DE19916101A1

DE19916101A1 - Control method for IC engine with common-rail fuel injection system switches between two different fuel pressure regulators dependent on difference between required and actual pressure of fuel reservoir

Info

Publication number: DE19916101A1
Application number: DE1999116101
Authority: DE
Inventors: Christof Hammel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1999-04-09
Filing date: 1999-04-09
Publication date: 2000-10-12
Also published as: JP2000303883A

Abstract

The control method responds to the detected difference between the required pressure value (PS) and the actual pressure (P) within the fuel reservoir for the common-rail fuel injection system, supplied with fuel via the high pressure fuel pump, for switching between two different operating modes, in which respective pressure regulators (220,225) are used for regulating the pressure within the fuel reservoir. An Independent claim for an IC engine control device is also included.

Description

State of the art

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.The invention relates to a method and a device for controlling an internal combustion engine according to the General terms of the independent claims.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine sind aus der DE 195 48 278 bekannt. Dort werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Brennkraftmaschine mit einem Common-Rail-System beschrieben. Wenigstens eine Pumpe fördert Kraftstoff in einen Speicher. Der Druck in dem Speicher wird erfaßt und mittels eines Reglers auf vorgegebene Sollwerte geregelt. Ein Ventil, das den Speicher mit dem Kraftstofftank verbindet, dient als Druckregelmittel, ferner dient eine gesteuerte Vorförderpumpe als zweites Druckregelmittel.A method and an apparatus for controlling a Internal combustion engines are known from DE 195 48 278. There are a method and a device for control an internal combustion engine, in particular one Internal combustion engine described with a common rail system. At least one pump pumps fuel into a storage tank. The pressure in the memory is detected and by means of a Regulator regulated to predetermined setpoints. A valve that connects the memory to the fuel tank serves as Pressure control means, also serves a controlled Pre-feed pump as a second pressure regulator.

Desweiteren sind Systeme bekannt, bei denen zur Regelung des Druckes lediglich ein Ventil verwendet wird. Diese Vorgehensweise besitzt den Nachteil, daß sehr hohe Verlustleistungen auftreten, da die Pumpe derart ausgelegt ist, daß sie immer die maximal erforderliche Kraftstoffmenge fördert und die überschüssige Kraftstoffmenge über das Druckregelventil abgelassen wird. Aufgrund dieser Verlustleistung können sehr hohe Kraftstofftemperaturen auftreten. Vorteilhaft bei dieser Vorgehensweise ist, daß der Istdruck sehr schnell und präzise eingeregelt wird.Furthermore, systems are known in which to regulate the Pressure only one valve is used. This Procedure has the disadvantage that it is very high Power losses occur because the pump is designed in this way is that they always have the maximum amount of fuel required promotes and the excess fuel amount over that Pressure control valve is drained. Based on these Power loss can be very high fuel temperatures occur. This procedure has the advantage that the actual pressure is adjusted very quickly and precisely.

Systeme, die lediglich mit einer steuerbaren Hochdruckpumpe zur Druckregelung ausgestattet sind, haben den Nachteil, daß sehr hohe Anforderungen an die Qualität der Hochdruckpumpe zu stellen sind. Problematisch ist hier insbesondere der Übergang von hohen auf niedere Drucksollwerte. So können beispielsweise beim Übergang in den Schubbetrieb erhöhte Geräuschemissionen auftreten, da der für den Leerlaufbetrieb oder Schubbetrieb erforderliche niedere Druck im Druckspeicher erst nach Ablauf einer relativ langen Verzögerungszeit erreicht wird. Vorteilhaft bei dieser Vorgehensweise ist der hohe Wirkungsgrad und die damit verbundene niedere Kraftstofftemperatur.Systems that only have a controllable high pressure pump are equipped for pressure control, have the disadvantage that very high demands on the quality of the high pressure pump are to be asked. This is particularly problematic Transition from high to low pressure setpoints. So can for example, increased during the transition to overrun Noise emissions occur because of the idle or overrun required low pressure in Pressure accumulator only after a relatively long time Delay time is reached. Advantageous with this The procedure is high efficiency and thus associated low fuel temperature.

Object of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren und einer Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art die Druckregelung zu verbessern. Insbesondere soll der Wirkungsgrad erhöht und die Qualität der Druckregelung verbessert werden.The invention is based, with one Method and device for controlling a Internal combustion engine of the type mentioned Improve pressure control. In particular, the Efficiency increases and the quality of the pressure control be improved.

Advantages of the invention

Mit der erfindungsgemäßen Vorgehensweise können die Vorteile beider Strategien zur Druckregelung erreicht werden, ohne daß deren Nachteile in Kauf genommen werden müssen. Dies wird dadurch erreicht, daß bei einem Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine, in einem ersten Zustand zur Einstellung des Druckes wenigstens ein erstes Druckregelmittel und in einem zweiten Zustand zur Einstellung des Druckes wenigstens ein zweites Druckregelmittel verwendet wird, wobei die Zustände durch wenigstens die Regelabweichung zwischen einem Solldruck und einem Istdruck definiert sind.With the procedure according to the invention, the advantages Both strategies for pressure control can be achieved without that their disadvantages have to be accepted. This is achieved in that in a method for control an internal combustion engine, in a first state for Setting the pressure at least a first Pressure control means and in a second state Setting the pressure at least a second Pressure control means is used, the states by at least the control deviation between a target pressure and an actual pressure are defined.

