkraftmaschine
in einem Schub-Zustand betrieben wird.
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Vorteile der
Erfindung
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Ein Schub-Zustand liegt bei einer
Brennkraftmaschine dann vor, wenn kein Kraftstoff in die Brennkammern
der Brennkraftmaschine eingespritzt wird. Eine Nenn-Druck/Strom P/I-Kennlinie
im Sinne dieser Erfindung beschreibt eine aus allen P/I-Kennlinien
einer Charge von produzierten Druckregelventilen gemittelte Kennlinie
oder aber die Kennlinie desjenigen Druckregelventils aus der Charge,
welches bei einem bestimmten eingespeisten Strom nur bis zu dem
geringsten Druck oder den maximalen Druck – im Vergleich zu allen anderen
Druckregelventilen aus derselben Charge – sperrt.
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Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der
Erfindung ist es vorteilhaft, dass das Verfahren nur dann ausgeführt wird,
wenn nicht nur der Schub-Zustand eingesetzt hat, sondern wenn zusätzlich auch
die von einem Druckregler für
die Hochdruckpumpe der Brennkraftmaschine vorgegebene Kraftstofffördermenge
kleiner gleich einem vorgegebenen Schwellenwert qmin ist.
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Weiterhin ist es von Vorteil, dass
die Ausführung
des Verfahrens dann abgebrochen wird, wenn der Schub-Zustand der
Brennkraftmaschine beendet wird oder die vorgegebene Kraftstoff-Fördermenge größer als
der Schwellenwert qmin ist.
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Es ist vorteilhaft, den aus der Regelabweichung
abgeleiteten Anpassungsfaktor zur Berechnung des Strom-Korrekturwertes nach
Maßgabe durch
die Größe der Streuung
des von dem Druckregelventil zu sperrenden Druckes zu gewichten,
weil diese Streuung mit zunehmender Größe des in das Druckregelventil
eingespeisten Stromes wächst.
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Es ist weiterhin vorteilhaft, den
im Rahmen einer durchgeführten
Anpassung der P/I-Kennlinie an das Verhalten des tatsächlich verwendeten
Druckregelventils ermittelten Anpassungsfaktor oder Strom-Korrekturwert
zu speichern, damit eine nachfolgende Durchführung des Verfahrens mit dem
gespeicherten Anpassungsfaktor oder Strom-Korrekturwert als Startwert
beginnen kann. Auf diese Weise wird iterativ eine verbesserte Ansteuerung
des tatsächlich
verwendeten Druckregelventils erreicht.
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Eine weitere Verbesserung des Verfahrens wird
durch die Berücksichtigung
eines Offset-Wertes bei dem vorgegebenen Drucksollwert erreicht.
Durch die Berücksichtigung
des Offset-Wertes wird sichergestellt, dass das Druckregelventil
bei einem bestimmten eingespeisten Strom einen bestimmten Druck
auf jeden Fall sicher sperrt.
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Es ist von Vorteil, das beschriebene
Verfahren während
eines Betriebs der Brennkraftmaschine kontinuierlich iterativ zu
wiederholen, um damit eine stetig verbesserte Ansteuerung des Druckregelventils
zu erreichen. Weiterhin ist es vorteilhaft, dieses Verfahren während der
gesamten Lebens- bzw. Einsatzdauer des Druckregelventils zu wiederholen,
weil dessen Druck/Strom-Kennlinie während seiner Lebensdauer driftet.
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Die oben beschriebene Aufgabe der
Erfindung wird weiterhin durch ein Computerprogramm nach Anspruch
8, durch eine Regelvorrichtung nach Anspruch 10 sowie durch eine
Brennkraftmaschine nach Anspruch 17 gelöst. Die Vorteile des Computerprogramms,
der Regelvorrichtung und der Brennkraftmaschine entsprechen den
oben mit Bezug auf das beanspruchte Verfahren beschriebenen Vorteilen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand
der Unteransprüche.
