Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft zunächst ein Verfahren zum Betreiben
einer Brennkraftmaschine, insbesondere mit
Direkteinspritzung, bei dem der Kraftstoff zu mindestens
einer Einspritzeinrichtung gefördert wird und von dieser in
mindestens einen Brennraum gelangt.
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Ein solches Verfahren ist aus der DE 199 45 813 A1
bekannt. In dieser ist eine Brennkraftmaschine beschrieben,
bei der der Kraftstoff von einem Einspritzventil direkt in
den Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt wird.
Über eine Aussetzererkennung wird auf Ablagerungen im
Brennraum bzw. am Einspritzventil geschlossen. Solche
Ablagerungen können zu einer Beeinträchtigung des
Kraftstoffstrahls und hierdurch insbesondere im
Schichtbetrieb der Brennkraftmaschine zu einer
Beeinträchtigung der Verbrennung bis hin zu
Verbrennungsaussetzern führen. Um erkannte Ablagerungen am
Einspritzventil zu entfernen, wird vorgeschlagen, eine
klopfende Verbrennung herbeizuführen und/oder eine
Reinigungsflüssigkeit in den Brennraum der
Brennkraftmaschine einzuleiten.
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Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, ein Verfahren
der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass
Verunreinigungen an einer Einspritzeinrichtung noch
einfacher und sicherer entfernt oder sogar von vornherein
verhindert werden können. Dabei soll der Betrieb der
Brennkraftmaschine nicht beeinträchtigt werden.
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Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs
genannten Art dadurch gelöst, dass mindestens ein zu
mindestens einer Austrittsöffnung der Kraftstoff-
Einspritzeinrichtung benachbarter Bereich mindestens
zeitweise in eine hochfrequente Schwingung versetzt wird.
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Vorteile der Erfindung
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Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass
Ablagerungen, beispielsweise Verkokungen, welche im Bereich
der Austrittsöffnungen der Einspritzeinrichtung vorhanden
sein können, zuverlässig gelöst werden können. Hierdurch
wird gewährleistet, dass die Austrittsöffnungen immer den
maximalen und vorgesehenen Querschnitt aufweisen. Dabei
bleibt der Betrieb der Brennkraftmaschine im Wesentlichen
unbeeinflusst, da weder eine klopfende Verbrennung
herbeigeführt wird noch Zusatzstoffe in den Brennraum
eingeleitet werden. Dies kommt beispielsweise der Qualität
der Emissionen und der Laufruhe der Brennkraftmaschine zu
gute.
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Da der Betrieb der Brennkraftmaschine weitgehend
unbeeinflusst bleibt, kann die erfindungsgemäße Maßnahme
auch prophylaktisch durchgeführt werden, so dass sich erst
gar keine Ablagerungen an der Einspritzeinrichtung bilden
können.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in
Unteransprüchen angegeben.
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In einer ersten Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass ein
Ventilelement der Kraftstoff-Einspritzeinrichtung
mindestens zeitweise in eine hochfrequente Schwingung
versetzt wird. Die Schwingung des Ventilelements wird auf
den sich zwischen dem Ventilelement und der
Austrittsöffnung befindlichen Kraftstoff und von dort auf
den die Austrittsöffnungen umgebenden Bereich übertragen,
was das Lösen von Ablagerungen im Bereich der
Austrittsöffnung erleichert. Diese Weiterbildung des
erfindungsgemäßen Verfahrens arbeitet also mit hohem
Wirkungsgrad. Darüber hinaus ist es einfach zu realisieren,
da es sich bei dem Ventilelement um ein ohnehin hoch
dynamisch bewegtes Teil handelt, welches technisch relativ
einfach in eine hochfrequente Schwingung versetzt werden
kann.
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Dabei wird vorgeschlagen, dass das Ventilelement während
mindestens eines Bereichs mindestens einer Öffnungsphase in
die hochfrequente Schwingung versetzt wird. Somit kann die
Reinigung der Austrittsöffnung während des normalen
Betriebs der Brennkraftmaschine erfolgen, was eine häufige
Reinigung der Austrittsöffnungen ermöglicht.
