EP1377736B1 - Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine mit einem kraftstoffzumesssystem - Google Patents

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EP1377736B1
EP1377736B1 EP01991690A EP01991690A EP1377736B1 EP 1377736 B1 EP1377736 B1 EP 1377736B1 EP 01991690 A EP01991690 A EP 01991690A EP 01991690 A EP01991690 A EP 01991690A EP 1377736 B1 EP1377736 B1 EP 1377736B1
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EP
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fuel
internal combustion
combustion engine
pressure
metering system
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Klaus Joos
Jens Wolber
Thomas Frenz
Markus Amler
Hansjoerg Bochum
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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    • F02D41/3836—Controlling the fuel pressure
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    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2250/00—Engine control related to specific problems or objectives
    • F02D2250/31—Control of the fuel pressure

Definitions

  • the present invention relates to a method for Operating an internal combustion engine with one Fuel metering system.
  • the process uses fuel from a pre-feed pump from a Fuel tank in a low pressure area of the Fuel metering system and a high pressure pump from the Low pressure area in a high pressure area of the Fuel metering system promoted.
  • fuel is over at least one injector at least indirectly in one Combustion chamber of the internal combustion engine injected. Doing so the injection pressure is regulated.
  • the invention also relates to a computer program that on a computing device, in particular on a Microprocessor that is executable.
  • the present invention further relates to a Storage element for a control unit Fuel metering system of an internal combustion engine.
  • the Storage element is in particular as a read-only memory, as a random access memory or as a flash memory educated.
  • On the storage element is a Computer program stored on a computing device, is executable, in particular on a microprocessor.
  • the invention also relates to a control device for a Fuel metering system of an internal combustion engine. It points the fuel metering system is a pre-feed pump for delivery of fuel from a fuel tank in one Low pressure range of the fuel metering system and one High pressure pump to deliver fuel from the Low pressure area in a high pressure area of the Fuel metering system.
  • This also includes Fuel metering system at least one injection valve for at least indirect injection of in the High pressure area with an injection pressure Fuel in a combustion chamber of the internal combustion engine.
  • the Control unit regulates the injection pressure.
  • the present invention relates to a Fuel metering system for an internal combustion engine.
  • the Fuel metering system has a pre-feed pump for delivery of fuel from a fuel tank into one Low pressure range of the fuel metering system and one High pressure pump to deliver fuel from the Low pressure area in a high pressure area of the Fuel metering system.
  • This also includes Fuel metering system at least one injection valve for at least indirect injection of in the High pressure area with an injection pressure Fuel into a combustion chamber of the internal combustion engine and a control unit for regulating the injection pressure.
  • Spray fuel metering systems of the type mentioned the fuel either indirectly via an air intake pipe the internal combustion engine in a combustion chamber Internal combustion engine or directly into a combustion chamber Internal combustion engine.
  • Direct injection systems of fuel in the combustion chambers of an internal combustion engine For example, to supply fuel to internal combustion engines State-of-the-art gasoline direct injection (BDE) known.
  • BDE State-of-the-art gasoline direct injection
  • Such a fuel metering system has one usually as an electric fuel pump (EKP) trained pre-feed pump on the fuel from a Fuel tank in a low pressure area of the Fuel metering system promotes. At least one High pressure pump of the fuel metering system promotes Fuel from the low pressure range into one High pressure accumulator in a high pressure area of the Fuel metering system is arranged.
  • EKP electric fuel pump
  • At least one High pressure pump of the fuel metering system promotes Fuel from the low pressure range into one High pressure accumulator in a high pressure area of the Fuel metering system is arranged.
  • the high-pressure accumulator is, for example, as a distributor strip a common rail (CR) fuel metering system. Injectors branch off from the high-pressure accumulator via the fuel from the high pressure accumulator with that there prevailing injection pressure (rail pressure) into the combustion chambers the internal combustion engine can be injected.
  • CR common rail
  • the injectors are controlled by a control unit Internal combustion engine controlled.
  • the control unit has the further the task of using a pressure control loop in the High pressure accumulator to regulate the injection pressure.
  • a suitable injection can increase the injection pressure Activate the high pressure pump, i.e. by increasing the Fuel supply to the high pressure accumulator can be achieved.
  • a suitable reduction can be used to reduce the injection pressure Control one branching from the high-pressure accumulator Control valve (pressure control valve) can be achieved by increasing the fuel flow from the High pressure accumulator, or by controlling another Control valve (volume control valve) through which the Delivery rate of the high pressure pump can be reduced.
  • Pressure control valve pressure control valve
  • To detect the prevailing in the high pressure accumulator Injection pressure is in the high pressure accumulator Pressure sensor arranged.
  • Such a fuel metering system is described, for example, in DE 197 52 025 A1.
  • Another fuel metering system of the type mentioned a method for operating an internal combustion engine with a fuel metering system of the type mentioned known from DE 195 39 885 A1.
  • the Injection pressure in the high pressure area is at the known fuel metering system by a suitable Control of a pressure control valve regulated.
  • the regulation the injection pressure is quite accurate, it points especially with load and speed dynamics, i.e. at strong fluctuations in the injection pressure (e.g. due to a sudden full load operation of the internal combustion engine), however, insufficient dynamics. With load and Speed dynamics result in relatively high pressure deviations between actual value and target value.
  • the invention has for its object the dynamic Behavior of a fuel metering system Improve internal combustion engine.
  • the invention is based on of the method for operating an internal combustion engine of the type mentioned at the beginning that the regulation of the Injection pressure subordinate to at least one pilot control with a input tax variable using at least a map depending on an operating point of the Internal combustion engine is determined.
  • the pilot control is the regulation of the injection pressure underlain. Both the pilot control and the regulation of the injection pressure control a high pressure pump assigned control valve (pressure control valve, Volume control valve). Regardless of the Internal combustion engine driven high pressure pumps, for example electrically driven high pressure pumps, in which the Flow rate of the high pressure pump via the pump speed can be varied, it is conceivable that the pilot control and the regulation of an electric drive motor Activate high pressure pump.
  • the pilot control performs a first control of the Injection pressure depending on the operating point of the Internal combustion engine.
  • the superimposed regulation of the Injection pressure then regulates this controlled value a more precise value.
  • the subordinate pilot control leads the actual value of the injection pressure is already very accurate a target value.
  • the higher-level regulation must then only regulate a relatively small control difference.
  • the actual value of the injection pressure can be special can be quickly adjusted to the target value.
  • the relatively low dynamics of the regulation of the Injection pressure when load or Speed fluctuations can be avoided by using a subordinate pilot control can be significantly improved.
  • the pilot control can with a regulated Fuel metering system the pressure deviations at load or Speed dynamics can be reduced.
  • a Emergency operation of the internal combustion engine is possible because Failure of the control (e.g. due to a defective Pressure sensor) the fuel metering system depending on the quality of the Feedforward control even with reduced accuracy Injection pressure operated by the pilot control can be.
