DE102016213433A1

DE102016213433A1 - Verfahren zur Bestimmung eines Raildrucksollwerts

Info

Publication number: DE102016213433A1
Application number: DE102016213433.7A
Authority: DE
Inventors: Till Wokoeck; Markus Off
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2016-07-22
Filing date: 2016-07-22
Publication date: 2018-01-25

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung eines Raildrucksollwerts eines Common-Rail-Systems, wobei die Änderung des Raildrucksollwerts auf einen Maximalwert begrenzt wird, wobei der Maximalwert in dynamischen Betriebszuständen gelernt wird.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren nach Gattung der unabhängigen Ansprüche.
Aus der EP 2 054 606 A1 ist ein Verfahren zur Bestimmung eines Raildrucksollwerts eines Common-Rail-Systems einer Brennkraftmaschine bekannt. Dort werden die Änderungen des Raildrucksollwerts auf ein Maximalwert und ein Minimalwert begrenzt.
Bei heutigen Common-Rail-Systemen, die bei Brennkraftmaschinen eingesetzt werden, wird bei der Berechnung des Sollwerts für den Raildruck der positive Gradient des Sollwerts begrenzt. Der Maximalwert für diesen Gradienten ist üblicher Weise in einem Kennfeld, abhängig von der Motordrehzahl und der Einspritzmenge abgelegt. Üblicher Weise wird der Gradient des Sollwert des Raildrucks auf einen solchen Wert begrenzt, bei dem der Raildruckregler stabil arbeitet. Die physikalisch realisierbaren Gradienten des Druckanstiegs hängen im Wesentlichen von der Mengenbilanzreserve, dem Hochdruckvolumen und dem Kompressionsmodul des Kraftstoffs ab. Bei der Auslegung bzw. bei der Applikation des Kennfeldes, in dem der Maximalwert abgelegt ist, muss eine bestimmte Toleranzlage angenommen werden. Bei dem individuellen System kann dessen Toleranzlage hiervon abweichen. Das aktuelle System könnte größere oder kleinere Druckaufbaugradienten realisieren als die im Kennfeld hinterlegten Gradienten.
Ein zu großer Gradient der vom System nicht realisiert werden kann, verschlechtert die Regelgüte z.B. durch größere Überschwinger und kann zu unberechtigten Fehlereinträgen führen bzw. Diagnosefähigkeit reduzieren. Ein zu kleiner Gradient kann sich ungünstig auf die Emissionen auswirken, wenn der Raildruck nicht schnell genug auf den zum Betriebspunkt passenden Wert eingestellt werden kann.
Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass die Begrenzung des Gradienten an das individuelle System angepasst wird. Dadurch kann eine optimale Steuerung und Regelung des Raildrucks erzielt werden. Eine zu starke Begrenzung oder eine zu geringe Begrenzung kann vermieden werden. Dadurch kann der Raildruckregler einfacher ausgelegt werden. Dies wird dadurch erreicht, dass der Maximalwert, auf den der Gradient des Raildrucks begrenzt wird, in dynamischen Betriebszuständen gelernt wird. Vorzugsweise werden solche dynamischen Betriebszustände erkannt, wenn der Sollwert für den Raildruck oder eine Lastgröße, wie beispielsweise die einzuspritzende Kraftstoffmenge oder der Fahrerwunsch, stark ansteigt.
Eine besonders vorteilhafte und einfach zu realisierende Ausführungsform ergibt sich, wenn in einem dynamischen Betriebszustand die Stellgrößen zur Beeinflussung des Raildrucks auf einen Höchstwert gesetzt und die Raildruckänderung erfasst und zur Ermittlung des neuen Maximalwerts verwendet wird.
