WO2009053158A1 - Verfahren zur steuerung eines kraftstoffeinspritzsystems einer brennkraftmaschine - Google Patents

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WO2009053158A1
WO2009053158A1 PCT/EP2008/062084 EP2008062084W WO2009053158A1 WO 2009053158 A1 WO2009053158 A1 WO 2009053158A1 EP 2008062084 W EP2008062084 W EP 2008062084W WO 2009053158 A1 WO2009053158 A1 WO 2009053158A1
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pressure
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pressure pump
correction factor
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Oliver Albrecht
Frank Mueller
Bernd Schroeder
Jens Wolber
Markus Amler
Timm Hollmann
Christian Wiedmann
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Robert Bosch Gmbh
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    • F02M59/36—Varying fuel delivery in quantity or timing by variably-timed valves controlling fuel passages to pumping elements or overflow passages
    • F02M59/366—Valves being actuated electrically

Definitions

  • the present invention relates to a method of controlling a fuel injection system of an internal combustion engine, the fuel injection system comprising a manifold and an engine speed driven high pressure pump and associated with the high pressure pump is a fuel metering unit having an electromagnetically operable fuel control valve, the fuel metering unit controlling the amount of fuel delivered.
  • Such a fuel injection system is known from DE 198 53 103 Al. It comprises a high-pressure pump, the delivery rate of which can be adjusted by metering the amount of fuel reaching a delivery chamber of the high-pressure pump.
  • a Kraftstoffzumessaku is provided upstream of the pumping chamber, which comprises an electromagnetically actuated control valve.
  • an opening cross-section through which the fuel must pass on the way to the delivery chamber, is more or less released.
  • the delivery rate of the high pressure pump is proportional to the opening cross section.
  • the opening cross section may have a slot-shaped, circular or triangular geometry.
  • the object of the present invention is therefore to provide a method and a device which enable improved metering of an amount of fuel which is supplied to a high-pressure pump provided in a fuel injection system.
  • the invention thus makes it possible to influence the delivered fuel quantity as a function of the fuel pressure at the inlet of the high-pressure pump and / or the vapor pressure of the fuel to be supplied in order to ensure an improved metering of the quantity of fuel supplied to the high-pressure pump.
  • the control quality of the pressure control in the distributor tube can be improved according to the invention and geometric and / or electrical tolerances of the high-pressure pump or the fuel metering unit can be compensated
  • the pressure difference effective at the control valve which affects the amount of fuel delivered, is determined and used as a correction factor for correcting the amount of fuel supplied to the high-pressure pump.
  • a more precise precontrol of the high-pressure pump can be achieved by the fuel metering unit, whereby the influence of the fuel type and the corresponding admission pressure is reduced and an improved diagnosis is made possible.
  • Fuel volume and the correction factor is determined.
  • the correction factor can be determined on the basis of a characteristic curve which defines suitable volume correction values for possible pressure correction values.
  • an opening cross-section of the control valve is determined as a function of the correction factor, which is set to supply the required amount of fuel.
  • a control signal for the control valve is determined.
  • the drive signal is determined on the basis of a characteristic curve that defines suitable drive signals as a function of possible opening cross sections and actual engine speeds.
  • the vapor pressure is determined in one embodiment of the invention from the actual temperature using at least one reference vapor pressure curve.
  • the pre-pressure to determine the vapor pressure is reduced from an initial value until the delivery of the high pressure pump is zero and the vapor pressure of the difference of the pre-pressure and an opening pressure of a check valve of the high-pressure pump is determined.
  • an internal combustion engine having a fuel injection system comprising a manifold and a high pressure pump.
  • the high pressure pump is associated with a fuel metering unit.
  • the fuel metering unit controls the amount of fuel delivered.
  • An amount of fuel required to operate the internal combustion engine is determinable as a function of a correction factor based on a fuel pressure at the inlet of the high-pressure pump and / or a vapor pressure of the fuel to be supplied.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a fuel injection system of a
  • FIG. 2 is a partial section through a portion of the fuel metering unit of FIG. 1 shown broken away;
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a method for determining an opening cross section for a control valve of the fuel metering unit of FIG. 1;
  • FIG. 4 is a schematic representation of a method for determining a drive signal for a control valve of the fuel metering unit of FIG.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a fuel injection system 10 a
  • Internal combustion engine This comprises a fuel tank 12 from which a feed pump 14 delivers fuel to an inlet 15 of a fuel metering unit 16. Its outlet 18 leads to a high-pressure fuel pump 20.