Vorteilhaft ist es, wenn der erste Zustand bei einer positiven Regelabweichung vorliegt, daß der zweite Zustand bei einer negativen Regelabweichung vorliegt. Dies bedeutet, daß die Zustände in Abhängigkeit von der Regelabweichung umgeschaltet werden. Bei unterschiedlichem Vorzeichen der Regelabweichung liegen unterschiedliche Anforderungen an der Regelkreis vor. Daher ist es vorteilhaft abhängig von dem Vorzeichen der Regelabweichung unterschiedliche Druckregelmittel einzusetzen.It is advantageous if the first state with a positive control deviation that the second state there is a negative control deviation. This means, that the states are dependent on the control deviation can be switched. If the sign of the Control deviation have different requirements on the Control loop. Therefore, it is advantageous depending on that Signs of the system deviation differ Use pressure regulators.

Besonders vorteilhaft ist es als zweites Druckregelmittel ein Ventil zu verwenden, das den Speicher mit dem Niederdruckbereich verbindet. Mit solchen Ventilen kann ein schneller Druckabbau erreicht werden, wenn der Istdruck größer als der Solldruck ist.It is particularly advantageous as a second pressure control means to use a valve that connects the memory with the Low pressure area connects. With such valves one can faster pressure reduction can be achieved when the actual pressure is greater than the target pressure.

Vorteilhaft ist es ferner als erstes Druckregelmittel eine Hochdruckpumpe zu verwenden, die abhängig von einem Ansteuersignal einen bestimmten Kraftstoffmengenfluß vom Niederdruckbereich in den Speicher erlaubt. Mit einer solchen Hochdruckpumpe kann ein schneller Druckaufbau erreicht werden, wenn der Istwert kleiner als der Sollwert ist.It is also advantageous as the first pressure control means To use high pressure pump that depends on one Control signal a certain flow of fuel from Low pressure area allowed in the store. With a such a high pressure pump can build up pressure quickly can be achieved if the actual value is less than the setpoint is.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Ventil getaktet ansteuerbar ist. Dabei stellt sich abhängig von dem Tastverhältnis und/oder der Frequenz des Ansteuersignals ein bestimmter Kraftstoffmengenfluß vom Speicher in den Niederdruckbereich ein. Durch diese Vorgehensweise ist es möglich, ein kostengünstiges Druckablaßventil zu verwenden, das lediglich zwei Zustände geöffnet oder geschlossen besitzt. Es kann aber auch vorgesehen sein, daß für den Druckabbau ein Druckregelventil verwendet wird. Solche Druckregelventile sind derart ausgebildet, daß das Ventil abhängig von dem Strom, der durch das Ventil fließt, einen gewünschten Druck einstellt.It is particularly advantageous if the valve is cycled is controllable. It depends on the Duty cycle and / or the frequency of the control signal certain flow of fuel from the storage in the Low pressure range. By doing this, it is possible to use an inexpensive pressure relief valve that just opened or closed two states owns. But it can also be provided that for the Pressure reduction a pressure control valve is used. Such Pressure control valves are designed such that the valve depending on the current flowing through the valve sets the desired pressure.

Dadurch, daß zusätzlich abhängig von wenigstens einem Signal, das einen Kraftstoffmengenfluß durch wenigstens eines der Druckregelmittel kennzeichnet, die Druckregelmittel ausgewählt werden, kann ein dauerndes Umschalten zwischen den beiden Druckregelmitteln verhindert und der Regelkreis stabilisiert werden.Because additionally dependent on at least one Signal indicating a flow of fuel through at least one of the pressure regulating means that Pressure regulators can be selected to be permanent Switching between the two pressure regulators prevented and the control loop are stabilized.

Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Advantageous and expedient configurations and Further training is characterized in the subclaims.

drawing

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen erläutert. Es zeigenThe invention is described below with reference to the drawing illustrated embodiments explained. Show it

Fig. 1 ein Blockdiagramm der erfindungsgemäßen Vorrichtung, Fig. 1 is a block diagram of the apparatus according to the invention,

Fig. 2 ein Blockdiagramm der Druckregelung und, Fig. 2 is a block diagram of the pressure control and,

Fig. 3 ein Blockdiagramm der Auswahl der verschiedenen Regelungen. Fig. 3 is a block diagram of the selection of the different regulations.

Description of the embodiment

In Fig. 1 sind die für das Verständnis der Erfindung wesentliche Bauteile eines Kraftstoffversorgungssystems einer Brennkraftmaschine mit Hochdruckeinspritzung dargestellt. Das dargestellte System wird üblicherweise als Common-Rail-System bezeichnet.In Fig. 1, the key for the understanding of the invention, components of a fuel supply system of an internal combustion engine are shown with high-pressure injection. The system shown is usually referred to as a common rail system.

Mit 100 ist ein Kraftstoffvorratsbehälter bezeichnet. Dieser steht über ein erstes Filter 105, eine Vorförderpumpe 110 mit einem zweiten Filtermittel 115 in Verbindung. Vom zweiten Filtermittel 115 gelangt der Kraftstoff über eine Leitung zu einer Hochdruckpumpe 125. Die Verbindungsleitung zwischen dem Filtermittel 115 und der Hochdruckpumpe 125 steht über ein Niederdruckbegrenzungsventil 145 mit dem Vorratsbehälter 100 in Verbindung. Die Hochdruckpumpe 125 steht mit einem Rail 130 in Verbindung. Das Rail 130 wird auch als Speicher bezeichnet und steht über Kraftstoffleitungen mit verschiedenen Injektoren 131 in Kontakt. Über ein Druckablaßventil oder ein Druckregelventil 135 ist das Rail 130 mit dem Kraftstoffvorratsbehälter 100 verbindbar. Das Druckablaßventil 135 ist mittels einer Spule 136 steuerbar. 100 denotes a fuel reservoir. This is connected to a second filter means 115 via a first filter 105 , a prefeed pump 110 . The fuel passes from the second filter means 115 via a line to a high-pressure pump 125 . The connecting line between the filter medium 115 and the high-pressure pump 125 is connected to the reservoir 100 via a low-pressure relief valve 145 . The high pressure pump 125 is connected to a rail 130 . The rail 130 is also referred to as an accumulator and is in contact with various injectors 131 via fuel lines. The rail 130 can be connected to the fuel tank 100 via a pressure relief valve or a pressure control valve 135 . The pressure relief valve 135 can be controlled by means of a coil 136 .

