EP1733129B1 - Verfahren zum steuern einer kraftstoffzuführeinrichtung einer brennkraftmaschine - Google Patents

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EP1733129B1 EP05716772A EP05716772A EP1733129B1 EP 1733129 B1 EP1733129 B1 EP 1733129B1 EP 05716772 A EP05716772 A EP 05716772A EP 05716772 A EP05716772 A EP 05716772A EP 1733129 B1 EP1733129 B1 EP 1733129B1
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EP
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pressure
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Erwin Achleitner
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Gerhard Eser
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    • F02D2250/31—Control of the fuel pressure

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling a fuel supply device of an internal combustion engine, wherein the fuel supply means a low pressure circuit, a high pressure pump, which is coupled to the low pressure circuit and the fuel in a fuel reservoir, a flow control valve, which is associated with the high pressure pump and an electro-mechanical pressure regulator, the is operatively connected to the fuel storage and the low-pressure circuit and the fuel from the fuel storage in the low-pressure circuit can divert includes.
  • a high pressure pump delivers fuel from a low pressure area into a fuel tank. An actual value of a fuel pressure in the fuel storage is detected.
  • the high-pressure pump is actuated as an actuator for adjusting the fuel pressure in the fuel accumulator.
  • a pressure relief valve as an actuator driven for discharging fuel from the fuel reservoir in the low pressure region.
  • a control deviation between a nominal value of the fuel pressure and the actual value of the fuel pressure is fed to a first regulator; in the second operating state, the control deviation is supplied to a second regulator.
  • the first controller is only used if the control deviation is positive, the second controller is only used if the control deviation is negative.
  • a switchover between the first operating state and the second operating state takes place when the respective active controller reaches a control value of zero and the control deviation becomes greater than a first threshold value or the control deviation becomes smaller than a second threshold value.
  • WO 2004/104397 A1 discloses a method of operating an internal combustion engine wherein, in a first mode of operation, a fuel pressure in a fuel reservoir is controlled to a desired pressure by adjusting a fuel flow of fuel delivered to the high pressure pump depending on an amount of fuel to be injected and the desired pressure and in a second mode of operation a predetermined fuel flow, the fuel pressure is controlled to the target pressure by draining fuel from the fuel tank.
  • the second mode of operation is assumed when the fuel flow falls below a first fuel flow and the first mode is assumed when the fuel flow exceeds a second fuel flow.
  • the invention is therefore an object of the invention to provide a method for reliable and safe operation of Fuel supply in internal combustion engines allows.
  • the invention is characterized by a method for controlling a fuel supply device of an internal combustion engine, wherein the fuel supply means a low pressure circuit, a high pressure pump, which is coupled to the low pressure circuit and the fuel in a fuel accumulator, a flow control valve, which is associated with the high pressure pump and an electromechanical Pressure regulator, which is operatively connected to the fuel storage and the low-pressure circuit and the fuel from the fuel storage in the low-pressure circuit can divert includes.
  • a control difference is determined from a difference between a predetermined fuel pressure and a detected fuel pressure.
  • a control signal for the volume flow control valve is generated by means of a first controller, the control difference being supplied to the first controller.
  • a control signal for the electromechanical pressure regulator is generated by means of a second controller, wherein the control error is supplied to the second controller. It is switched from the first mode to the second mode when the detected fuel pressure by a first predetermined amount or by a first predetermined factor is greater than the predetermined fuel pressure. It is also switched depending on a flow of the high pressure pump from the first mode to the second mode when the flow rate of the high pressure pump is smaller than a lower Switching threshold of the flow and switched from the second mode to the first mode when the flow rate of the high-pressure pump is greater than an upper switching threshold of the flow.
  • the method has the advantage that too great a fuel pressure in the fuel accumulator can be avoided and thereby a pressure relief valve which can be provided on the fuel accumulator and discharges the fuel from the fuel accumulator before the fuel pressure in the fuel accumulator becomes so great that the fuel supply device thereby could be damaged, is spared.
  • a further advantage is that tolerances or defects of components of the fuel supply device can be compensated, which could otherwise cause incorrect fuel pressures in the fuel storage. This enables a safe and reliable operation of the fuel supply device. Furthermore, it can be ensured in a simple manner that the predetermined fuel pressure can be achieved. This method is particularly efficient because only as much fuel is delivered from the high pressure pump to the fuel storage as is needed to adjust or maintain the fuel pressure in the fuel storage.
  • the invention is further characterized by a method for controlling a fuel supply device of an internal combustion engine, wherein the fuel supply means a low-pressure circuit, a high-pressure pump, which is coupled to the input side coupled with the low-pressure circuit and the fuel in a fuel tank, a volume flow valve, which is associated with the high-pressure pump and a electromechanical pressure regulator, which is operatively connected to the fuel storage and the low-pressure circuit and the fuel from the fuel storage in the low-pressure circuit can divert includes.
  • a control difference is determined from a difference between a predetermined fuel pressure and a detected fuel pressure.
  • a control signal for the volume flow control valve is generated by means of a first controller, the control difference being supplied to the first controller.
  • a control signal for the electromechanical pressure regulator is generated by means of a second controller, wherein the control error is supplied to the second controller.
  • From the second mode is switched to the first mode when the detected fuel pressure by a second predetermined amount or by a second predetermined factor is smaller than the predetermined fuel pressure. It is also switched depending on a flow of the high pressure pump from the first mode to the second mode when the flow of the high pressure pump is less than a lower switching threshold of the flow and switched from the second mode to the first mode, when the flow of the high pressure pump is greater as an upper switching threshold of the flow.
  • This method has the advantage that too low Kraftstoffbuch.im fuel storage can be avoided, the may result in insufficient metering of fuel into the cylinders of the internal combustion engine.
  • the method also has the advantage that tolerances and defects of components of the fuel supply device can be compensated. This enables safe and reliable operation of the fuel supply device. Furthermore, it can be ensured in a simple manner that the predetermined fuel pressure can be achieved. This method is particularly efficient because only as much fuel is delivered from the high pressure pump to the fuel storage as is needed to adjust or maintain the fuel pressure in the fuel storage.
  • the lower switching threshold of the delivery flow and the upper switching threshold of the delivery flow are determined from an error value of the fuel flow resulting from a leakage flow through the volume flow control valve in its closed position and a leakage flow out of the fuel storage when the electro-mechanical pressure regulator is closed and no fuel is to be metered.
  • the fuel supply device can be operated more efficiently if the error value of the fuel flow is known and taken into account for the control of the fuel supply device. By taking into account the error value of the fuel flow, tolerances and defects of components of the fuel supply device and the leakage flow of the volume flow control valve can be compensated, thus ensuring reliable operation of the fuel supply device.
  • the error value of the fuel flow is determined depending on at least two detected with time interval fuel pressures that are detected in a third mode in which no fuel is to be metered and the flow control valve and the electro-mechanical pressure regulator are controlled so that the flow control valve and the electromechanical pressure regulator is closed. In this way, a very accurate measurement of the error value of the fuel flow is possible.
  • the fuel pressure in the fuel storage is controlled to a first predetermined fuel pressure, so that the amount of the control difference is smaller than a predetermined threshold, a first fuel pressure is detected, the third mode is set and the mode switch is disabled, a second fuel pressure is detected, and the error value of the fuel flow is determined depending on a time duration and a difference of second detected fuel pressure and the first detected fuel pressure.
  • the second fuel pressure is detected when the fuel pressure in the fuel reservoir is greater than or equal to a second predetermined fuel pressure whose value is greater than that of the first predetermined fuel pressure.
  • This method is particularly efficient when the leakage flow of the volumetric flow control valve is very large and the fuel pressure in the fuel reservoir is rapidly increasing.
  • the second fuel pressure is detected after a predetermined period of time. This method is efficient when the leakage flow of the flow control valve is small, or when there are leaks in the fuel supply, so that the fuel pressure in the fuel tank is only very slowly larger or possibly smaller.
  • a preferred development is characterized in that after a switchover from the first operating mode to the second operating mode or from the second operating mode to the first operating mode, the changeover of the operating mode is blocked for at least one blocking period.
  • An internal combustion engine ( FIG. 1 ) comprises an intake tract 1, an engine block 2, a cylinder head 3 and an exhaust tract 4.
  • the engine block 2 comprises a plurality of cylinders having pistons and connecting rods via which they are coupled to a crankshaft 21.
  • the cylinder head 3 includes a valvetrain with a gas inlet valve, a gas outlet valve and valve actuators.
  • the cylinder head 3 further includes an injection valve 34 and a spark plug.
  • a feed device 5 is provided for fuel. It comprises a fuel tank 50, which is connected via a fuel line with a low-pressure pump 51. The fuel line opens into a swirl pot 50a. On the output side, the low pressure pump 51 is operatively connected to an inlet 53 of a high pressure pump 54. Further, too On the output side of the low-pressure pump 51, a mechanical regulator 52 is provided, which is connected on the output side via a further fuel line to the fuel tank 50. The low-pressure pump 51, the mechanical regulator 52, the fuel line, the further fuel line and the inlet 53 form a low-pressure circuit.
  • the low-pressure pump 51 is preferably designed so that it always supplies a sufficiently high fuel quantity during operation of the internal combustion engine, which ensures that a predetermined low pressure is not exceeded.
  • the inlet 53 is guided to the high-pressure pump 54, which promotes the fuel on the output side to a fuel reservoir 55.
  • the high pressure pump 54 is usually driven by the camshaft and thus promotes a constant fuel volume at constant speed of the crankshaft 21 into the fuel accumulator 55.
  • the injection valves 34 are operatively connected to the fuel reservoir 55.
  • the fuel is thus supplied to the injection valves 34 via the fuel accumulator 55.
  • a volume flow control valve 56 is provided, by means of which the volume flow can be adjusted, which is the high-pressure pump 54 is supplied.
  • a predetermined fuel pressure FUP_SP in the fuel accumulator 55 can be set.
