WO2014121980A1 - Verfahren und vorrichtung zum betrieb einer kraftstoffeinspritzeinrichtung insbesondere eines kraftfahrzeuges - Google Patents

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fuel injection
balance
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Thomas Becker
Christian Alexander Muennich
Till Wokoeck
Johannes Zeidler
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Robert Bosch Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a method and a device for operating a fuel injection device, in particular a motor vehicle according to the preambles of the respective independent claims. Furthermore, the present invention relates to a computer program that performs all the steps of the inventive method when it runs on a computing device or a control device. Finally, the present invention relates to a computer program product with program code, which is stored on a machine-readable carrier, for carrying out the method according to the invention when the program is executed on a computing device or a control device.
  • a fuel injection device affected here is disclosed in DE 196 25 487 A1.
  • fuel under high pressure in a high-pressure accumulator in the case of a self-igniting internal combustion engine, the so-called “common rail" promoted, the pressure is controlled by a arranged in a control pressure regulator or a corresponding pressure control valve and from the fuel for injection via electrically controlled Injectors is removed.
  • the injector In operation of such an injector, it may happen that due to a malfunction actually supplied to the high-pressure accumulator amount of fuel (or fuel mass) is not equal to the amount that is provided for the fuel injection and required for the pressure control. It is therefore known, at least temporarily carry out a review of the fuel quantity balance in the high-pressure accumulator.
  • the injector In order to prevent insufficient fuel quantity balance, the injector is designed with respect to the aforementioned balance of fuel quantities flowing in and out of the high-pressure accumulator, in a manner known per se, under the proviso of estimated or empirically obtained quantities Properties of the fuel flow determining components of the injector, in the worst case scenario in the event of total failure of one or more of these components.
  • said design of the injector takes place under the assumption of a certain standard fuel. Since the fuel quality, in this case in particular the viscosity of the fuel, may fluctuate in different markets or regions, so that, for example, only one fuel can be subjected to e.g. relatively low viscosity, the design must also take into account these possible variations.
  • the invention is based on the idea to recognize a described balance failure and to counteract a detected fault by suitable intervention in the injection system or the internal combustion engine.
  • desired torque desired torque
  • the required injection quantity it is thus possible to compensate or counteract a so-called balance disturbance.
  • the detection of said balancing disorder is carried out according to the invention by detecting a control pressure deviation of the pressure in the high-pressure accumulator, from the detected control pressure deviation on the presence of a balance error between the high-pressure accumulator fuel supplied quantity and discharged from the high-pressure accumulator fuel quantity is closed. Accordingly, the recognition of a balance disturbance takes place on the basis of data that are easy to generate or already exist, and can therefore be realized with relatively low cost expenditure or relatively little technical outlay.
  • a shutdown of the internal combustion engine or a motor vehicle having the internal combustion engine can be prevented by the required balance of the inflowing and outflowing fuel quantities by reducing the target torque, i. is restored by a corresponding setpoint correction of the injection system.
  • the said reduction of the nominal torque can be effected by an at least temporary specification of a correspondingly reduced maximum nominal torque.
  • the said desired quantity correction is only applied if a disturbance of said balance is actually detected or detected.
  • it can be checked whether a proven balancing disturbance is also permanent or only temporary, because each control process is accompanied by in / outward swinging processes and thus short-term balance disturbances, which according to the invention should not be considered in the recognition of a balance disorder.
  • the specified quantity correction is carried out only to the extent that the intended operation of the internal combustion engine or the intended driving operation of a motor vehicle equipped with an internal combustion engine with minimal impairment is still possible.
  • the detected control pressure deviation can be compared to a threshold value, it being concluded that the presence of a balance disturbance is only exceeded when the threshold value is exceeded.
  • the comparison of the control pressure deviation with the threshold value takes place within a predetermined time window.
  • a limiting torque can be determined. It can be provided that a counter is increased, its effect on a map the injection system generates a speed-dependent torque limit. Furthermore, it can be provided that the limiting torque is tracked by means of a ramp function from a current value of the limiting torque and that the slope of the ramp function is adapted to an actual value of the high-pressure accumulator.
  • the suitable size of the limiting torque can also be determined by means of an integral controller, to the input of which a control deviation delivered by said pressure control is applied.
  • the control deviation can be filtered in advance and / or debounced and / or checked for permanence.
  • the output signal of the integral controller can be supplied to an actuator of the injection system, which reduces the limiting torque.
  • the Integral controller integrates the applied values of the control deviation and generates a continuously rising output signal over time, which has the advantage that with rapidly falling pressure, a correspondingly fast tracking of the limiting torque takes place.
  • the recognition quality of a balance disturbance can be further improved by subjecting the setpoint correction according to the invention to a learning procedure.
  • the learning method may classify the operating point of the internal combustion engine of the motor vehicle with respect to the tendency to show any balance error with regard to the probability of occurrence of such a disturbance in the range of the control limit of the pressure regulator and / or with respect to the permanence of the fault. This classification can be done as part of a preliminary examination, which can minimize false positives of a balance disorder.
  • said threshold value and / or said time window can be optimized step by step as part of a learning process.
  • the inventively proposed method and apparatus thus enable the healing of a possibly injured during driving mass balance of a high-pressure fuel storage and thus the continued operation of the internal combustion engine or a motor vehicle having the engine.
  • the invention can be used both in internal combustion engines of motor vehicles and in industrial plants, for example in internal combustion engines used in industrial process engineering, with the advantages described herein.
  • FIG. 1 shows a fuel injection device according to the prior art.
  • Figure 2 shows a preferred embodiment of the method according to the invention with reference to a flow chart.
  • FIG. 3 illustrates the method according to the invention on the basis of an exemplary rail pressure profile that results in the event of a balance fault.
  • Figure 4 shows an embodiment of the method according to the invention, in which a limiting torque is determined based on a map.
  • FIG. 5 shows an exemplary embodiment of the method according to the invention, in which the determination of the limiting moment takes place on the basis of an I-controller.
  • FIG. 1 shows a high-pressure fuel accumulator 1 which is supplied with fuel via a delivery line 2 from a fuel pump 3, which draws fuel from a fuel tank 4, which is brought to high injection pressure. There are pressures that are substantially above 1000 bar.
  • the pressure in the high-pressure fuel accumulator is detected by a pressure transducer 6, the signal of which is supplied to a control device 7, by a corresponding control signal a pressure control valve 9 in the exceeding of a fixed or a desired pressure, which may be dependent on a respective operating state of the associated internal combustion engine is controlled.
  • This is located in a fuel return line 10 from the high-pressure fuel storage 1 to the fuel tank. 4
  • From the high-pressure fuel accumulator 1 also discharge pressure lines 1 1, which are each connected to a fuel injection valve 14, via which at the appropriate time each a desired amount of fuel can be injected to the internal combustion engine.
