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Die
vorliegende Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Betreiben
einer Brennkraftmaschine mit einem Druckspeicher für Kraftstoff,
bei dem der Druck in dem Druckspeicher mittels eines Druckregelventils
unter Verwendung einer Kennlinie für das Druckregelventil geregelt
wird, wobei eine Adaption der Kennlinie während des Betriebs der Brennkraftmaschine
durch Erlernen mindestens eines Korrekturwerts für die Kennlinie vorgesehen
ist.
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Ferner
betrifft die vorliegende Erfindung ein Steuergerät für eine Brennkraftmaschine und
ein Computerprogramm für
ein Steuergerät
einer Brennkraftmaschine.
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Aus
der
DE 101 31 507
C2 ist beispielsweise ein Verfahren zum Betreiben einer
Brennkraftmaschine bekannt, bei dem Kraftstoff von einer Hochdruckpumpe
in einen Druckspeicher gefördert
wird, und bei dem der Druck in dem Druckspeicher mittels eines Druckregelventils
begrenzt wird, wobei eine individuelle Kennlinie des Druckregelventils
während
des Betriebs der Brennkraftmaschine ermittelt wird. Dieses Verfahren
ermöglicht
eine präzise
Regelung des Kraftstoffdrucks im Druckspeicher auch bei Druckregelventilen,
die fertigungsbedingte Toleranzen aufweisen.
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Nachteilig
an diesem Verfahren ist jedoch, dass bei einem Austausch des Druckregelventils eine
hierfür
erlernte individuelle Kennlinie unter Umständen erheblich von einer Kennlinie
abweicht, die für
ein neu einzubauendes Druckregelventil erforderlich wäre. Ein
solcher Fall tritt beispielsweise dann ein, wenn das auszutauschende
Druckregelventil deutlich in einer positiven Richtung von einer
mittleren Kennlinie abweicht, während
das Austauschteil beispielsweise deutlich in einer negativen Richtung von
der mittleren Kennlinie abweicht.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, das eingangs beschriebene Verfahren
dahingehend zu verbessern, dass eine noch genauere Regelung des
Drucks im Druckspeicher möglich
ist.
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Hinsichtlich
des Betriebsverfahrens für
eine Brennkraftmaschine wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass der Korrekturwert beziehungsweise die Korrekturwerte auf einen
Ausgangswert gesetzt werden, sobald eine Differenz aus einem in
dem Druckspeicher gemessenen Istdruck und einem insbesondere zur
Vorsteuerung des Druckregelventils verwendeten Steuerdruck einen
vorgebbaren Schwelldruckwert überschreitet.
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Vorteile der
Erfindung
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Gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird das erfindungsgemäße Verfahren
automatisch während
eines Betriebs der Brennkraftmaschine durchgeführt.
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Dadurch
entfällt
die Notwendigkeit, bereits erlernte Korrekturwerte bei einem Austausch
des Druckregelventils manuell zurückzusetzen und darüber hinaus
ist es nicht erforderlich, zum Beispiel hierfür erforderliche Diagnosetester
mit der entsprechenden Funktionalität zu versehen. Dies ist insbesondere
deshalb sehr vorteilhaft, weil eine Ergänzung aller im Feld befindlicher
Diagnosetester um die vorstehend erwähnte Funktion nicht praktikabel
ist.
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Darüber hinaus
ist es bei Anwendung des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens nicht
mehr erforderlich, speziell nach gewissen Toleranzklassen verlesene
Druckregelventile für
einen Austausch vorzuhalten beziehungsweise zu beschaffen.
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Eine
besonders vorteilhafte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass das Verfahren in Abhängigkeit
einer Betriebsdauer der Brennkraftmaschine durchgeführt wird.
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Eine
weitere besonders vorteilhafte Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung sieht vor, ein Zurücksetzen
der Korrekturwerte aufzuzeichnen, insbesondere in einem nichtflüchtigen
Speicher eines Steuergeräts
der Brennkraftmaschine. Hierdurch ist z.B. bei einer Wartung der
Brennkraftmaschine ermittelbar, ob ein erfindungsgemäßes Rücksetzen
der Korrekturwerte stattgefunden hat.
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Eine
weitere Lösung
der Aufgabe der vorstehenden Erfindung ist durch ein Steuergerät für eine Brennkraftmaschine
gemäß Anspruch
7 und ein Computerprogramm für
das Steuergerät
gemäß Anspruch
5 angegeben.
