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DE19916101A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine

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Publication number
DE19916101A1
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DE
Germany
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pressure
fuel
control
state
control means
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE1999116101
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English (en)
Inventor
Christof Hammel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/38Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/3809Common rail control systems
    • F02D41/3836Controlling the fuel pressure
    • F02D41/3863Controlling the fuel pressure by controlling the flow out of the common rail, e.g. using pressure relief valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/38Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/3809Common rail control systems
    • F02D41/3836Controlling the fuel pressure
    • F02D41/3845Controlling the fuel pressure by controlling the flow into the common rail, e.g. the amount of fuel pumped
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
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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

Stand der Technik
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.
Aufgabe der Erfindung
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.
Vorteile der Erfindung
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.
Zeichnung
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.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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.
DE1999116101 1999-04-09 1999-04-09 Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine Withdrawn DE19916101A1 (de)

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