DE10141821C1 - Verfahren, Computerprogramm und Steuer- und/oder Regelgerät zum Betreiben einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Abstract

Bei einer Brennkraftmaschine hängt eine Soll-Krafstoffmasse (rk_w), die von einem Hochdruckbereich eines Kraftstoffsystems in einen Brennraum der Brennkraftmaschine gelangen soll, von einem Soll-Drehmoment ab. Ferner hängt die Absteuerdauer (dwmsvo) eines Mengensteuerventils, mit dem die von einer Kraftstoffpumpe in den Hochdruckbereich geförderte Kraftstoffmenge beeinflusst werden kann, von der Differenz zwischen einem Soll-Druck und einem ermittelten Druck (prist) im Hochdruckbereich ab. Die Förderleistung der Kraftstoffpumpe, die in den Hochdruckbereich fördert, hängt wiederum von der Drehzahl (nmot) einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine ab. Um zu vermeiden, dass zu viel oder zu wenig Kraftstoff in die Brennräume der Brennkraftmaschine eingespritzt wird, wird vorgeschlagen, dass aus einer Soll-Ansteuerdauer (dwmsvo) des Mengensteuerventils, der ermittelten Drehzahl (nmot) der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine und dem ermittelten Druck (prist) im Hochdruckbereich eine Prüf-Kraftstoffmasse (rk_um) ermittelt und diese mit der aus dem Soll-Drehmoment ermittelten Soll-Kraftstoffmasse (rk_w) verglichen wird.

Description

Die Erfindung betrifft zunächst ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, bei dem eine Soll-Kraftstoffmasse, die von einem Hochdruckbereich eines Kraftstoffsystems in einen Brennraum der Brennkraftmaschine gelangen soll, von einem Soll-Drehmoment abhängt, bei dem die Ansteuerdauer eines Mengensteuerventils, mit dem die von einer Kraftstoffpumpe in den Hochdruckbereich geförderte Kraftstoffmenge beeinflusst werden kann, von der Differenz zwischen einem Soll-Druck und einem ermittelten Druck im Hochdruckbereich abhängt, und bei dem die Förderleistung der Kraftstoffpumpe, die in den Hochdruckbereich fördert, von der Drehzahl einer Antriebswelle der Kraftstoffpumpe abhängt.

Ein solches Verfahren ist aus der DE 199 13 477 A1 bekannt. Es wird bei einer Brennkraftmaschine mit einem Kraftstoffsystem angewandt, welches eine Kraftstoffpumpe umfasst, die Kraftstoff von einem Kraftstoffbehälter zu einer Hochdruck- Kraftstoffpumpe fördert. Von dieser gelangt der Kraftstoff in eine Kraftstoff-Sammelleitung ("Rail"), in der der Kraftstoff unter hohem Druck gespeichert ist. An die Kraftstoff- Sammelleitung sind Injektoren angeschlossen, die den Kraftstoff direkt in Brennräume der Brennkraftmaschine einspritzen. Durch das Mengensteuerventil kann die Druckseite der Hochdruck- Kraftstoffpumpe während eines Förderhubs mit der Saugseite kurzgeschlossen werden. Dies ermöglicht die Einstellung der zur Kraftstoff-Sammelleitung hin gelangenden Kraftstoffmenge.

Die Menge des in die Brennräume gelangenden Kraftstoffes ergibt sich dabei aus der Einspritzdauer der Injektoren. Diese richtet sich wiederum einerseits nach dem Soll- Drehmoment der Brennkraftmaschine und andererseits nach dem Druck, welcher im Hochdruckbereich, an den die Injektoren angeschlossen sind, herrscht. Für ein bestimmtes Soll- Drehmoment werden bei niedrigerem Druck im Hochdruckbereich die Injektoren länger geöffnet als bei einem höheren Druck. Der Druck im Hochdruckbereich wird von einem Drucksensor erfasst. Bei einem aufgrund eines Sensorfehlers fehlerhaft zu klein ermittelten Kraftstoffdruck würde die Einspritzzeit der Injektoren erhöht, was eine ungewünschte Beschleunigung des Fahrzeugs zur Folge haben kann. Aus diesem Grund wird die Funktion des Drucksensors überwacht.