Durch die in den weiteren abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im unabhängigen Anspruch angegebenen Verfahrens möglich.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung einen neuen Programmcode zusammen mit Verarbeitungsanweisungen zum Erstellen eines auf einem Steuergerät ablauffähigen Computerprogramms, insbesondere Sourcecode mit Compilier- und/oder Verlinkungsanweisungen, wobei der Programmcode das Computerprogramm zur Ausführung aller Schritte eines der beschriebenen Verfahren ergibt, wenn er gemäß der Verarbeitungsanweisungen in ein ablauffähiges Computerprogramm umgewandelt wird, also insbesondere kompiliert und/oder verlinkt wird. Dieser Programmcode kann insbesondere durch Quellcode gegeben sein, welche beispielsweise von einem Server im Internet herunterladbar ist.
Kurze Beschreibung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
1 ein Blockdiagramm der wesentlichen Elemente eines Common-Rail-Systems und
2 ein Flussdiagramm zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Ausführungsformen der Erfindung
In der 1 sind die für das Verständnis der Erfindung erforderlichen Bauteile eines Common-Rail-Systems einer Brennkraftmaschine dargestellt. Ein Rail ist mit 100 bezeichnet. Diesem wird über eine Hochdruckpumpe 110 Kraftstoff zugeführt. Der Druck im Rail kann mittels eines Raildrucksensors 120 erfasst werden. Ausgehend von dem Vergleich zwischen dem gemessenen Raildruck PI und einem Sollwert PS für den Raildruck gibt ein Regler 130 ein Ansteuersignal zur Ansteuerung der Hochdruckpumpe 110 vor. Alternativ oder ergänzend zur Hochdruckpumpe können auch andere Stellelemente, die den Raildruck im Rail 100 beeinflussen, vorgesehen und von dem Regler 130 angesteuert werden.
Der Sollwert PS für den Raildruck wird von einer Sollwertvorgabe 140 bereitgestellt. Hierzu wertet die Sollwertvorgabe 140 die Ausgangssignale einer Signalvorgabe 170 und einer Signalvorgabe 180 aus. Die Signalvorgabe 170 stellt ein Signal, das der einzuspritzenden Kraftstoffmenge entspricht, bereit. Hierbei handelt es sich vorzugsweise um die interne Größe in dem Steuergerät, die ein Maß für die einzuspritzende Kraftstoffmenge darstellt. Bei der Vorgabe 180 handelt es sich vorzugsweise um einen Sensor, der ein Signal bereitstellt, dass der Drehzahl der Brennkraftmaschine entspricht. Dieses Signal bezüglich des Sollwertes PS gelangt über eine Begrenzung 150 zu einem Verknüpfungspunkt, in dem der Sollwert mit dem Istwert, der von dem Raildrucksensor 120 bereitgestellt wird, verglichen wird. Das Ausgangssignal des Verknüpfungspunktes wird von dem Regler 130 verarbeitet. Die Begrenzung 150 begrenzt den Anstieg des Sollwerts für den Raildruck auf einen vorgegebenen Maximalwert. Dieser vorgegebene Maximalwert ist vorzugsweise in einem Kennfeld 160, abhängig von einer Lastgröße und/oder der Drehzahl abgelegt. Als Lastgröße wird vorzugsweise die einzuspritzende Kraftstoffmenge verwendet. Vorzugsweise wird der Maximalwert von denselben Größen in einem Kennfeld abgelegt wie der Sollwert.
Zusätzlich zu der Lastgröße und der Drehzahl können dem Kennfeld 160 bzw. auch der Sollwertvorgabe 140 noch weitere Eingangsgrößen zugeführt werden. Dies sind insbesondere die Kraftstofftemperatur und der Druck im Rail, der von dem Sensor 120 bereitgestellt wird.
In 2 ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. In einem ersten Schritt 200 beginnt das Verfahren. Dabei wird der Betriebszustand der Brennkraftmaschine erfasst. In Schritt 210 wird überprüft, ob ein dynamischer Betriebszustand vorliegt. In solchen dynamischen Betriebszuständen wird üblicher Weise eine große Kraftstoffmenge eingespritzt und die Hochdruckpumpe 110 muss eine große Kraftstoffmenge fördern. Ein solcher dynamischer Betriebszustand wird vorzugsweise dann erkannt, wenn der Sollwert PS für den Raildruck stark ansteigt. Alternativ kann auch eine Lastgröße, wie beispielsweise die einzuspritzende Kraftstoffmengen oder das Fahrerwunschsignal dahingehend überprüft werden, ob diese stark ansteigt.