  • the low-pressure line extending from the fuel tank 12 to the high-pressure pump 20 bears the reference numeral 22 overall.
  • the high-pressure pump 20 preferably has a delivery chamber with a check valve arranged on the input side, compresses the fuel to a very high pressure and delivers it to a fuel collecting line 24, in which the fuel is stored under very high pressure and which also acts as a "distributor tube”. or “RaN” is called.
  • the pressure in the fuel rail 24 is detected by a pressure sensor 30. Its signals are transmitted by the pressure sensor 30 to a control and regulating device 32, whose output is connected, inter alia, to the fuel metering unit 16.
  • a control and regulating device 32 whose output is connected, inter alia, to the fuel metering unit 16.
  • the fuel metering unit 16 is in still darwinder way the Flow rate of the high-pressure pump 20 is set. In this way, the actual pressure in the fuel rail 24, which is detected by the pressure sensor 30, a nominal pressure to be tracked.
  • the fuel metering unit 16 is formed as a suction throttle. It comprises a housing 34, in which a valve piston 36 is received axially displaceable. The valve piston 36 protrudes into a valve chamber 38, in which a valve slide 40 is received axially displaceable. The valve spool 40 is pressed by a compression spring 42 against the valve piston 36.
  • the inlet 15 of the fuel metering unit 16 is formed at the axial end of the valve chamber 38, whereas the
  • Outlet 18 is formed in a radial wall 44 of the valve chamber 38 in the form of a control port 46.
  • the position of the valve piston 36 is adjusted by an electromagnetic actuator 48.
  • the valve spring 42 pushes the valve spool 40 and the valve piston 36 in Fig. 2 completely down. This condition is shown in the left half of FIG.
  • the electromagnetic actuator 48 is energized, the valve piston 36 pushes the valve spool 40 against the force of the valve spring 42 in Fig. 2 upwards, so that the control orifice 46 in the radial wall 44 partially or in the end position, completely ü - covered.
  • This state is shown in the right half of FIG. 2. If the control opening 46 is completely free, a maximum amount of fuel passes from the pre-feed pump 14 to the high-pressure pump 20 and from there further into the rail 24. This operating state is referred to as full delivery. On the other hand, if the control opening 46 is partially covered by the valve spool 40, a smaller quantity of fuel is admitted
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a method for determining an opening cross-section rozme_w for the valve piston 36, the electromagnetic electromagnetically operable control valve of the fuel metering unit 16 of FIGS. 1 and 2.
  • the method is implemented as a computer program and executed by the control and regulating device 32.
  • a fuel mass mkreff_w injected from the high pressure pump 20 into the manifold 24 is calculated. This is converted in a step 153 as a function of a temperature-dependent fuel density KLROHKRTF in the high-pressure pump 20 to be supplied nominal fuel volume vmkreff_w.
  • the opening cross section rozme_w of the control valve is determined in step 154. This is set to supply the required amount of fuel to the high-pressure pump 20. As described below with reference to FIG. 4, a suitable control signal for the control valve is determined based on the determined opening cross section rozme_w.
  • the correction factor KLFOZM EDP can be determined in a step 148 on the basis of a characteristic field. This describes volume correction values depending on possible pressure correction values, which are suitable as a correction factor KLFOZM EDP for determining the required amount of fuel.
  • a pressure difference between the fuel pressure pekp at the inlet of the high-pressure pump 20 and the vapor pressure Pdampf of the fuel to be supplied can also first be determined.
  • the opening pressure peiv of the check valve is subtracted from the determined pressure difference to determine the pressure correction value.
  • the actual pressure correction value dpzme_w can also be determined on the basis of an empirically determined relationship, such as e.g. a characteristic field.
  • a suitable characteristic field can be determined as a function of the vapor pressure Pdampf and fuel pressure pekp, e.g. for low-pressure systems with variable fuel pressure, or only as a function of steam pressure Pdampf, z. B. for low pressure systems with constant fuel pressure pekp.
  • the vapor pressure Pdampf can be determined in various ways. This depends mainly on the temperature and only to a limited extent on the fuel used. Accordingly, the steam pressure Pdampf in the simplest
  • the steam pressure Pdampf may be determined using the adapted start-up or warm-up factor, or using the adapted factor of Cl-transition compensation. These correlate directly with the vapor pressure Pdampf of the fuel used, since they represent a measure of the evaporation tendency of the fuel.
  • the admission pressure pekp can be measured with a suitable sensor or modeled based on activation parameters of the electric fuel pump 14.
  • a suitable sensor or modeled based on activation parameters of the electric fuel pump 14.
  • this method is also implemented as a computer program and executed by the control and regulation device 32.