Es wurde nun jedoch festgestellt, dass nicht vollkommen ausgeschlossen werden kann, dass es in bestimmten Situationen zu einer ungewollten Beschleunigung eines Fahrzeugs kommt, in das eine solche Brennkraftmaschine eingebaut ist. Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass die Brennkraftmaschine immer beherrschbar arbeitet.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass aus einer Soll- Ansteuerdauer des Mengensteuerventils, der ermittelten Drehzahl der Antriebswelle der Kraftstoffpumpe oder der ermittelten Drehzahl einer Kurbelwelle der die Kraftstoffpumpe antreibenden Brennkraftmaschine und dem ermittelten Druck im Hochdruckbereich eine Prüf- Kraftstoffmasse ermittelt und diese mit der aus dem Soll- Drehmoment ermittelten Soll-Kraftstoffmasse verglichen wird.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es möglich, nicht nur die Funktion des Drucksensors, sondern insgesamt die Ermittlung der einzuspritzenden Kraftstoffmasse zu überprüfen. Somit können auch solche Fälle identifiziert werden, in denen der Drucksensor fehlerfrei arbeitet, jedoch andere Werte, von denen die tatsächlich von den Injektoren einzuspritzende Kraftstoffmasse abhängt, fehlerbehaftet sind. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn die sich aus dem Soll- Drehmoment ergebende Soll-Kraftstoffmasse fehlerhaft übernommen wird. Möglich ist aber auch eine fehlerhafte Übernahme der Ansteuerdauer des Mengensteuerventils.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden auch solche Fehler zweifelsfrei erkannt. Dies geschieht dadurch, dass die Kraftstoffmasse, welche in die Brennräume der Brennkraftmaschine eingespritzt werden soll, über die Soll- Ansteuerdauer des Mengensteuerventils, über beispielsweise die von einem Sensor ermittelte Drehzahl der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine und über den von einem Sensor ermittelten Druck im Hochdruckbereich rückgerechnet wird.

Dem liegt der Gedanke zugrunde, dass jene Kraftstoffmenge, die von den Injektoren aus der Kraftstoff-Sammelleitung abgerufen wird, von der zweiten Kraftstoffpumpe wieder nachgefördert werden muss, um einen bestimmten Druck in der Kraftstoff- Sammelleitung aufrechtzuerhalten. Die Fördermenge der zweiten Kraftstoffpumpe hängt wiederum von den Ansteuerzeiten bzw. der Schließdauer des Mengensteuerventils und der Drehzahl der Antriebswelle der zweiten Kraftstoffpumpe ab. Da diese zumeist mechanisch von der Nockenwelle der Brennkraftmaschine angetrieben wird, kann hier die Drehzahl der Brennkraftmaschine, die üblicherweise an deren Kurbelwelle abgegriffen wird, verwendet werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann somit durchgeführt werden, ohne dass zusätzliche Komponenten erforderlich sind. Auf äußerst preiswerte Art und Weise kann somit der Betrieb der Brennkraftmaschine noch sicherer und zuverlässiger gemacht werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.

In einer ersten Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass die Differenz aus Prüf-Kraftstoffmasse und Soll-Kraftstoffmasse gebildet und der Differenzbetrag mit einem Grenzwert verglichen wird. Hierdurch wird auf einfache Art und Weise ein Toleranzband geschaffen, durch welches eine zulässige Abweichung zwischen Prüf-Kraftstoffmasse und Soll- Kraftstoffmasse definiert wird. Durch ein solches Toleranzband können beispielsweise dynamische Effekte, zusätzliche Messungenauigkeiten usw. berücksichtigt werden.

Dabei ist möglich, dass die Prüf-Kraftstoffmasse mittels zweier Kennlinien ermittelt wird. Diese Kennlinien sind nur abhängig von der Drehzahl der Kraftstoffpumpe bzw. der Brennkraftmaschine und dem Kraftstoffdruck im Hochdruckbereich. Dies ist sehr einfach zu realisieren.

