DE102009003212A1

DE102009003212A1 - Method and control device for operating an injection valve

Info

Publication number: DE102009003212A1
Application number: DE200910003212
Authority: DE
Inventors: Klaus Joos; Ruben Schlueter; Jens Neuberg; Helerson Kemmer; Hans-Peter Lehr; Holger Rapp; Haris Hamedovic; Joerg Koenig; Anh-Tuan Hoang; Bernd Wichert
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-05-19
Filing date: 2009-05-19
Publication date: 2010-11-25
Also published as: WO2010133417A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Einspritzventils (100a), insbesondere einer Brennkraftmaschine (10) eines Kraftfahrzeugs, bei dem eine Komponente des Einspritzventils (100a), insbesondere eine Ventilnadel (116), mittels eines elektromagnetischen Aktors (102, 104) angetrieben wird und bei dem der Aktor (102, 104) mit einem eine Ansteuerdauer (ti) aufweisenden Ansteuersignal (I) angesteuert wird, um eine von der Ansteuerdauer (ti) abhängige Einspritzmenge einzuspritzen. Erfindungsgemäß wird die Ansteuerdauer (ti) in Abhängigkeit eines für das Einspritzventil (100a) individuellen Korrekturwerts (tkorr) korrigiert, um eine korrigierte Ansteuerdauer (ti_korr) zu erhalten.The invention relates to a method for operating an injection valve (100a), in particular an internal combustion engine (10) of a motor vehicle, in which a component of the injection valve (100a), in particular a valve needle (116), is driven by means of an electromagnetic actuator (102, 104) and in which the actuator (102, 104) is actuated with a drive signal (I) having a drive duration (ti) in order to inject an injection quantity dependent on the drive duration (ti). According to the invention, the activation duration (ti) is corrected as a function of an individual correction value (tkorr) for the injection valve (100a) in order to obtain a corrected activation duration (ti_korr).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Einspritzventils, insbesondere einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, bei dem eine Komponente des Einspritzventils, insbesondere eine Ventilnadel, mittels eines elektromagnetischen Aktors angetrieben wird, und bei dem der Aktor mit einem eine Ansteuerdauer aufweisenden Ansteuersignal angesteuert wird, um eine von der Ansteuerdauer abhängige Einspritzmenge einzuspritzen.The Invention relates to a method for operating an injection valve, in particular an internal combustion engine of a motor vehicle, at the one component of the injection valve, in particular a valve needle, is driven by an electromagnetic actuator, and in that of the actuator with a driving time having a drive signal is controlled to an injection duration dependent on the injection quantity inject.

Die Erfindung betrifft ferner ein Steuergerät zum Betreiben eines derartigen Einspritzventils sowie ein Computerprogramm für eine Recheneinheit des Steuergeräts.The The invention further relates to a control device for operating such Injector and a computer program for a computing unit of the control unit.

Die herkömmlichen Verfahren und Systeme der eingangs genannten Art basieren auf dem Vorsteuerungsprinzip, demzufolge die Ansteuerdauer für alle Einspritzventile in derselben Weise aus einer einzuspritzenden Kraftstoffmenge ermittelt wird, die von einer Steuerung der Brennkraftmaschine vorgegeben wird.The usual Methods and systems of the type mentioned are based on the Pilot control principle, consequently the control duration for all injectors determined in the same way from an amount of fuel to be injected is given by a control of the internal combustion engine becomes.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Betriebsverfahren und ein Steuergerät der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass eine präzisere Einspritzung möglich ist.It Object of the present invention, an operating method and a control unit of the type mentioned above to improve that a precise Injection possible is.

Diese Aufgabe wird bei dem Betriebsverfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Ansteuerdauer in Abhängigkeit eines für das Einspritzventil individuellen Korrekturwerts korrigiert wird, um eine korrigierte Ansteuerdauer zu erhalten.These Task is in the operating method of the type mentioned according to the invention thereby solved, that the driving time depending on one for the injection valve is corrected for individual correction value, to get a corrected drive time.

Durch die erfindungsgemäße Vorsehung eines ventilindividuellen Korrekturwerts für die Ansteuerdauer ist vorteilhaft die Möglichkeit gegeben, besonderen Eigenschaften des jeweiligen Einspritzventils bei der Ansteuerung Rechnung zu tragen, wodurch insbesondere auch Exemplarstreuungen verschiedener Einspritzventile einer Brennkraftmaschine kompensiert werden können. Speziell kann hierdurch auch die Schließdauer eines erfindungsgemäß betriebenen Einspritzventils vorteilhaft beeinflusst werden.By the provision of the invention a valve-individual correction value for the drive time is advantageous the possibility given, special properties of the respective injection valve to take into account in the control, which in particular also Exemplary scattering of various injectors of an internal combustion engine can be compensated. In particular, this can also be the closing duration of an inventively operated Injector be favorably influenced.