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Es folgt nun eine detaillierte Beschreibung von
Ausführungsbeispielen
der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren, wobei
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1a das
Kraftstoffeinspritzsystem gemäß der Erfindung;
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1b das
Verfahren und den Aufbau der Regelvorrichtung gemäß der Erfindung;
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2 Nenn-P/I-Kennlinien
eines Druckregelventils;
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3 die
Ansteuerung von Druckregelventilen unterschiedlicher Güte während des
Schubbetriebs der Brennkraftmaschine vor Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
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4 die
Ansteuerung von Druckregelventilen unterschiedlicher Güte während des
Schubbetriebs bei einer ersten Anwendung des beanspruchten Verfahrens;
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5 die
Ansteuerung der Druckregelventile unterschiedlicher Güte während des
Schubbetriebs der Brennkraftmaschine nach der ersten Lernphase;
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6 eine
durch das erfindungsgemäße Verfahren
angepasste P/I-Kennlinie des Druckregelventils für unterschiedliche von dem
Druckregelventil für
eine Hochdruckpumpe vorgegebene Kraftstofffördermengen; und
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7 ein
Kraftstoffeinspritzsystem gemäß dem Stand
der Technik zeigt.
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Beschreibung
von Ausführungsbeispielen
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1a zeigt
ein Kraftstoffeinspritzsystem 700 gemäß der Erfindung. Dessen prinzipieller
Aufbau und prinzipielle Funktionsweise wurden bereits oben einleitend
unter Bezugnahme auf 7 näher erläutert. Gleiche
Bauteile der Kraftstoffeinspritzsysteme in den 1a und 7 sind
mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
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Der wesentliche Unterschied zwischen
dem erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzsystem
gemäß 1a und dem bekannten System
gemäß 7 besteht darin, dass bei
dem erfindungsgemäßen System
die von dem Druckregler 730 für die Hochdruckpumpe 760 vorgegebene
Kraftstoff-Fördermenge
qZME und die von der Motorsteuerung (hier nicht gezeigt) vorgegebene
Einspritzmenge QE, beide in Form von Sollwerten, der Regeleinrichtung 100 zugeführt und
von dieser ausgewertet werden. Erfindungsgemäß berücksichtigt die Regeleinrichtung 100 diese
beiden Soll-Mengen für
die Regelung des Stromes zur Ansteuerung des Druckregelventils 200,
wie nachfolgend detailliert beschrieben wird.
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1b veranschaulicht
unter gelegentlicher Bezugnahme auf 1a den
Aufbau und die Funktionsweise der Regelvorrichtung 100 gemäß der Erfindung.
Demnach wird zunächst
ein Drucksollwert für einen
Kraftstoffspeicher 710 eines Kraftstoffeinspritzsystems 700 einer
Brennkraftmaschine vorgegeben. Es wird dann mit Hilfe einer ersten
Berechnungseinheit 110 ein vorläufiger Strom-Sollwert zur Ansteuerung
des tatsächlich
verwendeten Druckregelventils 200 berechnet, damit das
Druckregelventil den vorgegebenen Drucksollwert sicher sperrt. Die
Berechnung erfolgt unter Zuhilfenahme einer in einer ersten Speichereinrichtung
(nicht gezeigt) hinterlegten Nenn-Druck/Strom P/I-Kennlinie von Druckregelventilen
des gleichen Typs wie das tatsächlich
verwendete Druckregelventil 200.
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2 zeigt
verschiedene Beispiele für
eine derartige Nenn-P/I-Kennlinie. Alle drei dort gezeigten Kennlinien
sind vorzugsweise aus einer Produktionscharge von Druckregelventilen
ermittelt worden. So zeigt eine erste, mit "minimaler Sperrdruck" bezeichnete Kennlinie das Verhalten
desjenigen Druckregelventils aus der Charge, welches – im Vergleich
zu allen anderen Druckregelventilen derselben Charge – bei einem
eingespeisten Strom nur den kleinsten, das heißt minimalen Druck sicher sperrt.
