DE19916100A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Abstract

Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Brennkraftmaschine mit einem Common-Rail-System, beschrieben. Wenigstens eine Pumpe fördert Kraftstoff in einen Speicher. Der Druck in dem Speicher wird erfaßt. Ausgehend von wenigstens einem Drehzahlsignal und/oder einem Lastsignal wird zwischen wenigstens einem ersten und einem zweiten Betriebszustand unterschieden, wobei zur Einstellung des Druckes in dem ersten Betriebszustand wenigstens ein erstes Druckregelmittel und in dem zweiten Betriebszustand wenigstens ein zweites Druckregelmittel verwendet wird.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine sind aus der DE 195 48 278 bekannt. Dort werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Brennkraftmaschine mit einem Common-Rail-System beschrieben. Wenigstens eine Pumpe fördert Kraftstoff in einen Speicher. Der Druck in dem Speicher wird erfaßt und mittels eines Reglers auf vorgegebene Sollwerte geregelt. Ein Ventil, daß den Speicher mit dem Kraftstofftank verbindet, dient als Druckregelmittel, ferner dient eine gesteuerte Hochdruckpumpe als zweites Druckregelmittel.

Desweiteren sind Systeme bekannt, bei denen zur Regelung des Druckes lediglich ein Ventil verwendet wird. Diese Vorgehensweise besitzt den Nachteil, daß sehr hohe Verlustleistungen auftreten, da die Pumpe derart ausgelegt ist, daß sie immer die maximal erforderliche Kraftstoffmenge fördert und die überschüssige Kraftstoffmenge über das Druckregelventil abgelassen wird. Aufgrund dieser Verlustleistung können sehr hohe Kraftstofftemperaturen auftreten. Vorteilhaft bei dieser Vorgehensweise ist, daß der Istdruck sehr schnell und präzise eingeregelt wird.

Systeme, die lediglich mit einer steuerbaren Hochdruckpumpe zur Druckregelung ausgestattet sind, haben den Nachteil, daß sehr hohe Anforderungen an die Qualität der Hochdruckpumpe zu stellen sind. Problematisch ist hier insbesondere der Übergang auf niedere Drucksollwerte. So können beispielsweise beim Übergang in den Schubbetrieb erhöhte Geräuschemissionen auftreten, da der für den Leerlaufbetrieb oder Schubbetrieb erforderliche niedere Druck im Druckspeicher erst nach Ablauf einer relativ langen Verzögerungszeit erreicht wird. Vorteilhaft bei dieser Vorgehensweise ist der hohe Wirkungsgrad und die damit verbundene niedere Kraftstofftemperatur.

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren und einer Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art die Druckregelung zu verbessern. Insbesondere soll der Wirkungsgrad erhöht und die Qualität der Druckregelung verbessert werden.

Vorteile der Erfindung

Mit der erfindungsgemäßen Vorgehensweise können die Vorteile beider Strategien zur Druckregelung erreicht werden, ohne daß deren Nachteile in Kauf genommen werden müssen. Dies wird dadurch erreicht, daß ausgehend von wenigstens der Drehzahl und/oder einem Lastsignal zwischen wenigstens einem ersten und einem zweiten Betriebszustand unterschieden wird. In dem ersten Betriebszustand wird zur Einstellung des Druckes wenigstens ein erstes Druckregelmittel verwendet. In dem zweiten Betriebszustand wird zur Einstellung des Druckes wenigstens ein zweites Druckregelmittel verwendet. Erfindungsgemäß wurde erkannt, daß wenigstens die Drehzahl und/oder die Last der Brennkraftmaschine verschiedene Zustände definieren in denen verschiedene Druckregelmittel vorteilhaft sind.

Zur Definition der Betriebszustände können weitere Betriebskenngrößen und Signale verwendet werden. Ferner ist es vorteilhaft, wenn zusätzliche Betriebszustände definiert sind.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der zweite Betriebszustand bei großen Lasten und/oder bei großen Drehzahlen vorliegt und der erste Betriebszustand bei kleinen Lasten und/oder bei kleinen Drehzahlen vorliegt.

