DE102006009068A1

DE102006009068A1 - Method for operating an injection system of an internal combustion engine

Info

Publication number: DE102006009068A1
Application number: DE200610009068
Authority: DE
Inventors: Thomas Dingler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2006-02-28
Filing date: 2006-02-28
Publication date: 2007-08-30
Also published as: DE502007001265D1; EP1826385A1; EP1826385B1

Abstract

Ein Verfahren zum Betreiben eines Einspritzsystems einer Brennkraftmaschine, bei dem Kraftstoff mittels einer Pumpe, deren Zulauf von einer Zumesseinheit (200) gesteuert wird, in einen Speicher (300) gefördert wird und von dort mittels steuerbarer Injektoren (321, 322, 323, 324) in Brennräume (331, 332, 333, 334) der Brennkraftmaschine (310) eingespritzt wird, wobei ein Drucksensor (305) ein Drucksignal bereitstellt, das den Druck im Speicher (300) charakterisiert, ist dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Ausfall des Drucksensors (305) die Ansteuerdauer der Injektoren (321, 322, 323, 324) konstant gehalten wird und die Drehzahl der Brennkraftmaschine (310) durch eine Stellgröße der Zumesseinheit (200) auf einen konstanten Wert geregelt wird.A method for operating an injection system of an internal combustion engine, in which fuel is conveyed into a memory (300) by means of a pump, the feed of which is controlled by a metering unit (200), and from there by means of controllable injectors (321, 322, 323, 324) is injected into combustion chambers (331, 332, 333, 334) of the internal combustion engine (310), a pressure sensor (305) providing a pressure signal that characterizes the pressure in the memory (300), characterized in that in the event of a failure of the pressure sensor ( 305) the control duration of the injectors (321, 322, 323, 324) is kept constant and the speed of the internal combustion engine (310) is regulated to a constant value by a manipulated variable of the metering unit (200).

Description

Stand der TechnikState of technology

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Einspritzsystems einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a method for operating an injection system an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung mit einem Kraftstoffzumesssystem, bei dem der Kraftstoff mittels einer Pumpe in einen Speicher gefördert wird, ist beispielsweise aus der EP 0 976 921 B1 bekannt geworden. Vom Speicher gelangt der Kraftstoff über steuerbare Injektoren in die Brennräume der Brennkraftmaschine. Ein Sensor stellt ein Drucksignal bereit, das den Druck im Speicher charakterisiert. Der Druck im Speicher wird bei der Steuerung der Injektoren berücksichtigt. Eine genaue Kraftstoffzumessung ist nur möglich, wenn genaue Werte des Druckes im Speicher bekannt sind. Bei Common-Rail-Systemen liegt der Druck im Bereich zwischen einigen 100 bar bis ca. 2000 bar. Innerhalb dieses Bereichs muss der Drucksensor zuverlässig ein Signal bereitstellen. Ein Ausfall des Drucksensors bzw. ein fehlerhaftes Signal des Drucksensors führen zu einer ungenauen Kraftstoffzumessung. Bei Brennkraftmaschinen, bei denen eine Drucksteuerung mit einem Druckregelventil nicht möglich ist, wird in diesem Falle die Brennkraftmaschine abgeschaltet.A method and a device with a fuel metering system in which the fuel is conveyed by means of a pump in a memory, for example, from EP 0 976 921 B1 known. From the memory, the fuel passes through controllable injectors into the combustion chambers of the internal combustion engine. A sensor provides a pressure signal that characterizes the pressure in the memory. The pressure in the reservoir is taken into account when controlling the injectors. Accurate metering of fuel is only possible if accurate values of pressure in the reservoir are known. In common rail systems, the pressure is in the range between a few 100 bar to about 2000 bar. Within this range, the pressure sensor must reliably provide a signal. A failure of the pressure sensor or a faulty signal of the pressure sensor lead to an inaccurate fuel metering. In internal combustion engines in which a pressure control with a pressure control valve is not possible, the internal combustion engine is switched off in this case.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Verfahren zum Betreiben eines Einspritzsystems einer Brennkraftmaschine dahingehend weiterzubilden, dass auch bei Systemen, bei denen eine Drucksteuerung mit einem Druckregelventil nicht möglich ist, im Falle eines Ausfalls des Drucksensors ein Notbetrieb des Fahrzeugs möglich ist, um so noch einen sicheren Parkplatz oder einen Servicebetrieb zu erreichen.task The invention is a generic method for operating an injection system of an internal combustion engine to further develop that even in systems where a pressure control with a Pressure control valve not possible is in the event of failure of the pressure sensor emergency operation of Vehicle possible There is still a secure parking lot or a service operation to reach.

