EP1581735B1 - Verfahren zum ansteuern eines druckregelventils in einem kraftstoffeinspritzsystem einer brennkraftmaschine - Google Patents

Verfahren zum ansteuern eines druckregelventils in einem kraftstoffeinspritzsystem einer brennkraftmaschine Download PDF

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EP1581735B1
EP1581735B1 EP03775075A EP03775075A EP1581735B1 EP 1581735 B1 EP1581735 B1 EP 1581735B1 EP 03775075 A EP03775075 A EP 03775075A EP 03775075 A EP03775075 A EP 03775075A EP 1581735 B1 EP1581735 B1 EP 1581735B1
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pressure
setpoint
fuel
internal combustion
combustion engine
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Andreas Kellner
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Robert Bosch GmbH
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Definitions

  • the invention relates to a method for controlling a pressure prevailing in a fuel accumulator of a fuel injection system of an internal combustion engine to a predetermined pressure setpoint according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a computer program and a control device for carrying out this method and an internal combustion engine with a corresponding control device.
  • the invention relates to a known fuel injection system, as in Fig. 7 is shown and described below.
  • the fuel injection system 700 as a central part of a fuel storage 710th having.
  • the pressure in this fuel reservoir 710 is detected by a pressure sensor 720 as the actual pressure p ist and supplied to a pressure regulator 730.
  • the pressure regulator 730 compares the actual pressure p ist with a pressure setpoint p soll specified for the fuel accumulator 710.
  • the pressure regulator 730 provides at its output a manipulated variable for the amount of fuel to be delivered by a high-pressure pump 760.
  • This manipulated variable is converted by means of a calculation device 740 with reference to a characteristic into a current representing the manipulated variable.
  • This current serves as an input to a metering unit 750, which functions as a fuel throttle, by adjusting the amount of fuel to be delivered by its downstream high-pressure pump 760 as dictated by the magnitude of the current supplied to it.
  • the fuel stored under pressure in the fuel accumulator 710 is injected via injection valves 770 directly into the combustion chambers 800 of the internal combustion engine.
  • the fuel accumulator 710 is followed by a pressure control valve 200.
  • a pressure control valve 200 Via the pressure regulating valve 200, fuel and thus also pressure is discharged from the fuel accumulator 710 when the actual pressure p ist in the fuel accumulator 710 is greater than the predetermined pressure setpoint p soll .
  • the pressure control valve 200 is controlled, if necessary, with a current representing the desired pressure p soll . This current is provided by a control device 100. Although the current is regulated, the pressure control valve 200 is still not part of a control circuit, because its output is not fed back.
  • the method described there and above has the disadvantage that it is for the claimed adaptation of the characteristic the pressure control valve requires two stationary operating points; because only with at least two points can be carried out an interpolation of a characteristic.
  • Two suitable operating points would be, for example, idling and a constant speed ride on the highway. These two operating states must be maintained for a certain time. While idling is achieved at least once in almost every ride in everyday life, this is rarely the case for a constant high speed ride. In particular, during short city trips the speed of the vehicle usually fluctuates too much, as that an accurate determination of points on the characteristic curve would be possible. For this reason, the at least two stationary operating states of the internal combustion engine required for the characteristic curve adaptation are almost never reached in everyday operation. This has the consequence that the method described in said application can not be used in the everyday operation of a motor vehicle.
  • a nominal pressure / current (p / I) characteristic in the sense of this invention describes a characteristic curve averaged from all p / I characteristic curves of a batch of pressure regulating valves produced or else the characteristic of that pressure regulating valve from the charge which at a certain current fed in only up to the lowest pressure or maximum pressure - compared to all other pressure control valves from the same batch - blocks.
  • the method is executed only when not only the thrust state has used, but if in addition also by a pressure regulator for the high-pressure pump of the internal combustion engine predetermined fuel delivery is less than a predetermined threshold q min .
  • the execution of the method is then stopped when the thrust state of the internal combustion engine is terminated or the predetermined fuel delivery rate is greater than the threshold value q min .
  • a further improvement of the method is achieved by taking into account an offset value at the predetermined pressure setpoint. By taking into account the offset value, it is ensured that the pressure regulating valve reliably blocks a specific pressure in the event of a certain current fed in.
  • FIG. 1a shows a fuel injection system 700 according to the invention. Its basic structure and principle of operation have already been described above with reference to FIG. 7 explained in more detail. Same components of fuel injection systems in the FIGS. 1a and 7 are designated by the same reference numerals.
  • the main difference between the fuel injection system according to the invention according to FIG. 1a and the known system according to FIG. 7 consists in that in the system according to the invention the predetermined by the pressure regulator 730 for the high-pressure pump 760 fuel flow rate qZME and the engine control (not shown here) predetermined injection quantity QE, both in the form of set values, the control device 100 is supplied and evaluated by this become. According to the invention, the control device 100 takes into account these two set quantities for the regulation of the flow for controlling the pressure control valve 200, as follows is described in detail.
  • FIG. 1b illustrated with occasional reference to FIG. 1a the structure and operation of the control device 100 according to the invention.
  • first p to 700 set an internal combustion engine for a fuel tank 710 of a fuel injection, a pressure setpoint. It is then calculated by means of a first calculation unit 110, a preliminary current setpoint for controlling the pressure control valve actually used 200 so that the pressure control valve locks the predetermined pressure setpoint safely.
  • the calculation is carried out with the aid of a nominal pressure / flow p / I characteristic of pressure control valves of the same type as the pressure control valve 200 actually used, stored in a first memory device (not shown).
  • FIG. 2 shows various examples of such a rated p / I characteristic. All three characteristics shown there have preferably been determined from a production batch of pressure control valves. Thus, a first, with “minimum barrier pressure” designated characteristic shows the behavior of that pressure control valve from the batch, which - in comparison with all other pressure control valves of the same batch - at an injected current I only the smallest, that is minimum pressure p 1 blocks safely. In contrast, the characteristic curve labeled "average barrier pressure” represents a statistically averaged p / I characteristic curve from the characteristics of all pressure control valves of the production batch. Finally, the characteristic curve designated by “maximum barrier pressure” designates the behavior of the pressure control valve of the charge which, with the same injected current I, reliably blocks the maximum pressure p 2 in comparison with all other pressure control valves of the same production charge.
  • minimum barrier pressure designated characteristic shows the behavior of that pressure control valve from the batch, which - in comparison with all other pressure control valves of the same batch - at an injected current I only the
  • a rated p / I characteristic as in FIG. 2 As shown, the behavior of a pressure regulating valve 200 actually used in an internal combustion engine is insufficient because its behavior due to manufacturing tolerances may more or less deviate from the behavior represented by the nominal p / I characteristic. For a precise control of the pressure control valve, it is therefore necessary to adapt a known nominal p / I characteristic to the behavior of the pressure control valve 200 actually used. This is done according to the invention, as will be explained below, during normal operation of the internal combustion engine in a motor vehicle.
  • a first subtractor 120 is provided, by means of which a control deviation is determined which represents the difference between the actual pressure p ist in the fuel accumulator and the predetermined pressure setpoint p soll for the fuel accumulator 710.
  • Downstream of the first subtraction device 120 is, for example, a smoothing filter 130 and an integration device 140 in order to calculate an adaptation factor from the control deviation.
  • this adjustment factor is already used directly for a correction of the provisional current setpoint.
  • this requires a linear relationship between the weighting factor G and P.
  • the correction of the preliminary current setpoint can be made by simply multiplying it by the adjustment factor.
  • the third calculating means 160 and the second subtracting means 150 are then dispensable; the latter is replaced by the multiplier 170, which then receives the preliminary current set point and the adjustment factor as factors to be multiplied together at their inputs. At the output of the multiplier then becomes the calculated by the multiplication of the two factors corrected current setpoint for controlling the pressure control valve 200 output.
