EP1884646A2 - Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine - Google Patents

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EP1884646A2
EP1884646A2 EP07012743A EP07012743A EP1884646A2 EP 1884646 A2 EP1884646 A2 EP 1884646A2 EP 07012743 A EP07012743 A EP 07012743A EP 07012743 A EP07012743 A EP 07012743A EP 1884646 A2 EP1884646 A2 EP 1884646A2
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EP
European Patent Office
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injection
pressure
measured
pressure curve
fuel
Prior art date
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Withdrawn
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EP07012743A
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English (en)
French (fr)
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EP1884646A3 (de
Inventor
Albert Kloos
Andreas Kunz
Günther Schmidt
Ralf Speetzen
Michael Willmann
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.)
Rolls Royce Solutions GmbH
Original Assignee
MTU Friedrichshafen GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by MTU Friedrichshafen GmbH filed Critical MTU Friedrichshafen GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/3809—Common rail control systems
    • F02D41/3836—Controlling the fuel pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/008—Controlling each cylinder individually
    • F02D41/0085—Balancing of cylinder outputs, e.g. speed, torque or air-fuel ratio
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/06—Fuel or fuel supply system parameters
    • F02D2200/0602—Fuel pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/06—Fuel or fuel supply system parameters
    • F02D2200/0614—Actual fuel mass or fuel injection amount
    • F02D2200/0616—Actual fuel mass or fuel injection amount determined by estimation

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling an internal combustion engine with common rail system according to the preamble of claim one.
  • the start of injection, the injected fuel mass and the end of the injection decisively determine the quality of the combustion and the composition of the exhaust gas.
  • the start of injection and the end of injection are usually controlled by an electronic control unit.
  • Another uncertainty is that in practice the fuel mass is not measured directly but is calculated from other measured quantities.
  • a method for controlling an internal combustion engine with a common rail system is known in which the rail pressure as a direct measurement detected and the fuel mass is calculated via a mathematical function, such as a linear or root function, or via a map.
  • the method should be real-time capable by directly determining the fuel mass from the current rail pressure.
  • the injection frequency and the delivery frequency of the high-pressure pump are superimposed as disturbance variables, so that the fuel mass calculated in real time is faulty or the rail pressure must first be filtered, as described in US Pat DE 31 18 425 A1 is shown.
  • the method illustrated is intended for a conventional common rail system.
  • the method is not directly applicable to a common rail system with individual memories.
  • the common rail system with individual memories differs from a conventional common rail system in that the fuel to be injected is removed from the individual memory.
  • the supply line from the rail to the individual memory is designed in practice so that a feedback of interference frequencies is damped in the rail.
  • just enough fuel flows out of the rail that the individual accumulator is refilled at the beginning of the injection.
  • the hydraulic resistance of the individual memory and the supply line are matched, ie the connection line from the rail to the individual memory has the highest possible hydraulic resistance.
  • the hydraulic resistance between the rail and the injector should be as low as possible to achieve an unimpeded injection.
  • a method for controlling an internal combustion engine in which the pressure level in a line connecting the injection pump and the injection nozzle, is measured.
  • the fuel mass is calculated by normalizing the pressure curve, forming the area integral and evaluating it by means of a proportionality constant.
  • the method illustrated therein is not applicable in a common rail system with individual memories due to the structural differences.
  • an injection nozzle controlled by an injection pump is a passive element, while the injector can be actively activated in the case of a common rail system.
  • the invention is based on the object of designing a control system for a common rail system with individual memories in which the fuel mass is taken into account.
  • the fuel mass is calculated by the pressure curve of a single memory is measured, a modeled pressure curve over a hydraulic model is modeled on the measured pressure curve and then from the hydraulic model, the fuel mass is calculated.
  • a deviation from the measured Pressure curve of the individual memory is calculated to the modeled pressure curve and the model parameters are adjusted until the deviation is smaller than a limit.
  • the deviation is determined from the variables characterizing the injection. These are the start of injection, the end of injection, a pressure difference from start of injection pressure level to the end of injection pressure level and a spraying angle region alternatively an injection duration.
  • FIG. 1 shows a system diagram of an electronically controlled internal combustion engine 1.
  • the fuel is injected via a common rail system.