Alternativ hierzu ist es möglich, dass die Prüf- Kraftstoffmasse mittels eines mehrdimensionalen Kennfelds ermittelt wird. Der Aufwand hierfür ist zwar größer, allerdings sind die Genauigkeit und die Rechengeschwindigkeit besser.

Besonders bevorzugt ist jene Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei welcher die Durchführung des Vergleichs zwischen Prüf-Kraftstoffmasse und Soll- Kraftstoffmasse von der Drehzahl der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine abhängt. Hierdurch wird der Tatsache Rechnung getragen, dass normale und systembedingte Toleranzen einzelner Komponenten die Prüf-Kraftstoffmasse abhängig von der Drehzahl unterschiedlich stark beeinflussen.

Besonders bevorzugt wird dabei, dass bei niedrigen Drehzahlen der Brennkraftmaschine, insbesondere unterhalb von ungefähr 1200 UPM, kein Vergleich zwischen Prüf- Kraftstoffmasse und Soll-Kraftstoffmasse erfolgt. Insbesondere bei solchen niedrigen Drehzahlen macht ein Vergleich zwischen Prüf-Kraftstoffmasse und Soll- Kraftstoffmasse weniger Sinn, da die normalen Toleranzen einzelner Komponenten der Brennkraftmaschine in diesem Drehzahlbereich bereits zu erheblichen Abweichungen der Prüf-Kraftstoffmasse von der Soll-Kraftstoffmasse führen können.

Vorteilhaft ist auch jene Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei welcher dann, wenn die Prüf-Kraftstoffmasse und die Soll-Kraftstoffmasse mehr als zulässig voneinander abweichen, eine Fehlermeldung erfolgt und/oder ein Alarm ausgelöst wird. Die Fehlermeldung kann beispielsweise bei einer Wartung ausgelesen werden, so dass die die Brennkraftmaschine wartende Person einen unmittelbaren Hinweis auf den Fehlerzustand der Brennkraftmaschine bekommt und die notwendigen Reparaturen gezielt durchführen kann. Hierdurch wird die Wartung der Brennkraftmaschine erleichtert. Ein Alarm signalisiert dem Benutzer der Brennkraftmaschine unmittelbar, dass die Brennkraftmaschine nicht mehr fehlerfrei funktioniert. Im Falle der Verwendung der Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug kann das Alarmsignal beispielsweise das Aufleuchten eines Warnlichts am Armaturenbrett beinhalten.

In Weiterbildung hierzu wird vorgeschlagen, dass aufgrund der Fehlermeldung eine Sicherheitsmaßnahme durchgeführt wird. Wenn der Vergleich der Prüf-Kraftstoffmasse mit der Soll-Kraftstoffmasse ergibt, dass die Gefahr besteht, dass die Kraftstoffmasse fehlerhaft ermittelt wurde bzw. wird und somit das tatsächlich erzeugte Drehmoment nicht dem vom Benutzer der Brennkraftmaschine gewünschten Drehmoment entspricht, kann durch das Einleiten einer solchen Sicherheitsmaßnahme verhindert werden, dass der Betrieb der Brennkraftmaschine sowohl eine Gefahr für Komponenten der Brennkraftmaschine als auch für Leib und Leben des Benutzers bedeutet.

Um zu verhindern, dass eine solche Sicherheitsmaßnahme unnötigerweise erzeugt wird, wird vorgeschlagen, dass die Sicherheitsmaßnahme nur dann durchgeführt wird, wenn die Fehlermeldung über eine bestimmte Zeitdauer erzeugt wird. Bei dieser Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens führen kurzzeitige und einmalige Mess- und/oder Rechenfehler noch nicht zur Einleitung einer Sicherheitsmaßnahme. Diese wird somit auf jene Fälle beschränkt, in denen tatsächlich ein schwerwiegender ständig auftretender Fehler aufgrund des Vergleichs zwischen Prüf-Kraftstoffmasse und Soll-Kraftstoffmasse ermittelt wird.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Sicherheitsmaßnahme eine Abschaltung der Kraftstoffzufuhr umfasst. Dies bedeutet nichts anderes, als dass die Brennkraftmaschine ausgeschaltet wird. Durch diese radikale Sicherheitsmaßnahme wird verhindert, dass durch den weiteren, fehlerbehafteten Betrieb der Brennkraftmaschine weitere Schäden an dieser und durch diese entstehen. Auch eine Gefahr für den Benutzer einer solchermaßen fehlerhaft arbeitenden Brennkraftmaschine wird hierdurch reduziert.

