WO2009071473A1 - Verfahren zum einstellen eines kraftstoffdrucks - Google Patents

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WO2009071473A1 PCT/EP2008/066195 EP2008066195W WO2009071473A1 WO 2009071473 A1 WO2009071473 A1 WO 2009071473A1 EP 2008066195 W EP2008066195 W EP 2008066195W WO 2009071473 A1 WO2009071473 A1 WO 2009071473A1
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Markus Hernier
Andreas Greis
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Robert Bosch Gmbh
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    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Definitions

  • the invention relates to a method for adjusting a fuel pressure with the features of the preamble of claim 1 and a control device having the features of the preamble of claim 10.
  • Motor vehicles with hybrid drive in addition to a conventional internal combustion engine on an electric machine that drives the motor vehicle in certain operating states alternatively or in addition to a drive by the internal combustion engine.
  • Modern internal combustion engines have a storage injection system for the fuel.
  • the accumulator injection system serves to provide fuel at an injection pressure sufficient for demand-based injection into combustion chambers of the internal combustion engine.
  • a demand-based injection requires depending on the load and speed of the
  • injection pressure is controlled to setpoints, which generally tend to increase with increasing engine load and speed.
  • actuators pressure control actuators are driven on a low pressure and / or high pressure side of a high-pressure fuel pump.
  • the high-pressure fuel pump is usually driven mechanically by the internal combustion engine, so that when the internal combustion engine no drive power for the high-pressure fuel pump is available.
  • the object of the invention is to specify a method and a control device with which said load on the components of the high-pressure accumulator injection system is reduced.
  • An advantageous embodiment provides that a deviation of the actual value from the desired value is determined and a minimum value for the duration of the adaptation is predefined as a function of the deviation. This ensures, for example, that larger pressure change amplitudes are assigned a larger minimum value for the duration of the adaptation, so that the steepness of the pressure swing amplitude can be limited to uncritical values. This leads to more uniform and on average lower pressure swing loads, which has less negative effect on the life of the parts of the storage injection system as a steeply constantly changing load increase and decrease in load, which also occur very steep pressure swing amplitudes.
  • a further embodiment provides for determining the minimum value of the time duration of the adaptation as a function of an alternating load stability of the accumulator injection system and / or as a function of demands on the combustion process, which are to optimize the exhaust emissions and / or the noise emissions and / or the fuel consumption of the internal combustion engine meet. Thereby, an increased pressure swing amplitude can be allowed in cases where the other functions have a higher priority.
  • a further embodiment provides that the adjustment takes place by a controlled closing of a clutch, in which the duration of the coupling process is specified.
  • the adjustment by closing a clutch takes place in such a way that the coupling process is subdivided into a plurality of coupling processes, in each of which a specific increase in load is carried out.
  • the adaptation is predetermined by a controlled change of the torque distribution of the electrical machine and the internal combustion engine. It is particularly advantageous that a coupled into the drive train
  • Combustion engine does not abruptly take over the torque provided by the electric machine until then, so it must provide, but that it generates more torque in controlled steps or steplessly.
  • This controlled The subsequent change in the distribution of the torques on the internal combustion engine and the electric machine also has a positive effect on the service life of the components arranged on the drive train, ie not just on the accumulator injection system.
  • FIG. 1 shows a drive train of a motor vehicle with an internal combustion engine as the first drive motor and a second drive motor.
  • FIG. 2 shows isobars of the fuel pressure as a function of a torque acting in the drive train and a rotational speed of the internal combustion engine
  • FIG. 4 shows a flowchart as an exemplary embodiment of a method according to the invention.
  • the drive train 10 shows a drive train 10 of a motor vehicle with an internal combustion engine 12 as the first drive motor and a second drive motor 14.
  • the drive train 10 also has a drive axle 16 with drive wheels 18, 20, one or more transmissions 22, 24 and clutches 26, 28 on.
  • a first clutch 26 is disposed between the transmission 22 and the second drive motor 14.
  • a second clutch 28 is disposed between the two drive motors 12 and 14.
  • the internal combustion engine 12 has a storage injection system 30.
  • the storage injection system 30 has a high-pressure fuel accumulator 32, which is hydraulically connected to injectors 36 via high-pressure lines 34.
  • a high-pressure pump 37 generates a required for the injection of fuel through the injectors 36 fuel pressure in the high-pressure fuel tank 32.
  • the high-pressure pump 37 On its high pressure side, the high-pressure pump 37 is hydraulically connected via a high pressure line 38 to the high pressure fuel accumulator 32. On its low-pressure side, the high-pressure pump 37 is hydraulically connected via a metering valve 40 to a storage tank 42. The storage tank 42 is hydraulically connected to the high-pressure fuel storage 32 via a pressure reduction line 44 and a pressure reduction valve 46. The fuel pressure p in the high-pressure fuel accumulator 34 is detected by a pressure sensor 48.
  • the second drive motor 14 is in one embodiment a hydraulic motor. In a preferred embodiment, however, the second drive motor 14 is an electrical
  • the Machine that can be used both as an electric motor and as a generator.