  • step 160 based on the gem.
  • Fig. 3 determined opening cross-section rozme_w and a respective actual engine speed nmot_w a suitable drive signal tavstzme_w determined for the control valve. This is preferably determined on the basis of a characteristic field which has different characteristic curves for different possible actual engine speeds nmot_v, wherein each characteristic curve defines suitable drive signals tavstzme_w as a function of possible opening cross-sections rozme_w.

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Abstract

Bei einem Verfahren zur Steuerung eines Kraftstoffeinspritzsystems (10) einer Brennkraftmaschine, wobei das Kraftstoffeinspritzsystem (10) ein Verteilerrohr (24) und eine Hochdruckpumpe (20) umfasst und der Hochdruckpumpe (20) eine Kraftstoffzumesseinheit (16) zugeordnet ist, wobei die Kraftstoff zu messeinheit (16) die geförderte Kraftstoffmenge steuert, wird eine zum Betrieb der Brennkraftmaschine erforderliche Kraftstoffmenge in Abhängigkeit von einem Korrekturfaktor bestimmt wird, der auf einem Kraftstoffdruck am Einlass der Hochdruckpumpe (20) und/oder einem Dampfdruck des zuzuleitenden Kraftstoffs basiert.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren zur Steuerung eines Kraftstoffeinspritzsystems einer Brennkraftmaschine
Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Kraftstoffeinspritzsystems einer Brennkraftmaschine, wobei das Kraftstoffeinspritzsystem ein Verteilerrohr und eine motordrehzahlabhängig angetriebene Hochdruckpumpe umfasst und der Hochdruckpumpe eine Kraftstoffzumesseinheit mit einem elektromagnetisch betätigbaren Regelventil zum Zuleiten von Kraftstoff zugeordnet ist, wobei die Kraftstoffzumesseinheit die geförderte Kraftstoffmenge steuert.
Ein solches Kraftstoffeinspritzsystem ist aus der DE 198 53 103 Al bekannt. Es um- fasst eine Hochdruckpumpe, deren Fördermenge eingestellt werden kann, indem die in einen Förderraum der Hochdruckpumpe gelangende Kraftstoffmenge zugemessen wird. Hierzu ist stromaufwärts vom Förderraum eine Kraftstoffzumesseinheit vorgesehen, die ein elektromagnetisch betätigbares Regelventil umfasst. Je nach Stellung eines Ventilelements dieses elektromagnetischen Regelventils wird ein Öffnungsquer- schnitt, durch den der Kraftstoff auf dem Weg zum Förderraum hindurch treten muss, mehr oder weniger freigegeben. Hierbei wird davon ausgegangen, dass die Fördermenge der Hochdruckpumpe proportional zum Öffnungsquerschnitt ist.
Aus der DE 198 53 103 Al ist darüber hinaus bekannt, dass der Öffnungsquerschnitt eine schlitzförmige, kreisförmige oder dreieckförmige Geometrie aufweisen kann.
Aus der DE 10 2005 025 114 Al ist bekannt, dass die zum Öffnungsquerschnitt des Regelventils proportionale Fördermenge der Hochdruckpumpe durch zusätzliche, pumpenspezifische Aspekte beeinflusst wird. Des Weiteren haben auch der Kraftstoffdruck am Einlass der Hochdruckpumpe und der Dampfdruck des zuzuleitenden Kraftstoffs einen Einfluss auf die Fördermenge der Hochdruckpumpe.
Offenbarung der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, die eine verbesserte Zumessung einer Kraftstoffmenge, die einer in einem Kraftstoffeinspritzsystem vorgesehenen Hochdruckpumpe zugeführt wird, ermöglichen.
Dieses Problem wird gelöst durch ein Verfahren zur Steuerung eines Kraftstoffeinspritzsystems einer Brennkraftmaschine. Das Kraftstoffe inspritzsystem umfasst ein Verteilerrohr und eine Hochdruckpumpe. Der Hochdruckpumpe ist eine Kraftstoffzumesseinheit zugeordnet. Die Kraftstoffzumesseinheit steuert die geförderte Kraft- stoffmenge. Eine zum Betrieb der Brennkraftmaschine erforderliche Kraftstoff menge wird in Abhängigkeit von einem Korrekturfaktor bestimmt, der auf einem Kraftstoffdruck am Einlass der Hochdruckpumpe und/oder einem Dampfdruck des zuzuleitenden Kraftstoffs basiert.