Vorteilhaft ist es, daß es sich bei dem ersten Druckregelmittel um ein Ventil handelt, das den Speicher mit einem Niederdruckbereich verbindet, und daß es sich bei dem zweiten Druckregelmittel um eine gesteuerte Pumpe handelt, die den Kraftstoff in den Speicher fördert.

Dadurch, daß bei einem Fehler eines Druckregelmittels das andere Druckregelmittel die Steuerung übernimmt, kann die Verfügbarkeit der Brennkraftmaschine bei einem Defekt erhöht werden.

Weitere vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Zeichnung

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein Blockdiagramm der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 ein Blockdiagramm der Druckregelung,

Fig. 3 ein Zustandsdiagramm,

Fig. 4 verschiedene über der Zeit aufgetragene Signale und

Fig. 5 ein Blockdiagramm der Auswahl der verschiedenen Zustände.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In Fig. 1 sind die für das Verständnis der Erfindung erforderlichen Bauteile eines Kraftstoffversorgungssystems einer Brennkraftmaschine mit Hochdruckeinspritzung dargestellt. Das dargestellte System wird üblicherweise als Common-Rail-System bezeichnet.

Mit 100 ist ein Kraftstoffvorratsbehälter bezeichnet. Dieser steht über ein ersten Filter 105, eine Vorförderpumpe 110 mit einem zweiten Filtermittel 115 in Verbindung. Vom zweiten Filtermittel 115 gelangt der Kraftstoff über eine Leitung zu einer Hochdruckpumpe 125. Die Verbindungsleitung zwischen dem Filtermittel 115 und der Hochdruckpumpe 125 kann über ein Niederdruckbegrenzungsventil 145 mit dem Vorratsbehälter 100 in Verbindung stehen.

Die Hochdruckpumpe 125 steht mit einem Rail 130 in Verbindung. Das Rail 130 wird auch als Speicher bezeichnet und steht über Kraftstoffleitungen mit verschiedenen Injektoren 131 in Kontakt. Über ein Druckregelventil 135 ist das Rail 130 mit dem Kraftstoffvorratsbehälter 100 verbindbar. Das Druckregelventil 135 ist mittels einer Spule 136 steuerbar. Vorzugsweise ist das Druckregelventil 135 derart ausgebildet, daß es bei einer Beaufschlagung mit einem bestimmten Ansteuersignal einen bestimmte, Druck im Rail 130 hält, in es den geförderten, aber nicht benötigten Kraftstoff in den Vorratsbehälter 100 abläßt.

Die Leitungen zwischen dem Ausgang der Hochdruckpumpe 125 und dem Eingang des Druckregelventils 135 werden als Hochdruckbereich bezeichnet. In diesem Bereich steht der Kraftstoff unter hohem Druck. Der Druck im Hochdruckbereich wird mittels eines Sensors 140 erfaßt. Die Leitungen zwischen dem Tank 100 und der Hochdruckpumpe 125 werden als Niederdruckbereich bezeichnet.

Eine Steuerung 160 beaufschlagt die verschiedenen Stellglieder, wie beispielsweise die Hochdruckpumpe 125 mit einem Signal QM, die Injektoren 131 mit einem Signal A und/oder das Druckregelventil 135 mit einem Signal UD. Die Steuerung 160 verarbeitet verschiedene Signale verschiedener Sensoren 150, die den Betriebszustand der Brennkraftmaschine und/oder des Kraftfahrzeugs, daß die Brennkraftmaschine antreibt, charakterisieren. Ein solcher Betriebszustand ist beispielsweise die Drehzahl N der Brennkraftmaschine.

Diese Einrichtung arbeitet wie folgt: Der Kraftstoff, der sich im Vorratsbehälter befindet, wird von der Vorförderpumpe 110 durch die Filtermittel 105 und 115 gefördert.

Steigt der Druck im Niederdruckbereich auf unzulässig hohe Werte an, so öffnet das Niederdruckbegrenzungsventil 145 und gibt die Verbindung zwischen dem Ausgang der Vorförderpumpe 110 und dem Vorratsbehälter 100 frei.

