EP3289206A1 - Verfahren zur regelung eines kraftstofffördersystems - Google Patents

Verfahren zur regelung eines kraftstofffördersystems

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EP3289206A1
EP3289206A1 EP16718662.6A EP16718662A EP3289206A1 EP 3289206 A1 EP3289206 A1 EP 3289206A1 EP 16718662 A EP16718662 A EP 16718662A EP 3289206 A1 EP3289206 A1 EP 3289206A1
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EP
European Patent Office
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speed
fuel
pressure
determined
internal combustion
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP16718662.6A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Gerald BEHRENDT
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Aumovio Germany GmbH
Original Assignee
Continental Automotive Technologies GmbH
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Filing date
Publication date
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Publication of EP3289206A1 publication Critical patent/EP3289206A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F04B2203/02—Motor parameters of rotating electric motors
    • F04B2203/0209—Rotational speed

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling a
  • KraftStoff compositions an internal combustion engine in a motor vehicle, with a KraftStoff basicpumpe for supplying the internal combustion engine with fuel, wherein the fuel ⁇ feed pump has a pumping station, which is driven by a Elek ⁇ tromotor, the electric motor is controlled by a control signal, and in the KraftStoff traditional- system a pressure sensorless pressure monitoring is provided.
  • the KraftStoff naturesystem in motor vehicles with combus ⁇ tion engine must ensure sufficient fuel delivery in a wide variety of operating conditions of the motor vehicle to ensure a fault-free operation of Kraftfahr ⁇ stuff.
  • Different variants of internal combustion engines increase the required flexibility.
  • To regulate the KraftStoff warrantsystems and in particular the KraftStoff characteristicpumpe controllers are used, which can affect the ge ⁇ promoted KraftStoffvolumen, the pressure in the KraftStoff concernedsys ⁇ tem and the speed of the KraftStoff characteristicpumpe.
  • the regulator must have for this purpose keep a suitable prevailsver- and especially a good Störverhal ⁇ th to disturbances and special situations to be able to sufficiently from ⁇ same.
  • pilot controls which incorporate further characteristic values of the motor vehicle.
  • the position of the accelerator pedal is taken into account.
  • the signal resulting therefrom is charged, for example, with the value prescribed by a controller for controlling the fuel pump, in order to obtain improved control.
  • the accelerator pedal position can be weighted with a Ge ⁇ weighting factor which is, for example, depends on the speed the process before the settlement is made with the output value of the regulator. The inclusion of the accelerator pedal position helps to achieve an early influencing of the rotational ⁇ number of fuel delivery pump.
  • a dedicated pressure sensor is often used to detect the pressure, which allows a very accurate and rapid detection of the pressure prevailing in the power ⁇ material conveying system pressure.
  • a disadvantage of the devices and methods of the prior art is in particular that when using a sensorless Erfas ⁇ tion of the pressure in KraftStoff tumblesystem sufficient control quality and control speed can be achieved because the detection of a pressure change in the KraftStoff methodology takes place only with a time delay and a sensorless pressure detection can have a total higher susceptibility ⁇ speed.
  • An embodiment of the invention relates to a method for controlling a KraftStoff preparesystems a Verbren ⁇ tion motor in a motor vehicle, with a Kraft Stoffför ⁇ derpumpe for supplying the engine with fuel ⁇ material, wherein the KraftStoff compoundpumpe has a pumping station, which is driven by an electric motor, wherein the
  • Electric motor is controlled by means of a control signal, and in the KraftStoff pharmaceuticalsystem a pressure sensorless pressure monitoring ⁇ monitoring is provided, wherein the control signal, a target speed for the electric motor is specified, for the target speed an upper speed limit and / or un ⁇ tere speed limit is predetermined, wherein the upper rotational ⁇ number limit of the maximum fuel consumption of the combus ⁇ tion motor is dependent and the lower speed limit of the minimum fuel consumption of the internal combustion engine is dependent, and the target speed is determined by a pressure sensorless calculation method.
  • Burn ⁇ voltage motor which serves as actual state understood is, by a variation of load request or a different control variable of the internal combustion engine, a modified operating condition is understood as a target state can be achieved.
  • the fuel supply system may also be in an actual state and be changed to a desired state. The one used for the drive of the fuel pump
  • Electric motor can be operated via a corresponding drive current be ⁇ .
  • the speed of the electric motor is determined.
  • the speed can in consideration of the power ⁇ material conveying system pressure prevailing thus a direct From ⁇ say about the current flowing to and vice versa.
  • the target rotational speed of the electric motor is set to achieve a certain amount of fuel delivery at a certain force in ⁇ -transfer system prevailing pressure.
  • the required speed for example, with the aid of a determined for the fuel delivery system specific characteristics map ⁇ to.
  • the map represents a direct relationship between the speed of the electric motor or the pumping station of the fuel delivery pump, the prevailing pressure in the KraftFörder conveyor system and the volume delivered. On the knowledge of two sizes thus the third size can be determined.
  • a preferred method provides that the pressure in the fuel supply system is not detected by a pressure ⁇ sensor, but from the sizes promoted Volu ⁇ men and speed of KraftStoff characteristicpumpe is determined.
  • the pressure in particular the desired pressure
  • the pressure can be preset in the force-conveying system as the default value.
  • the speed of the electric motor also corresponds to the speed of the pumping station and thus the KraftStoff componentpumpe.
  • the speed can also be greater by an amount dependent on the used transla ⁇ wetting value or smaller.
  • the associated speed can be determined. This is particularly advantageous when starting from an actual state, a desired state is to be achieved and the speed of the electric motor or the KraftStoffför ⁇ derpumpe is then to be adjusted.
  • the two speed limits are advantageously selected depending on the fuel requirements of the engine.
  • an actual fuel requirement can preferably be used in order to determine the target range for a desired speed on the basis of this.
  • prognostic ⁇ ed requirement values ie target fuel requirements can be used to determine the speed limits.
  • Actual fuel requirements can be determined from different characteristic values which are regularly required for controlling the internal combustion engine. A large number of these characteristics is processed in ⁇ example in the engine control unit.
  • the fuel ⁇ needs of the engine is in first approximation with the The fuel volume delivered by the fuel pump is identical and can therefore be used as the basis for determining a delivery limit. Differences between the tat ⁇ extraneous fuel NEEDS and the conveyed Kraftstoffvo- lumen can be caused by other loads such as a suction jet pump ⁇ . Thereby, the amount of fuel did ⁇ plural conveyed corresponds generally not exactly to the fuel demand of the internal combustion engine. Therefore, a partial recovery of too much pumped fuel into the tank can also take place.
  • the control of the fuel delivery pump or the electric motor for generating a speed change is preferably carried out only when the determined target speed is within the predetermined by the speed limits target area.
  • Ei ⁇ ne determined target speed which is outside the Zielbe ⁇ rich, is likely to be faulty and a scheme towards this target speed is therefore not performed. This prevents unwanted large or small amounts of fuel to be promoted, which is beneficial ⁇ way particularly in terms of energy efficiency of the overall system. Therefore, the balance between the target area and he ⁇ mediated target speed acts ascoremechanis ⁇ mus.
  • the desired fuel volume to be conveyed by the fuel delivery pump and the desired pressure are used to determine the target speed, wherein with the aid of a map, the physical relationship between the speed, the funded fuel volume and the imprints in the fuel delivery system ⁇ pushing pressure, the target speed is determined.
  • KraftFolf dampumpe is preferably determined by a comparison with a map.
  • the map represents the existing for the respective fuel transfer pump ⁇ relationships between the pressure, the rotation number ⁇ and the delivery volume.
  • the desired fuel volume can be derived, for example, from the current operating state of the internal combustion engine.
  • the desired pressure can for example be specified from the outside or made available from another map out.
  • a preferred embodiment is characterized in ⁇ net, that the target speed is formed by a fixed speed value, during the push operation of the
  • the upper speed limit un- ter aid of a system for the particular to fuel supply specific map containing the connection Zvi ⁇ rule the conveyed volume of fuel, the pressure in the force Stuffing conveyor system and the speed of the KraftStofbe35pumpe describes is determined from the maximum fuel demand of the combus ⁇ tion motor and a value for the pressure in the fuel delivery ⁇ system.