Die Hochdruckpumpe ist vorzugsweise motordrehzahlabhängig angetrieben, beispielsweise durch einen mit der Kurbelwelle verbundenen Antrieb. Die Zumesseinheit umfasst vorzugsweise ein elektromagnetisch betätigbares Regelventil zum Zuleiten von Kraftstoff.
Die Erfindung ermöglicht somit eine Beeinflussung der geförderten Kraftstoffmenge in Abhängigkeit vom Kraftstoffdruck am Einlass der Hochdruckpumpe und/oder dem Dampfdruck des zuzuleitenden Kraftstoffs, um eine verbesserte Zumessung der Kraftstoffmenge, die der Hochdruckpumpe zugeführt wird, zu gewährleisten. Hierdurch kann die Regelqualität der Druckregelung im Verteilerrohr erfindungsgemäß verbessert werden und geometrische und/oder elektrische Toleranzen der Hochdruckpumpe bzw. der Kraftstoffzumesseinheit können kompensiert werden
Der erfindungsgemäße Korrekturfaktor wird als Druckdifferenz zwischen dem Kraftstoffdruck am Einlass der Hochdruckpumpe und dem Dampfdruck des zuzulei- tenden Kraftstoffs bestimmt. Die Hochdruckpumpe hat bevorzugt einen Förderraum mit einem eingangsseitig angeordneten Rückschlagventil, wobei zur Bestimmung des Korrekturfaktors ein Öffnungsdruck des Rückschlagventils bestimmt wird. Dieser wird zur Bestimmung eines Druckkorrekturwertes von der Druckdifferenz sub- trahiert.
Somit wird die am Regelventil wirksame Druckdifferenz bestimmt, die die geförderte Kraftstoffmenge beeinflusst, und als Korrekturfaktor zur Korrektur der Kraftstoffmenge, die der Hochdruckpumpe zugeführt wird, verwendet. Hierdurch kann eine präzisere Vorsteuerung der Hochdruckpumpe durch die Kraftstoffzumesseinheit erzielt werden, wobei der Einfluss der Kraftstoffart und des entsprechenden Vordrucks reduziert wird und eine verbesserte Diagnose ermöglicht wird.
Bevorzugt wird ein der Hochdruckpumpe zuzuführendes Soll- Kraftstoffvolumen be- stimmt, wobei die erforderliche Kraftstoffmenge basierend auf dem Soll-
Kraftstoffvolumen und dem Korrekturfaktor bestimmt wird. Hierbei kann der Korrekturfaktor anhand einer Kennlinie bestimmt werden, die für mögliche Druckkorrekturwerte geeignete Volumenkorrekturwerte definiert.
Die Verwendung einer Kennlinie ermöglicht eine schnelle und einfache Bestimmung des Korrekturfaktors.
Erfindungsgemäß wird in Abhängigkeit von dem Korrekturfaktor ein Öffnungsquerschnitt des Regelventils bestimmt, der zum Zuleiten der erforderlichen Kraftstoff - menge einzustellen ist. Unter Verwendung des Öffnungsquerschnitts des Regelventils und einer jeweiligen Ist- Motordrehzahl wird ein Ansteuersignal für das Regelventil bestimmt. Das Ansteuersignal wird anhand einer Kennlinie bestimmt, die geeignete Ansteuersignale in Abhängigkeit von möglichen Öffnungsquerschnitten und Ist-Motordrehzahlen definiert.
Somit wird das Regelventil in Abhängigkeit von dem Korrekturfaktor angesteuert, sodass der Kraftstoff druck am Einlass der Hochdruckpumpe und/oder der Dampfdruck des zuzuleitenden Kraftstoffs bei der Ansteuerung des Regelventils berücksichtigt werden und eine verbesserte Zumessung der geförderten Kraftstoffmenge gewährleistet wird. Hierbei ermöglicht die Verwendung einer Kennlinie eine schnelle und einfache Bestimmung des Ansteuersignals.
Der Dampfdruck wird in einer Ausgestaltung der Erfindung aus der Ist-Temperatur unter Verwendung mindestens einer Referenzdampfdruckkurve ermittelt. Alternativ wird der Dampfdruck aus einem Nachstart- und/oder Warmlauffaktor und/oder eines
Faktors einer Übergangskompensation ermittelt. Des Weiteren ist es möglich, dass der Vordruck zur Ermittlung des Dampfdruckes von einem Ausgangswert verringert wird, bis die Fördermenge der Hochdruckpumpe null ist und der Dampfdruck aus der Differenz des Vordruckes und eines Öffnungsdruckes eines Rückschlagventils der Hochdruckpumpe ermittelt wird.