  • This comprises the following components: a low-pressure pump 2 for fuel delivery from a fuel tank 3, a suction throttle 4 for determining a volume flow, a High-pressure pump 5 for conveying the fuel with pressure increase in a rail 6, individual memory 7 for temporarily storing the fuel and injectors 8 for injecting the fuel into the combustion chambers of the internal combustion engine.
  • a low-pressure pump 2 for fuel delivery from a fuel tank 3
  • a suction throttle 4 for determining a volume flow
  • a High-pressure pump 5 for conveying the fuel with pressure increase in a rail 6
  • individual memory 7 for temporarily storing the fuel and injectors 8 for injecting the fuel into the combustion chambers of the internal combustion engine.
  • the common rail system with individual memories differs from a conventional common rail system in that the fuel to be injected is removed from the individual memory 7.
  • the supply line from the rail 6 to the individual memory 7 is designed in practice so that a feedback of interference frequencies in the rail 6 is attenuated. During the injection break just enough fuel flows from the rail 6 that the individual memory 7 is filled again at the beginning of the injection.
  • the hydraulic resistance of the individual storage 7 and the supply line are matched, i. the connecting line from the rail 6 to the individual memory 7 has the highest possible hydraulic resistance.
  • the hydraulic resistance between the rail 6 and the injector 8 should be as low as possible in order to achieve unimpeded injection.
  • the operation of the internal combustion engine 1 is controlled by an electronic control unit (ADEC) 9.
  • the electronic control unit 9 includes the usual components of a microcomputer system, such as a microprocessor, I / O devices, buffers and memory devices (EEPROM, RAM). In the memory modules relevant for the operation of the internal combustion engine 1 operating data in maps / curves are applied. About this calculates the electronic Control unit 9 from the input variables, the output variables.
  • the following input variables are shown by way of example in FIG. 1: a rail pressure pCR which is measured by means of a rail pressure sensor 10, a speed signal nMOT of the internal combustion engine 1, pressure signals pE of the individual memory 7 and an input variable EIN.
  • the input quantity EIN subsumes the charge air pressure of a turbocharger and the temperatures of the coolant / lubricant and of the fuel.
  • the outputs of the electronic control unit 9 are a signal PWM for controlling the intake throttle 4, a power-determining signal ve, for example an injection quantity for displaying a desired torque in a torque-based control, and an output variable AUS.
  • the output variable OFF is representative of the further control signals for controlling and regulating the internal combustion engine 1.
  • FIG. 2 shows a diagram of a measured pressure curve pE in a single memory and a modeled pressure curve pEMOD.
  • the measured pressure curve pE is shown as a solid line.
  • the modeled pressure curve pEMOD is shown as a dot-dash line.
  • the modeled pressure curve pEMOD after the first calculation pass is shown, d. H. the modeled pressure curve pEMOD differs significantly from the measured pressure curve pE.
  • crankshaft angle Phi is plotted.
  • the pressure curve in the individual memory is measured and stored over a measuring interval.
  • the measuring interval may correspond to a working cycle of the internal combustion engine, ie 720 degrees crankshaft angle.
  • the measuring interval shown in FIG. 2 includes by way of example the range of 320 to 460 degrees crankshaft angle.
  • the parameters of the injection are determined from the measured pressure curve pE.
  • the characteristics are the injection start SB, the injection end SE, a pressure difference dp and a spray angle range dPhi.
  • the pressure difference is calculated from the difference between injection start pressure level pE (SB) minus injection end pressure level pE (SE).
  • the spray angle range dPhi is calculated from the difference of injection end angle Phi (SE) minus peak start angle Phi (SB).
  • the injection start SB can also be determined from the injection end SE via a mathematical function. A corresponding method is from the DE 103 44 181 A1 known.
  • the modeled pressure curve pEMOD is modeled on the measured pressure curve pE on the basis of the setpoint variables for the injection via the hydraulic model issued by the electronic control unit.
  • the parameters characterizing the modeled pressure curve are preferably the modeled injection start SBMOD, the modeled injection end SEMOD, the modeled pressure difference dpMOD and the modeled angular range dPhiMOD.
  • a difference of the parameters of the measured pressure curve pE to the modeled pressure curve pEMOD is then formed.