Insbesondere ist erfindungsgemäß vorteilhaft die Möglichkeit gegeben, mehrere Einspritzventile einer Brennkraftmaschine hinsichtlich der von ihnen eingespritzten Kraftstoffmenge gleichzustellen, wodurch sich das Emissionsverhalten der Brennkraftmaschine verbessert. Dies kann erfindungsgemäß beispielsweise durch die Vorsehung eines entsprechenden Korrekturwerts realisiert werden, der für jedes Einspritzventil unter Berücksichtigung seiner individuellen Eigenschaften beziehungsweise Exemplarstreuungen, d. h. Abweichungen von einem Referenzventil, bestimmt wird.Especially is advantageous according to the invention the possibility given, several injectors of an internal combustion engine in terms equate the amount of fuel injected by them, thereby the emission behavior of the internal combustion engine improves. This can according to the invention for example realized by the provision of a corresponding correction value be that for considering each injector his individual characteristics or specimen spreads, d. H. Deviations from a reference valve, is determined.

Bei einer besonders vorteilhaften Erfindungsvariante ist vorgesehen, dass die Ansteuerdauer auf einen vorgebbaren Sollwert geregelt wird, wodurch – im Gegensatz zu einer reinen Steuerung unter Verwendung eines statischen Korrekturwerts für die Ansteuerdauer – eine weitere Steigerung der Präzision bei der Einspritzung erzielbar ist. Bei dieser Erfindungsvariante wird der erfindungsgemäße, ventilindividuelle Korrekturwert vorteilhaft im Rahmen eines Regelungsvorgangs zyklisch neu gebildet und verwendet, um die Ansteuerdauer eines Einspritzventils auf einen vorgegebenen Sollwert einzuregeln.at a particularly advantageous variant of the invention is provided that the control period is regulated to a predetermined setpoint, whereby - in contrast to a pure control using a static correction value for the drive duration - another Increase in precision can be achieved in the injection. In this variant of the invention is the invention, valve-individual Correction value advantageously cyclically in the context of a control process newly formed and used to the driving time of an injector to regulate to a predetermined setpoint.

Hierdurch können sowohl ventilindividuelle langfristige Drifteffekte der Einspritzmenge kompensiert werden als auch kurzzeitige Änderungen, die zum Beispiel von variablen Randbedingungen wie Temperatur, Kraftstoffeigenschaften, Rücklaufgegendruck, Ventilstückdurchbiegung und dergleichen herrühren.hereby can both valve-specific long-term drift effects of the injection quantity be compensated as well as short-term changes, for example of variable boundary conditions such as temperature, fuel properties, Return counterpressure, Valve piece deflection and the like.

Bei einer weiteren besonders bevorzugten Erfindungsvariante ist vorgesehen, dass der Sollwert für die Ansteuerdauer in Abhängigkeit einer vorgebbaren Schließdauer ermittelt wird, so dass erfindungsgemäß eine Regelung des Betriebs des Einspritzventils zur Erzielung der vorgebbaren Schließdauer durchgeführt wird.at a further particularly preferred variant of the invention is provided, that the setpoint for the activation period in dependence a predefinable closing time is determined, so that according to the invention a control of the operation of the injection valve to achieve the predetermined closing time is performed.

Insbesondere bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens zum Betrieb von Kraftstoffeinspritzventilen einer Brennkraftmaschine kann erfindungsgemäß ferner vorteilhaft vorgesehen sein, dass der Sollwert für die Ansteuerdauer in Abhängigkeit einer über mehrere Einspritzventile gemittelten Schließdauer ermittelt wird, wodurch vorteilhaft eine Gleichstellung der mehreren Einspritzventile hinsichtlich der von ihnen eingespritzten Kraftstoffmenge erzielt wird.Especially in the application of the operating method according to the invention for Operation of fuel injection valves of an internal combustion engine can further according to the invention be advantageously provided that the desired value for the drive time in dependence one over several injectors averaged closing duration is determined, thereby advantageous equality of the plurality of injectors in terms the amount of fuel injected by them is achieved.

Bei einer weiteren vorteilhaften Erfindungsvariante wird die Schließdauer vorteilhaft dynamisch aus Betriebsgrößen des Einspritzventils ermittelt, beispielsweise unter Analyse elektrischer Ansteuergrößen eines elektromagnetischen Aktors des Einspritzventils oder auch unter Verwendung separater Sensorik.at According to a further advantageous variant of the invention, the closing time is advantageous dynamically from operating variables of the Injection valve determined, for example, under analysis electrical Control variables of a electromagnetic actuator of the injector or under Use of separate sensors.

Das erfindungsgemäße Betriebsverfahren eignet sich insbesondere zur Verwendung in einem Vollhubbereich des Einspritzventils, in dem eine eine Kraftstoffeinspritzung steuernde Komponente des Einspritzventils, beispielsweise eine Ventilnadel, sich während ihrer Öffnungsbewegung so weit aus ihrer Schließlage entfernt, dass sie einen ihren Nadelhub begrenzenden Anschlag erreicht.The operating method according to the invention is particularly suitable for use in a Vollhubbereich of the injection valve in which a fuel injection controlling component of the injection valve, such as a valve needle, so far from their during their opening movement Closing removed that she reached a stroke limiting her needle stroke.

Als eine weitere Lösung der Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ein Steuergerät gemäß Patentanspruch 7 angegeben.When another solution The object of the present invention is a control device according to claim 7 indicated.