  • the pressure can be both the currently prevailing in the fuel delivery system ⁇ actual pressure and a predetermined or calculated target pressure. It is particularly advantageous if a predetermined desired pressure is used to determine the speed limit.
  • the target pressure can be ⁇ he raus inspired example, empirically or experimentally determined value tables.
  • the desired pressure can also be determined from characteristic values from the engine control unit and used as the default value for calculating the upper speed limit. For the calculation is preferably the maximum possible
  • Default values for the target pressure can be used.
  • the minimum possible fuel consumption Hérange ⁇ tightened to limit the target range for the target speed at the bottom.
  • both target values and actual values of the fuel demand of the internal combustion engine and of the pressure in KraftStoff mecanicsys ⁇ system can be used. Particularly advantageous is an Ver ⁇ application of the values that each have a higher precision on the ⁇ or talk to reach operating state better ⁇ ent. Depending on the investigation, both the actual values and the desired values with inaccuracies may be ⁇ overloaded. Particularly preferably, the respectively more accurate values are used for the determination of the speed limits.
  • the vehicle electronics collect and process a multiplicity of different values. These values also allow it to be advantageous to determine the respective minimum fuel requirement and the maximum fuel requirement. This allows a particularly accurate and simple determination of Kraftstoffbe ⁇ allowed.
  • the accelerator pedal Stel ⁇ lung and / or the boost pressure of a turbocharger and / or the rotational speed of the engine and / or the air conveyed ⁇ mass and / or the fuel / air ratio Burn in ⁇ motor voltage and / or the lambda value and / or the air temperature ⁇ structure is used for the determination. It is also advantageous if the fuel consumption of the Ver ⁇ combustion engine is corrected by an offset volume, wherein the offset volume represents an additional fuel requirement infol ⁇ ge of elements contained in KraftStoff methodologysystem kraftStoffauf ⁇ .
  • the offset volume is calculated on the fuel demand of the internal combustion engine, where ⁇ results in a nominally higher fuel consumption. This follows from the fact that not only the fuel for the internal combustion engine must be promoted by the KraftStoff componentpumpe, but also the offset volume, which is needed for example to operate a suction jet pump.
  • the offset volume can be calculated both on the actual fuel demand and on a predicted set fuel demand. Moreover, it is preferable if a calibration of the
  • KraftStoff compositions takes place, wherein the means of a map from an actual speed and an actual pressure ermit ⁇ tete actual fuel volume in a reversing map, which is generated by an axis exchange of the map used, is given from the reverse map Ver ⁇ same speed and / or a comparison pressure is determined, wherein in each case a deviation between the actual speed and the reference speed and / or the actual pressure and the Ver ⁇ equal pressure is determined.
  • the calibration is advantageous in order to ensure the most accurate operation possible of the fuel supply system.
  • the Ka- -calibration can be carried out with the aid of characteristic fields, for example, from the KraftStofffordervolumen be ⁇ known speed and the known pressure is determined.
  • a map specific to the fuel-conveying system is used.
  • a so-called reverse characteristic field which is generated essentially by a Vertau ⁇ tion of the X-axis and the Y-axis of the original Kenn ⁇ field, a retroactive calculation of the pressure or speed due to the previously determined volume and one of the Values pressure or speed.
  • the deviations detected in this case can be used to calibrate the fuel supply system.
  • the calculated in the drucksensor sou calculation method target speed is compared with the ermit ⁇ tete speed limits, with an adjustment of the determined target speed to a value within the speed limits, if the determined target speed outside the speed limits lies.
  • This is advantageous in order in each case to obtain a valid nominal speed within the rotational ⁇ number limits.
  • an appropriate adjustment can be made.
  • An adaptation to the ⁇ the set speed a map or other ⁇ leige specification can be stored in the fuel delivery system.
  • the adjustment may alternatively also by a Rechenalgo ⁇ algorithm that performs an adjustment depending on the operating situation.
  • FIG. 1 shows a map representing the delivered volume versus speed, with curves being the same
  • Fig. 2 is a block diagram of a stoichiometric module for
  • Fig. 3 shows an exemplary use of a stoichiometry ⁇ module, as is already shown in figure 2, and
  • Fig. 4 is a block diagram illustrating a possible exporting ⁇ out the method according to the invention.
  • the knowledge of two variables makes it possible to determine the third variable in each case.
  • egg ⁇ ner known speed which may be given for example by the speed 6, at a known pressure 7, the associated to ⁇ delivery volume 8 can be determined.
  • a constant delivery volume 8 at a changed pressure 9 a modified associated speed 10 can be determined. This is useful, for example, when a known flow volume 8 at an elevated pressure 9 is to be geför ⁇ changed, as the required speed can be readily determined 10 in this way.
  • FIG. 2 shows a block diagram 20.
  • the block 21 represents an interface to the rest of the motor vehicle.
  • characteristic values can be taken from the block 21.
  • the characteristics desired pressure through the signal line 23, the accelerator pedal position on the Signallei ⁇ tung 24 and the boost pressure of the turbocharger on the Signallei ⁇ tung 25 are output from the distributor block 22nd
  • other values can also be used in addition or as a substitute. These include, in particular, different tempera ⁇ tures, the air / fuel ratio, the engine speed or the measured values of the lambda probe.
  • the block 26 forms a so-called stoichiometric module. In block 26, based on the characteristics from the block
  • the stoichiometric module 26 is used in particular for determining the possible fuel requirement of the internal combustion engine with the aid of characteristic values which originate directly from the operation of the internal combustion engine.
  • FIG. 3 shows a stochiometric module 26, as already shown in FIG. Figure 3 depicts a specific application for a specific operating situation of the Ver ⁇ brennungsmotors.
  • the rotational speed of the engine 30 are passed the accelerator pedal position of the motor vehicle 31 and the charging pressure of 32 ⁇ motor installed on the combustion turbocharger.
  • a value for the fuel demand of the Verbrennungsmo ⁇ sector is passed to an output display 34.
  • the value displayed on the display 34 is the maximum fuel demand of the internal combustion engine in the situation considered.
  • a second value is output via the signal line 35 to the second display 36. This corresponds to the minimum fuel requirement of the internal combustion engine in the situation under consideration.
  • the values output on the displays 34 and 36 always refer to the input variables derived from the blocks 30, 31 and 32.
  • the maximum and the minimum fuel requirement thus always relate to the operating state of the internal combustion engine, which prevailed at the time of ascertainment of the input quantities derived from blocks 30, 31 and 32.
  • FIG. 4 shows a block diagram 40.
  • Reference symbol 26 shows the stochiometry module from FIG. Idea ⁇ tables elements are provided with the same reference numerals.
  • the rotational ⁇ number of the fuel feed pump in addition to the input variables which are derived via block 21 from the motor vehicle, is supplied via the block 41, the rotational ⁇ number of the fuel feed pump, in particular, the target rotation number, provided as an input size.
  • the desired speed 41 may be ⁇ telt via a pressure sensor less method ermit and used to adjust the fuel delivered by the feed pump ⁇ fuel volume.
  • Block 42 also introduces an offset volume.
  • the offset volume represents an additional volume that is added by the fuel delivery pump in addition to that of the combustion engine required fuel must be promoted olumen, to ensure a fault-free operation of the KraftStoff preparesystems ⁇ ge.
  • the offset volume can be required, for example, to Be ⁇ operation of a suction jet pump.
  • the currently maximum fuel requirement of the internal combustion engine is output via the signal line 43. This is added in the summation block 44 with the offset volume and placed in the block 45.
  • the block 46 also derived from the signal line 23 target pressure is entered.
  • the currently minimum fuel requirement is fed via the signal line 47 into the block 46.
  • the minimum fuel requirement is not offset with the offset volume, since the actual minimum fuel demand of the engine for further processing in the block 46 received. In an alternative embodiment, however, the minimum fuel requirement can be offset with the offset volume.
  • the desired pressure from signal line 23 also enters block 47.