  • the reference symbols dSB, dSE, ddp and ddPhi correspond to the respective difference.
  • ddp is calculated from the modeled pressure difference dpMOD minus the pressure difference dp.
  • ddPhi is calculated from dSE minus dSB.
  • a fourth step the model parameters of the hydraulic model are then adjusted until the deviation becomes smaller than a limit value GW, for example GW ⁇ 0.5 ° crankshaft angle. If this is the case, then the fuel mass calculated from the hydraulic model corresponds to the actual fuel mass. The fuel mass calculated from the model is then set as decisive for the further control of the internal combustion engine.
  • GW limit value
  • FIG. 2 shows the pressure curve pE and the modeled pressure curve pEMOD over the crankshaft angle Phi.
  • the pressure curve can also be displayed over time.
  • the references in the text are to be understood as references to the time.
  • the input variables are a first pressure p1, which corresponds to the pressure level provided by the high-pressure pump 5, and a first mass flow m1.
  • the output quantities are a second pressure p2, a second mass flow m2, a third pressure p3 and a third mass flow m3.
  • the second pressure p2 corresponds to the pressure level in the low pressure range.
  • the second Mass flow m2 stands for the leakage of the system.
  • the third pressure p3 corresponds to the cylinder pressure and is approximately constant.
  • the third mass flow m3 stands for the injected fuel mass.
  • Reference D1 stands for a first, D2 for a second and D3 for a third throttle. The latter corresponds to the Einspitzdüse.
  • Reference numeral 11 denotes the single-storage volume.
  • the hydraulic characteristics of the first throttle point D1 are known from test bench measurements and remain constant during operation.
  • the hydraulic characteristics of the second throttle point D2 are variable, but can be determined from the pressure rise phase in the individual storage pressure and its deviation.
  • the hydraulic characteristics of the third throttle point D3, so the injection nozzle, change with the needle stroke. Their temporal changes can be measured on a component test bench, for example by means of one of the DE 198 50 221 C1 known method.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

Vorgeschlagen wird ein Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine (1) mit Common-Railsystem, bei dem eine Kraftstoff-Masse aus einem gemessenen Kraftstoff-Druckverlauf berechnet wird und bei dem die Kraftstoff-Masse als maßgeblich für die Steuerung einer Einspritzung gesetzt wird. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoff-Masse berechnet wird, indem der Druckverlauf (pE) eines Einzelspeichers (7) gemessen wird, ein modellierter Druckverlauf über ein hydraulisches Modell dem gemessenen Druckverlauf (pE) nachgebildet wird und aus dem hydraulischen Modell die Kraftstoff-Masse berechnet wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine mit Common-Railsystem nach dem Oberbegriff von Anspruch eins.
  • Bei einer Brennkraftmaschine bestimmen der Spritzbeginn, die eingespritzte Kraftstoffmasse und das Spritzende maßgeblich die Güte der Verbrennung und die Zusammensetzung des Abgases. Um die gesetzlichen Grenzwerte einzuhalten, werden der Spritzbeginn und das Spritzende üblicherweise von einem elektronischen Steuergerät geregelt. Zwischen dem Bestromungsbeginn des Injektors, dem Nadelhub des Injektors und dem tatsächlichen Spritzbeginn besteht ein zeitlicher Versatz, so dass sich der Ist-Spritzbeginn vom Soll-Spritzbeginn unterscheidet. Dies verursacht ungleiche zylinderspezifische Betriebswerte und Abgaswerte der Brennkraftmaschine für ein und denselben Betriebspunkt. Für das Spritzende gilt dies entsprechend. Eine weitere Unsicherheit besteht darin, dass in der Praxis die Kraftstoffmasse nicht direkt gemessen sondern aus anderen Messgrößen berechnet wird.