  • the fuel supply device 5 with an electromagnetic pressure regulator 57 on the output side of Fuel accumulator 55 and provided with a return line in the low-pressure circuit. If a fuel pressure in the fuel accumulator 55 is greater than the fuel pressure FUP_SP predetermined by corresponding actuation of the electromechanical pressure regulator 57, the electromechanical pressure regulator 57 opens and fuel is discharged from the fuel accumulator 55 into the low pressure circuit.
  • volume flow control valve 56 may be integrated into the high-pressure pump 54, or the electro-mechanical pressure regulator 57 and the flow control valve 56 are set via a common actuator, as exemplified in FIG. 2 shown and explained in more detail below.
  • the internal combustion engine is assigned a control device 6, which in turn are assigned sensors that detect different measured variables and in each case determine the measured value of the measured variable.
  • the control device 6 determines dependent on at least one of the measured variables manipulated variables, which are then converted into corresponding control signals for controlling actuators by means of corresponding actuators.
  • the sensors are, for example, a pedal position sensor which detects the position of an accelerator pedal, a crankshaft angle sensor which detects a crankshaft angle and which is then assigned an engine speed, an air mass meter and a fuel pressure sensor 58 which detects a fuel pressure FUP_AV in the fuel accumulator 55.
  • a pedal position sensor which detects the position of an accelerator pedal
  • a crankshaft angle sensor which detects a crankshaft angle and which is then assigned an engine speed
  • an air mass meter and a fuel pressure sensor 58 which detects a fuel pressure FUP_AV in the fuel accumulator 55.
  • any subset of the sensors or additional sensors may be present.
  • the actuators are designed, for example, as gas inlet or gas outlet valves, injection valves 34, spark plug, throttle valve, low-pressure pump 51, volume flow control valve 56 or else as electromechanical pressure regulator 57.
  • the internal combustion engine also has other cylinders, which are then assigned corresponding actuators.
  • FIG. 2 shows a combination valve 7, which includes an actuator 70, the flow control valve 56 and the electro-mechanical pressure regulator 57.
  • the combination valve 7 has an outlet 71 operatively connected to the inlet of the high pressure pump 54, iron port 72 operatively connected to the inlet 53, and an inlet 73 operatively connected to the fuel reservoir 55.
  • the flow control valve 56 includes the port 72, the outlet 71, a valve actuator 74, and the actuator 70.
  • the electro-mechanical pressure regulator 57 includes the inlet 73, the port 72, the valve actuator 74, a spring 75, a valve plug 76, and the actuator 70.
  • the actuator 70 moves in response to a control signal PWM the valve actuator 74 in the axial direction.
  • the spring 75 is disposed between the valve actuator 74 and the valve closure 76 and biased depending on the axial position of the valve actuator 74.
  • the valve actuator 74 is designed such that, in the region of a first axial displacement of the valve actuator 74 in the direction of the spring 75, starting from its axial position, in which it is pressed by the spring 75, without the actuation of the actuator 70 with the control signal PWM, the fuel flow is substantially prevented. In this state, only a leakage flow from the port 72 to the outlet 71.
  • the port 72 is hydraulically coupled to the outlet 71.
  • a different volume flow can flow from the inlet 53 into the port 72 towards the outlet 71 and to the high-pressure pump 54.
  • the inlet 73 is hydraulically coupled to the port 72 such that fuel from the fuel accumulator 55 into the inlet 73 toward the outlet 72 in the inlet 53 can flow.
  • the fuel pressure in the fuel accumulator 55 which is at least necessary for opening the electro-mechanical pressure regulator, can be adjusted by increasing or decreasing the control signal PWM.
  • the actuator 70 correspondingly increases or decreases the force that acts on the spring 75 via the valve actuator 74 and biases the spring 75.
  • the force caused by the bias of the spring 75 closes the electro-mechanical pressure regulator when the force exerted by the fuel pressure in the fuel accumulator 55 on the valve closure 76 is smaller.
  • FIG. 3 shows characteristics of the in FIG. 2
  • a pressure curve 80 shows the relationship between the control signal PWM in amperes and the fuel pressure in the fuel tank 55 in bar. Is at a given control signal PWM the fuel pressure in the fuel tank 55th increases over the predetermined value by the pressure curve 80, the electromechanical pressure regulator 57 opens and reduces by discharging fuel from the fuel reservoir 55 into the inlet 53, the fuel pressure in the fuel accumulator 55th
  • a threshold which in this embodiment has a value of about 0.5 amperes
  • the diagram shows an upper flow curve 81 representing an upper tolerance limit for the combination valve 7, a lower flow curve 82 representing a lower tolerance limit for the combination valve 7, and a mean flow curve 83 representing the average between upper and lower flow curves.
  • the flow curves 81, 82 and 83 show that in this embodiment, below the threshold value, that is, when the volume flow control valve 56 is substantially closed, the leakage flow can still flow.
  • FIG. 3 is a block diagram of a control device that may be used to control the fuel pressure in the fuel supply device 5, which includes a combination valve 7, as exemplified in FIG FIG. 2 is executed.
  • the regulation of the fuel pressure in the fuel accumulator 55 is dependent on in which mode the fuel supply device 5 is currently operated.
  • a first mode the fuel pressure in the fuel accumulator 55 is adjusted depending on the amount of fuel delivered by the high-pressure pump 54.
  • the volume flow control valve 56 is open and the amount of fuel delivered is dependent on the control of the volume flow control valve 56.
  • the electromechanical pressure regulator 57 is closed. When more fuel is delivered to the fuel reservoir 55 than is metered, the fuel pressure in the fuel reservoir 55 increases. If less fuel is delivered to the fuel reservoir 55 than is metered, then the fuel pressure in the fuel reservoir 55 decreases correspondingly.
  • This first mode is called volume control VC.
  • the volume flow control valve 56 is closed. By the flow control valve 56, only the leakage flow. If the electromechanical pressure regulator 57 is closed and less fuel is metered than is conveyed by the leakage flow into the fuel accumulator 55, the fuel pressure in the fuel accumulator 55 increases until the electromechanical pressure regulator 57 opens and discharges fuel into the inlet 53. As a result, the fuel pressure in the fuel accumulator 55 is limited to the fuel pressure predetermined by the electromechanical pressure regulator 57. This second mode is therefore called pressure control PC.
  • FIG. 4 shows two control loops, between which, depending on the currently set operating mode of the fuel supply device 5 can be switched by means of a switch LV-MS. If the currently set operating mode is the first operating mode, ie the quantity control VC, then the switch LV_MS is in the position VC. If the currently set operating mode is the second operating mode, ie the pressure control PC, then the LV_MS switch is in the PC position.
  • a control difference FUP_DIF is determined from the difference between the predetermined fuel pressure FUP_SP and the detected fuel pressure FUP_AV.
  • the control difference FUP_DIF is supplied to a controller in block B1 in the quantity control VC.
  • This controller is preferably designed as a PI controller.
  • a controller value FUEL_MASS_FB_CTRL of the first controller is determined.
  • a pilot value FUEL_MASS_PRE of a fuel mass FUEL_MASS_REQ to be delivered is determined in a block B2.
  • the precontrol value FUEL_MASS_PRE of the fuel mass FUEL_MASS_REQ to be delivered, the controller value FUEL_MASS_FB_CTRL of the first controller, a fuel mass MFF to be injected and an adaptation value FUEL_MASS_ADAPT are added up to the fuel mass FUEL_MASS_REQ to be delivered.
  • an actuating signal PWM_VC is determined during flow control VC.
  • the block B3 preferably includes a map.
  • a block B4 represents the in FIG. 1 shown fuel supply device 5 with the in FIG.
  • the control signal PWM which is equal to the control signal PWM_VC with quantity control VC in quantity control VC, is the input quantity of the block B4.
  • the output of the block B4 is the detected fuel pressure FUP_AV detected by the fuel pressure sensor 58, for example.
  • the maps of blocks B3 and B6 are preferably determined in advance by tests on an engine test bench, by simulations or by driving tests. Alternatively, for example, functions based on physical models may also be used.
  • FIG. 4 The block diagram shown is a preferred embodiment of a control device for a fuel supply device 5 with a combination valve 7 after FIG. 2 and characteristics after FIG. 3 , If, however, the volume flow control valve 56 and the electromechanical pressure regulator 57 each have their own actuator, the control signal PWM_VC acts on the actuator of the volume flow control valve 56 and the control signal PNM_PC on pressure control PC acts on the actuator of the electromechanical pressure regulator 57 in the case of volume control VC.
  • Block B4 Consequently, instead of the common control signal PWM, both the control signal PWM_VC for quantity control VC and the control signal PWM-PC for pressure control PC are supplied.
  • the control circuits for the first and the second mode of operation in this case preferably operate in parallel, so that in the FIG. 4 Switch LV_MS can be dispensed with.
  • the blocks B1 and B5 are simultaneously fed with the control difference FUP_DIF.
  • a step S2 it is checked whether a difference between a current time t and a time t_MS of the last mode changeover is greater than a blocking time period T_MS_WAIT. If this condition is not fulfilled, the step S2 is repeated after a waiting period T_W. Since the last operating mode switchover, at least the blocking period T_MS_WAIT must have elapsed before the operating mode can be switched over again. However, if the condition is satisfied in step S2, the processing is continued in step S3.
  • step S3 both an error value FUP_ERR of the fuel pressure and a delivery flow MFF_PUMP of the high-pressure pump 54 are checked.
  • the error value FUP_ERR of the fuel pressure is dependent on an amount or a factor by which the detected fuel pressure FUP_AV is larger or smaller than the predetermined fuel pressure FUP_SP and is defined in this embodiment such that the error value FUP_ERR of the fuel pressure is greater when the predetermined one Fuel pressure FUP_SP is greater than the detected fuel pressure FUP_AV, as if the predetermined fuel pressure FUP_SP is smaller than the detected fuel pressure FUP_AV.