  • the electric machine 14 When operating as an electric motor, the electric machine 14 is supplied from an energy store 50 with electrical energy. Conversely, when operated as a generator, the electric machine 14 feeds electrical energy into the energy store 50.
  • the energy store 50 is in a preferred embodiment, a high-voltage battery.
  • the powertrain 10 is controlled by a controller 54.
  • the controller 54 may be implemented as a single controller or as a composite of controllers that communicate with each other via a bus system.
  • Essential input variables of the control device 54 for controlling the drive train 10 are a driver request FW, which represents a torque demand by a driver of the motor vehicle and is detected by a driver request generator 56, a speed n of the internal combustion engine 12, which is detected by a speed sensor 58, and Fuel pressure p in the high-pressure fuel storage 32, which is detected by the pressure sensor 48. It is understood that this list is not meant to be exhaustive and that the control device 54 can alternatively or additionally also process signals of further transmitters and sensors for the control of the drive train 10.
  • the controller 54 is adapted to, in particular programmed to, the Control the process presented here or one of its embodiments and thus to carry out the process.
  • control device 54 in particular controls the metering valve 40 and / or the pressure reduction valve 46 in order to control the fuel pressure p im
  • Both the metering valve 40 and the pressure reduction valve 46 therefore represent embodiments of a pressure control actuator of the storage injection system 30.
  • the control device 54 controls the torque contributions of the internal combustion engine 12 and the second drive motor 14. The torque contribution of the internal combustion engine 12 is controlled in one embodiment by driving the injectors 36 , Alternatively or additionally activating other power actuators such as throttle valves, ignition angle adjustments, etc. are also possible and familiar to the expert.
  • the torque contribution of an electric machine as a second drive motor 14 is set by the control device 54 by driving the power electronics 52.
  • both clutches 26 and 28 are also opened and closed by the control device 54.
  • the clutch 26 can be used as a conventional starting clutch and for decoupling both drive motors when shifting in the transmission 22.
  • the clutch 28 is used for engagement or disengagement of the internal combustion engine. In purely electric drive drive the clutch 26 is closed and the clutch 28 is opened.
  • control device 54 controls the internal combustion engine 12 and the electric machine 14 such that their variable torque contributions in the drive train 10 add up and thus overlap.
  • FIG. 2 shows isobars of the fuel pressure p as a function of a torque M acting in the drive train 10 and a rotational speed n of the internal combustion engine 12.
  • the values of the pressure p increase from bottom left to top right and, in the case of diesel engines, reach peak values in the peak Order of magnitude of 2,000 bar.
  • the value of the torque M results as the sum of the torques of both drive motors 12, 14.
  • torque requests from a first region 58 of smaller torques are generated by the electric machine 14 alone.
  • the powertrain 10 should be in a torque-speed operating point where the engine 12 is stopped. In FIG. 2 this is, for example, the operating point 3.
  • the fuel pressure p in the high-pressure fuel accumulator 32 drops to low values.
  • values in the range of 300 bar would be such low values.
  • the actual value of the pressure p is in particular substantially lower than setpoint values for operating points in which the internal combustion engine 12 is to provide power.
  • the transition between the operating points 3 and 1 can take place in various ways, of which two paths are shown by way of example in FIG. 2 with the direct transition 60 from 3 to 1 and the indirect transition 62, 64 from 3 via 4 to FIG.
  • the indirect transition 3, 4, 1 takes place such that the internal combustion engine 12 is first started by a starter with the second clutch 28 open and accelerated at zero load to the speed at the operating point 4. Subsequently, the clutch 28 is closed without speed difference and turned on the torque contribution of the engine 12 while simultaneously compensating successful Abgnaung the torque contribution of the electric machine 14.
  • FIG. 3 shows qualitatively different regions 66, 68 of possible adaptation periods dt via possible pressure changes dp.
  • the dashed line 70 separates a region 66 of non-critical dp / dt values from a region 68 of critical dp / dt values.
  • At dp / dt- Values from the critical region 68 experience high pressure swing loads.
  • These dp / dt values are characterized by comparatively large pressure differences dp, which are reduced in small times dt.
  • FIG. 4 shows a flow chart as an exemplary embodiment of a method according to the invention.
  • p target target is the target value of the fuel pressure p in the fuel high-pressure accumulator 32 in the target operating point.
  • p desired target is therefore the setpoint value for p at operating point 3.
  • p actual is the current actual value. In the example mentioned, this is the actual value of p at the operating point 3.
  • a minimum value dt_min is specified for the duration of the adaptation of the actual value of p to the desired value. This is done in one embodiment so that the pair of dt_min and dp in the illustration of Figure 3 on the dashed line or to the left thereof. In this case, the minimum value dt_min in a preferred embodiment is dependent on the
  • a step 76 the adjustment of the actual value of p.
  • the adaptation is predetermined by a controlled change of a torque distribution of electric machine 14 and internal combustion engine 12 is preferred.