Die Erfindung betrifft auch ein Computerprogramm, welches zur Durchführung des obigen Verfahrens geeignet ist, wenn es auf einem Computer ausgeführt wird. Dabei wird besonders bevorzugt, wenn das Computerprogramm auf einem Speicher, insbesondere auf einem Flash-Memory, abgespeichert ist.

Weiterhin betrifft die Erfindung ein Steuer- oder Regelgerät zum Betreiben einer Brennkraftmaschine. Um die Sicherheit beim Betrieb einer solchen Brennkraftmaschine zu erhöhen, wird vorgeschlagen, dass das Steuer- und/oder Regelgerät einen Speicher umfasst, auf dem ein Computerprogramm abgespeichert ist, mit dem eines der obigen Verfahren ausgeführt werden kann.

Nachfolgend wird ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung im Detail erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine;

Fig. 2 ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren zum Vergleich einer Soll-Kraftstoffmasse mit einer Prüf- Kraftstoffmasse der Brennkraftmaschine von Fig. 1 darstellt;

Fig. 3 ein Flussdiagramm, in dem die Bestimmung einer Soll- Kraftstoffmasse für die Brennkraftmaschine von Fig. 1 dargestellt ist;

Fig. 4 ein Flussdiagramm, in dem die Bestimmung eines Öffnungswinkels eines Mengensteuerventils der Brennkraftmaschine von Fig. 1 dargestellt ist;

Fig. 5 ein Diagramm, in dem der gemessene und der tatsächliche Druck in einem Hochdruckbereich der Brennkraftmaschine von Fig. 1 über der Zeit aufgetragen sind;

Fig. 6 ein Diagramm, in dem die Öffnungsdauer eines Injektors der Brennkraftmaschine von Fig. 1 über der Zeit dargestellt ist; und

Fig. 7 ein Diagramm, in dem der Verlauf einer Soll- Kraftstoffmasse und einer Prüf-Kraftstoffmasse der Brennkraftmaschine von Fig. 1 über der Zeit dargestellt sind.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In Fig. 1 trägt eine Brennkraftmaschine insgesamt das Bezugszeichen 10. Sie wird von einem Kraftstoffsystem 12 mit Kraftstoff versorgt. Zu diesem gehört ein Kraftstoffbehälter 14, aus dem eine elektrische Kraftstoffpumpe 16 den Kraftstoff zu einer Hochdruck- Kraftstoffpumpe 18 fördert.

Diese umfasst wiederum einen Arbeitsraum 20, dessen Größe von der Position eines nicht dargestellten Kolbens abhängt. Der Kolben wird wiederum von einer ebenfalls nicht dargestellten Nockenwelle der Brennkraftmaschine 10 mittelbar angetrieben. Stromaufwärts vom Arbeitsraum 20 ist ein erstes Rückschlagventil 22, und stromabwärts vom Arbeitsraum 20 ein zweites Rückschlagventil 24 vorhanden.

Die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 18 fördert in eine Kraftstoff-Sammelleitung 26 ("Rail"). An diese sind mehrere Injektoren 28 angeschlossen, welche den Kraftstoff in Brennräume 30 einspritzen.

Die von der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 18 in die Kraftstoff- Sammelleitung 26 geförderte Kraftstoffmenge wird durch ein Mengensteuerventil 32 beeinflusst. Dieses kann während einer Förderphase des Kolbens der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 18 den Arbeitsraum 20 wenigstens zeitweise mit einer stromaufwärts vom Rückschlagventil 22 gelegenen Kraftstoffleitung 34 verbinden. In diesem Fall wird der Kraftstoff nicht in die Kraftstoff-Sammelleitung 26 gepresst, sondern in die Kraftstoffleitung 34 zurückgefördert. Je nach Öffnungsdauer des Mengensteuerventils 32 wird also mehr oder weniger Kraftstoff in die Kraftstoff-Sammelleitung 26 gefördert.