  • This corrected current setpoint I soll is compared to the provisional current setpoint better adapted to the behavior of the pressure control valve actually used and leads in its supply to the pressure control valve in a first approximation already to a fairly precise realization of the predetermined pressure setpoint for the fuel storage 710th
  • the previously calculated current correction value I corr can be further specified by weighting the adjustment factor used in its calculation.
  • This weighting preferably takes place in accordance with the predetermined pressure setpoint p soll for the fuel accumulator 710 and a weighting factor to be determined as a function of this pressure setpoint p soll , the magnitude of this weighting factor being taken from a weighting curve stored in a second memory device (not shown) of the control device 100 can.
  • the weighting factor is taken into account that the size of the blocked by a pressure control valve 200 pressure in different operating conditions, that is, in particular, depending on the size of the desired barrier pressure, scatters.
  • the weighting factor is calculated from the predetermined desired pressure value with the aid of the stored weighting curve, and subsequently multiplied by the multiplication device 170 with the adaptation factor to form the improved current correction value.
  • the predetermined pressure setpoint p soll for the fuel storage 710 comprises an offset value.
  • This offset value is added by means of an adder 180 to an original pressure setpoint.
  • the offset value ensures that the pressure control valve 200 actually used at a injected current setpoint value I soll the original nominal pressure value p should definitely secure locks.
  • control device 100 For all embodiments of the control device 100 just described, it is provided according to the invention that they are only used in the case of a thrust operation of the internal combustion engine, that is, they are used only for this operating state for calculating the corrected current setpoint. According to the invention, this is ensured by a shift detection device 300 which interrupts the calculation of the corrected current setpoint with the aid of the claimed control device 100, in particular when there is no thrust operation. For the interruption of the method or the calculation, the thrust detection device 300 controls a switching device 190 accordingly.
  • This switching device 190 consists of a plurality of switching elements 190-1, 190-2 and 190-3, which are arranged at different locations within the control device 100.
  • such a switching element 190-1 is preferably located at the offset input of the adder 180 in order, if appropriate, to suppress the addition of the offset value.
  • such a switching element 190-2 may be provided in front of the smoothing filter 130 in order to prevent the switching of the control deviation on the smoothing filter.
  • such a switching element 190-3 may be provided between the smoothing filter 130 and the integrator 140.
  • the thrust detection device 300 initiates the inventive method for characteristic adaptation by driving the switching elements 190 when a thrust state of the internal combustion engine is present, ie when the fuel injected into the combustion chambers of the internal combustion engine is zero and when the metering unit 750 for a high-pressure pump of Internal combustion engine predetermined fuel target delivery less than or equal to a predetermined Threshold q is min .
  • the latter condition ensures that the in Fig. 1a shown control circuit consisting of fuel storage 710, pressure sensor 720, pressure regulator 730, calculation device 740, metering unit 750 and high-pressure pump 760 is not active, ie that a constant small or no flow rate is set.
  • FIG. 3 the relationship between fuel flow rate and thrust operation of the internal combustion engine is graphically illustrated by means of the lower curve in the diagram.
  • the left part of the diagram it can be seen that when the engine is transitioning from a load operation to the overrun mode, the amount of fuel to be delivered by the high-pressure pump 760 drops significantly, and vice versa, when a load operation resumes from a previous one Thrust operation of the internal combustion engine, the fuel flow increases again.
  • the predetermined fuel delivery rate for the high pressure pump drops significantly in overrun.
  • FIG. 4 illustrates the effects of a first application of the method according to the invention on the pressure drop in the overrun operation of the internal combustion engine.
  • the offset between the line for the minimum barrier pressure and the line for the pressure setpoint of the fuel storage is omitted, that is, that these two lines have collapsed.
  • the different characteristic curves for minimum, average and maximum barrier pressure, in particular with prolonged duration of the overrun operation move closer together.
  • the delivery rate of the high-pressure pump 760 remains greater than zero in overrun mode, but below a predetermined threshold q min . This ensures that the pressure control valve 200 the Pressure sets and not any leaks.
  • FIG. 4 Figure 3 illustrates the calculation of the adjustment factor according to the present invention for pressure control valves 200 having different barrier pressures.
  • the method according to the invention does not start, and accordingly no adaptation of the adaptation factor takes place; he stays zero. Only with the onset of the thrust operation, a control deviation between the actual pressure p ist in the fuel storage 710 and the pressure setpoint p set is established by the then inventive method. The determined deviation is naturally different depending on the actually used pressure control valve: It is particularly large when the pressure control valve with maximum blocking pressure is used as a pressure control valve. It is average when using the pressure regulator with average barrier pressure and is minimal in FIG.
  • FIG. 5 illustrates the effects of an iterative repetition of the application of the method according to the invention.
  • the adaptation factor is preset to a value ⁇ 0 as determined in previous runs of the method and held in the integration unit 140.
  • the adaptation factor is stored in a memory 195, and after the control unit is switched back on, this stored calibration factor is written into an initialization input of the integration unit 140.
  • FIG. 6 finally, shows the simulated result of a frequent repetition of the claimed method. It can be seen that the p / I characteristics for pressure control valves of different quality of a batch move closer together. That is, for a desired setpoint flow, the dispersion of pressures at different pressure control valves of a batch much lower than without the use of the method that corrects the injected nominal currents. If characteristic curves drift as a function of the service life, the effect of such undesired drifts on the p / I characteristic can be counteracted by repeatedly repeating the claimed method during the service or service life of the pressure control valves.
  • the method described above for controlling a pressure regulating valve can be realized both in the form of an electronic hardware circuit and in the form of software.
  • the controller 100 then includes either the hardware circuitry or the software or a combination of both to perform the claimed method of driving a pressure regulator 200.
  • a software implementation it is possible that the FIG. 1b if appropriate, store corresponding computer program together with further computer programs for controlling and / or regulating the fuel injection system 700 on a computer-readable data carrier.
  • a computer-readable data carrier This may be a floppy disk, a compact disk (so-called CD), a so-called flash memory or the like.
  • the software stored on the data carrier can then be sold as a product to a customer.
  • FIG. 1b corresponding computer program optionally together with other computer programs for controlling and / or regulating the fuel injection system 700 - without the aid of an electronic storage medium - via to transmit an electronic communications network as a product to a customer and to sell in this way.
  • the communication network may in particular be the Internet.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, ein Computerprogramm und eine Regelvorrichtung zum Ansteuern eines Druckregelventils (200) in einem Kraftstoffeinspritzsystem (700) einer Brennkraftmaschine. Das Verfahren umfasst die Schritte: Ermitteln eines vorläufigen Strom-Sollwertes mit Hilfe einer Nenn-P/I-Kennlinie von Druckregelventilen zum Ansteuern des Druckregelventils; Ermitteln einer Regelabweichung durch Vergleichen eines vorgegebenen Drucksollwertes für einen Kraftstoffspeicher (710) mit dem tatsächlichen Druck in dem Kraftstoffspeicher; Ermitteln eines Strom-Korrekturwertes nach Massgabe durch die ermittelte Regelabweichung und Ermitteln eines korrigierten Strom-Sollwertes durch Korrigieren des vorläufigen Strom-Sollwertes um den Strom-Korrekturwert. Um eine derartige Anpassung des Strom-Sollwertes beziehungsweise eine derartige Adaption der Druck-Strom-Kennlinie auch bei nicht stationärem Betrieb der Brennkraftmaschine zu ermöglichen, wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, das Verfahren nur dann auszuführen, wenn die Brennkraftmaschine in einem Schub-Zustund betrieben wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung eines in einem Kraftstoffspeicher eines Kraftstoffeinspritzsystems einer Brennkraftmaschine herrschenden Drucks auf einen vorgegebenen Drucksollwert nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Computerprogramm und eine Regelvorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens und eine Brennkraftmaschine mit einer entsprechenden Regelvorrichtung.