Die Hochdruckpumpe 125 fördert den Kraftstoff vom Niederdruckbereich in den Hochdruckbereich. Die Hochdruckpumpe 125 baut im Rail 130 einen sehr hohen Druck auf. Üblicherweise werden bei Systemen für fremdgezündete Brennkraftmaschinen Druckwerte von etwa 30 bis 100 bar und bei selbstzündenden Brennkraftmaschinen Druckwerte von etwa 1000 bis 2000 bar erzielt. Über die Injektoren 131 kann der Kraftstoff unter hohem Druck den einzelnen Zylinder der Brennkraftmaschine zugemessen werden.

Mittels des Sensors 140 wird der Druck P im Rail bzw. im gesamten Hochdruckbereich erfaßt. Mittels der steuerbaren Hochdruckpumpe 125 und dem Druckregelventil wird der Druck im Hochdruckbereich geregelt.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung ergibt sich, wenn das Druckregelventil bei Erreichen eines bestimmten Druckes öffnet, wobei dieser Druckwert von der Ansteuerspannung mit dem die Spule des Druckregelventils 136 beaufschlagt wird, abhängt.

Als Vorförderpumpe 110 werden üblicherweise Elektrokraftstoffpumpen oder mechanische Zahnrad- oder Flügelpumpen eingesetzt.

In Fig. 2 ist die Druckregelung, die im wesentlichen in der Steuerung 160 enthalten ist, detaillierter dargestellt. Bereits in Fig. 1 beschriebene Elemente sind mit entsprechenden Bezugszeichen bezeichnet.

Um die Zeichnung übersichtlicher darzustellen, sind verschiedene Elemente mehrfach aufgeführt, wobei es sich bei Elementen mit gleichen Bezugszeichen um ein und dieselbe Elemente handelt. Dies gilt insbesondere für die verschiedenen Sensoren.

Eine Sollwertvorgabe 205 liefert einen Sollwert PS für den Druckwert im Speicher 130 an einen Verknüpfungspunkt 220. Am zweiten Eingang des Verknüpfungspunktes 220 liegt das Ausgangssignal P des Drucksensors 140 an. Der Verknüpfungspunkt 220 beaufschlagt einen ersten Regler 222 mit einem Signal. Der erste Regler liefert ein Signal UR an eine Auswahl 200.

Desweiteren gelangt das Ausgangssignal der Sollwertvorgabe 205 zu einer ersten Vorsteuerung 224 und zu einer zweiten Vorsteuerung 226. Sowohl die erste als auch die zweite Vorsteuerung werden mit dem Ausgangssignal N des Drehzahlsensors 150 beaufschlagt. Die erste Vorsteuerung 224 liefert ein Signal UVS1 und die zweite Vorsteuerung 226 ein Signal UVS2 an die Auswahl 200.

Die Sollwertvorgabe 205 beaufschlagt einen zweiten Verknüpfungspunkt 230 mit dem Sollwert PS, an dessen zweiten Eingang der Istwert P des Sensors 140 anliegt. Der zweite Verknüpfungspunkt 230 beaufschlagt einen zweiten Regler 232 mit einem Eingangssignal. Der zweite Regler 232 liefert ein Signal QR an die Auswahl 200.

Eine Maximalwertvorgabe 234 wird mit dem Ausgangssignal N des Drehzahlsensors 150 beaufschlagt und liefert einen Wert QMAX an die Auswahl 200. Desweiteren liefert eine Mengensteuerung 236 ein Signal QVS an die Auswahl 200. Der Mengensteuerung 236 werden das Ausgangssignal N des Drehzahlsensors 150 und ein Signal QK bezüglich der einzuspritzenden Kraftstoffmenge zugeführt. Das Signal QK bezüglich der einzuspritzenden Kraftstoffmenge entstammt einer Mengenberechnung 207.

Eine Leckagevorsteuerung 240 liefert ein Signal QL an die Auswahl. Die Leckagevorsteuerung 240 wird mit dem Signal P des Drucksensors beaufschlagt. Ferner wird ein Signal T eines Temperatursensors 209 der Leckagevorsteuerung 240 zugeleitet. Das Temperatursignal T gelangt ferner zu einer Startwertvorgabe 242 die ein Signal QS an die Auswahl 200 liefert.