Die Leitungen zwischen dem Ausgang der Hochdruckpumpe 125 und dem Eingang des Druckregelventils 135 werden als Hochdruckbereich bezeichnet. In diesem Bereich steht der Kraftstoff unter hohem Druck. Der Druck im Hochdruckbereich wird mittels eines Sensors 140 erfaßt. Die Leitungen zwischen dem Tank 100 und der Hochdruckpumpe 125 werden als Niederdruckbereich bezeichnet.The lines between the outlet of the high pressure pump 125 and the inlet of the pressure control valve 135 are referred to as the high pressure area. In this area the fuel is under high pressure. The pressure in the high pressure area is detected by means of a sensor 140 . The lines between the tank 100 and the high pressure pump 125 are referred to as the low pressure area.

Eine Steuerung 160 beaufschlagt die Hochdruckpumpe 125 mit einem Ansteuersignal AP, die Injektoren 131 mit einem Ansteuersignal A und/oder das Druckablaßventil 135 mit Ansteuersignal AV. Die Steuerung 160 verarbeitet verschiedene Signale verschiedener Sensoren 165, die den Betriebszustand der Brennkraftmaschine und/oder des Kraftfahrzeugs, das die Brennkraftmaschine antreibt, charakterisieren. Ein solcher Betriebszustand ist beispielsweise die Drehzahl N der Brennkraftmaschine.A controller 160 applies a control signal AP to the high-pressure pump 125 , the injectors 131 to a control signal A and / or the pressure relief valve 135 to a control signal AV. The controller 160 processes various signals from various sensors 165 that characterize the operating state of the internal combustion engine and / or the motor vehicle that drives the internal combustion engine. Such an operating state is, for example, the speed N of the internal combustion engine.

Diese Einrichtung arbeitet wie folgt: Der Kraftstoff, der sich im Vorratsbehälter befindet, wird von der Vorförderpumpe 110 durch die Filtermittel 105 und 115 gefördert.This device works as follows: The fuel, which is located in the reservoir, is conveyed by the prefeed pump 110 through the filter means 105 and 115 .

Steigt der Druck im Niederdruckbereich auf unzulässig hohe Werte an, so öffnet das Niederdruckbegrenzungsventil 145 und gibt die Verbindung zwischen dem Ausgang der Vorförderpumpe 110 und dem Vorratsbehälter 100 frei.If the pressure in the low-pressure range rises to impermissibly high values, the low-pressure relief valve 145 opens and releases the connection between the outlet of the prefeed pump 110 and the reservoir 100 .

Die Hochdruckpumpe 125 fördert die Kraftstoffmenge Q1 vom Niederdruckbereich in den Hochdruckbereich. Die Hochdruckpumpe 125 baut im Rail 130 einen sehr hohen Druck auf. Üblicherweise werden bei Systemen für fremdgezündete Brennkraftmaschinen Druckwerte von etwa 30 bis 100 bar und bei selbstzündenden Brennkraftmaschinen Druckwerte von etwa 1000 bis 2000 bar erzielt. Über die Injektoren 131 kann der Kraftstoff unter hohem Druck den einzelnen Zylinder der Brennkraftmaschine zugemessen werden.The high pressure pump 125 delivers the amount of fuel Q1 from the low pressure area to the high pressure area. The high-pressure pump 125 builds up a very high pressure in the rail 130 . Pressure values of approximately 30 to 100 bar are usually achieved in systems for spark-ignited internal combustion engines and pressure values of approximately 1000 to 2000 bar in the case of self-igniting internal combustion engines. The fuel can be metered under high pressure to the individual cylinders of the internal combustion engine via the injectors 131 .

Mittels des Sensors 140 wird der Druck P im Rail bzw. im gesamten Hochdruckbereich erfaßt. Mittels der steuerbaren Hochdruckpumpe 125 und des Druckablaßventils 135 wird der Druck im Hochdruckbereich geregelt.The pressure P in the rail or in the entire high-pressure range is detected by means of the sensor 140 . The pressure in the high pressure range is regulated by means of the controllable high pressure pump 125 and the pressure relief valve 135 .

Als Vorförderpumpe 110 werden üblicherweise Elektrokraftstoffpumpen eingesetzt. Für höhere Fördermengen, die insbesondere bei Nutzkraftfahrzeugen erforderlich sind, können auch mehrere parallel geschaltete Vorförderpumpen eingesetzt werden. Electric fuel pumps are usually used as the feed pump 110 . For higher flow rates, which are particularly necessary for commercial vehicles, several pre-feed pumps connected in parallel can also be used.