Demgegenüber
repräsentiert
die mit "durchschnittlicher
Sperrdruck" bezeichnete
Kennlinie eine aus den Kennlinien aller Druckregelventile der Produktionscharge
statistisch gemittelte P/I-Kennlinie. Schließlich bezeichnet die mit „maximaler
Sperrdruck" bezeichnete Kennlinie
das Verhalten desjenigen Druckregelventils der Charge, welches bei
einem gleichen eingespeisten Strom den im Vergleich zu allen anderen Druckregelventilen
derselben Produktionscharge maximalen Druck sicher sperrt.
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Eine Nenn-P/I-Kennlinie wie in 2 gezeigt repräsentiert
das Verhalten eines tatsächlich
in einer Brennkraftmaschine verwendeten Druckregelventils nur unzureichend,
weil dessen Verhalten aufgrund von Fertigungstoleranzen mehr oder
weniger stark von dem durch die Nenn-P/I-Kennlinie repräsentierten
Verhalten abweichen kann. Für
eine präzise
Ansteuerung des Druckregelventils ist es deshalb erforderlich, eine
bekannte Nenn-P/I-Kennlinie
an das Verhalten des tatsächlich
verwendeten Druckregelventils 200 anzupassen. Erfindungsgemäß geschieht dies,
wie nachfolgend erläutert
wird, während
des normalen Betriebs der Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug.
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Gemäß 1b ist deshalb in der Regelvorrichtung 100 eine
erste Subtrahiereinrichtung 120 vorgesehen, mit deren Hilfe
eine Regelabweichung ermittelt wird, welche die Differenz zwischen
dem tatsächlichen
Druck in dem Kraftstoffspeicher und dem vorgegebenen Drucksollwert
für den
Kraftstoffspeicher repräsentiert.
Der ersten Subtrahiereinrichtung nachgeschaltet ist beispielsweise
ein Glättungsfilter 130 und
eine Integrationseinrichtung 140, um aus der Regelabweichung
einen Anpassungsfaktor zu errechnen.
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Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der
Regelvorrichtung 100 wird dieser Anpassungsfaktor bereits
unmittelbar für
eine Korrektur des vorläufigen
Strom-Sollwertes verwendet. Dies setzt allerdings einen linearen
Zusammenhang zwischen dem Gewichtungsfaktor G und P voraus. In diesem Fall
kann die Korrektur des vorläufigen
Strom-Sollwertes dadurch erfolgen, dass dieser einfach mit dem Anpassungsfaktor
multipliziert wird. Die dritte Berechnungseinrichtung 160 sowie
die zweite Subtrahiereinrichtung 150 sind dann entbehrlich;
letztere wird durch die Multiplikationseinrichtung 170 ersetzt, die
dann den vorläufigen
Strom-Sollwert und den Anpassungsfaktor als miteinander zu multiplizierende Faktoren
an ihren Eingängen
empfängt.
Am Ausgang der Multiplikationseinrichtung wird dann der durch Multiplikation
der beiden Faktoren berechnete korrigierte Strom-Sollwert zur Ansteuerung
des Druckregelventils 200 ausgegeben. Dieser korrigierte Strom-Sollwert ist im Vergleich
zu dem vorläufigen Strom-Sollwert
besser an das Verhalten des tatsächlich
verwendeten Druckregelventils angepasst und führt bei seiner Einspeisung
in das Druckregelventil in erster Näherung schon zu einer recht
präzisen
Realisierung des vorgegebenen Drucksollwertes für den Kraftstoffspeicher 710.
