EP0780559B1 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine - Google Patents

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EP0780559B1 EP96111144A EP96111144A EP0780559B1 EP 0780559 B1 EP0780559 B1 EP 0780559B1 EP 96111144 A EP96111144 A EP 96111144A EP 96111144 A EP96111144 A EP 96111144A EP 0780559 B1 EP0780559 B1 EP 0780559B1
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    • F02D2250/31—Control of the fuel pressure

Definitions

  • the invention is based on a method and one Device for controlling an internal combustion engine according to the Genus of claim 1 and 5 respectively.
  • the Fuel from an electric fuel pump Fuel tank promoted and via fuel lines fed to the injectors.
  • internal combustion engines with High pressure injection especially in internal combustion engines with auto ignition, joins the Electric fuel pump another pump that a very high pressure in a high pressure area of the Fuel supply generated with the injectors communicates.
  • pressure control valve provided, with the help of the pressure in the high pressure range is adjustable. This pressure control valve is not working properly, the case may arise that the pressure in the High pressure range increases to inadmissible values.
  • a controller is a Internal combustion engine with a high pressure injection and one Common rail system known in which the fuel from at least one pump from a low pressure area into one High pressure area is promoted.
  • the fuel pressure in the High pressure area is recorded with a pressure sensor and with a pressure control to predeterminable values.
  • At a Defect in the area of the pressure control is switched off the internal combustion engine, causing the high pressure pump is switched off.
  • the disadvantage is that with one corresponding defect, the internal combustion engine is switched off becomes. Emergency operation is not possible in this case.
  • the invention is based, with one Method of a device for controlling a Internal combustion engine even with a defective pressure control valve to be able to maintain emergency operation. This task is by the in the independent claims marked features solved.
  • FIG. 1 shows a block diagram of the device according to the invention
  • Figure 2 is a flow diagram of the method according to the invention.
  • FIG. 1 are those for understanding the invention required components of a Fuel supply system of an internal combustion engine with High pressure injection shown.
  • the system shown is commonly referred to as a common rail system.
  • With 10 is called a fuel tank. This stands via a fuel supply line with a filter 15, one Pre-feed pump 20, a shut-off valve 25, one High-pressure feed pump 30 in connection with a rail 35.
  • a pressure control valve 40 or a pressure relief valve arranged in the fuel supply line is between the High pressure feed pump 30 and the rail 35 .
  • a pressure control valve 40 or a pressure relief valve arranged in the fuel supply line is between the High pressure feed pump 30 and the rail 35 .
  • the pressure control valve connects the high pressure area with a low pressure area.
  • the fuel returns via the return line 45 the tank 10.
  • the shut-off valve 25 can be actuated by means of a coil 26.
  • the valve 40 is correspondingly by means of a coil 41 controllable.
  • a sensor 50 is arranged on the rail 35. at this sensor 50 is preferably one Pressure sensor that provides a signal that the Fuel pressure in the rail and thus the pressure in the High pressure area corresponds.
  • the rail 35 is connected to the individual injectors 61 to 66 in connection.
  • the injectors comprise solenoid valves 71 to 76 by means of which the Fuel flow is controllable through the injectors. Of the injectors each have a connection with the return line 45 in connection.
  • the output signal of the pressure sensor 50 and the Output signals of further sensors 80 reach one Control unit 100 which in turn solenoid valves 71 to 76, the coil 26 of the pre-feed pump, the coil 41 of the Pressure control valve 40 and the high pressure feed pump controls.
  • the pre-feed pump 20 that as an electric fuel pump or mechanical pump can be carried, promotes the fuel that is in the Fuel reservoir 10 is located via a filter 15 to the high pressure feed pump 30.
  • the high pressure feed pump 30 feeds the fuel into the rail 35 and builds one there Pressure that is between about 100 and 2000 bar.
  • shut-off valve 25 is arranged that of the Control unit 100 can be controlled in order to increase the fuel flow interrupt.
  • Control unit 100 determines control signals Actuation of the solenoid valves 71 to 76 of the injectors 61 to 66. By opening and closing the solenoid valves 71 to 76 becomes the beginning and end of fuel injection controlled in the internal combustion engine.
  • the pressure of the fuel is measured by means of the pressure sensor 50 detected in the rail 35 and thus in the high pressure area. outgoing
  • the control unit 100 calculates a signal from this value to act on the pressure control valve 40.
  • the pressure is increased by actuating the pressure control valve 40 regulated a predeterminable value, which among other things from Operating conditions of the internal combustion engine depends on that can be detected by means of the sensors 80.
  • the pressure control valve remains in due to a fault in its closed or in a partially closed Position, the pressure rises in the high pressure area, particularly strong in Rail 35.
  • the shut-off valve 25 and / or the feed pump 20 are switched off, or by means of Shut-off valve 25 and / or the pre-feed pump 20 a simplified pressure control takes place.
  • a setpoint PS for the pressure is generated in the rail as a function F of the speed N and the fuel quantity to be injected QK determined. It can if necessary, further variables for determining the Setpoint PS are used. With a simplified Embodiment, this value PS can be a fixed value be specified.
  • the actual value PI is determined using the Sensor 50 detected.