  • the torque of the internal combustion engine 12 is only slowly increased or decreased at an operating point change, that the pressure change rate dp / dt occurring at the operating point change remains less than or equal to the previously determined threshold dp / dt_min.
  • dp / dt_min As an undesirable consequence of such a delayed adjustment could result in principle a delayed adjustment of the torque in the new operating point.
  • the change is preferably made by engaging at least one pressure control actuator of the storage injection system 32, that is, by controlling interventions on the pressure reduction valve and / or the metering valve.

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Abstract

Vorgestellt wird ein Verfahren zum Einstellen eines Kraftstoffdrucks in einem Kraftstoffhochdruckspeicher (32) eines Speichereinspritzsystems (30) eines Verbrennungsmotors (12) als erstem Antriebsmotor, der zusammen mit einem zweiten Antriebsmotor (14) in einem Antriebsstrang (10) angeordnet ist, in dem variable Drehmomentbeiträge des Verbrennungsmotors (12) und des zweiten Antriebsmotors (14) überlagert werden, wobei ein Istwert (p_Ist) des Kraftstoffdrucks (p), der sich bei einem niedrigeren Drehmomentbeitrag des Verbrennungsmotors (12) in dem Kraftstoffhochdruckspeicher (32) einstellt, von einem für höhere Drehmomentbeiträge vorbestimmten Sollwert (p_Soll_Ziel) abweicht und bei dem der Istwert bei einer Vergrößerung des Drehmomentbeitrages von dem niedrigeren auf den höheren Drehmomentbeitrag des Verbrennungsmotors (12) an seinen höheren Sollwert (p_Soll_Ziel) angepasst wird. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die Anpassung so durchgeführt wird, dass eine Rate einer Änderung des Istwerts (p_Ist) während der Anpassung einen vorbestimmten Grenzwert nicht überschreitet. Ferner wird eine zur Durchführung des Verfahrens eingerichtete Steuereinrichtung (54) vorgestellt.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren zum Einstellen eines Kraftstoffdrucks
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen eines Kraftstoffdrucks mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 sowie ein Steuergerät mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 10.
Verfahren und Steuergeräte der oben genannten Art sind grundsätzlich bekannt und werden bei Kraftfahrzeugen mit Hybridantrieb verwendet. Kraftfahrzeuge mit Hybridantrieb weisen zusätzlich zu einem herkömmlichen Verbrennungsmotor eine elektrische Maschine auf, die das Kraftfahrzeug in bestimmten Betriebszuständen alternativ oder ergänzend zu einem Antrieb durch den Verbrennungsmotor antreibt.
Moderne Verbrennungsmotoren weisen ein Speichereinspritzsystem für den Kraftstoff auf. Das Speichereinspritzsystem dient dazu, Kraftstoff mit einem Einspritzdruck bereitzustellen, der für eine bedarfsgerechte Einspritzung in Brennräume des Verbrennungsmotors ausreicht. Eine bedarfsgerechte Einspritzung erfordert je nach Last und Drehzahl des
Verbrennungsmotors unterschiedliche Einspritzdrücke, um einen mit Blick auf Verbrauch, Laufruhe, Abgasemissionen und Geräuschemissionen optimierten Betrieb des Verbrennungsmotors zu gewährleisten. Bei modernen Verbrennungsmotoren wird der Einspritzdruck auf Sollwerte geregelt, die im Allgemeinen mit zunehmender Last und Drehzahl des Verbrennungsmotors tendenziell ansteigen. Als Stellglieder werden dabei Drucksteuerstellglieder auf einer Niederdruck- und/oder Hochdruck-Seite einer Kraftstoffhochdruckpumpe angesteuert. Die Kraftstoffhochdruckpumpe wird dabei in der Regel mechanisch durch den Verbrennungsmotor angetrieben, so dass bei stillstehendem Verbrennungsmotor keine Antriebsleistung für die Kraftstoffhochdruckpumpe zur Verfügung steht.
Bei Hybridantrieben, bei denen Drehmomentbeiträge des Verbrennungsmotor bei fahrendem Kraftfahrzeug auf- und/oder abgesteuert werden, tritt das Problem auf, dass schnelle Wechsel zwischen Betriebspunkten des Verbrennungsmotors mit niedriger Last und Drehzahl und Betriebspunkten mit hoher Last und Drehzahl vergleichsweise oft auftreten. Entsprechend häufig treten steile, große Amplituden aufweisende Änderungen des Sollwertes für den Druck im Einspritzsystem auf, die eine starke Druckwechselbelastung für die beteiligten Komponenten des Hochdruckspeichereinspritzsystems darstellen.