Der Druck in der Kraftstoff-Sammelleitung wird von einem Drucksensor 36 erfasst, der entsprechende Signale an ein Steuer- und Regelgerät 38 abgibt. Dieses ist eingangsseitig auch mit einem Drehzahlsensor 40 verbunden, welcher die Drehzahl einer Kurbelwelle (nicht dargestellt) der Brennkraftmaschine 10 abgreift. Ein Stellungsgeber 42 greift die Stellung eines Gaspedals 44 ab und leitet entsprechende Signale an das Steuer- und Regelgerät 38. Ferner ist beispielhaft noch ein Sensor 46 dargestellt, welcher dem Steuer- und Regelgerät 38 eine für den Betriebszustand der Brennkraftmaschine 10 relevante Größe bereitstellt. Hierbei kann es sich beispielsweise um die Temperatur der Ansaugluft handeln. Möglich ist aber auch, dass es sich bei dem Sensor 46 um einen Heißfilm- oder HFM- Sensor handelt, welcher die in die Brennräume 30 der Brennkraftmaschine 10 gelangende Luftmenge erfasst.

Die Brennkraftmaschine 10 wird folgendermaßen betrieben (Fig. 2 bis 7):
Das Soll-Drehmoment wird im Wesentlichen durch die Stellung des Gaspedals 44 bestimmt. Dieses wird vom Stellungsgeber 42 abgegriffen. Ein der Stellung des Gaspedals 44 entsprechendes Signal wped wird einem Kennfeld 48 (vgl. Fig. 2) zugeführt. In dieses wird auch das vom Sensor 46 stammende Signal eingespeist. Im Kennfeld 48 wird als Ausgangsgröße eine Soll-Kraftstoffmasse rk_w bestimmt.

Diese Soll-Kraftstoffmasse rk_w soll von den Injektoren 28 in die entsprechenden Brennräume 30 eingespritzt werden. Die Menge des tatsächlich von den Injektoren 28 in die Brennräume 30 eingespritzten Kraftstoffs wird durch die Einspritzdauer ti_w der Injektoren 28 festgelegt. Ein Sollwert ti_w für die Einspritzdauer wird in einem Kennfeld 50 bestimmt (vgl. Fig. 3). In dieses wird einerseits die Soll-Kraftstoffmasse rk_w und andererseits der vom Drucksensor 36 erfasste Druck prist in der Kraftstoff- Sammelleitung 26 eingespeist. Die Berücksichtigung des in der Kraftstoff-Sammelleitung 26 herrschenden Druckes prist basiert auf der Überlegung, dass bei einer bestimmten Einspritzdauer und relativ niedrigem Druck in der Kraftstoff-Sammelleitung 26 weniger Kraftstoff in die Brennräume 30 gelangen würde als bei gleicher Einspritzdauer ti_w, jedoch höherem Druck prist in der Kraftstoff-Sammelleitung 26. Durch das Kennfeld 50 können derartige Druckunterschiede in der Kraftstoff-Sammelleitung 26 kompensiert werden.

Der Druck in der Kraftstoff-Sammelleitung 26 wiederum wird durch einen in Fig. 4 dargestellten geschlossenen Regelkreis auf einem gewünschten Niveau prsoll gehalten. Der Solldruck prsoll wird im Block 51 abhängig von verschiedenen Parametern bestimmt. Aus der Differenz zwischen dem Sollwert prsoll und dem vom Drucksensor 36 erfassten Druck prist in der Kraftstoff-Sammelleitung 26 wird im Block 52 ein Regelungsanteil prdr bestimmt. Der Sollwert prsoll für den Druck in der Kraftstoff- Sammelleitung 26 wird auch einer Kennlinie 54 zugeführt, welche hieraus einen Vorsteurungswert dwmsvvst für den Öffnungswinkel des Mengensteuerventils 32 bestimmt. Dieser wird wiederum zusammen mit dem Regelungsanteil prdr für den Kraftstoffdruck in ein Kennfeld 56 eingespeist, in dem der Sollwert dwmsvo für den Öffnungswinkel des Mengensteuerventils 32 bestimmt wird.