  • the control of the fuel injection amount by time and quantity is also carried out via the control device 7, which receives control signals for this control according to the rotational speed and the load under which the associated internal combustion engine is to be operated.
  • the control of this amount of fuel injection takes place, for example in a known manner by solenoid valves that control the connection between the high-pressure accumulator and the fuel injection valve. Possible occurring fuel control amounts that flow back into the tank, can also via the return line 10 into the tank be promoted back.
  • the fuel pump 3 is thereby e.g. driven in synchronism with the internal combustion engine operated by the fuel injection device, ie with a rotational speed which is already detected to control the injection.
  • the fuel pump 3 can also be operated separately by a special drive, and thereby the relevant drive speed of the fuel pump 3 can also be detected, for.
  • this drive speed and the fact that the fuel pump 3 delivers a constant flow rate per revolution the amount of fuel supplied in the high pressure fuel accumulator can indirectly be detected, so that a direct flow rate measurement device can be detected directly Measurement of the amount of fuel delivered can be dispensed with.
  • the preferably teachable method described below and shown in FIG. 2 enables a very precise detection of a disturbed balance of inflowing and outflowing fuel quantities or masses into or out of a high-pressure accumulator affected here.
  • the method in the present embodiment comprises three sections 200-210. In the first section 200, a preliminary check is performed. Only if one or more of the conditions examined there are fulfilled does the actual detection of an actual balancing disturbance take place in Section 205. Finally, in Section 210, measures are taken for the possible elimination of a recognized balance disorder.
  • a check is made on the basis of the abovementioned preliminary check (or plausibility check) as to whether a named balancing fault could, in principle, even exist at all.
  • a relatively rough comparison 220 of the named fuel inflows and outflows takes place first. If the result of this comparison is negative, the program jumps back to the beginning of the routine.
  • a so-called operating point of the injection system or the internal combustion engine with respect to the mass balance is determined 225, preferably based on the following conditions a) - c): a) Apparative or systemic inclination of the actual injection system to said balance disorders.
  • This tendency can be be determined based on a series of injection systems, for example, it is to be expected that the inclination is particularly dependent on the lot or on the serial number. Alternatively, the inclination can be determined based on certain built-in components such as injectors, pumps or the like.
  • Possible disturbance lies in the range of the control limit of the controller and is therefore excluded in principle from a cure.
  • Possible disruption occurs permanently or only temporarily. Only in the case of a permanent disturbance can it be assumed that there is a balance disturbance at all.
  • the scope of the proposed method can be limited so that possible false reports of disturbances are minimized or prevented.
  • the actual detection of an actual balancing disturbance carried out in section 205 is based on the pressure control of a high-pressure fuel accumulator of an internal combustion engine, e.g. a rail pressure control in the case of a self-igniting internal combustion engine.
  • rail pressure values supplied by a pressure sensor are measured at preferably regular time intervals of e.g. 1/10 s intervals detected 230 and determined by means of a pressure regulator each of the control deviation from a predetermined setpoint 235.
  • the detected values of the control deviation are rebounded in the embodiment 240 in addition to prevent that, for example. caused by transient phenomena in the high-pressure accumulator short-term pressure fluctuations are wrongly recognized as balance failure.
  • Values of the control pressure deviation detected and debounced within an empirically determined time window At E are compared 245 with a predetermined threshold value Aperes.
  • the use of the time window At E essentially serves to take into account the stated permanence of the recorded events. If the threshold value is not exceeded, then it is checked in the following step 250 whether the time window At E has not yet been exceeded, ie whether the condition t ⁇ At E is fulfilled or not. If the condition is fulfilled, a further Rer value of the deviation detected and evaluated as described above. If the time window has already been exceeded, the system returns to the beginning of the routine. If the threshold is exceeded within the time window At E , the existence of an actual balance disturbance is assumed and proceeded in section 210.
  • the abovementioned steps are recursively carried out, for example, at a test stand of the injection system and the specified values of the threshold value, the debounce time and the time window At E are calibrated or optimized step by step from measuring cycle to measuring cycle.
  • the data obtained may possibly be stored in a map, in particular as a function of the speed of the internal combustion engine, in order to be able to access it during the actual detection.
  • the threshold value as well as the debounce time are functions of the rotational speed of the internal combustion engine, since the inflow determined by the pump output and the setpoint quantity (ie the outflow) are functions of the rotational speed.
  • the steps 255 and so forth are performed in the present embodiment.
  • the intervention consists of a limitation of the one for the operation of an internal combustion engine or for the driving operation of one of the control unit of the injection system or the internal combustion engine
  • the driver is notified 260 of an indication of the dashboard accordingly, for example by a message such as "vehicle engine in runflat mode - visit next workshop!.
  • the suitable size of the limiting torque is determined according to a first exemplary embodiment shown schematically in FIG. 4 in that a counter 400 is increased whose effect on a per se known map 405 of the injection system is a speed-dependent 415 torque limitation 410 generated.
  • a ramp function 420 the limiting torque is tracked from a current value of the limiting torque.
  • the gradient of the ramp function 420 is adapted to the debounced actual value of the rail pressure 425 or the correspondingly decreasing pressure gradient. This has the advantage that, in the case of critically fast falling actual pressure, the limiting torque is continuously adjusted or tracked by a very fast torque tracking, following the current actual pressure.
  • the limiting torque is determined by means of an integral regulator ("I controller") 510.
  • a (positive) control deviation supplied by a rail pressure regulator 500 is generated in a computing unit 505 in a control unit of the injection system or as an additional calculation module can be implemented, filtered, debounced and tested for said permanence.
  • the resulting permanent control pressure deviation is applied to the actual value input of the controlled variable I-controller 510.
  • the I-controller 510 integrates the This output signal is fed to an actuator 515 of the injection system, which reduces the limiting torque by means of a corresponding injection signal, this reduction of the limiting torque being carried out as long as: until the permanent control deviation disappears and the heating described below begins.
  • control parameters of the integral component are preferably to be coupled to the size of the actual rail pressure gradient negative in the event of a fault. This ensures that with fast falling actual pressure also a correspondingly fast tracking of the limiting torque takes place.
  • the torque limitation described is at least temporarily frozen 270 or the described deactivation of individual or multiple injections is canceled again and the routine ends 275.
  • the currently present count remains at the highest value reached.
  • the torque limit is thus at least temporarily frozen.
  • the counter 400 is preferably returned to the value 0 step by step only by the process described herein of curing an injector affected here from a permanent fault. In the case of the described use of an I-controller (FIG. 5), said regulator input is switched over to a negative and therefore curable preset, e.g. by inversion of the input signal.