In besonders ausgeprägter Form treten diese Belastungen bei Hybridfahrzeugen auf, bei denen der Verbrennungsmotor zeitweise völlig vom Antriebstrang abgekuppelt ist, so dass er bei fahrendem Kraftfahrzeug still steht. Dann steht auch keine Antriebsleistung für die Kraftstoffhochdruckpumpe zur Verfügung. Das hat zur Folge, dass ein Istwert des Drucks im Hochdruckspeichereinspritzsystem absinkt. Bei einem Wiedereinkuppeln des Verbrennungsmotors in den Antriebsstrang passt sich der Ist-Druck innerhalb des Hochdruckeinspritzsystems schlagartig einem für den aktuellen Betriebspunkt vorgegebenen Soll-Druck an. Diese abrupten Druckschwankungen erzeugen
Wechseldruckspitzen, die die Komponenten des Hochdruckspeichereinspritzsystems in diesen Fahrzuständen sehr stark belasten und damit die Lebenserwartung und Funktionalität dieser Komponenten einschränken. Diese starken Belastungen treten insbesondere beim Wechsel zwischen Betriebsphasen mit rein elektrischem Betrieb und alternativ oder ergänzend dazu erfolgendem Antrieb des Kraftfahrzeugs durch den Verbrennungsmotors in Verbindung mit einem Starten und/oder Abstellen des Verbrennungsmotors auf.
Offenbarung der Erfindung
Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der Erfindung in der Angabe eines Verfahrens und eines Steuergerätes, mit denen die genannte Belastung der Komponenten des Hochdruckspeichereinspritzsystems verringert wird.
Diese Aufgabe wird jeweils mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Dadurch, dass die Anpassung des Istwerts des Drucks innerhalb des Speichereinspritzsystems an den Sollwert so durchgeführt wird, dass eine Änderung des Istwerts während der Anpassung einen vorbestimmten Grenzwert nicht überschreitet, werden kritisch hohe Druckwechselamplituden wirksam verhindert. Dies gilt für beide Druckänderungsrichtungen, also sowohl für Vergrößerungen als auch für Verringerungen des Kraftstoffdrucks. Als erwünschte und vorteilhafte Folge ergibt sich eine verringerte Belastung des Speichereinspritzsystems und damit eine Verringerung der Ausfallrate des Speichereinspritzsystems über der Lebensdauer des Verbrennungsmotors. Weiterhin wirkt sich die Verhinderung kritisch großer Wechseldruckspitzen positiv auf die fahrzustandsbedingten Verluste aus. So wird beispielsweise der Kraftstoffverbrauch, der bei einem Wechsel von einem Fahrzustand in einen anderen größer ist als bei gleichbleibendem Fahrzustand, reduziert. Gleichzeitig werden Emissionen vermindert. Schließlich wird durch die Vermeidung von Druckspitzenschwankungen das Motorengeräusch erheblich reduziert.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass eine Abweichung des Istwerts von dem Sollwert ermittelt wird und ein Mindestwert für die Dauer der Anpassung in Abhängigkeit von der Abweichung vorgegeben wird. Damit lässt sich zum Beispiel gewährleisten, dass größeren Druckwechselamplituden ein größerer Mindestwert für die Dauer der Anpassung zugeordnet wird, so dass die Steilheit der Druckwechselamplitude auf unkritische Werte beschränkt werden kann. Dieses führt zu gleichmäßigeren und im Mittel niedrigeren Druckwechselbelastungen, die sich auf die Lebensdauer der Teile des Speichereinspritzsystems weniger negativ auswirkt als eine in ihrer Steilheit ständig wechselnde Belastungszunahme und Belastungsabnahme, bei der auch sehr steile Druckwechselamplituden auftreten.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, den Mindestwert der Zeitdauer der Anpassung in Abhängigkeit von einer Wechselbelastungsstandfestigkeit des Speichereinspritzsystems und/oder in Abhängigkeit von Forderungen an den Verbrennungsablauf zu bestimmen, die zur Optimierung der Abgasemissionen und/oder der Geräuschemissionen und/oder des Kraftstoffverbrauchs des Verbrennungsmotors zu erfüllen sind. Dadurch kann eine erhöhte Druckwechselamplitude in Fällen zugelassen werden, in denen die anderen Funktionen eine höhere Priorität besitzen.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass die Anpassung durch ein gesteuertes Schließen einer Kupplung erfolgt, bei dem die Dauer des Kupplungsvorganges vorgegeben wird. Es ist aber auch denkbar, dass die Anpassung durch Schließen einer Kupplung so erfolgt, dass der Kupplungsvorgang in mehrere Kupplungsvorgänge unterteilt wird, bei denen jeweils eine bestimmte Lasterhöhung durchgeführt wird.