  • the error value FUP_ERR of the fuel pressure is, for example, a quotient of the predetermined fuel pressure FUP_SP and the detected fuel pressure FUP_AV or the difference between the predetermined fuel pressure FUP_SP and the detected fuel pressure FUP_AV.
  • step S4 Is the error value FUP_ERR of the fuel pressure less than a predetermined lower tolerance limit FUP_ERR_BOL for the fuel pressure error value FUP_ERR or the fuel pressure error value FUP_ERR is greater than or equal to the predetermined lower tolerance limit FUP_ERR_BOL for the fuel pressure error value FUP_ERR and less than or equal to a predetermined upper tolerance limit FUP_ERR_TOL for the error value FUP_ERR of the fuel pressure and the delivery flow MFF_PUMP of the high-pressure pump 54 are simultaneously smaller than a lower switching threshold MFF_PUMP_BOL of the delivery flow MFF_PUMP of the high-pressure pump 54. If the condition in the step S3 is not satisfied, then a step S5 is executed.
  • step S5 the error value FUP_ERR of the fuel pressure and the delivery flow MFF_PUMP of the high-pressure pump 54 are checked. If the error value FUP_ERR of the fuel pressure is greater than a predetermined upper tolerance limit FUP_ERR_TOL for the fuel pressure error value FUP_ERR or the fuel pressure error value FUP_ERR is greater than or equal to the predetermined lower tolerance limit FUP_ERR_BOL for the fuel pressure error value FUP_ERR and less than or equal to the predetermined upper tolerance limit FUP_ERR_TOL for the error value FUP_ERR of the fuel pressure and the delivery flow MFF_PUMP of the high-pressure pump 54 is simultaneously greater than an upper switching threshold MFF_PUMP_TOL of the delivery flow MFF_PUMP of the high-pressure pump 54, then processing continues in a step S6 in which the operating mode of the fuel supply device 5 is switched to flow control mode VC becomes. If the condition is not satisfied in step S5, then the processing is continued after the waiting time T_
  • step S7 is executed, in which the current time t is stored as the time of the last mode switching t_MS, if previously from the first mode to the second mode or from second mode has been switched to the first mode.
  • the processing is continued in the step S2, again after the waiting time T_W.
  • the lower switching threshold MFF_PUMP_BOL and the upper switching threshold MFF_PUMP_TOL of the delivery flow MFF_PUMP of the high-pressure pump 54 can be determined depending on the leakage flow of the volume flow control valve 56 and a possible leakage flow out of the fuel accumulator 55 so that tolerances and possible errors and defects in components of the fuel supply device 5 are compensated can, so that the high-pressure pump 54 needs only as little fuel as possible, but as much fuel as necessary in the fuel accumulator 55 needs to promote.
  • FIG. 12 is a flowchart showing the steps of determining an error value Q_ERR of the fuel flow in the fuel supply device 5.
  • the Processing begins with a step S11, which is preferably carried out when the internal combustion engine is in overrun mode, that is, when the crankshaft 21 rotates without metering fuel. Furthermore, the step S11 may include further, not shown here, preparatory steps.
  • a step S12 a first fuel pressure FUP_SP1 is set.
  • the first fuel pressure FUP_SP1 is preferably smaller than the current fuel pressure in the fuel accumulator 55.
  • the third mode all valves of the fuel supply device 5 are driven so that they are closed.
  • This mode can be set, for example, by switching to the pressure control mode PC and, at the same time, setting the predetermined fuel pressure FUP_SP to such a large value that the electro-mechanical pressure regulator 57 is closed.
  • the pressure control mode PC the volume flow control valve 56 is controlled so that it is closed.
  • the injection valves 34 are also controlled so that they are closed because no fuel is to be metered. Changes in the fuel pressure in the fuel accumulator 55 can thus be caused only by the leakage flow of the volume flow control valve 56 or by the possible leakage flow out of the fuel accumulator 55 out.
  • a step S15 is waited until the fuel pressure in the fuel reservoir 55 is greater than or equal to a second predetermined fuel pressure FUP_SP2 or until a predetermined period of time has elapsed. Then, in a step S16, a second fuel pressure FUP_AV2 and a second time t2 are detected. In a step S17, a difference FUP_AV_DIF from the second detected fuel pressure FUP_AV2 and the first detected fuel pressure FUP_AV1 and a time duration T from the second time t2 and the first time t1 are determined. The error value Q_ERR of the fuel flow is determined as a function of the difference FUP_AV_DIF of the detected fuel pressures and the time duration T.
  • the error value Q_ERR of the fuel flow can additionally be determined as a function of a volume V_RAIL of the fuel accumulator 55, a fuel density r and a fuel compressibility b.
  • the error value Q_ERR of the fuel flow represents the balance of the fuel flows into the fuel accumulator 55 and the fuel outflows from the fuel accumulator 55, when all valves of the fuel supply device 5 are controlled so that the valves should be closed.
  • a step S18 the third mode is turned off and on the in the FIG. 5 Switching described operating modes switched.
  • the determined error value Q_ERR of the fuel flow can be taken over into the control of the fuel supply device 5, preferably after a check for defects and defects possibly present in the fuel supply device 5.
  • the determined error value Q_ERR of the fuel flow can thus be taken into account in the further operation of the fuel supply device 5.

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Abstract

Die Kraftstoffzuführeinrichtung einer Brennkraftmaschine hat einen Niederdruckkreis, eine Hochdruckpumpe, die eingangsseitig gekoppelt ist mit dem Niederdruckkreis und die Kraftstoff in einen Kraftstoffspeicher fördert, ein Volumenstromsteuerventil, das der Hochdruckpumpe zugeordnet ist und einen elektromechanischen Druckregulator, der mit dem Kraftstoffspeicher und dem Niederdruckkreis wirkverbunden ist und der Kraftstoff aus dem Kraftstoffspeicher in den Niederdruckkreis absteuern kann. Die Kraftstoffzuführeinrichtung hat eine Regeleinrichtung, die in einer ersten Betriebsart (VC) mittels eines ersten Reglers ein Stellsignal für das Volumenstromsteuerventil und in einer zweiten Betriebsart (PC) mittels eines zweiten Reglers ein Stellsignal für den elektromechanischen Druckregulator erzeugt. Abhängig von einem Fehlerwert (FUP ERR) des Kraftstoffdrucks, der aus einem erfassten Kraftstoffdruck und einem vorgegebenen Kraftstoffdruck resultiert, wird die Betriebsart der Kraftstoffzuführeinrichtung umgeschaltet. Die Betriebsart der Kraftstoffzuführeinrichtung kann zusätzlich abhängig von dem Förderstrom (MFF PUMP) der Hochdruckpumpe umgeschaltet werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern einer Kraftstoffzuführeinrichtung einer Brennkraftmaschine, wobei die Kraftstoffzuführeinrichtung einen Niederdruckkreis, eine Hochdruckpumpe, die eingangsseitig gekoppelt ist mit dem Niederdruckkreis und die Kraftstoff in einen Kraftstoffspeicher fördert, ein Volumenstromsteuerventil, das der Hochdruckpumpe zugeordnet ist und einen elektromechanischen Druckregulator, der mit dem Kraftstoffspeicher und dem Niederdruckkreis wirkverbunden ist und der Kraftstoff aus dem Kraftstoffspeicher in den Niederdruckkreis absteuern kann, umfasst.
  • An Brennkraftmaschinen, insbesondere in Kraftfahrzeugen, werden hohe Anforderungen gestellt. Die Schadstoffemissionen unterliegen gesetzlichen Bestimmungen und der Kunde verlangt nach einem geringen Kraftstoffverbrauch, einem sicheren und zuverlässigen Betrieb und nach geringen Wartungskosten. Die Kraftstoffzuführeinrichtung der Brennkraftmaschine hat einen großen Einfluss darauf, dass die Anforderungen erfüllt werden können.
  • In der DE 199 16 101 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine offenbart. Eine Hochdruckpumpe fördert Kraftstoff von einem Niederdruckbereich in einen Kraftstoffspeicher. Ein Istwert eines Kraftstoffdrucks in dem Kraftstoffspeicher wird erfasst. In einem ersten Betriebszustand wird zum Einstellen des Kraftstoffdrucks in dem Kraftstoffspeicher die Hochdruckpumpe als Stellglied angesteuert. In einem zweiten Betriebszustand wird zum Einstellen des Kraftstoffdrucks ein Druckablassventil als Stellglied angesteuert zum Ablassen von Kraftstoff aus dem Kraftstoffspeicher in den Niederdruckbereich. In dem ersten Betriebszustand wird eine Regelabweichung zwischen einem Sollwert des Kraftstoffdrucks und dem Istwert des Kraftstoffdrucks einem ersten Regler zugeführt, in dem zweiten Betriebszustand wird die Regelabweichung einem zweiten Regler zugeführt. Der erste Regler wird nur verwendet, wenn die Regelabweichung positiv ist, der zweite Regler wird nur verwendet, wenn die Regelabweichung negativ ist. Ein Umschalten zwischen dem ersten Betriebszustand und dem zweiten Betriebszustand erfolgt, wenn der jeweils aktive Regler einen Stellwert von Null erreicht und die Regelabweichung größer wird als ein erster Schwellenwert bzw. die Regelabweichung kleiner wird als ein zweiter Schwellenwert.