  • Aus der DE 197 26 756 A1 ist ein Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine mit einem Common-Railsystem bekannt, bei dem der Raildruck als direkte Messgröße erfasst und die Kraftstoff-Masse über eine mathematische Funktion, beispielsweise einer linearen oder Wurzelfunktion, oder über ein Kennfeld berechnet wird. Entsprechend den Angaben dieser Fundstelle soll das Verfahren echtzeitfähig sein, indem aus dem aktuellen Raildruck unmittelbar die Kraftstoffmasse bestimmt wird. Systembedingt sind dem Raildrucksignal jedoch beispielsweise die Einspritzfrequenz und die Förderfrequenz der Hochdruckpumpe als Störgrößen überlagert, so dass die in Echtzeit berechnete Kraftstoffmasse fehlerbehaftet ist oder der Raildruck zuvor gefiltert werden muss, wie dies in der DE 31 18 425 A1 dargestellt ist.
  • Das in der DE 197 26 756 A1 dargestellte Verfahren ist für ein konventionelles Common-Railsystem vorgesehen. Das Verfahren ist bei einem Common-Railsystem mit Einzelspeichern nicht unmittelbar anwendbar. Das Common-Railsystem mit Einzelspeichern unterscheidet sich von einem konventionellen Common-Railsystem darin, dass der einzuspritzende Kraftstoff aus dem Einzelspeicher entnommen wird. Die Zulaufleitung vom Rail zum Einzelspeicher ist in der Praxis so ausgelegt, dass eine Rückkoppelung von Störfrequenzen in das Rail gedämpft wird. Während der Einspritzpause fließt gerade soviel Kraftstoff aus dem Rail nach, dass der Einzelspeicher zu Beginn der Einspritzung wieder gefüllt ist. Der hydraulische Widerstand des Einzelspeichers und der Zulaufleitung sind aufeinander abgestimmt, d.h. die Verbindungsleitung vom Rail zum Einzelspeicher besitzt einen möglichst hohen hydraulischen Widerstand. Bei einem konventionellen Common-Railsystem ohne Einzelspeicher soll der hydraulische Widerstand zwischen dem Rail und dem Injektor möglichst gering sein um eine ungehinderte Einspritzung zu erreichen.
  • Aus der DE 195 16 923 A1 ist ebenfalls ein Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine bekannt, bei dem das Druckniveau in einer Leitung, welche die Einspritzpumpe und die Einspritzdüse verbindet, gemessen wird. Die Kraftstoff-Masse wird berechnet indem die Druckverlaufskurve normiert, das Flächenintegral gebildet und über eine Proportionalitäts-Konstante bewertet wird. Das darin dargestellte Verfahren ist bei einem Common-Railsystem mit Einzelspeichern auf Grund der Strukturunterschiede nicht anwendbar. Beispielsweise handelt es sich bei einer von einer Einspritzpumpe angesteuerten Einspritzdüse um ein passives Element, während der Injektor bei einem Common-Railsystem aktiv ansteuerbar ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, für ein Common-Railsystem mit Einzelspeichern ein Steuerungsverfahren zu entwerfen bei dem die Kraftstoff-Masse mit berücksichtigt wird.
  • Die Aufgabe wird durch die Merkmale des ersten Anspruchs gelöst. Die Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen dargestellt.
  • Erfindungsgemäß wird die Kraftstoff-Masse berechnet, indem der Druckverlauf eines Einzelspeichers gemessen wird, ein modellierter Druckverlauf über ein hydraulisches Modell dem gemessenen Druckverlauf nachgebildet wird und anschließend aus dem hydraulischen Modell die Kraftstoff-Masse berechnet wird.
  • Zur Erzielung einer möglichst exakten Kraftstoff-Berechnung ist vorgesehen, dass eine Abweichung aus dem gemessenen Druckverlauf des Einzelspeichers zum modellierten Druckverlauf berechnet wird und die Modellparameter solange angepasst werden bis die Abweichung kleiner einem Grenzwert wird. Hierbei wird die Abweichung aus den die Einspritzung kennzeichnenden Größen bestimmt. Dies sind der Spritzbeginn, das Spritzende, einer Druckdifferenz von Spritzbeginn-Druckniveau zum Spritzende-Druckniveau und einem Spritzwinkelbereich alternativ einer Spritzdauer.
  • Da das hydraulische Modell ein redundantes System zur Sollwert-Vorgabe einer Einspritzung darstellt, kann auf dieses im Fehlerfall zurückgegriffen werden. Für die Berechnung wird der ungefilterte Einzelspeicher-Druck verwendet, wodurch das System robust ist. Selbstverständlich ist dadurch auch eine genauere Injektorbewertung möglich.