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Von
besonderer Bedeutung ist hierbei die Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens
in Form des Computerprogramms, das Programmcode aufweist, der dazu
geeignet ist, das erfindungsgemäße Verfahren
durchzuführen,
wenn er auf einem Computer ausgeführt wird. Weiterhin kann der
Programmcode auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sein, beispielsweise
auf einem sogenannten Flash-Memory. In diesen Fällen wird also die Erfindung
durch das Computerprogramm realisiert, so dass dieses Computerprogramm
in gleicher Weise die Erfindung darstellt wie das Verfahren, zu
dessen Ausführung
das Computerprogramm geeignet ist.
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Weitere
Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten
und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
von Ausführungsbeispielen
der Erfindung, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind.
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Zeichnungen
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1 zeigt
ein schematisches Blockschaltbild eines Kraftstoffsystems einer
Brennkraftmaschine, und
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2 zeigt
ein schematisches Diagramm eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens
zum Rücksetzen
der Korrekturwerte.
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Beschreibung
der Ausführungsbeispiele
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In
der 1 ist ein Kraftstoffversorgungssystem 10 einer
Brennkraftmaschine dargestellt. Das Kraftstoffversorgungssystem 10 wird üblicherweise auch
als Common-Rail-System bezeichnet und ist zur direkten Einspritzung
von Kraftstoff in die Brennräume
der Brennkraftmaschine unter Hochdruck geeignet.
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Der
Kraftstoff wird aus einem Kraftstofftank 11 über ein
erstes Filter 12 von einer Vorförderpumpe 13 angesaugt.
Bei der Vorförderpumpe 13 kann
es sich beispielsweise um eine elektrische Kraftstoffpumpe handeln.
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Der
von der Vorförderpumpe 13 angesaugte Kraftstoff
wird über
ein zweites Filter 14 zu einer Zumesseinheit 15 gefördert. Bei
der Zumesseinheit 15 kann es sich bspw. um ein magnetgesteuertes
Proportionalventil handeln.
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Der
Zumesseinheit 15 ist eine Hochdruckpumpe 16 nachgeordnet.
Als Hochdruckpumpe 16 werden üblicherweise mechanische Pumpen
eingesetzt, die von der Brennkraftmaschine angetrieben werden.
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Die
Hochdruckpumpe 16 ist mit einem Druckspeicher 17 verbunden,
der häufig
auch als Rail bezeichnet wird. Dieser Druckspeicher 17 steht über Kraftstoffleitungen
mit Einspritzventilen 17' in Kontakt. Über die
Einspritzventile 17' wird
der Kraftstoff in die Brennräume
der Brennkraftmaschine eingespritzt.
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Mit
dem Druckspeicher 17 ist ein Druckregelventil 18 verbunden,
das ausgangsseitig mit dem Kraftstofftank 11 gekoppelt
ist. Bei dem Druckregelventil 18 kann es sich bspw. um
ein elektrisch ansteuerbares Magnetventil handeln.
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Weiterhin
kann ein Drucksensor 19 vorgesehen sein, der mit dem Druckspeicher 17 gekoppelt ist.
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Ein
Steuergerät 20 ist
vorgesehen, das von einer Mehrzahl von Eingangssignalen beaufschlagt ist.
Bei diesen Eingangssignalen kann es sich um die Drehzahl N der Brennkraftmaschine
oder die Motortemperatur T der Brennkraftmaschine handeln. Ebenfalls
kann es sich dabei um den Druck innerhalb des Druckspeichers 17 handeln,
der von dem Drucksensor 19 gemessen wird.
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In
Abhängigkeit
von den Eingangssignalen erzeugt das Steuergerät 20 eine Mehrzahl
von Ausgangssignalen. Dabei kann es sich bspw. um ein Signal zur
Ansteuerung der Vorförderpumpe 13 oder um
ein Signal zur Ansteuerung der Zumesseinheit 15 oder um
ein Signal zur Ansteuerung des Druckregelventils 18 handeln.
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Das
Kraftstoffversorgungssystem 10, das in der 1 dargestellt
ist, arbeitet wie folgt:
Der Kraftstoff, der sich im Kraftstofftank 11 befindet, wird
von der Vorförderpumpe 13 angesaugt
und zur Zumesseinheit 15 gefördert. Der Druck in diesem
Bereich des Kraftstoffversorgungssystems 10 liegt üblicherweise
in einem Bereich von etwa 1 bar bis etwa 3 bar. Dieser Bereich wird
deshalb auch als Niederdruckbereich bezeichnet. Der vorgenannte
Bereich kann dabei mit Hilfe eines weiteren, in der 1 nicht dargestellten
Ventils überwacht
bzw. gesteuert und/oder geregelt werden.