  • the fuel needs in the
  • Push operation which is output along the signal line 49 from the stoichiometric module 26, in the block 47 a.
  • the fuel demand in overrun is also offset in block 48 in the summation block 48 with the offset volume from block 42.
  • the upper speed limit from block 45 in addition to the setpoint speed from block 41 and the speed specification for overrun mode from block 47, the upper speed limit from block 45 also enters. In this way, it can be adjusted whether the predetermined for the KraftStoff compoundpumpe in the context of the overrun operation is below the upper speed limit and how far the target rotation ⁇ number from block 41 is optionally removed from the determined in block 47 speed ⁇ speed.
  • a ANPAS ⁇ solution of the speed determined in block 47 can take place.
  • the block 41 is determined from the target speed can be adapted or it may be an otherwise processing be taken before ⁇ .
  • a target speed is output, which in the case of the block 49 is in any case within the speed limits.
  • An out-of speed limits target rotational speed is not transmitted from the block 49 either or entspre ⁇ accordingly corrected to a value within the speed limits.
  • a check is made whether the vehicle or the engine is operated at all in Schubbe ⁇ drove. If this is the case, the target speed coming from block 50 is output from block 51. If no thrust operation which is within the block 49 it ⁇ karte target rotational speed is output from block 51st
  • downstream block 52 may be a weighting of the desired speed or a signal conversion in a suitable for controlling the KraftStoff compoundpumpe or to ⁇ associated electric motor format.
  • the determined target speed is then passed as a control signal to the KraftStoff compoundpumpe or the electric motor of the KraftStoff characteristicpumpe.
  • FIG. 4 shows an exemplary design of a block diagram for realizing a ⁇ invention procedural ⁇ proceedings.
  • the presentation of Figure 4 in particular not be ⁇ restrictive character and do not include possible solutions shown explicitly made.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung eines Kraftstofffördersystems eines Verbrennungsmotors in einem Kraftfahrzeug, mit einer Kraftstoffförderpumpe zur Versorgung des Verbrennungsmotors mit Kraftstoff, wobei die Kraftstoffförderpumpe ein Pumpwerk aufweist, welches durch einen Elektromotor antreibbar ist, wobei der Elektromotor mittels eines Steuersignals ansteuerbar ist, und in dem Kraftstofffördersystem eine drucksensorlose Drucküberwachung vorgesehen ist, wobei durch das Steuersignal eine Soll-Drehzahl für den Elektromotor vorgegeben wird, wobei für die Soll-Drehzahl eine obere Drehzahlgrenze und/oder eine untere Drehzahlgrenze vorgegeben wird, wobei die obere Drehzahlgrenze von dem maximalen Kraftstoffbedarf des Verbrennungsmotors abhängig ist und die untere Drehzahlgrenze von dem minimalen Kraftstoffbedarf des Verbrennungsmotors abhängig ist, und die Soll-Drehzahl mittels eines drucksensorlosem Berechnungsverfahren ermittelt wird.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Regelung eines KraftStofffördersystems Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung eines
KraftStofffördersystems eines Verbrennungsmotors in einem Kraftfahrzeug, mit einer KraftStoffförderpumpe zur Versorgung des Verbrennungsmotors mit Kraftstoff, wobei die Kraftstoff¬ förderpumpe ein Pumpwerk aufweist, welches durch einen Elek¬ tromotor antreibbar ist, wobei der Elektromotor mittels eines Steuersignals ansteuerbar ist, und in dem KraftStoffförder- system eine drucksensorlose Drucküberwachung vorgesehen ist.
Stand der Technik
Das KraftStofffördersystem in Kraftfahrzeugen mit Verbren¬ nungsmotor muss bei einer großen Vielzahl von Betriebszustän- den des Kraftfahrzeugs eine ausreichende KraftStoffförderung gewährleisten, um einen fehlerfreien Betrieb des Kraftfahr¬ zeugs sicherzustellen. Auch unterschiedliche Varianten der Verbrennungsmotoren erhöhen hier die benötigte Flexibilität. Zur Regelung des KraftStofffördersystems und insbesondere der KraftStoffförderpumpe werden Regler eingesetzt, die das ge¬ förderte KraftStoffvolumen, den Druck im KraftStofffördersys¬ tem und die Drehzahl der KraftStoffförderpumpe beeinflussen können. Die Regler müssen hierzu ein passendes Führungsver- halten aufweisen und insbesondere auch ein gutes Störverhal¬ ten, um Störeinflüsse und Sondersituationen ausreichend aus¬ gleichen zu können.
Zu den typischen Störfällen zählt beispielsweise der schlag- artige Tritt aufs Gaspedal und damit ein sprungartiges Stei¬ gen des Kraftstoffbedarfs des Verbrennungsmotors. Die Rege¬ lung des KraftStofffördersystems muss einen solchen Last- sprung schnell ausgleichen können, um einen möglichst optima¬ len Betrieb des Verbrennungsmotors zu gewährleisten.
Im Stand der Technik sind unterschiedliche Vorrichtungen und Verfahren zum Betreiben eines KraftStofffördersystems be¬ kannt. Beispielsweise ist es bekannt einen PID-Regler einzu¬ setzen, der die Ansteuerung der KraftStoffförderpumpe vor¬ nimmt, um die bedarfsgerechte Bereitstellung des Kraftstoffs sicherzustellen. Nachteilig an der Verwendung eines einfachen PID-Reglers ist, dass die Regelgeschwindigkeit und die Regel¬ güte nicht optimal sind.
Weiterhin sind Verfahren bekannt, welche einen Regelkreis mit Rückführung des Istwertes vorsehen. Hierbei wird der ermit- telte Ist-Wert in den Regler rückgeführt, um eine schnellere Erreichung eines Soll-Wertes zu erreichen. Dadurch ist die Regelgüte und Geschwindigkeit insgesamt zwar erhöht, jedoch noch nicht optimal. Weiterhin sind sogenannte Vorsteuerungen bekannt, die weitere Kennwerte des Kraftfahrzeugs mit einbeziehen. Beispielsweise wird die Stellung des Fahrpedals berücksichtigt. Das hieraus resultierende Signal wird hierzu beispielsweise mit dem von einem Regler vorgegebenen Wert zur Ansteuerung der Kraft- stoffförderpumpe verrechnet, um eine verbesserte Ansteuerung zu erhalten. Die Fahrpedalstellung kann dabei mit einem Ge¬ wichtungsfaktor, welcher beispielsweise drehzahlabhängig ist, gewichtet werden, bevor die Verrechnung mit dem Ausgabewert des Reglers vorgenommen wird. Die Einbeziehung der Fahrpedal- Stellung hilft, um eine frühzeitige Beeinflussung der Dreh¬ zahl der Kraftstoffförderpumpe zu erreichen.
In den bekannten Vorrichtungen und Verfahren wird oftmals zur Erfassung des Drucks ein dedizierter Drucksensor verwendet, der eine sehr genaue und schnelle Erfassung des im Kraft¬ stofffördersystem herrschenden Drucks ermöglicht. Nachteilig an den Vorrichtungen und Verfahren aus dem Stand der Technik ist insbesondere, dass beim Einsatz einer sensorlosen Erfas¬ sung des Drucks im KraftStofffördersystem keine ausreichende Regelgüte und Regelgeschwindigkeit erreicht werden kann, da die Erfassung einer Druckänderung im KraftStofffördersystem erst mit einer zeitlichen Verzögerung stattfindet und eine sensorlose Druckerfassung insgesamt eine höhere Störanfällig¬ keit aufweisen kann.
Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, Vorteile
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Ver¬ fahren zu schaffen, welches die Regelung eines KraftStoffför- dersystems verbessert, wobei insbesondere die möglichen
Nachteile einer sensorlosen Druckerfassung reduziert werden sollen.