  • an additional diagnostic option is available. So can from the control difference between a input tax variable on Output of the pilot control and the target value of the Injection pressure a statement about the functionality of a high pressure circuit.
  • the input tax variable in Dependence on the current in the high pressure area prevailing injection pressure is determined. Furthermore it is suggested that the input tax variable is dependent is determined by the speed of the high pressure pump. This is directly related to the funding rate of Pump. Finally, it is suggested that the Input tax variable depending on that of the Internal combustion engine required fuel flow determined becomes. It has been shown that the current Injection pressure, the speed of the high pressure pump and that of the fuel flow required by the internal combustion engine Main influences on those in the high pressure area prevailing injection pressure. From the injection pressure and the pump speed can be that of the high pressure pump delivered fuel quantity and from the required Fuel flow and the current injection pressure a target flow be determined.
  • a control variable for the high pressure pump based on a Straight line equation over that of the internal combustion engine required fuel flow is determined, the Gain and the offset of the line equation using of maps depending on the operating point of the Internal combustion engine can be determined.
  • the pump control variable as one Straight line equation over that of the internal combustion engine required fuel flow can be represented.
  • the Reinforcement and the. Off set of the line equation are included depending on the operating point of the internal combustion engine and can be determined using maps.
  • the one Control unit of the internal combustion engine calculated parameter for the current fuel consumption of the internal combustion engine multiplied by the first map, in which depending on the speed of the high pressure pump and the injection pressure Reinforcement of the straight line equation is stored.
  • the present invention proposes that the offset the straight line equation using a second map in Dependence on the speed of the high pressure pump and the current injection pressure is determined.
  • the first map determined value is a from a second map depending on the speed of the High pressure pump and the offset determined by the injection pressure the straight line equation at the current operating point of the Internal combustion engine added.
  • the result of Straight line equation with the help of the first Map and the second map resulting values represents a good approximation to that true control variable.
  • the control difference caused by the higher-level regulation of the injection pressure must be corrected is very small, so the Regulation has a particularly high dynamic.
  • the determined input tax variable as a function of a supply voltage of a motor vehicle battery and / or is corrected by the outside temperature.
  • a correction variable is also advantageously included Help of maps depending on voltage or determined depending on temperature.
  • the correction variable is, for example. a correction factor with which the first Map and the second map determined Input tax quantity is multiplied.
  • the determined value of the input tax variable represents one static portion.
  • speed fluctuations are relatively slow Observe settling processes by the feedforward control also taken into account, i.e. accelerated should.
  • a dynamic share is added by input tax the change in the injection pressure, the speed and / or an overshoot of the fuel flow Input variable is triggered. Because of the short-term The input tax can overshoot Settling processes, especially with strong load or Speed fluctuations are significantly accelerated, leading to a particularly high dynamic of the fuel metering system leads.
  • the dynamic part is advantageously with With the help of a differentiating transmission link, the preferably has a DT1 behavior.
  • the Differentiated transmission link can, for example, always with one Change in the required fuel flow, the speed of the High pressure pump or the current injection pressure determine additional correction value and this at Take the calculation of the input tax quantity into account.
  • the invention also relates to a computer program for Execution of the method according to the invention is suitable, if it is on a computing device, especially on a Microprocessor, expires. It is particularly preferred if the computer program is on a storage element, is stored in particular on a flash memory.
  • the Computer program represents the invention in the same way shows how the method is suitable for carrying it out is.
  • control unit for a Fuel metering system of an internal combustion engine at the beginning mentioned type suggested that the control unit at least one of the regulation of the injection pressure has subordinate pilot control and a pilot control variable with Help from at least one map depending on determined an operating point of the internal combustion engine.
  • control device means for carrying out the method according to the invention.
  • the Fuel metering system means for executing the has the inventive method.
  • FIG 1 is a direct injection internal combustion engine 1 of a motor vehicle shown in the piston 2 in a cylinder 3 can be moved back and forth.
  • the cylinder 3 is provided with a combustion chamber 4, which i.a. through the Piston 2, an inlet valve 5 and an outlet valve 6 is limited.
  • an inlet valve 5 is an intake pipe 7 and coupled to the exhaust valve 6 is an exhaust pipe 8.
  • Fuel can be injected via the injection valve 9 the combustion chamber 4 are injected.
  • spark plug 10 fuel can be ignited with the combustion chamber 4.
  • the Piston 2 is burned by the fuel in the Combustion chamber 4 in a back and forth movement that on a crankshaft, not shown, is transmitted and on this exerts a torque.
  • the internal combustion engine 1 has a fuel metering system 11 on, through which the injection valve 9 in the Combustion chamber 4 is metered fuel to be injected.
  • the Fuel metering system 11 has one Fuel reservoir 12, from which from a Electric fuel pump (EKP) trained pre-feed pump 13 fuel in a low pressure range ND of Fuel metering system 11 is promoted.
  • a High pressure pump 14 delivers fuel from the Low pressure area ND in a high pressure accumulator 16 in a high pressure area HD of the fuel metering system 11.
  • the high pressure pump 14 is a 1-cylinder high pressure pump with two check valves 17, one Suction valve at the inlet and a pressure valve at the outlet of the High pressure pump 14, and a quantity control valve 18 (MSV) educated.
  • MSV quantity control valve 18
  • the volume control valve 18 can Return line 19 are opened or closed. By Opening the volume control valve 18 can promote the High pressure pump 14 are interrupted because of the suction Fuel back into the low pressure circuit is pushed back instead of into the high pressure circuit to be promoted.
  • the quantity control valve 18 is by means of of a control signal T.
  • the High pressure pump 14 also as a 3 or multi-cylinder high pressure pump with a pressure control valve (DSV) be formed by means of the control signal T is controlled.
  • DSV pressure control valve
  • the high-pressure accumulator 16 is a storage strip Common Rail (CR) fuel metering system.
  • a pressure sensor 24 is arranged the injection pressure prevailing in the high pressure area HD detected.
  • From the high pressure accumulator 16 show several - in present case four - injectors 9, via which Fuel into the combustion chambers 4 of the cylinders 3 Internal combustion engine 1 is injected.
  • the injection valves 9 are fueled with a corresponding control signal ES driven.
  • the spark plug 10 is controlled by a control signal ZW.
  • Fuel metering system 11 to a predeterminable value hold is in the low pressure range ND Low pressure regulator 20 arranged on the fuel the low pressure range ND back to the Fuel tank 12 can flow if the pressure a predeterminable pressure value in the low pressure range exceeds.
  • a fuel filter 21 is arranged between the pre-feed pump 13 and the High-pressure pump 14.
  • a control unit 22 of the internal combustion engine 1 is from Input signals 23 acted upon by means of sensors measured operating variables of the internal combustion engine 1 or represent other state variables.