    • Stand der Technik
  • Aus der DE 197 08 308 A1 ist ein Verfahren zur Regelung eines in einem Kraftstoffspeicher eines Kraftstoffeinspritzsystems einer Brennkraftmaschine herrschenden Drucks auf einen vorgegebenen Drucksollwert bekannt. Das dort beschriebene Verfahren hat jedoch deutliche Unterschiede zu dem Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 hinsichtlich der konkreten Realisierung.
  • Die Erfindung bezieht sich auf ein bekanntes Kraftstoffeinspritzsystem, wie es in Fig. 7 dargestellt ist und nachfolgend beschrieben wird.
  • Aus Fig. 7 ist zu erkennen, dass das Kraftstoffeinspritzsystem 700 als zentralen Bestandteil einen Kraftstoffspeicher 710 aufweist. Der Druck in diesem Kraftstoffspeicher 710 wird von einem Drucksensor 720 als tatsächlicher Druck pist erfasst und einem Druckregler 730 zugeführt. Der Druckregler 730 vergleicht den tatsächlichen Druck pist mit einem für den Kraftstoffspeicher 710 vorgegebenen Drucksollwert psoll. Für den Fall einer festgestellten Regelabweichung zwischen den beiden Drücken stellt der Druckregler 730 an seinem Ausgang eine Stellgröße für die von einer Hochdruckpumpe 760 zu fördernde Kraftstoffmenge zur Verfügung. Diese Stellgröße wird mit Hilfe einer Berechnungseinrichtung 740 unter Bezugnahme auf eine Kennlinie in einen die Stellgröße repräsentierenden Strom umgewandelt. Dieser Strom dient als Eingangsgröße für eine Zumesseinheit 750, welche als Kraftstoff-Drossel fungiert, indem sie die von der ihr nachgeschalteten Hochdruckpumpe 760 zu fördernde Kraftstoffmenge nach Maßgabe durch die Größe des ihr zugeführten Stromes einstellt. Der unter Druck in dem Kraftstoffspeicher 710 gespeicherte Kraftstoff wird über Einspritzventile 770 direkt in die Brennkammern 800 der Brennkraftmaschine eingespritzt.
  • Um einen eventuell zu großen Druck in dem Kraftstoffspeicher 710 gegebenenfalls schnell reduzieren zu können, ist dem Kraftstoffspeicher 710 ein Druckregelventil 200 nachgeschaltet. Über das Druckregelventil 200 wird Kraftstoff und damit auch Druck aus dem Kraftstoffspeicher 710 abgelassen, wenn der tatsächliche Druck pist in dem Kraftstoffspeicher 710 größer als der vorgegebene Drucksollwert psoll ist. Zu diesem Zweck wird das Druckregelventil 200 im Bedarfsfall mit einem den Solldruck psoll repräsentierenden Strom angesteuert. Dieser Strom wird von einer Regelvorrichtung 100 bereitgestellt. Wenn auch der Strom geregelt wird, so ist das Druckregelventil 200 dennoch nicht Bestandteil eines Regelkreises, weil seine Ausgangsgröße nicht rückgekoppelt wird.
  • Genauer gesagt umfasst das traditionelle Verfahren zur Ansteuerung des Druckregelventils mit einem von der Regelvorrichtung 100 bereitgestellten Strom folgende Schritte:
    1. a) Vorgeben eines Drucksollwertes psoll für einen Kraftstoffspeicher 710 des Einspritzsystems 700;
    2. b) Ermitteln eines vorläufigen Strom-Sollwertes zum Ansteuern des Druckregelventils 200, damit dieses einen Druck von mindestens dem Drucksollwert sicher sperrt, mit Hilfe einer Nenn-P/I-Kennline von Druckregelventilen;
    3. c) Ermitteln einer Regelabweichung durch Vergleichen des Drucksollwertes mit dem tatsächlichen Druck in dem Kraftstoffspeicher 710;
    4. d) Ermitteln eines Strom-Korrekturwertes zur Anpassung des vorläufigen Stromwertes an das tatsächlich verwendete Druckregelventil 200 nach Maßgabe durch die Regelabweichung; und
    5. e) Ermitteln eines korrigierten Strom-Sollwertes zur Ansteuerung des tatsächlich verwendeten Druckregelventils 200 durch Korrigieren des vorläufigen Strom-Sollwertes um den Strom-Korrekturwert.
  • Anders ausgedrückt, durch das beschriebene Verfahren der Korrektur des Stromes zur Ansteuerung des Druckregelventils 200 wird praktisch eine Adaption der zunächst vorgegebenen Nenn-Druck/Strom (p/I)-Kennlinie, die das Verhalten von Druckregelventilen im allgemeinen, insbesondere von Ventilen einer Produktionscharge repräsentiert, an das Verhalten des tatsächlich verwendeten Druckregelventils 200 vorgenommen.
  • Ein derartiges Verfahren sowie das eingangs erwähnte Computerprogramm, die erwähnte Regelvorrichtung und die erwähnte Brennkraftmaschine sind aus der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 101 31 507.4 bekannt.
  • Das dort und oben beschriebene Verfahren hat jedoch den Nachteil, dass es für die beanspruchte Adaption der Kennlinie des Druckregelventils zwei stationäre Betriebspunkte benötigt; denn nur mit mindestens zwei Punkten lässt sich eine Interpolation einer Kennlinie durchführen. Zwei geeignete Betriebspunkte wären zum Beispiel der Leerlauf und eine Fahrt mit konstanter Geschwindigkeit auf der Autobahn. Diese beiden Betriebszustände müssen über eine gewisse Zeit aufrechterhalten werden. Während ein Leerlaufbetrieb bei fast jeder Fahrt im Alltag mindestens einmal erreicht wird, ist dies für eine Fahrt mit konstanter hoher Geschwindigkeit nur eher selten der Fall. Insbesondere während kurzer Stadtfahrten schwankt die Geschwindigkeit des Fahrzeugs in der Regel zu stark, als dass eine genaue Bestimmung von Punkten auf der Kennlinie möglich wäre. Deshalb werden im Alltagsbetrieb die für die Kennlinienadaption erforderlichen mindestens zwei stationären Betriebszustände der Brennkraftmaschine so gut wie nie erreicht. Dies hat zur Folge, dass das in besagter Anmeldung beschriebene Verfahren im alltäglichen Betrieb eines Kraftfahrzeugs nicht angewendet werden kann.
  • Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es die Aufgabe der Erfindung, die Genauigkeit der Ansteuerung eines Druckregelventils, das nicht Bestandteil des Druckregelkreises ist, zur Reduzierung des in dem Kraftstoffspeicher herrschenden Drucks zu verbessern, insbesondere eine einfache und leicht realisierbare Möglichkeit zu schaffen, die Nenn-Druck/Strom-Kennlinie des Druckregelventils an das Verhalten des tatsächlich verwendeten Druckregelventils zu adaptieren.
  • Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 dadurch gelöst, dass in einem Schub-Zustand der Brennkraftmaschine eine Nenn-Druck/Strom-Kennlinie des Druckregelventils, die das Verhalten von Druckregelventilen im allgemeinen, insbesondere von Druckregelventilen einer Produktionscharge repräsentiert, an das Verhalten des tatsächlich verwendeten Druckregelventils adaptiert wird.
