• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:
    Für eine Brennkraftmaschine(1) mit einem Speichereinspritzsystem wird ein Verfahren zur Druck-Regelungvorgeschlagen, bei dem ein erster Ist-Raildruck über ein erstes Filter aus demgemessenen Raildruck (pCR) bestimmt wird, eine erste Regelabweichungaus dem Soll/Ist-Vergleich des Raildrucks berechnet wird und einVolumenstrom übereinen Hochdruck-Regler als Stellgröße aus der ersten Regelabweichungermittelt wird. Die Erfindung sieht vor, dass ein zweiter Ist-Raildruck über einzweites Filter aus dem gemessenen Raildruck (pCR) bestimmt wirdund der zweite Ist-Raildruck als maßgeblich für die Berechnung der Regler-Anteiledes Hochdruck-Reglers gesetzt wird.
    公开号:DE102004023365A1
    申请号:DE200410023365
    申请日:2004-05-12
    公开日:2005-12-15
    发明作者:Armin Dipl.-Ing. Dölker
    申请人:MTU Friedrichshafen GmbH；
    IPC主号:F02D41-14
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft ein Verfahren zur Druck-Regelung eines Speichereinspritzsystemseiner Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
    [0002] Beieinem Speichereinspritzsystem fördert eineHochdruckpumpe den Kraftstoff aus einem Kraftstofftank in ein Rail.Der Zulaufquerschnitt zur Hochdruckpumpe wird über eine veränderliche Saugdrosselfestgelegt. Am Rail angeschlossen sind Injektoren über welcheder Kraftstoff in die Brennräumeder Brennkraftmaschine eingespritzt wird. Da die Güte der Verbrennungentscheidend vom Druckniveau im Rail abhängt, wird dieser geregelt.Der Hochdruck-Regelkreis umfasst einen Hochdruck-Regler, die Saugdrosselmit Hochdruck-Pumpe und das Rail als Regelstrecke sowie ein Filterim Rückkopplungszweig.Typischerweise ist der Hochdruck-Regler als PID-Regler oder PIDT1-Reglerausgeführt,d. h. dieser umfasst zumindest einen Proportional-Anteil (P-Anteil),einen Integral-Anteil (I-Anteil) undeinen Differential-Anteil (D-Anteil). In diesem Hochdruck-Regelkreisentspricht das Druckniveau im Rail der Regelgröße. Die gemessenen Druckwerte desRails werden überdas Filter in einen Ist-Raildruck gewandelt und mit einem Soll-Raildruckverglichen. Die sich hieraus ergebende Regelabweichung wird über denHochdruck-Regler in ein Stellsignal für die Saugdrossel gewandelt.Das Stellsignal entspricht z. B. einem Volumenstrom mit der Einheit Liter/Minute.Der zuvor beschriebene Hochdruck-Regelkreis ist aus der nicht vorveröffentlichtendeutschen Patentanmeldung mit dem amtlichen Aktenzeichen DE 103 30 466.5 bekannt.
    [0003] ZumSchutz vor einem zu hohen Druckniveau ist am Rail ein passives Druckbegrenzungs-Ventilangeordnet. Bei einem zu hohen Druckniveau öffnet das Druckbegrenzungs-Ventil,wodurch der Kraftstoff aus dem Rail in den Kraftstofftank abgeleitetwird.
    [0004] Inder Praxis kann folgendes Problem auftreten: Bei einem Lastabwurferhöhtsich unmittelbar die Motordrehzahl. Eine sich erhöhende Motordrehzahl bewirktbei einer konstanten Soll-Drehzahl eine sich betragsmäßig erhöhende Drehzahl-Regelabweichung.Hierauf reagiert ein Drehzahlregler dadurch, dass er die Einspritzmengeals Stellgröße reduziert. Einegeringere Einspritzmenge wiederum bewirkt, dass weniger Kraftstoffdem Rail entnommen wird und daher sich das Druckniveau im Rail rascherhöht. Erschwerendkommt hinzu, dass die Förderleistung derHochdruck-Pumpe drehzahlabhängigist. Eine sich erhöhendeMotordrehzahl bedeutet eine höhere Förderleistungund bewirkt damit eine zusätzliche Druckerhöhung imRail. Da die Hochdruck-Regelung eine lange Reaktionszeit besitzt,kann der Raildruck soweit ansteigen, dass das Druckbegrenzungs-Ventil öffnet, z.B. bei 1950 bar. Danach sinkt der Raildruck z. B. auf einen Wertvon 800 bar. Bei diesem Druckniveau stellt sich ein Gleichgewichtszustandvon gefördertemKraftstoff zu abgeleitetem Kraftstoff ein. Dies bedeutet, dass trotzdes geöffnetenDruckbegrenzungs-Ventilsder Raildruck nicht weiter absinkt. Das Druckbegrenzungs-Ventilschließterst dann wieder, wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine reduziertwird. Problematisch ist daher das unerwartete Öffnen des Druckbegrenzungs-Ventilsbei einem Lastabwurf.
    [0005] Aufgabeder Erfindung ist es die Sicherheit der Druck-Regelung zu verbessern.
    [0006] DieAufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst. DieAusgestaltungen sind in den Unteransprüchen dargestellt.