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Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel kann
der zuvor berechnete Strom-Korrekturwert dadurch weiter präzisiert
werden, dass der Anpassungsfaktor, der zu seiner Berechnung diente,
gewichtet wird. Diese Gewichtung erfolgt vorzugsweise nach Maßgabe durch
den vorgegebenen Drucksollwert für
den Kraftstoffspeicher 710 und einen in Abhängigkeit
von diesem Drucksollwert zu bestimmenden Gewichtungsfaktor, wobei
die Größe dieses
Gewichtungsfaktors einer in einer zweiten Speichereinrichtung (nicht
gezeigt) der Regelvorrichtung 100 hinterlegten Gewichtungskurve
entnommen werden kann. Durch den Gewichtungsfaktor wird berücksichtigt,
dass die Größe des von
einem Druckregelventil gesperrten Druckes in verschiedenen Betriebszuständen, das
heißt
insbesondere in Abhängigkeit
der Größe des gewünschten
Sperrdruckes, streut. In einer dritten Berechnungseinrichtung 160 wird
der Gewichtungsfaktor mit Hilfe der hinterlegten Gewichtungskurve
aus dem vorgegebenen Drucksollwert berechnet, um nachfolgend mit
Hilfe einer Multiplikationseinrichtung 170 mit dem Anpassungsfaktor
zu dem verbesserten Strom-Korrekturwert multipliziert zu werden.
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Gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der
Erfindung umfasst der vorgegebene Drucksollwert für den Kraftstoffspeicher
einen Offset-Wert. Dieser Offset-Wert wird mit Hilfe einer Additionseinrichtung 180 zu
einem ursprünglichen
Drucksollwert hinzuaddiert. Der Offsetwert stellt sicher, dass das tatsächlich verwendete
Druckregelventil 200 bei einem eingespeisten Strom-Sollwert
den ursprünglichen
Drucksollwert auf jeden Fall sicher sperrt.
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Für
alle soeben beschriebenen Ausführungsbeispiele
der Regelvorrichtung 100 ist erfindungsgemäß vorgesehen,
dass sie nur bei einem Schub-Betrieb der Brennkraftmaschine zur
Anwendung kommen, das heißt,
dass sie nur bei diesem Betriebszustand zur Berechnung des korrigierten Strom-Sollwertes eingesetzt
werden. Dies wird erfindungsgemäß durch
eine Schuberkennungseinrichtung 300 sichergestellt, welche
die Berechnung des korrigierten Strom-Sollwertes mit Hilfe der beanspruchten
Regelvorrichtung 100 insbesondere dann unterbricht, wenn
kein Schub-Betrieb vorliegt. Für
die Unterbrechung des Verfahrens beziehungsweise der Berechnung
steuert die Schuberkennungseinrichtung 300 eine Schalteinrichtung 190 entsprechend an.
Diese Schalteinrichtung 190 besteht aus einer Vielzahl
von Schaltelementen 190-1, 190-2 und 190-3,
die an verschiedenen Stellen innerhalb der Regeleinrichtung 100 angeordnet
sind. So befindet sich ein solches Schaltelement 190-1 vorzugsweise an
dem Offset-Eingang der Additionseinrichtung 180, um gegebenenfalls
die Hinzuschaltung des Offset-Wertes zu unterbinden. Weiterhin kann
ein solches Schaltelement 190-2 vor dem Glättungsfilter 130 vorgesehen
sein, um das Aufschalten der Regelabweichung auf das Glättungsfilter
zu verhindern. Weiterhin kann ein solches Schaltelement 190-3 zwischen
dem Glättungsfilter 130 und
der Integrationseinrichtung 140 vorgesehen sein.
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Die Schuberkennungseinrichtung 300 leitet das
erfindungsgemäße Verfahren
zur Kennlinienadaption durch Ansteuern der Schaltelemente 190 dann
ein, wenn ein Schub-Zustand
der Brennkraftmaschine vorliegt, d.h. wenn die in die Brennkammern
der Brennkraftmaschine eingespritzte Kraftstoffmenge gleich null
ist und wenn die von der Zumesseinheit 750 für eine Hochdruckpumpe
der Brennkraftmaschine vorgegebene Kraftstoff-Sollfördermenge
kleiner gleich einem vorgegebenen Schwellenwert qmin ist.