Die Sollwertvorgabe 205 und die Mengenberechnung 207 sind vorzugsweise ebenfalls in der Steuerung 160 enthalten. Die Mengensteuerung 207 beaufschlagt üblicherweise die Injektoren mit einem Ansteuersignal A, das die einzuspritzende Kraftstoffmenge festlegt. Die Sollwertvorgabe 205 berechnet den Sollwert PS vorzugsweise abhängig von verschiedenen Betriebszuständen, wie beispielsweise der Drehzahl N und der einzuspritzenden Kraftstoffmenge QK.

Die Auswahl 200 beaufschlagt sowohl das Druckregelventil 135 mit einem Ansteuersignal UD als auch die steuerbare Hochdruckpumpe 125 mit einem Ansteuersignal QM. Der Auswahl 200 werden ferner verschiedene Sensorsignale, wie beispielsweise das Drehzahlsignal N des Drehzahlsensors 150 und das Signal QK der Mengenberechnung 207 zugeführt.

Ausgehend von dem Vergleich zwischen dem Sollwert PS und dem Istwert P des Druckes bestimmt der erste Regler 222 ein Ansteuersignal UR zur Beaufschlagung des Druckregelventils 135. Desweiteren wird ein erster und ein zweiter Vorsteuerwert UVS1 und UVS2 abhängig von dem Sollwert PS des Druckes und vorzugsweise der Drehzahl N der Brennkraftmaschine bestimmt. Hierbei können auch noch weitere Betriebskenngrößen, die nicht explizit erwähnt sind, berücksichtigt werden.

Der erste Vorsteuerwert UVS der ersten Vorsteuerung 224 dient insbesondere beim Startvorgang zur Ansteuerung des Druckregelventils 135. Dieser Wert ist so gewählt, daß das Druckregelventil die Verbindung zwischen dem Hochdruckbereich im Speicher 130 und dem Tank unterbindet, bis der Druck einen vorgegebenen Schwellwert überschritten hat. Dieser Schwellwert und der Ansteuerwert DU sind vorzugsweise vom Sollwert PS des Druckes abhängig.

Der zweite Vorsteuerwert UVS2 ist so gewählt, daß im laufenden Betrieb das Druckregelventil geschlossen bleibt. Dieser Ansteuerwert ist vorzugsweise abhängig vom Drucksollwert vorgebbar.

Die Größen UR, UVS1 und UVS2 dienen vorzugsweise zur Bildung des Ansteuersignals UD für das Druckregelventil 135.

Die Hochdruckpumpe ist so ausgebildet, daß sie bei Beaufschlagung mit einem Signal QM eine bestimmte Kraftstoffmenge vom Niederdruckbereich in den Speicher 130 fördert.

Der zweite Regler 232 liefert ausgehend von dem Vergleich zwischen dem Istwert P und dem Sollwert PS für den Druck im Speicher ein Ansteuersignal QR zur Beaufschlagung der Hochdruckpumpe 125.

Abhängig von der Drehzahl liefert die Maximalwertvorgabe 234 den Wert QMAX. Dieser ist so gewählt, daß die Pumpe die maximal mögliche Menge im Normalbetrieb fördert. Ausgehend von verschiedenen Betriebskenngrößen, wie der eingespritzten Kraftstoffmenge QK und der Drehzahl N bestimmt die Mengenvorsteuerung 236 ein Signal QVS, daß als Vorsteuergröße dient. Ausgehend von der Temperatur und/oder dem tatsächlichen Druckwert P gibt die Leckagevorsteuerung 240 einen Wert QL vor. Hierbei wird vorzugsweise die Kraftstofftemperatur berücksichtigt. Die Startwertvorgabe 242 gibt einen Mengenwert QS vor, der beim Start verwendet wird.

Als Temperatur wird vorzugsweise ein Wert verwendet, der die Kraftstofftemperatur im Druckspeicher 130 charakterisiert. Anstelle oder zusätzlich zu dem Temperatursensor für den Kraftstoff kann auch ein anderer Ersatzwert bezüglich der Temperatur verwendet werden. Insbesondere kann ein Temperatursensor, der die Kühlwassertemperatur oder die Motortemperatur erfaßt, verwendet werden.