  • Ferner ist in der WO 2004/104397 A1 ein Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors offenbart, bei dem in einer ersten Betriebsart ein Kraftstoffdruck in einem Kraftstoffspeicher auf einen Solldruck geregelt wird durch Einstellen eines Kraftstoffflusses von an die Hochdruckpumpe gelieferten Kraftstoffes abhängig von einer einzuspritzenden Kraftstoffmenge und dem Solldruck und bei dem in einer zweiten Betriebsart bei einem vorgegebenen Kraftstofffluss der Kraftstoffdruck auf den Solldruck geregelt wird durch Ablassen von Kraftstoff aus dem Kraftstoffspeicher. Die zweite Betriebsart wird eingenommen, wenn der Kraftstofffluss einen ersten Kraftstofffluss unterschreitet und die erste Betriebsart wird eingenommen, wenn der Kraftstofffluss einen zweiten Kraftstofffluss überschreitet.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, das einen zuverlässigen und sicheren Betrieb von Kraftstoffzuführeinrichtungen in Brennkraftmaschinen ermöglicht.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
  • Die Erfindung zeichnet sich aus durch ein Verfahren zum Steuern einer Kraftstoffzuführeinrichtung einer Brennkraftmaschine, wobei die Kraftstoffzuführeinrichtung einen Niederdruckkreis, eine Hochdruckpumpe, die eingangsseitig gekoppelt ist mit dem Niederdruckkreis und die Kraftstoff in einen Kraftstoffspeicher fördert, ein Volumenstromsteuerventil, das der Hochdruckpumpe zugeordnet ist und einen elektromechanischen Druckregulator, der mit dem Kraftstoffspeicher und dem Niederdruckkreis wirkverbunden ist und der Kraftstoff aus dem Kraftstoffspeicher in den Niederdruckkreis absteuern kann, umfasst. Bei dem Verfahren wird eine Regeldifferenz ermittelt aus einer Differenz eines vorgegebenen Kraftstoffdrucks und eines erfassten Kraftstoffdrucks. In einer ersten Betriebsart wird mittels eines ersten Reglers ein Stellsignal für das Volumenstromsteuerventil erzeugt, wobei dem ersten Regler die Regeldifferenz zugeführt wird. In einer zweiten Betriebsart wird mittels eines zweiten Reglers ein Stellsignal für den elektromechanischen Druckregulator erzeugt, wobei dem zweiten Regler die Regeldifferenz zugeführt wird. Es wird von der ersten Betriebsart auf die zweite Betriebsart umgeschaltet, wenn der erfasste Kraftstoffdruck um einen ersten vorgegebenen Betrag oder um einen ersten vorgegebenen Faktor größer ist als der vorgegebene Kraftstoffdruck. Es wird ferner abhängig von einem Förderstrom der Hochdruckpumpe von der ersten Betriebsart auf die zweite Betriebsart umgeschaltet, wenn der Förderstrom der Hochdruckpumpe kleiner ist als eine untere Umschaltschwelle des Förderstroms und von der zweiten Betriebsart auf die erste Betriebsart umgeschaltet, wenn der Förderstrom der Hochdruckpumpe größer ist als eine obere Umschaltschwelle des Förderstroms.
  • Das Verfahren hat den Vorteil, dass ein zu großer Kraftstoffdruck im Kraftstoffspeicher vermieden werden kann und dadurch ein Überdruckventil, das an dem Kraftstoffspeicher vorgesehen sein kann und das Kraftstoff aus dem Kraftstoffspeicher ablässt, bevor der Kraftstoffdruck in dem Kraftstoffspeicher so groß wird, dass die Kraftstoffzuführeinrichtung dadurch beschädigt werden könnte, geschont wird. Ein weiterer Vorteil ist, dass Toleranzen oder Defekte von Komponenten der Kraftstoffzuführeinrichtung ausgeglichen werden können, die andernfalls falsche Kraftstoffdrücke im Kraftstoffspeicher verursachen könnten. Dadurch wird ein sicherer und zuverlässiger Betrieb der Kraftstoffzuführeinrichtung ermöglicht. Ferner kann auf einfache Weise sichergestellt werden, dass der vorgegebene Kraftstoffdruck erreicht werden kann. Dieses Verfahren ist besonders effizient, da nur so viel Kraftstoff von der Hochdruckpumpe in den Kraftstoffspeicher gefördert wird, wie zur Einstellung oder zur Aufrechterhaltung des Kraftstoffdrucks im Kraftstoffspeicher benötigt wird.
  • Vorteilhafterweise wird von der zweiten Betriebsart auf die erste Betriebsart umgeschaltet, wenn der erfasste Kraftstoffdruck um einen zweiten vorgegebenen Betrag oder um einen zweiten vorgegebenen Faktor kleiner ist als der vorgegebene Kraftstoffdruck. Dies hat den Vorteil, dass ein zu kleiner Kraftstoffdruck im Kraftstoffspeicher vermieden werden kann, der eine unzureichende Zumessung von Kraftstoff in die Zylinder der Brennkraftmaschine zur Folge haben kann.
  • Die Erfindung zeichnet sich ferner aus durch ein Verfahren zum Steuern einer Kraftstoffzuführeinrichtung einer Brennkraftmaschine, wobei die Kraftstoffzuführeinrichtung einen Niederdruckkreis, eine Hochdruckpumpe, die eingangsseitig gekoppelt ist mit dem Niederdruckkreis und die Kraftstoff in einen Kraftstoffspeicher fördert, ein Volumenstromventil, das der Hochdruckpumpe zugeordnet ist und einen elektromechanischen Druckregulator, der mit dem Kraftstoffspeicher und dem Niederdruckkreis wirkverbunden ist und der Kraftstoff aus dem Kraftstoffspeicher in den Niederdruckkreis absteuern kann, umfasst. In dem Verfahren wird eine Regeldifferenz ermittelt aus einer Differenz eines vorgegebenen Kraftstoffdrucks und eines erfassten Kraftstoffdrucks. In einer ersten Betriebsart wird mittels eines ersten Reglers ein Stellsignal für das Volumenstromsteuerventil erzeugt, wobei dem ersten Regler die Regeldifferenz zugeführt wird. In einer zweiten Betriebsart wird mittels eines zweiten Reglers ein Stellsignal für den elektromechanischen Druckregulator erzeugt, wobei dem zweiten Regler die Regeldifferenz zugeführt wird. Von der zweiten Betriebsart wird auf die erste Betriebsart umgeschaltet, wenn der erfasste Kraftstoffdruck um einen zweiten vorgegebenen Betrag oder um einen zweiten vorgegebenen Faktor kleiner ist als der vorgegebene Kraftstoffdruck. Es wird ferner abhängig von einem Förderstrom der Hochdruckpumpe von der ersten Betriebsart auf die zweite Betriebsart umgeschaltet, wenn der Förderstrom der Hochdruckpumpe kleiner ist als eine untere Umschaltschwelle des Förderstroms und von der zweiten Betriebsart auf die erste Betriebsart umgeschaltet, wenn der Förderstrom der Hochdruckpumpe größer ist als eine obere Umschaltschwelle des Förderstroms.
  • Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass ein zu kleiner Kraftstoffdruck.im Kraftstoffspeicher vermieden werden kann, der eine unzureichende Zumessung von Kraftstoff in die Zylinder der Brennkraftmaschine zur Folge haben kann. Das Verfahren hat ferner den Vorteil, dass Toleranzen und Defekte von Komponenten der Kraftstoffzuführeinrichtung ausgeglichen werden können. Dies ermöglicht einen sicheren und zuverlässigen Betrieb der Kraftstoffzuführeinrichtung. Ferner kann auf einfache Weise sichergestellt werden, dass der vorgegebene Kraftstoffdruck erreicht werden kann. Dieses Verfahren ist besonders effizient, da nur so viel Kraftstoff von der Hochdruckpumpe in den Kraftstoffspeicher gefördert wird, wie zur Einstellung oder zur Aufrechterhaltung des Kraftstoffdrucks im Kraftstoffspeicher benötigt wird.
  • Vorteilhafterweise wird die untere Umschaltschwelle des Förderstroms und die obere Umschaltschwelle des Förderstroms aus einem Fehlerwert des Kraftstoffflusses ermittelt, der resultiert aus einem Leckfluss durch das Volumenstromsteuerventil in seiner geschlossenen Stellung und einem Leckagefluss aus dem Kraftstoffspeicher heraus, wenn der elektromechanische Druckregulator geschlossen ist und kein Kraftstoff zugemessen werden soll. Die Kraftstoffzuführeinrichtung kann effizienter betrieben werden, wenn der Fehlerwert des Kraftstoffflusses bekannt ist und für die Steuerung der Kraftstoffzuführeinrichtung berücksichtigt wird. Durch die Berücksichtigung des Fehlerwerts des Kraftstoffflusses können Toleranzen und Defekte von Komponenten der Kraftstoffzuführeinrichtung sowie der Leckfluss des Volumenstromsteuerventils ausgeglichen werden und so ein zuverlässiger Betrieb der Kraftstoffzuführeinrichtung sichergestellt werden.
  • In einer bevorzugten Weiterbildung wird der Fehlerwert des Kraftstoffflusses ermittelt abhängig von mindestens zwei mit zeitlichem Abstand erfassten Kraftstoffdrücken, die in einer dritten Betriebsart erfasst werden, in der kein Kraftstoff zugemessen werden soll und das Volumenstromsteuerventil und der elektromechanische Druckregulator so angesteuert werden, dass das Volumenstromsteuerventil und der elektromechanische Druckregulator geschlossen sind. Auf diese Weise ist eine sehr genaue Messung des Fehlerwerts des Kraftstoffflusses möglich.
  • Günstigerweise wird, um den Fehlerwert des Kraftstoff flusses zu ermitteln, der Kraftstoffdruck im Kraftstoffspeicher auf einen ersten vorgegebenen Kraftstoffdruck geregelt, so dass der Betrag der Regeldifferenz kleiner ist als ein vorgegebener Schwellenwert, wird ein erster Kraftstoffdruck erfasst, wird die dritte Betriebsart eingestellt und die Betriebsartumschaltung gesperrt, wird ein zweiter Kraftstoffdruck erfasst, und wird der Fehlerwert des Kraftstoffflusses ermittelt abhängig von einer Zeitdauer und einer Differenz des zweiten erfassten Kraftstoffdrucks und des ersten erfassten Kraftstoffdrucks. Dieses Verfahren ermöglicht eine sehr einfache Bestimmung des Leckflusses.