    • Vorteile der Erfindung
  • Ein Schub-Zustand liegt bei einer Brennkraftmaschine dann vor, wenn kein Kraftstoff in die Brennkammern der Brennkraftmaschine eingespritzt wird. Eine Nenn-Druck/Strom (p/I)-Kennlinie im Sinne dieser Erfindung beschreibt eine aus allen p/I-Kennlinien einer Charge von produzierten Druckregelventilen gemittelte Kennlinie oder aber die Kennlinie desjenigen Druckregelventils aus der Charge, welches bei einem bestimmten eingespeisten Strom nur bis zu dem geringsten Druck oder den maximalen Druck - im Vergleich zu allen anderen Druckregelventilen aus derselben Charge - sperrt.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass zum Ansteuern des Druckregelventils die nachfolgenden Schritte ausgeführt werden:
    • f) Ermitteln eines vorläufigen Strom-Sollwertes zum Ansteuern des Druckregelventils, damit dieses einen Druck in dem Kraftstoffspeicher von mindestens dem Drucksollwert sicher sperrt, mit Hilfe der Nenn-Druck/Strom-Kennlinie;
    • g) Ermitteln eines Strom-Korrekturwertes zur Anpassung des vorläufigen Strom-Sollwertes an das tatsächlich verwendete Druckregelventil nach Maßgabe durch die Regelabweichung; und
    • h) Ermitteln eines korrigierten Strom-Sollwertes zur Ansteuerung des tatsächlich verwendeten Druckregelventils durch Korrigieren des vorläufigen Strom-Sollwertes um den Strom-Korrekturwert.
  • Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist es vorteilhaft, dass das Verfahren nur dann ausgeführt wird, wenn nicht nur der Schub-Zustand eingesetzt hat, sondern wenn zusätzlich auch die von einem Druckregler für die Hochdruckpumpe der Brennkraftmaschine vorgegebene Kraftstofffördermenge kleiner gleich einem vorgegebenen Schwellenwert qmin ist.
  • Weiterhin ist es von Vorteil, dass die Ausführung des Verfahrens dann abgebrochen wird, wenn der Schub-Zustand der Brennkraftmaschine beendet wird oder die vorgegebene Kraftstoff-Fördermenge größer als der Schwellenwert qmin ist.
  • Es ist vorteilhaft, den aus der Regelabweichung abgeleiteten Anpassungsfaktor zur Berechnung des Strom-Korrekturwertes nach Maßgabe durch die Größe der Streuung des von dem Druckregelventil zu sperrenden Druckes zu gewichten, weil diese Streuung mit zunehmender Größe des in das Druckregelventil eingespeisten Stromes wächst.
  • Es ist weiterhin vorteilhaft, den im Rahmen einer durchgeführten Anpassung der p/I-Kennlinie an das Verhalten des tatsächlich verwendeten Druckregelventils ermittelten Anpassungsfaktor oder Strom-Korrekturwert zu speichern, damit eine nachfolgende Durchführung des Verfahrens mit dem gespeicherten Anpassungsfaktor oder Strom-Korrekturwert als Startwert beginnen kann. Auf diese Weise wird iterativ eine verbesserte Ansteuerung des tatsächlich verwendeten Druckregelventils erreicht.
  • Eine weitere Verbesserung des Verfahrens wird durch die Berücksichtigung eines Offset-Wertes bei dem vorgegebenen Drucksollwert erreicht. Durch die Berücksichtigung des Offset-Wertes wird sichergestellt, dass das Druckregelventil bei einem bestimmten eingespeisten Strom einen bestimmten Druck auf jeden Fall sicher sperrt.
  • Es ist von Vorteil, das beschriebene Verfahren während eines Betriebs der Brennkraftmaschine kontinuierlich iterativ zu wiederholen, um damit eine stetig verbesserte Ansteuerung des Druckregelventils zu erreichen. Weiterhin ist es vorteilhaft, dieses Verfahren während der gesamten Lebens- bzw. Einsatzdauer des Druckregelventils zu wiederholen, weil dessen Druck/Strom-Kennlinie während seiner Lebensdauer driftet.
  • Die oben beschriebene Aufgabe der Erfindung wird weiterhin durch ein Computerprogramm nach Anspruch 9, durch eine Regelvorrichtung nach Anspruch 11 sowie durch eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 20 gelöst. Die Vorteile des Computerprogramms, der Regelvorrichtung und der Brennkraftmaschine entsprechen den oben mit Bezug auf das beanspruchte Verfahren beschriebenen Vorteilen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
    • Zeichnungen
  • Es folgt nun eine detaillierte Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren, wobei
    • Figur 1a
    das Kraftstoffeinspritzsystem gemäß der Erfindung;
    Figur 1b
    das Verfahren und den Aufbau der Regelvorrichtung gemäß der Erfindung;
    Figur 2
    Nenn-P/I-Kennlinien eines Druckregelventils;
    Figur 3
    die Ansteuerung von Druckregelventilen unterschiedlicher Güte während des Schubbetriebs der Brennkraftmaschine vor Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
    Figur 4
    die Ansteuerung von Druckregelventilen unterschiedlicher Güte während des Schubbetriebs bei einer ersten Anwendung des beanspruchten Verfahrens;
    Figur 5
    die Ansteuerung der Druckregelventile unterschiedlicher Güte während des Schubbetriebs der Brennkraftmaschine nach der ersten Lernphase;
    Figur 6
    eine durch das erfindungsgemäße Verfahren angepasste P/I-Kennlinie des Druckregelventils für unterschiedliche von dem Druckregelventil für eine Hochdruckpumpe vorgegebene Kraftstofffördermengen; und
    Fig. 7
    ein Kraftstoffeinspritzsystem gemäß dem Stand der Technik
    zeigt. Beschreibung von Ausführungsbeispielen
  • Figur 1a zeigt ein Kraftstoffeinspritzsystem 700 gemäß der Erfindung. Dessen prinzipieller Aufbau und prinzipielle Funktionsweise wurden bereits oben einleitend unter Bezugnahme auf Figur 7 näher erläutert. Gleiche Bauteile der Kraftstoffeinspritzsysteme in den Figuren 1a und 7 sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
  • Der wesentliche Unterschied zwischen dem erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzsystem gemäß Figur 1a und dem bekannten System gemäß Figur 7 besteht darin, dass bei dem erfindungsgemäßen System die von dem Druckregler 730 für die Hochdruckpumpe 760 vorgegebene Kraftstoff-Fördermenge qZME und die von der Motorsteuerung (hier nicht gezeigt) vorgegebene Einspritzmenge QE, beide in Form von Sollwerten, der Regeleinrichtung 100 zugeführt und von dieser ausgewertet werden. Erfindungsgemäß berücksichtigt die Regeleinrichtung 100 diese beiden Soll-Mengen für die Regelung des Stromes zur Ansteuerung des Druckregelventils 200, wie nachfolgend detailliert beschrieben wird.
  • Figur 1b veranschaulicht unter gelegentlicher Bezugnahme auf Figur 1a den Aufbau und die Funktionsweise der Regelvorrichtung 100 gemäß der Erfindung. Demnach wird zunächst ein Drucksollwert psoll für einen Kraftstoffspeicher 710 eines Kraftstoffeinspritzsystems 700 einer Brennkraftmaschine vorgegeben. Es wird dann mit Hilfe einer ersten Berechnungseinheit 110 ein vorläufiger Strom-Sollwert zur Ansteuerung des tatsächlich verwendeten Druckregelventils 200 berechnet, damit das Druckregelventil den vorgegebenen Drucksollwert sicher sperrt. Die Berechnung erfolgt unter Zuhilfenahme einer in einer ersten Speichereinrichtung (nicht gezeigt) hinterlegten Nenn-Druck/Strom p/I-Kennlinie von Druckregelventilen des gleichen Typs wie das tatsächlich verwendete Druckregelventil 200.