Bei den üblichen Regelstrategien für ein entsprechendes Kraftstoffzumeßsystem arbeiten im wesentlichen mit einem PI- Regler, dessen Stellgröße auf ein erstes Stellglied, das den Zufluß von Kraftstoff in den Hochdruckbereich einstellt und/oder einem zweiten Stellglied, über den der Mengenabfluß Q2 vom Hochdruckbereich in den Niederdruckbereich eingestellt wird. Die Druckregelung über die Größe Q1 ist nur möglich, wenn ein Druckaufbau im Rail erfolgt und/oder wenn die Einspritzmenge größer als 0 ist. Ist dagegen ein Druckabbau im Rail erwünscht und die Einspritzmenge ist sehr klein, so ist eine Druckregelung über Q1 nur bedingt möglich, da diese Größe keine negativen Werte annehmen kann und der Druck daher nur sehr langsam abgebaut wird.With the usual control strategies for a corresponding one Fuel metering systems essentially work with a PI Controller, the manipulated variable on a first actuator that the Flow of fuel in the high pressure range and / or a second actuator, via which the mass outflow Q2 from the high pressure area to the low pressure area is set. The pressure control over size Q1 is only possible if pressure builds up in the rail and / or if the injection quantity is greater than 0. Is against Pressure reduction in the rail is desired and the injection quantity is very high small, pressure control via Q1 is only conditional possible because this size cannot take negative values and the pressure is therefore reduced only very slowly.

Es ist vorgesehen, daß in diesem Betriebszustand das Druckablaßventil 135 geöffnet wird, so daß durch den Mengenabfluß Q2 ein Druckabbau erzielt werden kann. Die Ansteuerung des Druckablaßventils 135 erfolgt derart, daß dieses nur dann geöffnet wird, wenn die Regeldifferenz eine bestimmte negative Schwelle unterschreitet und wieder geschlossen wird, wenn die Regeldifferenz wiederum eine andere negative Schwelle überschreitet. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß sich kein mittlerer Durchfluß Q2 einstellt. Dieser Durchfluß Q2 hängt nur von der Drosselöffnung und dem momentanen Raildruck ab. Die Druckabbaugeschwindigkeit ist daher vom Betriebszustand abhängig und kann nicht durch das Stellglied beeinflußt werden.It is provided that the pressure relief valve 135 is opened in this operating state, so that a pressure reduction can be achieved by the flow rate Q2. The pressure relief valve 135 is activated in such a way that it is only opened when the control difference falls below a certain negative threshold and is closed again when the control difference again exceeds another negative threshold. However, this method has the disadvantage that there is no average flow rate Q2. This flow Q2 depends only on the throttle opening and the current rail pressure. The pressure reduction rate is therefore dependent on the operating state and cannot be influenced by the actuator.

In Fig. 2 ist eine Regelstruktur zur Regelung zweier Stellglieder dargestellt. Bereits in Fig. 1 beschriebene Elemente sind mit entsprechenden Bezugszeichen bezeichnet.In FIG. 2, a control structure for controlling two actuators is shown. Elements already described in FIG. 1 are designated with corresponding reference symbols.

Eine Sollwertvorgabe 200 liefert einen Drucksollwert PS mit positivem Vorzeichen an einen Verknüpfungspunkt 210. Am zweiten Eingang des Verknüpfungspunktes liegt als Istwert das Ausgangssignal P des Drucksensors 140 mit negativem Vorzeichen an. Das Ausgangssignal des Verknüpfungspunktes gelangt zu einem Schaltmittel 205, das den Eingang 2 des Schaltmittels wahlweise mit den Ausgängen 0 oder 1 des Schaltmittels verbindet. Der Ausgang 1 des Schaltmittels 205 steht mit dem Eingang eines ersten Reglers 220 in Verbindung, der mit seinem Ausgangssignal Q1S eine erste Kennlinie 230 beaufschlagt wird. Die erste Kennlinie 230 beaufschlagt einen Verknüpfungspunkt 240 mit einem Stromsollwert IS. Am zweiten Eingang des Verknüpfungspunktes 240 liegt ein Signal I bezüglich des Istwertes des Stroms, der durch das erste Stellglied 125 fließt, an. Der Verknüpfungspunkt 240 beaufschlagt einen Stromregler 250 mit einem Signal, der wiederum eine Pulsweitenmodulation 260 beaufschlagt. Am Ausgang der Pulsweitenmodulation 260 liegt das Ansteuersignal AP für das erste Stellglied 125 an.A setpoint specification 200 supplies a pressure setpoint PS with a positive sign to a connection point 210 . At the second input of the connection point, the output signal P of the pressure sensor 140 is present as the actual value with a negative sign. The output signal of the node reaches a switching means 205 , which optionally connects the input 2 of the switching means to the outputs 0 or 1 of the switching means. The output 1 of the switching means 205 is connected to the input of a first controller 220 , to which a first characteristic curve 230 is applied with its output signal Q1S. The first characteristic curve 230 applies a current setpoint IS to a node 240 . At the second input of node 240 there is a signal I relating to the actual value of the current flowing through the first actuator 125 . The node 240 applies a signal to a current controller 250 , which in turn applies a pulse width modulation 260 . The control signal AP for the first actuator 125 is present at the output of the pulse width modulation 260 .