    [0007] DieErfindung sieht vor, dass ein zweiter Ist-Raildruck über einzweites Filter aus dem gemessenen Raildruck bestimmt wird und derzweite Ist-Raildruck als maßgeblichfür dieBerechnung der Regler-Anteile des Hochdruck-Reglers gesetzt wird. UnterRegler-Anteile sind der P-Anteil, I-Anteil, D-Anteil und DT1-Anteil zu verstehen.Das zweite Filter besitzt hierbei eine kleinere Zeitkonstante undeinen geringeren Phasenverzug als das erste Filter im Rückkopplungszweig.Zentraler Gedanke der Erfindung ist also die Erhöhung der Dynamik des Hochdruck-Regelkreisesdurch die Einführungeines zweiten „schnellen" Filters.
    [0008] ZurVerkürzungder Reaktionszeit sieht die Erfindung vor, dass ein erster Proportional-Beiwert zurBestimmung des P-Anteils und eine erste Vorhaltzeit zur Bestimmungdes D-Anteils desHochdruck-Reglers jeweils übereine Kennlinie in Abhängigkeitdes zweiten Ist-Raildrucks berechnet werden. Hierzu weisen die Kennlinieneinen statischen und einen dynamischen Bereich auf. Im dynamischenBereich werden überdie Kennlinien einem sich erhöhendenzweiten Ist-Raildruck ein sich ebenfalls erhöhender Proportional-Beiwertbzw. eine sich erhöhendeVorhaltzeit zugeordnet.
    [0009] Ineiner Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass eine zweiteRegelabweichung aus dem Soll-Raildruck und dem zweiten Ist-Raildruck berechnetwird und der P-Anteil, D-Anteilund DT1-Anteil des Hochdruck-Reglers in Abhängigkeit der zweiten Regelabweichungbestimmt werden. Die Berechnung des Proportional-Beiwerts für den P-Anteil,der Vorhaltzeit fürden D-Anteil und den DT1-Anteil erfolgt über entsprechende Kennlinien.
    [0010] Durchdie Erfindung wird ein unerwartetes Öffnen des Druckbegrenzungs-Ventilssicher verhindert indem die Dynamik des Hochdruck-Regelkreises erhöht wird.Als Konsequenz ergibt sich ein kontinuierlicher Betrieb der Brennkraftmaschineauch bei einer signifikanten Laständerung am Abtrieb, z. B. bei einerGeneratorlastabschaltung oder beim Austauchen eines Schiffsantriebs.
    [0011] Inden Zeichnungen sind die bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindungdargestellt. Es zeigen:
    [0012] 1 einSystemschaubild;
    [0013] 2 einenHochdruck-Regelkreis, erste Ausführung;
    [0014] 3 eineerste Kennlinie;
    [0015] 4 einezweite Kennlinie;
    [0016] 5 einenHochdruck-Regelkreis, zweite Ausführung;
    [0017] 6 einBlockschaltbild, Proportional-Beiwert;
    [0018] 7 einBlockschaltbild, Vorhaltzeit;
    [0019] 8 einBlockschaltbild, Volumenstrom;
    [0020] 9 einBlockschaltbild, DT1-Anteil.
    [0021] Die 1 zeigtein Systemschaubild. Bei der dargestellten Brennkraftmaschine 1 wirdder Kraftstoff überein Speichereinspritzsystem (Common-Rail) eingespritzt. Dieses umfasstfolgende Komponenten: eine Hochdruck-Pumpe 3 mit einer Saugdrosselzur Förderungdes Kraftstoffs aus einem Kraftstofftank 2, ein Rail 6 zumSpeichern des Kraftstoffs und Injektoren 7 zum Einspritzendes Kraftstoffs aus dem Rail 6 in die Brennräume derBrennkraftmaschine 1.
    [0022] DieBetriebsweise der Brennkraftmaschine 1 wird durch ein elektronischesSteuergerät(ADEC) 4 geregelt. Das elektronische Steuergerät 4 beinhaltet die üblichenBestandteile eines Mikrocomputersystems, beispielsweise einen Mikroprozessor,I/O-Bausteine, Puffer und Speicherbausteine (EEPROM, RAM). In denSpeicherbausteinen sind die fürden Betrieb der Brennkraftmaschine 1 relevanten Betriebsdatenin Kennfeldern/Kennlinien appliziert. Über diese berechnet das elektronischeSteuergerät 4 ausden Eingangsgrößen dieAusgangsgrößen. In 1 sindexemplarisch folgende Eingangsgrößen dargestellt:ein Raildruck pCR, der mittels eines Rail-Drucksensors 5 gemessen wird,ein Drehzahl-Signal nMOT der Brennkraftmaschine 1, einSignal FP zur Leistungs-Vorgabe durch den Betreiber und eine Eingangsgröße E. Unterder Eingangsgröße E sindbeispielsweise der Ladeluftdruck eines Turboladers und die Temperaturender Kühl-/Schmiermittel unddes Kraftstoffs subsumiert.
    [0023] In 1 sindals Ausgangsgrößen deselektronischen Steuergeräts 4 einSignal ADV zur Ansteuerung der Saugdrossel und eine Ausgangsgröße A dargestellt.Die Ausgangsgröße A stehtstellvertretend fürdie weiteren Stellsignale zur Steuerung und Regelung der Brennkraftmaschine 1,beispielsweise den Spritzbeginn SB und die Spritzdauer SD. Das SignalADV ist in der Praxis als pulsweitenmoduliertes Signal (PWM) ausgeführt.