Dieser Öffnungswinkel entspricht jenem Winkel der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 10, bei dem das Mengensteuerventil 32 geöffnet und die Druckseite der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 20 mit der Saugseite kurzgeschlossen wird. Je größer der Öffnungswinkel, desto länger ist das Mengensteuerventil 32 geschlossen und desto mehr Kraftstoff wird bei einem Hub von der Hochdruck- Kraftstoffpumpe 20 in die Kraftstoff-Sammelleitung 26 gefördert. Hierdurch wird wiederum letztlich der Druck in der Kraftstoff-Sammelleitung 26 beeinflusst.

Bei der Berechnung der Einspritzdauer ti_w kann es aus verschiedenen Gründen in seltenen Fällen zu Fehlern kommen:
So kann beispielsweise aufgrund eines Fehlers des Drucksensors 36 der Kraftstoffdruck prist fehlerhaft ermittelt werden. Möglich ist aber auch, dass im Block 50 (Fig. 3) der Sollwert rk_w für die Kraftstoffmasse fehlerhaft übernommen wird. Beides würde zu einer Soll- Einspritzdauer ti_w der Injektoren 28 führen, welche nicht dem an sich vom Benutzer der Brennkraftmaschine 10 gewünschten und durch eine entsprechende Stellung des Gaspedals 44 zum Ausdruck gebrachten Soll-Drehmoment entspricht. Der Fall eines vom Drucksensor 36 fehlerhaft ermittelten Kraftstoffdrucks prist ist beispielhaft in den Fig. 5 und 6 aufgetragen:
Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, fällt zum Zeitpunkt t1 das dem gemessenen Druck prist entsprechende Signal plötzlich ab (durchgezogene Linie mit dem Bezugszeichen 58 in Fig. 5). Dieser Abfall des Signals entspricht einem fehlerhaften konstanten Offset. Der Abfall des Signals prist hat entsprechend dem in Fig. 4 dargestellten Flussdiagramm zur Folge, dass es zu einer starken Abweichung des in Fig. 5 strichpunktiert dargestellten Sollwerts prsoll von dem gemessenen Wert prist kommt. Dies führt dazu, dass bei dem in Fig. 4 dargestellten Verfahren der Sollwert dwmsvo für den Öffnungswinkel des Mengensteuerventils 32 angehoben und hierdurch die in die Kraftstoff-Sammelleitung 26 geförderte Kraftstoffmenge erhöht wird.

Somit steigt der tatsächliche in der Kraftstoff- Sammelleitung 26 herrschende Druck preal (Bezugszeichen 60 in Fig. 5) an. Da es sich bei dem Fehler des Drucksensors 36 um einen konstanten Offset handelt, steigt der tatsächliche Druck preal so lange an, bis das vom Drucksensor 36 an das Steuer- und Regelgerät 38 übermittelte (fehlerhafte) Signal prist wieder dem Sollwert prsoll entspricht. Der Messfehler des Drucksensors 36 führt somit zu einem tatsächlichen höheren Druck preal in der Kraftstoff-Sammelleitung 26 als vom Drucksensor 36 erfasst wird.

Aufgrund des zum Zeitpunkt t1 auftretenden plötzlichen Abfalls des Signals prist wird entsprechend dem Flussdiagramm von Fig. 3 zur Kompensation die Einspritzdauer ti_w erhöht. Dies ist in Fig. 6 dargestellt. Eine solche Erhöhung der Einspritzdauer ti_w bei real normalem Druck preal führt jedoch zu einer plötzlichen Erhöhung des Drehmoments. Erst wenn das Signal prist des Drucksensors 36 wieder dem Solldruck prsoll entspricht, liegt auch die Einspritzdauer ti_w wieder auf dem Niveau des normalen Werts.

Da jedoch, wie oben ausgeführt wurde, der tatsächliche Druck preal in der Kraftstoff-Sammelleitung 26 nun höher ist als vom Drucksensor 36 erfasst wird, wird während einer Einspritzdauer ti_w mehr Kraftstoff eingespritzt als an sich dem gewünschten Drehmoment und der hieraus bestimmten Kraftstoffmasse rk_w entspricht. Ein Fahrzeug, in welches die Brennkraftmaschine 10 eingebaut ist, würde somit zunächst ungewollt beschleunigen und anschließend konstant mit höherem Drehmoment betrieben werden, ohne dass dies vom Benutzer beabsichtigt ist.