  • Günstigerweise wird der zweite Kraftstoffdruck erfasst, wenn der Kraftstoffdruck im Kraftstoffspeicher größer oder gleich einem zweiten vorgegebenen Kraftstoffdruck ist, dessen Wert größer ist als der des ersten vorgegebenen Kraftstoffdrucks. Dieses Verfahren ist besonders effizient, wenn der Leckfluss des Volumenstromsteuerventils sehr groß ist und der Kraftstoffdruck im Kraftstoffspeicher schnell größer wird.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird der zweite Kraftstoffdruck erfasst nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer. Dieses Verfahren ist effizient, wenn der Leckfluss des Volumenstromsteuerventils klein ist, oder wenn Leckagen in der Kraftstoffzuführeinrichtung bestehen, so dass der Kraftstoffdruck im Kraftstoffspeicher nur sehr langsam größer oder möglicherweise kleiner wird.
  • Eine bevorzugte Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass nach einem Umschalten von der ersten Betriebsart auf die zweite Betriebsart oder von der zweiten Betriebsart auf die erste Betriebsart die Umschaltung der Betriebsart für mindestens eine Sperrzeitdauer gesperrt ist. Dies hat den Vorteil, dass instabile Betriebszustände durch häufiges Umschalten zwischen den Betriebsarten vermieden werden kann.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
    • Figur 1
    eine Brennkraftmaschine mit einer Kraftstoffzuführ- einrichtung,
    Figur 2
    ein Kombinationsventil, das ein Volumenstromsteuer- ventil und einen elektromechanischen Druckregulator mit einem gemeinsamen Stellantrieb umfasst,
    Figur 3
    die Kennlinie des Kombinationsventils aus Figur 2,
    Figur 4
    das Blockschaltbild einer Regeleinrichtung zur Rege- lung des Kraftstoffdrucks in einem Kraftstoffspei- cher,
    Figur 5
    ein Ablaufdiagramm zur Steuerung der Umschaltung von Betriebszuständen der Kraftstoffzuführeinrichtung, und
    Figur 6
    ein Ablaufdiagramm zur Ermittlung des Fehlerwerts des Kraftstoffflusses.
  • Elemente gleicher Konstruktion und Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Eine Brennkraftmaschine (Figur 1) umfasst einen Ansaugtrakt 1, einen Motorblock 2, einen Zylinderkopf 3 und einen Abgastrakt 4. Der Motorblock 2 umfasst mehrere Zylinder, welche Kolben und Pleuelstangen haben, über die sie mit einer Kurbelwelle 21 gekoppelt sind.
  • Der Zylinderkopf 3 umfasst einen Ventiltrieb mit einem Gaseinlassventil, einem Gasauslassventil und Ventilantrieben. Der Zylinderkopf 3 umfasst ferner ein Einspritzventil 34 und eine Zündkerze.
  • Ferner ist eine Zuführeinrichtung 5 für Kraftstoff vorgesehen. Sie umfasst einen Kraftstofftank 50, der über eine Kraftstoffleitung mit einer Niederdruckpumpe 51 verbunden ist. Die Kraftstoffleitung mündet in einen Schwalltopf 50a. Ausgangsseitig ist die Niederdruckpumpe 51 mit einem Zulauf 53 einer Hochdruckpumpe 54 wirkverbunden. Ferner ist auch ausgangsseitig der Niederdruckpumpe 51 ein mechanischer Regulator 52 vorgesehen, welcher ausgangsseitig über eine weitere Kraftstoffleitung mit dem Kraftstofftank 50 verbunden ist. Die Niederdruckpumpe 51, der mechanische Regulator 52, die Kraftstoffleitung, die weitere Kraftstoffleitung und der Zulauf 53 bilden einen Niederdruckkreis.
  • Die Niederdruckpumpe 51 ist vorzugsweise so ausgelegt, dass sie während des Betriebs der Brennkraftmaschine immer eine ausreichend hohe Kraftstoffmenge liefert, die gewährleistet, dass ein vorgegebener Niederdruck nicht unterschritten wird.
  • Der Zulauf 53 ist hin zu der Hochdruckpumpe 54 geführt, welche ausgangsseitig den Kraftstoff hin zu einem Kraftstoffspeicher 55 fördert. Die Hochdruckpumpe 54 wird in der Regel von der Nockenwelle angetrieben und fördert somit bei konstanter Drehzahl der Kurbelwelle 21 ein konstantes Kraftstoffvolumen in den Kraftstoffspeicher 55.
  • Die Einspritzventile 34 sind mit dem Kraftstoffspeicher 55 wirkverbunden. Der Kraftstoff wird somit den Einspritzventilen 34 über den Kraftstoffspeicher 55 zugeführt.
  • In dem Vorlauf der Hochdruckpumpe 54, das heißt stromaufwärts der Hochdruckpumpe 54, ist ein Volumenstromsteuerventil 56 vorgesehen, mittels dessen der Volumenstrom eingestellt werden kann, der der Hochdruckpumpe 54 zugeführt wird. Durch eine entsprechende Ansteuerung des Volumenstromsteuerventils 56 kann ein vorgegebener Kraftstoffdruck FUP_SP im Kraftstoffspeicher 55 eingestellt werden.
  • Zusätzlich ist die Kraftstoffzuführeinrichtung 5 mit einem elektromagnetischen Druckregulator 57 ausgangsseitig des Kraftstoffspeichers 55 und mit einer Rückführleitung in den Niederdruckkreis versehen. Wird ein Kraftstoffdruck im Kraftstoffspeicher 55 größer als der durch entsprechende Ansteuerung des elektromechanischen Druckregulators 57 vorgegebene Kraftstoffdruck FUP_SP, dann öffnet der elektromechanische Druckregulator 57 und Kraftstoff wird aus dem Kraftstoffspeicher 55 in den Niederdruckkreis abgelassen.
  • Alternativ kann auch das Volumenstromsteuerventil 56 in die Hochdruckpumpe 54 integriert sein, oder der elektromechanische Druckregulator 57 und das Volumenstromsteuerventil 56 werden über einen gemeinsamen Stellantrieb eingestellt, wie es beispielhaft in Figur 2 dargestellt und weiter unten näher erläutert ist.
  • Ferner ist der Brennkraftmaschine eine Steuereinrichtung 6 zugeordnet, der wiederum Sensoren zugeordnet sind, die verschiedene Messgrößen erfassen und jeweils den Messwert der Messgröße ermitteln. Die Steuereinrichtung 6 ermittelt abhängig von mindestens einer der Messgrößen Stellgrößen, die dann in entsprechende Stellsignale zum Steuern von Stellgliedern mittels entsprechender Stellantriebe umgesetzt werden.
  • Die Sensoren sind beispielsweise ein Pedalstellungsgeber, welcher die Stellung eines Fahrpedals erfasst, ein Kurbelwellenwinkelsensor, welcher einen Kurbelwellenwinkel erfasst und welchem dann eine Motordrehzahl zugeordnet wird, ein Luftmassenmesser und ein Kraftstoffdrucksensor 58, welcher einen Kraftstoffdruck FUP_AV in dem Kraftstoffspeicher 55 erfasst. Je nach Ausführungsform der Erfindung kann eine beliebige Untermenge der Sensoren oder auch zusätzliche Sensoren vorhanden sein.
  • Die Stellglieder sind beispielsweise als Gaseinlass- oder Gasauslassventile, Einspritzventile 34, Zündkerze, Drosselklappe, Niederdruckpumpe 51, Volumenstromsteuerventil 56 oder auch als elektromechanischer Druckregulator 57 ausgebildet.
  • Bevorzugt hat die Brennkraftmaschine auch weitere Zylinder, denen dann entsprechende Stellglieder zugeordnet sind.
  • Figur 2 zeigt ein Kombinationsventil 7, das einen Stellantrieb 70, das Volumenstromsteuerventil 56 und den elektromechanischen Druckregulator 57 umfasst. Das Kombinationsventil 7 hat einen Auslass 71, der mit dem Einlass der Hochdruckpumpe 54 wirkverbunden ist, eisen Anschluss 72, der mit dem Zulauf 53 wirkverbunden ist, und einen Einlass 73, der mit dem Kraftstoffspeicher 55 wirkverbunden ist. Das Volumenstromsteuerventil 56 umfasst den Anschluss 72, den Auslass 71, einen Ventilsteller 74 und den Stellantrieb 70. Der elektromechanische Druckregulator 57 umfasst den Einlass 73, den Anschluss 72, den Ventilsteller 74, eine Feder 75, einen Ventilverschluss 76 und den Stellantrieb 70.
  • Der Stellantrieb 70 bewegt abhängig von einem Stellsignal PWM den Ventilsteller 74 in axialer Richtung. Die Feder 75 ist zwischen dem Ventilsteller 74 und dem Ventilverschluss 76 angeordnet und abhängig von der axialen Position des Ventilstellers 74 vorgespannt. Der Ventilsteller 74 ist so ausgebildet, dass in dem Bereich einer ersten axialen Verschiebung des Ventilstellers 74 in Richtung zu der Feder 75 ausgehend von seiner axialen Position, in die er durch die Feder 75 gedrückt wird ohne ein Beaufschlagen des Stellantriebs 70 mit dem Stellsignal PWM, der Kraftstofffluss im Wesentlichen unterbunden ist. In diesem Zustand strömt von dem Anschluss 72 lediglich ein Leckfluss hin zu dem Auslass 71. In dem Bereich einer zweiten axialen Verschiebung des Ventilstellers 74 durch ein entsprechendes Beaufschlagen des Stellantriebs 70 mit dem Stellsignal PWM wird der Anschluss 72 mit dem Auslass 71 hydraulisch gekoppelt. Abhängig von dem Stellsignal PWM kann in dem zweiten Bereich der axialen Verschiebung des Ventilstellers 74 ein verschieden großer Volumenstrom von dem Zulauf 53 in den Anschluss 72 hin zum Auslass 71 und zu der Hochdruckpumpe 54 fließen.
