EP2240678A1 - Verfahren und vorrichtung zur steuerung eines kraftstoffzumesssystems einer brennkraftmaschine - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur steuerung eines kraftstoffzumesssystems einer brennkraftmaschine

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EP2240678A1 EP08872193A EP08872193A EP2240678A1 EP 2240678 A1 EP2240678 A1 EP 2240678A1 EP 08872193 A EP08872193 A EP 08872193A EP 08872193 A EP08872193 A EP 08872193A EP 2240678 A1 EP2240678 A1 EP 2240678A1
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Definitions

  • Modern internal combustion engines are often equipped with a so-called start-stop automatic.
  • start-stop system is provided that, depending on the state of the internal combustion engine and / or the state of the driven vehicle, the internal combustion engine is switched off. This usually happens when the vehicle comes to a standstill. As soon as the driver wants to continue driving and this by the operation of a control element, such as the accelerator pedal indicates, the internal combustion engine starts automatically.
  • the hydraulic components are significantly less stressed by the reduced pressure reduction / build-up cycle.
  • this is achieved by controlling the fuel pressure to a first value when the internal combustion engine is switched off.
  • the fuel pressure is controlled to a second value.
  • the second value usually corresponds to the value which is usual when the internal combustion engine is switched off.
  • the second value assumes the value zero or assumes a value which corresponds to the atmospheric pressure.
  • the first value corresponds to a fuel pressure, which is usually used at idle.
  • the fuel pressure falls below a threshold value, the fuel pressure is controlled to a second value. This has the advantage that the pressure does not drop below a predetermined value. If the pressure threatens to drop below the predetermined value, this means that when the driver shuts down the pressure in the rail has dropped too much and the pressure regulating valve can no longer be opened. In this case, there is a delayed restart of the vehicle with a cold engine.
  • the fuel pressure is set to an operating-point-dependent value when the rotational speed rises above a certain rotational speed value.
  • FIG. 1 is a block diagram of the device according to the invention.
  • FIG. 2 is a flow chart to illustrate the invention
  • FIG. 1 shows a block diagram of essential elements of the device according to the invention.
  • a controller is designated 100. This controls a controller 110.
  • the actuator 110 is a controller that controls the pressure in a fuel metering system.
  • the fuel metering system is preferably a so-called common rail system.
  • the actuator 110 may be formed as a so-called pressure regulating valve, which connects a high pressure region with a low pressure region.
  • the actuator 110 is of the
  • Control 100 controlled such that the pressure in the high pressure region assumes a certain value.
  • this may be designed as a controller and in an improved embodiment as a control.
  • the pressure is recorded and compared with a setpoint.
  • the controller 110 is then activated.
  • a controllable high-pressure pump can be designed as a controller to a pressure control valve. These can also be controlled in the sense of a control or in the sense of a regulation.
  • the controller 100 processes the output signals of various sensors
  • a start-stop system 130 which supplies a signal S.
  • This start-stop control is designed such that it controls the internal combustion engine in certain conditions. Turns off the vehicle and / or the internal combustion engine. For example, the engine is turned off when the start-stop system detects that the vehicle is stationary. If the start-stop control detects that the driver wants to continue the vehicle, the start-stop control starts the internal combustion engine and allows it to continue.
  • an operating element 140 which is operated by the driver and indicates whether the vehicle is operated or permanently put out of operation.
  • This is in particular an ignition switch which is designed as an ignition key or as a switching means which is actuated by the driver.
  • the state of this control indicates whether the driver wants to permanently disable the vehicle.
  • the vehicle is operated when the operating element 140 is actuated.
  • the internal combustion engine is usually switched off by the automatic start-stop system. If the driver indicates by appropriate actuation of the operating element 140 that he wants to permanently shut down the vehicle, then the internal combustion engine is likewise switched off. That is, the engine is turned on and off depending on the position of the operating member as well as the start-stop control 130.