  • Torque increase result is jumped back to step 225 on reaching a predetermined maximum value of the count and / or upon reaching the maximum possible number of dropping injections again and checked whether (still) a permanent control deviation is present or not.
  • the routine is terminated in the present embodiment so that the internal combustion engine is turned off completely.
  • the internal combustion engine can also be placed in a special emergency mode, in which only a predetermined relatively small moment with significant losses in the operating comfort of the internal combustion engine is retrievable, which at least ensures that the control deviation is reduced.
  • the said message to the driver may also include the instruction to take back or release the accelerator pedal of the motor vehicle. Because this measure would also relieve the outflow of fuel from the high-pressure accumulator and thus the permanent control deviation would no longer occur. However, if the torque limit were to follow such a discharge or decrease in the outflow quantity immediately, the withdrawal of the gas pedal would not result in an immediate decreasing effect of the moment. Rather, it can even lead to an acceleration of the vehicle.
  • plotted against the time t in the common rail of a self-igniting internal combustion engine. Arrows are the beginning of each Injections referred to. With each injection, the pressure p Rai
  • said threshold value Ap thr corresponds to the difference (pMAx.sub.Thr-PMIN, thres) -the current control deviation per period corresponds to the deviation or difference between the maximum value of the pressure curve p Rai i (t) reached in the respective period. and the upper value PMAX, thres-

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betrieb einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung insbesondere eines Kraftfahrzeugs, bei der Kraftstoff unter Hochdruck in einen Hochdruckspeicher (1) gefördert wird, dessen Druck mittels einer Druckregelung gesteuert wird und aus dem Kraftstoff zur Einspritzung über wenigstens ein Kraftstoffeinspritzventil (14) gesteuert durch eine Steuereinrichtung (7) entnommen wird. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass eine Regeldruckabweichung des Drucks in dem Hochdruckspeicher (1) erfasst wird (245) und aus der Regeldruckabweichung auf das Vorliegen einer Balancestörung zwischen dem Hochdruckspeicher (1) zugeführter Kraftstoffmenge und von dem Hochdruckspeicher (1) abgeführter Kraftstoffmenge geschlossen wird. Bei Vorliegen einer Balancestörung wird eine der Balancestörung entgegenwirkende Betriebsbeeinflussung der Kraftstoffeinspritzeinrichtung erzeugt (255) und/oder eine entsprechende Meldung generiert (260).

Description

Beschreibung Titel
Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung insbesondere eines Kraftfahrzeuges
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betrieb einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung insbesondere eines Kraftfahrzeuges gemäß den Oberbegriffen der jeweiligen unabhängigen Ansprüche. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Computerprogramm, das alle Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens ausführt, wenn es auf einem Rechengerät oder einer Steuereinrichtung abläuft. Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wenn das Programm auf einem Rechengerät oder einer Steuereinrichtung ausgeführt wird.
Stand der Technik
Eine hier betroffene Kraftstoffeinspritzeinrichtung geht aus der DE 196 25 487 A1 hervor. Bei dieser Einrichtung wird Kraftstoff unter Hochdruck in einen Hochdruckspeicher (im Falle einer selbstzündenden Brennkraftmaschine das sogenannte„Common Rail") gefördert, dessen Druck durch einen in einem Steuergerät angeordneten Druckregler bzw. ein entsprechendes Drucksteuerventil gesteuert wird und aus dem Kraftstoff zur Einspritzung über elektrisch gesteuerte Einspritzventile entnommen wird.
Im Betrieb einer solchen Einspritzeinrichtung kann es vorkommen, dass auf Grund einer Fehlfunktion die tatsächlich dem Hochdruckspeicher zugeführte Kraftstoffmenge (bzw. Kraftstoffmasse) nicht gleich der Menge ist, die für die Kraftstoffeinspritzung vorgesehen und für die Druckregelung erforderlich ist. Es ist daher bekannt, zumindest zeitweilig eine Prüfung der Kraftstoffmengenbilanz im Hochdruckspeicher durchzuführen. Zur Verhinderung einer unzureichenden Kraftstoffmengenbilanz erfolgt eine Auslegung der Einspritzeinrichtung in Bezug auf die genannte Bilanz bzw. Balance von zu- und abfließenden Kraftstoffmengen (-massen) in dem genannten Hoch- druckspeicher, und zwar in an sich bekannter Weise unter der Maßgabe abgeschätzter oder empirisch gewonnener Eigenschaften von den Kraftstofffluss bestimmenden Komponenten der Einspritzeinrichtung, und zwar im ungünstigsten Fall (worst case) bei einem Totalausfall einer oder mehrerer dieser Komponenten.
Alternativ oder zusätzlich erfolgt die genannte Auslegung der Einspritzeinrichtung unter der Annahme eines bestimmten Normkraftstoffes. Da die Kraftstoffgüte, vorliegend insbesondere die Viskosität des Kraftstoffs, in verschiedenen Märkten oder Regionen Schwankungen unterliegen kann, so dass beispielsweise nur ein Kraftstoff mit z.B. relativ niedriger Viskosität angeboten wird, muss die Auslegung auch diese möglichen Schwankungen berücksichtigen.
Im Fahrbetrieb eines eine solche Brennkraftmaschine aufweisenden Kraftfahrzeugs kann daher die Situation eintreten, dass für genannte Komponenten vor- hergesagte Eigenschaften bzw. Verhaltensweisen nicht eingehalten werden und dadurch die genannte Balance von in den genannten Hochdruckspeicher zu- und abfließenden Kraftstoffmengen nicht mehr gewährleistet ist.
In beiden genannten Fällen sich ändernder Komponenteneigenschaften und/oder sich ändernder Kraftstoffgüte bzw. -Viskosität wäre in den genannten Situationen die Balance der Zu- und Abflüsse in den Hochdruckspeicher gestört und damit würde der Kraftstoffdruck im Hochdruckspeicher kontinuierlich oder sukzessive abfallen. Als Gegenmaßnahme würde der genannte Druckregler den Zufluss in den Hochdruckspeicher solange erhöhen, bis eine vorgegebene Stellgrenze des Reglers, d.h. die bei der o.g. Auslegung maximal mögliche Zuflussmenge, erreicht würde. Würde nun der Kraftstoffdruck noch weiter abfallen oder der Kraftstoffdruck sich nicht wieder von einem zu niedrigen Niveau erholen, müsste die Brennkraftmaschine unter der Annahme einer externen Leckage abgestellt werden.