Um all dies zu verhindern, wird bei der in Fig. 1 dargestellten Brennkraftmaschine 10 nach dem in Fig. 2 dargestellten Verfahren vorgegangen:
Zunächst werden die vom Drehzahlsensor 40 erfasste Drehzahl nmot der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 10, der Soll- Öffnungswinkel dwmsvo des Mengensteuerventils 32 und der vom Drucksensor 36 - falsch - ermittelte Druck prist in einem Block 62 in zwei Kennlinien eingespeist. Im Block 62 wird eine Prüf-Kraftstoffmasse rk_um ermittelt. Bei der Prüf-Kraftstoffmasse rk_um handelt es sich um eine rückgerechnete Kraftstoffmasse, welche jener Kraftstoffmasse entspricht, die von der Hochdruck- Kraftstoffpumpe 18, unter Annahme der Eingangswerte nmot, dwmsvo und prist, in die Kraftstoff-Sammelleitung 26 gefördert wird. In 64 wird aus dieser Prüf-Kraftstoffmasse rk_um und der im Kennfeld 48 bestimmten Soll- Kraftstoffmasse rk_w eine Differenz gebildet.

Das Ergebnis dieser Differenzbildung wird in einen Komparator 68 eingespeist, in dem die Differenz mit einem Grenzwert G1 verglichen wird. Wie aus Fig. 7 hervorgeht, beginnt die Prüf-Kraftstoffmasse rk_um im vorliegenden Fallbeispiel zum Zeitpunkt t1 von der Soll-Kraftstoffmasse rk_w abzuweichen, bis sie in dem mit einem Stern bezeichneten Punkt das schraffiert dargestellte Toleranzband verlässt, die Differenz also größer als G1 ist. Die Abweichung der Prüf-Kraftstoffmasse rk_um resultiert aus der zur Kompensation des vermeintlich zu niedrigen Krafstoffdrucks prist durchgeführten Erhöhung des Öffnungswinkels dwmsvo des Mengensteuerventils 32.

Die Drehzahl nmot wird auch direkt in einen Komparator 70 eingespeist, in dem sie mit einem Grenzwert G3 verglichen wird. Der Komparator 70 beeinflusst den Komparator 68 dahingehend, dass der Vergleich im Komparator 68 nur dann durchgeführt wird, wenn die Drehzahl nmot größer ist als der Grenzwert G3. Die Drehzahl G3 entspricht dabei üblicherweise einer Drehzahl, welche etwas höher als die Leerlaufdrehzahl ist. Ein beispielhafter Wert für G3 ist 1200 UPM.

Wenn im Komparator 68 festgestellt wird, dass die Differenz zwischen der Soll-Kraftstoffmasse rk_w und der Prüf- Kraftstoffmasse rk_um größer ist als der Grenzwert G1, wird im Block 72 ein Zähler in Gang gesetzt. Dessen Wert wird in einem Block 74 mit einem Grenzwert G2 verglichen. Dabei ist zu beachten, dass der Zähler im Block 72 zurückgesetzt wird, sobald im Block 68 festgestellt wird, dass die Differenz zwischen der Soll-Kraftstoffmasse rk_w und der Prüf-Kraftstoffmasse rk_um wieder kleiner als der Grenzwert G1 ist. Dies stellt sicher, dass nur über einen längeren Zeitraum (beispielsweise max. 0,5 sec) und nicht nur einmalig auftretende unzulässige Abweichungen der Prüf- Kraftstoffmasse rk_um von der Soll-Kraftstoffmasse rk_w weitergeleitet werden.