  • the rail pressure in the high-pressure region of the common rail system can be reduced and when the internal combustion engine is switched off via the start-stop control, the rail pressure is not reduced but its value leave or set in a preferred embodiment to the value used in idle. This ensures that when the engine is restarted, the rail pressure is available faster and a restart is faster possible.
  • the start-stop control recognizes that the vehicle is stopping.
  • the actuator 110 is controlled such that the rail pressure does not drop. If then a restart, the rail pressure is immediately available. If the driver actuates the operating element 140 after stopping, then this is also detected and the actuator 110 is actuated in such a way that the rail pressure drops to the value that is usually present when the vehicle is switched off. This value, to which the rail pressure is lowered, usually assumes the value zero.
  • embodiments are also possible in which the rail pressure is set to a different value.
  • a first query 200 checks whether the operating element 140 is activated in such a way that the driver wants to shut down the vehicle. If this is the case, then in step 210, the actuator 110 is controlled such that the fuel pressure assumes a second value, which is usually present when the engine is switched off.
  • inquiry 200 detects that a corresponding signal from control element 140 is not present
  • inquiry 220 checks whether a start-stop control 130 emits a signal indicating that the internal combustion engine has been switched off. If this is not the case, then in step 225, the actuator is controlled such that the fuel pressure assumes its usual value. This value is usually specified depending on the operating state of the internal combustion engine. This is preferably realized by specifying a corresponding desired value for the rail pressure or a corresponding control value for the actuator 110.
  • the query 230 follows. This query 230 checks whether there is another condition. In particular, this inquiry 230 checks whether the fuel pressure P is less than a threshold value PS. If this is the case, then the actuator 110 is controlled in step 210 such that the rail pressure is lowered to the value that is usually present when the internal combustion engine is switched off. If the query 230 recognizes that the value P of the rail pressure is not smaller than the threshold value PS, the query 240 checks whether the rotational speed N is greater than a threshold value.
  • the actuator 110 is activated in step 250 such that the rail pressure is set to a first value.
  • This first value is usually chosen to correspond to the value used at idle. Is the value of the speed N greater as the threshold, so in step 210 is controlled so that the fuel pressure assumes the second value.
  • the actuator 110 is activated in step 220 such that it assumes an operating-point-dependent value.
  • step 210 the actuator 110 is actuated in such a way that the fuel pressure assumes a second value.
  • This second value corresponds to the value that the rail pressure usually assumes when the internal combustion engine is put out of operation for a long time.
  • This value usually corresponds to the value of the ambient pressure.
  • the start-stop control 130 If there is no signal indicative of the shutdown of the engine from the control element 140, and the start-stop control 130 also does not provide a signal that desires to shut down the internal combustion engine, the
  • Controlled actuator 110 such that the rail pressure assumes a third value.
  • This third value is usually dependent on the operating state of the internal combustion engine, in particular the speed and the load of the internal combustion engine, predetermined. At this third value, the pressure during operation of the internal combustion engine is controlled or regulated.
  • the actuator 110 is controlled such that the fuel pressure assumes a first value. This value is usually greater than the second value.
  • the first value is chosen so that it starts the fast
  • a common rail system with a pressure control valve is therefore provided that the pressure control valve is not opened when switching off the internal combustion engine by the start-stop control. Ie. in a common rail system with pressure control valve, the pressure control valve is opened in step 210. In Steps 225 and 250, however, the pressure control valve is kept closed.

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Abstract

Es werden eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung eines Kraftstoffzumesssystems beschriebe, bei dem der Kraftstoffdruck abhängig vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine gesteuert wird. Beim Abschalten der Brennkraftmaschine wird der Kraftstoffdruck auf einen ersten Wert gesteuert. Beim Vorliegen einer Bedingung wird der Kraftstoffdruck auf einen zweiten Wert gesteuert, der bei abgeschalteter Brennkraftmaschine üblich ist.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines Kraftstoffzumesssystems einer Brennkraftmaschine
Stand der Technik
Bei einem Kraftstoffzumesssystem, das mit einem Common-Rail-System ausgestattet ist, ist üblicherweise vorgesehen, dass beim Abschalten der Brennkraftma- schine die Steller, die den Kraftstoffdruck im Hochdruckspeicher des Kraftstoffzumesssystems beeinflussen, derart angesteuert werden, dass der Druck auf Atmosphärendruck abfällt.