Offenbarung der Erfindung Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, eine beschriebene Balancestörung zu erkennen und einer erkannten Störung durch geeigneten Eingriff in das Einspritzsystem bzw. die Brennkraftmaschine entgegenzuwirken. Dabei wird sich insbesondere zunutze gemacht, dass die im Betrieb der Brennkraftmaschine geforderte Einspritzmenge ein Abfließen von Kraftstoff aus dem Hochdruckspeicher bewirkt, wobei sich der Wert der Einspritzmenge aus dem angeforderten Moment (= Sollmoment) und/oder dem Temperaturverhalten der Brennkraftmaschine berechnen lässt. Durch Beeinflussung der geforderten Einspritzmenge kann dem- nach eine genannte Balancestörung ausgeglichen bzw. dieser entgegengewirkt werden.
Die Erkennung einer genannten Balancestörung erfolgt erfindungsgemäß durch Erfassen einer Regeldruckabweichung des Drucks in dem Hochdruckspeicher, wobei aus der erfassten Regeldruckabweichung auf das Vorliegen einer Balancestörung zwischen dem Hochdruckspeicher zugeführter Kraftstoff menge und von dem Hochdruckspeicher abgeführter Kraftstoff menge geschlossen wird. Die Erkennung einer Balancestörung erfolgt demnach auf der Grundlage einfach zu generierender bzw. bereits existierender Daten und kann daher mit relativ gerin- gern Kostenaufwand bzw. relativ geringem technischen Aufwand realisiert werden.
Mit der Erfindung kann ein Abstellen der Brennkraftmaschine bzw. eines die Brennkraftmaschine aufweisenden Kraftfahrzeugs dadurch verhindert werden, dass die erforderliche Balance der zu- und abfließenden Kraftstoffmengen durch eine Reduzierung des Sollmomentes, d.h. durch eine entsprechende Sollmengenkorrektur des Einspritzsystems, wiederhergestellt wird.
Die genannte Reduzierung des Sollmomentes kann durch eine zumindest zeitweilige Vorgabe eines entsprechend reduzierten maximalen Sollmomentes erfolgen.
Ferner kann vorgesehen sein, dass die genannte Sollmengenkorrektur nur dann angewendet wird, wenn eine Störung der genannten Balance auch tatsächlich er- fasst bzw. nachgewiesen ist. Dabei kann zusätzlich geprüft werden, ob eine nachgewiesene Balancestörung auch permanent oder nur vorübergehend ist, denn jeder Regelvorgang geht mit Ein-/Ausschwingungsvorgängen und damit kurzfristigen Balancestörungen einher, welche erfindungsgemäß keine Berücksichtigung bei der Erkennung einer Balancestörung finden sollen. Weiter kann vorgesehen sein, dass die genannte Sollmengenkorrektur nur in dem Maße durchgeführt wird, dass der bestimmungsgemäße Betrieb der Brennkraftmaschine bzw. der bestimmungsgemäße Fahrbetrieb eines mit einer Brennkraftmaschine ausgerüsteten Kraftfahrzeugs mit minimaler Beeinträchtigung weiterhin möglich ist. Dies kann z.B. dadurch erfolgen, dass der genannte Maximal- wert des Sollmomentes mindestens so groß vorgegeben wird, dass die Brennkraftmaschine mit Werten des Sollmomentes betrieben werden kann, welche einen ausreichenden Betriebskomfort der Brennkraftmaschine bzw. einen ausreichenden Fahrkomfort des Kraftfahrzeugs gewährleisten. Dabei kann gleichzeitig sichergestellt werden, dass die genannten Eingriffe in die
Sollmengenkorrektur auch den strengen Vorgaben des sogenannten„EGAS- Arbeitskreises" genügen. Diese Vorgaben betreffen ein bereits normiertes Sicherheitskonzept für Motorsteuerungen von Otto- und Dieselmotoren, welches insbesondere auch die sehr strengen sicherheitstechnischen Anforderungen der ASIL-Einstufung (ASIL = Automotive Safety Integrity Level, eine in der ISO
26262-Norm spezifizierte Sicherheitsanforderungsstufe für sicherheitsrelevante Systeme in Kraftfahrzeugen) erfüllt.
Zur Verbesserung der Erkennungsqualität bzw. Erkennungsgüte einer Balance- Störung kann die erfasste Regeldruckabweichung mit einem Schwellwert verglichen werden, wobei nur bei Überschreiten des Schwellwerts auf das Vorliegen einer Balancestörung geschlossen wird. Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der Vergleich der Regeldruckabweichung mit dem Schwellwert innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters erfolgt. Die Erkennung auf der Grundlage des Schwellwerts in Kombination mit dem Zeitfenster hat den Vorteil, dass nur Regeldruckabweichungen berücksichtigt werden, welche dauerhaft bzw. permanent auftreten.
Als die Balancestörung entgegenwirkende Betriebsbeeinflussung der Kraftstoff- einspritzeinrichtung kann ein Begrenzungsmoment ermittelt werden. Dabei kann vorgesehen sein, dass ein Zähler erhöht wird, dessen Wirkung auf ein Kennfeld des Einspritzsystems eine drehzahlabhängige Momentenbegrenzung erzeugt. Ferner kann vorgesehen sein, dass das Begrenzungsmoment mittels einer Rampenfunktion von einem aktuellen Wert des Begrenzungsmomentes aus nachgeführt wird und dass die Steigung der Rampenfunktion an einen Ist-Wert des Hochdruckspeichers angepasst wird. Diese Maßnahmen haben einzeln oder in Kombination den Vorteil, dass bei kritisch schnell fallendem Istdruck das Begrenzungsmoment durch eine sehr schnelle Momentennachführung, dem aktuellen Istdruck folgend, stetig angepasst bzw. nachgeführt wird.
Die geeignete Größe des Begrenzungsmoments kann auch mittels eines Integral-Reglers ermittelt werden, an dessen Eingang eine von der genannten Druckregelung gelieferte Regelabweichung aufgeschaltet wird. Dabei kann die Regelabweichung vorher gefiltert und/oder entprellt und/oder auf Permanenz hin geprüft werden. Das Ausgangssignal des Integral-Reglers kann einem Aktuator des Einspritzsystems zugeführt werden, welcher das Begrenzungsmoment verringert. Der Integral-Regler integriert die anliegenden Werte der Regelabweichung auf und generiert ein mit der Zeit kontinuierlich ansteigendes Ausgangssignal, was den Vorteil hat, dass bei schnell fallendem Druck auch eine entsprechend schnelle Nachführung des Begrenzungsmomentes erfolgt.
Als alternativer oder zusätzlicher Eingriff in das von der Brennkraftmaschine maximal zur Verfügung gestellte Moment kann auch eine Abschaltung einzelner bzw. mehrerer für das seitens des Fahrers aktuell angeforderte Moment nicht benötigter Einspritzungen, insbesondere nicht benötigter Vor- und/oder Nacheinspritzungen, durchgeführt werden. Insbesondere bei Einspritzsystemen mit Servoinjektoren kann alternativ dazu eine Verringerung bzw. Einsparung von dem Hochdruckspeicher abgeführtem Kraftstoff dadurch erfolgen, dass einzelne oder mehrere Einspritzungen relativ zueinander umkonfiguriert werden.