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Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren und einer Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine nach der Gattung des Anspruchs 1 bzw. 5.
Bei Kraftfahrzeugen mit einer Brennkraftmaschine wird der Kraftstoff mit Hilfe einer Elektrokraftstoffpumpe aus einem Kraftstoffbehälter gefördert und über Kraftstoffleitungen den Einspritzventilen zugeführt. Bei Brennkraftmaschinen mit Hochdruckeinspritzung, insbesondere bei Brennkraftmaschinen mit Selbstzündung, schließt sich an die Elektrokraftstoffpumpe eine weitere Pumpe an, die einen sehr hohen Druck in einen Hochdruckbereich der Kraftstoffversorgung erzeugt, der mit den Einspritzventilen in Verbindung steht. Des weiteren ist ein Druckregelventil vorgesehen, mit dessen Hilfe der Druck im Hochdruckbereich regelbar ist. Arbeitet dieses Druckregelventil nicht ordnungsgemäß, kann der Fall eintreten, daß der Druck im Hochdruckbereich auf unzulässige Werte ansteigt.
Aus der EP-A-0501 459 ist eine Steuerung einer Brennkraftmaschine mit einer Hochdruckeinspritzung und einem Common-Rail-System bekannt, bei dem der Kraftstoff von wenigstens einer Pumpe von einem Niederdruckbereich in einen Hochdruckbereich gefördert wird. Der Kraftstoffdruck im Hochdruckbereich wird mit einem Drucksensor erfasst und mit einer Druckregelung auf vorgebbare Werte geregelt. Bei einem Defekt im Bereich der Druckregelung erfolgt eine Abschaltung der Brennkraftmaschine, wodurch auf die Hochdruckpumpe abgeschaltet wird. Nachteilig ist es, dass bei einem entsprechenden Defekt die Brennkraftmaschine abgeschaltet wird. Ein Notfahrbetrieb ist in diesem Fall nicht möglich.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren einer Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine auch bei einem defekten Druckregelventil ein Notfahrbetrieb aufrecht halten zu können. Diese Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Ansprüchen gekennzeichneten Merkmale gelöst.
Vorteile der Erfindung
Mit der beschriebenen Vorgehensweise kann bei Ausfall des Druckregelventils ein eingeschränkter Betrieb sichergestellt werden ohne daß unzulässig hohe Drücke auftreten.
Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Zeichnung
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen erläutert. Es zeigen Figur 1 ein Blockdiagramm der erfindungsgemäßen Vorrichtung und Figur 2 ein Flußdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In der Figur 1 sind die für das Verständnis der Erfindung erforderlichen Bestandteile eines Kraftstoffversorgungssystems einer Brennkraftmaschine mit Hochdruckeinspritzung dargestellt. Das dargestellte System wird üblicherweise als Common-Rail-System bezeichnet. Mit 10 ist ein Kraftstoffvorratsbehälter bezeichnet. Dieser steht über eine Kraftstoffzuführleitung mit einem Filter 15, einer Vorförderpumpe 20, einem Absperrventil 25, einer Hochdruckförderpumpe 30 mit einem Rail 35 in Verbindung.
In der Kraftstoffzuführleitung ist zwischen der Hochdruckförderpumpe 30 und dem Rail 35 ein Druckregelventil 40 bzw. ein Druckbegrenzungsventil angeordnet. Mittels dieses Ventils ist die Zuführleitung mit einer Rücklaufleitung 45 verbindbar. Das Druckregelventil verbindet den Hochdruckbereich mit einem Niederdruckbereich. Über die Rücklaufleitung 45 gelangt der Kraftstoff zurück in den Tank 10.
Das Absperrventil 25 ist mittels einer Spule 26 betätigbar. Entsprechend ist das Ventil 40 mittels einer Spule 41 ansteuerbar. Am Rail 35 ist ein Sensor 50 angeordnet. Bei diesem Sensor 50 handelt es sich vorzugsweise um einen Drucksensor, der ein Signal bereitstellt, das dem Kraftstoffdruck im Rail und damit dem Druck im Hochdruckbereich entspricht.
Das Rail 35 steht über jeweils eine Leitung mit den einzelnen Injektoren 61 bis 66 in Verbindung. Die Injektoren umfassen Magnetventile 71 bis 76 mittels denen der Kraftstofffluß durch die Injektoren steuerbar ist. Des weiteren stehen die Injektoren mit jeweils einem Anschluß mit der Rücklaufleitung 45 in Verbindung.
Das Ausgangssignal des Drucksensors 50 sowie die Ausgangssignale weiterer Sensoren 80 gelangen zu einer Steuereinheit 100 die wiederum die Magnetventile 71 bis 76, die Spule 26 der Vorförderpumpe, die Spule 41 des Druckregelventils 40 und die Hochdruckförderpumpe steuert.