Moderne Brennkraftmaschinen sind häufig mit einer sogenannten Start- Stopp- Automatik ausgestattet. Bei einer solchen Start- Stopp-Automatik ist vorgesehen, dass abhängig vom Zustand der Brennkraftmaschine und/oder vom Zustand des angetriebenen Fahrzeugs die Brennkraftmaschine abgeschaltet wird. Üblicherweise erfolgt dies, wenn das Fahrzeug zum Stillstand kommt. Sobald der Fahrer weiterfahren will und dies durch die Betätigung eines Bedienelements, wie bei- spielweise des Gaspedals, anzeigt, startet die Brennkraftmaschine selbständig.
Wird bei einer Brennkraftmaschine, die mit einer solchen Start- Stopp-Automatik ausgestattet ist, der Raildruck beim Abschalten der Brennkraftmaschine abgebaut, so verzögert sich der Neustart der Brennkraftmaschine unter Umständen erheblich. Des weiteren werden die hydraulischen Komponenten stark belastet.
Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung Mit der erfindungsgemäßen Vorgehensweise gemäß den Merkmalskombinationen der unabhängigen Ansprüche ist ein sehr schneller Wiederstart der Brennkraftmaschine im Start- Stopp- Betrieb möglich. Außerdem werden durch den eingesparten Druckabbau-/-aufbauzyklus die hydraulischen Komponenten deutlich weniger belastet. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass beim Abschalten der Brennkraftmaschine der Kraftstoffdruck auf einen ersten Wert gesteuert wird. Bei Vorliegen einer weiteren Bedingung wird der Kraftstoff druck auf einen zweiten Wert gesteuert. Der zweite Wert entspricht üblicherweise dem Wert, der bei abgeschalteter Brennkraftmaschine üblich ist. Vorzugsweise nimmt der zweite Wert den Wert Null an bzw. er nimmt einen Wert an, der dem Atmosphärendruck entspricht. Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der erste Wert einem Kraftstoff druck entspricht, der üblicherweise im Leerlauf verwendet wird.
Als weitere Bedingung wird vorzugsweise geprüft, ob der Fahrer ein Bedienelement ansteuert, das anzeigt, dass er das Fahrzeug abstellen will. Dies bedeutet es wird überprüft, ob der Fahrer das von der Brennkraftmaschine angetriebene Fahrzeug abschalten will.
Fällt der Kraftstoffdruck unter einen Schwellenwert ab, so wird der Kraftstoffdruck auf einen zweiten Wert gesteuert. Dies hat den Vorteil, dass der Druck nicht unter einen vorgegebenen Wert absinkt. Droht der Druck unter den vorgegebenen Wert absinken, so hat dies zur Folge, dass beim Abschalten des Fahrzeuges durch den Fahrer der Druck im Rail zu sehr abgefallen ist und das Druckregel- ventil nicht mehr geöffnet werden könnte. In diesem Fall ergibt sich ein verzögerter Wiederstart des Fahrzeugs mit kaltem Motor.
Des weiteren ist vorteilhaft, wenn der Kraftstoffdruck auf einen betriebspunktabhängigen Wert gesetzt wird, wenn die Drehzahl über einen bestimmten Dreh- zahlwert ansteigt.