  • Figur 2 zeigt verschiedene Beispiele für eine derartige Nenn-p/I-Kennlinie. Alle drei dort gezeigten Kennlinien sind vorzugsweise aus einer Produktionscharge von Druckregelventilen ermittelt worden. So zeigt eine erste, mit "minimaler Sperrdruck" bezeichnete Kennlinie das Verhalten desjenigen Druckregelventils aus der Charge, welches - im Vergleich zu allen anderen Druckregelventilen derselben Charge - bei einem eingespeisten Strom I nur den kleinsten, das heißt minimalen Druck p1 sicher sperrt. Demgegenüber repräsentiert die mit "durchschnittlicher Sperrdruck" bezeichnete Kennlinie eine aus den Kennlinien aller Druckregelventile der Produktionscharge statistisch gemittelte p/I-Kennlinie. Schließlich bezeichnet die mit "maximaler Sperrdruck" bezeichnete Kennlinie das Verhalten desjenigen Druckregelventils der Charge, welches bei einem gleichen eingespeisten Strom I den im Vergleich zu allen anderen Druckregelventilen derselben Produktionscharge maximalen Druck p2 sicher sperrt.
  • Eine Nenn-p/I-Kennlinie wie in Figur 2 gezeigt repräsentiert das Verhalten eines tatsächlich in einer Brennkraftmaschine verwendeten Druckregelventils 200 nur unzureichend, weil dessen Verhalten aufgrund von Fertigungstoleranzen mehr oder weniger stark von dem durch die Nenn-p/I-Kennlinie repräsentierten Verhalten abweichen kann. Für eine präzise Ansteuerung des Druckregelventils ist es deshalb erforderlich, eine bekannte Nenn-p/I-Kennlinie an das Verhalten des tatsächlich verwendeten Druckregelventils 200 anzupassen. Erfindungsgemäß geschieht dies, wie nachfolgend erläutert wird, während des normalen Betriebs der Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug.
  • Gemäß Figur 1b ist deshalb in der Regelvorrichtung 100 eine erste Subtrahiereinrichtung 120 vorgesehen, mit deren Hilfe eine Regelabweichung ermittelt wird, welche die Differenz zwischen dem tatsächlichen Druck pist in dem Kraftstoffspeicher und dem vorgegebenen Drucksollwert psoll für den Kraftstoffspeicher 710 repräsentiert. Der ersten Subtrahiereinrichtung 120 nachgeschaltet ist beispielsweise ein Glättungsfilter 130 und eine Integrationseinrichtung 140, um aus der Regelabweichung einen Anpassungsfaktor zu errechnen.
  • Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Regelvorrichtung 100 wird dieser Anpassungsfaktor bereits unmittelbar für eine Korrektur des vorläufigen Strom-Sollwertes verwendet. Dies setzt allerdings einen linearen Zusammenhang zwischen dem Gewichtungsfaktor G und P voraus. In diesem Fall kann die Korrektur des vorläufigen Strom-Sollwertes dadurch erfolgen, dass dieser einfach mit dem Anpassungsfaktor multipliziert wird. Die dritte Berechnungseinrichtung 160 sowie die zweite Subtrahiereinrichtung 150 sind dann entbehrlich; letztere wird durch die Multiplikationseinrichtung 170 ersetzt, die dann den vorläufigen Strom-Sollwert und den Anpassungsfaktor als miteinander zu multiplizierende Faktoren an ihren Eingängen empfängt. Am Ausgang der Multiplikationseinrichtung wird dann der durch Multiplikation der beiden Faktoren berechnete korrigierte Strom-Sollwert zur Ansteuerung des Druckregelventils 200 ausgegeben. Dieser korrigierte Strom-Sollwert Isoll ist im Vergleich zu dem vorläufigen Strom-Sollwert besser an das Verhalten des tatsächlich verwendeten Druckregelventils angepasst und führt bei seiner Einspeisung in das Druckregelventil in erster Näherung schon zu einer recht präzisen Realisierung des vorgegebenen Drucksollwertes für den Kraftstoffspeicher 710.
  • Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel kann der zuvor berechnete Strom-Korrekturwert Ikorr dadurch weiter präzisiert werden, dass der Anpassungsfaktor, der zu seiner Berechnung dient, gewichtet wird. Diese Gewichtung erfolgt vorzugsweise nach Maßgabe durch den vorgegebenen Drucksollwert psoll für den Kraftstoffspeicher 710 und einen in Abhängigkeit von diesem Drucksollwert psoll zu bestimmenden Gewichtungsfaktor, wobei die Größe dieses Gewichtungsfaktors einer in einer zweiten Speichereinrichtung (nicht gezeigt) der Regelvorrichtung 100 hinterlegten Gewichtungskurve entnommen werden kann. Durch den Gewichtungsfaktor wird berücksichtigt, dass die Größe des von einem Druckregelventil 200 gesperrten Druckes in verschiedenen Betriebszuständen, das heißt insbesondere in Abhängigkeit der Größe des gewünschten Sperrdruckes, streut. In einer dritten Berechnungseinrichtung 160 wird der Gewichtungsfaktor mit Hilfe der hinterlegten Gewichtungskurve aus dem vorgegebenen Drucksollwert berechnet, um nachfolgend mit Hilfe einer Multiplikationseinrichtung 170 mit dem Anpassungsfaktor zu dem verbesserten Strom-Korrekturwert multipliziert zu werden.
  • Gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst der vorgegebene Drucksollwert psoll für den Kraftstoffspeicher 710 einen Offset-Wert. Dieser Offset-Wert wird mit Hilfe einer Additionseinrichtung 180 zu einem ursprünglichen Drucksollwert hinzuaddiert. Der Offsetwert stellt sicher, dass das tatsächlich verwendete Druckregelventil 200 bei einem eingespeisten Strom-Sollwert Isoll den ursprünglichen Drucksollwert psoll auf jeden Fall sicher sperrt.
  • Für alle soeben beschriebenen Ausführungsbeispiele der Regelvorrichtung 100 ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass sie nur bei einem Schub-Betrieb der Brennkraftmaschine zur Anwendung kommen, das heißt, dass sie nur bei diesem Betriebszustand zur Berechnung des korrigierten Strom-Sollwertes eingesetzt werden. Dies wird erfindungsgemäß durch eine Schuberkennungseinrichtung 300 sichergestellt, welche die Berechnung des korrigierten Strom-Sollwertes mit Hilfe der beanspruchten Regelvorrichtung 100 insbesondere dann unterbricht, wenn kein Schub-Betrieb vorliegt. Für die Unterbrechung des Verfahrens beziehungsweise der Berechnung steuert die Schuberkennungseinrichtung 300 eine Schalteinrichtung 190 entsprechend an. Diese Schalteinrichtung 190 besteht aus einer Vielzahl von Schaltelementen 190-1, 190-2 und 190-3, die an verschiedenen Stellen innerhalb der Regeleinrichtung 100 angeordnet sind. So befindet sich ein solches Schaltelement 190-1 vorzugsweise an dem Offset-Eingang der Additionseinrichtung 180, um gegebenenfalls die Hinzuschaltung des Offset-Wertes zu unterbinden. Weiterhin kann ein solches Schaltelement 190-2 vor dem Glättungsfilter 130 vorgesehen sein, um das Aufschalten der Regelabweichung auf das Glättungsfilter zu verhindern. Weiterhin kann ein solches Schaltelement 190-3 zwischen dem Glättungsfilter 130 und der Integrationseinrichtung 140 vorgesehen sein.