Die zuletzt genannte Bedingung stellt sicher, dass der in 1a gezeigte Regelkreis bestehend
aus Kraftstoffspeicher 710, Drucksensor 720, Druckregler 730,
Berechnungseinrichtung 740, Zumessungseinheit 750 und
Hochdruckpumpe 760 nicht aktiv ist, d.h. dass eine konstante kleine
oder keine Fördermenge
eingestellt ist.
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In 3 ist
der Zusammenhang zwischen Kraftstoff-Fördermenge
und Schub-Betrieb der Brennkraftmaschine mit Hilfe der unteren Kennlinie im
Diagramm graphisch veranschaulicht. Im linken Teil des Diagramms
ist zu erkennen, dass bei einem Übergang
der Brennkraftmaschine von einem Lastbetrieb in den Schubbetrieb
die Menge des von der Hochdruckpumpe 760 zu fördernden
Kraftstoffs deutlich abfällt
und dass umgekehrt, bei einer erneuten Aufnahme eines Last-Betriebs,
ausgehend von einem vorherigen Schub-Betrieb der Brennkraftmaschine, die
Kraftstofffördermenge
wieder steigt.
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Im oberen Teil von 3 ist zu erkennen, dass bei einem Übergang
von einem Last- in einen Schubbetrieb auch der erwartete Drucksollwert
für das
tatsächlich
verwendete Druckregelventil und der tatsächliche Druck im Kraftstoffspeicher 710 sowie der
Drucksollwert für
den Kraftstoffspeicher zunächst sehr
stark und dann während
des Schub-Betriebes nur relativ langsam abfallen. Um jedoch sicherzustellen,
dass der vorgegebene Drucksollwert für den Kraftstoffspeicher von
dem tatsächlich
verwendeten Druckregelventil 200 in jedem Fall gesperrt
wird, werden tatsächlich
nur Druckregelventile aus einer Produktionscharge verwendet, deren
P/I-Kennlinien in jedem Fall über
der Kennlinie für
den Drucksollwert für
den Kraftstoffspeicher liegen. Genauer gesagt müssen nicht nur die Kennlinien "maximaler Sperrdruck" und "durchschnittlicher
Sperrdruck" (Erläuterung
siehe oben zu 2), sondern
auch die Kennlinie für
das Druckregelventil der Charge mit dem geringsten Sperrdruck „minimaler
Sperrdruck" oberhalb der
Drucksollwert-Kennlinie für
den Kraftstoffspeicher liegen. Um dies in jedem Fall sicherzustellen, wurde
bisher, das heißt
ohne Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
ein ausreichend großer Offsetwert
zwischen dem Drucksollwert für
den Kraftstoffspeicher und dem Druckverlauf für das Druckregelventil mit
dem minimalen Sperrdruck vorgesehen. Auf diese Weise wird sichergestellt,
dass wenn als tatsächlich
verwendetes Druckregelventil das Druckregelventil mit minimalem
Sperrdruck aus der Produktionscharge eingesetzt wird, der vorgegebene Drucksollwert
für den
Kraftstoffspeicher sicher gesperrt wird. Bei Verwendung eines anderen
Druckregelventils aus derselben Charge mit besserer Güte wird
dieses Kriterium nicht nur ebenfalls erfüllt, sondern insofern sogar übertroffen,
weil dann auch größere Drücke als
der vorgegebene Drucksollwert gesperrt werden, wie dies durch die
beiden nahezu parallelen Linien in 3 – "durchschnittlicher
Sperrdruck", "maximaler Sperrdruck" – veranschaulicht ist.
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Weiterhin ist zu erkennen, dass die
vorgegebene Kraftstoff-Fördermenge
für die
Hochdruckpumpe im Schubbetrieb deutlich absinkt.