    [0024] Einderartiges Speichereinspritzsystem wird bei einem maximalen stationären Raildruckvon z. B. 1800 bar betrieben. Zum Schutz der Anlage vor einem unzulässig hohenDruckniveau im Rail 6 ist ein passives Druckbegrenzungs-Ventil 8 vorgesehen. Dieses öffnet beieinem Druckniveau von z. B. 1950 bar. In geöffnetem Zustand wird der Kraftstoffaus dem Rail 6 überdas Druckbegrenzungs-Ventil 8 in den Kraftstofftank 2 abge führt. Hierdurchsinkt das Druckniveau im Rail 6 auf einen Wert von z. B.800 bar.
    [0025] In 2 istein Hochdruck-Regelkreis zur Regelung des Raildrucks pCR in einerersten Ausführungsformdargestellt. Die Eingangsgröße entspricht demSollwert des Raildrucks pCR(SL). Die Ausgangsgröße entspricht dem Rohwert desRaildrucks pCR. Aus den Rohwerten des Raildrucks pCR wird über einerstes Filter 13 ein erster Ist-Raildruck pCR1(IST) bestimmt.Dieser wird mit dem Sollwert pCR(SL) an einem Summationspunkt Averglichen, woraus eine erste Regelabweichung dR1 resultiert. Ausder ersten Regelabweichung dR1 wird mittels eines Hochdruck-Reglers 9 eineStellgröße berechnet. DieStellgröße entsprichteinem Volumenstrom qV. Die physikalische Einheit des Volumenstromskann z. B. Liter/Minute sein. Optional kann vorgesehen sein, dasszum Volumenstrom qV der berechnete Sollverbrauch addiert wird. DerVolumenstrom qV entspricht der Eingangsgröße für eine Begrenzung 10.Die Begrenzung 10 kann drehzahlabhängig ausgeführt sein, Eingangsgröße nMOT.Die Ausgangsgröße gV(SL)der Begrenzung 10 wird danach in einem Funktionsblock 11 inein PWM-Signal umgerechnet. Bei der Umrechnung werden Schwankungender Betriebsspannung und des Kraftstoffvordrucks mitberücksichtigt,Eingangsgröße E. Mitdem PWM-Signal ADV wird dann die Magnetspule der Saugdrossel beaufschlagt.Dadurch wird der Weg des Magnetkerns verändert, wodurch der Förderstromder Hochdruck-Pumpe 3 frei beeinflusst wird. Die Hochdruck-Pumpe 3 mitSaugdrossel und das Rail 6 entsprechen der Regelstrecke 12.Aus dem Rail 6 wird überdie Injektoren 7 ein Volumenstrom gV(VER) abgeführt. Damitist der Regelkreis geschlossen.
    [0026] Gemäß der Erfindungist vorgesehen, dass aus den Rohwerten des Raildrucks pCR über ein zweitesFilter 14 ein zweiter Ist-Raildruck pCR2(IST) berechnetwird. Das zweite Filter 14 besitzt hierbei eine kleinereZeitkonstante und damit einen geringeren Phasenverzug als das ersteFilter 13. Dies bedeutet, dass der zweite Ist-RaildruckpCR2(IST) weniger zeitverzögertist als der erste Ist-Raildruck pCR1(IST). Die Berechnung der Regler-Anteiledes Hochdruck-Reglers 9 wird maßgeblich vom zweiten Ist-RaildruckpCR2(IST) beeinflusst. Hierzu wird in der Ausführung nach 2 derzweite Ist-Raildruck pCR2(IST)unmittelbar auf den Hochdruck-Regler 9 geführt.
    [0027] In 3 isteine erste Kennlinie 15 dargestellt. Über die erste Kennlinie 15 wirdein erster Proportional-Beiwert kp1 zur Bestimmung eines P-Anteilsdes Hochdruck-Reglers 9 festgelegt. Auf der Abszisse istder zweite Ist-Raildruck pCR2(IST) in bar aufgetragen. Auf der Ordinateist als Ausgangsgröße der ersteProportional-Beiwert kp1 aufgetragen. Die erste Kennlinie 15 umfassteinen stationärenBereich STAT und einen dynamischen Bereich DYN. Der stationäre Bereichendet bei einem Druckwert von 1800 bar. Dies entspricht dem maximalenstationärenRaildruck bei Volllast. Der dynamische Bereich DYN beginnt bei einemDruckwert von 1820 bar. Zur Erhöhungder Sicherheit ist zwischen dem stationären und dem dynamischen Bereichein Toleranzband TB vorgesehen, z. B. 20 bar. Die erste Kennlinie 15 setzt sichzusammen aus einem abszissen-parallelen Abschnitt mit den PunktenAB, einem ansteigenden Abschnitt mit den Punkten BCD und einem abszissen-parallelenAbschnitt mit den Punkten DE. Wird die Brennkraftmaschine 1 z.B. bei Volllast betrieben, so wird über die erste Kennlinie 15 demzweiten Ist-Raildruck pCR2(IST) von 1800 bar ein erster Proportional-Beiwertkp1 von kpSTAT zugeordnet. Vergrößert sichder zweite Ist-RaildruckpCR2(IST) z. B. wegen eines Lastabwurfs, so wird im dynamischen BereichDYN überdie erste Kennlinie 15 ein erhöhter erster Proportional-Beiwertkp1 von kpDYN berechnet, Punkt C. Ein höherer erster Proportional-Beiwert kp1bewirkt eine Erhöhungdes P-Anteils des Hochdruck-Reglers 9 und damit eine Verringerungder Stellgröße bzw.Verringerung des Drosselquerschnitts der Saugdrossel.