  • Die Schuberkennungseinrichtung 300 leitet das erfindungsgemäße Verfahren zur Kennlinienadaption durch Ansteuern der Schaltelemente 190 dann ein, wenn ein Schub-Zustand der Brennkraftmaschine vorliegt, d.h. wenn die in die Brennkammern der Brennkraftmaschine eingespritzte Kraftstoffmenge gleich null ist und wenn die von der Zumesseinheit 750 für eine Hochdruckpumpe der Brennkraftmaschine vorgegebene Kraftstoff-Sollfördermenge kleiner gleich einem vorgegebenen Schwellenwert qmin ist. Die zuletzt genannte Bedingung stellt sicher, dass der in Fig. 1a gezeigte Regelkreis bestehend aus Kraftstoffspeicher 710, Drucksensor 720, Druckregler 730, Berechnungseinrichtung 740, Zumessungseinheit 750 und Hochdruckpumpe 760 nicht aktiv ist, d.h. dass eine konstante kleine oder keine Fördermenge eingestellt ist.
  • In Figur 3 ist der Zusammenhang zwischen Kraftstoff-Fördermenge und Schub-Betrieb der Brennkraftmaschine mit Hilfe der unteren Kennlinie im Diagramm graphisch veranschaulicht. Im linken Teil des Diagramms ist zu erkennen, dass bei einem Übergang der Brennkraftmaschine von einem Lastbetrieb in den Schubbetrieb die Menge des von der Hochdruckpumpe 760 zu fördernden Kraftstoffs deutlich abfällt und dass umgekehrt, bei einer erneuten Aufnahme eines Last-Betriebs, ausgehend von einem vorherigen Schub-Betrieb der Brennkraftmaschine, die Kraftstofffördermenge wieder steigt.
  • Im oberen Teil von Figur 3 ist zu erkennen, dass bei einem Übergang von einem Last- in einen Schubbetrieb auch der erwartete Drucksollwert für das tatsächlich verwendete Druckregelventil 200 und der tatsächliche Druck pist im Kraftstoffspeicher 710 sowie der Drucksollwert für den Kraftstoffspeicher zunächst sehr stark und dann während des Schub-Betriebes nur relativ langsam abfallen. Um jedoch sicherzustellen, dass der vorgegebene Drucksollwert psoll für den Kraftstoffspeicher 710 von dem tatsächlich verwendeten Druckregelventil 200 in jedem Fall gesperrt wird, werden tatsächlich nur Druckregelventile 200 aus einer Produktionscharge verwendet, deren p/I-Kennlinien in jedem Fall über der Kennlinie für den Drucksollwert psoll für den Kraftstoffspeicher 710 liegen. Genauer gesagt müssen nicht nur die Kennlinien "maximaler Sperrdruck" und "durchschnittlicher Sperrdruck" (Erläuterung siehe oben zu Figur 2), sondern auch die Kennlinie für das Druckregelventil 200 der Charge mit dem geringsten Sperrdruck "minimaler Sperrdruck" oberhalb der Drucksollwert-Kennlinie für den Kraftstoffspeicher liegen. Um dies in jedem Fall sicherzustellen, wurde bisher, das heißt ohne Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens, ein ausreichend großer Offsetwert zwischen dem Drucksollwert psoll für den Kraftstoffspeicher und dem Druckverlauf für das Druckregelventil 200 mit dem minimalen Sperrdruck vorgesehen. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass wenn als tatsächlich verwendetes Druckregelventil das Druckregelventil mit minimalem Sperrdruck aus der Produktionscharge eingesetzt wird, der vorgegebene Drucksollwert psoll für den Kraftstoffspeicher 710 sicher gesperrt wird. Bei Verwendung eines anderen Druckregelventils 200 aus derselben Charge mit besserer Güte wird dieses Kriterium nicht nur ebenfalls erfüllt, sondern insofern sogar übertroffen, weil dann auch größere Drücke als der vorgegebene Drucksollwert psoll gesperrt werden, wie dies durch die beiden nahezu parallelen Linien in Figur 3 - "durchschnittlicher Sperrdruck", "maximaler Sperrdruck" - veranschaulicht ist.
  • Weiterhin ist zu erkennen, dass die vorgegebene Kraftstoff-Fördermenge für die Hochdruckpumpe im Schubbetrieb deutlich absinkt.
  • Figur 4 veranschaulicht die Auswirkungen einer ersten Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf den Druckabfall im Schubbetrieb der Brennkraftmaschine. Im oberen Teil von Figur 4 ist zunächst zu erkennen, dass der Offset zwischen der Linie für den minimalen Sperrdruck und der Linie für den Drucksollwert des Kraftstoffspeichers entfällt, das heißt, dass diese beiden Linien zusammengefallen sind. Gleichzeitig rücken die unterschiedlichen Kennlinien für minimalen, durchschnittlichen und maximalen Sperrdruck insbesondere bei längerem Andauern des Schubbetriebs enger zusammen. Die Fördermenge der Hochdruckpumpe 760 bleibt im Schubbetrieb größer Null, aber unter einer vorgegebenen Schwelle qmin. Dadurch ist sichergestellt, dass das Druckregelventil 200 den Druck einstellt und nicht irgendwelche Leckagen.
  • Im unteren Teil von Figur 4 ist die Berechnung des Anpassungsfaktors gemäß der vorliegenden Erfindung für Druckregelventile 200 mit unterschiedlichem Sperrdruck dargestellt. Im linken Teil des unteren Diagramms ist zunächst zu erkennen, dass bei Lastbetrieb, das heißt vor Einsetzen des Schubbetriebs, das erfindungsgemäße Verfahren nicht einsetzt, und dementsprechend auch keine Anpassung des Anpassungsfaktors erfolgt; er bleibt null. Erst mit Einsetzen des Schub-Betriebs wird durch das dann einsetzende erfindungsgemäße Verfahren eine Regelabweichung zwischen dem tatsächlichen Druck pist im Kraftstoffspeicher 710 und dem Drucksollwert psoll festgestellt. Die festgestellte Regelabweichung ist naturgemäß je nach tatsächlich verwendetem Druckregelventil unterschiedlich: Sie ist besonders groß, wenn als Druckregelventil das Druckregelventil mit maximalem Sperrdruck verwendet wird. Sie ist durchschnittlich bei Verwendung des Druckregelventils mit durchschnittlichem Sperrdruck und sie ist minimal, in Figur 4 sogar null, bei Verwendung eines Druckregelventils mit minimalem Sperrdruck. Aufgrund der verwendeten Integrationseinrichtung 140 bewirkt eine große Regelabweichung einen starken Anstieg und eine kleine Regelabweichung nur einen geringen zeitlichen Anstieg des Anpassungsfaktors, wie dies im unteren Teil von Figur 4 dargestellt ist. Dem Diagramm dort ist ebenfalls zu entnehmen, dass der Anstieg des Anpassungsfaktors im Laufe der Zeit während des Schubbetries zunehmend geringer wird, weil dann zunehmend auch die Regelabweichungen geringer werden. Die individuellen Anpassungsfaktoren für die Druckregelventile unterschiedlicher Güte sind der Grund für den oben beschriebenen Effekt, dass die Druckkurven, wie im oberen Teil von Figur 4 gezeigt, während der Zeitdauer des Schubbetriebs enger zusammenrücken.