  • Wenn die durch den Kraftstoffdruck in dem Kraftstoffspeicher 55 hervorgerufene Kraft größer ist als die durch die Vorspannung der Feder hervorgerufene und auf den Ventilverschluss 76 ausgeübte Kraft, wird der Einlass 73 mit dem Anschluss 72 hydraulisch gekoppelt, so dass Kraftstoff von dem Kraftstoffspeicher 55 in den Einlass 73 hin zum Auslass 72 in den Zulauf 53 fließen kann.
  • Der Kraftstoffdruck im Kraftstoffspeicher 55, der zu einem Öffnen des elektromechanischen Druckregulators mindestens erforderlich ist, kann durch Erhöhen oder Verringern des Stellsignals PWM eingestellt werden. Der Stellantrieb 70 erhöht oder verringert entsprechend die Kraft, die über den Ventilsteller 74 auf die Feder 75 einwirkt und die Feder 75 vorspannt. Die durch die Vorspannung der Feder 75 hervorgerufene Kraft schließt den elektromechanischen Druckregulator, wenn die durch den Kraftstoffdruck im Kraftstoffspeicher 55 auf den Ventilverschluss 76 ausgeübte Kraft kleiner ist.
  • Figur 3 zeigt Kennlinien des in Figur 2 dargestellten Kombinationsventils 7. Eine Druckkurve 80 zeigt den Zusammenhang zwischen dem Stellsignal PWM in Ampere und dem Kraftstoffdruck im Kraftstoffspeicher 55 in bar. Wird bei gegebenem Stellsignal PWM der Kraftstoffdruck im Kraftstoffspeicher 55 über den durch die Druckkurve 80 vorgegebenen Wert erhöht, so öffnet der elektromechanische Druckregulator 57 und verringert durch Ablassen von Kraftstoff aus dem Kraftstoffspeicher 55 in den Zulauf 53 den Kraftstoffdruck im Kraftstoffspeicher 55.
  • Für Werte des Stellsignals PWM, die größer sind als ein Schwellenwert, der in diesem Ausführungsbeispiel einen Wert von etwa 0,5 Ampere hat, öffnet sich das Volumenstromsteuerventil 56 und ermöglicht einen in Liter pro Minute angegebenen Kraftstofffluss. Das Diagramm zeigt eine obere Flusskurve 81, die eine obere Toleranzgrenze für das Kombinationsventil 7 darstellt, eine untere Flusskurve 82, die eine untere Toleranzgrenze für das Kombinationsventil 7 darstellt, und eine mittlere Flusskurve 83, die den Mittelwert zwischen oberer und unterer Flusskurve darstellt. Die Flusskurven 81, 82 und 83 zeigen, dass bei diesem Ausführungsbeispiel unterhalb des Schwellenwerts, also wenn das Volumenstromsteuerventil 56 im Wesentlichen geschlossen ist, noch der Leckfluss fließen kann.
  • In Figur 4 ist ein Blockschaltbild einer Regeleinrichtung dargestellt, die zur Regelung des Kraftstoffdrucks in der Kraftstoffzuführeinrichtung 5 verwendet werden kann, die ein Kombinationsventil 7 umfasst, wie es beispielhaft in Figur 2 ausgeführt ist. Die Regelung des Kraftstoffdrucks im Kraftstoffspeicher 55 erfolgt abhängig davon, in welcher Betriebsart die Kraftstoffzuführeinrichtung 5 aktuell betrieben wird.
  • In einer ersten Betriebsart wird der Kraftstoffdruck im Kraftstoffspeicher 55 abhängig von der von der Hochdruckpumpe 54 geförderten Kraftstoffmenge eingestellt. Das Volumenstromsteuerventil 56 ist geöffnet und die geförderte Kraftstoffmenge ist abhängig von der Ansteuerung des Volumenstromsteuerventils 56. In dieser Betriebsart ist der elektromechanische Druckregulator 57 geschlossen. Wenn mehr Kraftstoff in den Kraftstoffspeicher 55 gefördert als zugemessen wird, dann steigt der Kraftstoffdruck im Kraftstoffspeicher 55. Wenn weniger Kraftstoff in den Kraftstoffspeicher 55 gefördert als zugemessen wird, dann sinkt entsprechend der Kraftstoffdruck im Kraftstoffspeicher 55. Diese erste Betriebsart wird Mengenregelung VC genannt.
  • In einer zweiten Betriebsart ist das Volumenstromsteuerventil 56 geschlossen. Durch das Volumenstromsteuerventil 56 fließt nur der Leckfluss. Ist der elektromechanische Druckregulator 57 geschlossen und wird weniger Kraftstoff zugemessen als durch den Leckfluss in den Kraftstoffspeicher 55 gefördert wird, dann steigt der Kraftstoffdruck im Kraftstoffspeicher 55, bis der elektromechanische Druckregulator 57 öffnet und Kraftstoff in den Zulauf 53 absteuert. Dadurch wird der Kraftstoffdruck im Kraftstoffspeicher 55 auf den durch den elektromechanischen Druckregulator 57 vorgegebenen Kraftstoffdruck begrenzt. Diese zweite Betriebsart wird deshalb Druckregelung PC genannt.
  • Figur 4 zeigt zwei Regelkreise, zwischen denen abhängig von der aktuell eingestellten Betriebsart der Kraftstoffzuführ-, einrichtung 5 mittels eines Schalters LV-MS umgeschaltet werden kann. Ist die aktuell eingestellte Betriebsart die erste Betriebsart, also die Mengenreglung VC, dann steht der Schalter LV_MS in der Position VC. Ist die aktuell eingestellte Betriebsart die zweite Betriebsart, also die Druckregelung PC, dann steht der Schalter LV_MS in der Position PC.
  • Aus der Differenz zwischen dem vorgegeben Kraftstoffdruck FUP_SP und dem erfassten Kraftstoffdruck FUP_AV wird eine Regeldifferenz FUP_DIF bestimmt. Die Regeldifferenz FUP_DIF wird bei der Mengenregelung VC einem Regler in Block B1 zugeführt. Dieser Regler ist vorzugsweise als PI-Regler ausgebildet. In dem Block B1 wird ein Reglerwert FUEL_MASS_FB_CTRL des ersten Reglers bestimmt. Abhängig von dem vorgegebenen Kraftstoffdruck FUP_SP und dem erfassten Kraftstoffdruck FUP_AV wird in einem Block B2 ein Vorsteuerwert FUEL_MASS_PRE einer zu fördernden Kraftstoffmasse FUEL_MASS_REQ ermittelt. Der Vorsteuerwert FUEL_MASS_PRE der zu fördernden Krafts-toffmasse FUEL_MASS_REQ, der Reglerwert FUEL_MASS_FB_CTRL des ersten Reglers, eine einzuspritzende Kraftstoffmasse MFF und ein Adaptionswert FUEL_MASS_ADAPT werden aufsummiert zu der zu fördernden Kraftstoffmasse FUEL_MASS_REQ. In einem Block B3 wird abhängig von der zu fördernden Kraftstoffmasse FUEL_MASS_REQ ein Stellsignal PWM_VC bei Mengenregelung VC bestimmt. Der Block B3 umfasst vorzugsweise ein Kennfeld. Ein Block B4 repräsentiert die in Figur 1 dargestellte Kraftstoffzuführeinrichtung 5 mit dem in Figur 2 dargestellten Kombinationsventil 7. Das Stellsignal PWM, das bei Mengenregelung VC gleich dem Stellsignal PWM_VC bei Mengenregelung VC ist, ist die Eingangsgröße des Blocks B4. Die Ausgangsgröße des Blocks B4 ist der erfasste Kraftstoffdruck FUP_AV, der beispielsweise mittels des Kraftstoffdrucksensors 58 erfasst wird.
  • Bei Druckregelung PC wird die Regeldifferenz FUP_DIF einem zweiten Regler in einem Block B5 zugeführt. Der Regler in dem Block B5 ist vorzugsweise als PI-Regler ausgeführt. In einem Block B6 wird abhängig von dem vorgegebenen Kraftstoffdruck FUP_SP ein Vorsteuerwert PWM_PRE für ein Stellsignal PWM_PC bei Druckregelung PC bestimmt, zu dem ein in dem Block B5 ermittelter Reglerwert PWM_FB_CTRL des zweiten Reglers addiert wird. Die Summe ist das Stellsignal PWM_PC bei Druckregelung PC. Bei Druckregelung PC ist das Stellsignal PWM gleich dem Stellsignal PWM_PC bei Druckregelung PC. Der Block B6 umfasst vorzugsweise ein Kennfeld.
  • In einem Block B7 wird der Adaptionswert FUEL_MASS_ADAPT ermittelt abhängig von einem Reglerzustand des ersten Reglers in dem Block B1. Beispielsweise kann ein Betrag eines Integralanteils des ersten Reglers um einen Betrag verkleinert und der Adaptionswert abhängig von diesem Betrag korrigiert werden, wenn eine vorgegebene Betriebsbedingung, beispielsweise ein stationärer Betriebszustand, vorliegt.
  • Die Kennfelder der Blöcke B3 und B6 werden bevorzugt vorab durch Versuche an einem Motorprüfstand, durch Simulationen oder durch Fahrversuche ermittelt. Alternativ können auch beispielsweise auf physikalischen Modellen basierende Funktionen verwendet werden.
  • Das in Figur 4 dargestellte Blockdiagramm ist eine bevorzugte Ausführungsform einer Regeleinrichtung für eine Kraftstoffzuführeinrichtung 5 mit einem Kombinationsventil 7 nach Figur 2 und Kennlinien nach Figur 3. Falls das Volumenstromsteuerventil, 56 und der elektromechanische Druckregulator, 57 jedoch jeweils einen eigenen Stellantrieb haben, dann wirkt das Stellsignal PWM_VC bei Mengenregelung VC auf den Stellantrieb des Volumenstromsteuerventils 56 und das Stellsignal PNM_PC bei Druckregelung PC auf den Stellantrieb des elektromechanischen Druckregulators 57. Dem Block B4 werden folglich anstelle des gemeinsamen Stellsignals PWM sowohl das Stellsignal PWM_VC bei Mengenregelung VC als auch das Stellsignal PWM-PC bei Druckregelung PC zugeführt. Die Regelkreise für die erste und die zweite Betriebsart arbeiten in diesem Fall vorzugsweise parallel, so dass auf den in Figur 4 dargestellten Schalter LV_MS verzichtet werden kann. Den Blöcken B1 und B5 wird gleichzeitig die Regeldifferenz FUP_DIF zugeführt.