Wird im Block 74 festgestellt, dass der Zähler 72, bei dem es sich beispielsweise um einen Zeitzähler handeln kann, den Grenzwert G2 überschritten hat, wird im Block 76 eine Aktion ausgelöst. Diese kann beispielsweise beinhalten, dass die Einspritzzeit ti_w zwangsweise zu Null gesetzt wird, also kein Kraftstoff mehr von den Injektoren 28 in die Brennräume 30 eingespritzt wird. Dies bedeutet im Effekt, dass die Brennkraftmaschine ausgeschaltet wird. Außerdem kann ein Fehlerbit in einen Fehlerspeicher eingelesen werden. Auch die Erzeugung eines Alarmsignals ist im Block 76 möglich. Die Umsetzung und Absicherung der beschriebenen Aktionen erfolgt vorzugsweise in einer separaten Software-Routine.

Claims (13)

1. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (10), bei dem eine Soll-Kraftstoffmasse (rk_w), die von einem Hochdruckbereich (26) eines Kraftstoffsystems (12) in einen Brennraum (30) der Brennkraftmaschine (10) gelangen soll, von einem Soll-Drehmoment abhängt, bei dem die Ansteuerdauer (dwmsvo) eines Mengensteuerventils (32), mit dem die von einer Kraftstoffpumpe (18) in den Hochdruckbereich (26) geförderte Kraftstoffmenge beeinflusst werden kann, von der Differenz zwischen einem Soll-Druck (prsoll) und einem ermittelten Druck (prist) im Hochdruckbereich (26) abhängt, und bei dem die Förderleistung der Kraftstoffpumpe (18), die in den Hochdruckbereich (26) fördert, von der Drehzahl einer Antriebswelle der Kraftstoffpumpe abhängt, dadurch gekennzeichnet, dass aus einer Soll-Ansteuerdauer (dwmsvo) des Mengensteuerventils (32), der Drehzahl der Antriebswelle der Kraftstoffpumpe oder der ermittelten Drehzahl (nmot) einer Kurbelwelle der die Kraftstoffpumpe (18) antreibenden Brennkraftmaschine (10) und dem ermittelten Druck (prist) im Hochdruckbereich (26) eine Prüf-Kraftstoffmasse (rk_um) ermittelt und diese mit der aus dem Soll-Drehmoment ermittelten Soll-Kraftstoffmasse (rk_w) verglichen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Differenz aus Prüf-Kraftstoffmasse (rk_um) und Soll-Kraftstoffmasse (rk_w) gebildet (64) und der Differenzbetrag mit einem Grenzwert verglichen wird (68).

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüf-Kraftstoffmasse (rk_um) durch mittels zweier Kennlinien (62) ermittelt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüf-Kraftstoffmasse mittels eines mehrdimensionalen Kennfelds ermittelt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchführung (68) des Vergleichs zwischen Prüf-Kraftstoffmasse (rk_um) und Soll- Kraftstoffmasse (rk_w) von der Drehzahl (nmot) der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine (10) abhängt (70).

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei niedrigen Drehzahlen (nmot) der Brennkraftmaschine (10), insbesondere unterhalb von ungefähr 1200 RPM, kein Vergleich (68) zwischen Prüf-Kraftstoffmasse (rk_um) und Soll-Kraftstoffmasse (rk_w) erfolgt.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn die Prüf- Kraftstoffmasse (rk_um) und die Soll-Kraftstoffmasse (rk_w) mehr als zulässig voneinander abweichen, eine Fehlermeldung erfolgt und/oder ein Alarm ausgelöst wird (76).

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aufgrund der Fehlermeldung eine Sicherheitsmaßnahme durchgeführt wird (76).

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitsmaßnahme (76) nur dann durchgeführt wird, wenn die Fehlermeldung über eine bestimmte Zeitdauer erzeugt wird (72).

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitsmaßnahme eine Abschaltung der Kraftstoffzufuhr umfasst (76).

11. Computerprogramm, dadurch gekennzeichnet, dass es zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche geeignet ist, wenn es auf einem Computer ausgeführt wird.

12. Computerprogramm nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass es auf einem Speicher, insbesondere auf einem Flash-Memory, abgespeichert ist.

13. Steuer- und/oder Regelgerät (38) zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (10), dadurch gekennzeichnet, dass es einen Speicher umfasst, auf dem ein Computerprogramm abgespeichert ist, mit dem ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 ausgeführt werden kann.