  • Figur 5 veranschaulicht die Auswirkungen einer iterativen Wiederholung der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Im Unterschied zu Figur 4 ist hier im linken Bereich, das heißt bei Lastbetrieb der Brennkraftmaschine, der Anpassungsfaktor auf einen solchen Wert ≠ 0 voreingestellt, wie er bei zuvor durchgeführten Durchläufen des Verfahrens ermittelt und in der Integrationseinrichtung 140 gehalten wurde. Bei Abschalten des Steuergerätes wird der Anpassungsfaktor in einem Speicher 195 gespeichert und nach dem Wiedereinschalten des Steuergerätes wird dieser gespeicherte Anfassungsfaktor in einen Initialisierungseingang der Integrationseinrichtung 140 geschrieben.
  • Aufgrund der durchgeführten Initialisierung mit einem Startwert ≠ 0 oder des in der Integrationseinrichtung 140 gehaltenen Wertes sind in Fig. 5 auch schon zu Beginn des Schubbetriebs die Kurven für die Drücke der Druckregelventile von unterschiedlicher Güte bereits so eng zusammengefasst, wie sie am Ende des ersten Schubbetriebs gemäß Figur 4 waren. Eine nochmalige Wiederholung des Verfahrens führt zu einer noch weiteren Verbesserung des Anpassungsfaktors, bis schließlich alle drei genannten Kurven im Optimalfall zusammenfallen würden. Dann ist der Anpassungsfaktor für das Druckregelventil mit dem minimalen Sperrdruck 0, weil dessen Druckverlauf dann exakt dem vorgegebenen Drucksollwert für den Kraftstoffspeicher entspricht.
  • Durch die durch das erfindungsgemäße Verfahren verbesserte Ansteuerung des Druckregelventils 200 wird eine verbesserte Druckregelqualität bei Schubphasen und Übergängen Last/ Schub und Schub/Last erzielt.
  • Figur 6 zeigt schließlich das simulierte Ergebnis einer häufigen Wiederholung des beanspruchten Verfahrens. Es ist zu erkennen, dass die p/I-Kennlinien für Druckregelventile unterschiedlicher Güte einer Charge enger zusammenrücken. Das heißt, für einen gewünschten Soll-Strom ist die Streuung der Drücke bei unterschiedlichen Druckregelventilen einer Charge wesentlich geringer als ohne die Anwendung des Verfahrens, das die eingespeisten Sollströme korrigiert. Falls Kennlinien in Abhängigkeit der Lebens- bzw. Einsatzdauer driften, kann die Auswirkung derartiger unerwünschter Driften auf die p/I-Kennlinie dadurch entgegengewirkt werden, dass das beanspruchte Verfahren immer wieder während der Einsatz- bzw. der Lebensdauer der Druckregelventile wiederholt wird.
  • Das oben beschriebene Verfahren zur Ansteuerung eines Druckregelventils kann sowohl in Form einer elektronischen Hardwareschaltung, wie auch in Form einer Software realisiert werden. Im Falle einer Software-Realisierung bedeutet dies, dass ein Computerprogramm mit einer Folge von Befehlen, das heißt einem Programmcode generiert werden muss, wobei die Befehle letztendlich die in Figur 1b dargestellten Funktionen durchführen müssen.
  • Die Regelvorrichtung 100 umfasst dann entweder die Hardwareschaltung oder die Software oder ein Kombination von beidem, um das beanspruchte Verfahren zur Ansteuerung eines Druckregelventils 200 auszuführen. Im Falle einer Software-Realisierung ist es möglich, das der Figur 1b entsprechende Computerprogramm gegebenenfalls zusammen mit weiteren Computerprogrammen zur Steuerung und/oder Regelung des Kraftstoffeinspritzsystems 700 auf einem computerlesbaren Datenträger abzuspeichern. Dabei kann es sich um eine Diskette, eine Compact-Disk (sogenannte CD), einen sogenannten Flash-Memory oder dergleichen handeln. Die auf dem Datenträger abgespeicherte Software kann dann als Produkt an einen Kunden verkauft werden.
  • Im Falle einer Software-Realisierung ist es weiterhin möglich, das der Figur 1b entsprechende Computerprogramm gegebenenfalls zusammen mit weiteren Computerprogrammen zur Steuerung und/oder Regelung des Kraftstoff-Einspritzsystems 700 - ohne die Zuhilfenahme eines elektronischen Speichermediums - über ein elektronisches Kommunikationsnetzwerk als Produkt an einen Kunden zu übertragen und auf diese Weise zu verkaufen. Bei dem Kommunikationsnetzwerk kann es sich insbesondere um das Internet handeln.

Claims (20)

  1. Verfahren zur Regelung eines in einem Kraftstoffspeicher (710) eines Kraftstoffeinspritzsystems (700) einer Brennkraftmaschine herrschenden Drucks (p) auf einen vorgegebenen Drucksollwert (psoll), umfassend die Schritte:
    a) Ermitteln eines tatsächlichen Drucks (pist) in dem Kraftstoffspeicher (710);
    b) Ermitteln einer Regelabweichung durch Vergleichen des Drucksollwertes (psoll) mit dem tatsächlichen Druck (pist) in dem Kraftstoffspeicher (710);
    c) Ermitteln einer Stellgröße für eine von einer Hochdruckpumpe (760) des Einspritzsystems (700) zu fördernde Kraftstoffmenge;
    d) Beaufschlagen einer der Hochdruckpumpe (760) vorgeschalteten Zumesseinheit (750) in Abhängigkeit von der Stellgröße zur Regelung des in dem Kraftstoffspeicher (710) herrschenden Drucks (p) auf den Drucksollwert (psoll); und
    e) zur Reduzierung des in dem Kraftstoffspeicher (710) herrschenden Drucks (p) Ansteuern eines dem Kraftstoffspeicher (710) nachgeschalteten Druckregelventils (200), das nicht Bestandteil des Druckregelkreises ist, mit einem geregelten Ansteuerstrom,
    dadurch gekennzeichnet, dass in einem Schub-Zustand der Brennkraftmaschine eine Nenn-Druck/Strom-Kennlinie des Druckregelventils (200), die das Verhalten von Druckregelventilen im allgemeinen, insbesondere von Druckregelventilen einer Produktionscharge repräsentiert, an das Verhalten des tatsächlich verwendeten Druckregelventils (200) adaptiert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ansteuern des Druckregelventils (200) die nachfolgenden Schritte ausgeführt werden:
    f) Ermitteln eines vorläufigen Strom-Sollwertes zum Ansteuern des Druckregelventils (200), damit dieses einen Druck (p) in dem Kraftstoffspeicher (710) von mindestens dem Drucksollwert (psoll) sicher sperrt, mit Hilfe der Nenn-Druck/Strom-Kennlinie;
    g) Ermitteln eines Strom-Korrekturwertes zur Anpassung des vorläufigen Strom-Sollwertes an das tatsächlich verwendete Druckregelventil (200) nach Maßgabe durch die Regelabweichung; und
    h) Ermitteln eines korrigierten Strom-Sollwertes zur Ansteuerung des tatsächlich verwendeten Druckregelventils (200) durch Korrigieren des vorläufigen Strom-Sollwertes um den Strom-Korrekturwert.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Adaption der Nenn-Druck/Strom-Kennlinie des Druckregelventils (200) ausgeführt wird, wenn kein Kraftstoff in die Brennkammern (800) der Brennkraftmaschine eingespritzt wird und von einem Druckregler (730) eine Kraftstoff-Fördermenge (qZME) für die Hochdruckpumpe (710) vorgegeben wird, die kleiner gleich einem vorgegebenen Schwellenwert (qmin) ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausführung des Verfahrens dann abgebrochen wird, sobald wieder Kraftstoff in die Brennkammern (800) der Brennkraftmaschine eingespritzt wird oder von dem Druckregler (730) eine Kraftstofffördermenge (qZME) für die Hochdruckpumpe (760) vorgegeben wird, die größer als der Schwellenwert (qmin) ist.