Wird ein solcher dynamischer Betriebszustand nicht erkannt, so erfolgt erneut Schritt 200. Wird ein solcher dynamischer Betriebszustand erkannt, wird in Schritt 220 der aktuelle Druck P0 im Rail mittels des Sensors 120 erfasst. Anschließend in Schritt 230 wird die Pumpe mit einem Höchstwert so angesteuert, dass diese die maximal mögliche Kraftstoffmenge fördert. Alternativ oder ergänzend können auch andere vorhandene Steller zur Beeinflussung des Raildrucks auf einen Höchstwert gesetzt werden. Dies hat zur Folge, dass der Raildruck maximal Ansteigt. Im anschließenden Schritt 240 wird nach einer gewissen Zeit ein neuer Messwert P1 für den Druck im Rail mittels des Sensors 120 erfasst. Im Schritt 250 wird die Druckdifferenz DP zwischen dem aktuellen Druck P1 und dem Druck P0 vor der Vollförderung ermittelt. Diese Druckdifferenz entspricht dem Raildruckgradienten. Der Raildruckgradient entspricht der Änderung des Raildruck innerhalb einer bestimmten vorgegebenen Zeit. Diese Zeit entspricht dem Ausführungsbeispiel der Zeit zwischen der Erfassung des Wertes P0 im Schritt 220 und der Erfassung des Drucks P1 im Schritt 240. Im Schritt 260 wird dieser Wert, mit dem im Kennfeld 160 abgelegten Maximalwert für den Raildruckgradienten verglichen und dieser ggf. korrigiert. Dies erfolgt derart, dass ein Lernfaktor durch Division des Messwertes DP, durch den im Kennfeld 160 abgelegten Wert berechnet wird. Der in dem Kennfeld abgelegte Maximalwert wird dann mit dem Lernwert korrigiert. Vorzugsweise wird der in dem Kennfeld 160 abgelegte Maximalwert für Raildrucksollwertgradient mit dem Lernwert multipliziert.
Bei der Bildung des Lernwertes können die von anderen Lernfunktionen bekannten Verfahren, wie Lernwertgewichtung, Bildung von Schnittstellen, Resetfunktionalitäten, Kennfeldinterpolationen und Rampen auf neue Korrekturwerte und weitere verwendet werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2054606 A1 [0002]

Claims

Verfahren zur Bestimmung eines Raildrucksollwerts eines Common-Rail-Systems, wobei die Änderung des Raildrucksollwerts auf einen Maximalwert begrenzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Maximalwert in dynamischen Betriebszuständen gelernt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stellgrößen zur Beeinflussung des Raildrucks auf einen Höchstwert gesetzt und eine Raildruckänderung erfasst und zur Ermittlung des neuen Maximalwerts verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Maximalwert abhängig von der Drehzahl und/oder einer Lastgröße in einem Kennfeld abgelegt ist.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Maximalwert abhängig von einem Raildruck und/oder einer Kraftstofftemperatur in dem Kennfeld abgelegt ist.
Computerprogramm, das ausgebildet ist, alle Schritte eines der Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 auszuführen.
Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 5 gespeichert ist.
Steuergerät, das ausgebildet ist, alle Schritte eines der Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 auszuführen.
Programmcode zusammen mit Verarbeitungsanweisungen zum Erstellen eines auf einem Steuergerät ablauffähigen Computerprogramms, wobei der Programmcode das Computerprogramm nach Anspruch 5 ergibt, wenn sie gemäß der Verarbeitungsanweisungen in ein ablauffähiges Computerprogramm umgewandelt werden.