Diese Einrichtung arbeitet wie folgt. Die Vorförderpumpe 20, die als Elektrokraftstoffpumpe oder mechanische Pumpe ausgeführt sein kann, fördert den Kraftstoff, der sich im Kraftstoffvorratsbehälter 10 befindet über einen Filter 15 zur Hochdruckförderpumpe 30. Die Hochdruckförderpumpe 30 fördert den Kraftstoff in das Rail 35 und baut dort einen Druck auf, der zwischen zirka 100 und 2000 bar liegt.
Zwischen der Hochdruckförderpumpe 30 und der Vorförderpumpe 20 ist ein Absperrventil 25 angeordnet, daß von der Steuereinheit 100 ansteuerbar ist, um den Kraftstofffluß zu unterbrechen.
Ausgehend von den Signalen verschiedener Sensoren 80 bestimmt die Steuereinheit 100 Steuersignale zur Beaufschlagung der Magnetventile 71 bis 76 der Injektoren 61 bis 66. Durch Öffnen und Schließen der Magnetventile 71 bis 76 wird der Beginn und das Ende der Kraftstoffeinspritzung in die Brennkraftmaschine gesteuert.
Mittels des Drucksensors 50 wird der Druck des Kraftstoffes im Rail 35 und damit im Hochdruckbereich erfaßt. Ausgehend von diesem Wert berechnet die Steuereinheit 100 ein Signal zur Beaufschlagung des Druckregelventils 40. Vorzugsweise wird der Druck durch Ansteuern des Druckregelventils 40 auf einen vorgebbaren Wert geregelt, der unter anderem von Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine abhängt, die mittels der Sensoren 80 erfaßt werden.
Verbleibt das Druckregelventil bedingt durch einen Fehler in seiner geschlossenen bzw. in einer teilweise geschlossenen Stellung, so steigt der Druck im Hochdruckbereich, insbesondere im Rail 35 stark an. Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, daß in diesem Fall das Absperrventil 25 und/oder die Vorförderpumpe 20 abgeschaltet werden, bzw. mittels des Absperrventils 25 und/oder der Vorförderpumpe 20 eine vereinfachte Druckregelung erfolgt.
In Figur 2 ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorgehensweise anhand eines Flußdiagrammes dargestellt. In einem ersten Schritt 200 wird ein Sollwert PS für den Druck im Rail als Funktion F von der Drehzahl N und der einzuspritzenden Kraftstoffmenge QK ermittelt. Es können gegebenenfalls noch weitere Größen zur Ermittlung des Sollwertes PS herangezogen werden. Bei einer vereinfachten Ausführungsform kann dieser Wert PS als fester Wert vorgegeben werden.
In einem zweiten Schritt 210 wird der Istwert PI mittels des Sensors 50 erfaßt. Die sich anschließende Abfrage 220 überprüft, ob der Istwert größer als ein oberer Schwellwert ist. Dieser Schwellwert ergibt sich durch Summation des erwarteten Werts PS und eines Toleranzwertes Δ1. Für den Schwellwert S1 gilt die Beziehung S1 = PS + Δ1. Ist dies der Fall, so übersteigt der tatsächliche Druck PI im Rail den maximal zulässigen Raildruck und im Schritt 230 wird die Abstellvorrichtung, dies ist beispielsweise das Absperrventil 25 bzw. die Vorförderpumpe 20, so angesteuert, daß sie den Kraftstofffluß unterbinden.
Erkennt die Abfrage 220 dagegen, daß der Wert PI des Raildruckes nicht größer als der maximal zulässige Raildruck ist, so erfolgt die Abfrage 240, die überprüft, ob der Istwert kleiner als ein unterer Schwellwert S2 ist. Dieser Schwellwert ergibt sich aus dem erwarteten Wert PS und einem Toleranzwert Δ2 gemäß der Beziehung S2 = PS - Δ2. Ist dies nicht der Fall so setzt das Programm mit dem Schritt 200 fort. Ist dies der Fall, so ist der minimal zulässige Raildruck unterschritten und die Abstellvorrichtung wird so angesteuert, daß der Kraftstofffluß möglich ist.
Bei der oben beschriebenen Vorgehensweise wird eine vereinfachte Druckregelung realisiert, bei dem der Regler als Zwei-Punkt-Regler ausgeführt ist. Erfindungsgemäß kann auch vorgesehen sein, daß nur überprüft wird, ob der Druck größer als der höchstzulässige Wert ist und in diesem Fall abgeschaltet und sobald er kleiner ist wieder eingeschaltet wird. In diesem Ausführungsbeispiel entfällt die Abfrage 240.
Ist eine Regelung des Kraftstoffdrucks vorgesehen, so kann sowohl ein unzulässig hoher als auch ein unzulässig niederer Druckwert im Hochdruckbereich durch Maßnahmen im Niederdruckbereich kompensiert werden. Mit dieser Vorgehensweise ist bei fehlerhaft arbeitendem Druckregelventil 40 ein eingeschränkter Druckregelbetrieb sichergestellt.