Bevorzugt ist auch, dass die Anpassung durch eine gesteuerte Änderung der Momentenaufteilung von elektrischer Maschine und Verbrennungsmotor vorgegeben wird. Besonders vorteilhaft ist dabei, dass ein in den Antriebsstrang eingekuppelter
Verbrennungsmotor nicht schlagartig das bis dahin von der elektrischen Maschine bereitgestellte Drehmoment übernehmen, also bereitstellen muss, sondern dass er in gesteuerten Schritten oder stufenlos mehr Drehmoment erzeugt. Diese gesteuert erfolgende Änderung der Aufteilung der Drehmomente auf den Verbrennungsmotor und die elektrische Maschine wirkt sich auch positiv auf die Lebensdauer der an dem Antriebsstrang angeordneten Bauteile aus, also nicht nur auf das Speichereinspritzssystem.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den beigefügten Figuren.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen, jeweils in schematischer Form:
Fig. 1 einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges mit einem Verbrennungsmotor als erstem Antriebsmotor und einem zweiten Antriebsmotor;
Fig. 2 Isobaren des Kraftstoffdrucks in Abhängigkeit von einem im Antriebstrang wirkenden Drehmoment und einer Drehzahl des Verbrennungsmotors;
Fig. 3 mögliche Korrelationen von Anpassungszeitspannen und Druckamplituden mit einer Trennung in einen Bereich unkritischer und einen Bereich kritischer Werte; und
Fig. 4 ein Flussdiagramm als Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
Ausführungsform(en) der Erfindung
Im Einzelnen zeigt die Figur 1 einen Antriebsstrang 10 eines Kraftfahrzeuges mit einem Verbrennungsmotor 12 als erstem Antriebsmotor und einem zweiten Antriebsmotor 14. Der Antriebsstrang 10 weist ferner eine Antriebsachse 16 mit Antriebsrädern 18, 20, ein oder mehrere Getriebe 22, 24 und Kupplungen 26, 28 auf. Eine erste Kupplung 26 ist zwischen dem Getriebe 22 und dem zweiten Antriebsmotor 14 angeordnet. Eine zweite Kupplung 28 ist zwischen den beiden Antriebsmotoren 12 und 14 angeordnet. Der Verbrennungsmotor 12 weist ein Speichereinspritzsystem 30 auf. Das Speichereinspritzsystem 30 besitzt einen Kraftstoffhochdruckspeicher 32, der über Hochdruckleitungen 34 hydraulisch mit Injektoren 36 verbunden ist. Eine Hochdruckpumpe 37 erzeugt einen für die Einspritzung von Kraftstoff über die Injektoren 36 erforderlichen Kraftstoffdruck im Kraftstoffhochdruckspeicher 32. Auf ihrer Hochdruckseite ist die Hochdruckpumpe 37 über eine Hochdruckleitung 38 hydraulisch mit dem Kraftstoff hochdruckspeicher 32 verbunden. Auf ihrer Niederdruckseite ist die Hochdruckpumpe 37 über ein Zumessventil 40 mit einem Vorratstank 42 hydraulisch verbunden. Der Vorratstank 42 ist über eine Druckabbauleitung 44 und ein Druckabbauventil 46 hydraulisch mit dem Kraftstoffhochdruckspeicher 32 verbunden. Der Kraftstoffdruck p im Kraftstoffhochdruckspeicher 34 wird durch einen Drucksensor 48 erfasst.
Der zweite Antriebsmotor 14 ist in einer Ausgestaltung ein Hydraulikmotor. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der zweite Antriebsmotor 14 jedoch eine elektrische
Maschine, die sowohl als Elektromotor als auch als Generator verwendet werden kann. Bei einem Betrieb als Elektromotor wird die elektrische Maschine 14 aus einem Energiespeicher 50 mit elektrischer Energie versorgt. Umgekehrt speist die elektrische Maschine 14 bei einem Betrieb als Generator elektrische Energie in den Energiespeicher 50 ein. Der Energiespeicher 50 ist in einer bevorzugten Ausgestaltung eine Hochvoltbatterie.
Zur Steuerung des elektrischen Energieflusses zwischen Energiespeicher 50 und elektrischer Maschine 14 dient eine Leistungselektronik 52.
Der Antriebsstrang 10 wird von einer Steuerungseinrichtung 54 gesteuert. Die Steuerungseinrichtung 54 kann als einzelnes Steuergerät oder als Verbund von Steuergeräten realisiert sein, die über ein Bussystem miteinander kommunizieren. Wesentliche Eingangsgrößen der Steuerungseinrichtung 54 für die Steuerung des Antriebstrangs 10 sind ein Fahrerwunsch FW, der eine Drehmomentforderung durch einen Fahrer des Kraftfahrzeugs repräsentiert und von einem Fahrerwunschgeber 56 erfasst wird, eine Drehzahl n des Verbrennungsmotors 12, die von einem Drehzahlsensor 58 erfasst wird, und der Kraftstoffdruck p im Kraftstoffhochdruckspeicher 32, der von dem Drucksensor 48 erfasst wird. Es versteht sich, dass diese Liste nicht abschließend gemeint ist und dass die Steuerungseinrichtung 54 alternativ oder ergänzend auch Signale weiterer Geber und Sensoren für die Steuerung des Antriebstrangs 10 verarbeiten kann. Die Steuerungseinrichtung 54 ist dazu eingerichtet, insbesondere dazu programmiert, den Ablauf des hier vorgestellten Verfahrens oder eine seiner Ausgestaltungen zu steuern und damit das Verfahren durchzuführen.