  • the control unit 22 is for example with an air mass sensor, a lambda sensor, a Speed sensor or the pressure sensor 24 (sensor signal p_r) connected.
  • the control unit 22 generates output signals 25, with which the behavior of the Internal combustion engine 1 can be influenced.
  • the Control unit 22 is, for example, with injection valve 9 (Control signal ES), the spark plug 10 (control signal ZW), the quantity control valve 18 (control signal T) or one in the intake pipe 7 arranged throttle valve connected and generates the signals required to control them.
  • the control unit 22 is i.a. provided the To control operating variables of the internal combustion engine and / or to regulate.
  • the control unit 22 controls or regulates the the injection valve 9 injected into the combustion chamber 4 Fuel mass and the ignition timing of the in the combustion chamber 4 fuel / air mixture with regard to low fuel consumption and / or low Pollutant emission.
  • the control unit 22 provided with a microprocessor 26 which in one Memory element, in particular in a flash memory 27 Computer program that is suitable for perform the aforementioned control or regulation.
  • control device 22 is provided to the in injection pressure p_r in prevailing in high-pressure accumulator 16 Dependence on the operating point of the internal combustion engine 1 to regulate.
  • the one stored in the flash memory 27 Computer program is suitable for regulating the Injection pressure to run when it is on the microprocessor 26 expires.
  • the internal combustion engine 1 from Figure 1 can in a variety operated by operating modes. For example, possible, the internal combustion engine 1 in a homogeneous operation, a shift operation or a homogeneous lean operation operate. Between the above operating modes Internal combustion engine 1 can be switched. Such Switchings are also made by the control unit 22 carried out.
  • the regulation of Injection pressure p_r at least one pilot control underlain.
  • the pilot control can be load-dependent or via the speed of the high pressure pump 14 a clear one Improving the dynamic properties of the Injection pressure control can be achieved.
  • FIG 2 is a Block diagram for determining a pre-control variable y a pilot control of the injection pressure p_r according to the presented present invention.
  • the high pressure pump 14 is controlled such that a desired injection pressure target value as the actual injection pressure value established.
  • An increase in the injection pressure p_r can be done by increasing the fuel supply in the High-pressure accumulator 16 can be achieved.
  • a reduction in Injection pressure p_r can be controlled by suitably controlling the Volume control valve 18 through which the delivery rate of High pressure pump 14 can be reduced.
  • the input tax variable y is the sum of a stationary one Portion y_stat and a dynamic portion y_dyn calculated.
  • a block diagram to determine the dynamic part y_dyn of the input variable y is in FIG 3 shown.
  • a product is made from a Gain factor v and that of the internal combustion engine 1 required amount of fuel rk formed over a differentiating transmission link with a DT1 behavior to be led.
  • the DT1 transmission link is thereby models that from the product v ⁇ rk low-pass filtered portion is subtracted.
  • the time constant T_konst of the low pass can be specified.
  • FIG 4 is a block diagram for determining the static part y_stat of the input variable y is shown.
  • the Reinforcement a of the line equation is calculated using a first map K1 depending on the speed n_HDP the high pressure pump 14 and the current injection pressure p_r determined and with that of the internal combustion engine 1 required fuel quantity rk multiplied.
  • the offset b the line equation is created with the help of a second Map K2 also depending on the speed n_HDP of the high pressure pump 14 and the current one Injection pressure p_r determined.
  • the sum of the offset b and the product of gain a and fuel quantity rk forms the stationary part y_stat.
  • the first map K1 is dependent on the operating point different values for the gain a Line equation filed.
  • different values for stored the offset b of the straight line equation.
  • the in the Maps K1, K2 stored values can easily For example, be empirically determined on a test bench.
  • the advantage of empirically determined values lies in particular in the fact that all disturbance variables that relate to the Impact injection pressure p_r, take into account.
  • an automotive battery voltage or Temperature compensation can be provided.
  • y_stat Correction value to take into account that from a voltage or temperature-dependent map is determined.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (1) mit einem Kraftstoffzumessystem (11), bei dem Kraftstoff von einer Vorförderpumpe (13) aus einem Kraftstoffvorratsbehälter (12) in einen Niederdruckbereich (ND) des Kraftstoffzumesssystems (11) und von einer Hochdruckpumpe (14) aus dem Niederdruckbereich (ND) in einen Hockdruckbereich (HD) des Kraftstoffzumesssystems (11) gefördert wird. In dem Hochdruckbereich (HD) mit einem Einspritzdruck (p_r) anliegender Kraftstoff wird über mindestens ein Einspritzventil (9) zumindest indirekt in einen Brennraum (4) der Brennkraftmaschine (1) eingespritzt. Der Einspritzdruck (p_r) wird geregelt. Um die Dynamik der Regelung des Einspritzdrucks (p_r) zu verbessern wird vorgeschlagen, dass der Regelung des Einspritzdrucks (p_r) mindestens eine Vorsteuerung unterlagert wird, wobei eine Vorsteuergrösse (y) mit Hilfe von mindestens einem Kennfeld (K1, K2) in Abhängigkeit von einem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine (1) ermittelt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einem Kraftstoffzumeßsystem. Bei dem Verfahren wird Kraftstoff von einer Vorförderpumpe aus einem Kraftstoffvorratsbehälter in einen Niederdruckbereich des Kraftstoffzumeßsystems und von einer Hochdruckpumpe aus dem Niederdruckbereich in einen Hochdruckbereich des Kraftstoffzumeßsystems gefördert. In dem Hochdruckbereich mit einem Einspritzdruck anliegender Kraftstoff wird über mindestens ein Einspritzventil zumindest indirekt in einen Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt. Dabei wird der Einspritzdruck geregelt.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Computerprogramm, das auf einem Rechengerät, insbesondere auf einem Mikroprozessor, ablauffähig ist.
Des weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Speicherelement für ein Steuergerät eines Kraftstoffzumeßsystems einer Brennkraftmaschine. Das Speicherelement ist insbesondere als ein Read-Only-Memory, als ein Random-Access-Memory oder als ein Flash-Memory ausgebildet. Auf dem Speicherelement ist ein Computerprogramm abgespeichert, das auf einem Rechengerät, insbesondere auf einem Mikroprozessor, ablauffähig ist.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Steuergerät für ein Kraftstoffzumeßsystem einer Brennkraftmaschine. Dabei weist das Kraftstoffzumeßsystem eine Vorförderpumpe zum Fördern von Kraftstoff aus einem Kraftstoffvorratsbehälter in einem Niederdruckbereich des Kraftstoffzumeßsystems und eine Hochdruckpumpe zum Fördern von Kraftstoff aus dem Niederdruckbereich in einen Hochdruckbereich des Kraftstoffzumeßsystems auf. Des weiteren umfasst das Kraftstoffzumeßsystem mindestens ein Einspritzventil zum zumindest indirekten Einspritzen von in dem Hochdruckbereich mit einem Einspritzdruck anliegendem Kraftstoff in einen Brennraum der Brennkraftmaschine. Das Steuergerät regelt den Einspritzdruck.
Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung ein Kraftstoffzumeßsystem für eine Brennkraftmaschine. Das Kraftstoffzumeßsystem weist eine Vorförderpumpe zum Fördern von Kraftstoff aus einem Kraftstoffvorratsbehälter in einen Niederdruckbereich des Kraftstoffzumeßsystems und eine Hochdruckpumpe zum Fördern von Kraftstoff aus dem Niederdruckbereich in einen Hochdruckbereich des Kraftstoffzumeßsystems auf. Des weiteren umfasst das Kraftstoffzumeßsystem mindestens ein Einspritzventil zum zumindest indirekten Einspritzen von in dem Hochdruckbereich mit einem Einspritzdruck anliegendem Kraftstoff in einen Brennraum der Brennkraftmaschine und ein Steuergerät zur Regelung des Einspritzdrucks.
Stand der Technik
Kraftstoffzumeßsysteme der eingangs genannten Art spritzen den Kraftstoff entweder indirekt über ein Luft-Ansaugrohr der Brennkraftmaschine in einen Brennraum der Brennkraftmaschine oder direkt in einen Brennraum der Brennkraftmaschine ein. Systeme zur direkten Einspritzung von Kraftstoff in Brennräume einer Brennkraftmaschine sind bspw. zur Kraftstoffversorgung von Brennkraftmaschinen mit Benzin-Direkteinspritzung (BDE) aus dem Stand der Technik bekannt. Ein solches Kraftstoffzumeßsystem weist eine überlicherweise als Elektrokraftstoffpumpe (EKP) ausgebildete Vorförderpumpe auf, die Kraftstoff aus einem Kraftstoffvorratsbehälter in einen Niederdruckbereich des Kraftstoffzumeßsystems fördert. Mindestens eine Hochdruckpumpe des Kraftstoffzumeßsystems fördert Kraftstoff aus dem Niederdruckbereich in einen Hochdruckspeicher, der in einem Hochdruckbereich des Kraftstoffzumeßsystems angeordnet ist.
Der Hochdruckspeicher ist bspw. als eine verteilerleiste eines Common-Rail (CR) Kraftstoffzumeßsystems ausgebildet. Von dem Hochdruckspeicher zweigen Einspritzventile ab, über die Kraftstoff aus dem Hochdruckspeicher mit dem dort herrschenden Einspritzdruck (Raildruck) in die Brennräume der Brennkraftmaschine eingespritzt werden kann.
Die Einspritzventile werden von einem Steuergerät der Brennkraftmaschine angesteuert. Das Steuergerät hat des weiteren die Aufgabe, über einen Druckregelkreis den in dem Hochdruckspeicher herrschenden Einspritzdruck zu regeln. Eine Erhöhung des Einspritzdrucks kann durch geeignetes Ansteuern der Hochdruckpumpe, also durch Erhöhung der Kraftstoffzufuhr in den Hochdruckspeicher, erzielt werden. Eine Reduzierung des Einspritzdrucks kann durch geeignetes Ansteuern eines aus dem Hochdruckspeicher abzweigenden Steuerventils (Drucksteuerventil) erzielt werden, also durch Erhöhung des Kraftstoffablaufs aus dem Hochdruckspeicher, oder durch Ansteuern eines anderen Steuerventils (Mengensteuerventil), durch das die Förderleistung der Hochdruckpumpe reduziert werden kann. Zum Erfassen des in dem Hochdruckspeicher herrschenden Einspritzdrucks ist in den Hochdruckspeicher ein Drucksensor angeordnet. Ein derartiges Kraftstoffzumeßsystem wird bspw. in der DE 197 52 025 A1 beschrieben.
Ein weiteres Kraftstoffzumeßsystem der eingangs genannten Art und ein Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit einem Kraftstoffzumeßsystem der eingangs genannten Art sind bspw. aus der DE 195 39 885 A1 bekannt. Der Einspritzdruck in dem Hochdruckbereich wird bei dem bekannten Kraftstoffzumeßsystem durch eine geeignete Ansteuerung eines Drucksteuerventils geregelt. Die Regelung des Einspritzdrucks ist zwar recht genau, sie weist insbesondere bei Last- und Drehzahldynamik, d.h. bei starken Schwankungen des Einspritzdrucks (z.B. aufgrund eines plötzlichen Volllastbetriebs der Brennkraftmaschine), jedoch nur eine unzureichende Dynamik auf. Bei Last- und Drehzahldynamik ergeben sich relativ hohe Druckabweichungen zwischen Ist-Wert und Soll-Wert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das dynamische Verhalten eines Kraftstoffzumeßsystems einer Brennkraftmaschine zu verbessern.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ausgehend von dem Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art vor, dass der Regelung des Einspritzdrucks mindestens eine Vorsteuerung unterlagert wird, wobei eine Vorsteuergröße mit Hilfe von mindestens einem Kennfeld in Abhängigkeit von einem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine ermittelt wird.
Vorteile der Erfindung
Die Vorsteuerung ist der Regelung des Einspritzdrucks unterlagert. Sowohl die Vorsteuerung als auch die Regelung des Einspritzdrucks steuern ein einer Hochdruckpumpe zugeordnetes Steuerventil (Drucksteuerventil, Mengensteuerventil) an. Bei unabhängig von der Brennkraftmaschine angetriebenen Hochdruckpumpen, bspw. bei elektrisch angetriebenen Hochdruckpumpen, bei denen die Fördermenge der Hochdruckpumpe über die Pumpendrehzahl variiert werden kann, ist es denkbar, dass die Vorsteuerung und die Regelung einen elektrischen Antriebsmotor der Hochdruckpumpe ansteuern.
Die Vorsteuerung führt eine erste Steuerung des Einspritzdrucks in Abhängigkeit von dem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine aus. Die überlagerte Regelung des Einspritzdrucks regelt diesen gesteuerten Wert dann auf einen genaueren Wert. Die unterlagerte Vorsteuerung führt den Ist-Wert des Einspritzdrucks bereits recht genau an einen Soll-Wert heran. Die überlagerte Regelung muss dann nur noch eine relativ geringe Regeldifferenz ausregeln. Dadruch kann der Ist-Wert des Einspritzdrucks besonders schnell auf den Soll-Wert geregelt werden. Durch die der Regelung des Einspritzdrucks unterlagerte Vorsteuerung kann also das dynamische Verhalten des Kraftstoffzumeßsystems deutlich verbessert werden.