Darstellung und Vorteile der ErfindungPresentation and advantages the invention

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zum Betreiben eines Einspritzsystems einer Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Grundidee der Erfindung ist es, einen Ersatzregelkreis zur Verfügung zu stellen, welcher bei einem Ausfall des Drucksensors einen eingeschränkten Notbetrieb des Fahrzeugs ermöglicht. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass bei einem Ausfall des Drucksensors die Ansteuerdauer der Injektoren und die Solldrehzahl betriebspunktabhängig konstant gehalten werden. Auf diese Weise hängt die durch Injektoren eingespritzte Menge alleine vom Druck in dem Druckspeicher, dem sogenannten Rail, ab. Steigt demnach die Drehzahl an, so ist der Druck zu groß. Fällt die Drehzahl ab, so ist der Druck zu klein. Die Regelabweichung der Drehzahl wird nun als Eingang für den Druckregler verwendet und die Drehzahl der Brennkraftmaschine durch eine Stellgröße der Zumesseinheit auf einen konstanten Wert geregelt. Aufgrund dieses geschlossenen Regelkreises führt ein zu großer Raildruck zu einer erhöhten Drehzahl und somit im Raildruckregler zum Schließen der Zumesseinheit. Hieraus resultiert eine reduzierte Pumpenförderung. Hieraus wiederum ein reduzierter Raildruck, daraus eine reduzierte Einspritzmenge und so wiederum im Ergebnis eine kleinere Drehzahl. Ein zu kleiner Raildruck führt dagegen zu einem Abfall der Drehzahl und damit zum Öffnen der Zumesseinheit. Dies führt zu einer erhöhten Pumpenförderung, hieraus resultiert ein erhöhter Raildruck, daraus wiederum eine erhöhte Einspritzmenge und dies führt wiederum zu einer größeren Drehzahl. Durch diese Maßnahmen kann der Raildruck in einem für das System zulässigen Bereich gehalten werden und mit der konstanten Drehzahl ein Notfahrprogramm realisiert werden.These Task is in a method for operating an injection system an internal combustion engine of the type mentioned above with the features of claim 1. The basic idea of the invention is to provide a replacement control loop, which in case of failure of the pressure sensor limited emergency operation of the vehicle allows. This is inventively characterized achieved that in case of failure of the pressure sensor, the control period the injectors and the setpoint speed operating point dependent constant being held. In this way, the injected by injectors depends Quantity alone from the pressure in the pressure accumulator, the so-called rail, from. If the speed increases, the pressure is too high. Does that fall? Speed decreases, so the pressure is too small. The deviation of the Speed is now used as input for used the pressure regulator and the speed of the internal combustion engine by a manipulated variable of the metering unit regulated to a constant value. Because of this closed Loop leads one too big Rail pressure to an elevated Speed and thus in the rail pressure regulator to close the metering unit. From this results in a reduced pump delivery. From this turn one reduced rail pressure, resulting in a reduced injection quantity and so in turn a smaller speed. A too small rail pressure leads against it to a drop in speed and thus to open the metering unit. This leads to an elevated one Pump delivery, This results in an increased Rail pressure, in turn, an increased injection quantity and this leads again to a higher speed. Through these measures can the rail pressure in a for the system permissible Be kept range and with the constant speed an emergency driving program will be realized.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der auf Anspruch 1 rückbezogenen Unteransprüche. So sieht eine vorteilhafte Ausgestaltung vor, die Ansteuerdauer der Injektoren abhängig vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine und/oder des Fahrzeugs, welches die Brennkraftmaschine antreibt, zu verändern.Further advantageous embodiments of the method according to the invention are the subject referring back to claim 1 Dependent claims. Thus, an advantageous embodiment, the activation duration the injectors dependent the operating state of the internal combustion engine and / or the vehicle, which drives the internal combustion engine to change.

Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens, bei der ein erhöhter Mengenbedarf beispielsweise beim Anfahren erkannt wird, sieht vor, dass die Ansteuerdauer auf einen größeren Wert umgeschaltet wird in Abhängigkeit von Signalen, welche die Stellung einer Kupplung und/oder eines Getriebes und/oder der Geschwindigkeit des Fahrzeugs und/oder der Stellung des Gaspedals charakterisiert.A Another advantageous embodiment of the method, in which an increased volume requirement is detected, for example, when starting, provides that the driving time to a greater value is switched depending on of signals indicating the position of a clutch and / or a Transmission and / or the speed of the vehicle and / or the Characteristic of the accelerator pedal.

Bevorzugt wird die Ansteuerdauer in Stufen und zwar in Abhängigkeit von der Gaspedalstellung verändert. Dabei sind vorzugsweise drei Stufen vorgesehen, d.h. es wird nur auf große Änderungen des Gaspedals reagiert. In einer ersten Stufe wird die Ansteuerdauer verlängert, wenn eine einen Beschleunigungsvorgang des Fahrzeugs charakterisierende Gaspedalstellung vorliegt. Bei einer zweiten Stufe wird die Ansteuerdauer nicht verändert, wenn eine eine konstante Geschwindigkeit des Fahrzeugs charakterisierende Gaspedalstellung vorliegt. Und in einer dritten Stellung wird die Ansteuerdauer reduziert bei einer eine Verringerung der Geschwindigkeit charakterisierenden Gaspedalstellung.Prefers the driving time is changed in stages, depending on the accelerator pedal position. there Preferably, three stages are provided, i. it will only be on big changes the accelerator pedal reacts. In a first stage, the driving time extended, when an acceleration operation of the vehicle characterizing accelerator pedal position is present. In a second stage, the driving time is not changed when a characterizing a constant speed of the vehicle Accelerator pedal position is present. And in a third position, the Drive time reduces speed reduction characterizing accelerator pedal position.

Darüber hinaus kann eine schnelle Anpassung der Zumesseinheit vorgesehen sein, beispielsweise bei Erkennung von kritischen Betriebspunkten, wenn z.B. das Kupplungspedal betätigt wird. In diesem Falle kann eine erhöhte Kraftstofffördermenge von der Zumesseinheit – z.B. zum Anfahren – eingestellt werden.Furthermore a fast adaptation of the metering unit can be provided, for example, when detecting critical operating points, if e.g. the clutch pedal is pressed becomes. In this case, an increased fuel delivery of the metering unit - e.g. to start - set become.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung.Further Advantages and features of the invention are the subject of the following Description and the drawing of an embodiment the invention.

Zeichnungdrawing

In der Figur ist schematisch ein Blockschaltbild eines Einspritzsystems einer Brennkraftmaschine zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt.In The figure is a schematic block diagram of an injection system an internal combustion engine for explanation the method according to the invention shown.

Beschreibung von Ausführungsbeispielendescription of exemplary embodiments

In der Figur ist schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Einspritzsystems einer Brennkraftmaschine 310 dargestellt. Die Brennkraftmaschine 310 weist steuerbare Injektoren 321, 322, 323, 324 auf, mittels denen Kraftstoff in die Brennräume 331, 332, 333, 334 der Brennkraftmaschine 310 eingespritzt wird. Der Kraftstoff wird unter hohem Druck in die Brennräume 331, 332, 333, 334 eingespritzt. Hierzu ist ein Speicher 300 vorgesehen, ein sogenanntes Rail, in welchem der Kraftstoff unter hohem Druck gespeichert ist. Sämtliche Einspritzventile 321, 322, 323, 324 werden von diesem Speicher 300 gespeist. Der Druck in dem Speicher 300 wird von einer Förderpumpe 210 erzeugt, deren Zulauf von einer Zumesseinheit 200 gesteuert wird. In dem Speicher 300 ist ein Drucksensor 305 angeordnet, dessen Ausgangssignal einem Raildruckregler 110, der Teil eines Steuergeräts 400 ist, zugeführt wird. Der Raildruckregler 110 ermittelt eine Stellgröße 120 der Zumesseinheit 200, welche abhängig von einer Raildruckregelabweichung ermittelt wird.In the figure is an embodiment of an injection system of an internal combustion engine 310 shown. The internal combustion engine 310 has controllable injectors 321 . 322 . 323 . 324 on, by means of which fuel into the combustion chambers 331 . 332 . 333 . 334 the internal combustion engine 310 is injected. The fuel is under high pressure in the combustion chambers 331 . 332 . 333 . 334 injected. This is a memory 300 provided, a so-called rail, in which the fuel is stored under high pressure. All injectors 321 . 322 . 323 . 324 be from this store 300 fed. The pressure in the store 300 is from a feed pump 210 generated, whose inlet from a metering unit 200 is controlled. In the store 300 is a pressure sensor 305 arranged, whose output signal a rail pressure regulator 110 , the part of a controller 400 is, is supplied. The rail pressure regulator 110 determines a manipulated variable 120 the metering unit 200 , which is determined depending on a rail pressure control deviation.