  • In den Zeichnungen ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel dargestellt.
  • Es zeigen:
    • Figur 1
    ein Systemschaubild;
    Figur 2
    ein Zeitdiagramm einer Einspritzung;
    Figur 3
    das Modell.
  • Die Figur 1 zeigt ein Systemschaubild einer elektronisch gesteuerten Brennkraftmaschine 1. Bei dieser wird der Kraftstoff über ein Common-Railsystem eingespritzt. Dieses umfasst folgende Komponenten: eine Niederdruck-Pumpe 2 zur Kraftstoff-Förderung aus einem Kraftstofftank 3, eine Saugdrossel 4 zur Festlegung eines Volumenstroms, eine Hochdruck-Pumpe 5 zur Förderung des Kraftstoffs unter Druckerhöhung in ein Rail 6, Einzelspeicher 7 zum Zwischenspeichern des Kraftstoffs und Injektoren 8 zum Einspritzen des Kraftstoffs in die Brennräume der Brennkraftmaschine 1.
  • Das Common-Railsystem mit Einzelspeichern unterscheidet sich von einem konventionellen Common-Railsystem darin, dass der einzuspritzende Kraftstoff aus dem Einzelspeicher 7 entnommen wird. Die Zulaufleitung vom Rail 6 zum Einzelspeicher 7 ist in der Praxis so ausgelegt, dass eine Rückkoppelung von Störfrequenzen in das Rail 6 gedämpft wird. Während der Einspritzpause fließt gerade soviel Kraftstoff aus dem Rail 6 nach, dass der Einzelspeicher 7 zu Beginn der Einspritzung wieder gefüllt ist. Der hydraulische Widerstand des Einzelspeichers 7 und der Zulaufleitung sind aufeinander abgestimmt, d.h. die Verbindungsleitung vom Rail 6 zum Einzelspeicher 7 besitzt einen möglichst hohen hydraulischen Widerstand. Bei einem konventionellen Common-Railsystem ohne Einzelspeicher soll der hydraulische Widerstand zwischen dem Rail 6 und dem Injektor 8 möglichst gering sein um eine ungehinderte Einspritzung zu erreichen.
  • Die Betriebsweise der Brennkraftmaschine 1 wird durch ein elektronisches Steuergerät (ADEC) 9 geregelt. Das elektronische Steuergerät 9 beinhaltet die üblichen Bestandteile eines Mikrocomputersystems, beispielsweise einen Mikroprozessor, I/O-Bausteine, Puffer und Speicherbausteine (EEPROM, RAM). In den Speicherbausteinen sind die für den Betrieb der Brennkraftmaschine 1 relevanten Betriebsdaten in Kennfeldern/Kennlinien appliziert. Über diese berechnet das elektronische Steuergerät 9 aus den Eingangsgrößen die Ausgangsgrößen. In Figur 1 sind exemplarisch folgende Eingangsgrößen dargestellt: ein Raildruck pCR, der mittels eines Rail-Drucksensors 10 gemessen wird, ein Drehzahl-Signal nMOT der Brennkraftmaschine 1, Drucksignale pE der Einzelspeicher 7 und eine Eingangsgröße EIN. Unter der Eingangsgröße EIN sind beispielsweise der Ladeluftdruck eines Turboladers und die Temperaturen der Kühl-/Schmiermittel und des Kraftstoffs subsumiert.
  • In Figur 1 sind als Ausgangsgrößen des elektronischen Steuergeräts 9 ein Signal PWM zur Steuerung der Saugdrossel 4, ein leistungsbestimmendes Signal ve, beispielsweise eine Einspritzmenge zur Darstellung eines Sollmoments bei einer momentenbasierten Regelung, und eine Ausgangsgröße AUS dargestellt. Die Ausgangsgröße AUS steht stellvertretend für die weiteren Stellsignale zur Steuerung und Regelung der Brennkraftmaschine 1.