In der Ausgestaltung der Figur 1 steuert die Steuerungseinrichtung 54 insbesondere das Zumessventil 40 und/oder das Druckabbauventil 46 an, um den Kraftstoffdruck p im
Kraftstoffhochdruckspeicher 32 zu steuern oder in einem geschlossenen Kreis zu regeln. Sowohl das Zumessventil 40 als auch das Druckabbauventil 46 stellen daher Ausgestaltungen eines Drucksteuerstellgliedes des Speichereinspritzsystems 30 dar. Ferner steuert die Steuerungseinrichtung 54 die Drehmomentbeiträge des Verbrennungsmotors 12 und des zweiten Antriebsmotors 14. Der Drehmomentbeitrag des Verbrennungsmotors 12 wird in einer Ausgestaltung durch Ansteuerung der Injektoren 36 gesteuert. Alternativ oder ergänzend erfolgende Ansteuerungen anderer Leistungsstellglieder wie Drosselklappen, Zündwinkel-Verstellungen, etc. sind ebenfalls möglich und dem Fachmann geläufig.
Der Drehmomentbeitrag einer elektrischen Maschine als zweitem Antriebsmotor 14 wird von der Steuereinrichtung 54 durch Ansteuerung der Leistungselektronik 52 eingestellt. In einer bevorzugten Ausgestaltung werden beide Kupplungen 26 und 28 ebenfalls von der Steuerungseinrichtung 54 geöffnet und geschlossen. Ausgestaltungen, bei denen wenigstens eine der beiden Kupplungen 26, 28 nicht von der Steuereinrichtung 54 gesteuert wird, sondern vom Fahrer betätigt wird, sind ebenfalls möglich. Allgemein kann die Kupplung 26 als herkömmliche Anfahrkupplung und zum Abkuppeln beider Antriebsmotoren beim Schalten im Getriebe 22 verwendet werden. Die Kupplung 28 dient zur Einkupplung oder Auskupplung des Verbrennungsmotors. Bei rein elektrisch erfolgendem Antrieb ist die Kupplung 26 geschlossen und die Kupplung 28 geöffnet.
Im Betrieb des Kraftfahrzeugs steuert die Steuereinrichtung 54 den Verbrennungsmotor 12 und die elektrische Maschine 14 so, dass sich deren variable Drehmomentbeiträge in dem Antriebstrang 10 addieren und damit überlagern.
Figur 2 zeigt Isobaren des Kraftstoffdrucks p in Abhängigkeit von einem im Antriebstrang 10 wirkenden Drehmoment M und einer Drehzahl n des Verbrennungsmotors 12. Die Werte des Drucks p nehmen von links unten nach rechts oben zu und erreichen, bei Dieselmotoren, in der Spitze Werte in der Größenordnung von 2.000 bar. Bei dem in der Figur 1 dargestellten Antriebstrang 10 ergibt sich der Wert des Drehmoments M als Summe der Drehmomente beider Antriebsmotoren 12, 14. Unter der Voraussetzung, dass der Energiespeicher 50 ausreichend geladen ist, werden Drehmomentforderungen aus einem ersten Bereich 58 kleinerer Drehmomente durch die elektrische Maschine 14 allein erzeugt. Zu einem ersten Zeitpunkt soll sich der Antriebstrang 10 in einem Drehmoment-Drehzahl-Betriebspunkt befinden, in dem der Verbrennungsmotor 12 stillsteht. In der Figur 2 ist dies zum Beispiel der Betriebspunkt 3. Je nachdem wie lange der Verbrennungsmotor 12 stillsteht, sinkt der Kraftstoffdruck p im Kraftstoffhochdruckspeicher 32 auf niedrige Werte ab. Bei einem Dieselmotor, der mit maximalen Einspritzdrücken in der Größenordnung von 2.000 bar arbeitet, wären Werte im Bereich von 300 bar zum Beispiel solche niedrigen Werte. Der Istwert des Drucks p ist insbesondere wesentlich niedriger als Sollwerte für Betriebspunkte, in denen der Verbrennungsmotor 12 Leistung erbringen soll.
Jetzt wird eine Situation betrachtet, in der der Drehmomentbeitrag des Verbrennungsmotors 12 ausgehend von seinem Wert Null im Betriebspunkt 3 auf den für den Betriebspunkt 1 zugehörigen Wert erhöht werden soll. Der Übergang zwischen den Betriebspunkten 3 und 1 kann auf verschiedene Weisen erfolgen, von denen mit dem direkten Übergang 60 von 3 nach 1 und dem indirekten Übergang 62, 64 von 3 über 4 nach 1 zwei Wege exemplarisch in der Figur 2 dargestellt sind. Der indirekte Übergang 3, 4, 1 erfolgt so, dass der Verbrennungsmotor 12 zunächst durch einen Starter bei offener zweiter Kupplung 28 gestartet wird und bei Nulllast auf die Drehzahl im Betriebspunkt 4 beschleunigt wird. Anschließend wird die Kupplung 28 ohne Drehzahlunterschied geschlossen und der Drehmomentbeitrag des Verbrennungsmotors 12 unter gleichzeitig kompensierend erfolgender Absteuerung des Drehmomentbeitrages der elektrischen Maschine 14 aufgesteuert.