D. h. als weitere Bedingung wird überprüft, ob die Drehzahl über eine Schwelle angestiegen ist. Ist dies der Fall, so kann zur normalen Ansteuerung des Stellers übergegangen werden. Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in den nachfolgenden Beschreibungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 ein Blockdiagramm der erfindungsgemäßen Vorrichtung und
Figur 2 ein Flussdiagramm zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen
Verfahrens.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In Figur 1 sind in einem Blockdiagramm wesentliche Elemente der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Eine Steuerung ist mit 100 bezeichnet. Diese steuert einen Steller 110 an. Bei dem Steller 110 handelt es sich um einen Steller, der den Druck in einem Kraftstoffzumesssystem steuert. Bei dem Kraftstoffzumesssystem handelt es sich vorzugsweise um ein sogenanntes Common-Rail- System. Bei einem solchen Common-Rail-System kann der Steller 110 als sogenanntes Druckregelventil ausgebildet sein, das einen Bereich mit hohem Druck mit einem Bereich mit niederem Druck verbindet. Der Steller 110 wird von der
Steuerung 100 derart angesteuert, dass der Druck im Hochdruckbereich einen bestimmten Wert annimmt. Bei einer vereinfachten Ausführungsform kann dies als Steuerung und bei einer verbesserten Ausführungsform als Regelung ausgebildet sein. In diesem Fall wird der Druck erfasst und mit einem Sollwert vergli- chen. Abhängig von dem Vergleich wird dann der Steller 110 angesteuert. Alternativ oder ergänzend kann zu einem Druckregelventil eine steuerbare Hochdruckpumpe als Steller ausgebildet sein. Auch diese kann im Sinne einer Steuerung oder im Sinne einer Regelung angesteuert werden.
Die Steuerung 100 verarbeitet die Ausgangssignale verschiedener Sensoren
120. Dies sind insbesondere ein Drehzahlsensor und/oder ein Drucksensor, wobei der erste ein Drehzahlsignal N und der zweite ein Drucksignal P liefert, das dem Druck im Hochdruckbereich entspricht. Des weiteren ist eine Start- Stopp- Automatik 130 vorgesehen, die ein Signal S liefert. Diese Start- Stopp-Steuerung ist derart ausgebildet, dass sie die Brennkraftmaschine bei bestimmten Zustän- den des Fahrzeuges und/oder der Brennkraftmaschine abschaltet. Beispielsweise wird die Brennkraftmaschine abgeschaltet, wenn die Start- Stopp-Automatik erkennt, dass das Fahrzeug steht. Erkennt die Start- Stopp-Steuerung, dass der Fahrer das Fahrzeug weiterfahren will, so startet die Start- Stopp-Steuerung die Brennkraftmaschine und ermöglicht ein Weiterfahren.
Des weiteren ist ein Bedienelement 140 vorgesehen, das vom Fahrer bedient wird und anzeigt, ob das Fahrzeug betrieben oder dauerhaft außer Betrieb gesetzt wird. Hierbei handelt es sich insbesondere um einen Zündschalter, der als Zündschlüssel oder als Schaltmittel, das vom Fahrer betätigt wird, ausgebildet ist. Der Zustand dieses Bedienelements zeigt an, ob der Fahrer das Fahrzeug dauerhaft außer Betrieb setzen will. Üblicherweise ist vorgesehen, dass das Fahrzeug betrieben wird, wenn das Bedienelement 140 betätigt ist. Hält das Fahrzeug an, so wird üblicherweise die Brennkraftmaschine durch die Start- Stopp-Automatik ausgeschaltet. Zeigt der Fahrer durch entsprechendes Betätigen des Bedienelements 140 an, dass er das Fahrzeug dauerhaft stilllegen will, so wird die Brennkraftmaschine ebenfalls ausgeschaltet. Dies bedeutet, die Brennkraftmaschine wird sowohl abhängig von der Stellung des Bedienelements als auch abhängig von der Start- Stopp-Steuerung 130 aus- und eingeschaltet.
Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass beim Ausschalten der Brennkraftmaschine über das Bedienelement der Raildruck im Hochdruckbereich des Com- mon-Rail-Systems abgebaut werden kann und beim Ausschalten der Brennkraftmaschine über die Start- Stopp-Steuerung wird der Raildruck nicht abgebaut, sondern auf seinem Wert belassen bzw. bei einer bevorzugten Ausgestaltung auf den im Leerlauf verwendeten Wert gesetzt. Dadurch wird erreicht, dass bei Neustart der Brennkraftmaschine der Raildruck schneller zur Verfügung steht und ein Wiederstart schneller möglich ist.