Von besonderer Bedeutung ist die Realisierung des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens in Form eines Computerprogramms, das auf einem elektronischen oder optischen Speichermedium abgespeichert sein kann, und das von einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung z. B. für eine Brennkraftmaschine ausführbar ist.From Of particular importance is the realization of the operating method according to the invention in the form of a computer program on an electronic or optical storage medium can be stored, and that of a Control and / or regulating device z. B. is executable for an internal combustion engine.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.Further Advantages, features and details emerge from the following Description in which referring to the drawing various embodiments the invention are shown. It can in the claims and mentioned in the description Features individually for each itself or in any combination essential to the invention.

In der Zeichnung zeigt:In the drawing shows:

1 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine mit mehreren erfindungsgemäß betriebenen Einspritzventilen, 1 a schematic representation of an internal combustion engine with a plurality of inventively operated injectors,

2a bis 2c schematisch eine Detailansicht eines Einspritzventils aus 1 in verschiedenen Betriebszuständen, 2a to 2c schematically a detailed view of an injector 1 in different operating states,

3 einen zeitlichen Verlauf von Betriebsgrößen des Einspritzventils aus 1, und 3 a temporal course of operating variables of the injection valve 1 , and

4 ein vereinfachtes Funktionsdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. 4 a simplified functional diagram of an embodiment of the method according to the invention.

Eine Brennkraftmaschine trägt in 1 insgesamt das Bezugszeichen 10. Sie umfasst einen Tank 12, aus dem ein Fördersystem 14 Kraftstoff in ein Common-Rail 16 fördert. An dieses sind mehrere elektromagnetisch betätigte Einspritzventile 100a bis 100d angeschlossen, die den Kraftstoff direkt in ihnen zugeordnete Brennräume 20a bis 20d einspritzen. Der Betrieb der Brennkraftmaschine 10 wird von einer Steuer- und Regeleinrichtung 22 gesteuert beziehungsweise geregelt, die unter anderem auch die Einspritzventile 100a bis 100d ansteuert.An internal combustion engine carries in 1 Overall, the reference number 10 , It includes a tank 12 from which a conveyor system 14 Fuel in a common rail 16 promotes. At this are several electromagnetically actuated injectors 100a to 100d connected, the fuel directly into them associated combustion chambers 20a to 20d inject. The operation of the internal combustion engine 10 is controlled by a control device 22 controlled or regulated, among other things, the injectors 100a to 100d controls.

2a bis 2c zeigt eine Ausführungsform des für die Kraftstoffeinspritzung vorgesehenen Einspritzventils 100a der Brennkraftmaschine 10 gemäß 1 in verschiedenen Betriebszuständen eines Einspritzzyklus. Die weiteren Einspritzventile 100b, 100c, 100d weisen dieselbe Struktur und Funktion auf. 2a to 2c shows an embodiment of the injection valve provided for the fuel injection 100a the internal combustion engine 10 according to 1 in different operating states of an injection cycle. The other injectors 100b . 100c . 100d have the same structure and function.

2a zeigt das Einspritzventil 100a in seinem Ruhezustand, in dem es nicht durch das Ihm zugeordnete Steuergerät 22 angesteuert wird. Eine Magnetventilfeder 111 presst hierbei eine Ventilkugel 105 in einen hierfür vorgesehenen Sitz der Ablaufdrossel 112, so dass sich in dem Ventilsteuerraum 106 ein dem Raildruck entsprechender Kraftstoffdruck aufbauen kann, wie er auch im Bereich des Hochdruckanschlusses 113 herrscht. 2a shows the injector 100a in its idle state, in which it is not assigned by the controller associated with it 22 is controlled. A solenoid valve spring 111 presses a valve ball 105 in a designated seat of the outlet throttle 112 , so that in the valve control room 106 can build up a fuel pressure corresponding to the rail pressure, as he also in the area of the high pressure port 113 prevails.

Der Raildruck steht auch in dem Kammervolumen 109 an, das die Ventilnadel 116 des Einspritzventils 100a umgibt. Die durch den Raildruck auf die Stirnfläche des Steuerkolbens 115 aufgebrachten Kräfte sowie die Kraft der Düsenfeder 107 halten die Ventilnadel 116 gegen eine öffnende Kraft, die an der Druckschulter 108 der Ventilnadel 116 angreift, geschlossen.The rail pressure is also in the chamber volume 109 on, the valve needle 116 of the injection valve 100a surrounds. The by the rail pressure on the end face of the control piston 115 applied forces and the force of the nozzle spring 107 hold the valve needle 116 against an opening force on the pressure shoulder 108 the valve needle 116 attacks, closed.