Die Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens wird durch ein Ver¬ fahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung eines KraftStofffördersystems eines Verbren¬ nungsmotors in einem Kraftfahrzeug, mit einer Kraft Stoffför¬ derpumpe zur Versorgung des Verbrennungsmotors mit Kraft¬ stoff, wobei die KraftStoffförderpumpe ein Pumpwerk aufweist, welches durch einen Elektromotor antreibbar ist, wobei der
Elektromotor mittels eines Steuersignals ansteuerbar ist, und in dem KraftStofffördersystem eine drucksensorlose Drucküber¬ wachung vorgesehen ist, wobei durch das Steuersignal eine Soll-Drehzahl für den Elektromotor vorgegeben wird, wobei für die Soll-Drehzahl eine obere Drehzahlgrenze und/oder eine un¬ tere Drehzahlgrenze vorgegeben wird, wobei die obere Dreh¬ zahlgrenze von dem maximalen Kraftstoffbedarf des Verbren¬ nungsmotors abhängig ist und die untere Drehzahlgrenze von dem minimalen Kraftstoffbedarf des Verbrennungsmotors abhän- gig ist, und die Soll-Drehzahl mittels eines drucksensorlosem Berechnungsverfahren ermittelt wird. Ausgehend von einem momentanen Betriebszustand des Verbren¬ nungsmotor, welcher als Ist-Zustand verstanden wird, kann durch eine Veränderung der Lastanforderung oder einer anderen Ansteuergröße des Verbrennungsmotors ein veränderter Be- triebszustand, der als Soll-Zustand verstanden wird, erreicht werden. Auch das KraftStofffördersystem kann sich in einem Ist-Zustand befinden und hin zu einem Soll-Zustand verändert werden . Der für den Antrieb der KraftStoffförderpumpe verwendete
Elektromotor kann über einen entsprechenden Ansteuerstrom be¬ trieben werden. Durch den jeweils fließenden Strom wird die Drehzahl des Elektromotors bestimmt. Zwischen dem fließenden Strom und der sich einstellenden Drehzahl gibt es für jede spezifische Pumpe feste Zusammenhänge, die dazu führen, dass die Drehzahl durch einen bestimmten Strom vorgegeben werden kann. Die Drehzahl lässt unter Berücksichtigung des im Kraft¬ stofffördersystem herrschenden Drucks somit eine direkte Aus¬ sage über den fließenden Strom zu und umgekehrt.
Die Soll-Drehzahl des Elektromotors wird vorgegeben, um eine gewisse KraftStoffförderung bei einem bestimmten im Kraft¬ stofffördersystem herrschenden Druck zu erreichen. Die Soll- Drehzahl kann beispielsweise unter Zuhilfenahme eines für das KraftStofffördersystem spezifischen Kennfeldes ermittelt wer¬ den. Das Kennfeld stellt einen direkten Zusammenhang zwischen der Drehzahl des Elektromotors beziehungsweise des Pumpwerks der Kraftstoffförderpumpe, dem im KraftStofffördersystem herrschenden Druck und dem geförderten Volumen dar. Über die Kenntnis von jeweils zwei Größen kann somit die dritte Größe bestimmt werden. Ein bevorzugtes Verfahren sieht vor, dass der Druck im KraftStofffördersystem nicht durch einen Druck¬ sensor erfasst wird, sondern aus den Größen gefördertes Volu¬ men und Drehzahl der KraftStoffförderpumpe ermittelt wird. Alternativ kann der Druck, insbesondere der Soll-Druck, im KraftStofffördersystem als Vorgabewert vorgegeben werden. Regelmäßig entspricht die Drehzahl des Elektromotors auch der Drehzahl des Pumpwerks und damit der KraftStoffförderpumpe . In Ausnahmefällen, in welchen beispielsweise ein Getriebe zwischen dem Elektromotor und dem Pumpwerk verwendet wird, kann die Drehzahl auch um einen von der verwendeten Überset¬ zung abhängigen Wert größer oder kleiner sein.
Bei einem bekannten zu fördernden Volumen und einem bekannte Wert für den Druck, sei es durch eine Berechnung oder durch eine Vorgabe, kann die zugehörige Drehzahl ermittelt werden. Dies ist besonders dann vorteilhaft, wenn ausgehend von einem Ist-Zustand ein Soll-Zustand erreicht werden soll und die Drehzahl des Elektromotors beziehungsweise der KraftStoffför¬ derpumpe daraufhin angepasst werden soll.
Die Ermittlung einer Soll-Drehzahl auf diese Weise ist mit gewissen unvermeidlichen Ungenauigkeiten belastet, die dazu führen können, dass die vorgegebene Soll-Drehzahl ungenau ist. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird der Zielbe- reich, in welchem sich die Soll-Drehzahl bewegen kann, einge¬ schränkt indem eine obere und eine untere Drehzahlgrenze vor¬ gegeben werden. Dadurch wird die Sicherheit der Soll-Dreh¬ zahlbestimmung deutlich verbessert und das Auftreten von Ex¬ tremwerten wirksam vermieden.
Die beiden Drehzahlgrenzen sind vorteilhafterweise abhängig von dem Kraftstoffbedarf des Verbrennungsmotors gewählt.
Hierbei kann bevorzugt ein Ist-Kraftstoffbedarf herangezogen werden, um ausgehend von diesem den Zielbereich für eine Soll-Drehzahl zu bestimmen. Alternativ können auch prognosti¬ zierte Bedarfswerte, also Soll-Kraftstoffbedarfe, verwendet werden, um die Drehzahlgrenzen zu ermitteln. Ist-Kraftstoff- bedarfe können aus unterschiedlichen Kennwerten ermittelt werden, die regelmäßig zur Steuerung des Verbrennungsmotors benötigt werden. Eine Vielzahl dieser Kennwerte wird bei¬ spielsweise im Motorsteuergerät verarbeitet. Der Kraftstoff¬ bedarf des Verbrennungsmotors ist in erster Näherung mit dem von der KraftStoffförderpumpe geförderten KraftStoffvolumen identisch und kann daher als Basis für die Ermittlung einer Fördergrenze verwendet werden. Differenzen zwischen dem tat¬ sächlichen Kraftstoff edarf und dem geförderten Kraftstoffvo- lumen können durch weitere Verbraucher, wie etwa eine Saug¬ strahlpumpe, verursacht werden. Dadurch entspricht die tat¬ sächlich geförderte Kraftstoffmenge meistens nicht exakt dem Kraftstoffbedarf des Verbrennungsmotors. Daher kann teilweise auch eine Rückforderung von zu viel gefördertem Kraftstoff in den Tank stattfinden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn eine Drehzahländerung des Elektromotors erfolgt, wenn die ermittelte Soll-Drehzahl zwi¬ schen der ermittelten oberen Drehzahlgrenze und der ermittel- ten unteren Drehzahlgrenze liegt.
Die Ansteuerung der Kraftstoffförderpumpe beziehungsweise des Elektromotors zur Erzeugung einer Drehzahländerung erfolgt bevorzugt nur dann, wenn die ermittelte Soll-Drehzahl in dem durch die Drehzahlgrenzen vorgegebenen Zielbereich liegt. Ei¬ ne ermittelte Soll-Drehzahl, welche außerhalb des Zielbe¬ reichs liegt, ist mit hoher Wahrscheinlichkeit fehlerhaft und eine Regelung hin zu dieser Soll-Drehzahl wird daher nicht durchgeführt. Dies verhindert, dass ungewollte große oder kleine Kraftstoffmengen gefördert werden, was insbesondere hinsichtlich der Energieeffizienz des Gesamtsystems vorteil¬ haft ist. Der Abgleich zwischen dem Zielbereich und der er¬ mittelten Soll-Drehzahl wirkt daher als Sicherheitsmechanis¬ mus .