Es ist anzumerken, dass die beschriebenen möglichen Eingriffe in das Moment prinzipiell nicht vom Injektortyp abhängig sind und daher bei Einspritzsystemen mit jeglicher Art von Injektor anwendbar sind. Insbesondere werden die genannten Einspritzsysteme mit Servoinjektoren nur als Ausführungsbeispiel verstanden und stellen insoweit keine Einschränkung dar. Die Erkennungsqualität einer Balancestörung kann dadurch noch weiter verbessert werden, dass die erfindungsgemäße Sollmengenkorrektur einem Lernverfahren unterzogen wird. Das Lernverfahren kann den Arbeitspunkt der Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs hinsichtlich der Neigung, überhaupt eine Balancestörung zu zeigen, hinsichtlich der Wahrscheinlichkeit des Auftretens einer solchen Störung im Bereich der Stellgrenze des Drucksreglers und/oder hinsichtlich der Permanenz der Störung einstufen. Diese Einstufung kann im Rahmen einer Vorprüfung erfolgen, wodurch Fehlmeldungen einer Balancestörung minimiert werden können. Auch der genannte Schwellwert und/oder das genannte Zeitfenster können im Rahmen eines Lernverfahrens schrittweise optimiert werden.
Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren und die Vorrichtung ermöglichen somit die Heilung einer im Fahrbetrieb gegebenenfalls verletzten Mengenbilanz eines Kraftstoff-Hochdruckspeichers und somit den Weiterbetrieb der Brennkraftmaschine bzw. eines die Brennkraftmaschine aufweisenden Kraftfahrzeuges.
Die Erfindung kann sowohl in Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen als auch in Industrieanlagen, beispielsweise bei in der industriellen Verfahrenstechnik eingesetzten Brennkraftmaschinen, mit den hierin beschriebenen Vorteilen zur Anwendung kommen.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweiligen angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Figur 1 zeigt eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß dem Stand der Technik. Figur 2 zeigt eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand eines Ablaufdiagramms. Figur 3 illustriert das erfindungsgemäße Verfahren anhand eines im Falle einer Balancestörung sich ergebenden beispielhaften Raildruckverlaufs.
Figur 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem ein Begrenzungsmoment anhand eines Kennfeldes ermittelt wird.
Figur 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem die Ermittlung des Begrenzungsmoments anhand eines I-Reglers erfolgt.
Beschreibung von Ausführungsbeispielen
In der Figur 1 ist ein Kraftstoffhochdruckspeicher 1 gezeigt, der über eine Förderleitung 2 von einer Kraftstoffpumpe 3, die aus einem Kraftstoffbehälter 4 Kraftstoff ansaugt, mit Kraftstoff versorgt wird, der auf hohen Einspritzdruck gebracht ist. Es treten dabei Drücke auf, die im Wesentlichen über 1000 bar liegen. Der Druck im Kraftstoffhochdruckspeicher wir durch einen Druckgeber 6 erfasst, dessen Signal einer Steuereinrichtung 7 zugeführt wird, durch die bei Überschreiten eines fest eingestellten oder eines gewünschten Druckes, der abhängig von einem jeweiligen Betriebszustand der zugehörigen Brennkraftmaschine sein kann, durch ein entsprechendes Signal ein Drucksteuerventil 9 angesteuert wird. Dieses befindet sich in einer Kraftstoffrücklaufleitung 10 vom Kraftstoffhochdruckspeicher 1 zu dem Kraftstoffbehälter 4.
Vom Kraftstoffhochdruckspeicher 1 führen ferner Druckleitungen 1 1 ab, die mit je einem Kraftstoffeinspritzventil 14 verbunden sind, über das zum geeigneten Zeitpunkt jeweils eine gewünschte Kraftstoff menge an der Brennkraftmaschine eingespritzt werden kann. Die Steuerung der Kraftstoffeinspritzmenge nach Zeitpunkt und Menge erfolgt ebenfalls über die Steuereinrichtung 7, die zu dieser Steuerung Steuersignale entsprechend der Drehzahl und der Last, unter der die zugehörige Brennkraftmaschine betrieben werden soll, erhält. Die Steuerung dieser Kraftstoffeinspritzmenge erfolgt z.B. in bekannter Weise durch Magnetventile, die die Verbindung zwischen dem Hochdruckspeicher und dem Kraftstoffeinspritzventil steuern. Dabei evtl. auftretende Kraftstoff-Steuermengen, die in den Tank zurückfließen, können ebenfalls über die Rücklaufleitung 10 in den Tank zurückgefördert werden.
Die Kraftstoffpumpe 3 wird dabei z.B. synchron zu der von der Kraftstoffeinspritzeinrichtung betriebenen Brennkraftmaschine angetrieben, also mit einer Drehzahl, die auch bereits zur Steuerung der Einspritzung erfasst wird. Die Kraftstoffpumpe 3 kann aber auch separat durch einen speziellen Antrieb betrieben werden, und dabei kann die diesbezügliche Antriebsdrehzahl der Kraftstoffpumpe 3 ebenfalls erfasst werden, z. B. durch einen Drehzahlgeber 15. Mit Hilfe dieser Antriebsdrehzahl und der Tatsache, dass die Kraftstoffpumpe 3 pro Umdrehung eine gleichbleibende Fördermenge fördert, lässt sich die im Kraftstoff h och druck- speicher zugeführte Kraftstoffmenge mittelbar erfassen, so dass auf eine Durch- flussmengenmesseinrichtung zur unmittelbaren Messung der geförderten Kraftstoffmenge verzichtet werden kann.
Das im Folgenden beschriebene und in der Figur 2 gezeigte bevorzugt lernfähige Verfahren ermöglicht eine sehr genaue Erfassung einer gestörten Balance von zu- und abfließenden Kraftstoffmengen bzw. -massen in bzw. aus einem hier betroffenen Hochdruckspeicher. Das Verfahren umfasst in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel drei Abschnitte 200 - 210. In dem ersten Abschnitt 200 erfolgt eine Vorprüfung. Erst bei Erfüllen einer oder mehrerer der dort geprüften Bedingungen erfolgt in Abschnitt 205 die eigentliche Erkennung einer tatsächlichen Balancestörung. In Abschnitt 210 erfolgen schließlich Maßnahmen zur möglichen Beseitigung einer erkannten Balancestörung.