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Bevorzugt ist dabei auch, dass das Ventilelement durch
einen Piezoaktor betätigt und die hochfrequente Schwingung
durch eine hochfrequente Überlagerung der Steuerspannung
oder des Steuerstroms des Piezoaktors erzeugt wird. Bei
einem Piezoaktor handelt es sich um ein hochdynamisches
Antriebselement für ein Ventilelement, mit dem die
hochfrequenten Schwingungen sehr zuverlässig und preiswert
erzeugt werden können.
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In einer anderen Weiterbildung ist aufgeführt, dass bei
einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine die Drehmomente
und/oder die Lambdawerte der einzelnen Zylinder bestimmt
und verglichen werden, um eine mögliche Verschmutzung
mindestens einer Austrittsöffnung der
Einspritzeinrichtungen zu erkennen, und dass dann, wenn eine maximal
zulässige Abweichung des Drehmoments und/oder des
Lambdawerts mindestens eines Zylinders von mindestens von
einem anderen Zylinder, erreicht und/oder überschritten
wird, mindestens ein zu mindestens einer Austrittsöffnung
der Kraftstoff-Einspritzeinrichtung benachbarter Bereich
mindestens zeitweise in eine hochfrequente Schwingung
versetzt wird.
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Bei dieser Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens
kann also erkannt werden, wann eine Reinigung der
Austrittsöffnungen bzw. der den Austrittsöffnungen
benachbarter Bereich von Einspritzventilen erforderlich
ist. Dem liegt der Gedanke zugrunde, dass im allgemeinen
nicht alle Austrittsöffnungen aller Einspritzventile in der
gleichen Weise verändert, eingeengt oder verstopft werden.
Haben jedoch die Austrittsöffnungen der
Einspritzeinrichtung eines Zylinders insgesamt einen
anderen Querschnitt als die Austrittsöffnungen der
Einspritzeinrichtung eines anderen Zylinders, kommt es zu
unterschiedlichen Luft-Kraftstoff-Mischungsverhältnissen
und/oder einer unterschiedlichen Verbrennung in den
einzelnen Zylindern, was sich in einer Abweichung des
Drehmoments und/oder des Lambdawerts eines Zylinders von
dem des anderen Zylinders ausdrückt. Bei diesem
erfindungsgemäßen Verfahren wird also auf eine einfache Art
und Weise, ohne dass zusätzliche Komponenten erforderlich
sind, der Zustand der Austrittsöffnungen der
Einspritzeinrichtungen überwacht und ggf. eine
Reinigungssequenz eingeleitet. Die entsprechend betriebene
Brennkraftmaschine kann also, ohne Zutun eines Benutzers,
immer optimal betrieben werden.
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In Weiterbildung hierzu wird vorgeschlagen, dass nach dem
Ende der Zeitdauer, während der mindenstens ein zu den
Austrittsöffnungen benachbarter Bereich der Kraftstoff-
Einspritzeinrichtungen zeitweise in eine hochfrequente
Schwingung versetzt wurde, nochmals die Drehmomente
und/oder die Lambdawerte der einzelnen Zylinder bestimmt
und verglichen werden, um zu erkennen, ob eine mögliche
Verschmutzung der Austrittsöffnungen der Einspritzventile
entfernt wurde, und dass dann, wenn eine maximal zulässige
Abweichung des Drehmoments und/oder des Lambdawerts
mindestens eines Zylinders von mindestens einem anderen
Zylinder erreicht und/oder überschritten wird, mindestens
ein zu mindestens einer Austrittsöffnung der Krafstoff-
Einspritzeinrichtung benachbarter Bereich mindestens
zeitweise in eine hochfrequente Schwingung versetzt wird.
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Bei dieser Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird nach einer Reinigungssequenz überprüft, ob die
Reinigung erfolgreich war. Hat die Zeitdauer, während der
die hochfrequente Schwingung erzeugt worden war, noch nicht
ausgereicht, um die Austrittsöffnungen in ausreichender Art
und Weise freizumachen, wird automatisch, ohne Zutun eines
Benutzers, nochmals eine Restreinigungssequenz initiiert.