2b zeigt das Einspritzventil 100a in seinem geöffneten Zustand, den es unter Ansteuerung durch das Steuergerät 22 auf die folgende Weise ausgehend von dem in 2a abgebildeten Ruhezustand einnimmt: Der vorliegend durch die in 2a bezeichnete Magnetspule 102 und den mit der Magnetspule 102 zusammenwirkenden Magnetanker 104 gebildete elektromagnetische Aktor 102, 104 wird durch das Steuergerät 22 mit einem ein Ansteuersignal bildenden Ansteuerstrom I beaufschlagt, um ein Öffnen des vorliegend als Steuerventil arbeitenden Magnetventils 104, 105, 112 zu bewirken. Die Magnetkraft des elektromagnetischen Aktors 102, 104 übersteigt hierbei die Federkraft der Ventilfeder 111 (2a), so dass der Magnetanker 104 die Ventilkugel 105 von ihrem Ventilsitz abhebt und hiermit die Ablaufdrossel 112 öffnet. 2 B shows the injector 100a in its open state, it is under the control of the control unit 22 in the following way, starting from the in 2a illustrated idle state: The present by the in 2a designated magnetic coil 102 and the one with the solenoid 102 cooperating armature 104 formed electromagnetic actuator 102 . 104 is through the control unit 22 is acted upon by a drive current I forming a drive signal to open the solenoid valve presently operating as a control valve 104 . 105 . 112 to effect. The magnetic force of the electromagnetic actuator 102 . 104 exceeds the spring force of the valve spring 111 ( 2a ), so the magnet armature 104 the valve ball 105 lifts from its valve seat and hereby the outlet throttle 112 opens.

Mit dem Öffnen der Ablaufdrossel 112 kann nun Kraftstoff aus dem Ventilsteuerraum 106 in dem gemäß 2b darüber liegenden Hohlraum, vgl. die Pfeile, und über einen Kraftstoffrücklauf 101 zurück zu einem nicht abgebildeten Kraftstoffbehälter abfließen. Die Zulaufdrossel 114 verhindert einen vollständigen Druckausgleich zwischen dem im Bereich des Hochdruckanschlusses 113 anliegenden Raildruck und dem Druck in dem Ventilsteuerraum 106, so dass der Druck in dem Ventilsteuerraum 106 sinkt. Dies führt dazu, dass der Druck in dem Ventilsteuerraum 106 kleiner wird als der Druck in dem Kammervolumen 109, der nach wie vor dem Raildruck entspricht. Der verringerte Druck in dem Ventilsteuerraum 106 bewirkt eine dementsprechend verringerte Kraft auf den Steuerkolben 115 und führt somit zum Öffnen des Einspritzventils 100a, das heißt zu dem Abheben der Ventilnadel 116 aus ihrem Ventilnadelsitz im Bereich der Spritzlöcher 110. Dieser Betriebszustand ist in 2b veranschaulicht.By opening the outlet throttle 112 can now fuel from the valve control room 106 in the according 2 B overlying cavity, cf. the arrows, and about a fuel return 101 drain back to a fuel tank, not shown. The inlet throttle 114 prevents complete pressure equalization between that in the area of the high-pressure connection 113 adjacent rail pressure and the pressure in the valve control room 106 , so that the pressure in the valve control room 106 sinks. This causes the pressure in the valve control room 106 becomes smaller than the pressure in the chamber volume 109 , which still corresponds to the rail pressure. The reduced pressure in the valve control room 106 causes a correspondingly reduced force on the control piston 115 and thus leads to the opening of the injection valve 100a that is to the lifting of the valve needle 116 from their valve needle seat in the area of the injection holes 110 , This operating state is in 2 B illustrated.

Anschließend, das heißt nach dem Abheben aus dem Ventilnadelsitz, vollführt die Ventilnadel 116 primär unter Einwirkung der hydraulischen Kräfte in dem Kammervolumen 119 und in dem Ventilsteuerraum 106 eine im Wesentlichen ballistische Trajektorie. Bei einer hinreichend großen Ansteuerdauer, während der die Magnetspule 102 mit dem Ansteuerstrom I beaufschlagt wird, kann die Ventilnadel 116 in ihrer Öffnungsbewegung jedoch auch einen nicht abgebildeten Nadelhubanschlag erreichen, der den maximalen Nadelhub definiert. In diesem Fall wird von einem Betrieb des Einspritzventils 100a in seinem Vollhubbereich gesprochen.Then, that is, after lifting from the valve needle seat, performs the valve needle 116 primarily under the action of hydraulic forces in the chamber volume 119 and in the valve control room 106 a substantially ballistic trajectory. At a sufficiently large driving time while the solenoid 102 with the drive current I is applied, the valve needle 116 However, in their opening movement also reach a not shown Nadelhubanschlag that defines the maximum needle stroke. In this case, the operation of the injector 100a spoken in his full-stroke range.

Sobald der elektromagnetische Aktor 102, 104 (2a) zu einem Ende der Ansteuerdauer nicht mehr durch das Steuergerät 22 angesteuert wird, drückt die Ventilfeder 111 den Magnetanker 104 wie in 2c abgebildet, nach unten, so dass die Ventilkugel 105 daraufhin die Ablaufdrossel 112 verschließt. Hierdurch baut sich im Steuerraum 106 erneut der Raildruck auf. Dieser nunmehr erhöhte Druck in dem Steuerraum 106 übt eine größere Kraft auf den Steuerkolben 115 aus, die zusammen mit der Kraft der Düsenfeder 107 die im Bereich des Kammervolumens 109 auf die Ventilnadel 116 einwirkende Kraft überschreitet und die Ventilnadel 116 somit wieder in ihre Schließlage verbringt.Once the electromagnetic actuator 102 . 104 ( 2a ) to an end of the drive time no longer by the controller 22 is actuated, presses the valve spring 111 the magnet armature 104 as in 2c pictured, down, leaving the valve ball 105 then the outlet throttle 112 closes. This builds up in the control room 106 the rail pressure again. This now increased pressure in the control room 106 exerts a greater force on the control piston 115 out, along with the force of the nozzle spring 107 in the area of the chamber volume 109 on the valve needle 116 acting force exceeds and the valve needle 116 thus returns to its closed position.