Nach dem Start 215 der gezeigten Routine wird anhand der genannten Vorprüfung (bzw. Plausibilitätsprüfung) geprüft, ob eine genannte Balancestörung grundsätzlich überhaupt vorliegen könnte. Bei der Vorprüfung erfolgt zunächst ein relativ grober Vergleich 220 der genannten Kraftstoffzu- und -abflüsse. Ist das Ergebnis dieses Vergleichs negativ, wird wieder an den Anfang der Routine zurückgesprungen. Im Fall einer erkannten möglichen Balancestörung wird ein sogenannter Arbeitspunkt des Einspritzsystems bzw. der Brennkraftmaschine bezüglich der Mengenbilanz ermittelt 225, und zwar bevorzugt auf der Grundlage der folgenden Bedingungen a) - c ): a) Apparative bzw. systembedingte Neigung des konkret vorliegenden Einspritzsystems zu genannten Balancestörungen. Diese Neigung kann im Vor- feld anhand einer Serie von Einspritzsystemen ermittelt werden, wobei z.B. zu erwarten ist, dass die Neigung insbesondere auch losabhängig bzw. von der Seriennummer abhängig ist. Alternativ kann die Neigung anhand bestimmter verbauter Komponenten wie Einspritzventile, Pumpen oder dergleichen bestimmt werden. b) Mögliche Störung liegt im Bereich der Stellgrenze des Reglers und ist daher von einer Heilung prinzipiell ausgeschlossen. c) Mögliche Störung tritt dauerhaft oder nur vorübergehend auf. Nur im Falle einer permanenten Störung kann überhaupt vom Vorliegen einer Balancestörung ausgegangen werden.
Anhand des Erfülltseins oder Nichterfülltseins dieser Bedingungen kann der Wirkungsbereich des vorgeschlagenen Verfahrens so eingegrenzt werden, dass mögliche Fehlmeldungen von Störungen minimiert oder verhindert werden.
Die in Abschnitt 205 durchgeführte eigentliche Erkennung einer tatsächlich vorliegenden Balancestörung erfolgt, wie in der Figur 2 zu ersehen, auf der Grundlage der Druckregelung eines Kraftstoff- Hochdruckspeichers einer Brennkraftmaschine, z.B. einer Raildruckregelung im Falle einer selbstzündenden Brennkraftmaschine. Dabei werden von einem Drucksensor gelieferte Raildruckwerte in bevorzugt regelmäßigen Zeitabständen von z.B. 1/10 s-Intervallen erfasst 230 und mittels eines Druckreglers jeweils die Regelabweichung von einem vorgegebenen Sollwert ermittelt 235. Die erfassten Werte der Regelabweichung werden in dem Ausführungsbeispiel zusätzlich entprellt 240, um zu verhindern, dass z.B. durch Einschwingvorgänge im Hochdruckspeicher verursachte kurzzeitige Druckschwankungen fälschlich als Balancestörung erkannt werden.
Innerhalb eines empirisch festgelegten Zeitfensters AtE erfasste und entprellte Werte der Regeldruckabweichung werden mit einem vorgegebenen Schwellwert Aperes verglichen 245. Die Verwendung des Zeitfensters AtE dient im Wesentlichen dazu, die genannte Permanenz der erfassten Ereignisse zu berücksichtigen. Wird der Schwellwert nicht überschritten, dann wird in nachfolgendem Schritt 250 geprüft, ob das Zeitfenster AtE noch nicht überschritten wurde, d.h. ob die Bedingung t < AtE erfüllt ist oder nicht. Ist die Bedingung erfüllt, wird ein weite- rer Wert der Regelabweichung erfasst und wie oben beschrieben ausgewertet. Ist das Zeitfenster bereits überschritten, wird an den Anfang der Routine zurückgesprungen. Wird der Schwellwert innerhalb des Zeitfensters AtE überschritten, wird das Vorliegen einer tatsächlichen Balancestörung angenommen und in Ab- schnitt 210 weiterverfahren.
Im Rahmen des erwähnten Lernprozesses werden die oben genannten Schritte bspw. an einem Teststand des Einspritzsystems rekursiv durchgeführt und die genannten vorgegebenen Werte des Schwellwerts, der Entprellzeit sowie des Zeitfensters AtE von Messzyklus zu Messzyklus schrittweise kalibriert bzw. optimiert. Die dabei gewonnenen Daten können ggf. in einem Kennfeld, insbesondere als Funktion der Drehzahl der Brennkraftmaschine, abgelegt werden, um darauf bei der eigentlichen Erkennung zugreifen zu können. Es ist dabei erwähnenswert, dass der Schwellwert sowie die Entprellzeit Funktionen der Drehzahl der Brennkraftmaschine sind, da der durch die Pumpenleistung maßgeblich bestimmte Zufluss und die die Sollmenge (d.h. der Abfluss) Funktionen der Drehzahl sind.
Im Falle einer erkannten tatsächlichen Balancestörung werden in dem vorliegen- den Ausführungsbeispiel die Schritte 255 usw. durchgeführt. Dabei wird z.B. von einem Steuergerät des Einspritzsystems bzw. der Brennkraftmaschine ein der Balancestörung entgegenwirkender Eingriff in Betriebsparameter der Einspritzeinrichtung bzw. der Brennkraftmaschine vorgenommen 255. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht der Eingriff aus einer Begrenzung des für den Betrieb einer Brennkraftmaschine bzw. für den Fahrbetrieb eines eine solche
Brennkraftmaschine aufweisenden Kraftfahrzeugs zur Verfügung stehenden Momentes (sog.„Begrenzungsmoment"). Zusätzlich wird der Fahrzeugführer in dem Ausführungsbeispiel über eine Anzeige des Armaturenbretts entsprechend informiert 260, z.B. durch eine Meldung wie z.B.„Fahrzeugmotor im Notlaufmo- dus - Nächste Werkstatt aufsuchen!".
Die geeignete Größe des Begrenzungsmoments wird gemäß einem in der Figur 4 schematisch dargestellten ersten Ausführungsbeispiel dadurch ermittelt, dass ein Zähler 400 erhöht wird, dessen Wirkung auf ein an sich bekanntes Kennfeld 405 des Einspritzsystems eine drehzahlabhängige 415 Momentenbegrenzung 410 erzeugt. Mittels einer Rampenfunktion 420 wird das Begrenzungsmoment von einem aktuellen Wert des Begrenzungsmomentes aus nachgeführt.
In dem vorliegenden in Figur 4 gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Steigung der Rampenfunktion 420 an den entprellten Ist-Wert des Raildrucks 425 bzw. des entsprechend abfallenden Druckgradienten angepasst. Dies hat den Vorteil, dass bei kritisch schnell fallendem Istdruck das Begrenzungsmoment durch eine sehr schnelle Momentennachführung, dem aktuellen Istdruck folgend, stetig angepasst bzw. nachgeführt wird.
