DE19916101A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer BrennkraftmaschineInfo
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Abstract
Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Brennkraftmaschine mit einem Common-Rail-System, beschrieben. Wenigstens eine Hochdruckpumpe fördert Kraftstoff von einem Niederdruckbereich in einen Speicher. Der Druck in dem Speicher wird erfaßt. In einem ersten Zustand wird zur Einstellung des Druckes wenigstens ein erstes Druckregelmittel verwendet. In einem zweiten Zustand wird wenigstens ein zweites Druckregelmittel verwendet. Die Zustände sind durch wenigstens die Regelabweichung zwischen einem Solldruck und einem Istdruck definiert.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Steuerung einer Brennkraftmaschine gemäß den
Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.
Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung einer
Brennkraftmaschine sind aus der DE 195 48 278 bekannt. Dort
werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung
einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer
Brennkraftmaschine mit einem Common-Rail-System beschrieben.
Wenigstens eine Pumpe fördert Kraftstoff in einen Speicher.
Der Druck in dem Speicher wird erfaßt und mittels eines
Reglers auf vorgegebene Sollwerte geregelt. Ein Ventil, das
den Speicher mit dem Kraftstofftank verbindet, dient als
Druckregelmittel, ferner dient eine gesteuerte
Vorförderpumpe als zweites Druckregelmittel.
Desweiteren sind Systeme bekannt, bei denen zur Regelung des
Druckes lediglich ein Ventil verwendet wird. Diese
Vorgehensweise besitzt den Nachteil, daß sehr hohe
Verlustleistungen auftreten, da die Pumpe derart ausgelegt
ist, daß sie immer die maximal erforderliche Kraftstoffmenge
fördert und die überschüssige Kraftstoffmenge über das
Druckregelventil abgelassen wird. Aufgrund dieser
Verlustleistung können sehr hohe Kraftstofftemperaturen
auftreten. Vorteilhaft bei dieser Vorgehensweise ist, daß
der Istdruck sehr schnell und präzise eingeregelt wird.
Systeme, die lediglich mit einer steuerbaren Hochdruckpumpe
zur Druckregelung ausgestattet sind, haben den Nachteil, daß
sehr hohe Anforderungen an die Qualität der Hochdruckpumpe
zu stellen sind. Problematisch ist hier insbesondere der
Übergang von hohen auf niedere Drucksollwerte. So können
beispielsweise beim Übergang in den Schubbetrieb erhöhte
Geräuschemissionen auftreten, da der für den Leerlaufbetrieb
oder Schubbetrieb erforderliche niedere Druck im
Druckspeicher erst nach Ablauf einer relativ langen
Verzögerungszeit erreicht wird. Vorteilhaft bei dieser
Vorgehensweise ist der hohe Wirkungsgrad und die damit
verbundene niedere Kraftstofftemperatur.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem
Verfahren und einer Vorrichtung zur Steuerung einer
Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art die
Druckregelung zu verbessern. Insbesondere soll der
Wirkungsgrad erhöht und die Qualität der Druckregelung
verbessert werden.
Mit der erfindungsgemäßen Vorgehensweise können die Vorteile
beider Strategien zur Druckregelung erreicht werden, ohne
daß deren Nachteile in Kauf genommen werden müssen. Dies
wird dadurch erreicht, daß bei einem Verfahren zur Steuerung
einer Brennkraftmaschine, in einem ersten Zustand zur
Einstellung des Druckes wenigstens ein erstes
Druckregelmittel und in einem zweiten Zustand zur
Einstellung des Druckes wenigstens ein zweites
Druckregelmittel verwendet wird, wobei die Zustände durch
wenigstens die Regelabweichung zwischen einem Solldruck und
einem Istdruck definiert sind.
Vorteilhaft ist es, wenn der erste Zustand bei einer
positiven Regelabweichung vorliegt, daß der zweite Zustand
bei einer negativen Regelabweichung vorliegt. Dies bedeutet,
daß die Zustände in Abhängigkeit von der Regelabweichung
umgeschaltet werden. Bei unterschiedlichem Vorzeichen der
Regelabweichung liegen unterschiedliche Anforderungen an der
Regelkreis vor. Daher ist es vorteilhaft abhängig von dem
Vorzeichen der Regelabweichung unterschiedliche
Druckregelmittel einzusetzen.