Neben der Drehzahl N, der einzuspritzenden Kraftstoffmenge QK und/oder der Temperatur T können auch weitere Betriebskenngrößen zur Vorgabe der verschiedenen Werte verwendet werden.

Die Größen QR, QMAX, QVS, QL und QS dienen zur Bildung des Signals QM zur Ansteuerung der Hochdruckpumpe 125.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß abhängig vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine verschiedene Druckregelmittel verwendet werden.

In einem ersten Betriebszustand dient ein erstes Druckregelmittel zur Einstellung des Druckes. In dem ersten Betriebszustand bestimmt vorzugsweise das Signal UR und/oder der Vorsteuerwert UVS1 das Ansteuersignal UD zur Beaufschlagung der Druckregelventils 135. In diesem ersten Betriebszustand bestimmt somit der erste Regler 222 das Ansteuersignal DU für das Druckregelventil 135. In diesem ersten Betriebszustand wird der Druck vorzugsweise durch das Druckregelventil beeinflußt. Dies bedeutet, bei dem ersten Druckregelmittel handelt es sich um das Druckregelventil 135, das den Speicher mit dem Niederdruckbereich, insbesondere dem Tank 100, verbindet. Das zweite Druckregelmittel wird mit dem Signal QM = QMAX so angesteuert, daß die Hochdruckpumpe voll gefüllt ist.

In einem zweiten Betriebszustand dient ein zweites Druckregelmittel zur Einstellung des Druckes. In dem zweiten Betriebszustand bestimmt vorzugsweise das Signal QR und der Vorsteuerwert QVS das Ansteuersignal QM zur Beaufschlagung der Hochdruckpumpe 125. In diesem zweiten Betriebszustand bestimmt somit der zweite Regler 232 das Ansteuersignal für die Hochdruckpumpe 125. In diesem zweiten Betriebszustand wird der Druck vorzugsweise durch die Hochdruckpumpe beeinflußt. Dies bedeutet, bei dem zweiten Druckregelmittel handelt es sich um die Hochdruckpumpe 125. Das Druckregelventil 135 wird mit dem Signal DU = UVS2 so angesteuert, daß das Druckregelventil sicher geschlossen bleibt.

Bei kleinen Lasten und/oder kleinen Drehzahlen und/oder niederen Temperaturen liegt vorzugsweise der erste Betriebszustand vor. Bei großen Lasten und/oder großen Drehzahlen und/oder hohen Temperaturen liegt vorzugsweise der zweite Betriebszustand vor.

Im ersten Zustand wird eine sehr gute Regelgenauigkeit und Regeldynamik des Druckregelkreises erzielt. Ferner kann bei tiefen Kraftstofftemperaturen eine schnelle Erwärmung des Kraftstoffs erreicht werden.

Im zweiten Zustand arbeitet die Druckerzeugung mit dem bestmöglichen Wirkungsgrad und der geringsten Kraftstofferwärmung.

In Fig. 3 sind die verschiedene Betriebszustände als Zustandsdiagramm verdeutlicht. Die verschiedenen Betriebszustände werden im folgenden als Zustände bezeichnet.

Ein erster Zustand ist mit 1 bezeichnet. Ein zweiter Zustand ist mit 2 bezeichnet und ebenfalls als Ellipse dargestellt. Der Übergang von dem ersten in den zweiten Zustand ist mit einem Pfeil, der mit 1.2 bezeichnet ist, bezeichnet.

Entsprechend ist der Übergang von dem zweiten Zustand in den ersten Zustand mit einem Pfeil und mit 2.1 bezeichnet.

Desweiteren ist ein Startvorgang als Zustand 0 bezeichnet. Der Übergang von dem Zustand 0 in den Zustand 1 ist mit einem Pfeil 0.1 und der Übergang von dem Zustand 1 in den Zustand 0 mit einem Pfeil mit 1.0 markiert.