Der zweite Ausgang 0 des Schaltmittels 205 steht mit dem Eingang eines zweiten Reglers 225 in Verbindung. Dieser beaufschlagt einen Verknüpfungspunkt 245 mit einem Signal Q2S. Am zweiten Eingang des Verknüpfungspunkts 245 liegt das Ausgangssignal einer zweiten Kennlinie 235 an, der das Ausgangssignal P des Drucksensors 140 zugeleitet wird. Am Ausgang des Verknüpfungspunktes 245 liegt das Signal TV an, mit dem eine zweite Pulsweitenmodulation 265 beaufschlagt wird. An dem Ausgang der zweiten Pulsweitenmodulation 265 liegt das Signal AV zur Beaufschlagung des zweiten Stellgliedes 135 an.The second output 0 of the switching means 205 is connected to the input of a second controller 225 . This is applied to a junction point 245 with a signal Q2s. The output signal of a second characteristic curve 235 , to which the output signal P of the pressure sensor 140 is fed, is present at the second input of the connection point 245 . Signal TV is present at the output of node 245 and is applied to a second pulse width modulation 265 . At the output of the second pulse width modulation 265 , the signal AV is applied to act on the second actuator 135 .

Das Ausgangssignal des Verknüpfungspunktes 210 gelangt ferner zu einer Umschaltung 208, die das Schaltmittel 205 wahlweise in die Position 1 oder 0 bringt. The output signal of the node 210 also arrives at a switchover 208 , which brings the switching means 205 to either position 1 or 0.

Ausgehend von der Differenz zwischen dem Sollwert PS und dem Istwert P für den Raildruck bestimmt der Verknüpfungspunkt 210 eine Regelabweichung, die über das Schaltmittel 205 wahlweise dem ersten oder zweiten Regler zugeleitet wird. Der erste Regler 220 bestimmt ausgehend von der Regelabweichung die erforderliche Menge Q1S, die nötig ist, um den gewünschten Sollwert einzustellen. In der ersten Kennlinie 230 ist der hierfür erforderliche Strom IS abgelegt, mit dem das Stellglied 125 beaufschlagt werden muß, damit die Menge Q1S von der Pumpe 125 gefördert wird.Starting from the difference between the setpoint PS and the actual value P for the rail pressure, the link point 210 determines a control deviation, which is optionally supplied to the first or second controller via the switching means 205 . Starting from the control deviation, the first controller 220 determines the required amount Q1S, which is necessary to set the desired setpoint. The current IS required for this is stored in the first characteristic curve 230 and must be applied to the actuator 125 so that the quantity Q1S is conveyed by the pump 125 .

Dieser Sollwert für den Strom IS wird in dem Verknüpfungspunkt 240 mit dem tatsächlichen Stromwert I verglichen. Ausgehend von diesem Vergleich bestimmt der Regler 250 eine Stellgröße, die in der Pulsweitenmodulation 260 in ein getaktetes Ansteuersignal umgesetzt wird, mit dem das erste Stellglied 125 beaufschlagt wird.This setpoint for the current IS is compared at node 240 with the actual current value I. On the basis of this comparison, the controller 250 determines a manipulated variable which is converted in the pulse width modulation 260 into a clocked control signal with which the first actuator 125 is acted on.

Entsprechend bestimmt der zweite Regler 225 die Menge Q2S, die erforderlich ist, um den entsprechenden Druckwert einzustellen. Bei der Verwendung eines Druckregelventils bestimmt der zweite Regler den Ventilstrom, der erforderlich ist, um den entsprechenden Druckwert einzustellen.Accordingly, the second controller 225 determines the amount Q2S required to set the corresponding pressure value. When using a pressure control valve, the second controller determines the valve flow that is required to set the corresponding pressure value.

Diese wird in dem Verknüpfungspunkt 245 mit dem Ausgang des zweiten Kennfeldes 235 verknüpft. Dieser Kennfeldwert ist so gewählt, daß am Ausgang des Verknüpfungspunktes 245 ein Tastverhältnis TV ansteht, mit dem das Stellglied 135 angesteuert wird. Dieses Tastverhältnis wird in der Pulsweitenmodulation 265 in ein entsprechendes Ansteuersignal AV umgesetzt.This is linked to the output of the second characteristic map 235 in the link point 245 . This map value is selected so that a duty cycle TV is pending at the output of node 245 , with which the actuator 135 is controlled. This pulse duty factor is converted in pulse width modulation 265 into a corresponding control signal AV.

Um den Raildruck mit hoher Güte seinem Sollwert PS nachführen zu können, wird die Größe Q2 eingestellt. Hierzu wird die Menge Q2, die über das Druckablaßventil 135 in den Niederdruckbereich abgelassen wird, auf einen gewünschten mittleren Wert eingestellt. Diese Menge Q2 wird durch eine Taktung des Druckablaßventils 135 eingestellt. Bei der Verwendung eines Druckregelventils erfolgt dies durch eine entsprechende Bestrommung des Druckregelventils. Durch die Vorgabe, des zu dem gewünschten Druck passenden Magnetventilstroms, stellt sich der Durchfluß Q2 durch das Druckregelventil selbst ein.Size Q2 is set in order to be able to track the rail pressure with high quality to its setpoint PS. For this purpose, the amount Q2 which is released into the low-pressure region via the pressure relief valve 135 is set to a desired average value. This amount Q2 is adjusted by timing the pressure relief valve 135 . When using a pressure control valve, this is done by appropriate energization of the pressure control valve. The flow Q2 through the pressure regulating valve adjusts itself by specifying the solenoid valve current that matches the desired pressure.

Das Druckablaßventil 135 wird mit fester Frequenz geöffnet und geschlossen, wobei die Öffnungsdauer variabel ist. Damit wird eine mechanische pulsweitenmodulierte Ansteuerung des Druckablaßventils 135 erreicht. Über das Tastverhältnis des pulsweitenmodulierten Signals läßt sich der mittlere Durchfluß Q2 einstellen.The pressure relief valve 135 is opened and closed at a fixed frequency, the opening duration being variable. A mechanical pulse-width-modulated actuation of the pressure relief valve 135 is thus achieved. The average flow rate Q2 can be set via the pulse duty factor of the pulse-width modulated signal.