  • Die Figur 2 zeigt ein Diagramm eines gemessenen Druckverlaufs pE in einem Einzelspeicher und eines modellierten Druckverlaufs pEMOD. Der gemessene Druckverlauf pE ist als durchgezogene Linie eingezeichnet. Der modellierte Druckverlauf pEMOD ist als strichpunktierte Linie eingezeichnet. Hierbei ist der modellierte Druckverlauf pEMOD nach dem ersten Berechnungsdurchgang dargestellt, d. h. der modellierte Druckverlauf pEMOD unterscheidet sich noch wesentlich vom gemessenen Druckverlauf pE.
  • Auf der Abszisse ist der Kurbelwellen-Winkel Phi aufgetragen. Auf der Ordinate ist der gemessene Einzelspeicher-Druck pE bzw. der modellierte Einzelspeicher-Druck pEMOD aufgetragen. Der Druckverlauf im Einzelspeicher wird über ein Messintervall gemessen und gespeichert. Das Messintervall kann hierbei einem Arbeitsspiel der Brennkraftmaschine entsprechen, d. h. 720 Grad Kurbelwellen-Winkel. Das in Figur 2 dargestellte Messintervall umfasst exemplarisch den Bereich von 320 bis 460 Grad Kurbelwellen-Winkel.
  • Das Verfahren läuft folgendermaßen ab, wobei die beschriebenen Schritte einem Programm-Ablauf eines ausführbaren Programms entsprechen:
  • In einem ersten Schritt werden aus dem gemessenen Druckverlauf pE die Kenngrößen der Einspritzung bestimmt. Die Kenngrößen sind der Spritzbeginn SB, das Spritzende SE, eine Druckdifferenz dp und ein Spritzwinkelbereich dPhi. Die Druckdifferenz berechnet sich aus dem Unterschied von Spritzbeginn-Druckniveau pE(SB) minus Spritzende-Druckniveau pE(SE). Der Spritzwinkelbereich dPhi berechnet sich aus dem Unterschied von Spritzende-Winkel Phi(SE) minus Spitzbeginn-Winkel Phi(SB). Der Spritzbeginn SB kann auch aus dem Spritzende SE über eine mathematische Funktion bestimmt werden. Ein entsprechendes Verfahren ist aus der DE 103 44 181 A1 bekannt.
  • In einem zweiten Schritt wird anhand der vom elektronischen Steuergerät ausgegebenen Sollgrößen für die Einspritzung über das hydraulische Modell der modellierte Druckverlauf pEMOD dem gemessenen Druckverlauf pE nachgebildet. Die den modellierten Druckverlauf kennzeichnenden Größen sind vorzugsweise der modellierte Spritzbeginn SBMOD, das modellierte Spritzende SEMOD, die modellierte Druckdifferenz dpMOD und der modellierte Winkelbereich dPhiMOD.
  • In einem dritten Schritt wird dann eine Differenz der Kenngrößen des gemessenen Druckverlaufs pE zum modellierten Druckverlauf pEMOD gebildet. Die Bezugszeichen dSB, dSE, ddp und ddPhi entsprechen der jeweiligen Differenz. Hierbei berechnet sich ddp aus der modellierten Druckdifferenz dpMOD minus der Druckdifferenz dp. Entsprechend berechnet sich ddPhi aus dSE minus dSB.
  • In einem vierten Schritt werden dann die Modellparameter des hydraulischen Modells solange angepasst bis die Abweichung kleiner einem Grenzwert GW wird, beispielsweise GW < 0,5° Kurbelwellenwinkel. Ist dies der Fall, so entspricht die aus dem hydraulischen Modell berechnete Kraftstoff-Masse der tatsächlichen Kraftstoff-Masse. Die aus dem Modell berechnete Kraftstoff-Masse wird dann als maßgeblich für die weitere Steuerung der Brennkraftmaschine gesetzt.
  • In der Figur 2 wurde der Druckverlauf pE und der modellierte Druckverlauf pEMOD über dem Kurbelwellen-Winkel Phi dargestellt. Alternativ kann der Druckverlauf auch über der Zeit dargestellt werden. In diesem Fall sind die Bezugnahmen im Text als Bezugnahme auf die Zeit zu verstehen.