Desweiteren wird zwischen verschiedenen Fehlerzustände 4, 5 und 6 unterschieden. Bei einem Fehlerzustand 4, bei dem ein Fehler im Bereich des Druckregelventils 135 aufgetreten ist, erfolgt ein Übergang in den Zustand 2, der mit einem gestrichelten Pfeil 4.2 dargestellt ist. Desweiteren erfolgt ein Übergang in einen Zustand 3, bei dem die Brennkraftmaschine abgeschaltet wird, dieser Übergang ist mit einem Pfeil 4.3 dargestellt. Bei einem Fehler der Hochdruckpumpe im Zustand 5 geht das System in den Zustand 1 über. Dieser Übergang ist mit einem Pfeil 5.1 markiert. Bei einem Fehler des Drucksensors 140 im Zustand 6 geht das System in den Startzustand 0 über. Dieser Übergang ist mit einem Pfeil 6.0 bezeichnet. Bei einer Ausgestaltung kann auch vorgesehen sein, daß vom Fehlerzustand 5 ebenfalls in den Zustand 3 übergegangen wird. Dieser Übergang ist mit einem gestrichelten Pfeil 5.3 dargestellt.

Im ersten Zustand 1 wird das erste Druckregelmittel R1 zur Einstellung des Druckes verwendet, d. h. im Zustand 1 wird der Druck durch Ansteuern des Druckregelventils 135 eingestellt. Das Signal UD ist gleich dem Ausgangssignal UR des ersten Reglers 222. Das Ausgangssignal QM ist gleich dem Signal QMAX, das dem Ausgangssignal der Maximalwertvorgabe 234 entspricht. Dieses Signal QMAX ist so gewählt, daß die Pumpe 125 ihre maximale Kraftstoffmenge fördert.

Im zweiten Zustand 2 wird zur Einstellung des Druckes das zweite Druckregelmittel R2 verwendet. Dies bedeutet, im zweiten Zustand wird die Hochdruckpumpe 125 zur Druckregelung verwendet. Das Druckregelventil 135 wird geschlossen. Dies wird dadurch erreicht, daß das Ansteuersignal UD für das Druckregelventil 135 gleich dem Vorsteuerwert UVS2 ist, der von der zweiten Vorsteuerung 226 bereitgestellt wird. Dieser Wert ist so gewählt, daß das Druckregelventil 135 ständig geschlossen bleibt. Dabei wird das Ansteuersignal abhängig von dem Solldruck und/oder dem Istdruck und der Drehzahl so vorgegeben, daß es bei Überschreiten eines höchstzulässigen Drucks öffnet, d. h. das Druckregelventil dient als Sicherheitsventil. Das Ansteuersignal QM für die Hochdruckpumpe entspricht der Summe aus dem Ausgangssignal QR des 2. Reglers 232 und dem Ausgangssignal QVS der Mengenvorsteuerung 236.

Befindet sich die Steuerung in dem ersten Zustand 1, d. h. das Druckregelventil 135 ist aktiv und regelt den Druck, so erfolgt ein Übergang in den zweiten Zustand 2, wenn bestimmte Werte für die Drehzahl und die einzuspritzende Kraftstoffmenge überschritten werden. Beim Übergang vom ersten Zustand 1 in den zweiten Zustand 2, d. h. vom Übergang 1.2 wird der I-Anteil des zweiten Reglers entsprechend initialisiert. Das bedeutet, das Ausgangssignal QR wird mit dem Ausgangssignal der Leckagevorsteuerung 240 gesetzt, d. h. beim Übergang von dem ersten Zustand in den zweiten Zustand nimmt das Signal QR zu Beginn den Wert QL an.

Entsprechend wird beim Übergang von dem zweiten Zustand 2 in den ersten Zustand 1 der I-Anteil des ersten Reglers derart initialisiert, daß der Wert UR dem Ausgangssignal UVS1 der ersten Vorsteuerung entspricht.

Beim Start der Brennkraftmaschine im Zustand 0 wird das Druckregelventil 135 mit dem Startwert UVS1 beaufschlagt. Ferner wird die Hochdruckpumpe 125 mit einem solchen Signal QM beaufschlagt, daß dem Ausgangssignal QS der Startvorgabe 242 entspricht. Diese beiden Signale sind derart gewählt, daß abhängig von der Temperatur T und/oder der Drehzahl N und ggf. weiterer Betriebskenngrößen die maximal mögliche Kraftstoffmenge gefördert wird und über das Druckregelventil kein Kraftstoff abgelassen wird. Dadurch kann ein sehr schneller Druckaufbau beim Startvorgang erzielt werden.