Bei dem in Figur 5 gezeigten Ausführungsbeispiel erfolgt die Ermittlung des Begrenzungsmoments mittels eines Integral-Reglers („I-Reglers") 510. Eine von einem Raildruck-Regler 500 gelieferte (positive) Regelabweichung wird in einer Recheneinheit 505, die in einem Steuergerät des Einspritzsystems oder als zu- sätzliches Berechnungsmodul implementiert sein kann, gefiltert, entprellt und auf die genannte Permanenz hin geprüft. Die sich dabei ergebende permanente Regeldruckabweichung wird an den Istwert-Eingang des I-Reglers 510 für die Regelgröße aufgeschaltet. Der I-Regler 510 integriert die in der Regelabweichung manifestierte Mengenbilanzverletzung auf und generiert ein mit der Zeit des An- liegens der Regelabweichung stetig ansteigendes Ausgangssignal. Dieses Ausgangssignal wird einem Aktuator 515 des Einspritzsystems zugeführt, welcher das Begrenzungsmoment mittels eines entsprechenden Einspritzsignals verringert. Diese Verringerung des Begrenzungsmoments erfolgt solange, bis die permanente Regelabweichung verschwindet und die nachfolgend beschriebene Hei- lung beginnt.
Es ist anzumerken, dass bei der Voreinstellung bzw. Parametrierung der Regelparameter des Integral-Anteils diese bevorzugt an die Größe des im Störungsfall negativen Ist-Railsdruckgradienten zu koppeln sind. Dadurch ist gewährleistet, dass bei schnell fallendem Ist-Druck auch eine entsprechend schnelle Nachführung des Begrenzungsmoments erfolgt.
Alternativ oder zusätzlich zu den beiden anhand der Figuren 4 und 5 beschriebenen Maßnahmen, d.h. einen jeweiligen Eingriff in das von der Brennkraftmaschi- ne maximal zur Verfügung gestellte Moment, kann auch eine Abschaltung einzelner bzw. mehrerer nicht benötigter Einspritzungen, insbesondere nicht benö- tigter Vor- und/oder Nacheinspritzungen, durchgeführt werden. Insbesondere bei Einspritzsystemen mit Servoinjektoren kann alternativ dazu eine Verringerung bzw. Einsparung von dem Hochdruckspeicher abgeführtem Kraftstoff dadurch erfolgen, dass einzelne oder mehrere Einspritzungen - bevorzugt bei gleicher Gesamtmenge an verbrauchtem Kraftstoff - relativ zueinander umkonfiguriert werden.
Im Anschluss an die Durchführung einer beschriebenen abflussmindernden Maßnahme wird geprüft 265, ob diese Maßnahme erfolgreich war und eine Momentenerhöhung bewirkt hat oder nicht.
War die Maßnahme erfolgreich, wird die beschriebene Momentenbegrenzung zumindest vorübergehend eingefroren 270 bzw. die beschriebene Abschaltung einzelner oder mehrerer Einspritzungen wieder aufgehoben und die Routine beendet 275. Der aktuell vorliegende Zählerstand bleibt allerdings auf dem höchsten erreichten Wert stehen. Die Momentenbegrenzung ist damit zumindest zeitweilig eingefroren. Erst durch den hierin beschriebenen Prozess der Heilung einer hier betroffenen Einspritzeinrichtung von einer permanenten Störung wird der Zähler 400 bevorzugt schrittweise wieder auf den Wert 0 zurückgeführt. Im Falle der beschriebenen Verwendung eines I-Reglers (Figur 5) wird der genannte Reglereingang auf eine negative und damit heilende Vorgabe umgeschaltet, z.B. im Wege einer Invertierung des Eingangssignals.
War die Maßnahme jedoch nicht erfolgreich, d.h. sie hatte keine
Momentenerhöhung zur Folge, wird bei Erreichen eines vorgegebenen Höchstwerts des Zählerstandes und/oder bei Erreichen der maximal möglichen Anzahl wegfallender Einspritzungen wieder zu Schritt 225 zurückgesprungen und erneut geprüft, ob (weiterhin) eine permanente Regelabweichung vorliegt oder nicht.
Liegt weiterhin eine permanente Regelabweichung vor, wird die Routine in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel damit beendet, dass die Brennkraftmaschine ganz abgestellt wird. Alternativ kann die Brennkraftmaschine auch in einen besonderen Notlaufmodus versetzt werden, in dem nur ein vorgegebenes relativ geringes Moment mit deutlichen Einbußen im Betriebskomfort der Brennkraftmaschine abrufbar ist, welches zumindest sicherstellt, dass sich die Regelabweichung verringert. Alternativ oder zusätzlich kann eine Meldung an den Fahrzeug- führer bzw. Betreiber der Brennkraftmaschine erfolgen, wonach die Brennkraftmaschine zur Zeit in dem genannten Notlaufmodus betrieben wird.
Es ist anzumerken, dass die genannte Meldung an den Fahrzeugführer auch den Hinweis enthalten kann, das Gaspedal des Kraftfahrzeugs zurückzunehmen bzw. loszulassen. Denn diese Maßnahme würde ebenfalls die Abflussmenge an Kraftstoff aus dem Hochdruckspeicher entlasten und damit träte die permanente Regelabweichung nicht mehr auf. Würde die Momentenbegrenzung einer solchen Entlastung bzw. Verringerung der Abflussmenge allerdings unmittelbar folgen, hätte das Zurücknehmen des Gaspedals keine sofortige abnehmende Wirkung des Momentes zur Folge. Vielmehr kann es sogar zu einer Beschleunigung des Fahrzeugs kommen.
Die zuletzt genannte Verhaltensweise des Kraftfahrzeugs widerspricht den oben genannten EGAS-Richtlinien und kann dadurch verhindert werden, dass entweder das Umfeld der Momentenbegrenzung genauer beobachtet wird, um sicherzustellen, dass die Begrenzung erst dann abgeschaltet wird, wenn sie sicher keinen Einfluss mehr hat, oder aber die Momentenbegrenzung durch einen Übergang von einem Fahrzyklus zum nächsten wie vorbeschrieben z.B. wieder aufgehoben und dadurch„geheilt" wird.
Im Falle der beschriebenen Verwendung eines I-Reglers (Figur 5) kann bei NichtVorliegen einer verletzten Mengenbilanz das Heilen durch Vorgabe einer zusätzlichen künstlichen negativen Regeldifferenz erfolgen. Durch Vorgabe einer geringen Abweichung sowie durch entsprechend applizierte Regelparameter lässt sich eine sprunghafte Freigabe des Moments nach Verlassen eines die Mengenbilanz verletzenden Arbeitspunkts der Einspritzeinrichtung bzw. der Brennkraftmaschine verhindern.