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Von
der Zumesseinheit 15 wird diejenige Menge an Kraftstoff
zu der Hochdruckpumpe 16 weitergegeben, die – aufgrund
des jeweils momentanen Betriebszustands der Brennkraftmaschine – über die Einspritzventile 17' in die Brennräume der
Brennkraftmaschine eingespritzt werden soll. Von der Hochdruckpumpe 16 wird
dann der einzuspritzende Kraftstoff in den Druckspeicher 17 gefördert, um
von dort über
die Einspritzventile 17' in
die jeweiligen Brennräume
der Brennkraftmaschine eingespritzt zu werden.
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Während der
vorbeschriebenen Betriebsweise der Brennkraftmaschine wird das Druckregelventil 18 zur
Druckbegrenzung eingesetzt. Dies bedeutet, dass das Druckregelventil 18 derart
angesteuert wird, dass es bei einem vorgegebenen Druck in dem Druckspeicher 17 öffnet. Auf
diese Weise wird ein Druckanstieg des Drucks in dem Druckspeicher 17 über den
vorgegebenen Wert verhindert.
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Insbesondere
bei niedrigen Kraftstofftemperaturen ist die Zumessung des einzuspritzenden Kraftstoffs über die
Zumesseinheit 15 nur bedingt möglich. Es wird dann stattdessen
die Zumesseinheit 15 derart angesteuert, dass eine sog.
Vollförderung stattfindet.
Dies bedeutet, dass die Hochdruckpumpe 16 entsprechend
ihrer Kennlinie die jeweils maximale Kraftstoffmenge in den Druckspeicher 17 fördert.
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Bei
dieser Betriebsweise wird die einzuspritzende Kraftstoffmenge dadurch
beeinflusst, dass der Druck in dem Druckspeicher 17 gesteuert
und/oder geregelt wird. Hierzu werden das Druckregelventil 18 und
der Drucksensor 19 herangezogen.
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Wie
beschrieben wurde, wird das Druckregelventil 18 auch zur
Druckbegrenzung eingesetzt. Bei dieser Betriebsweise wird, wie ebenfalls
bereits erwähnt
wurde, das Druckregelventil 18 derart angesteuert, dass
es erst bei einem vorgegebenen Wert des Drucks in dem Druckspeicher 17 öffnet. Damit das
Druckregelventil 18 korrekt angesteuert werden kann, ist
dabei dessen Kennlinie von Bedeutung.
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Bei
der Kennlinie (nicht gezeigt) des Druckregelventils 18 ist üblicherweise
der Druck über
dem Strom aufgetragen. Bei dem Druck handelt es sich um den Druck
im Druckspeicher 17. Bei dem Strom handelt es sich um denjenigen
Strom, mit dem das Steuergerät 20 das
Druckregelventil 18 ansteuert.
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Ferner
handelt es sich bei der Kennlinie um eine statistisch gemittelte
Kennlinie, die aus einer Mehrzahl von tatsächlich ausgemessenen Druckregelventilen
ermittelt worden ist, wobei bekannte Verfahren, vgl. z.B.
DE 101 31 507 C2 ,
vorsehen, die Kennlinie mittels Korrekturwerten anzupassen, die beispielsweise
im Betrieb der Brennkraftmaschine ermittelt werden.
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Diese
Korrekturwerte ermöglichen
es, die statistisch gemittelte Kennlinie an eine tatsächliche Kennlinie
eines bestimmten Druckregelventils 18 anzupassen. Dadurch
wird eine genauere Ansteuerung des jeweiligen Druckregelventils 18 ermöglicht.
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Falls
jedoch z.B. bei einer Wartung der Brennkraftmaschine das seither
eingesetzte Druckregelventil 18 gegen ein neues Druckregelventil 18 ausgetauscht
wird, kann es sein, dass eine auf die vorstehend genannte Weise
adaptierte Kennlinie erheblich von der tatsächlichen Kennlinie des neuen Druckregelventils
abweicht. In diesem Fall ist eine zuverlässige Einstellung des Drucks
im Druckspeicher 17 möglicherweise
nicht mehr gewährleistet, weil
das neue Druckregelventil 18 z.B. – ausgehend von einem bestimmten
Soll- bzw. Steuerdruck unter Verwendung der bisher für das alte
Druckregelventil 18 adaptierten Kennlinie – mit einem
Strom angesteuert wird, der tatsächlich
einen von dem Steuerdruck wesentlich abweichenden Istdruck im Druckspeicher 17 bewirkt.
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Um
dennoch nach einem derartigen Austausch des Druckregelventils 18 ein
sicheres Betreiben der Brennkraftmaschine mit einer präzisen Regelung
des Drucks im Druckspeicher 17 zu ermöglichen, sieht das anhand von 2 beschriebene
Verfahren in einem ersten Schritt 100 vor, einen Vergleich
des Istdrucks im Druckspeicher 17 (1) mit dem
zur Ansteuerung des Druckregelventils 18 verwendeten Steuerdruck
durchzuführen.