Überschreitet der Druckwert P und/oder die Drehzahl N einen vorgegebenen Schwellwert, so erfolgt der Übergang 0.1 in den ersten Zustand. Dabei wird der I-Anteil des ersten Reglers derart initialisiert, daß das Ansteuersignal für das Druckregelventil UD gleich dem Ausgangssignal UVS1 der ersten Vorsteuerung 224 ist. Fällt der Druck PS unter den Schwellwert ab, und/oder ist die Drehzahl kleiner als eine Startdrehzahl, so wird wieder in den Zustand 0 übergegangen.

Soll die Brennkraftmaschine abgeschaltet werden, so erfolgt der Übergang 1.3 oder 2.3 in den Zustand 3. In dem Zustand 3 wird das Ansteuersignal UD und das Ansteuersignal QM so gewählt, daß die Hochdruckpumpe keinen Kraftstoff fördert und das Druckregelventil die Verbindung zum Tank freigibt.

Desweiteren werden verschiedene Fehlerfälle unterschieden. In einem ersten Fehlerfall, der als Zustand 4 bezeichnet wird, wird ein Defekt des Druckregelventils erkannt. Vorzugsweise ist vorgesehen, daß in diesem Fall in den Zustand 3 übergegangen wird und die Brennkraftmaschine abgeschaltet wird. Bei einer Ausgestaltung erfolgt ein Übergang 4.2 in den zweiten Zustand 2, in dem die Druckregelung durch die Hochdruckpumpe 125 übernommen wird.

In einem zweiten Fehlerzustand 5 wird auf Fehler der Hochdruckpumpe erkannt. In diesem Fall erfolgt vorzugsweise Übergang 5.1 in den ersten Zustand, in dem die Druckregelung mittels des Druckregelventils erfolgt. Alternativ kann auch vorgesehen sein, daß ein Übergang 5.3. in den Zustand 3 erfolgt und die Brennkraftmaschine abgeschaltet wird.

Bei einem erkannten Fehler eines der Druckregelmittel übernimmt das andere Druckregelmittel die Steuerung des Druckes.

Wird ein dritter Fehlerzustand 6 erkannt, bei dem ein Defekt des Drucksensors 140 vorliegt, erfolgt ein Übergang 6.0 in den Zustand 0, der dem Startzustand entspricht. In diesem Fall übernimmt das Druckregelventil 135 mit der Stellgröße DU = UVS1 die Drucksteuerung. Die Hochdruckpumpe wird mit dem Signal QS angesteuert.

In der Fig. 4 ist über der Drehzahl N die eingespritzte Kraftstoffmenge QK aufgetragen. Mit einer dicken, durchgezogenen Linie ist die bei Dieselbrennkraftmaschinen übliche höchstzulässige Kraftstoffmenge über der Drehzahl aufgetragen. Mit einer dünnen durchgezogenen Linie ist eine Kraftstoffmenge QK2 als Funktion der Drehzahl N und mit einer gestrichelten Linie eine Kraftstoffmenge QK1 über der Drehzahl N aufgetragen. Dabei ist der Betriebszustand jeweils durch einen Wert der Kraftstoffmenge QK und der Drehzahl N definiert. Bei Ausgestaltungen der Erfindung kann auch vorgesehen sein, daß zur Definition des Betriebszustandes weitere Größen verwendet werden. Dies sind beispielsweise Temperatur und Druckwerte. Ferner kann bei einer vereinfachten Ausführungsform vorgesehen sein, daß lediglich die Drehzahl oder die Kraftstoffmenge zur Definition des Betriebszustandes dient. Anstelle der Kraftstoffmenge können auch andere Größen verwendet werden, die die Kraftstoffmenge bestimmen. So kann auch die Einspritzdauer, die Ansteuerdauer der Injektoren eine Lastgröße und/oder eine Momentengröße verwendet werden.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß beim Wechsel von einem Betriebszustand von unterhalb der Linie QK2 auf ein Betriebszustand oberhalb der Linie QK2 die Einrichtung in den Zustand 2 übergeht. Entsprechend wird beim Übergang von einem Betriebszustand der oberhalb der Linie QK1 liegt auf einen Betriebszustand, der unterhalb der Linie QK1 liegt in den Zustand 1 übergegangen. Das heißt die beiden Linien QK1 und QK2 trennen die Betriebszustände in denen zum einen der Zustand 1 vorliegt und zum anderen der Zustand 2 vorliegt. Um unnötige Schaltvorgänge zu vermeiden ist zwischen den Linien QK1 und QK2 eine Differenz vorgesehen, die als Hysterese wirkt. Vom Übergang in den zweiten Zustand erfolgt der Übergang erst bei Werten oberhalb der Linie QK2 und beim Übergang in den Zustand 1 erfolgt dies erst unterhalb der Werte der Linie QK1.