Claims (9)

  1. Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine mit Hochdruckeinspritzung, insbesondere für eine Brennkraftmaschine mit einem Common-Rail-System, wobei der Kraftstoff von wenigstens einer Pumpe von einem Niederdruckbereich in einen Hochdruckbereich gefördert wird, der Kraftstoffdruck im Hochdruckbereich mit einem Drucksensor erfasst wird, und der Kraftstoffdruck mit einem Mittel zur Druckregelung regelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Defekt im Bereich der Druckregelung der Kraftstoffdruck durch Beeinflussung des Kraftstoffflusses im Niederdruckbereich auf einen vorgebbaren Wert steuerbar und/oder regelbar ist, mit dem ein eingeschränkter Betrieb sichergestellt werden kann.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftstofffluß im Niederdruckbereich unterbrochen wird, wenn der Druck im Hochdruckbereich über einen vorgebbaren Wert ansteigt.
  3. Verfahren nach einem der Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftstofffluß im Niederdruckbereich freigegeben wird, wenn der Druck im Hochdruckbereich unter einen zweiten vorgebbaren Wert abfällt.
  4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite vorgebbare Wert für den Druck abhängig von wenigstens der Drehzahl (N) und/oder der einzuspritzenden Kraftstoffmenge (QK) vorgebbar ist.
  5. Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine mit Hochdruckeinspritzung, insbesondere für eine Brennkraftmaschine mit einem Common-Rail-System, mit wenigstens einer Pumpe, die Kraftstoff von einem Niederdruckbereich in einen Hochdruckbereich fördert, mit einem Drucksensor, der den Kraftstoffdruck im Hochdruckbereich erfasst, und mit Mitteln zur Regelung des Kraftstoffdrucks, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, die bei einem Defekt im Bereich der Druckregelung der Kraftstoffdruck durch Beeinflussung des Kraftstoffflusses im Niederdruckbereich auf einen vorgebbaren Wert steuern und/oder regeln, mit dem ein eingeschränkter Betrieb sichergestellt werden kann.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die den Kraftstofffluß im Niederdruckbereich unterbrechen, wenn der Druck im Hochdruckbereich über einen vorgebbaren Wert ansteigt.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei Defekt des Mittels zur Druckregelung durch Unterbrechung des Kraftstoffflusses im Niederdruckbereich eine Druckregelung im Hochdruckbereich erfolgt.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Unterbrechung des Kraftstoffflusses im Niederdruckbereich ein Absperrventil (25) und/oder eine Vorförderpumpe (20) verwendet wird.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Druckregelung mittels eines Zwei-Punkt-Reglers erfolgt.
EP96111144A 1995-12-22 1996-07-11 Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine Expired - Lifetime EP0780559B1 (de)

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