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4 veranschaulicht
die Auswirkungen einer ersten Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens
auf den Druckabfall im Schubbetrieb der Brennkraftmaschine. Im oberen
Teil von 4 ist zunächst zu
erkennen, dass der Offset zwischen der Linie für den minimalen Sperrdruck
und der Linie für den
Drucksollwert des Kraftstoffspeichers entfällt, das heißt, dass
diese beiden Linien zusammengefallen sind. Gleichzeitig rücken die
unterschiedlichen Kennlinien für
minimalen, durchschnittlichen und maximalen Sperrdruck insbesondere
bei längerem
Andauern des Schubbetriebs enger zusammen. Die Fördermenge der Hochdruckpumpe 760 bleibt
im Schubbetrieb größer Null,
aber unter einer vorgegebenen Schwelle qmin.
Dadurch ist sichergestellt, dass das Druckregelventil den Druck
einstellt und nicht irgendwelche Leckagen.
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Im unteren Teil von 4 ist die Berechnung des Anpassungsfaktors
gemäß der vorliegenden
Erfindung für
Druckregelventile mit unterschiedlichem Sperrdruck dargestellt.
Im linken Teil des unteren Diagramms ist zunächst zu erkennen, dass bei
Lastbetrieb, das heißt
vor Einsetzen des Schubbetriebs, das erfindungsgemäße Verfahren
nicht einsetzt, und dementsprechend auch keine Anpassung des Anpassungsfaktors
erfolgt; er bleibt null. Erst mit Einsetzen des Schub-Betriebs wird
durch das dann einsetzende erfindungsgemäße Verfahren eine Regelabweichung
zwischen dem tatsächlichen
Druck im Kraftstoffspeicher 710 und dem Drucksollwert festgestellt.
Die festgestellte Regelabweichung ist naturgemäß je nach tatsächlich verwendetem
Druckregelventil unterschiedlich: Sie ist besonders groß, wenn als
Druckregelventil das Druckregelventil mit maximalem Sperrdruck verwendet
wird. Sie ist durchschnittlich bei Verwendung des Druckregelventils
mit durchschnittlichem Sperrdruck und sie ist minimal, in 4 sogar null, bei Verwendung
eines Druckregelventils mit minimalem Sperrdruck. Aufgrund der verwendeten
Integrationseinrichtung 140 bewirkt eine große Regelabweichung
einen starken Anstieg und eine kleine Regelabweichung nur einen
geringen zeitlichen Anstieg des Anpassungsfaktors, wie dies im unteren
Teil von 4 dargestellt
ist. Dem Diagramm dort ist ebenfalls zu entnehmen, dass der Anstieg
des Anpassungsfaktors im Laufe der Zeit während des Schubbetries zunehmend
geringer wird, weil dann zunehmend auch die Regelabweichungen geringer
werden. Die individuellen Anpassungsfaktoren für die Druckregelventile unterschiedlicher
Güte sind
der Grund für
den oben beschriebenen Effekt, dass die Druckkurven, wie im oberen
Teil von 4 gezeigt,
während
der Zeitdauer des Schubbetriebs enger zusammenrücken.
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5 veranschaulicht
die Auswirkungen einer iterativen Wiederholung der Anwendung des
erfindungsgemäßen Verfahrens.
Im Unterschied zu 4 ist
hier im linken Bereich, das heißt
bei Lastbetrieb der Brennkraftmaschine, der Anpassungsfaktor auf
einen solchen Wert ≠ 0
voreingestellt, wie er bei zuvor durchgeführten Durchläufen des
Verfahrens ermittelt und in der Integrationseinrichtung 140 gehalten
wurde. Bei Abschalten des Steuergerätes wird der Anpassungsfaktor
in einem Speicher 195 gespeichert und nach dem Wiedereinschalten
des Steuergerätes
wird dieser gespeicherte Anfassungsfaktor in einen Initialisierungseingang
der Integrationseinrichtung 140 geschrieben.