Der Übergang vom Zustand 1 in den Zustand 2 und umgekehrt ist in Fig. 5 anhand eines Blockdiagrammes dargestellt. Das Signal QK der Mengenberechnung 207 wird einem Eingang a eines ersten Vergleichers 510 und einem Eingang a eines zweiten Vergleichers 520 zugeführt. Am Eingang b des ersten Vergleichers 510 liegt das Ausgangssignal QK2 einer ersten Kennlinie 530. Am Eingang B des zweiten Vergleichers 520 liegt das Ausgangssignal QK1 einer zweiten Kennlinie 540.

Die beiden Kennlinien 530 und 540 werden mit dem Ausgangssignal N des Drehzahlsensors beaufschlagt. In der ersten Kennlinie 530 ist der in Fig. 4 eingetragene Verlauf der Kraftstoffmenge QK2 und in der zweiten Kennlinie der Verlauf der Linie QK1 abgespeichert. Die in Fig. 4 dargestellten Verläufe sind dabei lediglich beispielhaft gewählt.

Statt der Kennlinien können auch Kennfelder verwendet werden, die als weitere Größe eine Temperatur T, beispielsweise die Kraftstofftemperatur, berücksichtigen. Dies ist in der Fig. 5 mit gestrichelten Linien dargestellt.

Erkennt der erste Vergleicher 510, daß der Wert an dem Eingang a größer als an dem Eingang b ist, so erfolgt ein Übergang 1.2 von dem Zustand 1 in den Zustand 2. Erkennt der zweite Vergleicher 520, daß das Signal an dem Eingang a kleiner als an dem Eingang b ist, erfolgt ein Übergang 2.1 von dem Zustand 2 in den Zustand 1.

Claims (7)

1. Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Brennkraftmaschine mit einem Common- Rail-System, wobei wenigstens eine Pumpe Kraftstoff in einen Speicher fördert und der Druck in dem Speicher erfaßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ausgehend von wenigstens einem Drehzahlsignal und/oder einem Lastsignal zwischen wenigstens einem ersten und einem zweiten Betriebszustand unterschieden wird, wobei zur Einstellung des Druckes in dem ersten Betriebszustand wenigstens ein erstes Druckregelmittel und in dem zweiten Betriebszustand wenigstens ein zweites Druckregelmittel verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Betriebszustand bei großen Lasten und/oder bei großen Drehzahlen und/oder großen Temperaturen vorliegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Betriebszustand bei kleinen Lasten und/oder bei kleinen Drehzahlen und/oder kleinen Temperaturen vorliegt.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Fehler eines Druckregelmittels das andere Druckregelmittel die Steuerung übernimmt.

5. Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Brennkraftmaschine mit einem Common- Rail-System, wobei wenigstens eine Pumpe Kraftstoff in einen Speicher fördert und der Druck in dem Speicher erfaßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die ausgehend von wenigstens einem Drehzahlsignal und/oder einem Lastsignal zwischen wenigstens einem ersten und einem zweiten Betriebszustand unterscheiden, und daß zur Einstellung des Druckes in dem ersten Betriebszustand wenigstens ein erstes Druckregelmittel und in dem zweiten Betriebszustand wenigstens ein zweites Druckregelmittel verwendet wird.

6. Vorrichtung nach einem Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem ersten Druckregelmittel um ein Ventil handelt, das den Speicher mit einem Niederdruckbereich verbindet.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem zweiten Druckregelmittel um eine gesteuerte Pumpe handelt, die den Kraftstoff in den Speicher fördert.