Auch ist es vorteilhaft, wenn für die Ermittlung der Soll- Drehzahl das von der Kraftstoffförderpumpe zu fördernde Soll- KraftStoffvolumen und der Soll-Druck verwendet werden, wobei unter Zuhilfenahme eines Kennfeldes, welches den physikali- sehen Zusammenhang zwischen der Drehzahl, dem geförderten Kraftstoffvolumen und dem im Kraftstofffördersystem herr¬ schenden Druck abbildet, die Soll-Drehzahl bestimmt wird. Die Soll-Drehzahl des Elektromotors beziehungsweise der
KraftStoffförderpumpe wird bevorzugt durch einen Vergleich mit einem Kennfeld ermittelt. Wie bereits oben beschrieben bildet das Kennfeld die für die jeweilige KraftStoffförder¬ pumpe bestehenden Zusammenhänge zwischen dem Druck, der Dreh¬ zahl und dem Fördervolumen ab. Das Soll-KraftStoffvolumen kann beispielsweise aus dem aktuellen Betriebszustand des Verbrennungsmotors abgeleitet werden. Der Soll-Druck kann beispielsweise von außen vorgegeben werden oder aus einem weiteren Kennfeld heraus zur Verfügung gestellt werden.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeich¬ net, dass die Soll-Drehzahl durch einen festgelegten Dreh- zahlwert gebildet ist, der während des Schubbetriebs des
Kraftfahrzeugs erreicht wird, wobei im Schubbetrieb ein von der tatsächlichen Last des Verbrennungsmotors abhängiges KraftStoffvolumen verbraucht wird. Für den Fall, dass das Kraftfahrzeug im Schubbetrieb betrie¬ ben wird, ist es vorteilhaft, wenn eine festgelegte konstante Soll-Drehzahl für die KraftStoffförderpumpe vorgegeben wird, da auch der dann herrschende Kraftstoffbedarf des Verbren¬ nungsmotors genau bekannt ist und somit eine einfache Anpas- sung der Förderleistung der KraftStoffförderpumpe erreicht werden kann. Eine Erkennung des Schubbetriebs ist regelmäßig in den Motorsteuergeräten moderner Kraftfahrzeuge realisiert, so dass von dieser ein Signal an die KraftStoffförderpumpe gesendet werden kann, wodurch die KraftStoffförderpumpe den vorgegebenen Schubbetrieb umsetzt. Der Schubbetrieb bezeich¬ net einen Betriebszustand, in welchem keine Lastanforderung an den Verbrennungsmotor vorliegt.
Auch ist es zu bevorzugen, wenn die obere Drehzahlgrenze un- ter Zuhilfenahme eines für das jeweilige KraftStofffördersys- tem spezifischen Kennfeldes, welches den Zusammenhang zwi¬ schen dem geförderten KraftStoffvolumen, dem Druck im Kraft- Stofffördersystem und der Drehzahl der KraftStoffförderpumpe beschreibt, aus dem maximalen Kraftstoffbedarf des Verbren¬ nungsmotors und einem Wert für den Druck im Kraftstoffförder¬ system ermittelt wird.
Der Druck kann dabei sowohl der aktuell im KraftStoffförder¬ system herrschende Ist-Druck sein als auch ein vorgegebener oder berechneter Soll-Druck. Besonders vorteilhaft ist es, wenn ein vorgegebener Soll-Druck zur Ermittlung der Drehzahl- grenze verwendet wird. Der Soll-Druck kann beispielsweise aus empirisch oder experimentell ermittelten Wertetabellen he¬ rausgelesen werden. Auch kann der Soll-Druck aus Kennwerten aus dem Motorsteuergerät ermittelt werden und als Vorgabewert für die Berechnung der Drehzahlobergrenze herangezogen wer- den. Zur Berechnung wird bevorzugt der maximal mögliche
Kraftstoffbedarf des Verbrennungsmotors herangezogen, um den Zielbereich für eine zu ermittelnde Soll-Drehzahl einzugren¬ zen . Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn die untere Drehzahl¬ grenze unter Zuhilfenahme eines für das jeweilige Kraftstoff¬ fördersystem spezifischen Kennfeldes, welches den Zusammen¬ hang zwischen dem geförderten KraftStoffvolumen, dem Druck im KraftStofffördersystem und der Drehzahl der Kraftstoffförder- pumpe beschreibt, aus dem minimalen Kraftstoffbedarf des Ver¬ brennungsmotors und einem Wert für den Druck im Kraftstoff¬ fördersystem ermittelt wird.
Zur Ermittlung der unteren Drehzahlgrenze können ebenfalls empirisch oder experimentell ermittelte Werte oder andere
Vorgabewerte für den Soll-Druck verwendet werden. Zusätzlich wird bevorzugt der minimal mögliche Kraftstoffbedarf herange¬ zogen, um den Zielbereich für die Soll-Drehzahl nach unten hin zu begrenzen.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn zur Ermittlung der Dreh¬ zahlgrenzen Ist-Kraftstoffbedarfe des Verbrennungsmotors und/oder Soll-KraftStoff edarfe des Verbrennungsmotors ver¬ wendet werden und Ist-Drücke im KraftStofffördersystem und/ oder Soll-Drücke im KraftStofffördersystem verwendet werden.
Je nach den zur Verfügung stehenden Werten können sowohl Soll-Werte als auch Ist-Werte für den Kraftstoffbedarf des Verbrennungsmotors und für den Druck im KraftStofffördersys¬ tem verwendet werden. Vorteilhaft ist insbesondere eine Ver¬ wendung der Werte, die jeweils eine höhere Genauigkeit auf¬ weisen oder dem zu erreichenden Betriebszustand besser ent¬ sprechen. Abhängig von dem Ermittlungsverfahren können sowohl die Ist-Werte als auch die Soll-Werte mit Ungenauigkeiten be¬ lastet sein. Besonders bevorzugt werden die jeweils genaueren Werte für die Ermittlung der Drehzahlgrenzen herangezogen.
Auch ist es zweckmäßig, wenn der zur Ermittlung der Drehzahl¬ grenzen verwendete Wert für den Druck im KraftStofffördersys¬ tem ein Vorgabewert ist, der aus den Kennwerten des Verbren¬ nungsmotors und/oder des Kraftfahrzeugs ermittelt wird. Die Vorgabe eines Wertes für den Druck ist insbesondere dann vor¬ teilhaft, wenn wie im erfindungsgemäßen Verfahren kein dedi- zierter Drucksensor verwendet wird und somit keine andauernde messtechnische Überwachung des Drucks stattfindet.
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn unter Zuhilfenahme von Kennwerten, die den Betriebszustand des Verbrennungsmo¬ tors beschreiben, der maximale Ist-Kraftstoffbedarf des Ver¬ brennungsmotors und/oder der minimale Ist-Kraftstoffbedarf des Verbrennungsmotors und/oder der Ist-Kraftstoffbedarf des Verbrennungsmotors in einem Schubbetrieb des Kraftfahrzeugs berechnet wird. Zum Betrieb eines Verbrennungsmotors wird von der Fahrzeugelektronik eine Vielzahl von unterschiedlichen Werten gesammelt und verarbeitet. Diese Werte lassen es auch vorteilhaft zu, den jeweils minimalen Kraftstoffbedarf und den maximalen Kraftstoffbedarf zu ermitteln. Dies lässt eine besonders genaue und einfache Bestimmung des Kraftstoffbe¬ darfs zu. Zur Bestimmung des Ist-Kraftstoffbedarfs des Verbrennungsmo¬ tors ist es insbesondere zweckmäßig, wenn die Fahrpedalstel¬ lung und/oder der Ladedruck eines Turboladers und/oder die Drehzahl des Verbrennungsmotors und/oder die geförderte Luft¬ masse und/oder das KraftStoff/Luft Verhältnis im Verbren¬ nungsmotor und/oder der Lambda-Wert und/oder die Lufttempera¬ tur zur Ermittlung verwendet wird. Auch ist es vorteilhaft, wenn der Kraftstoffbedarf des Ver¬ brennungsmotors um ein Offset-Volumen korrigiert wird, wobei das Offset-Volumen einen zusätzlichen Kraftstoffbedarf infol¬ ge von im KraftStofffördersystem enthaltenen kraftStoffauf¬ nehmenden Elementen darstellt. Das Offset-Volumen wird auf den Kraftstoffbedarf des Verbrennungsmotors aufgerechnet, wo¬ durch sich ein nominell höherer Kraftstoffbedarf ergibt. Dies folgt daraus, dass durch die KraftStoffförderpumpe nicht nur der Kraftstoff für den Verbrennungsmotor gefördert werden muss, sondern auch das Offset-Volumen, welches beispielsweise zum Betrieb einer Saugstrahlpumpe benötigt wird. Das Offset- Volumen kann sowohl auf den Ist-Kraftstoffbedarf als auch auf einen prognostizierten Soll-Kraftstoffbedarf aufgerechnet werden . Außerdem ist es zu bevorzugen, wenn eine Kalibrierung des
KraftStofffördersystems stattfindet, wobei das mittels eines Kennfeldes aus einer Ist-Drehzahl und einem Ist-Druck ermit¬ telte Ist-Kraftstoffvolumen in ein Umkehrkennfeld, welches durch einen Achsentausch des verwendeten Kennfeldes erzeugt ist, gegeben wird, wobei aus dem Umkehrkennfeld eine Ver¬ gleichsdrehzahl und/oder ein Vergleichsdruck ermittelt wird, wobei jeweils eine Abweichung zwischen der Ist-Drehzahl und der Vergleichsdrehzahl und/oder dem Ist-Druck und dem Ver¬ gleichsdruck ermittelt wird.