  • Figur 5 zeigt ein Ablaufdiagramm, das die Steuerung der Betriebsartumschaltung der Kraftstoffzuführeinrichtung 5 darstellt. Die Bearbeitung beginnt mit einem Schritt S1, der vorzugsweise mit dem Start der Brennkraftmaschine ausgeführt wird. Der Schritt S1 kann weitere, hier nicht dargestellte, Schritte enthalten, wie zum Beispiel eine Initialisierung von Variablen zur Festlegung eines definierten Ausgangszustands der Kraftstoffzuführeinrichtung 5.
  • In einem Schritt S2 wird überprüft, ob eine Differenz aus einer aktuellen Zeit t und einer Zeit t_MS der letzten Betriebsartumschaltung größer ist als eine Sperrzeitdauer T_MS_WAIT. Ist diese Bedingung nicht erfüllt, so wird der Schritt S2 nach einer Wartezeitdauer T_W wiederholt. Seit der letzten Betriebsartumschaltung muss also mindestens die Sperrzeitdauer T_MS_WAIT verstrichen sein, bevor die Betriebsart erneut umgeschaltet werden kann. Ist die Bedingung in dem Schritt S2 jedoch erfüllt, so wird die Bearbeitung in einem Schritt S3 fortgesetzt.
  • In dem Schritt S3 wird sowohl ein Fehlerwert FUP_ERR des Kraftstoffdrucks als auch ein Förderstrom MFF_PUMP der Hochdruckpumpe 54 überprüft. Der Fehlerwert FUP_ERR des Kraftstoffdrucks ist abhängig von einem Betrag oder einem Faktor, um den der erfasste Kraftstoffdruck FUP_AV größer oder kleiner ist als der vorgegebene Kraftstoffdruck FUP_SP und ist in diesem Ausführungsbeispiel so definiert, dass der Fehlerwert FUP_ERR des Kraftstoffdrucks größer ist, wenn der vorgegebene Kraftstoffdruck FUP_SP größer ist als der erfasste Kraftstoffdruck FUP_AV, als wenn der vorgegebene Kraftstoffdruck FUP_SP kleiner ist als der erfasste Kraftstoffdruck FUP_AV. Der Fehlerwert FUP_ERR des Kraftstoffdrucks ist beispielsweise ein Quotient aus dem vorgegebenen Kraftstoffdruck FUP_SP und dem erfassten Kraftstoffdruck FUP_AV oder die Differenz zwischen dem vorgegebenen Kraftstoffdruck FUP_SP und dem erfassten Kraftstoffdruck FUP_AV. Ist der Fehlerwert FUP_ERR des Kraftstoffdrucks kleiner als eine vorgegebene untere Toleranzgrenze FUP_ERR_BOL für den Fehlerwert FUP_ERR des Kraftstoffdrucks oder ist der Fehlerwert FUP_ERR des Kraftstoffdrucks größer oder gleich der vorgegebenen unteren Toleranzgrenze FUP_ERR_BOL für den Fehlerwert FUP_ERR des Kraftstoffdrucks und kleiner oder gleich einer vorgegebenen oberen Toleranzgrenze FUP_ERR_TOL für den Fehlerwert FUP_ERR des Kraftstoffdrucks und ist der Förderstrom MFF_PUMP der Hochdruckpumpe 54 gleichzeitig kleiner als eine untere Umschaltschwelle MFF_PUMP_BOL des Förderstroms MFF_PUMP der Hochdruckpumpe 54, dann wird die Bearbeitung in einem Schritt S4 fortgesetzt, in dem die Betriebsart der Kraftstoffzuführeinrichtung 5 auf Druckregelbetrieb PC umgeschaltet wird. Ist die Bedingung in dem Schritt S3 nicht erfüllt, dann wird ein Schritt S5 ausgeführt.
  • In dem Schritt S5 werden wiederum der Fehlerwert FUP_ERR des Kraftstoffdrucks und der Förderstrom MFF_PUMP der Hochdruckpumpe 54 überprüft. Ist der Fehlerwert FUP_ERR des Kraftstoffdrucks größer als eine vorgegebene obere Toleranzgrenze FUP_ERR_TOL für den Fehlerwert FUP_ERR des Kraftstoffdrucks oder ist der Fehlerwert FUP_ERR des Kraftstoffdrucks größer oder gleich der vorgegebenen unteren Toleranzgrenze FUP_ERR_BOL für den Fehlerwert FUP_ERR des Kraftstoffdrucks und kleiner oder gleich der vorgegebenen oberen Toleranzgrenze FUP_ERR_TOL für den Fehlerwert FUP_ERR des Kraftstoffdrucks und ist der Förderstrom MFF_PUMP der Hochdruckpumpe 54 gleichzeitig größer als eine obere Umschaltschwelle MFF_PUMP_TOL des Förderstroms MFF_PUMP der Hochdruckpumpe 54, dann wird die Bearbeitung in einem Schritt S6 fortgesetzt, in dem die Betriebsart der Kraftstoffzuführeinrichtung 5 auf Mengenregelbetrieb VC umgeschaltet wird. Ist die Bedingung in dem Schritt S5 nicht erfüllt, dann wird die Bearbeitung nach der Wartezeitdauer T_W mit dem Schritt S2 fortgesetzt.
  • Nach der Umschaltung der Betriebsart in dem Schritt S4 oder in dem Schritt S6 wird jeweils ein Schritt S7 ausgeführt, in dem die aktuelle Zeit t als die Zeit der letzten Betriebsartumschaltung t_MS gespeichert wird, wenn zuvor von der ersten Betriebsart auf die zweite Betriebsart oder von der zweiten Betriebsart auf die erste Betriebsart umgeschaltet wurde. Nach dem Schritt S7 wird die Bearbeitung, wiederum nach der Wartezeitdauer T_W, in dem Schritt S2 fortgeführt.
  • Die untere Umschaltschwelle MFF_PUMP_BOL und die obere Umschaltschwelle MFF_PUMP_TOL des Förderstroms MFF_PUMP der Hochdruckpumpe 54 können abhängig von dem Leckfluss des Volumenstromsteuerventils 56 und einem möglichen Leckagefluss aus dem Kraftstoffspeicher 55 heraus ermittelt werden, so dass Toleranzen und mögliche Fehler und Defekte in Komponenten der Kraftstoffzuführeinrichtung 5 ausgeglichen werden können, damit die Hochdruckpumpe 54 nur so wenig Kraftstoff wie möglich, aber so viel Kraftstoff wie nötig, in den Kraftstoffspeicher 55 zu fördern braucht.
  • In Figur 6 ist ein Ablaufdiagramm dargestellt, das die Schritte zur Bestimmung eines Fehlerwerts Q_ERR des Kraftstoffflusses in der Kraftstoffzuführeinrichtung 5 zeigt. Die Bearbeitung beginnt mit einem Schritt S11, der vorzugsweise ausgeführt wird, wenn sich die Brennkraftmaschine im Schubbetrieb befindet, also wenn sich die Kurbelwelle 21 dreht ohne dass Kraftstoff zugemessen wird. Ferner kann der Schritt S11 weitere, hier nicht dargestellte, vorbereitende Schritte umfassen. In einem Schritt S12 wird ein erster Kraftstoffdruck FUP_SP1 eingestellt. Der erste Kraftstoffdruck FUP_SP1 ist vorzugsweise kleiner als der aktuelle Kraftstoffdruck im Kraftstoffspeicher 55. Nachdem der erste Kraftstoffdruck FUP_SP1 so eingestellt ist, dass der Betrag der Regeldifferenz FUP_DIF kleiner ist als ein vorgegebener Schwellenwert, wird ein erster Kraftstoffdruck FUP_AV1 und eine erste Zeit t1 in einem Schritt S13 erfasst. Anschließend wird in einem Schritt S14 eine dritte Betriebsart der Kraftstoffzuführeinrichtung 5 eingestellt und gleichzeitig verhindert, dass die Betriebsart automatisch umgeschaltet wird.
  • In der dritten Betriebsart werden alle Ventile der Kraftstoffzuführeinrichtung 5 so angesteuert, dass sie geschlossen sind. Diese Betriebsart kann zum Beispiel dadurch eingestellt werden, dass auf Druckregelbetrieb PC umgeschaltet wird und gleichzeitig der vorgegebene Kraftstoffdruck FUP_SP auf einen so großen Wert gesetzt wird, dass der elektromechanische Druckregulator 57 geschlossen ist. In dem Druckregelbetrieb PC ist das Volumenstromsteuerventil 56 so angesteuert, dass es geschlossen ist. Die Einspritzventile 34 sind ebenfalls so angesteuert, dass sie geschlossen sind, da kein Kraftstoff zugemessen werden soll. Änderungen des Kraftstoffdrucks im Kraftstoffspeicher 55 können so nur durch den Leckfluss des Volumenstromsteuerventils 56 oder durch den möglichen Leckagefluss aus dem Kraftstoffspeicher 55 heraus verursacht werden.