    [0028] In 4 isteine zweite Kennlinie 16 dargestellt. Über die zweite Kennlinie 16 wirddem zweiten Ist-Raildruck pCR2(IST) eine erste Vorhaltzeit Tv1 zugeordnet.Die zweite Kennlinie 16 entspricht im Verlauf der erstenKennlinie 15. Auf der Abszisse ist der zweite Ist-RaildruckpCR2(IST) in bar aufgetragen. Auf der Ordinate ist als Ausgangsgröße die ersteVorhaltzeit Tv1 aufgetragen. Die zweite Kennlinie 16 umfassteinen stationärenBereich STAT und einen dynamischen Bereich DYN. Der stationäre Bereichendet bei einem Druckwert von 1800 bar. Dies entspricht dem maximalenstationärenRaildruck bei Volllast. Der dynamische Bereich DYN beginnt bei einemDruckwert von 1820 bar. Zur Erhöhungder Sicherheit ist zwischen dem stationären und dynamischen Bereichein Toleranzband TB von 20 bar vorgesehen. Die zweite Kennlinie 16 setztsich zusammen aus einem abszissen-parallelen Abschnitt mit den PunktenAB, einem ansteigenden Abschnitt mit den Punkten BCD und einem abszissen-parallelen Abschnittmit den Punkten DE. Wird die Brennkraftmaschine 1 z. B.bei Volllast betrieben, so wird über diezweite Kennlinie 16 dem zweiten Ist-Raildruck pCR2(IST)von 1800 bar eine erste Vorhaltzeit Tv1 von TvSTAT zugeordnet. Vergrößert sichder zweite Ist-Raildruck pCR2(IST) z. B. wegen eines Lastabwurfs,so wird im dynamischen Bereich DYN über die zweite Kennlinie 16 eineerhöhteerste Vorhaltzeit Tv1 von TvDYN berechnet, Punkt C. Eine höhere ersteVorhaltzeit Tv1 bewirkt eine Erhöhungdes D-Anteils des Hochdruck-Reglers 9 und damit eine Verringerungder Stellgröße bzw.Verringerung des Drosselquerschnitts der Saugdrossel.
    [0029] In 5 istder Hochdruck-Regelkreis zur Regelung des Raildrucks pCR in einerzweiten Ausführungsformdargestellt. Diese Ausführungsformunterscheidet sich zu der Darstellung gemäß der 2 darin,dass die Ausgangsgröße des zweitenFilters 14, hier der zweite Ist-Raildruck pCR2(IST), aneinem Summationspunkt B vom Soll-Raildruck pCR(SL) subtrahiert wird.Das Ergebnis entspricht einer zweiten Regelabweichung dR2. Dieseist auf den Hochdruck-Regler 9 geführt. Bei dieser Ausführungsform wirdder P-, D- und DT1-Anteil des Hochdruck-Reglers 9 maßgeblichvom zweiten Ist-Raildruck pCR2(IST) über die zweite RegelabweichungdR2 bestimmt. Hierzu korrespondieren die 6 bis 9.
    [0030] In 6 istein Blockschaltbild zur Berechnung eines Proportional-Beiwerts kpdargestellt. Die 6 umfasst als wesentliche Elementedie erste Kennlinie 15 zur Berechnung des ersten Proportional-Beiwertskp1 und eine dritte Kennlinie 17 zur Berechnung eines zweitenProportional-Beiwertskp2. Die Berechnung des ersten Proportional-Beiwerts kp1 erfolgtentsprechend der Beschreibung der 3. Die.Eingangsgröße der drittenKennlinie 17 entspricht der zweiten Regelabweichung dR2.Die Ausgangsgröße entsprichtdem zweiten Proportional-Beiwert kp2. Auf der Abszisse der drittenKennlinie 17 sind Werte der zweiten Regelabweichung dR2 inpositiver/negativer Richtung aufgetragen. Die Ordinate entsprichtdem zweiten Proportional-Beiwert kp2. Auf der Abszisse sind einerster Grenzwert GW1 und zweiter Grenzwert GW2 eingezeichnet. Beisehr großennegativen Werten der zweiten Regelabweichung dR2 wird kp2 auf einenWert GW3 begrenzt. Eine negative Regelabweichung liegt dann vor,wenn der zweite Ist-Raildruck pCR2(IST) größer als der Soll-Raildruck pCR(SL)wird. Bei sehr großenpositiven zweiten Regelabweichungen dR2 wird der zweite Proportional-Beiwertkp2 auf den Wert GW4 begrenzt. Im Bereich zwischen dem ersten; Grenzwert GW1 und dem zweiten GrenzwertGW2 wird der zweite Proportional-Beiwert kp2 auf den Wert Null gesetzt.Aus der dritten Kennlinie 17 wird deutlich, dass bei einemstationärenZustand, d. h. die zweite Regelabweichung dR2 ist nahezu Null, derzweite Proportional-Beiwert kp2 den Wert Null besitzt.