Besonders vorteilhaft ist es als zweites Druckregelmittel
ein Ventil zu verwenden, das den Speicher mit dem
Niederdruckbereich verbindet. Mit solchen Ventilen kann ein
schneller Druckabbau erreicht werden, wenn der Istdruck
größer als der Solldruck ist.
Vorteilhaft ist es ferner als erstes Druckregelmittel eine
Hochdruckpumpe zu verwenden, die abhängig von einem
Ansteuersignal einen bestimmten Kraftstoffmengenfluß vom
Niederdruckbereich in den Speicher erlaubt. Mit einer
solchen Hochdruckpumpe kann ein schneller Druckaufbau
erreicht werden, wenn der Istwert kleiner als der Sollwert
ist.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Ventil getaktet
ansteuerbar ist. Dabei stellt sich abhängig von dem
Tastverhältnis und/oder der Frequenz des Ansteuersignals ein
bestimmter Kraftstoffmengenfluß vom Speicher in den
Niederdruckbereich ein. Durch diese Vorgehensweise ist es
möglich, ein kostengünstiges Druckablaßventil zu verwenden,
das lediglich zwei Zustände geöffnet oder geschlossen
besitzt. Es kann aber auch vorgesehen sein, daß für den
Druckabbau ein Druckregelventil verwendet wird. Solche
Druckregelventile sind derart ausgebildet, daß das Ventil
abhängig von dem Strom, der durch das Ventil fließt, einen
gewünschten Druck einstellt.
Dadurch, daß zusätzlich abhängig von wenigstens einem
Signal, das einen Kraftstoffmengenfluß durch wenigstens
eines der Druckregelmittel kennzeichnet, die
Druckregelmittel ausgewählt werden, kann ein dauerndes
Umschalten zwischen den beiden Druckregelmitteln verhindert
und der Regelkreis stabilisiert werden.
Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen und
Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsformen erläutert. Es zeigen
Fig. 1 ein Blockdiagramm der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 2 ein Blockdiagramm der Druckregelung und,
Fig. 3 ein Blockdiagramm der Auswahl der verschiedenen
Regelungen.
In Fig. 1 sind die für das Verständnis der Erfindung
wesentliche Bauteile eines Kraftstoffversorgungssystems
einer Brennkraftmaschine mit Hochdruckeinspritzung
dargestellt. Das dargestellte System wird üblicherweise als
Common-Rail-System bezeichnet.
Mit 100 ist ein Kraftstoffvorratsbehälter bezeichnet. Dieser
steht über ein erstes Filter 105, eine Vorförderpumpe 110
mit einem zweiten Filtermittel 115 in Verbindung. Vom
zweiten Filtermittel 115 gelangt der Kraftstoff über eine
Leitung zu einer Hochdruckpumpe 125. Die Verbindungsleitung
zwischen dem Filtermittel 115 und der Hochdruckpumpe 125
steht über ein Niederdruckbegrenzungsventil 145 mit dem
Vorratsbehälter 100 in Verbindung. Die Hochdruckpumpe 125
steht mit einem Rail 130 in Verbindung. Das Rail 130 wird
auch als Speicher bezeichnet und steht über
Kraftstoffleitungen mit verschiedenen Injektoren 131 in
Kontakt. Über ein Druckablaßventil oder ein Druckregelventil
135 ist das Rail 130 mit dem Kraftstoffvorratsbehälter 100
verbindbar. Das Druckablaßventil 135 ist mittels einer Spule
136 steuerbar.
Die Leitungen zwischen dem Ausgang der Hochdruckpumpe 125
und dem Eingang des Druckregelventils 135 werden als
Hochdruckbereich bezeichnet. In diesem Bereich steht der
Kraftstoff unter hohem Druck. Der Druck im Hochdruckbereich
wird mittels eines Sensors 140 erfaßt. Die Leitungen
zwischen dem Tank 100 und der Hochdruckpumpe 125 werden als
Niederdruckbereich bezeichnet.
Eine Steuerung 160 beaufschlagt die Hochdruckpumpe 125 mit
einem Ansteuersignal AP, die Injektoren 131 mit einem
Ansteuersignal A und/oder das Druckablaßventil 135 mit
Ansteuersignal AV. Die Steuerung 160 verarbeitet
verschiedene Signale verschiedener Sensoren 165, die den
Betriebszustand der Brennkraftmaschine und/oder des
Kraftfahrzeugs, das die Brennkraftmaschine antreibt,
charakterisieren. Ein solcher Betriebszustand ist
beispielsweise die Drehzahl N der Brennkraftmaschine.