  • In einem Schritt S15 wird solange gewartet, bis der Kraftstoffdruck im Kraftstoffspeicher 55 größer oder gleich einem zweiten vorgegebenen Kraftstoffdruck FUP_SP2 ist oder bis eine vorgegebene Zeitdauer verstrichen ist. Dann wird in einem Schritt S16 ein zweiter Kraftstoffdruck FUP_AV2 und eine zweite Zeit t2 erfasst. In einem Schritt S17 wird eine Differenz FUP_AV_DIF aus dem zweiten erfassten Kraftstoffdruck FUP_AV2 und dem ersten erfassten Kraftstoffdruck FUP_AV1 und eine Zeitdauer T aus der zweiten Zeit t2 und der ersten Zeit t1 ermittelt. Der Fehlerwert Q_ERR des Kraftstoffflusses wird in Abhängigkeit von der Differenz FUP_AV_DIF der erfassten Kraftstoffdrücke und der Zeitdauer T ermittelt. Der Fehlerwert Q_ERR des Kraftstoffflusses kann zusätzlich abhängig von einem Volumen V_RAIL des Kraftstoffspeichers 55, einer Kraftstoffdichte r und einer Kraftstoffkompressibilität b ermittelt werden. Der Fehlerwert Q_ERR des Kraftstoffflusses repräsentiert die Bilanz der Kraftstoffzuflüsse in den Kraftstoffspeicher 55 und der Kraftstoffabflüsse aus dem Kraftstoffspeicher 55, wenn alle Ventile der Kraftstoffzuführeinrichtung 5 so angesteuert werden, dass die Ventile geschlossen sein sollten.
  • In einem Schritt S18 wird die dritte Betriebsart abgeschaltet und auf die in der Figur 5 beschriebene Umschaltung der Betriebsarten umgeschaltet. Der ermittelte Fehlerwert Q_ERR des Kraftstoffflusses kann, vorzugsweise nach einer Überprüfung auf möglicherweise in der Kraftstoffzuführeinrichtung 5 vorhandene Fehler und Defekte, in die Steuerung der Kraftstoffzuführeinrichtung 5 übernommen werden. Der ermittelte Fehlerwert Q_ERR des Kraftstoffflusses kann so bei dem weiteren Betrieb der Kraftstoffzuführeinrichtung 5 berücksichtigt werden.

Claims (9)

  1. Verfahren zum Steuern einer Kraftstoffzuführeinrichtung (5) einer Brennkraftmaschine, wobei die Kraftstoffzuführeinrichtung (5) umfasst:
    - einen Niederdruckkreis,
    - eine Hochdruckpumpe (54), die eingangsseitig gekoppelt ist mit dem Niederdruckkreis und die Kraftstoff in einen Kraftstoffspeicher (55) fördert,
    - ein Volumenstromsteuerventil (56), das der Hochdruckpumpe (54) zugeordnet ist, und
    - einen elektromechanischen Druckregulator (57), der mit dem Kraftstoffspeicher (55) und dem Niederdruckkreis wirkverbunden ist und der Kraftstoff aus dem Kraftstoffspeicher (55) in den Niederdruckkreis absteuern kann,
    bei dem
    - eine Regeldifferenz (FUP_DIF) ermittelt wird aus einer Differenz eines vorgegebenen Kraftstoffdrucks (FUP_SP) und eines erfassten Kraftstoffdrucks (FUP_AV),
    - in einer ersten Betriebsart (VC) mittels eines ersten Reglers ein Stellsignal für das Volumenstromsteuerventil (56) erzeugt wird, wobei dem ersten Regler die Regeldifferenz (FUP_DIF) zugeführt wird,
    - in einer zweiten Betriebsart (PC) mittels eines zweiten Reglers ein Stellsignal für den elektromechanischen Druckregulator (57) erzeugt wird, wobei dem zweiten Regler die Regeldifferenz (FUP_DIF) zugeführt wird,
    - von der ersten Betriebsart (VC) auf die zweite Betriebsart (PC) umgeschaltet wird, wenn der erfasste Kraftstoffdruck (FUP_AV) um einen ersten vorgegebenen Betrag oder um einen ersten vorgegebenen Faktor größer ist als der vorgegebene Kraftstoffdruck (FUP_SP), und
    - abhängig von einem Förderstrom (MFF_PUMP) der Hochdruckpumpe (54) von der ersten Betriebsart (VC) auf die zweite Betriebsart (PC) umgeschaltet wird, wenn der Förderstrom (MFF_PUMP) der Hochdruckpumpe (54) kleiner ist als eine untere Umschaltschwelle (MFF_PUMP_BOL) des Förderstroms (MFF_PUMP), und von der zweiten Betriebsart (PC) auf die erste Betriebsart (VC) umgeschaltet wird, wenn der Förderstrom (MFF_PUMP) der Hochdruckpumpe (54) größer ist als eine obere Umschaltschwelle (MFF_PUMP_TOL) des Förderstroms (MFF_PUMP).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass von der zweiten Betriebsart (PC) auf die erste Betriebsart (VC) umgeschaltet wird, wenn der erfasste Kraftstoffdruck (FUP_AV) um einen zweiten vorgegebenen Betrag oder um einen zweiten vorgegebenen Faktor kleiner ist als der vorgegebene Kraftstoffdruck (FUP_SP).
  3. Verfahren zum Steuern einer Kraftstoffzuführeinrichtung (5) einer Brennkraftmaschine, wobei die Kraftstoffzuführeinrichtung (5) umfasst:
    - einen Niederdruckkreis,
    - eine Hochdruckpumpe (54), die eingangsseitig gekoppelt ist mit dem Niederdruckkreis und die Kraftstoff in einen Kraftstoffspeicher (55) fördert,
    - ein Volumenstromsteuerventil (56), das der Hochdruckpumpe (54) zugeordnet ist, und
    - einen elektromechanischen Druckregulator (57), der mit dem Kraftstoffspeicher (55) und dem Niederdruckkreis wirkverbunden ist und der Kraftstoff aus dem Kraftstoffspeicher (55) in den Niederdruckkreis absteuern kann,
    bei dem
    - eine Regeldifferenz (FUP_DIF) ermittelt wird aus einer Differenz eines vorgegebenen Kraftstoffdrucks (FUP_SP) und eines erfassten Kraftstoffdrucks (FUP_AV),
    - in einer ersten Betriebsart (VC) mittels eines ersten Reglers ein Stellsignal für das Volumenstromsteuerventil (56) erzeugt wird, wobei dem ersten Regler die Regeldifferenz (FUP_DIF) zugeführt wird,
    - in einer zweiten Betriebsart (PC) mittels eines zweiten Reglers ein Stellsignal für den elektromechanischen Druckregulator (57) erzeugt wird, wobei dem zweiten Regler die Regeldifferenz (FUP_DIF) zugeführt wird,
    - von der zweiten Betriebsart (PC) auf die erste Betriebsart (VC) umgeschaltet wird, wenn der erfasste Kraftstoffdruck (FUP_AV) um einen zweiten vorgegebenen Betrag oder um einen zweiten vorgegebenen Faktor kleiner ist als der vorgegebene Kraftstoffdruck (FUP_SP), und
    - abhängig von einem Förderstrom (MFF_PUMP) der Hochdruckpumpe (54) von der ersten Betriebsart (VC) auf die zweite Betriebsart (PC) umgeschaltet wird, wenn der Förderstrom (MFF_PUMP) der Hochdruckpumpe (54) kleiner ist als eine untere Umschaltschwelle (MFF_PUMP_BOL) des Förderstroms (MFF_PUMP), und von der zweiten Betriebsart (PC) auf die erste Betriebsart (VC) umgeschaltet wird, wenn der Förderstrom (MFF_PUMP) der Hochdruckpumpe (54) größer ist als eine obere Umschaltschwelle (MFF_PUMP_TOL) des Förderstroms (MFF_PUMP).
  4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die untere Umschaltschwelle (MFF_PUMP_BOL) des Förderstroms (MFF_PUMP) und die obere Umschaltschwelle (MFF_PUMP_TOL) des Förderstroms (MFF_PUMP) aus einem Fehlerwert (Q_ERR) des Kraftstoffflusses ermittelt werden, der resultiert aus einem Leckfluss durch das Volumenstromsteuerventil in seiner geschlossenen Stellung und einem Leckagefluss aus dem Kraftstoffspeicher (55) heraus, wenn der elektromechanische Druckregulator (57) geschlossen ist und kein Kraftstoff zugemessen werden soll.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Fehlerwert (Q_ERR) des Kraftstoffflusses ermittelt wird abhängig von mindestens zwei mit zeitlichem Abstand erfassten Kraftstoffdrücken (FUP_AV1, FUP_AV2), die in einer dritten Betriebsart erfasst werden, in der kein Kraftstoff zugemessen werden soll und das Volumenstromsteuerventil (56) und der elektromechanische Druckregulator (57) so angesteuert werden, dass das Volumenstromsteuerventil (56) und der elektromechanische Druckregulator (57) geschlossen sind.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass
    - der Kraftstoffdruck im Kraftstoffspeicher (55) auf einen ersten vorgegebenen Kraftstoffdruck (FUP_SP1) geregelt wird, so dass der Betrag der Regeldifferenz (FUP_DIF) kleiner ist als ein vorgegebener Schwellenwert,
    - ein erster Kraftstoffdruck (FUP_AV1) erfasst wird,
    - die dritte Betriebsart eingestellt und die Betriebsartumschaltung gesperrt wird,
    - ein zweiter Kraftstoffdruck (FUP_AV2) erfasst wird, und
    - der Fehlerwert (Q_ERR) des Kraftstoffflusses ermittelt wird abhängig von einer Zeitdauer (T) und einer Differenz (FUP_AV_DIF) des zweiten erfassten Kraftstoffdrucks (FUP_AV2) und des ersten erfassten Kraftstoffdrucks (FUP_AV1).
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kraftstoffdruck (FUP_AV2) erfasst wird, wenn der Kraftstoffdruck im Kraftstoffspeicher (55) größer oder gleich einem zweiten vorgegebenen Kraftstoffdruck (FUP_SP2) ist, dessen Wert größer ist als der des ersten vorgegebenen Kraftstoffdrucks (FUP_SP1).
  8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kraftstoffdruck (FUP_AV2) erfasst wird nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer.
  9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach einem Umschalten von der ersten Betriebsart (VC) auf die zweite Betriebsart (PC) oder von der zweiten Betriebsart (PC) auf die erste Betriebsart (VC) die Umschaltung der Betriebsart für mindestens eine vorgegebene Sperrzeitdauer (T_MS_WAIT) gesperrt ist.
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