Die Kraftstoffeinspritzung ist beendet, sobald die Ventilnadel 116 ihren Ventilnadelsitz im Bereich der Spritzlöcher 110 erreicht und diese verschließt, vgl. 2c.The fuel injection is finished as soon as the valve needle 116 their valve needle seat in the area of the injection holes 110 reached and this closes, cf. 2c ,

3 zeigt schematisch einen zeitlichen Verlauf der Betriebsgrößen Ansteuerstrom I, Hub h der Ventilnadel 116 (2a), wie er sich während eines Ansteuerzyklus im Rahmen einer Kraftstoffeinspritzung ergibt. 3 schematically shows a time course of the operating variables drive current I, stroke h of the valve needle 116 ( 2a ), as it results during a drive cycle in the context of fuel injection.

Zunächst wird ab dem Zeitpunkt t0 der elektromagnetische Aktor 102, 104 (2a) des Einspritzventils 100a bestromt, um ein Abheben des Magnetankers 104 bzw. der Ventilkugel 105 aus ihrem Ventilkugelsitz in dem Bereich der Ablaufdrossel 112 zu ermöglichen. Der Zeitpunkt t0 definiert somit einen Beginn der durch das Ansteuersignal I definierten Ansteuerdauer ti des elektromagnetischen Aktors 102, 104 und damit auch des Einspritzventils 100a.First, from the time t0, the electromagnetic actuator 102 . 104 ( 2a ) of the injection valve 100a energized to a lifting of the magnet armature 104 or the valve ball 105 from its valve ball seat in the area of the outlet throttle 112 to enable. The point in time t0 thus defines a start of the drive duration ti of the electromagnetic actuator defined by the drive signal I. 102 . 104 and thus also the injector 100a ,

Die Bestromung des elektromagnetischen Aktors 102, 104 dauert in dem in 3 angegebenen Diagramm bis zu dem Ende t1 der Ansteuerdauer ti an und kann über die Ansteuerdauer ti hinweg ggf. auch unterschiedliche Stromwerte (nicht gezeigt) aufweisen.The energization of the electromagnetic actuator 102 . 104 lasts in the 3 indicated diagram up to the end t1 of the actuation period ti and may also have different current values (not shown) over the actuation period ti.

Seinen vollständig geöffneten Zustand, der durch den maximalen Hub hmax der Ventilnadel 116 gekennzeichnet ist, hat das Einspritzventil 100a gemäß dem in 3 abgebildeten Diagramm nach der Zeit t01 erreicht. Die Verzögerung t01-t0 resultiert aus dem vorstehend unter Bezugnahme auf die 2a, 2b, 2c beschriebenen Arbeitsprinzip des Einspritzventils 100a.Its fully open state, due to the maximum stroke hmax of the valve needle 116 is characterized has the injection valve 100a according to the in 3 mapped diagram after the time t01 reached. The delay t01-t0 results from the above with reference to FIGS 2a . 2 B . 2c described operating principle of the injection valve 100a ,

Eine Schließdauer t2 ergibt sich gemäß 3 im Anschluss an das Ende t1 der Ansteuerdauer ti. Die Schließdauer t2 setzt sich bei der Konfiguration des Einspritzventils 100a gemäß den 2a, 2b, 2c aus einer Halteverzugszeit des Magnetankers 104 und einer sich daran anschließenden Schließflugzeit der Ventilnadel 116 zusammen. Erst zu dem Ende t3 der Schließdauer t2 weist das Einspritzventil 100a wieder seinen geschlossenen Zustand auf.A closing time t2 results according to 3 following the end t1 of the actuation period ti. The closing time t2 continues with the configuration of the injection valve 100a according to the 2a . 2 B . 2c from a holding delay time of the armature 104 and an adjoining closing time of the valve needle 116 together. Only at the end t3 of the closing period t2, the injection valve 100a again his closed state.

Um trotz der an sich unerwünschten Schließdauer t2 und ggf. auftretenden Variationen von Latenzzeiten bei dem Betrieb des Einspritzventils 100a sowie Exemplarstreuungen zwischen verschiedenen Einspritzventilen 100a, 100b, 100c, 100d (1) eine präzise Kraftstoffeinspritzung zu ermöglichen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Ansteuerdauer ti in Abhängigkeit eines für das Einspritzventil 100a individuellen Korrekturwerts korrigiert wird, um eine korrigierte Ansteuerdauer zu erhalten.In spite of the undesirable closing time t2 and possibly occurring variations of latency times in the operation of the injection valve 100a as well as specimen scatters between different injectors 100a . 100b . 100c . 100d ( 1 ) to enable a precise fuel injection, the invention provides that the activation duration ti as a function of a for the injection valve 100a corrected individual correction value to obtain a corrected drive time.