Das Eingangs genannte Problem wird auch gelöst durch ein Computerprogramm mit Programmcode zur Durchführung aller Schritte eines erfindungsgemäßen Verfah- rens, wenn das Programm in einem Computer ausgeführt wird.
Das Eingangs genannte Problem wird auch gelöst durch eine Brennkraftmaschine mit einem Kraftstoffeinspritzsystem, das ein Verteilerrohr und eine Hochdruckpumpe umfasst. Der Hochdruckpumpe ist eine Kraftstoffzumesseinheit zugeordnet. Die Kraftstoffzumesseinheit steuert die geförderte Kraftstoffmenge. Eine zum Betrieb der Brennkraftmaschine erforderliche Kraftstoffmenge ist in Abhängigkeit von einem Korrekturfaktor bestimmbar, der auf einem Kraftstoff druck am Einlass der Hochdruckpumpe und/oder einem Dampfdruck des zuzuleitenden Kraftstoffs basiert.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Kraftstoffeinspritzsystems einer
Brennkraftmaschine mit einer Hochdruckpumpe und einer Kraftstoffzumesseinheit; Fig. 2 einen teilweisen Schnitt durch einen abgebrochen dargestellten Bereich der Kraftstoffzumesseinheit von Fig. 1;
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Bestimmung eines Öffnungsquerschnitts für ein Regelventil der Kraftstoffzumesseinheit von Fig. 1;
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Bestimmung ei- nes Ansteuersignals für ein Regelventil der Kraftstoffzumesseinheit von
Fig. 1.
Ausführungsform der Erfindung
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Kraftstoffeinspritzsystems 10 einer
Brennkraftmaschine. Dieses umfasst einen Kraftstoffbehälter 12, aus dem eine Vor- förderpumpe 14 Kraftstoff zu einem Einlass 15 einer Kraftstoffzumesseinheit 16 fördert. Deren Auslass 18 führt zu einer Kraftstoff-Hochdruckpumpe 20. Die vom Kraftstoffbehälter 12 bis zur Hochdruckpumpe 20 verlaufende Niederdruckleitung trägt ins- gesamt das Bezugszeichen 22.
Die Hochdruckpumpe 20 hat bevorzugt einen Förderraum mit einem eingangsseitig angeordneten Rückschlagventil, verdichtet den Kraftstoff auf einen sehr hohen Druck und fördert ihn in eine Kraftstoff-Sammelleitung 24, in der der Kraftstoff unter sehr ho- hem Druck gespeichert ist und die auch als „Verteilerrohr" bzw. ,,RaN" bezeichnet wird.
An diese sind mehrere Injektoren 26 angeschlossen, die den Kraftstoff direkt in ihnen zugeordnete Brennräume 28 der im Weiteren nicht im Detail dargestellten Brennkraftmaschine einspritzen. Die Brennkraftmaschine dient beispielsweise zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs.
Der Druck in der Kraftstoff-Sammelleitung 24 wird von einem Drucksensor 30 erfasst. Seine Signale überträgt der Drucksensor 30 an eine Steuer- und Regeleinrichtung 32, die ausgangsseitig unter anderem mit der Kraftstoffzumesseinheit 16 verbunden ist. Mittels der Kraftstoffzumesseinheit 16 wird in noch darzustellender Art und Weise die Fördermenge der Hochdruckpumpe 20 eingestellt. Hierdurch kann der Ist-Druck in der Kraftstoff-Sammelleitung 24, der vom Drucksensor 30 erfasst wird, einem Soll-Druck nachgeführt werden.
Wie aus Fig. 2 hervorgeht, ist die Kraftstoffzumesseinheit 16 als Saugdrossel ausgebildet. Sie umfasst ein Gehäuse 34, in dem ein Ventilkolben 36 axial verschiebbar aufgenommen ist. Der Ventilkolben 36 ragt in eine Ventilkammer 38, in der ein Ventilschieber 40 axial verschiebbar aufgenommen ist. Der Ventilschieber 40 wird von einer Druckfeder 42 gegen den Ventilkolben 36 gedrückt. Der Einlass 15 der Kraftstoffzu- messeinheit 16 ist am axialen Ende der Ventilkammer 38 ausgebildet, wohingegen der
Auslass 18 in einer radialen Wand 44 der Ventilkammer 38 in Form einer Steueröffnung 46 ausgebildet ist.