    [0031] Aneiner Summationsstelle C werden der erste Proportional-Beiwert kp1, derzweite Proportional-Beiwert kp2 und ein dritter Proportional-Beiwert kp3addiert. Der dritte Proportional-Beiwert kp3 kann entweder konstantsein oder in Abhängigkeiteines Soll-Moments und/oder der Motordrehzahl nMOT berechnet werden.Die Summe der drei Proportional-Beiwerteentspricht dem Proportional-Beiwert kp.
    [0032] In 7 istein Blockschaltbild zur Berechnung der Vorhaltzeit Tv dargestellt.Als wesentliche Elemente umfasst die 7 die zweiteKennlinie 16 zur Berechnung der ersten Vorhaltzeit Tv1in Abhängigkeitdes zweiten Ist-Raildrucks pCR2(IST) und eine vierte Kennlinie 18 zurBerechnung einer zweiten Vorhaltzeit Tv2. Die Berechnung der erstenVorhaltzeit Tv1 erfolgt analog zur Beschreibung der 4.Die Eingangsgröße der viertenKennlinie 18 ist die zweite Regelabweichung dR2. Die Ausgangsgröße der Kennlinie 18 entsprichtder zweiten Vorhaltzeit Tv2. Auf der Abszisse sind Werte der zweiten RegelabweichungdR2 in positiver/negativer Richtung aufgetragen. Die Ordinate entsprichtder zweiten Vorhaltzeit Tv2. Auf der Abszisse sind ein erster GrenzwertGW1 und zweiter Grenzwert GW2 eingezeichnet. Bei sehr großen negativenWerten der zweiten Regelabweichung dR2 wird die zweite VorhaltzeitTv2 auf einen Wert GW3 begrenzt. Bei sehr großen positiven zweiten RegelabweichungendR2 wird die zweite Vorhaltzeit Tv2 auf den Wert GW4 begrenzt. ImBereich zwischen dem ersten Grenzwert GW1 und dem zweiten GrenzwertGW2 wird die zweite Vorhaltzeit Tv2 auf den Wert Null gesetzt. Aus dervierten Kennlinie 18 wird deutlich, dass bei einem stationären Zustand,d. h. die zweite Regelabweichung dR2 ist nahezu Null, die zweiteVorhaltzeit Tv2 den Wert Null besitzt.
    [0033] Aneiner Summationsstelle C werden die erste Vorhaltzeit Tv1, die zweiteVorhaltzeit Tv2 und eine dritte Vorhaltzeit Tv3 addiert. Die dritteVorhaltzeit Tv3 kann hierbei entweder konstant sein oder in Abhängigkeiteines Soll-Moments und/oder der Motordrehzahl nMOT berechnet werden.Das Ergebnis entspricht der Ausgangsgröße Tv.
    [0034] Die 8 zeigtein Blockschaltbild zur Berechnung des Volumenstroms qV, also derStellgröße des Hochdruck-Reglers 9.Hierin ist die innere Struktur des Hochdruck-Reglers 9 dargestellt.Dieser beinhaltet drei Funktionsblöcke zur Berechnung der Regler-Anteile.Dies sind ein P-Anteil 20, ein I-Anteil 21 undein DT1-Anteil 22. Überden P-Anteil 20 werden in Abhängigkeit der ersten RegelabweichungdR1 und zweiten Regelabweichung dR2 ein proportionaler Anteil qV(P)des Volumenstroms qV berechnet. Überden I-Anteil 21 wird in Abhängigkeit der ersten RegelabweichungdR1 ein integrierender Anteil qV(I) des Volumenstroms qV berechnet. Über den DT1-Anteil 22 wirdder DT1-Anteil gV(DT1) des Volumenstroms qV berechnet. Über eineSummation 23 wird der Volumenstrom qV aus den Summandendes P-, I- und DT1-Anteils bestimmt. Zur Berechnung des DT1-Anteilsgibt es zwei Ausgestaltungen. Bei der ersten Ausgestaltung wirddie zweite Regelabweichung dR2 nur zur Berechnung der VorhaltzeitTv verwendet, entsprechend 7. Die Eingangsgröße des DT1-Algorithmus ist hierbeidie erste Regelabweichung dR1. Bei der zweiten Ausgestaltung wird auchdie Eingangsgröße des DT1-Algorithmusaus der zweiten Regelabweichung dR2 bestimmt. Die 9 zeigthierzu ein Diagramm 19 des DT1-Anteils gV(DT1) bei einersprungförmigen Änderungder Eingangsgröße dR2.Auf der Abszisse ist hierbei die Zeit t aufgetragen. Die Ordinateentspricht dem DT1-Anteil gV(DT1). In das Diagramm sind zwei Grenzwerte GW1und GW2 eingezeichnet. Der DT1-Anteilwird deaktiviert, wenn die zweite Regelabweichung dR2 kleiner demersten Grenzwert GW1 wird, d. h. das Signal gV(DT1) besitzt danneine Wertigkeit von Null. Der DT1-Anteil wird aktiviert, wenn diezweite Regelabweichung dR2 größer demzweiten Grenzwert GW2 wird. Überden Grenzwert GW2 wird bewirkt, dass bei dynamischen Zustandsänderungen,also einer großenpositiven oder negativen zweiten Regelabweichung dR2, der DT1-Anteilin die Berechnung des Volumenstroms qV miteingeht. Bei stationären Zuständen, d.h. die zweite Regelabweichung dR2 ist nahezu Null, bestimmt sichder Volumenstrom qV ausschließlichaus dem P-Anteil 20 und dem I-Anteil 21.