Bereits im Rahmen einer reinen Steuerung kann somit unter Verwendung des erfindungsgemäßen Korrekturwerts vorteilhaft eine Anpassung eines speziellen Einspritzventils 100a beispielsweise an ein Normeinspritzventil vorgenommen werden.Already in the context of a pure control can thus advantageously using the correction value according to the invention an adjustment of a special injection valve 100a be made for example to a standard injection valve.

Beispielsweise kann der Fall auftreten, dass bei einem bestimmten Einspritzventil 100a z. B. aufgrund einer zu weichen Ventilfeder die Schließdauer t2 unerwünscht groß ist. Dadurch wird bei einer fest vorgegebenen Ansteuerdauer eine größere Kraftstoffmenge eingespritzt als bei einem mit derselben Ansteuerdauer betriebenen Referenzeinspritzventil oder den anderen Einspritzventilen 100b, 100c, 100d der Brennkraftmaschine 10. Diese Abweichung kann durch entsprechende Auswahl des erfindungsgemäßen Korrekturwerts für das betrachtete Einspritzventil 100a kompensiert werden. Vorliegend wird der Korrekturwert für das betrachtete Einspritzventil 100a demnach so gewählt, dass die korrigierte Ansteuerdauer kürzer ist als die fest vorgegebene Ansteuerdauer, wodurch der Einfluss der zu weichen Ventilfeder verringert oder ganz kompensiert wird.For example, the case may occur that for a particular injector 100a z. B. due to a too soft valve spring, the closing time t2 is undesirably large. As a result, a larger amount of fuel is injected at a fixed predetermined drive time than in a operated with the same drive time reference injection valve or the other injectors 100b . 100c . 100d the internal combustion engine 10 , This deviation can be achieved by appropriate selection of the correction value according to the invention for the considered injection valve 100a be compensated. In the present case, the correction value for the considered injection valve 100a Accordingly, chosen so that the corrected drive time is shorter than the fixed predetermined drive time, whereby the influence of the valve spring too soft is reduced or completely compensated.

Umgekehrt kann bei einer zu harten Ventilfeder die Ansteuerdauer ti erfindungsgemäß zu größeren Werten hin korrigiert werden, um die gewünschte Einspritzmenge zu erhalten.Vice versa If the valve spring is too hard, the actuation period ti may be greater in accordance with the invention be corrected to obtain the desired injection quantity.

Ferner ist durch das erfindungsgemäße Prinzip vorteilhaft die Möglichkeit gegeben, die Ansteuerdauer ti, vorzugsweise in Abhängigkeit einer vorgebbaren Schließdauer t2, auf einen Sollwert zu regeln.Further is by the inventive principle advantageous the possibility given, the activation duration ti, preferably in dependence a predefinable closing time t2, to a setpoint.

4 zeigt ein Funktionsdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens, die eine derartige Regelung vorsieht. 4 shows a functional diagram of an embodiment of the operating method according to the invention, which provides such a regulation.

Aus einer von dem Steuergerät 22 (1) vorgegebenen, einzuspritzenden Kraftstoffmenge qdyn und dem Kraftstoffdruck P in dem Common-Rail 16 (1) wird mittels eines Kennfelds KF1 – wie bei den herkömmlichen Systemen seither auch – zunächst die Ansteuerdauer ti ermittelt. Unter Verwendung des Funktionsblocks 210, dem eingangsseitig die Ansteuerdauer ti zugeführt wird, wird eine sich entsprechend ergebende Schließdauer t2 ermittelt, wie sie sich bei dem Betrieb des Einspritzventils 100a unter Ansteuerung mit der Ansteuerdauer ti ergibt. Der Funktionsblock 210 kann beispielsweise mittels eines den Betrieb des Kraftstoffeinspritzventils 100a repräsentierenden Modells realisiert werden. Alternativ kann der Funktionsblock 210 auch durch das Einspritzventil 100a selbst gebildet sein, und die sich infolge einer Ansteuerung mit der Ansteuerdauer ti ergebende Schließdauer t2 wird beispielsweise messtechnisch erfasst.From one of the controller 22 ( 1 ) predetermined fuel quantity qdyn to be injected and the fuel pressure P in the common rail 16 ( 1 ) is determined by means of a map KF1 - as in the conventional systems since then - first the control period ti. Using the function block 210 , is supplied to the input side, the drive duration ti, a correspondingly resulting closing time t2 is determined, as they are in the operation of the injection valve 100a under control with the drive time ti results. The function block 210 For example, by means of a the operation of the fuel injection valve 100a representative model can be realized. Alternatively, the function block 210 also through the injection valve 100a be self-formed, and resulting as a result of a control with the drive time ti resulting closing time t2 is detected by metrology, for example.