Diese Einrichtung arbeitet wie folgt: Der Kraftstoff, der
sich im Vorratsbehälter befindet, wird von der
Vorförderpumpe 110 durch die Filtermittel 105 und 115
gefördert.
Steigt der Druck im Niederdruckbereich auf unzulässig hohe
Werte an, so öffnet das Niederdruckbegrenzungsventil 145 und
gibt die Verbindung zwischen dem Ausgang der Vorförderpumpe
110 und dem Vorratsbehälter 100 frei.
Die Hochdruckpumpe 125 fördert die Kraftstoffmenge Q1 vom
Niederdruckbereich in den Hochdruckbereich. Die
Hochdruckpumpe 125 baut im Rail 130 einen sehr hohen Druck
auf. Üblicherweise werden bei Systemen für fremdgezündete
Brennkraftmaschinen Druckwerte von etwa 30 bis 100 bar und
bei selbstzündenden Brennkraftmaschinen Druckwerte von etwa
1000 bis 2000 bar erzielt. Über die Injektoren 131 kann der
Kraftstoff unter hohem Druck den einzelnen Zylinder der
Brennkraftmaschine zugemessen werden.
Mittels des Sensors 140 wird der Druck P im Rail bzw. im
gesamten Hochdruckbereich erfaßt. Mittels der steuerbaren
Hochdruckpumpe 125 und des Druckablaßventils 135 wird der
Druck im Hochdruckbereich geregelt.
Als Vorförderpumpe 110 werden üblicherweise
Elektrokraftstoffpumpen eingesetzt. Für höhere Fördermengen,
die insbesondere bei Nutzkraftfahrzeugen erforderlich sind,
können auch mehrere parallel geschaltete Vorförderpumpen
eingesetzt werden.
Bei den üblichen Regelstrategien für ein entsprechendes
Kraftstoffzumeßsystem arbeiten im wesentlichen mit einem PI-
Regler, dessen Stellgröße auf ein erstes Stellglied, das den
Zufluß von Kraftstoff in den Hochdruckbereich einstellt
und/oder einem zweiten Stellglied, über den der Mengenabfluß
Q2 vom Hochdruckbereich in den Niederdruckbereich
eingestellt wird. Die Druckregelung über die Größe Q1 ist
nur möglich, wenn ein Druckaufbau im Rail erfolgt und/oder
wenn die Einspritzmenge größer als 0 ist. Ist dagegen ein
Druckabbau im Rail erwünscht und die Einspritzmenge ist sehr
klein, so ist eine Druckregelung über Q1 nur bedingt
möglich, da diese Größe keine negativen Werte annehmen kann
und der Druck daher nur sehr langsam abgebaut wird.
Es ist vorgesehen, daß in diesem Betriebszustand das
Druckablaßventil 135 geöffnet wird, so daß durch den
Mengenabfluß Q2 ein Druckabbau erzielt werden kann. Die
Ansteuerung des Druckablaßventils 135 erfolgt derart, daß
dieses nur dann geöffnet wird, wenn die Regeldifferenz eine
bestimmte negative Schwelle unterschreitet und wieder
geschlossen wird, wenn die Regeldifferenz wiederum eine
andere negative Schwelle überschreitet. Dieses Verfahren hat
jedoch den Nachteil, daß sich kein mittlerer Durchfluß Q2
einstellt. Dieser Durchfluß Q2 hängt nur von der
Drosselöffnung und dem momentanen Raildruck ab. Die
Druckabbaugeschwindigkeit ist daher vom Betriebszustand
abhängig und kann nicht durch das Stellglied beeinflußt
werden.
In Fig. 2 ist eine Regelstruktur zur Regelung zweier
Stellglieder dargestellt. Bereits in Fig. 1 beschriebene
Elemente sind mit entsprechenden Bezugszeichen bezeichnet.