    1 Brennkraftmaschine 2 Kraftstofftank 3 Hochdruck-Pumpemit Saugdrossel 4 ElektronischesSteuergerät(ADEC) 5 Rail-Drucksensor 6 Rail 7 Injektor 8 Druckbegrenzungs-Ventil 9 Hochdruck-Regler 10 Begrenzung 11 Funktionsblock 12 Regelstrecke13 erstesFilter 14 zweitesFilter 15 ersteKennlinie (kp1) 16 zweiteKennlinie (Tv1) 17 dritteKennlinie (kp2) 18 vierteKennlinie (Tv2) 19 Diagramm 20 P-Anteil 21 I-Anteil 22 DT1-Anteil 23 Summation
    权利要求:
    Claims (16)
    [1] Verfahren zur Druck-Regelung eines Speichereinspritzsystemseiner Brennkraftmaschine (1), bei dem ein erster Ist-Raildruck(pCR1(IST)) überein erstes Filter (13) aus dem gemessenen Raildruck (pCR)bestimmt wird, eine erste Regelabweichung (dR1) aus einem Soll-Raildruck(pCR(SL)) und dem ersten Ist-Raildruck (pCR1(IST)) berechnet wirdund ein Volumenstrom (qV) übereinen Hochdruck-Regler (9) als Stellgröße in Abhängigkeit der ersten Regelabweichung(dR1) festgelegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiterIst-Raildruck (pCR2(IST)) überein zweites Filter (14) aus dem gemessenen Raildruck (pCR)bestimmt wird und der zweite Ist-Raildruck (pCR2(IST)) als maßgeblichfür dieBerechnung der Regler-Anteile des Hochdruck-Reglers (9)gesetzt wird.
    [2] Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass ein erster Proportinal-Beiwert (kp1) zur Bestimmung eines P-Anteils(20) des Hochdruck-Reglers (9) über eineerste Kennlinie (15) in Abhängigkeit des zweiten Ist-Raildrucks (pCR2(IST)) berechnetwird.
    [3] Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,dass ergänzendeine erste Vorhaltzeit (Tv1) zur Bestimmung eines D-Anteils undeines DT1-Anteils (22) des Hochdruck-Reglers (9) über einezweite Kennlinie (16) in Abhängigkeit des zweiten Ist-Raildrucks(pCR2(IST)) berechnet wird.
    [4] Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,dass die erste Kennlinie (15) einen stationären Bereich(STAT) und dynamischen Bereich (DYN) aufweist, wobei im stationären Bereich(STAT) unabhängigvom Wert des zweiten Ist-Raildrucks (pCR2(IST)) ein konstanter ersterProportional-Beiwert (kp1) berechnet wird (kp1 = const) und im dynamischenBereich (DYN) der erste Proportional-Beiwert (kp1) nach einer ansteigendenFunktion berechnet wird.
    [5] Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,dass die zweite Kennlinie (16) einen stationären Bereich(STAT) und dynamischen Bereich (DYN) aufweist, wobei im stationären Bereich(STAT) unabhängigvom Wert des zweiten Ist-Raildrucks (pCR2(IST)) eine konstante ersteVorhaltzeit (Tv1) berechnet wird (Tv1 = const) und im dynamischen Bereich(DYN) die erste Vorhaltzeit (Tv1) nach einer ansteigenden Funktionberechnet wird.
    [6] Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass eine zweite Regelabweichung (dR2) aus dem Soll-Raildruck (pCR(SL))sowie dem zweiten Ist-Raildruck (pCR2(IST)) berechnet wird und der P-Anteil(20), D- Anteilund der DT1-Anteil (22) des Hochdruck-Reglers (9)in Abhängigkeitder zweiten Regelabweichung (dR2) bestimmt werden.
    [7] Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,dass ein Proportional-Beiwert (kp) zur Bestimmung des P-Anteils des Hochdruck-Reglers(9) aus der Summe des ersten (kp1), eines zweiten (kp2) undeines dritten Proportional-Beiwerts (kp3) berechnet wird.
    [8] Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,dass der erste Proportional-Beiwert (kp1) nach Anspruch 2 berechnetwird.
    [9] Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,dass der zweite Proportional-Beiwert (kp2) in Abhängigkeitder zweiten Regelabweichung (dR2) über eine dritte Kennlinie (17)berechnet wird.
    [10] Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,dass der dritte Proportional-Beiwert (kp3) entweder konstant ist(kp3 = const) oder in Abhängigkeiteines Soll-Moments und/oder einer Motordrehzahl berechnet wird.