Üblicherweise erkennt die Start- Stopp-Steuerung, dass das Fahrzeug anhält. In diesem Fall wird der Steller 110 derart angesteuert, dass der Raildruck nicht abfällt. Erfolgt dann ein Neustart, so steht der Raildruck unmittelbar zur Verfügung. Betätigt der Fahrer das Bedienelement 140 nach dem Anhalten, so wird dies e- benfalls erkannt und der Steller 110 wird derart angesteuert, dass der Raildruck auf den Wert abfällt, der üblicherweise bei abgeschaltetem Fahrzeug vorliegt. Dieser Wert, auf den der Raildruck abgesenkt wird, nimmt üblicherweise den Wert Null an. Es sind aber auch Ausgestaltungen möglich, bei denen der Raildruck auf einen anderen Wert eingestellt wird.
Im Folgenden ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorgehensweise anhand eines Flussdiagramms der Figur 2 dargestellt. Eine erste Abfrage 200 überprüft, ob das Bedienelement 140 derart angesteuert ist, dass der Fahrer das Fahrzeug stillsetzen will. Ist dies der Fall, so wird im Schritt 210 der Steller 110 derart angesteuert, dass der Kraftstoff druck einen zweiten Wert annimmt, der bei abgeschalteter Brennkraftmaschine üblicherweise vorliegt.
Erkennt die Abfrage 200 dagegen, dass ein entsprechendes Signal des Bedienelements 140 nicht vorliegt, so überprüft die Abfrage 220, ob eine Start- Stopp- Steuerung 130 ein Signal abgibt, das ein Abstellen der Brennkraftmaschine anzeigt. Ist dies nicht der Fall, so wird in Schritt 225 der Steller derart angesteuert, dass der Kraftstoff druck seinen üblichen Wert annimmt. Dieser Wert ist üblicherweise abhängig vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine vorgegeben. Vorzugsweise ist dies dadurch realisiert, dass ein entsprechender Sollwert für den Raildruck oder ein entsprechender Steuerwert für den Steller 110 vorgegeben wird.
Erkennt die Abfrage 220 jedoch, dass ein Signal der Start- Stopp-Steuerung vorliegt, das ein Abschalten der Brennkraftmaschine anzeigt, so folgt die Abfrage 230. Diese Abfrage 230 überprüft, ob eine weitere Bedingung vorliegt. Insbesondere überprüft diese Abfrage 230, ob der Kraftstoffdruck P kleiner als ein Schwellenwert PS ist. Ist dies der Fall, so wird der Steller 110 im Schritt 210 derart angesteuert, dass der Raildruck auf den Wert abgesenkt wird, der üblicherweise bei abgeschalteter Brennkraftmaschine vorliegt. Erkennt die Abfrage 230, dass der Wert P des Raildrucks nicht kleiner ist als der Schwellenwert PS, so prüft die Abfrage 240, ob die Drehzahl N größer als ein Schwellenwert ist. Ist dies nicht der Fall, da die Drehzahl kleiner ist als ein Schwellenwert NS, so wird in Schritt 250 der Steller 110 derart angesteuert, dass der Raildruck auf einen ersten Wert eingestellt wird. Dieser erste Wert ist üblicherweise so gewählt, dass er dem Wert, der im Leerlauf verwendet wird, entspricht. Ist der Wert der Drehzahl N größer als der Schwellenwert, so wird in Schritt 210 derart angesteuert, dass der Kraftstoffdruck den zweiten Wert annimmt. Alternativ könnte hier auch vorgesehen sein, dass der Steller 110 im Schritt 220 derart angesteuert wird, dass er einen betriebspunktabhängigen Wert annimmt.