Dieser Vergleich kann beispielsweise durch eine Bildung einer Differenz
aus Istdruck und Steuerdruck erfolgen und dient dazu, Abweichungen
des Istdrucks vom Steuerdruck festzustellen, die aufgrund des oben
beschriebenen Austauschs des Druckregelventils 18 oder
einer Verstimmung des Drucksensors 19 entstehen.
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Anschließend wird
in Schritt 110 überprüft, ob die
zuvor ermittelte Differenz aus Istdruck und Steuerdruck einen vorgebbaren
Schwelldruckwert überschreitet.
Dies ist beispielsweise der Fall, wenn zwischenzeitlich das Druckregelventil 18, 1,
wie vorstehend beschrieben gegen ein anderes Druckregelventil ausgetauscht
worden ist, welches aufgrund von Fertigungstoleranzen nicht dieselbe
Ansprechcharakteristik hinsichtlich des es steuernden Stroms besitzt.
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Bei Überschreiten
des Schwelldruckwerts wird im Schritt 120 des Verfahrens
nach 2 ein bereits erlernter Korrekturwert beziehungsweise
die bereits erlernten Korrekturwerte für die Kennlinie des Druckregelventils 18 auf
einen Ausgangswert gesetzt, so dass nachfolgend ein neues Erlernen
von Korrekturwerten möglich
ist.
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Außerdem kann
ein Fehlerbit z.B. in einem Fehlerspeicher des Steuergeräts 20 gesetzt
werden, mit dem bei einer späteren
Aswertung Manipulationen am Drucksensor 19 nachgewiesen
werden können.
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Die
neu zu erlernenden Korrekturwerte können die entsprechenden individuellen
Fertigungstoleranzen des neu verbauten Druckregelventils 18 kompensieren.
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Der
Ausgangswert kann dabei beispielsweise so gewählt werden, dass nach einem
erfindungsgemäßen Zurücksetzen
der Korrekturwerte die Kennlinie identisch mit der bereits erwähnten statistisch
gemittelten Kennlinie ist.
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Falls
im Schritt 110 jedoch festgestellt wird, dass die Differenz
aus Istdruck und Steuerdruck des Druckregelventils 18 den
Schwelldruckwert nicht überschreitet,
besteht keine Notwendigkeit, die bereits erlernten Korrekturwerte
zu verwerfen.
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Das
erfindungsgemäße Betriebsverfahren für eine Brennkraftmaschine
ist insbesondere deshalb sehr vorteilhaft, weil sich bei dessen
Anwendung eine Modifikation von Diagnosetestern für die Brennkraftmaschine
erübrigt,
welche beispielsweise eine Implementierung einer Funktion zur Löschung gelernter
Korrekturwerte nach einem Austausch des Druckregelventils 18 zum
Gegenstand hätte.
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Ferner
müssen
bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens
keine speziell zum Beispiel nach ihren Fertigungstoleranzen sortierten Druckregelventile
für einen
Austausch auszubauender Druckregelventile vorgehalten beziehungsweise beschafft
werden. Daher reduziert sich ein entsprechender Aufwand in der Lagerhaltung
und/oder der Ersatzteillogistik von Werkstätten.
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Darüber hinaus
ist es mit dem erfindungsgemäßen Betriebsverfahren
für eine
Brennkraftmaschine auch möglich,
unerwünschte
Eingriffe in die Steuerung der Brennkraftmaschine zu bemerken. Beispielsweise
erkennt das erfindungsgemäße Betriebsverfahren
auch bei einer absichtlichen Verstimmung des Druckregelventils 18 oder
des Drucksensors 19 des Druckspeichers 17 z.B.
zum Zwecke einer Leistungssteigerung der Brennkraftmaschine eine
erhöhte
Differenz eines Druckistwerts vom Drucksteuerwert des Druckregelventils 18,
so dass in diesem Fall die erlernten Korrekturwerte zurückgesetzt
werden, neue Korrekturwerte erlernt werden, gleichzeitig aber z.B.
ein Fehlerbit gesetzt wird, womit später Manipulationen z.B. an
dem Drucksensor 19 nachgewiesen werden können. Damit
kann gewissen Versuchen, eine insbesondere nicht spezifikationsgemäße Leistungssteigerung
der Brennkraftmaschine vorzunehmen, entgegengewirkt werden.
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Besonders
vorteilhaft ist hierbei auch, das Zurücksetzen der Korrekturwerte
zu speichern, beispielsweise in einem nicht-flüchtigen Speicher des Steuergeräts 20 (1).
Ferner ist es möglich,
das erfindungsgemäße Verfahren
in Abhängigkeit
einer Betriebsdauer der Brennkraftmaschine durchzuführen.