Bei dem direkten Übergang von 3 nach 1 wird die Kupplung 28 geschlossen und der Verbrennungsmotor durch die elektrische Maschine 14 gestartet (sogenannter Impulsstart). Auch in diesem Fall wird der Drehmomentbeitrag der elektrischen Maschine 14 parallel mit dem Aufsteuern des Drehmomentbeitrages des Verbrennungsmotors 12 abgesteuert.
Anschließend wird der Betriebspunkt 2 ohne Drehmomentbeitrag der elektrischen Maschine 14 angefahren. Je nachdem, wie schnell die Betriebspunktwechsel des Verbrennungsmotors 12 folgen, treten mehr oder weniger steile Druckwechselamplituden oder Druckänderungsraten dp/dt im Kraftstoffhochdruckspeicher 32 auf.
Figur 3 zeigt qualitativ verschiedene Bereiche 66, 68 möglicher Anpassungszeitspannen dt über möglichen Druckänderungen dp. Dabei trennt die gestrichelte Linie 70 einen Bereich 66 unkritischer dp/dt-Werte von einem Bereich 68 kritischer dp/dt-Werte. Bei den dp/dt- Werten aus dem kritischen Bereich 68 treten hohe Druckwechselbelastungen auf. Diese dp/dt-Werte zeichnen sich durch vergleichsweise große Druckdifferenzen dp aus, die in kleinen Zeiten dt abgebaut werden.
Figur 4 zeigt ein Flussdiagramm als Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Im Schritt 72 wird bei einem Betriebspunktwechsel zunächst eine Differenz dp=p_Soll_Ziel - p lst gebildet. Dabei ist p Soll Ziel der Sollwert des Kraftstoffdrucks p im Kraftstoff hochdruckspeicher 32 in dem Zielbetriebspunkt. Bei dem beschriebenen Wechsel von Betriebspunkt 3 zum Betriebspunkt 1 ist p Soll Ziel also der Sollwert für p im Betriebspunkt 3. Ferner ist p ist aktuell der aktuelle Istwert. Im genannten Beispiel ist dies der Istwert von p im Betriebspunkt 3. Anschließend wird im Schritt 74 ein Mindestwert dt_min für die Dauer der Anpassung des Istwertes von p an den Sollwert vorgegeben. Dies erfolgt in einer Ausgestaltung so, dass das Paar aus dt_min und dp in der Darstellung der Figur 3 auf der gestrichelten Linie oder links davon liegt. Dabei wird der Mindestwert dt_min in einer bevorzugten Ausgestaltung in Abhängigkeit von der
Wechselbelastungsstandfestigung des Speichereinspritzsystems 32 und/oder in Abhängigkeit von Forderungen an den Verbrennungsablauf bestimmt, die zur Optimierung der Abgasemissionen und/oder der Geräuschemissionen und/oder des Kraftstoffverbrauchs des Verbrennungsmotors 12 zu erfüllen sind. Das heißt, die gestrichelte Linie in der Figur 3 trennt einen unkritischen Bereich, in dem diese Forderungen erfüllt sind, von einem Bereich kritischer dp/dt-Werte, in denen diese Forderungen nicht erfüllt sind.
Anschließend erfolgt in einem Schritt 76 die Anpassung des Istwertes von p. Bevorzugt ist jedoch eine Ausgestaltung, bei der die Anpassung durch eine gesteuerte Änderung einer Momentenaufteilung von elektrischer Maschine 14 und Brennkraftmaschine 12 vorgegeben wird. Mit anderen Worten: Das Drehmoment des Verbrennungsmotors 12 wird bei einem Betriebspunktwechsel nur so langsam auf- oder abgesteuert, dass die beim Betriebspunktwechsel auftretende Druckänderungsrate dp/dt kleiner oder gleich dem vorher bestimmten Schwellenwert dp/dt_min bleibt. Als unerwünschte Folge einer solchen verzögerten Anpassung könnte sich im Prinzip eine verzögerte Einstellung des Drehmomentes im neuen Betriebspunkt ergeben. Dies wird bei einer bevorzugten Ausgestaltung dadurch verhindert, dass das Drehmoment der elektrischen Maschine 12 kompensierend so ab- oder aufgesteuert wird, dass sich die verzögerte Anpassung des Drucks p im Speichereinspritzsystem 32 nicht in einer verzögerten Änderung des im Antriebstrang 10 wirkenden Drehmoments abbildet. Die Änderung erfolgt bevorzugt durch Eingriff auf wenigstens ein Drucksteuerstellglied des Speichereinspritzsystems 32, also durch steuernde Eingriffe auf das Druckabbauventil und/oder das Zumessventil.