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Aufgrund der durchgeführten Initialisierung mit
einem Startwert ≠ 0
oder des in der Integrationseinrichtung 140 gehaltenen
Wertes sind in 5 auch
schon zu Beginn des Schubbetriebs die Kurven für die Drücke der Druckregelventile von
unterschiedlicher Güte
bereits so eng zusammengefasst, wie sie am Ende des ersten Schubbetriebs
gemäß 3 waren. Eine nochmalige
Wiederholung des Verfahrens führt
zu einer noch weiteren Verbesserung des Anpassungsfaktors, bis schließlich alle
drei genannten Kurven im Optimalfall zusammenfallen würden. Dann
ist der Anpassungsfaktor für
das Druckregelventil mit dem minimalen Sperrdruck 0, weil
dessen Druckverlauf dann exakt dem vorgegebenen Drucksollwert für den Kraftstoffspeicher
entspricht.
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Durch die durch das erfindungsgemäße Verfahren
verbesserte Ansteuerung des Druckregelventils wird eine verbesserte
Druckregelqualität
bei Schubphasen und Übergängen Last/Schub
und Schub/Last erzielt.
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6 zeigt
schließlich
das simulierte Ergebnis einer häufigen
Wiederholung des beanspruchten Verfahrens. Es ist zu erkennen, dass
die P/I-Kennlinien für
Druckregelventile unterschiedlicher Güte einer Charge enger zusammenrücken. Das
heißt,
für einen gewünschten
Soll-Strom ist die Streuung der Drücke bei unterschiedlichen Druckregelventilen
einer Charge wesentlich geringer als ohne die Anwendung des Verfahrens,
das die eingespeisten Sollströme
korrigiert. Falls Kennlinien in Abhängigkeit der Lebens- bzw. Einsatzdauer
driften, kann die Auswirkung derartiger unerwünschter Driften auf die P/I-Kennlinie dadurch
entgegengewirkt werden, dass das beanspruchte Verfahren immer wieder
während
der Einsatz- bzw. der Lebensdauer der Druckregelventile wiederholt
wird.
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Das oben beschriebene Verfahren zur
Ansteuerung eines Druckregelventils kann sowohl in Form einer elektronischen
Hardwareschaltung, wie auch in Form einer Software realisiert werden.
Im Falle einer Software-Realisierung bedeutet dies, dass ein Computerprogramm
mit einer Folge von Befehlen, das heißt einem Programmcode generiert werden
muss, wobei die Befehle letztendlich die in 1b dargestellten Funktionen durchführen müssen.
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Die Regelvorrichtung umfasst dann
entweder die Hardwareschaltung oder die Software oder ein Kombination
von beidem, um das beanspruchte Verfahren zur Ansteuerung eines
Druckregelventils auszuführen.
Im Falle einer Software-Realisierung ist es möglich, das der 1b entsprechende Computerprogramm gegebenenfalls
zusammen mit weiteren Computerprogrammen zur Steuerung und/oder Regelung
des Kraftstoffeinspritzsystems auf einem computerlesbaren Datenträger abzuspeichern.
Dabei kann es sich um eine Diskette, eine Compact-Disk (sogenannte
CD), einen sogenannten Flash-Memory oder dergleichen handeln. Die
auf dem Datenträger
abgespeicherte Software kann dann als Produkt an einen Kunden verkauft
werden.
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Im Falle einer Software-Realisierung
ist es weiterhin möglich,
das der 1b entsprechende Computerprogramm
gegebenenfalls zusammen mit weiteren Computerprogrammen zur Steuerung und/oder
Regelung des Kraftstoff-Einspritzsystems 700 – ohne die
Zuhilfenahme eines elektronischen Speichermediums – über ein
elektronisches Kommunikationsnetzwerk als Produkt an einen Kunden
zu übertragen
und auf diese Weise zu verkaufen. Bei dem Kommunikationsnetzwerk
kann es sich insbesondere um das Internet handeln.