Eine Sollwertvorgabe 200 liefert einen Drucksollwert PS mit
positivem Vorzeichen an einen Verknüpfungspunkt 210. Am
zweiten Eingang des Verknüpfungspunktes liegt als Istwert
das Ausgangssignal P des Drucksensors 140 mit negativem
Vorzeichen an. Das Ausgangssignal des Verknüpfungspunktes
gelangt zu einem Schaltmittel 205, das den Eingang 2 des
Schaltmittels wahlweise mit den Ausgängen 0 oder 1 des
Schaltmittels verbindet. Der Ausgang 1 des Schaltmittels 205
steht mit dem Eingang eines ersten Reglers 220 in
Verbindung, der mit seinem Ausgangssignal Q1S eine erste
Kennlinie 230 beaufschlagt wird. Die erste Kennlinie 230
beaufschlagt einen Verknüpfungspunkt 240 mit einem
Stromsollwert IS. Am zweiten Eingang des Verknüpfungspunktes
240 liegt ein Signal I bezüglich des Istwertes des Stroms,
der durch das erste Stellglied 125 fließt, an. Der
Verknüpfungspunkt 240 beaufschlagt einen Stromregler 250 mit
einem Signal, der wiederum eine Pulsweitenmodulation 260
beaufschlagt. Am Ausgang der Pulsweitenmodulation 260 liegt
das Ansteuersignal AP für das erste Stellglied 125 an.
Der zweite Ausgang 0 des Schaltmittels 205 steht mit dem
Eingang eines zweiten Reglers 225 in Verbindung. Dieser
beaufschlagt einen Verknüpfungspunkt 245 mit einem Signal
Q2S. Am zweiten Eingang des Verknüpfungspunkts 245 liegt das
Ausgangssignal einer zweiten Kennlinie 235 an, der das
Ausgangssignal P des Drucksensors 140 zugeleitet wird. Am
Ausgang des Verknüpfungspunktes 245 liegt das Signal TV an,
mit dem eine zweite Pulsweitenmodulation 265 beaufschlagt
wird. An dem Ausgang der zweiten Pulsweitenmodulation 265
liegt das Signal AV zur Beaufschlagung des zweiten
Stellgliedes 135 an.
Das Ausgangssignal des Verknüpfungspunktes 210 gelangt
ferner zu einer Umschaltung 208, die das Schaltmittel 205
wahlweise in die Position 1 oder 0 bringt.
Ausgehend von der Differenz zwischen dem Sollwert PS und dem
Istwert P für den Raildruck bestimmt der Verknüpfungspunkt
210 eine Regelabweichung, die über das Schaltmittel 205
wahlweise dem ersten oder zweiten Regler zugeleitet wird.
Der erste Regler 220 bestimmt ausgehend von der
Regelabweichung die erforderliche Menge Q1S, die nötig ist,
um den gewünschten Sollwert einzustellen. In der ersten
Kennlinie 230 ist der hierfür erforderliche Strom IS
abgelegt, mit dem das Stellglied 125 beaufschlagt werden
muß, damit die Menge Q1S von der Pumpe 125 gefördert wird.
Dieser Sollwert für den Strom IS wird in dem
Verknüpfungspunkt 240 mit dem tatsächlichen Stromwert I
verglichen. Ausgehend von diesem Vergleich bestimmt der
Regler 250 eine Stellgröße, die in der Pulsweitenmodulation
260 in ein getaktetes Ansteuersignal umgesetzt wird, mit dem
das erste Stellglied 125 beaufschlagt wird.
Entsprechend bestimmt der zweite Regler 225 die Menge Q2S,
die erforderlich ist, um den entsprechenden Druckwert
einzustellen. Bei der Verwendung eines Druckregelventils
bestimmt der zweite Regler den Ventilstrom, der erforderlich
ist, um den entsprechenden Druckwert einzustellen.
Diese wird in dem Verknüpfungspunkt 245 mit dem Ausgang des
zweiten Kennfeldes 235 verknüpft. Dieser Kennfeldwert ist so
gewählt, daß am Ausgang des Verknüpfungspunktes 245 ein
Tastverhältnis TV ansteht, mit dem das Stellglied 135
angesteuert wird. Dieses Tastverhältnis wird in der
Pulsweitenmodulation 265 in ein entsprechendes
Ansteuersignal AV umgesetzt.
Um den Raildruck mit hoher Güte seinem Sollwert PS
nachführen zu können, wird die Größe Q2 eingestellt. Hierzu
wird die Menge Q2, die über das Druckablaßventil 135 in den
Niederdruckbereich abgelassen wird, auf einen gewünschten
mittleren Wert eingestellt. Diese Menge Q2 wird durch eine
Taktung des Druckablaßventils 135 eingestellt. Bei der
Verwendung eines Druckregelventils erfolgt dies durch eine
entsprechende Bestrommung des Druckregelventils. Durch die
Vorgabe, des zu dem gewünschten Druck passenden
Magnetventilstroms, stellt sich der Durchfluß Q2 durch das
Druckregelventil selbst ein.