Die Kalibrierung ist vorteilhaft, um einen möglichst genauen Betrieb des KraftStofffördersystems zu gewährleisten. Die Ka- librierung kann unter Zuhilfenahme von Kennfeldern erfolgen, wobei beispielsweise das KraftStofffordervolumen aus der be¬ kannten Drehzahl und dem bekannten Druck ermittelt wird.
Hierzu wird ein für das KraftStofffördersystem spezifisches Kennfeld verwendet. Durch die Verwendung eines sogenannten Umkehrkennfeldes, welches im Wesentlichen durch eine Vertau¬ schung der X-Achse und der Y-Achse des ursprünglichen Kenn¬ feldes erzeugt wird, kann eine Rückrechnung auf den Druck oder die Drehzahl aufgrund des zuvor ermittelten Volumens und jeweils einem der Werte Druck oder Drehzahl erfolgen. Die hierbei festgestellten Abweichungen können zur Kalibrierung des KraftStofffördersystems herangezogen werden.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Ermittlung der Dreh- zahlgrenzen für die Soll-Drehzahl fortlaufend stattfindet.
Dadurch ist eine fortlaufende Korrektur beziehungsweise Feh¬ lerüberprüfung der Soll-Drehzahl, die durch die drucksensor- lose Ermittlung ermittelt wurde, möglich. Sollte die ermit¬ telte Soll-Drehzahl außerhalb des ermittelten Fensters für die Soll-Drehzahl liegen, kann beispielsweise eine fehlerhaf¬ te Drehzahlberechnung vorliegen. Diese Information über eine fehlerhafte Soll-Drehzahl ist hilfreich, um beispielsweise die Ansteuerung des Elektromotors beziehungsweise der Kraft¬ stoffförderpumpe mit einem falschen Vorgabewert zu vermeiden.
Auch ist es zu bevorzugen, wenn die in dem drucksensorlosen Berechnungsverfahren berechnete Soll-Drehzahl mit den ermit¬ telten Drehzahlgrenzen abgeglichen wird, wobei eine Anpassung der ermittelten Soll-Drehzahl auf einen Wert innerhalb der Drehzahlgrenzen erfolgt, falls die ermittelte Soll-Drehzahl außerhalb der Drehzahlgrenzen liegt. Dies ist vorteilhaft, um in jedem Fall eine gültige Soll-Drehzahl innerhalb der Dreh¬ zahlgrenzen zu erhalten. Je nachdem ob die Soll-Drehzahl oberhalb der Obergrenze liegt oder unterhalb der Untergrenze kann eine jeweils entsprechende Anpassung erfolgen. Zur An¬ passung der Soll-Drehzahl kann ein Kennfeld oder eine ander¬ weitige Vorgabe im KraftStofffördersystem hinterlegt sein. Die Anpassung kann alternativ auch durch einen Rechenalgo¬ rithmus erfolgen, der abhängig von der Betriebssituation eine Anpassung durchführt. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Figurenbe¬ schreibung beschrieben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei¬ spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert er¬ läutert. In den Zeichnungen zeigen: Fig. 1 ein Kennfeld, welches das geförderte Volumen über der Drehzahl darstellt, wobei Kurven gleichen
Drucks im Kennfeld dargestellt sind,
Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Stöchiometriemoduls zur
Ermittlung des Kraftstoffbedarfs eines Verbren¬ nungsmotors,
Fig. 3 eine beispielhafte Verwendung eines Stöchiometrie¬ moduls, wie es in Figur 2 bereits gezeigt ist, und
Fig. 4 ein Blockschaltbild, welches eine mögliche Ausfüh¬ rung des erfindungsgemäßen Verfahrens darstellt.
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
Die Figur 1 zeigt ein Kennfeld 1, welches die Zusammenhänge zwischen dem durch die KraftStoffförderpumpe geförderten Vo¬ lumen, der Drehzahl der KraftStoffförderpumpe und dem Druck im KraftStofffördersystem darstellt. Auf der X-Achse, die mit dem Bezugszeichen 2 gekennzeichnet ist, ist die Drehzahl ab¬ getragen. Auf der Y-Achse, die mit dem Bezugszeichen 3 ge¬ kennzeichnet ist, ist das Fördervolumen der Kraftstoffförder- pumpe abgetragen. Im durch die Achsen 2, 3 aufgespannten Quadranten 4 ist eine Mehrzahl von Kurven 5 dargestellt. Die Kurven 5 sind Isobaren und beschreiben somit Bereiche gleich¬ bleibenden Drucks. Das Kennfeld 1 ist spezifisch für ein spe- zielles Kraftstofffördersystem. Das Kennfeld verändert sich unter anderem abhängig von der verwendeten Kraftstoffförder¬ pumpe, den verwendeten Leitungen und vielen anderen Faktoren. Qualitativ sehen die Kennfelder für die drei beschriebenen Größen jedoch stets aus wie das in Figur 1 dargestellte Kenn- feld 1.
Aufgrund des Kennfeldes 1 kann bei Kenntnis von zwei Größen die jeweils dritte Größe bestimmte werden. Ausgehend von ei¬ ner bekannten Drehzahl, die beispielsweise durch die Drehzahl 6 gegeben sein kann, kann bei einem bekannten Druck 7 das zu¬ gehörige Fördervolumen 8 ermittelt werden. Weiterführend kann nun auch für ein gleichbleibendes Fördervolumen 8 bei einem veränderten Druck 9 eine veränderte zugehörige Drehzahl 10 ermittelt werden. Dies ist beispielsweise sinnvoll, wenn ein bekanntes Fördervolumen 8 bei einem erhöhten Druck 9 geför¬ dert werden soll, da auf diese Weise die benötigte Drehzahl 10 leicht ermittelt werden kann.
Entlang des Pfeils 11 nimmt der Druck 7, 9 im Kraftstoffför- dersystem zu. Es kann zur Überprüfung und/oder Kalibrierung von Werten auch ein sogenanntes Umkehrkennfeld verwendet wer¬ den, wobei bei diesem Umkehrkennfeld die X-Achse 2 und die Y- Achse 3 miteinander vertauscht sind. Zur Kalibrierung kann ausgehend von zwei bekannten Werten der jeweils fehlende dritte Wert ermittelt werden. Unter Kenntnis des dritten er¬ mittelten Wertes kann dann im Umkehrkennfeld oder im Kennfeld 1 rückwärts unter Zuhilfenahme eines bekannten zweiten Wertes auf den noch unbekannten Wert der drei Werte geschlossen wer¬ den. Dieser kann dann mit dem tatsächlich gemessenen Wert ab- geglichen werden und anhand der unter Umständen auftretenden Differenz kann eine Kalibrierung durchgeführt werden. Die Figur 2 zeigt ein Blockschaltbild 20. Der Block 21 stellt eine Schnittstelle zum restlichen Kraftfahrzeug dar. Aus dem Block 21 können unterschiedliche Informationen in Form von Kennwerten entnommen werden. Im Beispiel der Figur 2 werden aus dem Verteilerblock 22 die Kennwerte Soll-Druck über die Signalleitung 23, die Fahrpedalstellung über die Signallei¬ tung 24 und der Ladedruck des Turboladers über die Signallei¬ tung 25 ausgegeben. In alternativen Ausgestaltungen können auch andere Werte zusätzlich oder ersatzweise herangezogen werden. Hierzu zählen insbesondere unterschiedliche Tempera¬ turen, das KraftStoff/Luft Verhältnis, die Motordrehzahl oder die Messwerte der Lambda-Sonde .