Die Stellung des Ventilkolbens 36 wird durch eine elektromagnetische Betätigungsein- richtung 48 eingestellt. In stromlosem Zustand drückt die Ventilfeder 42 den Ventilschieber 40 und den Ventilkolben 36 in Fig. 2 vollständig nach unten. Dieser Zustand ist in der linken Hälfte von Fig. 2 dargestellt. Wird die elektromagnetische Betätigungseinrichtung 48 dagegen bestromt, drückt der Ventilkolben 36 den Ventilschieber 40 gegen die Kraft der Ventilfeder 42 in Fig. 2 nach oben, so dass dieser die Steuer- Öffnung 46 in der radialen Wand 44 teilweise oder, in der Endstellung, vollständig ü- berdeckt. Dieser Zustand ist in der rechten Hälfte von Fig. 2 gezeigt. Ist die Steueröffnung 46 vollkommen frei, gelangt eine maximale Kraftstoffmenge von der Vorförder- pumpe 14 zur Hochdruckpumpe 20 und von dort weiter in das Rail 24. Dieser Betriebszustand wird als Vollförderung bezeichnet. Ist die Steueröffnung 46 dagegen vom Ventilschieber 40 zum Teil überdeckt, gelangt eine geringere Kraftstoffmenge zur
Hochdruckpumpe 20 und in das Rail 24. Dieser Betriebszustand wird als "Teilförderung" bezeichnet.
Nachfolgend wird ein Verfahren zur Steuerung des Kraftstoffeinspritzsystems 10 von Fig. 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die Fig. 3 und 4 im Detail beschrieben.
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Bestimmung eines Öffnungsquerschnitts rozme_w für das von dem Ventilkolben 36, der elektromagneti- schen Betätigungseinrichtung 48, der Ventilfeder 42 und dem Ventilschieber 40 gebildete, elektromagnetisch betätigbare Regelventil der Kraftstoffzumesseinheit 16 von Fig. 1 und 2. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Verfahren als Computerprogramm implementiert und von der Steuer- und Regeleinrich- tung 32 ausgeführt. Somit kann die Erfindung mit bereits vorhandenen Bauteilen der
Brennkraftmaschine einfach und kostengünstig realisiert werden.
Bei der nachfolgenden Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auf eine detaillierte Erläuterung von im Stand der Technik bekannten Verfahrensschritten verzichtet.
In einem Schritt 151 wird eine von der Hochdruckpumpe 20 in das Verteilerrohr 24 eingespritzte Kraftstoffmasse mkreff_w berechnet. Diese wird in einem Schritt 153 in Abhängigkeit von einer temperaturabhängigen Kraftstoff dichte KLROHKRTF in ein der Hochdruckpumpe 20 zuzuführendes Soll- Kraftstoffvolumen vmkreff_w umgerechnet.
Die temperaturabhängige Kraftstoffdichte KLROHKRTF kann erfindungsgemäß in einem Schritt 152 anhand einer geeigneten Kennlinie basierend auf einer gemessenen Kraftstofftemperatur tfuelsq ermittelt werden.
In einem Schritt 154 wird aus dem zuzuführenden Soll- Kraftstoffvolumen vmkreff_w und einem Korrekturfaktor KLFOZMEDP eine zum Betrieb der Brennkraftmaschine erforderliche Kraftstoffmenge bestimmt. Diese erforderliche Kraftstoffmenge muss der Hochdruckpumpe 20 und von dieser dem Verteilerrohr 24 zugeführt werden, um dort einen zum jeweiligen Betriebszustand der Brennkraftmaschine benötigten Kraftstoff- druck und -durchsatz zu gewährleisten.
Erfindungsgemäß wird in Schritt 154 der Öffnungsquerschnitt rozme_w des Regelventils bestimmt. Dieser ist zum Zuleiten der erforderlichen Kraftstoffmenge zur Hochdruckpumpe 20 einzustellen. Wie unten stehend bei Fig. 4 beschrieben, wird basie- rend auf dem ermittelten Öffnungsquerschnitt rozme_w ein geeignetes Ansteuersignal für das Regelventil bestimmt.
Der Korrekturfaktor KLFOZM EDP kann in einem Schritt 148 anhand eines Kennlinienfeldes ermittelt werden. Dieses beschreibt Volumenkorrekturwerte in Abhängigkeit von möglichen Druckkorrekturwerten, die als Korrekturfaktor KLFOZM EDP zur Bestimmung der erforderlichen Kraftstoff menge geeignet sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird im Betrieb der Brennkraftmaschine bevorzugt schleifenförmig von der Steuer- und Regeleinrichtung 32 ausgeführt. Dementsprechend wird der Korrekturfaktor KLFOZMEDP in Schritt 148 jeweils für einen Ist- Druckkorrekturwert dpzme_w bestimmt. Dieser wird in Schritt 146 durch Subtraktion des Dampfdrucks Pdampf des zuzuleitenden Kraftstoffs sowie des Öffnungsdrucks peiv des Rückschlagventils vom Kraftstoffdruck pekp am Einlass der Hochdruck- pumpe 20 bestimmt. Hierbei können der Dampfdruck Pdampf des zuzuleitenden
Kraftstoffs und der Öffnungsdruck peiv des Rückschlagventils zuvor in einem Schritt 144 summiert werden.