Das Druckablaßventil 135 wird mit fester Frequenz geöffnet
und geschlossen, wobei die Öffnungsdauer variabel ist. Damit
wird eine mechanische pulsweitenmodulierte Ansteuerung des
Druckablaßventils 135 erreicht. Über das Tastverhältnis des
pulsweitenmodulierten Signals läßt sich der mittlere
Durchfluß Q2 einstellen.
Um eine vollwertige Druckabbauregelung zu realisieren wird
der PI-Regler 225 eingesetzt, dessen Stellwert dem
gewünschten mittleren Durchfluß Q2S entspricht. Das
Übertragungsverhalten des PI-Reglers ist vorzugsweise auf
die Parameter der Regelstrecke, bestehend aus dem
Druckablaßventil 135, angepaßt.
Druckabhängigkeit des Durchflusses Q2 wird durch die
Kernlinie 235 berücksichtigt. Dies bedeutet, ausgehend von
der gewünschten Durchflußmenge und dem aktuellen Druck P,
ergibt sich mit dem Ausgangssignal der Kennlinie 235 das
Tastverhältnis, mit dem das Druckablaßventil 135 anzusteuern
ist.
Erfindungsgemäß wird ausgehend von wenigstens der
Regelabweichung zwischen wenigstens einem ersten und einem
zweiten Betriebszustand unterschieden. Der erste Regler 220
wird nur bei positiven Regelabweichungen, das heißt beim
Druckaufbau und der zweite Regler 225 nur beim Druckabbau
verwendet. Dies ist durch das Schaltmittel 205 symbolisiert.
Abhängig von der Regelabweichung schaltet der Umschalter 208
das Schaltmittel 205 in die entsprechende Position.
Erfindungsgemäß wird ein Zweistellerkonzept mit einer
Ablöseregelung verwendet. Bei positiven Regelabweichungen,
das heißt der Sollwert ist größer als der Istwert wird nur
das erste Stellglied die steuerbar Hochdruckpumpe 125
verwendet. Mit dem ersten Druckregelmittel werden nur
positive Stellwerte erzeugt. Bei negativen
Regelabweichungen, das heißt der Sollwert ist kleiner als
der Istwert, wird nur das zweite Stellglied das
Druckablaßventil 135 verwendet. Mit dem zweiten
Druckregelmittel werden nur negative Stellwerte erzeugt.
Dies hat den Vorteil, daß es nicht erforderlich ist beide
Stellglieder gleichzeitig anzusteuern. Bei einer
gleichzeitigen Ansteuerung können Druckpulsationen im
Speicher auftreten. Diese beruhen darauf, daß der Druck
stark vom Durchfluß Q2 durch das Druckablaßventil 135
abhängig. Bei einer Drosselung der Hochdruckpumpe 125 kommt
es zu starken Schwankungen des Durchflusses und damit des
Drucks.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann auch vorgesehen
sein, daß dieses Schaltmittel hinter dem Regler angeordnet
ist. In dieser Ausführungsform wird die Regelabweichung, das
heißt das Ausgangssignal des Verknüpfungspunktes 210, einem
Regler zugeleitet und das Ausgangssignal des Reglers wird
mittels des Schaltmittels 205 wahlweise der ersten Kennlinie
230 oder dem Verknüpfungspunkt 245 zugeleitet.
Erfindungsgemäß erfolgt eine Umschaltung, wenn der aktuelle
aktive Regler den Stellwert 0 erreicht, das heißt entweder
die Menge Q1S oder die Menge Q2S den Wert 0 erreicht. Um ein
unnötiges Hin- und Herschalten zu verhindern, kann bei einer
vorteilhaften Ausgestaltung vorgesehen sein, daß als
zusätzliche Bedingung noch eine Mindestschwelle für die
Regeldifferenz verwendet wird. Eine entsprechende Struktur
ist in Fig. 3 dargestellt.