Um eine vollwertige Druckabbauregelung zu realisieren wird der PI-Regler 225 eingesetzt, dessen Stellwert dem gewünschten mittleren Durchfluß Q2S entspricht. Das Übertragungsverhalten des PI-Reglers ist vorzugsweise auf die Parameter der Regelstrecke, bestehend aus dem Druckablaßventil 135, angepaßt.The PI controller 225 is used to achieve a full pressure reduction control, the manipulated value of which corresponds to the desired mean flow rate Q2S. The transmission behavior of the PI controller is preferably adapted to the parameters of the controlled system, consisting of the pressure relief valve 135 .

Druckabhängigkeit des Durchflusses Q2 wird durch die Kernlinie 235 berücksichtigt. Dies bedeutet, ausgehend von der gewünschten Durchflußmenge und dem aktuellen Druck P, ergibt sich mit dem Ausgangssignal der Kennlinie 235 das Tastverhältnis, mit dem das Druckablaßventil 135 anzusteuern ist.The pressure dependence of the flow rate Q2 is taken into account by the core line 235 . This means, starting from the desired flow rate and the current pressure P, the duty cycle with which the pressure relief valve 135 is to be controlled is obtained with the output signal of the characteristic curve 235 .

Erfindungsgemäß wird ausgehend von wenigstens der Regelabweichung zwischen wenigstens einem ersten und einem zweiten Betriebszustand unterschieden. Der erste Regler 220 wird nur bei positiven Regelabweichungen, das heißt beim Druckaufbau und der zweite Regler 225 nur beim Druckabbau verwendet. Dies ist durch das Schaltmittel 205 symbolisiert. Abhängig von der Regelabweichung schaltet der Umschalter 208 das Schaltmittel 205 in die entsprechende Position.According to the invention, a distinction is made between at least a first and a second operating state based on at least the control deviation. The first controller 220 is only used when there are positive control deviations, that is to say when the pressure is built up, and the second controller 225 is only used when the pressure is reduced. This is symbolized by the switching means 205 . Depending on the control deviation, the changeover switch 208 switches the switching means 205 into the corresponding position.

Erfindungsgemäß wird ein Zweistellerkonzept mit einer Ablöseregelung verwendet. Bei positiven Regelabweichungen, das heißt der Sollwert ist größer als der Istwert wird nur das erste Stellglied die steuerbar Hochdruckpumpe 125 verwendet. Mit dem ersten Druckregelmittel werden nur positive Stellwerte erzeugt. Bei negativen Regelabweichungen, das heißt der Sollwert ist kleiner als der Istwert, wird nur das zweite Stellglied das Druckablaßventil 135 verwendet. Mit dem zweiten Druckregelmittel werden nur negative Stellwerte erzeugt. Dies hat den Vorteil, daß es nicht erforderlich ist beide Stellglieder gleichzeitig anzusteuern. Bei einer gleichzeitigen Ansteuerung können Druckpulsationen im Speicher auftreten. Diese beruhen darauf, daß der Druck stark vom Durchfluß Q2 durch das Druckablaßventil 135 abhängig. Bei einer Drosselung der Hochdruckpumpe 125 kommt es zu starken Schwankungen des Durchflusses und damit des Drucks.According to the invention, a two-digit concept with a transfer control is used. In the event of positive control deviations, that is to say the setpoint is greater than the actual value, only the first actuator, the controllable high-pressure pump 125, is used. With the first pressure control device only positive control values are generated. In the event of negative control deviations, that is to say the setpoint is less than the actual value, only the second actuator, the pressure relief valve 135, is used. With the second pressure control device only negative control values are generated. This has the advantage that it is not necessary to control both actuators at the same time. With simultaneous activation, pressure pulsations can occur in the memory. These are based on the fact that the pressure strongly depends on the flow Q2 through the pressure relief valve 135 . When the high-pressure pump 125 is throttled, there are large fluctuations in the flow and thus in the pressure.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann auch vorgesehen sein, daß dieses Schaltmittel hinter dem Regler angeordnet ist. In dieser Ausführungsform wird die Regelabweichung, das heißt das Ausgangssignal des Verknüpfungspunktes 210, einem Regler zugeleitet und das Ausgangssignal des Reglers wird mittels des Schaltmittels 205 wahlweise der ersten Kennlinie 230 oder dem Verknüpfungspunkt 245 zugeleitet.In one embodiment of the invention it can also be provided that this switching means is arranged behind the controller. In this embodiment, the control deviation, that is to say the output signal of the node 210 , is fed to a controller and the output signal of the controller is optionally fed to the first characteristic curve 230 or the node 245 using the switching means 205 .

Erfindungsgemäß erfolgt eine Umschaltung, wenn der aktuelle aktive Regler den Stellwert 0 erreicht, das heißt entweder die Menge Q1S oder die Menge Q2S den Wert 0 erreicht. Um ein unnötiges Hin- und Herschalten zu verhindern, kann bei einer vorteilhaften Ausgestaltung vorgesehen sein, daß als zusätzliche Bedingung noch eine Mindestschwelle für die Regeldifferenz verwendet wird. Eine entsprechende Struktur ist in Fig. 3 dargestellt.According to the invention, there is a switchover when the current active controller reaches the control value 0, that is to say either the quantity Q1S or the quantity Q2S reaches the value 0. In order to prevent unnecessary switching back and forth, it can be provided in an advantageous embodiment that a minimum threshold for the control difference is used as an additional condition. A corresponding structure is shown in FIG. 3.