Der Block 26 bildet ein sogenanntes Stöchiometriemodul . In dem Block 26 wird auf Grundlage der Kennwerte aus dem Block
21 beziehungsweise 22 der Kraftstoffbedarf berechnet. Es kön¬ nen beispielsweise der minimale Kraftstoffbedarf, der maxima¬ le Kraftstoffbedarf und ein Kraftstoffbedarf für den Schubbe¬ trieb ermittelt werden. Über die Signalleitung 27 wird der momentan maximal mögliche Kraftstoffbedarf, über Signallei¬ tung 28 der momentan minimal mögliche Kraftstoffbedarf und über Signalleitung 29 der Kraftstoffbedarf während des Schub¬ betriebs des Kraftfahrzeugs aus dem Stöchiometriemodul 26 ausgegeben. Die unterschiedlichen KraftStoffbedarfe können nachfolgend zu weiteren Kennwerten verarbeitet werden.
Das Stöchiometriemodul 26 dient insbesondere zur Ermittlung des möglichen Kraftstoffbedarfs des Verbrennungsmotors unter Zuhilfenahme von Kennwerten, die direkt aus dem Betrieb des Verbrennungsmotors stammen.
Das in Figur 2 gezeigte Blockschaltbild ist in Figur 4 noch einmal als Bestandteil des dort abgebildeten Blockschaltbilds dargestellt. Die Bezugszeichen für identische Elemente werden dabei beibehalten. Die Figur 3 zeigt ein Stochiometriemodul 26, wie es bereits in Figur 2 gezeigt wurde. Die Figur 3 bildet einen konkreten Anwendungsfall für eine bestimmte Betriebssituation des Ver¬ brennungsmotors ab. In das Stochiometriemodul 26 werden die Drehzahl 30 des Verbrennungsmotors, die Fahrpedalstellung 31 des Kraftfahrzeugs und der Ladedruck 32 des am Verbrennungs¬ motor verbauten Turboladers geführt. Über die Signalleitung 33 wird ein Wert für den Kraftstoffbedarf des Verbrennungsmo¬ tors an ein Ausgabedisplay 34 weitergegeben. Bei dem auf dem Display 34 angezeigten Wert handelt es sich um den maximalen Kraftstoffbedarf des Verbrennungsmotors in der betrachteten Situation. Ein zweiter Wert wird über die Signalleitung 35 auf das zweite Display 36 ausgegeben. Dieser entspricht dem minimalen Kraftstoffbedarf des Verbrennungsmotors in der be- trachteten Situation.
Die auf den Displays 34 und 36 ausgegebenen Werte beziehen sich immer auf die aus den Blöcken 30, 31 und 32 stammenden Eingangsgrößen. Der maximale und der minimale Kraft stoffbe- darf beziehen sich somit stets auf den Betriebszustand des Verbrennungsmotors, der zum Erhebungszeitpunkt der aus den Blöcken 30, 31 und 32 stammenden Eingangsgrößen vorherrschte.
Die Figur 4 zeigt ein Blockschaltbild 40. Mit dem Bezugszei- chen 26 ist das Stochiometriemodul aus Figur 2 gezeigt. Iden¬ tische Elemente sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Zusätzlich zu den Eingangsgrößen, welche über Block 21 aus dem Kraftfahrzeug stammen, wird über den Block 41 die Dreh¬ zahl der Kraftstoffförderpumpe, insbesondere die Soll-Dreh- zahl, als Eingangsgröße zur Verfügung gestellt. Die Soll- Drehzahl 41 kann über ein drucksensorloses Verfahren ermit¬ telt werden und dient der Anpassung des durch die Kraftstoff¬ förderpumpe geförderten Kraftstoffvolumens . Über Block 42 wird außerdem ein Offset-Volumen eingeführt. Das Offset-Volumen stellt ein Mehrvolumen dar, das von der Kraftstoffförderpumpe zusätzlich zu dem von dem Verbrennungs- motor benötigten KraftStoff olumen gefördert werden muss, um einen fehlerfreien Betrieb des KraftStofffördersystems zu ge¬ währleisten. Das Offset-Volumen kann beispielsweise zum Be¬ trieb einer Saugstrahlpumpe benötigt werden.
Aus dem Stöchiometriemodul 26 wird über die Signalleitung 43 der momentan maximale Kraftstoffbedarf des Verbrennungsmotors ausgegeben. Dieser wird im Summationsblock 44 mit dem Offset- Volumen addiert und in den Block 45 gegeben. Zusätzlich wird in den Block 45 auch eine Vorgabe für einen im KraftStoffför- dersystem zu erreichenden Soll-Druck geführt, welcher aus der Signalleitung 23 abgezweigt wird.
In den Block 46 wird ebenfalls der aus der Signalleitung 23 stammende Soll-Druck eingegeben. Zusätzlich wird über die Signalleitung 47 der momentan minimale Kraftstoffbedarf in den Block 46 geführt. Der minimale Kraftstoffbedarf wird nicht mit dem Offset-Volumen verrechnet, da der tatsächlich minimale Kraftstoffbedarf des Verbrennungsmotors zur Weiter- Verarbeitung in den Block 46 eingeht. In einer alternativen Ausgestaltung kann jedoch auch der minimale Kraftstoffbedarf mit dem Offset-Volumen verrechnet werden.
In den Block 47 geht ebenfalls der Soll-Druck aus Signallei- tung 23 ein. Darüber hinaus geht der Kraftstoffbedarf im
Schubbetrieb, welcher entlang der Signalleitung 49 aus dem Stöchiometriemodul 26 ausgegeben wird, in den Block 47 ein. Der Kraftstoffbedarf im Schubbetrieb wird vor dem Block 47 im Summationsblock 48 ebenfalls mit dem Offset-Volumen aus Block 42 verrechnet.
In den Blöcken 45, 46 und 47 wird dann jeweils unter Zuhilfe¬ nahme von Kennfeldern, wie sie beispielsweise in der Figur 1 abgebildet sind, aus dem Soll-Druck und dem jeweils ermittel- ten KraftStoffvolumen, welches sich aus dem jeweiligen Kraft¬ stoffbedarf und gegebenenfalls aus dem Offset-Volumen zusam¬ mensetzt, eine Drehzahl-Vorgabe ermittelt. Aus dem Block 45 wird die obere Drehzahlgrenze ermittelt und aus Block 46 die untere Drehzahlgrenze. Diese beiden Drehzahlgrenzen spannen einen Zielbereich für eine Soll-Drehzahl für die Kraftstoff¬ förderpumpe auf. In Block 47 wird eine Drehzahl-Vorgabe er- mittelt, welche insbesondere dann als Soll-Drehzahl genutzt wird, wenn das Kraftfahrzeug im Schubbetrieb ist.
In den Block 49 gehen sowohl die in den Blöcken 45 und 46 er¬ mittelten Drehzahlgrenzen ein als auch die Soll-Drehzahl aus dem Block 41. Im Block 49 findet eine Überprüfung statt, ob die Soll-Drehzahl innerhalb der Drehzahlgrenzen liegt oder nicht. Sofern die Soll-Drehzahl innerhalb der Grenzen liegt, wird im Nachfolgenden die KraftStoffförderpumpe auf die er¬ mittelte Soll-Drehzahl geregelt.