Die Fig. 3 zeigt eine detaillierte Darstellung einer
Ausführungsform der Umschaltung 208. Bereits in Fig. 1 und
2 beschriebene Elemente sind mit entsprechenden
Bezugszeichen bezeichnet. Ein Halteglied 300 beaufschlagt
das Schaltmittel 205 mit einem Ansteuersignal, das im
wesentlichen zwei Signalwerte 0 oder 1 annimmt. Das
Ausgangssignal des Haltegliedes, das am Ausgang Q anliegt,
gelangt ferner über ein Negierglied 310 zu einem ersten
Eingang eines ersten Und-Gatters 320 und zu einem ersten
Eingang eines zweiten Und-Gatters 330. Am zweiten Eingang
des ersten Und-Gatters 320 liegt das Ausgangssignal einer
ersten Abfrage 340 an. Entsprechend liegt am zweiten Eingang
des zweiten Und-Gatters 330 das Ausgangssignal einer zweiten
Abfrage 350 an. Ferner liegt an einem dritten Eingang des
ersten Und-Gatters 320 das Ausgangssignal eines ersten
Vergleichers 360 und an einem dritten Eingang des zweiten
Und-Gatters 330 das Ausgangssignal eines zweiten
Vergleichers 370 an.
Der Eingang a des ersten Vergleichers 360 wird mit dem
Ausgangssignal des Verknüpfungspunktes 210 beaufschlagt.
Entsprechendes gilt für den zweiten Vergleicher 370. Am
Eingang b des ersten Vergleichers 360 liegt das
Ausgangssignal S1 einer ersten Schwellwertvorgabe 380 an. Am
Eingang b des zweiten Vergleichers 370 liegt das
Ausgangssignal S2 einer zweiten Schwellwertvorgabe 390 an.
Das erste Und-Gatter 320 beaufschlagt den Eingang S des
Haltegliedes 300. Das zweite Und-Gatter 330 beaufschlagt den
Eingang R des Haltegliedes 300.
Nimmt das Ausgangssignal des Haltegliedes seinen Wert 1 an,
so befindet sich das Schaltmittel 205 in seiner mit 1
bezeichneten Position und das erste Stellglied 225 regelt
den Kraftstoffdruck. Nimmt das Ausgangssignal den Wert 0 an,
so befindet sich das Schaltmittel 205 in seiner zweiten
Position und das Druckablaßventil 135 bestimmt den
Kraftstoffdruck.
Liegt am Ausgang Q des Haltegliedes 300 das Signal 1 an, das
heißt das erste Stellglied 125 ist aktiv, so bewirkt dies,
daß am ersten Eingang des ersten Und-Gatters 320 ein
niederer Signalpegel anliegt und das Ausgangssignal des
ersten Und-Gatters 320 einen niederen Pegel annimmt. Am
ersten Eingang des zweiten Und-Gatters dagegen liegt ein
hoher Signalpegel an. Erkennt nun die Abfrage 350, daß der
Sollwert Q1S zu 0 wird, das heißt es soll von der
Hochdruckpumpe kein Kraftstoff mehr gefördert werden, und
ist die Regelabweichung am Punkt 210 kleiner als ein
Schwellwert S2, so liegt am Ausgang des zweiten Und-Gatters
330 ein hoher Signalpegel an. Dies hat zur Folge, daß das
Halteglied über seien R-Eingang ein Rücksetzsignal bekommt
und der Ausgang des Haltegliedes auf 0 übergeht. Dies hat
wiederum zur Folge, daß das Schaltmittel 205 auf den
Anschluß 0 umschaltet und der zweite Regler und damit das
Druckablaßventil oder das Druckregelventil aktiv wird.
Dies bedeutet, es erfolgt eine Umschaltung auf den zweiten
Regler, wenn bei eingeschaltetem ersten Regler, die von der
Pumpe geförderte Menge zu 0 wird und gleichzeitig die
Regelabweichung kleiner als ein Schwellwert S2 wird.
Bei einer vereinfachten Ausführungsform kann der Vergleicher
370 auch weggelassen werden.
Nimmt der Ausgang Q seinen niederen Signalpegel an, so liegt
am ersten Eingang des Und-Gatters 330 ein niederer Pegel an
und das Ausgangssignal des zweiten Und-Gatters 330 nimmt
immer einen niederen Pegel an. Durch das Negierglied 310
wird erreicht, daß an dem ersten Eingang des ersten Und-
Gatters 320 nun ein hoher Pegel anliegt.