    [11] Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,dass eine Vorhaltzeit (Tv) zur Bestimmung des D-Anteils des Hochdruck-Reglers(9) aus der Summe der ersten, einer zweiten und einer dritten Vorhaltzeit(Tv1, Tv2, Tv3) berechnet wird.
    [12] Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,dass die erste Vorhaltzeit (Tv1) nach Anspruch 3 berechnet wird.
    [13] Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,dass die zweite Vorhaltzeit (Tv2) in Abhängigkeit der zweiten Regelabweichung(dR2) über einevierte Kennlinie (18) bestimmt wird.
    [14] Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,dass die dritte Vorhaltzeit (Tv3) entweder konstant ist (Tv3 = const)oder in Abhängigkeiteines Soll-Moments und/oder einer Motordrehzahl berechnet wird.
    [15] Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,dass der DT1-Anteil (22) des Hochdruck-Reglers (9)eingeschaltet wird, wenn ein zweiter Grenzwert (GW2) überschrittenwird, und abgeschaltet wird, wenn ein erster Grenzwert (GW1) unterschrittenwird.
    [16] Verfahren nach einem der vorausgegangenen Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass das zweite Filter (14) eine kleinereZeitkonstante und einen geringeren Phasenverzug als das erste Filter (13)aufweist.
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
    EP0062072B1|1987-05-20|Verfahren zur steuerung eines hydraulischen kraftsystems
    US6715468B2|2004-04-06|Fuel injection system
    US5379741A|1995-01-10|Internal combustion engine fuel system with inverse model control of fuel supply pump
    US4260333A|1981-04-07|Method and apparatus for controlling a fuel injection system
    US6146100A|2000-11-14|Compressor unit and control device used thereby
    JP4542135B2|2010-09-08|２系統燃料噴射式内燃機関
    EP1519031B1|2006-09-06|Vorrichtung zur Regelung des Durchflusses einer Hochdruckpumpe in einem Common-rail Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine
    US7848868B2|2010-12-07|Method and apparatus for pressure reducing valve to reduce fuel pressure in a common rail
    DE4219791C2|2002-07-11|System zur Regelung der Aufladung einer Brennkraftmaschine
    CA2597939C|2014-07-15|Dispositif d'alimentation en carburant d'un moteur a turbine a gaz avec debit de carburant regule
    FI114236B|2004-09-15|Sähköinen turboahtimen säätöjärjestelmä polttomoottoria varten, menetelmä polttomoottorin turboahtimen toiminnan säätämiseksi ja paikallaan oleva polttomoottori
    US6578555B2|2003-06-17|Control method
    US7007670B2|2006-03-07|Fuel injection device
    US5642716A|1997-07-01|Device for regulating the supply of pressurized fluid to a pressurized fluid accumulator, for example for motor vehicles
    EP1443198B1|2008-08-27|Kraftstoffeinspritzsystem
    US5879133A|1999-03-09|Prevention of parameter excursions during process compressor surge in gas turbines
    US7421330B2|2008-09-02|Adaptive load balancing system
    US6766785B2|2004-07-27|Electronic throttle control apparatus
    KR101776591B1|2017-09-08|과급식 내연 기관
    US8539934B2|2013-09-24|Injection abnormality detection method and common rail fuel injection control system
    JP4227400B2|2009-02-18|内燃機関の駆動方法、コンピュータプログラム、開制御および閉ループ制御装置、および内燃機関
    DE2820807C2|1987-09-10|
    US7905091B2|2011-03-15|Method and device for controlling or regulating the boost pressure of an internal combustion engine having a compressor
    US20030145890A1|2003-08-07|Electromagnetic valve for regulation of a fuel flow
    US6578553B1|2003-06-17|Common-rail system comprising a controlled high-pressure pump as a second pressure regulator
    同族专利:
    公开号 | 公开日
    US7270115B2|2007-09-18|
    WO2005111402A1|2005-11-24|
    US20070056561A1|2007-03-15|
    EP1745204A1|2007-01-24|
    DE102004023365B4|2007-07-19|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    DE19731995A1|1997-07-25|1999-01-28|Bosch Gmbh Robert|Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine|
    DE10206030A1|2002-02-14|2003-09-04|Bayerische Motoren Werke Ag|Verfahren zum Anpassen eines Einspritzparameters eines Verbrennungsmotors an instationäre bzw. dynamische Vorgänge|
    DE10245268A1|2002-09-27|2004-04-08|Robert Bosch Gmbh|Verfahren und Vorrichtung zur Regelung einer Druckgröße einer Brennkraftmaschine|
    DE10253739B3|2002-11-19|2004-05-06|Mtu Friedrichshafen Gmbh|Verfahren zur Drehzahl-Regelung einer Brennkraftmaschine|WO2006136414A1|2005-06-23|2006-12-28|Mtu Friedrichshafen Gmbh|Steuer- und regelverfahren für eine brennkraftmaschine mit einem common-railsystem|