Um nun einen Notlaufbetrieb der Brennkraftmaschine 310 bei einem Ausfall des Drucksensors 305 zu gewährleisten, werden dem Raildruckregler 110 eine Auswahl von Eingangsgrößen, beispielsweise ein den Gaspedalweg charakterisierendes Signal, ein die Kupplungsstellung charakterisierendes Signal, ein den eingelegten Gang eines Getriebes charakterisierendes Signal zugeführt, wie in der Figur schematisch durch einen Block 130 angedeutet.To now an emergency operation of the internal combustion engine 310 in case of failure of the pressure sensor 305 ensure the rail pressure regulator 110 a selection of input variables, for example a signal characterizing the accelerator pedal travel, a signal characterizing the clutch position, a signal characterizing the engaged gear of a transmission, as indicated schematically in the figure by a block 130 indicated.

In einem Modul 410 des Steuergeräts 400 wird ferner die Ansteuerdauer der Injektoren 321, 322, 323, 324 berechnet.In a module 410 of the control unit 400 is also the driving duration of the injectors 321 . 322 . 323 . 324 calculated.

Bei einem Ausfall des Drucksensors 305, der im Steuergerät 400 erfasst wird, wird nun die Ansteuerdauer der Injektoren 321, 322, 323, 324 auf dem zu diesem Zeitpunkt herrschenden Wert der Ansteuerdauern konstant gehalten, oder es wird wahlweise auf eine für das Notfahren sinnvolle Ansteuerdauer umgeschaltet. Gleichzeitig wird die Drehzahl der Brennkraftmaschine durch eine Stellgröße der Zumesseinheit 200 auf einen konstanten Wert auf nachfolgend beschriebene Weise geregelt. Hierzu wird abhängig von der Gaspedalstellung eine Solldrehzahl 150 vorgegeben. Die Solldrehzahl 150 wird in einem Rechenglied 160, das Teil des Steuergeräts 400 ist, von der aktuell herrschenden Dreh zahl 140 subtrahiert. Im Raildruckregler 110 wird nun diese Differenz (Regelabweichung) auf den Wert 0 geregelt, sodass die aktuelle Drehzahl 140 der Solldrehzahl 150 entspricht. Für die Solldrehzahl 150 für den Notfahrbetrieb sind in dem Steuergerät eine oder mehrere konstante Werte hinterlegt, die in Abhängigkeit von dem Betriebszustand vorgegeben werden. Die aktuelle Drehzahl 140 wird also nur durch eine Veränderung des Druckes im Rail 300 konstant gehalten, welcher über die Stellung der Zumesseinheit 200 verändert wird.In case of failure of the pressure sensor 305 in the controller 400 is detected, is now the drive duration of the injectors 321 . 322 . 323 . 324 is kept constant on the prevailing at this time value of Ansteuerdauern, or it is optionally switched to a meaningful for the emergency driving time. At the same time the speed of the internal combustion engine by a manipulated variable of the metering unit 200 regulated to a constant value in the manner described below. For this purpose, depending on the accelerator pedal position, a target speed 150 specified. The target speed 150 is in a calculator 160 , the part of the controller 400 is, from the currently prevailing speed 140 subtracted. In the rail pressure regulator 110 Now this difference (control deviation) is regulated to the value 0, so that the current speed 140 the target speed 150 equivalent. For the setpoint speed 150 for emergency operation, one or more constant values are stored in the control unit, which are predefined as a function of the operating state. The current speed 140 So only by changing the pressure in the rail 300 kept constant, which on the position of the metering unit 200 is changed.