Dies bedeutet, liegt von dem Bedienelement 140 ein Signal vor, das ein Abschalten des Fahrzeuges vom Fahrer anzeigt, so wird in Schritt 210 der Steller 110 derart angesteuert, dass der Kraftstoffdruck einen zweiten Wert annimmt. Dieser zweite Wert entspricht dem Wert, den der Raildruck üblicherweise annimmt, wenn die Brennkraftmaschine längere Zeit außer Betrieb gesetzt ist. Dieser Wert entspricht üblicherweise dem Wert des Umgebungsdrucks.
Liegt von dem Bedienelement 140 kein Signal vor, das ein Abschalten der Brennkraftmaschine anzeigt, und gibt die Start- Stopp-Steuerung 130 ebenfalls kein Signal vor, das ein Abschalten der Brennkraftmaschine wünscht, so wird der
Steller 110 derart angesteuert, dass der Raildruck einen dritten Wert annimmt. Dieser dritte Wert ist üblicherweise abhängig vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine, insbesondere der Drehzahl und der Last der Brennkraftmaschine, vorgegeben. Auf diesen dritten Wert wird der Druck beim Betrieb der Brenn- kraftmaschine gesteuert oder geregelt.
Liegt ein Signal der Start- Stopp-Steuerung vor, die ein Abschalten der Brennkraftmaschine bewirkt, so wird der Steller 110 derart angesteuert, dass der Kraftstoffdruck einen ersten Wert annimmt. Dieser Wert ist üblicherweise größer als der zweite Wert. Der erste Wert ist so gewählt, dass er einen schnellen Start der
Brennkraftmaschine ermöglicht.
Dies bedeutet, dass beim Abschalten der Brennkraftmaschine durch eine Start- Stopp-Steuerung der Raildruck nicht auf Atmosphärendruck abgesenkt wird.
Bei einem Common-Rail-System mit einem Druckregelventil ist deshalb vorgesehen, dass das Druckregelventil beim Abschalten der Brennkraftmaschine durch die Start- Stopp-Steuerung nicht geöffnet wird. D. h. bei einem Common-Rail- System mit Druckregelventil wird in Schritt 210 das Druckregelventil geöffnet. In den Schritten 225 und 250 wird das Druckregelventil dagegen geschlossen gehalten.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Steuerung eines Kraftstoffzumesssystems, wobei der Kraftstoffdruck abhängig vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine gesteuert wird, dass beim Abschalten der Brennkraftmaschine der Kraftstoff druck auf einen ersten Wert gesteuert wird und dass bei Vorliegen einer Bedingung der
Kraftstoffdruck auf einen zweiten Wert gesteuert wird, der bei abgeschalteter Brennkraftmaschine üblich ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wert üblicherweise im Leerlauf verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffdruck auf den zweiten Wert gesteuert wird, wenn der Kraftstoffdruck unter einen Schwellenwert abfällt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffdruck auf den zweiten Wert gesteuert wird, wenn das von der Brennkraftmaschine angetriebene Fahrzeug abgeschaltet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffdruck auf einen betriebspunktabhängigen Wert gesetzt wird, wenn die Drehzahl über einen bestimmten Drehzahlwert ansteigt.
6. Vorrichtung zur Steuerung eines Kraftstoffzumesssystems, bei der der Kraft- stoffdruck abhängig vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine gesteuert wird, mit Mitteln, die beim Abschalten der Brennkraftmaschine den Kraftstoffdruck auf einen ersten Wert steuern und die bei Vorliegen einer Bedingung der Kraftstoff druck auf einen zweiten Wert steuern, der bei abgeschalteter Brennkraftmaschine üblich ist.
EP08872193.1A 2008-02-06 2008-11-14 Verfahren und vorrichtung zur steuerung eines kraftstoffzumesssystems einer brennkraftmaschine Active EP2240678B1 (de)

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DE102008007668A DE102008007668A1 (de) 2008-02-06 2008-02-06 Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines Kraftstoffzumesssystems einer Brennkraftmaschine
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EP2240678A1 true EP2240678A1 (de) 2010-10-20
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Country Link
US (1) US20120037122A1 (de)
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