Über einen Addierer 211 wird eine Regeldifferenz Δt2 = t2 – t2m gebildet, wobei t2m einem vorgebbaren Sollwert für die Schließdauer t2 entspricht.About an adder 211 a control difference .DELTA.t2 = t2 - t2m is formed, wherein t2m corresponds to a predetermined setpoint value for the closing time t2.

Die Regeldifferenz Δt2 wird einem Rückkopplungsglied 212 zugeführt, das beispielsweise eine Multiplikation der Regeldifferenz Δt2 mit einem vorgebbaren Faktor vorsehen kann, wodurch an dem Ausgang des Rückkopplungsglieds 212 der Korrekturwert tkorr für die Ansteuerdauer ti erhalten wird. Über den Addierer 213 wird der Korrekturwert tkorr von der mittels des Kennfelds KF1 ermittelten Ansteuerdauer ti subtrahiert, so dass erfindungsgemäß für die korrigierte Ansteuerdauer ti_korr erhalten wird: ti_korr = ti – tkorr. The control difference Δt2 becomes a feedback element 212 supplied, which may provide, for example, a multiplication of the control difference .DELTA.t2 with a predetermined factor, whereby at the output of the feedback element 212 the correction value tkorr is obtained for the drive time ti. About the adder 213 the correction value tkorr is subtracted from the activation duration ti determined by means of the characteristic map KF1, so that according to the invention ti_korr is obtained for the corrected activation duration: ti_korr = ti - tkorr.

Der erfindungsgemäß erhaltene Korrekturwert ti_korr kann nun vorteilhaft für die Korrektur der mittels des Kennfelds KF1 ermittelten Ansteuerdauer ti verwendet werden.Of the obtained according to the invention Correction value ti_korr can now be beneficial for the correction of of the map KF1 determined activation period ti be used.

Im Falle der Realisierung des Funktionsblocks 210 durch ein das Einspritzventil 100a repräsentierendes Modell kann der Korrekturwert ti_korr direkt zur Ansteuerung des Einspritzventils 100a für einen nachfolgenden Betriebszyklus verwendet werden. Sofern der Funktionsblock 210 das Einspritzventil 100a und seinen tatsächlichen Betrieb repräsentiert, kann der Korrekturwert ti_korr beispielsweise auch direkt in dem Kennfeld KF1 zur Bildung der Ansteuerdauer ti berücksichtigt werden.In case of realization of the function block 210 through an injection valve 100a representing model, the correction value ti_korr directly to control the injector 100a be used for a subsequent operating cycle. If the function block 210 the injection valve 100a and represents its actual operation, the correction value ti_korr can also be taken into account, for example, directly in the characteristic map KF1 for forming the activation duration ti.

Eine besonders effiziente Gleichstellung der Einspritzventile 100a, 100b, 100c, 100d (1) der Brennkraftmaschine 10 bezüglich ihrer Einspritzmengen ist dann gegeben, wenn der Sollwert t2m einer über die Einspritzventile 100a, 100b, 100c, 100d gemittelten Schließdauer entspricht. Diese gemittelte Schließdauer t2m kann beispielsweise messtechnisch während des Betriebs der Brennkraftmaschine 10 ermittelt werden.A particularly efficient equality of injection valves 100a . 100b . 100c . 100d ( 1 ) of the internal combustion engine 10 with respect to their injection quantities is given when the setpoint t2m one via the injectors 100a . 100b . 100c . 100d average closing time. This averaged closure duration t2m can be measured, for example, during operation of the internal combustion engine 10 be determined.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens besteht darin, dass die Auswirkungen von Exemplarstreuungen sowie eine Empfindlichkeit der eingespritzten Kraftstoffmenge gegenüber Umgebungsparametern wie beispielsweise Druck, Temperatur, Viskosität des einzuspritzenden Fluids usw. gegenüber herkömmlichen Verfahren reduziert werden.Of the Advantage of the operating method according to the invention is that the effects of specimen scatters as well a sensitivity of the injected amount of fuel to environmental parameters such as pressure, temperature, viscosity of the fluid to be injected etc. opposite usual Procedures are reduced.

Insbesondere werden sowohl ventilindividuell langfristige Drifteffekte, die beispielsweise verschleißbedingt sind, kompensiert als auch kurzzeitige Änderungen, die zum Beispiel von variablen Randbedingungen wie Temperatur, Kraftstoffeigenschaften, Rücklaufgegendruck, Ventilstückdurchbiegung usw. herrühren.Especially Both valve-specific long-term drift effects, for example due to wear are compensated as well as short-term changes, for example of variable boundary conditions such as temperature, fuel properties, Return counterpressure, Valve piece deflection etc. come from.

Das erfindungsgemäße Betriebsverfahren ist bevorzugt in einem Vollhubbetrieb des Einspritzventils 100a anwendbar und stellt eine ventilindividuelle Schließdauer t2 sicher, bei der die tatsächlich eingespritzte Kraftstoffmenge möglichst gut mit einem entsprechenden Sollwert übereinstimmt.The operating method according to the invention is preferably in a full-stroke operation of the injection valve 100a applicable and ensures a valve-specific closing duration t2, in which the actual injected fuel quantity as well as possible with a corresponding setpoint.