Zusätzlich kann das während der Heilungsphase eventuell störende Eingreifen des Reglers (über sein Ausgangssignal) durch eine drehzahlabhängige Kennlinie verhindert werden. Dadurch lassen sich insbesondere auch Konflikte mit anderen in das Moment eingreifenden Funktionen verhindern. In Figur 3 ist der Druck pRai| im Common-Rail einer selbstzündenden Brennkraftmaschine über der Zeit t aufgetragen. Mit Pfeilen ist der Beginn der einzelnen Einspritzungen bezeichnet. Mit jeder Einspritzung sinkt der Druck pRai| im Rail ab und steigt in dem vorliegenden Beispiel aufgrund einer genannten Mengenbi- lanzabweichung bzw. Balancestörung nicht mehr auf seinen ursprünglichen Wert an. Es ist anzumerken, dass nur im stationären Zustand und bei nicht vorliegender Balancestörung der Druck zwischen zwei Einspritzungen bei gleicher Lage der Kurbelwelle immer den gleichen Wert erreicht.
Der genannte Schwellwert Apthres entspricht in dem vorliegenden Beispiel der Differenz (pMAx. thres - PMIN, thres)- Die aktuelle Regelabweichung pro Periode entspricht der Abweichung bzw. Differenz zwischen dem in der jeweiligen Periode erreichten Höchstwert der Druckkurve pRaii(t) und dem oberen Wert PMAX, thres-
In dem genannten Zeitfenster AtE fällt in dem vorliegenden Beispiel der in jeder Einspritzperiode nach dem Einspritzvorgang erreichte Höchstwert schrittweise ab und erreicht nicht mehr den oberen Startwert PMAX, thres- Innerhalb des Zeitfensters AtE überschreitet die aus den vorliegend (und nur beispielhaft) vier Perioden sich ergebende Gesamt-Regeldruckabweichung den Schwellwert Apthres- Somit ist vorliegend die oben genannte Bedingung für eine tatsächliche Balancestörung erfüllt und es wird auf das Vorliegen einer solchen Störung geschlossen.

Claims

Ansprüche
1 . Verfahren zum Betrieb einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung insbesondere eines Kraftfahrzeuges, bei der Kraftstoff unter Hochdruck in einen Hochdruckspeicher (1 ) gefördert wird, dessen Druck mittels einer Druckregelung gesteuert wird und aus dem Kraftstoff zur Einspritzung über wenigstens ein Kraftstoffeinspritzventil (14) gesteuert durch eine Steuereinrichtung (7) entnommen wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Regeldruckabweichung des Drucks in dem Hochdruckspeicher (1 ) erfasst wird (245) und aus der Regeldruckabweichung auf das Vorliegen einer Balancestörung zwischen dem Hochdruckspeicher (1 ) zugeführter Kraftstoffmenge und von dem Hochdruckspeicher (1 ) abgeführter Kraftstoffmenge geschlossen wird, und dass bei Vorliegen einer Balancestörung eine der Balancestörung entgegenwirkende Betriebsbeeinflussung der Kraftstoffeinspritzeinrichtung erzeugt wird (255) und/oder eine entsprechende Meldung generiert wird (260).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsbeeinflussung mittels einer Sollmengenkorrektur des Einspritzsystems erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als genannte Sollmengenkorrektur eine Reduzierung des Sollmomentes durchgeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Sollmengenkorrektur nur dann durchgeführt wird, wenn eine mögliche Balancestörung als permanente Störung erkannt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Betriebsbeeinflussung (255) der Kraftstoffeinspritzeinrichtung in dem Maße durchgeführt wird, dass ein bestimmungsgemäßer Betrieb insbesondere des Kraftfahrzeugs ermöglicht wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Regeldruckabweichung mit einem Schwellwert verglichen wird, und nur bei Überschreiten des Schwellwerts auf das Vorliegen einer Balancestörung geschlossen wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Vergleich der Regeldruckabweichung mit dem Schwellwert innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters durchgeführt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Schwellwert und/oder das genannte Zeitfenster anhand eines Lernverfahrens optimiert werden.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als die Balancestörung entgegenwirkende Betriebsbeeinflussung der Kraftstoffeinspritzeinrichtung ein Begrenzungsmoment ermittelt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Begrenzungsmoment dadurch ermittelt wird, dass ein Zähler (400) erhöht wird, dessen Wirkung auf ein Kennfeld (405) des Einspritzsystems eine drehzahlabhängige (415) Momentenbegrenzung (410) erzeugt.
1 1 . Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Begrenzungsmoment mittels einer Rampenfunktion (420) von einem aktuellen Wert des Begrenzungsmomentes aus nachgeführt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Steigung der Rampenfunktion (420) an einen Ist-Wert (425 ) des Hochdruckspeichers (1 ) angepasst wird.
13. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Begrenzungsmoment mittels eines Integral-Reglers (510) ermittelt wird, an dessen Eingang eine von der genannten Druckregelung gelieferte Regelabweichung aufgeschaltet wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelabweichung gefiltert und/oder entprellt und/oder auf Permanenz hin geprüft wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangssignal des Integral-Reglers (510) einem Aktuator (515) des Einspritzsystems zugeführt wird, welcher das Begrenzungsmoment verringert.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als die Balancestörung entgegenwirkende Betriebsbeeinflussung der Kraftstoffeinspritzeinrichtung eine Abschaltung wenigstens einer für das seitens eines aktuell angeforderten Momentes nicht erforderlichen Einspritzung durchgeführt wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abschaltung von für das seitens eines aktuell angeforderten Momentes nicht erforderlicher Vor- und/oder Nacheinspritzungen durchgeführt wird.
18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Einspritzungen relativ zueinander umkonfiguriert werden.
19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich eine Vorprüfung durchgeführt wird, um die Neigung der Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine genannte Balancestörung zu ermitteln.
20. Computerprogramm, das alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 19 ausführt, wenn es auf einem Rechengerät oder einer Steuereinrichtung (7) abläuft.
21 . Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 19, wenn das Programm auf einem Computer oder einer Steuereinrichtung (7) ausgeführt wird.
22. Kraftstoffeinspritzeinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 19, gekennzeichnet durch Rechenmittel zur Erfassung (245) einer Regeldruckabweichung des Drucks in dem Hochdruckspeicher (1 ) und zur Erkennung einer Balancestörung zwischen dem Hochdruckspeicher (1 ) zugeführter Kraftstoff menge und von dem Hochdruckspeicher (1 ) abgeführter Kraftstoffmenge sowie durch Steuermittel zur Erzeugung einer der Balancestörung entgegenwirkenden Betriebsbeeinflussung der Kraft- stoffeinspritzeinnchtung (255) und/oder zur Generierung einer entsprechenden Meldung (260).
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