Solange ein Druckabbau gewünscht wird, das heißt der
Sollwert Q2S ist größer 0, das heißt es soll eine bestimmte
Kraftstoffmenge über das Druckablaßventil 135 abgelassen
werden, ist der Ausgang der Abfrage 350 ungleich 1 und das
Ausgangssignal des zweiten Und-Gatters 330 nimmt einen
niederen Wert an. Dies hat zu Folge, daß sich das
Ausgangssignal am Ausgang Q des Haltegliedes 300 nicht
ändert. Hat der Sollwert seinen neuen Wert erreicht, das
heißt soll kein weiterer Kraftstoff über das Ablaßventil 135
abgelassen werden, so wird der Wert Q2S gleich 0 und der
Ausgang des ersten Und-Gatters 320 nimmt einen positiven
Wert an.
Der wesentliche Vorteil dieser Vorgehensweise liegt darin,
daß auch mit einem Druckablaßventil ein kontinuierlicher
Druckabbau möglich ist. Der Querschnitt, das heißt die
maximal mögliche abzuführende Kraftstoffmenge durch das
Druckablaßventil 135 kann auch größer gewählt werden, da der
Durchfluß durch das Tastverhältnis Ansteuerung auf beliebige
Werte eingestellt werden kann. Damit kann die
Druckabbaugeschwindigkeit in größeren Bereichen eingestellt
werden. Durch die Kompensation des druckabhängigen
Durchflusses mittels der Kennlinie 235 verhält sich die
Regelstrecke für den Druckabbau als lineares System für das
bekannte regelungstechnische Verfahren eingesetzt werden
können.
Claims (9)
1. Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine,
insbesondere einer Brennkraftmaschine mit einem Common-
Rail-System, wobei wenigstens eine Hochdruckpumpe
Kraftstoff von einem Niederdruckbereich in einen Speicher
fördert und der Druck in dem Speicher erfaßt wird, wobei
in einem ersten Zustand zur Einstellung des Druckes
wenigstens ein erstes Druckregelmittel und in einem
zweiten Zustand zur Einstellung des Druckes wenigstens
ein zweites Druckregelmittel verwendet wird, dadurch
gekennzeichnet, daß die Zustände durch wenigstens eine
Regelabweichung zwischen einem Solldruck und einem
Istdruck unterschieden werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der erste Zustand bei einer positiven Regelabweichung und
der zweite Zustand bei einer negativen Regelabweichung
vorliegt.
3. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß sich abhängig von dem Tastverhältnis
und/oder der Frequenz des Ansteuersignals ein bestimmter
Kraftstoffmengenfluß vom Speicher in den
Niederdruckbereich einstellt.
4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Zustand zusätzlich abhängig von
wenigstens einem Signal erkannt wird, das einen
Kraftstoffmengenfluß durch wenigstens eines der
Druckregelmittel kennzeichnet.
5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß in dem ersten Zustand zur Einstellung
des Druckes nur das erste Druckregelmittel verwendet
wird, und daß in dem zweiten Zustand zur Einstellung des
Druckes nur das zweite Druckregelmittel verwendet wird.
6. Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine,
insbesondere einer Brennkraftmaschine mit einem Common-
Rail-System, wobei wenigstens eine Hochdruckpumpe
Kraftstoff von einem Niederdruckbereich in einen Speicher
fördert und der Druck in dem Speicher erfaßt wird, daß
wenigstens ein erstes Druckregelmittel in einem ersten
Zustand zur Einstellung des Druckes verwendet wird, und
daß wenigstens ein zweites Druckregelmittel in einem
zweiten Zustand zur Einstellung des Druckes verwendet
wird, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind,
die die Zustände durch wenigstens eine Regelabweichung
zwischen einem Solldruck und einem Istdruck
unterscheiden.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
es sich bei dem zweiten Druckregelmittel um ein Ventil
handelt, das den Speicher mit dem Niederdruckbereich
verbindet.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch
gekennzeichnet, daß es sich bei dem ersten
Druckregelmittel um die Hochdruckpumpe handelt, die
abhängig von einem Ansteuersignal einen bestimmten
Kraftstoffmengenfluß vom Niederdruckbereich in den
Speicher erlaubt.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß das Ventil getaktet ansteuerbar ist.
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| DE1999116101 DE19916101A1 (de) | 1999-04-09 | 1999-04-09 | Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine |
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|---|---|---|---|
| DE1999116101 DE19916101A1 (de) | 1999-04-09 | 1999-04-09 | Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine |
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ID=7904056
Family Applications (1)
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