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Einstellen eines Kraftstoffdrucks in einem Kraftstoffhochdruckspeicher (32) eines Speichereinspritzsystems (30) eines Verbrennungsmotors (12) als erstem Antriebsmotor, der zusammen mit einem zweiten Antriebsmotor (14) in einem Antriebsstrang (10) angeordnet ist, in dem variable Drehmomentbeiträge des Verbrennungsmotors (12) und des zweiten Antriebsmotors (14) überlagert werden, wobei ein Istwert (p_lst) des Kraftstoffdrucks (p), der sich bei einem niedrigeren Drehmomentbeitrag des Verbrennungsmotors (12) in dem Kraftstoffhochdruckspeicher (32) einstellt und der von einem für höhere Drehmomentbeiträge vorbestimmten Sollwert (p_Soll_Ziel) abweicht, und wobei der Istwert bei einer Vergrößerung des Drehmomentbeitrages von dem niedrigeren auf den höheren Drehmomentbeitrag des Verbrennungsmotors (12) an seinen höheren Sollwert (p_Soll_Ziel) angepasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassung so durchgeführt wird, dass eine Rate einer Änderung des Istwerts (p_lst) während der Anpassung einen vorbestimmten Grenzwert nicht überschreitet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Istwert des Kraftstoffdrucks (p), der sich bei einem höheren Drehmomentbeitrag des Verbrennungsmotors (12) in dem Kraftstoff hochdruckspeicher (32) einstellt, von einem für niedrigere Drehmomentbeiträge vorbestimmten Sollwert abweicht und bei dem der Istwert bei einer Verringerung des Drehmomentbeitrages von dem höheren Wert auf den niedrigeren Wert des Drehmomentbeitrags des Verbrennungsmotors (12) an seinen niedrigeren Sollwert angepasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassung so durchgeführt wird, dass eine Rate einer Änderung des Istwerts während der Anpassung einen vorbestimmten Grenzwert nicht überschreitet.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abweichung (dp) des Istwerts (p lst) des Kraftstoffdrucks von dem Sollwert (p Soll Ziel) ermittelt wird und ein Mindestwert (dt_min) für die Dauer der Anpassung in Abhängigkeit von der ermittelten Abweichung (dp) vorgegeben wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Mindestwert (dt_min) für die Dauer der Anpassung in Abhängigkeit von einer Wechselbelastungsstandfestigkeit des Speichereinspritzsystems (30), und/oder in Abhängigkeit von Forderungen an den Verbrennungsablauf bestimmt wird, die zur Optimierung der Abgasemissionen und/oder der Geräuschemissionen und/oder des Kraftstoffverbrauchs des Verbrennungsmotors (12) zu erfüllen sind.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassung durch ein gesteuertes Schließen einer zwischen dem Verbrennungsmotor (12) und dem zweiten Antriebsmotor (14) angeordneten Kupplung (28) erfolgt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassung durch gesteuerte Änderung einer Momentenaufteilung zwischen dem zweiten Antriebsmotor (14) und dem Verbrennungsmotor (12) vorgegeben wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassung durch Eingriffe auf wenigstens ein Drucksteuerstellglied (40, 46) des Speichereinspritzsystems (30) erfolgt.
8. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassung durch eine Kombination von wenigstens zwei der folgenden Maßnahme erfolgt: gesteuert erfolgendes Schließen einer zwischen dem Verbrennungsmotor (12) und dem zweiten Antriebsmotor (14) angeordneten Kupplung (28), gesteuert erfolgendes Ändern einer Momentenaufteilung von zweitem Antriebsmotor (14) und Verbrennungsmotor (12), Eingriffe auf wenigstens ein Drucksteuerstellglied (40, 46) des Speichereinspritzsystems (32).
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Antriebsmotor (14) eine elektrische Maschine ist.
10. Steuereinrichtung (54), die dazu eingerichtet ist, einen Kraftstoffdruck (p) in einem Kraftstoff hochdruckspeicher (32) eines Speichereinspritzsystems (30) eines Verbrennungsmotors (12) einzustellen, der als erster Antriebsmotor zusammen mit einem zweiten Antriebsmotor (14) in einem Antriebsstrang (10) angeordnet ist, in dem variable Drehmomentbeiträge des Verbrennungsmotors (12) und des zweiten Antriebsmotors (14) überlagert werden, wobei die Steuereinrichtung (54) ferner dazu eingerichtet ist, einen Istwert (p lst) des Kraftstoffdrucks (p), der sich bei einem niedrigeren Drehmomentbeitrag des Verbrennungsmotors (12) in dem Kraftstoffhochdruckspeicher (32) einstellt und der von einem für höhere Drehmomentbeiträge vorbestimmten Sollwert (p Soll Ziel) abweicht, bei einer Vergrößerung des Drehmomentbeitrages von dem niedrigeren auf den höheren Drehmomentbeitrag des Verbrennungsmotors (12) an seinen höheren Sollwert (p Soll Ziel) anzupassen, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (54) dazu eingerichtet ist, die Anpassung so durchzuführen, dass eine Rate einer Änderung des Istwerts (p lst) während der Anpassung einen vorbestimmten Grenzwert nicht überschreitet.
11. Steuereinrichtung (54) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass sie dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 durchzuführen oder den Ablauf eines solchen Verfahrens zu steuern.
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