  • In Figur 3 ist das hydraulische Modell dargestellt. Die Eingangsgrößen sind ein erster Druck p1, welcher dem von der Hochdruckpumpe 5 bereitgestellten Druckniveau entspricht, und ein erster Massenstrom m1. Die Ausgangsgrößen sind ein zweiter Druck p2, ein zweiter Massenstrom m2, ein dritter Druck p3 und ein dritter Massenstrom m3. Der zweite Druck p2 entspricht dem Druckniveau im Niederdruckbereich. Der zweite Massenstrom m2 steht für die Leckage des Systems. Der dritte Druck p3 entspricht dem Zylinderdruck und ist in etwa konstant. Der dritte Massenstrom m3 steht für die eingespritzte Kraftstoff-Masse. Das Bezugszeichen D1 steht für eine erste, D2 für eine zweite und D3 für eine dritte Drosselstelle. Letztere entspricht der Einspitzdüse. Das Bezugszeichen 11 kennzeichnet das Einzelspeichervolumen. Die hydraulischen Kenngrößen der ersten Drosselstelle D1 sind aus Prüfstands-Messungen bekannt und bleiben im Betrieb konstant. Die hydraulischen Kenngrößen der zweiten Drosselstelle D2 sind veränderlich, können jedoch aus der Druckanstiegsphase im Einzelspeicherdruck und dessen Abweichung bestimmt werden. Die hydraulischen Kenngrößen der dritten Drosselstelle D3, also der Einspritzdüse, verändern sich mit dem Nadelhub. Deren zeitliche Veränderung können auf einem Komponentenprüfstand gemessen werden, zum Beispiel mittels eines aus der DE 198 50 221 C1 bekannten Verfahrens.
  • Aus der vorstehenden Beschreibung bietet das erfindungsgemäße Verfahren folgende Vorteile:
    • über die Modellierung des Einzelspeicherverlaufs kann die Kraftstoff-Masse genau bestimmt werden;
    • der hydraulische Zustand des Injektors wird abgebildet;
    • das hydraulische Modell stellt ein redundantes System dar und kann daher einen Weiterbetrieb im Fehlerfall gewährleisten.
    Bezugszeichen
    • 1
    Brennkraftmaschine
    2
    Niederdruck-Pumpe
    3
    Kraftstofftank
    4
    Saugdrossel
    5
    Hochdruck-Pumpe
    6
    Rail
    7
    Einzelspeicher
    8
    Injektor
    9
    elektronisches Steuergerät (ADEC)
    10
    Rail-Drucksensor
    11
    Einzelspeichervolumen

Claims (4)

  1. Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine (1) mit Common-Railsystem, bei dem eine Kraftstoff-Masse aus einem gemessenen Kraftstoff-Druckverlauf berechnet wird und bei dem die Kraftstoff-Masse als maßgeblich für die Steuerung einer Einspritzung gesetzt wird,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Kraftstoff-Masse berechnet wird, indem der Druckverlauf (pE) eines Einzelspeichers (7) gemessen wird, ein modellierter Druckverlauf (pEMOD) über ein hydraulisches Modell dem gemessenen Druckverlauf (pE) nachgebildet wird und aus dem hydraulischen Modell die Kraftstoff-Masse berechnet wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass Abweichungen aus dem gemessenen Druckverlauf des Einzelspeichers (pE) zum modellierten Druckverlauf (pEMOD) berechnet werden und die Modellparameter solange angepasst werden bis die Abweichungen kleiner einem Grenzwert (GW) werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Abweichungen für die die Einspritzung kennzeichnenden Größen bestimmt werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Größen einem Spritzbeginn (SB), einem Spritzende (SE), einer Druckdifferenz (dp) von Spritzbeginn-Druckniveau (pSB) zum Spritzende-Druckniveau (pSE) und einem Spritzwinkelbereich (dPhi) alternativ einer Spritzdauer (dt) entsprechen.
EP07012743.6A 2006-07-26 2007-06-29 Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine Withdrawn EP1884646A3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006034514.2A DE102006034514B4 (de) 2006-07-26 2006-07-26 Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP1884646A2 true EP1884646A2 (de) 2008-02-06
EP1884646A3 EP1884646A3 (de) 2013-08-07

Family

ID=38596024

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP07012743.6A Withdrawn EP1884646A3 (de) 2006-07-26 2007-06-29 Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8214131B2 (de)
EP (1) EP1884646A3 (de)
DE (1) DE102006034514B4 (de)

Cited By (4)

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