In einer ersten Stufe, die auf ein Beschleunigen des Fahrzeugs schließen lässt, beispielsweise bei einer Betätigung des Gaspedals im Sinne einer Vergrößerung des Gaspedalwegs, wird eine längere Ansteuerdauer vorgegeben. Bei einem Betriebszustand, der bei unveränderter Gaspedalstellung auf eine unveränderte Geschwindigkeit des Fahrzeugs schließen lässt, wird die Ansteuerdauer beibehalten. Im Falle eines Betriebszustands des Kraftfahrzeugs, welcher auf eine Verringerung der Geschwindigkeit schließen lässt, wenn also das Gaspedal derart betätigt wird, dass der Gaspedalweg verkleinert wird – also „Gas weggenommen" wird –, wird die Ansteuerdauer durch die Zumesseinheit 200 verringert.In a first stage, which is indicative of an acceleration of the vehicle, for example during an actuation of the accelerator pedal in the sense of increasing the accelerator pedal travel, a longer actuation duration is predetermined. In an operating state, which can be concluded with an unchanged accelerator pedal position on an unchanged speed of the vehicle, the driving time is maintained. In the case of an operating state of the motor vehicle, which is indicative of a reduction in speed, that is, when the accelerator pedal is operated so that the accelerator pedal is reduced - ie "gas is taken away" -, the driving time is determined by the metering unit 200 reduced.

Eine Änderung der Ansteuerdauer kann auch in Abhängigkeit vom Kupplungspedalweg oder von der Getriebeinformation sowie unmittelbar von der Fahrgeschwindigkeit vorgenommen werden. So kann beispielsweise bei einer Erhöhung der Fahrgeschwindigkeit oder bei einer Änderung der Getriebeübersetzung auf eine größere Ansteuerdauer z.B. mittels einer Rampe umgeschaltet werden.A change the drive duration may also be dependent on the clutch pedal travel or from the gearbox information as well as directly from the driving speed be made. For example, if you increase the Driving speed or when changing the gear ratio on a larger driving time e.g. be switched by means of a ramp.

Claims

Method for operating an injection system of an internal combustion engine, in which fuel is pumped by a pump, whose inlet is fed from a metering unit ( 200 ) is controlled in a memory ( 300 ) and from there by means of controllable injectors ( 321 . 322 . 323 . 324 ) in combustion chambers ( 331 . 332 . 333 . 334 ) of the internal combustion engine ( 310 ), whereby a pressure sensor ( 305 ) provides a pressure signal indicative of the pressure in the memory ( 300 ), characterized in that in case of failure of the pressure sensor ( 305 ) the actuation duration of the injectors ( 321 . 322 . 323 . 324 ) is kept constant and the speed of the internal combustion engine ( 310 ) by a manipulated variable of the metering unit ( 200 ) is controlled to a constant value.

A method according to claim 1, characterized in that the drive duration of the injectors ( 321 . 322 . 323 . 324 ) depending on the operating state of the internal combustion engine ( 310 ) and / or the vehicle, which the internal combustion engine ( 310 ) is changed, is changed.

Method according to claim 2, characterized in that that the drive duration is switched to a larger value dependent on of signals indicating the position of a clutch and / or a Transmission and / or the speed of the vehicle and / or the Characterize the position of the accelerator pedal.

Method according to claim 3, characterized that the driving time in stages depending on the accelerator pedal position changed becomes.

Method according to claim 4, characterized in that that the activation duration depends on the accelerator pedal position is changed in three stages such that the Driving time extended when a characterizing an acceleration process of the vehicle Accelerator pedal position is present, the driving time is not changed at a characterizing a constant speed of the vehicle Accelerator pedal position and the driving time is reduced at a a reduction in speed characterizing accelerator pedal position.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the metering unit ( 200 ) is controllable in dependence on operating points of the internal combustion engine ( 310 ).

A method according to claim 6, characterized in that an increased fuel delivery amount from the metering unit ( 200 ) is set in the case of a clutch operation.