Die relativ geringe Dynamik der Regelung des Einspritzdrucks bei auftretenden Last- oder Drehzahlschwankungen kann durch den Einsatz einer unterlagerten Vorsteuerung deutlich verbessert werden. Mit der Vorsteuerung können bei einem geregelten Kraftstoffzumesssystem die Druckabweichungen bei Last- oder Drehzahldynamik verringert werden. Außerdem ist ein Notlaufbetrieb der Brennkraftmaschine möglich, da bei Ausfall der Regelung (bspw. aufgrund eines defekten Drucksensors) das Kraftstoffzumeßsystem je nach Güte der Vorsteuerung auch mit verringerter Genauigkeit des Einspritzdrucks von der Vorsteuerung gesteuert betrieben werden kann. Durch die Vorsteuerung steht schließlich auch eine zusätzliche Diagnosemöglichkeit zur Verfügung. So kann aus der Regeldifferenz zwischen einer Vorsteuergröße am Ausgang der Vorsteuerung und dem Soll-Wert des Einspritzdrucks eine Aussage über die Funktionsfähigkeit eines Hochdruckkreises abgeleitet werden.
Statt die Vorsteuerung auf relativ aufwendige Weise aus physikalischen Grundgleichungen als mathematisches Model der Hochdruckpumpe auszuführen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, eine Vorsteuergröße der Vorsteuerung mit Hilfe von Kennfeldern zu ermitteln. Aus den Kennfeldern kann in Abhängigkeit von dem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine die Vorsteuergröße ermittelt werden. Die in den Kennfeldern gespeicherten Meßwerte können auf einfache Weise auf einem Prüfstand empirisch ermittelt werden. In den aufgenommen Meßwerten sind die sich auf den Einspritzdruck auswirkenden Effekte berücksichtigt.
In dem oder jedem Kennfeld sind in Abhängigkeit von einem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine Werte abgelegt, aus denen entweder unmittelbar oder mittelbar durch mathematische Verknüpfung der einzelnen Werte eine Vorsteuergröße der Vorsteuerung ermittelt werden kann.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Vorsteuergröße in Abhängigkeit von dem aktuellen in dem Hochdruckbereich herrschenden Einspritzdruck ermittelt wird. Des weiteren wird vorgeschlagen, dass die Vorsteuergröße in Abhängigkeit von der Drehzahl der Hochdruckpumpe ermittelt wird. Diese steht in direktem Zusammenhang mit der Förderrate der Pumpe. Schließlich wird vorgeschlagen, dass die Vorsteuergröße in Abhängigkeit von dem von der Brennkraftmaschine geforderten Kraftstoffstrom ermittelt wird. Es hat sich gezeigt, dass der aktuelle Einspritzdruck, die Drehzahl der Hochdruckpumpe und der von der Brennkraftmaschine geforderte Kraftstoffstrom die Haupteinflußgrößen auf den in dem Hochdruckbereich herrschenden Einspritzdruck sind. Aus dem Einspritzdruck und der Pumpendrehzahl kann die von der Hochdruckpumpe geförderte Kraftstoffmenge und aus dem geforderten Kraftstoffstrom und dem akutellen Einspritzdruck ein Soll-Förderstrom ermittelt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass als die Vorsteuergröße eine Ansteuergröße für die Hochdruckpumpe anhand einer Geradengleichung über dem von der Brennkraftmaschine geforderten Kraftstoffstrom ermittelt wird, wobei die Verstärkung und der Offset der Geradengleichung mit Hilfe von Kennfeldern in Abhängigkeit von dem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine ermittelt werden. Erfindungsgemäß ist also erkannt worden, dass die Pumpenansteuergröße als eine Geradengleichung über dem von der Brennkraftmaschine geforderten Kraftstoffstrom dargestellt werden kann. Die Verstärkung und der. Off set der Geradengleichung sind dabei abhängig von dem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine und können mit Hilfe von Kennfeldern ermittelt werden.
Vorteilhafterweise wird die Verstärkung der Geradengleichung mit Hilfe eines ersten Kennfelds in Abhängigkeit von der Drehzahl der Hochdruckpumpe und dem aktuellen Einspritzdruck ermittelt. Die von einem Steuergerät der Brennkraftmaschine berechnete Kenngröße für den aktuellen Kraftstoffbedarf der Brennkraftmaschine wird mit dem ersten Kennfeld multipliziert, in dem abhängig von der Drehzahl der Hochdruckpumpe und dem Einspritzdruck die Verstärkung der Geradengleichung abglegt ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Offset der Geradengleichung mit Hilfe eines zweiten Kennfelds in Abhängigkeit von der Drehzahl der Hochdruckpumpe und dem aktuellen Einspritzdruck ermittelt wird. Zu dem mittels des ersten Kennfeldes ermittelten Wert wird ein aus einem zweiten Kennfeld in Abhängigkeit von der Drehzahl der Hochdruckpumpe und dem Einspritzdruck ermittelter offset der Geradengleichung in dem aktuellen Betriebspunkt der Brennkraftmaschine addiert. Das Ergebnis der Geradengleichung mit den sich mit Hilfe des ersten Kennfeldes und des zweiten Kennfeldes ergebenden Werten (Verstärkung und Offset) stellt eine gute Annäherung an die wahre Ansteuergröße dar. Die Regeldifferenz, die von der übergeordneten Regelung des Einspritzdrucks dann noch ausgeregelt werden muß, ist sehr klein, so dass die Regelung eine besonders hohe Dynamik aufweist.
Unter Umständen kann eine Spannungskompensation und/oder eine Temperaturkompensation der Vorsteuergröße notwendig sein. Deshalb wird gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, dass die ermittelte Vorsteuergröße in Abhängigkeit von einer Versorgungsspannung einer Kraftfahrzeugbatterie und/oder von der Außentemperatur korrigiert wird. Vorteilhafterweise wird eine Korrekturgröße ebenfalls mit Hilfe von Kennfeldern spannungsabhängig bzw. temperaturabhängig ermittelt. Die Korrekturgröße ist bspw. ein Korrekturfaktor, mit dem die mit Hilfe des ersten Kennfeldes und des zweiten Kennfeldes ermittelte Vorsteuergröße multipliziert wird.
Der mit Hilfe des ersten Kennfeldes und des zweiten Kennfeldes ermittelte Wert der Vorsteuergröße stellt einen statischen Anteil dar. Bei starken Last- oder Drehzahlschwankungen sind jedoch relativ langsame Einschwingvorgänge zu beobachten, die von der Vorsteuerung ebenfalls berücksichtigt, d.h. beschleunigt, werden sollten. Aus diesem Grund wird gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgeschlagen, dass zu dem statischen Anteil der ermittelten Vorsteuergröße ein dynamischer Anteil addiert wird, durch den bei einer Änderung des Einspritzdrucks, der Drehzahl und/oder des Kraftstoffstroms ein Überschwingen der Vorsteuergröße ausgelöst wird. Durch das kurzzeitige Überschwingen der Vorsteuergröße können die Einschwingvorgänge insbesondere bei starken Last- oder Drehzahlschwankungen deutlich beschleunigt werden, was zu einer besonders hohen Dynamik des Kraftstoffzumeßsystems führt. Der dynamische Anteil wird vorteilhaftweise mit Hilfe eines differenzierenden Übertragungsgliedes, das vorzugsweise ein DT1-Verhalten aufweist, ermittelt. Das differenzierte Übertragungsglied kann bspw. immer bei einer Änderung des geforderten Kraftstoffstroms, der Drehzahl der Hochdruckpumpe oder des aktuellen Einspritzdrucks einen zusätzlichen Korrekturwert ermitteln und diesen bei der Berechnung der Vorsteuergröße berücksichtigen.