In den Block 50 geht neben der Soll-Drehzahl aus Block 41 und der Drehzahlvorgabe für den Schubbetrieb aus Block 47 auch die obere Drehzahlgrenze aus Block 45 ein. Auf diese Weise kann abgeglichen werden, ob die im Rahmen des Schubbetriebs vorgegebene Drehzahl für die KraftStoffförderpumpe unterhalb der oberen Drehzahlgrenze liegt und wie weit die Soll-Dreh¬ zahl aus Block 41 gegebenenfalls von der im Block 47 ermit¬ telten Drehzahl entfernt liegt. Im Block 50 kann eine Anpas¬ sung der in Block 47 ermittelten Drehzahl stattfinden. Alter- nativ kann die aus Block 41 ermittelte Soll-Drehzahl ange- passt werden oder es kann eine anderweitige Verarbeitung vor¬ genommen werden.
Sowohl aus dem Block 49 als auch aus dem Block 50 wird schließlich eine Soll-Drehzahl ausgegeben, die im Falle des Blocks 49 in jedem Fall innerhalb der Drehzahlgrenzen liegt. Eine außerhalb der Drehzahlgrenzen liegende Soll-Drehzahl wird vom Block 49 entweder nicht weitergeleitet oder entspre¬ chend auf einen Wert innerhalb der Drehzahlgrenzen korri- giert. Im Block 51 findet eine Kontrolle statt, ob das Kraftfahrzeug beziehungsweise der Verbrennungsmotor überhaupt im Schubbe¬ trieb betrieben wird. Ist dies der Fall, wird die aus dem Block 50 stammende Soll-Drehzahl aus dem Block 51 ausgegeben. Sofern kein Schubbetrieb vorliegt, wird die im Block 49 er¬ mittelte Soll-Drehzahl aus Block 51 ausgegeben.
Im nachgeschalteten Block 52 kann eine Gewichtung der Soll- Drehzahl erfolgen oder eine Signalumwandlung in ein für die Ansteuerung der KraftStoffförderpumpe beziehungsweise des zu¬ gehörigen Elektromotors geeignetes Format. Über den Block 53 wird die ermittelte Soll-Drehzahl dann als Steuersignal an die KraftStoffförderpumpe beziehungsweise den Elektromotor der KraftStoffförderpumpe geleitet.
Die Figur 4 zeigt eine beispielhafte Gestaltung eines Block¬ schaltbildes zur Realisierung eines erfindungsgemäßen Verfah¬ rens. Die Darstellung der Figur 4 hat insbesondere keinen be¬ schränkenden Charakter und schließt nicht explizit gezeigte Lösungsmöglichkeiten nicht aus.
Auch die Ausführungsbeispiele der Figuren 1 bis 3 weisen ins¬ besondere keinen beschränkenden Charakter auf und dienen der Verdeutlichung des Erfindungsgedankens.

Claims

Verfahren zur Regelung eines KraftStofffördersystems ei¬ nes Verbrennungsmotors in einem Kraftfahrzeug, mit einer KraftStoffförderpumpe zur Versorgung des Verbrennungsmo¬ tors mit Kraftstoff, wobei die KraftStoffförderpumpe ein Pumpwerk aufweist, welches durch einen Elektromotor an¬ treibbar ist, wobei der Elektromotor mittels eines Steu¬ ersignals ansteuerbar ist, und in dem KraftStoffförder- system eine drucksensorlose Drucküberwachung vorgesehen ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass durch das Steuersignal eine Soll-Drehzahl für den Elek¬ tromotor vorgegeben wird, wobei für die Soll-Drehzahl eine obere Drehzahlgrenze und/oder eine untere Drehzahl¬ grenze vorgegeben wird, wobei die obere Drehzahlgrenze von dem maximalen Kraftstoffbedarf des Verbrennungsmo¬ tors abhängig ist und die untere Drehzahlgrenze von dem minimalen Kraftstoffbedarf des Verbrennungsmotors abhän¬ gig ist, und die Soll-Drehzahl mittels eines drucksen- sorlosem Berechnungsverfahren ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t , dass eine Drehzahländerung des Elek¬ tromotors erfolgt, wenn die ermittelte Soll-Drehzahl zwischen der ermittelten oberen Drehzahlgrenze und der ermittelten unteren Drehzahlgrenze liegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass für die Ermittlung der Soll-Drehzahl das von der KraftStoffför¬ derpumpe zu fördernde Soll-KraftStoffvolumen und der Soll-Druck verwendet werden, wobei unter Zuhilfenahme eines Kennfeldes, welches den physikalischen Zusammen¬ hang zwischen der Drehzahl, dem geförderten Kraftstoff¬ volumen und dem im KraftStofffördersystem herrschenden Druck abbildet, die Soll-Drehzahl bestimmt wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Soll-Drehzahl durch einen festgelegten Drehzahlwert ge¬ bildet ist, der während des Schubbetriebs des Kraftfahr zeugs erreicht wird, wobei im Schubbetrieb ein von der tatsächlichen Last des Verbrennungsmotors abhängiges KraftStoffvolumen verbraucht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die obe¬ re Drehzahlgrenze unter Zuhilfenahme eines für das je¬ weilige KraftStofffördersystem spezifischen Kennfeldes, welches den Zusammenhang zwischen dem geförderten Kraft¬ stoffvolumen, dem Druck im KraftStofffördersystem und der Drehzahl der KraftStoffförderpumpe beschreibt, aus dem maximalen Kraftstoffbedarf des Verbrennungsmotors und einem Wert für den Druck im KraftStofffördersystem ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die un¬ tere Drehzahlgrenze unter Zuhilfenahme eines für das je weilige KraftStofffördersystem spezifischen Kennfeldes, welches den Zusammenhang zwischen dem geförderten Kraft Stoffvolumen, dem Druck im KraftStofffördersystem und der Drehzahl der KraftStoffförderpumpe beschreibt, aus dem minimalen Kraftstoffbedarf des Verbrennungsmotors und einem Wert für den Druck im KraftStofffördersystem ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zur Er¬ mittlung der Drehzahlgrenzen Ist-Kraftstoffbedarfe des Verbrennungsmotors und/oder Soll-KraftStoffbedarfe des Verbrennungsmotors verwendet werden und Ist-Drücke im KraftStofffördersystem und/oder Soll-Drücke im Kraft¬ stofffördersystem verwendet werden. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der zur Ermittlung der Drehzahlgrenzen verwendete Wert für den Druck im KraftStofffordersystem ein Vorgabewert ist, der aus den Kennwerten des Verbrennungsmotors und/oder des Kraftfahrzeugs ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass unter Zuhilfenahme von Kennwerten, die den Betriebszustand des Verbrennungsmotors beschreiben, der maximale Ist-Kraft¬ stoffbedarf des Verbrennungsmotors und/oder der minimale Ist-Kraftstoffbedarf des Verbrennungsmotors und/oder der Ist-Kraftstoffbedarf des Verbrennungsmotors in einem Schubbetrieb des Kraftfahrzeugs berechnet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Kraftstoffbedarf des Verbrennungsmotors um ein Offset- Volumen korrigiert wird, wobei das Offset-Volumen einen zusätzlichen Kraftstoffbedarf infolge von im Kraftstoff¬ fördersystem enthaltenen kraftStoffaufnehmenden Elemen¬ ten darstellt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass eine Ka¬ librierung des KraftStofffördersystems stattfindet, wo¬ bei das mittels eines Kennfeldes aus einer Ist-Drehzahl und einem Ist-Druck ermittelte Ist-Kraftstoffvolumen in ein Umkehrkennfeld, welches durch einen Achsentausch des verwendeten Kennfeldes erzeugt ist, gegeben wird, wobei aus dem Umkehrkennfeld eine Vergleichsdrehzahl und/oder ein Vergleichsdruck ermittelt wird, wobei jeweils eine Abweichung zwischen der Ist-Drehzahl und der Vergleichs¬ drehzahl und/oder dem Ist-Druck und dem Vergleichsdruck ermittelt wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die in dem drucksensorlosen Berechnungsverfahren berechnete Soll-Drehzahl mit den ermittelten Drehzahlgrenzen abge¬ glichen wird, wobei eine Anpassung der ermittelten Soll Drehzahl auf einen Wert innerhalb der Drehzahlgrenzen erfolgt, falls die ermittelte Soll-Drehzahl außerhalb der Drehzahlgrenzen liegt.
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