Alternativ hierzu kann auch zunächst eine Druckdifferenz zwischen dem Kraftstoff- druck pekp am Einlass der Hochdruckpumpe 20 und dem Dampfdruck Pdampf des zuzuleitenden Kraftstoffs bestimmt werden. In diesem Fall wird zur Bestimmung des Druckkorrekturwertes der Öffnungsdruck peiv des Rückschlagventils von der ermittelten Druckdifferenz subtrahiert.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann der Ist-Druckkorrekturwert dpzme_w auch anhand eines empirisch ermittelten Zusammenhangs, wie z.B. einem Kennlinienfeld, ermittelt werden. Ein geeignetes Kennlinienfeld kann in Abhängigkeit vom Dampfdruck Pdampf und Kraftstoffdruck pekp ermittelt werden, z.B. für Niederdrucksysteme mit variablem Kraftstoff druck, oder nur in Abhängigkeit vom Dampfdruck Pdampf, z. B. für Niederdrucksysteme mit konstantem Kraftstoffdruck pekp.
Der Dampfdruck Pdampf kann auf verschiedene Arten bestimmt werden. Dieser hängt im Wesentlichen von der Temperatur ab und nur eingeschränkt vom verwen- deten Kraftstoff. Dementsprechend kann der Dampfdruck Pdampf im einfachsten
Fall in Abhängigkeit von einer jeweiligen Ist-Temperatur aus einer geeigneten, sogenannten Referenzdampfdruckkurve ermittelt werden. Um hierbei Abhängigkeiten des Dampfdrucks Pdampf vom verwendeten Kraftstoff zu berücksichtigen, können je nach Kraftstoffsystem, insbesondere bei sogenannten „Flex Fuel Systemen" auch mehrere Referenzdampfdruckkurven Anwendung finden, wobei jedem möglichen Kraftstoff eine entsprechende Kurve zugeordnet ist.
Des Weiteren kann der Dampfdruck Pdampf unter Verwendung des adaptierten Nach- start- bzw. Warmlauffaktors oder unter Verwendung des adaptierten Faktors der Cl- bergangskompensation bestimmt werden. Diese korrelieren direkt mit dem Dampfdruck Pdampf des verwendeten Kraftstoffs, da sie ein Maß für die Verdampfungsneigung des Kraftstoffs darstellen.
Eine weitere Möglichkeit zur Bestimmung des Dampfdrucks Pdampf besteht darin, den
Vordruck Pvoradap solange zu verringern, bis die Förderung der Hochdruckpumpe 20 zusammenbricht. Der eingestellte Druck entspricht dann dem um den Öffnungsdruck peiv des Rückschlagventils in der Hochdruckpumpe 20 vergrößerten Dampfdruck Pdampf, der sich somit zu Pdampf = Pvoradap - peiv ergibt. Der Öffnungsdruck peiv kann mit guter Näherung als konstant angesehen werden.
Darüber hinaus kann der Dampfdruck Pdampf dadurch bestimmt werden, dass im Rahmen der Tankentlüftung ein Wert bestimmt wird, der als Maß für die Beladung des zugeordneten Aktiv- Kohle- Filters dient, wobei ein hoher Wert auf einen sehr flüchtigen Kraftstoff hindeutet. Aus diesem Wert kann unter Berücksichtigung einer jeweiligen Ist-Temperatur der Dampfdruck Pdampf ermittelt werden.
Der Vordruck pekp kann erfindungsgemäß mit einem geeigneten Sensor gemessen oder anhand von Ansteuerparametern der elektrischen Kraftstoffpumpe 14 model- liert werden. Hierbei kann im Falle eines Konstantdrucksystems mit mechanischem
Druckregler dessen eingestellter Öffnungsdruck unter Berücksichtigung des Druckabfalls über die Kraftstoffleitung 22 verwendet werden.
Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Bestimmung eines Ansteuersignals für das Regelventil der Kraftstoffzumesseinheit 16 von Fig. 1 und 2.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird dieses Verfahren e- benfalls als Computerprogramm implementiert und von der Steuer- und Regeleinrichtung 32 ausgeführt. In Schritt 160 wird basierend auf dem gem. Fig. 3 ermittelten Öffnungsquerschnitt rozme_w und einer jeweiligen Ist- Motordrehzahl nmot_w ein geeignetes Ansteuersignal tavstzme_w für das Regelventil bestimmt. Dieses wird bevorzugt anhand eines Kennlinienfeldes bestimmt, das unterschiedliche Kennlinien für verschiedene mögliche Ist-Motordrehzahlen nmot_v hat, wobei jede Kennlinie in Abhängigkeit von möglichen Öffnungsquerschnitten rozme_w geeignete Ansteuersignale tavstzme_w definiert.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Steuerung eines Kraftstoffeinspritzsystems (10) einer Brennkraftmaschine, wobei das Kraftstoffeinspritzsystem (10) ein Verteilerrohr (24) und eine Hochdruckpumpe (20) umfasst und der Hochdruckpumpe (20) eine Kraftstoffzu- messeinheit (16) zugeordnet ist, wobei die Kraftstoff zu messeinheit (16) die geförderte Kraftstoffmenge steuert, dadurch gekennzeichnet, dass eine zum Betrieb der Brennkraftmaschine erforderliche Kraftstoffmenge in Abhängigkeit von einem Korrekturfaktor bestimmt wird, der auf einem Kraftstoff druck am Einlass der Hochdruckpumpe (20) und/oder einem Dampfdruck des zuzuleitenden Kraftstoffs basiert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung des Korrekturfaktors eine Druckdifferenz zwischen dem Kraftstoffdruck am Einlass der Hochdruckpumpe (20) und dem Dampfdruck des zuzuleitenden Kraft- Stoffs bestimmt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Hochdruckpumpe (20) einen Förderraum mit einem eingangsseitig angeordneten Rückschlagventil aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung des Korrekturfaktors ein Öffnungsdruck des Rückschlagventils bestimmt und zur Bestimmung eines Druckkorrekturwertes von der Druckdifferenz subtrahiert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein der Hochdruckpumpe (20) zuzuführendes So 11- Kraftstoffvolumen bestimmt wird, wobei die er- forderliche Kraftstoffmenge basierend auf dem Soll- Kraftstoffvolumen und dem
Korrekturfaktor bestimmt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Korrekturfaktor anhand einer Kennlinie bestimmt wird, die für mögliche Druckkorrekturwerte geeignete Volumenkorrekturwerte definiert.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von dem Korrekturfaktor ein Öffnungsquerschnitt des Regelventils bestimmt wird, der zum Zuleiten der erforderlichen Kraftstoffmenge einzustellen ist.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass unter Verwendung des Öffnungsquerschnitts des Regelventils und einer jeweiligen Ist- Motordrehzahl ein Ansteuersignal für das Regelventil bestimmt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Ansteuersignal anhand einer Kennlinie bestimmt wird, die geeignete Ansteuersignale in Abhängigkeit von möglichen Öffnungsquerschnitten und Ist-Motordrehzahlen defi- niert.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Dampfdruck (Pdampf) aus der Ist-Temperatur unter Verwendung mindestens einer Referenzdampfdruckkurve ermittelt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Dampfdruck (Pdampf) aus einem Nachstart- und/oder Warmlauffaktor und/oder eines Faktors einer Übergangskompensation ermittelt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Vordruck (Pvoradp) von einem Ausgangswert verringert wird, bis die Fördermenge der Hochdruckpumpe null ist und der Dampfdruck (Pdampf) aus der Differenz des Vordruckes und eines Öffnungsdruckes (peiv)eines Rückschlagventils der Hochdruckpumpe ermittelt wird.
12. Computerprogramm mit Programmcode zur Durchführung aller Schritte nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wenn das Programm in einem Computer ausgeführt wird.
13. Brennkraftmaschine mit einem Kraftstoffeinspritzsystem (10), das ein Verteilerrohr (24) und eine Hochdruckpumpe (20) umfasst, wobei der Hochdruckpumpe (20) eine Kraftstoffzumesseinheit (16) zugeordnet ist und die Kraftstoffzumesseinheit (16) die geförderte Kraftstoffmenge steuert, dadurch gekennzeichnet, dass eine zum Betrieb der Brennkraftmaschine erforderliche Kraftstoffmenge in Abhängigkeit von einem Korrekturfaktor bestimmbar ist, der auf einem Kraftstoffdruck am Einlass der Hochdruckpumpe (20) und/oder einem Dampfdruck des zuzuleitenden Kraftstoffs basiert.
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