Die Erfindung betrifft auch ein Computerprogramm, das zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist, wenn es auf einem Rechengerät, insbesondere auf einem Mikroprozessor, abläuft. Besonders bevorzugt ist dabei, wenn das Computerprogramm auf einem Speicherelement, insbesondere auf einem Flash-Memory abgespeichert ist. Das Computerprogramm stellt in gleicher Weise die Erfindung dar, wie das Verfahren zu dessen Ausführung es geeignet ist.
Von besonderer Bedeutung ist die Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Form eines Speicherelements, das für ein Steuergerät eines Kraftstoffzumeßsystems einer Brennkraftmaschine vorgesehen ist. Dabei ist auf dem Speicherelement ein Computerprogramm abgespeichert, das auf einem Rechengerät, insbesondere auf einem Mikroprozessor, ablauffähig und zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist. In diesem Fall wird also die Erfindung durch ein auf dem Speicherelement abgespeichertes Computerprogramm realisiert, so dass dieses mit dem Computerprogramm versehene Speicherelement in gleicher Weise die Erfindung darstellt wie das Verfahren, zu dessen Ausführung das Computerprogramm geeignet ist. Als Speicherelement kann insbesondere ein elektrisches Speichermedium zur Anwendung kommen, bspw. ein Read-Only-Memory, ein Random-Access-Memory oder ein Flash-Memory.
Als eine weitere Lösung der Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird ausgehend von dem Steuergerät für ein Kraftstoffzumeßsystem einer Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art vorgeschlagen, dass das Steuergerät mindestens eine der Regelung des Einspritzdrucks unterlagerte Vorsteuerung aufweist und eine Vorsteuergrößemit Hilfe von mindestens einem Kennfeld in Abhängigkeit von einem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine ermittelt.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Steuergerät Mittel zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens aufweist.
Als noch eine weitere Lösung der Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird ausgehend von dem Kraftstoffzumeßsystem für eine Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art vorgeschlagen, dass das Kraftstoffzumeßsystem mindestens eine der Regelung des Einspritzdrucks unterlagerte Vorsteuerung aufweist und eine Vorsteuergröße mit Hilfe von einem Kennfeld in Abhängigkeit von einem-Betriebspunkt der Brennkraftmaschine ermittelt.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Kraftstoffzumeßsystem Mittel zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens aufweist.
Zeichnungen
Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Zeichnungen dargestellt sind. Es zeigen:
Figur 1
eine Brennkraftmaschine mit einem erfindungsgemäßen Kraftstoffzumeßsystem;
Figur 2
ein Blockschaltbild für die Ermittlung einer Vorsteuergröße einer Vorsteuerung des Einspritzdrucks gemäß der vorliegenden Erfindung;
Figur 3
ein Blockschaltbild für die Ermittlung eines dynamischen Anteils der Vorsteuergröße; und
Figur 4
ein Blockschaltbild für die Ermittlung eines statischen Anteils der Vorsteuergröße.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In Figur 1 ist eine direkteinspritzende Brennkraftmaschine 1 eines Kraftfahrzeugs dargestellt, bei der Kolben 2 in einem Zylinder 3 hin- und herbewegbar ist. Der Zylinder 3 ist mit einem Brennraum 4 versehen, der u.a. durch den Kolben 2, ein Einlaßventil 5 und ein Auslaßventil 6 begrenzt ist. Mit dem Einlaßventil 5 ist ein Ansaugrohr 7 und mit dem Auslaßventil 6 ein Abgasrohr 8 gekoppelt.
Im Bereich des Einlaßventils 5 und des Auslaßventils 6 ragen ein Einspritzventil 9 und eine Zündkerze 10 in dem Brennraum 4. Über das Einspritzventil 9 kann Kraftstoff in den Brennraum 4 eingespritzt werden. Mit der Zündkerze 10 kann Kraftstoff mit dem Brennraum 4 entzündet werden. Der Kolben 2 wird durch die Verbrennung des Kraftstoffs in den Brennraum 4 in eine Hin- und Herbewegung versetzt, die auf eine nicht dargestellte Kurbelwelle übertragen wird und auf diese ein Drehmoment ausübt.
Die Brennkraftmaschine 1 weist ein Kraftstoffzumeßsystem 11 auf, durch das der über das Einspritzventil 9 in den Brennraum 4 einzuspritzende Kraftstoff zugemessen wird. Das Kraftstoffzumeßsystem 11 weist einen Kraftstoffvorratsbehälter 12 auf, aus dem von einer als Elektrokraftstoffpumpe (EKP) ausgebildeten Vorförderpumpe 13 Kraftstoff in einen Niederdruckbereich ND des Kraftstoffzumeßsystems 11 gefördert wird. Eine Hochdruckpumpe 14 fördert Kraftstoff aus dem Niederdruckbereich ND in einen Hochdruckspeicher 16 in einem Hochdruckbereich HD des Kraftstoffzumeßsystems 11. Die Hochdruckpumpe 14 ist als eine 1-Zylinder-Hochdruckpumpe mit zwei Rückschlagventilen 17, einem Saugventil am Eingang und einem Druckventil am Ausgang der Hochdruckpumpe 14, und einem Mengensteuerventil 18 (MSV) ausgebildet. Durch das Mengensteuerventil 18 kann eine Rücklaufleitung 19 geöffnet bzw. geschlossen werden. Durch Öffnen des Mengensteuerventils 18 kann die Förderung der Hochdruckpumpe 14 unterbrochen werden, da der angesaugte Kraftstoff wieder in den Niederdruckkreislauf zurückgeschoben wird, anstatt in den Hochdruckkreislauf gefördert zu werden. Das Mengensteuerventil 18 wird mittels eines Steuersignals T angesteuert. Alternativ kann die Hochdruckpumpe 14 auch als eine 3- oder Mehrzylinder-Hochdruckpumpe mit einem Drucksteuerventil (DSV) ausgebildet sein, das mittels des Ansteuersignals T angesteuert wird.