Die Fig. 3 zeigt eine detaillierte Darstellung einer Ausführungsform der Umschaltung 208. Bereits in Fig. 1 und 2 beschriebene Elemente sind mit entsprechenden Bezugszeichen bezeichnet. Ein Halteglied 300 beaufschlagt das Schaltmittel 205 mit einem Ansteuersignal, das im wesentlichen zwei Signalwerte 0 oder 1 annimmt. Das Ausgangssignal des Haltegliedes, das am Ausgang Q anliegt, gelangt ferner über ein Negierglied 310 zu einem ersten Eingang eines ersten Und-Gatters 320 und zu einem ersten Eingang eines zweiten Und-Gatters 330. Am zweiten Eingang des ersten Und-Gatters 320 liegt das Ausgangssignal einer ersten Abfrage 340 an. Entsprechend liegt am zweiten Eingang des zweiten Und-Gatters 330 das Ausgangssignal einer zweiten Abfrage 350 an. Ferner liegt an einem dritten Eingang des ersten Und-Gatters 320 das Ausgangssignal eines ersten Vergleichers 360 und an einem dritten Eingang des zweiten Und-Gatters 330 das Ausgangssignal eines zweiten Vergleichers 370 an. Fig. 3 shows a detailed illustration of an embodiment of switching 208th Elements already described in FIGS. 1 and 2 are designated with corresponding reference symbols. A holding element 300 acts on the switching means 205 with a control signal which essentially takes two signal values 0 or 1. The output signal of the holding element, which is present at the output Q, also passes via a negating element 310 to a first input of a first AND gate 320 and to a first input of a second AND gate 330 . The output signal of a first query 340 is present at the second input of the first AND gate 320 . Accordingly, the output signal of a second query 350 is present at the second input of the second AND gate 330 . Furthermore, the output signal of a first comparator 360 is present at a third input of the first AND gate 320 and the output signal of a second comparator 370 is present at a third input of the second AND gate 330 .

Der Eingang a des ersten Vergleichers 360 wird mit dem Ausgangssignal des Verknüpfungspunktes 210 beaufschlagt. Entsprechendes gilt für den zweiten Vergleicher 370. Am Eingang b des ersten Vergleichers 360 liegt das Ausgangssignal S1 einer ersten Schwellwertvorgabe 380 an. Am Eingang b des zweiten Vergleichers 370 liegt das Ausgangssignal S2 einer zweiten Schwellwertvorgabe 390 an.The input a of the first comparator 360 is acted upon by the output signal of the node 210 . The same applies to the second comparator 370 . The output signal S1 of a first threshold value specification 380 is present at the input b of the first comparator 360 . The output signal S2 of a second threshold value specification 390 is present at the input b of the second comparator 370 .

Das erste Und-Gatter 320 beaufschlagt den Eingang S des Haltegliedes 300. Das zweite Und-Gatter 330 beaufschlagt den Eingang R des Haltegliedes 300. The first AND gate 320 acts on the input S of the holding element 300 . The second AND gate 330 acts on the input R of the holding element 300 .

Nimmt das Ausgangssignal des Haltegliedes seinen Wert 1 an, so befindet sich das Schaltmittel 205 in seiner mit 1 bezeichneten Position und das erste Stellglied 225 regelt den Kraftstoffdruck. Nimmt das Ausgangssignal den Wert 0 an, so befindet sich das Schaltmittel 205 in seiner zweiten Position und das Druckablaßventil 135 bestimmt den Kraftstoffdruck.If the output signal of the holding element assumes its value 1, the switching means 205 is in its position labeled 1 and the first actuator 225 regulates the fuel pressure. If the output signal assumes the value 0, the switching means 205 is in its second position and the pressure relief valve 135 determines the fuel pressure.

Liegt am Ausgang Q des Haltegliedes 300 das Signal 1 an, das heißt das erste Stellglied 125 ist aktiv, so bewirkt dies, daß am ersten Eingang des ersten Und-Gatters 320 ein niederer Signalpegel anliegt und das Ausgangssignal des ersten Und-Gatters 320 einen niederen Pegel annimmt. Am ersten Eingang des zweiten Und-Gatters dagegen liegt ein hoher Signalpegel an. Erkennt nun die Abfrage 350, daß der Sollwert Q1S zu 0 wird, das heißt es soll von der Hochdruckpumpe kein Kraftstoff mehr gefördert werden, und ist die Regelabweichung am Punkt 210 kleiner als ein Schwellwert S2, so liegt am Ausgang des zweiten Und-Gatters 330 ein hoher Signalpegel an. Dies hat zur Folge, daß das Halteglied über seien R-Eingang ein Rücksetzsignal bekommt und der Ausgang des Haltegliedes auf 0 übergeht. Dies hat wiederum zur Folge, daß das Schaltmittel 205 auf den Anschluß 0 umschaltet und der zweite Regler und damit das Druckablaßventil oder das Druckregelventil aktiv wird.If the signal 1 is present at the output Q of the holding element 300 , that is to say the first actuator 125 is active, this has the effect that a low signal level is present at the first input of the first AND gate 320 and the output signal of the first AND gate 320 is low Level. In contrast, a high signal level is present at the first input of the second AND gate. If query 350 now recognizes that setpoint Q1S becomes 0, that is to say that the high pressure pump is no longer to deliver fuel, and if the control deviation at point 210 is less than a threshold value S2, then the output of second AND gate 330 is located a high signal level. The result of this is that the holding element receives a reset signal via its R input and the output of the holding element changes to 0. This in turn has the consequence that the switching means 205 switches to the connection 0 and the second controller and thus the pressure relief valve or the pressure control valve becomes active.