    DE102006018164B3|2006-04-19|2007-08-30|Siemens Ag|Method and device for controlling an injection system for an internal combustion engine|
    DE102006040441B3|2006-08-29|2008-02-21|Mtu Friedrichshafen Gmbh|Verfahren zum Erkennen des Öffnens eines passiven Druck-Begrenzungsventils|
    DE102008036299B3|2008-08-04|2009-12-03|Mtu Friedrichshafen Gmbh|Verfahren zur Druckregelung|
    DE102011080986A1|2011-08-16|2013-02-21|Mtu Friedrichshafen Gmbh|Steuereinrichtung für ein Einspritzsystem, Einspritzsystem mit einer Brennkraftmaschine und Notstromaggregat|
    DE102006000432B4|2005-09-01|2014-07-10|Denso Corporation|Control device for a common rail type fuel injection system|
    DE102013009147A1|2013-05-31|2014-12-04|Mtu Friedrichshafen Gmbh|Verfahren zum Regeln eines Drucks|
    DE102009057359B4|2008-12-08|2019-01-31|Ckd Corporation|Drucksteuervorrichtung sowie Durchflussmengenregelungsvorrichtung|DE4215959C2|1991-05-15|1997-01-16|Toyoda Automatic Loom Works|Verstärkungsfaktor-Einstelleinrichtung für PID-Regler|
    US5609136A|1994-06-28|1997-03-11|Cummins Engine Company, Inc.|Model predictive control for HPI closed-loop fuel pressure control system|
    JPH08210209A|1995-02-06|1996-08-20|Zexel Corp|High pressure fuel injection device|
    DE60045229D1|1999-02-15|2010-12-30|Toyota Motor Co Ltd|Krafstoffdrucksteuervorrichtung und Verfahren für ein Hochdruckkraftstoffeinspritzsystem|
    JP2003532020A|2000-05-03|2003-10-28|ローベルトボツシユゲゼルシヤフトミツトベシユレンクテルハフツング|内燃機関の燃料調量システムの監視方法および装置|
    JP3786062B2|2001-11-06|2006-06-14|株式会社デンソー|蓄圧式燃料噴射装置|
    JP2004353487A|2003-05-27|2004-12-16|Mitsubishi Electric Corp|内燃機関の燃料供給装置|
    DE10330466B3|2003-07-05|2004-10-21|Mtu Friedrichshafen Gmbh|Verfahren zur Regelung einer Brennkraftmaschine|FR2914699B1|2007-04-04|2009-05-22|Renault Sas|Systeme et procede d'alimentation en carburant pour moteur a combustion interne|
    DE102007028900B4|2007-06-22|2013-06-27|Continental Automotive Gmbh|Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose eines mit einer Kraftstoffverteilerleiste in Verbindung stehenden Einspritzventils einer Brennkraftmaschine|
    EP2011994B1|2007-07-05|2010-04-28|Magneti Marelli S.p.A.|Verfahren zur Steuerung des Überdrucks in einem Brennstoffversorgungssystem des Common-Rail-Typs|
    DE102007032484A1|2007-07-12|2009-01-22|Beckhoff Automation Gmbh|Regelverfahren und Regelvorrichtung mit mehrkanaliger Rückführung|
    DE102008058721B4|2008-11-24|2011-01-05|Mtu Friedrichshafen Gmbh|Steuerungs- und Regelungsverfahren für eine Brennkraftmaschine mit einem Common-Railsystem|
    DE102009031529B3|2009-07-02|2010-11-11|Mtu Friedrichshafen Gmbh|Verfahren zur Steuerung und Regelung einer Brennkraftmaschine|
    DE102009031528B3|2009-07-02|2010-11-11|Mtu Friedrichshafen Gmbh|Verfahren zur Steuerung und Regelung einer Brennkraftmaschine|
    DE102009031527B3|2009-07-02|2010-11-18|Mtu Friedrichshafen Gmbh|Verfahren zur Steuerung und Regelung einer Brennkraftmaschine|
    EP2295774A1|2009-08-18|2011-03-16|Delphi Technologies Holding S.à.r.l.|Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Common-Rail-Einspritzpumpe|
    DE102009050469B4|2009-10-23|2015-11-05|Mtu Friedrichshafen Gmbh|Verfahren zur Steuerung und Regelung einer Brennkraftmaschine|
    DE102011103988A1|2011-06-10|2012-12-13|Mtu Friedrichshafen Gmbh|Verfahren zur Raildruckregelung|
    DE102011082459B4|2011-09-09|2013-11-07|Continental Automotive Gmbh|Verfahren zur Analyse des Wirkungsgrades der Hochdruckpumpe eines Kraftstoffeinspritzsystems|
    CN102425503B|2011-09-22|2013-10-09|中国汽车技术研究中心|基于硬件恒流控制的轨压预控制系统及控制方法|
    法律状态:
    2005-12-15| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2008-01-17| 8364| No opposition during term of opposition|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    DE200410023365|DE102004023365B4|2004-05-12|2004-05-12|Verfahren zur Druck-Regelung eines Speichereinspritzsystems|DE200410023365| DE102004023365B4|2004-05-12|2004-05-12|Verfahren zur Druck-Regelung eines Speichereinspritzsystems|
    EP20050740728| EP1745204A1|2004-05-12|2005-05-10|Verfahren zur druck-regelung eines speichereinspritzsystems|
    PCT/EP2005/005017| WO2005111402A1|2004-05-12|2005-05-10|Verfahren zur druck-regelung eines speichereinspritzsystems|
    US11/595,062| US7270115B2|2004-05-12|2006-11-10|Method for pressure regulation of an accumulator of a fuel injection system|
    [返回顶部]