Der Hochdruckspeicher 16 ist als eine Speicherleiste eines Common-Rail (CR)-Kraftstoffzumeßsystems ausgebildet. An dem Hochdruckspeicher 16 ist ein Drucksensor 24 angeordnet, der den in dem Hochdruckbereich HD herrschenden Einspritzdruck erfasst. Aus dem Hochdruckspeicher 16 zeigen mehrere - im vorliegenden Fall vier - Einspritzventile 9 ab, über die Kraftstoff in die Brennräume 4 der Zylinder 3 der Brennkraftmaschine 1 eingespritzt wird. Zum Einspritzen von Kraftstoff werden die Einspritzventile 9 mit einem entsprechenden Ansteuersignal ES angesteuert. Die Zündkerze 10 wird durch ein Ansteuersignal ZW angesteuert.
Um den Druck in dem Niederdruckbereich ND des Kraftstoffzumeßsystems 11 auf einem vorgebbaren Wert zu halten, ist in dem Niederdruckbereich ND ein Niederdruckregler 20 angeordnet, über den Kraftstoff aus dem Niederdruckbereich ND zurück in den Kraftstoffvorratsbehälter 12 fließen kann, falls der Druck in dem Niederdruckbereich einen vorgebbaren Druckwert übersteigt. Zwischen der Vorförderpumpe 13 und der Hochdruckpumpe 14 ist ein Kraftstofffilter 21 angeordnet.
Ein Steuergerät 22 der Brennkraftmaschine 1 ist von Eingangssignalen 23 beaufschlagt, die mittels Sensoren gemessene Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 1 oder andere Zustandsgrößen darstellen. Das Steuergerät 22 ist bspw. mït einem Luftmassensensor, einem Lambdasensor, einem Drehzahlsensor oder dem Drucksensor 24 (Sensorsignal p_r) verbunden. Das Steuergerät 22 erzeugt Ausgangssignale 25, mit denen über Aktoren bzw. Steller das Verhalten der Brennkraftmaschine 1 beeinflußt werden kann. Das Steuergerät 22 ist bspw. mit dem Einspritzventil 9 (Ansteuersignal ES), der Zündkerze 10 (Ansteuersignal ZW), dem Mengensteuerventil 18 (Ansteuersignal T) oder einer in dem Ansaugrohr 7 angeordneten Drosselklappe verbunden und erzeugt die zu deren Ansteuerung erforderlichen Signale.
Das Steuergerät 22 ist u.a. dazu vorgesehen, die Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine zu steuern und/oder zu regeln. Das Steuergerät 22 steuert bzw. regelt die von dem Einspritzventil 9 in den Brennraum 4 eingespritzte Kraftstoffmasse und den Zündzeitpunkt des in dem Brennraum 4 befindlichen Kraftstoff/Luft-Gemisches im Hinblick auf einem geringen Kraftstoffverbrauch und/oder eine geringe Schadstoffemission. Zu diesem Zweck ist das Steuergerät 22 mit einem Mikroprozessor 26 versehen, der in einem Speicherelement, insbesondere in einem Flash-Memory 27 ein Computerprogramm abgespeichert hat, das dazu geeignet ist, die genannte Steuerung bzw. Regelung durchzuführen.
Des weiteren ist das Steuergerät 22 dazu vorgesehen, den in dem Hochdruckspeicher 16 herrschenden Einspritzdruck p_r in Abhängigkeit von dem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine 1 zu regeln. Das in dem Flash-Memory 27 abgespeicherte Computerprogramm ist dazu geeignet, die Regelung des Einspritzdrucks auszuführen, wenn es auf dem Mikroprozessor 26 abläuft.
Die Brennkraftmaschine 1 aus Figur 1 kann in einer Vielzahl von Betriebsarten betrieben werden. So ist es bspw. möglich, die Brennkraftmaschine 1 in einem Homogenbetrieb, einem Schichtbetrieb oder einem homogenen Magerbetrieb zu betreiben. Zwischen den genannten Betriebsarten der Brennkraftmaschine 1 kann umgeschaltet werden. Derartige Umschaltungen werden ebenfalls von dem Steuergerät 22 durchgeführt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Regelung des Einspritzdrucks p_r mindestens eine Vorsteuerung unterlagert. Mit Hilfe der Vorsteuerung kann lastabhängig oder über die Drehzahl der Hochdruckpumpe 14 eine deutliche Verbesserung der dynamischen Eingenschaften der Einspritzdruck-Regelung erzielt werden. In Figur 2 ist ein Blockschaltbild für die Ermittlung einer Vorsteuergröße y einer Vorsteuerung des Einspritzdrucks p_r gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Über die Vorsteuergröße y wird die Hochdruckpumpe 14 derart angesteuert, dass sich als Einspritzdruck-Ist-Wert ein gewünschter Einspritzdruck-Soll-Wert einstellt. Eine Erhöhung des Einspritzdrucks p_r kann durch Erhöhung der Kraftstoffzufuhr in den Hochdruckspeicher 16 erzielt werden. Eine Reduzierung des Einspritzdrucks p_r kann durch geeignetes Ansteuern des Mengensteuerventils 18, durch das die Förderleistung der Hochdruckpumpe 14 reduziert werden.kann, erzielt werden.
Die Vorsteuergröße y wird aus der Summe eines stationären Anteils y_stat und eines dynamischen Anteils y_dyn berechnet. Ein Blockschaltbild zur Ermittlung des dynamischen Anteils y_dyn der Vörsteuergröße y ist in Figur 3 dargestellt. Zunächst wird ein Produkt aus einem Verstärkungsfaktor v und der von der Brennkraftmaschine 1 benötigten Kraftstoffmenge rk gebildet, das über ein differenzierendes Übertragungsglied mit einem DT1-Verhalten geführt wird. Das DT1-Übertragungsglied wird dadurch modelliert, dass von dem Produkt v·rk ein tiefpassgefilteter Anteil abgezogen wird. Die Zeitkonstante T_konst des Tiefpasses kann vorgegeben werden. Durch das Übertragungsglied wird bspw. bei starken Lastwechseln oder Schwankungen der Drehzahl n_HDP der Hochdruckpumpe 14 ein überhöhter Sprung des dynamischen Anteils y_dyn erzeugt. Aufgrund des erhöhten Sprungs schwingt die Vorsteuergröße y wesentlich schneller ein. Im stationären Zustand ist der dynamische Anteil y_dyn gleich Null.
In Figur 4 ist ein Blockschaltbild zur Ermittlung des statischen Anteils y_stat der Vorsteuergröße y dargestellt. Der statische Anteil y_stat wird durch einen Geradengleichung y_stat = a·rk + b angenähert. Die Verstärkung a der Geradengleichung wird mit Hilfe eines ersten Kennfeldes K1 in Abhängigkeit von der Drehzahl n_HDP der Hochdruckpumpe 14 und dem aktuellen Einspritzdruck p_r ermittelt und mit der von der Brennkraftmaschine 1 benötigten Kraftstoffmenge rk multipliziert. Der Offset b der Geradengleichung wird mit Hilfe eines zweiten Kennfeldes K2 ebenfalls in Abhängigkeit von der Drehzahl n_HDP der Hochdruckpumpe 14 und dem aktuellen Einspritzdruck p_r ermittelt. Die Summe aus dem Offset b und dem Produkt aus Verstärkung a und Kraftstoffmenge rk bildet den stationären Anteil y_stat.