  5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Strom-Korrekturwert ermittelt wird durch Gewichten eines aus der Regelabweichung abgeleiteten Anpassungsfaktors nach Maßgabe durch die Größe der Streuung des von dem Druckregelventil (200) zu sperrenden Druckes (p) in verschiedenen Betriebszuständen des Druckregelventils (200).
  6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweils zuletzt ermittelte Anpassungsfaktor vorzugsweise auch während einer Abschaltung der Brennkraftmaschine gespeichert wird.
  7. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Drucksollwert (psoll) für den Kraftstoffspeicher (710) ein Offsetwert berücksichtigt wird.
  8. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren während des kontinuierlichen Betriebs der Brennkraftmaschine und/oder während der Lebensdauer Brennkraftmaschine wiederholt wird.
  9. Computerprogramm für eine Vorrichtung (730, 100) zur Regelung eines in einem Kraftstoffspeicher (710) eines Kraftstoffeinspritzsystems (700) einer Brennkraftmaschine herrschenden Drucks (p) auf einen vorgegebenen Drucksollwert (psoll), dadurch gekennzeichnet, dass ein Programmcode des Computerprogramms zur Ausführung sämtlicher Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-8 programmiert ist.
  10. Computerprogramm nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Programmcode auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert ist.
  11. Vorrichtung (730, 100) zur Regelung eines in einem Kraftstoffspeicher (710) eines Kraftstoffeinspritzsystems (700) einer Brennkraftmaschine herrschenden Drucks (p) auf einen vorgegebenen Drucksollwert (psoll), umfassend:
    - einen Drucksensor (720) zum Ermitteln eines tatsächlichen Drucks (pist) in dem Kraftstoffspeicher (710);
    - einen Druckregler (730) zum Ermitteln einer Regelabweichung durch Vergleichen des Drucksollwertes (psoll) mit dem tatsächlichen Druck (pist) in dem Kraftstoffspeicher (710) ;
    - den Druckregler (730) zum Ermitteln einer Stellgröße für eine von einer Hochdruckpumpe (760) des Einspritzsystems (700) zu fördernde Kraftstoffmenge und zum Beaufschlagen einer der Hochdruckpumpe (760) vorgeschalteten Zumesseinheit (750) in Abhängigkeit von der Stellgröße zur Regelung des in dem Kraftstoffspeicher (710) herrschenden Drucks (p) auf den Drucksollwert (psoll) ; und
    - eine Regelvorrichtung (100) zum Ansteuern eines dem Kraftstoffspeicher (710) nachgeschalteten Druckregelventils (200), das nicht Bestandteil des Druckregelkreises ist, mit einem geregelten Ansteuerstrom, um den in dem Kraftstoffspeicher (710) herrschenden Druck (p) zu reduzieren,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Regelvorrichtung (100) eine Schuberkennungseinrichtung (300) zum Erkennen, ob sich die Brennkraftmaschine in einem Schub-Zustand befindet, aufweist und die Regelvorrichtung (100) in einem Schub-Zustand der Brennkraftmaschine eine Nenn-Druck/Strom-Kennlinie des Druckregelventils (200), die das Verhalten von Druckregelventilen im allgemeinen, insbesondere von Druckregelventilen einer Produktionscharge repräsentiert, an das Verhalten des tatsächlich verwendeten Druckregelventils (200) adaptiert.
  12. Vorrichtung (730, 100) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelvorrichtung (100) eine erste Speichereinrichtung aufweist, in der die Nenn-Druck/Strom-Kennlinie hinterlegt ist.
  13. Vorrichtung (730, 100) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelvorrichtung (100) umfasst:
    - eine erste Berechnungseinrichtung (110) zum Ermitteln eines vorläufigen Strom-Sollwertes zur Ansteuerung des Druckregelventils (200), damit dieses mindestens den Drucksollwert (psoll) sicher sperrt, mit Hilfe der Nenn-Druck/ Strom-Kennlinie;
    - eine zweite Berechnungseinrichtung (130, 140) zum Ermitteln eines Strom-Korrekturwertes zur Anpassung des vorläufigen Strom-Sollwertes an das tatsächlich verwendete Druckregelventil (200) nach Maßgabe durch die Regelabweichung; und
    - eine Subtraktionseinrichtung (150) zum Ermitteln eines korrigierten Strom-Sollwertes zur Ansteuerung des tatsächlich verwendeten Druckregelventils (200) durch Subtrahieren des Strom-Korrekturwertes von dem vorläufigen Strom-Sollwert.
  14. Vorrichtung (730, 100) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schuberkennungseinrichtung (300) eine Einrichtung (310) zur Überwachung der in die Brennkammern (800) der Brennkraftmaschine eingespritzten Kraftstoffmenge und eine Einrichtung (320) zur Überwachung der von dem Druckregler (730) für eine Hochdruckpumpe (760) der Brennkraftmaschine vorgegebenen Kraftstoff-Fördermenge im Hinblick auf einen vorgegebenen Schwellenwert (qmin) aufweist.
  15. Vorrichtung (730, 100) nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelvorrichtung (100) eine Multiplikationseinrichtung (170) zum Berechnen des Strom-Korrekturwertes durch Multiplizieren eines nach Maßgabe durch die Regelabweichung berechneten Anpassungsfaktors mit einem Gewichtungsfaktor aufweist, der die Größe der Streuung von Druckregelventilen in verschiedenen Betriebszuständen repräsentiert.
  16. Vorrichtung (730, 100) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelvorrichtung (100) eine zweite Speichereinrichtung zum Speichern einer Gewichtungskurve aufweist, welche die Größe des Gewichtungsfaktors in Abhängigkeit des gewünschten vorgegebenen Druckes zeigt.
  17. Vorrichtung (730, 100) nach einem der Ansprüche 11 bis 16, gekennzeichnet durch eine dritte Speichereinrichtung (195) zum Speichern des Adaptionsfaktors oder des Strom-Korrekturwertes.
  18. Vorrichtung (730, 100) nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Berechnungseinrichtung ein Proportionalfilter (130) und/oder eine Integrationseinrichtung (140) zum Berechnen des Strom-Korrekturwertes aus der Regelabweichung aufweist.
  19. Vorrichtung (730, 100) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Integrationseinrichtung (140) einen Initialisierungseingang aufweist zum Vorgeben eines Startwertes zu Beginn einer Integration, vorzugsweise nach Maßgabe durch den in der dritten Speichereinrichtung (195) gespeicherten Anpassungsfaktor.
  20. Brennkraftmaschine mit einer Vorrichtung (730, 100) zur Regelung eines in einem Kraftstoffspeicher (710) eines Kraftstoffeinspritzsystems (700) einer Brennkraftmaschine herrschenden Drucks (p) auf einen vorgegebenen Drucksollwert (psoll) nach einem der Ansprüche 11 bis 19, die Vorrichtung (730, 100) umfassend einen Druckregler (730) über eine einer Hochdruckpumpe (760) des Einspritzsystems (700) vorgeschaltete Zumesseinheit (750) und eine Regelvorrichtung (100) zur Beaufschlagung eines Druckregelventils (200) mit einem Ansteuerstrom, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelvorrichtung (100) eine Schuberkennungseinrichtung (300) zum Erkennen, ob sich die Brennkraftmaschine in einem Schub-Zustand befindet, aufweist und die Regelvorrichtung (100) in einem Schub-Zustand der Brennkraftmaschine eine Nenn-Druck/Strom-Kennlinie des Druckregelventils (200), die das Verhalten von Druckregelventilen im allgemeinen, insbesondere von Druckregelventilen einer Produktionscharge repräsentiert, an das Verhalten des tatsächlich verwendeten Druckregelventils (200) adaptiert.
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