Dies bedeutet, es erfolgt eine Umschaltung auf den zweiten Regler, wenn bei eingeschaltetem ersten Regler, die von der Pumpe geförderte Menge zu 0 wird und gleichzeitig die Regelabweichung kleiner als ein Schwellwert S2 wird.This means that there is a switchover to the second Controller if, when the first controller is switched on, by the Pump delivered quantity becomes 0 and at the same time the Control deviation becomes smaller than a threshold value S2.

Bei einer vereinfachten Ausführungsform kann der Vergleicher 370 auch weggelassen werden. In a simplified embodiment, the comparator 370 can also be omitted.

Nimmt der Ausgang Q seinen niederen Signalpegel an, so liegt am ersten Eingang des Und-Gatters 330 ein niederer Pegel an und das Ausgangssignal des zweiten Und-Gatters 330 nimmt immer einen niederen Pegel an. Durch das Negierglied 310 wird erreicht, daß an dem ersten Eingang des ersten Und- Gatters 320 nun ein hoher Pegel anliegt.If the output Q assumes its low signal level, there is a low level at the first input of the AND gate 330 and the output signal of the second AND gate 330 always assumes a low level. The negating element 310 ensures that a high level is now present at the first input of the first AND gate 320 .

Solange ein Druckabbau gewünscht wird, das heißt der Sollwert Q2S ist größer 0, das heißt es soll eine bestimmte Kraftstoffmenge über das Druckablaßventil 135 abgelassen werden, ist der Ausgang der Abfrage 350 ungleich 1 und das Ausgangssignal des zweiten Und-Gatters 330 nimmt einen niederen Wert an. Dies hat zu Folge, daß sich das Ausgangssignal am Ausgang Q des Haltegliedes 300 nicht ändert. Hat der Sollwert seinen neuen Wert erreicht, das heißt soll kein weiterer Kraftstoff über das Ablaßventil 135 abgelassen werden, so wird der Wert Q2S gleich 0 und der Ausgang des ersten Und-Gatters 320 nimmt einen positiven Wert an.As long as a pressure reduction is desired, that is to say the setpoint Q2S is greater than 0, that is to say a certain amount of fuel is to be discharged via the pressure relief valve 135 , the output of the query 350 is not equal to 1 and the output signal of the second AND gate 330 takes a lower value on. As a result, the output signal at the output Q of the holding element 300 does not change. If the target value has reached its new value, that is to say no further fuel is to be drained via the drain valve 135 , the value Q2S becomes 0 and the output of the first AND gate 320 takes a positive value.

Der wesentliche Vorteil dieser Vorgehensweise liegt darin, daß auch mit einem Druckablaßventil ein kontinuierlicher Druckabbau möglich ist. Der Querschnitt, das heißt die maximal mögliche abzuführende Kraftstoffmenge durch das Druckablaßventil 135 kann auch größer gewählt werden, da der Durchfluß durch das Tastverhältnis Ansteuerung auf beliebige Werte eingestellt werden kann. Damit kann die Druckabbaugeschwindigkeit in größeren Bereichen eingestellt werden. Durch die Kompensation des druckabhängigen Durchflusses mittels der Kennlinie 235 verhält sich die Regelstrecke für den Druckabbau als lineares System für das bekannte regelungstechnische Verfahren eingesetzt werden können.The main advantage of this procedure is that a continuous pressure reduction is possible even with a pressure relief valve. The cross section, that is to say the maximum possible amount of fuel to be discharged through the pressure relief valve 135, can also be chosen to be larger, since the flow rate can be set to any value by means of the pulse duty factor control. The pressure reduction speed can thus be set in larger areas. By compensating the pressure-dependent flow using characteristic curve 235 , the controlled system for pressure reduction behaves as a linear system for which known control engineering methods can be used.

Claims

1. A method for controlling an internal combustion engine, in particular an internal combustion engine with a common rail system, wherein at least one high-pressure pump delivers fuel from a low-pressure region into a store and the pressure in the store is detected, with at least one setting for the pressure in a first state a first pressure control means and in a second state for setting the pressure at least one second pressure control means is used, characterized in that the states are distinguished by at least one control deviation between a target pressure and an actual pressure.

2. The method according to claim 1, characterized in that the first state with a positive control deviation and the second state with a negative control deviation is present.

3. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized that depends on the duty cycle and / or the frequency of the control signal a certain Flow of fuel from the storage in the Low pressure range.

4. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that the condition also depends on at least one signal is recognized, the one Flow of fuel through at least one of the Pressure regulating means.

5. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that in the first state for adjustment of pressure only the first pressure control means used and that in the second state for setting the Pressure only the second pressure control means is used.

6. Device for controlling an internal combustion engine, in particular an internal combustion engine with a common Rail system, at least one high pressure pump Fuel from a low pressure area to an accumulator promotes and the pressure in the memory is detected that at least a first pressure control means in a first Condition used to adjust the pressure, and that at least a second pressure control means in one second state used to adjust the pressure is characterized in that means are provided which states by at least one control deviation between a target pressure and an actual pressure differentiate.

7. The device according to claim 6, characterized in that the second pressure regulating means is a valve which is the store with the low pressure area connects.

8. Device according to one of claims 6 or 7, characterized characterized that it is the first Pressure control means is the high pressure pump that depending on a control signal a certain one Flow of fuel from low pressure to Memory allowed.

9. Device according to one of claims 6 to 8, characterized characterized in that the valve can be controlled clocked.