In dem ersten Kennfeld K1 sind betriebspunktabhängig verschiedene Werte für die Verstärkung a der Geradengleichung abgelegt. Ebenso sind in dem zweiten Kennfeld K2 betriebspunktabhängig verschiedene Werte für den Offset b der Geradengleichung abgelegt. Die in den Kennfeldern K1, K2 abgelegten Werte können auf einfache Weise bspw. auf einem Prüfstand empirisch ermittelt werden. Der Vorteil empirisch ermittelter Werte liegt insbesondere darin, dass sämtliche Störgrößen, die sich auf den Einspritzdruck p_r auswirken, Berücksichtigung finden.
Falls erwünscht, kann eine Kraftfahrzeugbatterie-Spannungsoder Temperaturkompensation vorgesehen werden. Es ist bspw. denkbar, auf den stationären Wert y_stat einen. Korrekturwert zu berücksichtigen, der aus einem spannungsoder temperaturabhängigen Kennfeld ermittelt wird.

Claims (13)

  1. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (1) mit einem Kraftstoffzumesssystem (11), bei dem Kraftstoff von einer Vorförderpumpe (13) aus einem Kraftstoffvorratsbehälter (12) in einen Niedecdruckbeceich (ND) des Kraftstoffzumesssystems (11) und von einer Hochdruckpumpe (14) aus dem Niederdruckbereich (ND) in einen Hochdruckbereich (HD) des Kraftstoffzumesssystems (11) gefördert und in dem Hochdruckbereich (HD) mit einem Einspritzdruck (p_r) anliegender Kraftstoff über mindestens ein Einspritzventil (9) zumindest indirekt in einen Brennraum (4) der Brennkraftmaschine (1) eingespritzt wird, und der Einspritzdruck (p_r) geregelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Regelung des Einspritzdrucks (p_r) mindestens eine Vorsteuerung unterlagert wird, wobei eine Vorsteuergröße (y) mit Hilfe von mindestens einem Kennfeld (K1, K2) in Abhängigkeit von einem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine (1) durch Addition eines statischen Anteils. (y_stat) und eines dynamischen Anteils (y_dyn), durch den bei einer Änderung des Einspritzdrucks (p_r), einer Drehzahl (n_HDP) der Hochdruckpumpe (14) und/oder eines von der Brennkraftmaschine (1) geforderten Kraftstoffstroms (rk) ein überschwingen der Vorsteuergröße (y) ausgelöst wird, ermittelt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsteuergröße (y) in Abhängigkeit von dem aktuellen Einspritzdruck (p_r) ermittelt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als der statische Anteil (y_stat) eine Ansteuergröße für die Hochdruckpumpe (14) anhand einer Geradengleichung (y=a.rk+b) über dem von der Brennkraftmaschine (1) geforderten Kraftstoffstrom (rk) ermittelt wird, wobei die Verstärkung (a) und der Offset (b) der Geradengleichung mit Hilfe von Kennfeldern (K1, K2) in Abhängigkeit von dem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine (1) ermittelt werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkung (a) der Geradengleichung mit Hilfe eines ersten Kennfelds (K1) in Abhängigkeit von der Drehzahl (n_HDP) der Hochdruckpumpe (14) und dem aktuellen Einspritzdruck (p_r) ermittelt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Offset (b) der Geradengleichung mit Hilfe eines zweiten Kennfelds (K2) in Abhängigkeit von der Drehzahl (n_HDP) der Hochdruckpumpe (14) und dem aktuellen Einspritzdruck (p_r) ermittelt wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die ermittelte Vorsteuergröße (y) in Abhängigkeit von einer Versorgungsspannung einer Kraftfahrzeugbatterie und/oder von der Außentemperatur korrigiert wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Korrektur der ermittelten Vorsteuergröße (y) eine Korrekturgröße mit Hilfe von Kennfeldern spannungsabhängig bzw. temperaturabhängig ermittelt wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der dynamische Anteil (y_dyn) mit Hilfe eines differenzierenden Übertragungsglieds (DT1), das vorzugsweise ein DT1-Verhalten aufweist, ermittelt wird.
  9. Computerprogramm, das auf einem Rechengerät, insbesondere auf einem Mikroprozessor (26) eines Steuergeräts (22) für ein Kraftstoffzumesssystem (11), ablauffähig ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Computerprogramm zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 programmiert ist, wenn es auf dem Rechengerät abläuft.
  10. Computerprogramm nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Computerprogramm auf einem Speicherelement, insbesondere auf einem Flash-Memory (27) abgespeichert ist.
  11. Speicherelement, insbesondere Read-Only-Memory, Random-Access-Memory oder Flash-Memory (27), für ein Steuergerät (22) eines Kraftstoffzumesssystems (11) einer Brennkraftmaschine (1), auf dem ein Computerprogramm abgespeichert ist, das auf einem Rechengerät, insbesondere auf einem Mikroprozessor (26), ablauffähig und zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 programmiert ist.
  12. Steuergerät (22) für ein Kraftstoffzumesssystem (11) einer Brennkraftmaschine (1), wobei das Kraftstoffzumesssystem (11) eine Vorförderpumpe (13) zum Fördern von Kraftstoff aus einem Kraftstoffvorratsbehälter (12) in einen Niederdruckbereich (ND) des Kraftstoffzumesssystems (11), eine Hochdruckpumpe (14) zum Fördern von Kraftstoff aus dem Niederdruckbereich (ND) in einen Hochdruckbereich (HD) des Kraftstoffzumesssystems (11) und mindestens ein Einspritzventil (9) zum zumindest indirekten Einspritzen von in dem Hochdruckbereich (HD) mit einem Einspritzdruck (p_r) anliegendem Kraftstoff in einen Brennraum (4) der Brennkraftmaschine (1) aufweist, und das Steuergerät (22) den Einspritzdruck (p_r) regelt, dadurch gekennzeichnet, dass der Regelung des Einspritzdrucks (p_r) mindestens eine Vorsteuerung unterlagert ist, wobei das Steuergerät (22) eine Vorsteuergröße (y) mit Hilfe von mindestens einem Kennfeld (K1, K2) in Abhängigkeit von einem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine (1) durch Addition eines statischen Anteils (y_stat) und eines dynamischen Anteils (y_dyn), durch den bei einer Änderung des Einspritzdrucks (p_r), einer Drehzahl (n_HDP) der Hochdruckpumpe (14) und/oder eines von der Brennkraftmaschine (1) geforderten Kraftstoffstroms (rk) ein Überschwingen der Vorsteuergröße (y) ausgelöst wird, ermittelt.
  13. Steuergerät (22) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (22) Mittel zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 2 bis 8 aufweist.
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