Durch die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist insbesondere auch eine sehr effiziente Gleichstellung der mehreren Einspritzventile 100a, 100b, 100c, 100d hinsichtlich der eingespritzten Kraftstoffmenge möglich. Zudem ist das erfindungsgemäße Betriebsverfahren in der Lage, die Wirkung äußerer Eingriffe zu kompensieren, wie sie sich beispielsweise bei einer absichtlichen Vergrößerung des Ankerhubs durch unzulässige Tuningmaßnahmen und dergleichen ergeben.By the use of the method according to the invention, in particular, a very efficient equalization of the plurality of injectors 100a . 100b . 100c . 100d possible with regard to the injected fuel quantity. In addition, the operating method according to the invention is able to compensate for the effect of external interventions, as they result, for example, in a deliberate increase in the armature stroke by impermissible Tuningmaßnahmen and the like.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann vorteilhaft wie vorstehend beschrieben bei Servoventile 104, 105, 112 aufweisenden Einspritzventilen 100a, 100b, 100c, 100d, insbesondere für Common-Rail-Dieselsysteme, angewendet werden, ist aber auch bei Einspritzventilen verwendbar, welche nicht über ein Servoventil verfügen, z. B. bei Systemen für die Benzindirekteinspritzung.The inventive method may advantageously as described above in servo valves 104 . 105 . 112 having injectors 100a . 100b . 100c . 100d , in particular for common rail diesel systems, are applied, but can also be used with injectors, which do not have a servo valve, z. B. in systems for gasoline direct injection.

Der Erfindung liegt die Beobachtung zugrunde, dass ein Nadelhubverlauf h und damit die eingespritzte Kraftstoffmenge insbesondere in einem Vollhubbetrieb des Einspritzventils 100a in einem Zusammenhang mit der Schließdauer t2 steht. Dieser Effekt wird durch die erfindungsgemäße Vorsehung des Korrekturwerts tkorr und/oder die hierauf basierende Regelung der Ansteuerdauer ti bzw. der Schließdauer t2 ausgenutzt.The invention is based on the observation that a Nadelhubverlauf h and thus the injected fuel quantity, especially in a Vollhubbetrieb the injector 100a is related to the closing time t2. This effect is achieved by the provision according to the invention of the correction value tkorr and / or the control of the actuation duration ti or the latter based thereon Closing time t2 exploited.

Generell ist das erfindungsgemäße Betriebsverfahren bei allen mittels eines elektromagnetischen Aktors betätigten Einspritzventilen durchführbar, bei denen eine einzuspritzende Menge über eine entsprechende Ansteuerdauer vorgegeben wird.As a general rule is the operating method according to the invention in all actuated by an electromagnetic actuator injectors feasible in which an amount to be injected over a corresponding activation period is given.

Claims

Method for operating an injection valve ( 100a ), in particular an internal combustion engine ( 10 ) of a motor vehicle, in which a component of the injection valve ( 100a ), in particular a valve needle ( 116 ), by means of an electromagnetic actuator ( 102 . 104 ) is driven, and wherein the actuator ( 102 . 104 ) is actuated with a drive signal (I) having a drive duration (ti) in order to inject an injection quantity which is dependent on the drive duration (ti), characterized in that the drive duration (ti) depends on the injection valve ( 100a ) correction value (tkorr) is corrected to obtain a corrected drive duration (ti_korr).

Method according to claim 1, characterized in that that the control duration (ti) regulated to a predetermined setpoint becomes.

Method according to claim 2, characterized in that that the setpoint in dependence a predefinable closing time (t2) is determined.

A method according to claim 2 or 3, characterized in that the desired value as a function of a plurality of injection valves ( 100a . 100b . 100c . 100d ) average closing time (t2m) is determined.

Method according to one of claims 3 to 4, characterized in that the closing duration (t2) dynamically from operating variables of the injection valve ( 100a ) is determined.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that it is in a Vollhubbereich of the injection valve ( 100a ) is applied.

Control unit ( 22 ) for operating an injection valve ( 100a ), in particular an internal combustion engine ( 10 ) of a motor vehicle, wherein a component of the injection valve ( 100a ), in particular a valve needle ( 116 ), by means of an electromagnetic actuator ( 102 . 104 ) is drivable, and wherein the actuator ( 102 . 104 ) is controllable with a drive signal (I) having a drive duration (ti) in order to inject an injection quantity which is dependent on the actuation duration (ti), characterized in that the actuation duration (ti) depends on the injection valve ( 100a ) correction value (tkorr) is correctable to obtain a corrected drive duration (ti_korr).

Control unit ( 22 ) according to claim 7, characterized in that it is designed for carrying out the method according to one of claims 1 to 6.

Computer program with program code means for carrying out all the steps of the method according to one of Claims 1 to 6, when the computer program is run on a computer or a corresponding computing unit, in particular in a control unit ( 22 ) according to claim 7, is carried out.

Computer program product with program code means, which are stored on a computer-readable data carrier, in order to perform all the steps of the method according to one of claims 1 to 6, when the computer program is run on a computer or a corresponding computing unit, in particular in a control unit ( 22 ) according to claim 7, is carried out.