Durch dieses erfindungsgemäße Verfahren wird somit noch
besser gewährleistet, dass die Austrittsöffnungen der
Einspritzventile im Wesentlichen immer einen optimalen und
freien Querschnitt aufweisen.
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In Weiterbildung hierzu wird vorgeschlagen, dass dann, wenn
eine maximale Anzahl von Durchläufen des Verfahrens der
obigen Art erreicht und/oder überschritten wird, eine
Fehlermeldung ausgegeben und/oder in einem Speicher
abgelegt wird. Wenn nach einer bestimmten Anzahl von
Durchläufen erkannt wird, dass die Reinigungssequenzen
keine ausreichende Verbesserung der Gemischqualität im
Brennraum bewirken, muss davon ausgegangen werden, dass die
Ursache für die fehlerhafte Gemischzusammenstellung im
Brennraum nicht in einer Verschmutzung der
Austrittsöffnungen der Kraftstoff-Einspritzeinrichtungen
liegt. Dies wird dem Benutzer der Brennkraftmaschine
signalisiert und/oder für eine spätere Wartung eine
entsprechende Fehlermeldung in einem Speicher abgelegt. Bei
diesem erfindungsgemäßen Verfahren wird also
sichergestellt, dass nicht unnötigerweise
Reinigungssequenzen durchgeführt werden. Verbessert sich die
Gemischqualität nach einer Reinigungssequenz, so kann auch
diese Information im Fehlerspeicher abgelegt werden. Die
Werkstatt erhält so eine Information, wie oft die
Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen verkokt sind.
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Besonders gut arbeitet das erfindungsgemäße Verfahren dann,
wenn die hochfrequente Schwingung eine Frequenz aufweist,
welche im Ultraschallbereich liegt. Hierdurch können
relativ große Energien übertragen werden, die eine Ablösung
auch hartnäckiger Verschmutzungen ermöglichen. Dabei tritt
keine hörbare Geräuschentwicklung auf.
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Die Erfindung betrifft auch ein Computerprogramm, welches
zur Durchführung des obigen Verfahrens geeignet ist, wenn
es auf einem Computer ausgeführt wird. Dabei wird besonders
bevorzugt, wenn das Computerprogramm auf einem Speicher,
insbesondere auf einem Flash-Memory abgespeichert ist.
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Ferner betrifft die Erfindung ein Steuer- und/oder
Regelgerät zur Steuerung und/oder Regelung mindestens einer
Funktion einer Brennkraftmaschine. Bei einem solchen
Steuer- und/oder Regelgerät wird besonders bevorzugt, wenn
es einen Speicher umfasst, auf dem ein Computerprogramm der
obigen Art abgespeichert ist.
Zeichnung
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Nachfolgend wird ein besonders bevorzugtes
Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die
beiliegende Zeichnung im Detail erläutert. In der Zeichnung
zeigen:
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Fig. 1 eine Prinzipdarstellung einer Brennkraftmaschine
mit einem Kraftstoffsystem und mehreren
Kraftstoff-Einspritzeinrichtungen;
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Fig. 2 eine teilweise geschnittene Darstellung einer der
Kraftstoff-Einspritzungseinrichtungen von Fig. 1;
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Fig. 3 ein Diagramm, in dem der Steuerstrom eines Aktors
der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung von Fig. 2
über der Zeit dargestellt ist;
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Fig. 4 ein Diagramm, in dem der Hub eines Ventilelements
der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung von Fig. 2
über der Zeit dargestellt ist; und
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Fig. 5 ein Diagramm, in dem die während einer
Öffnungsphase von der Kraftstoff-
Einspritzeinrichtung von Fig. 2 eingespritzte
Kraftstoffmenge über der Zeit dargestellt ist.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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In Fig. 1 ist eine Brennkraftmaschine strichpunktiert
dargestellt und trägt insgesamt das Bezugszeichen 10. Das
dazugehörige Kraftstoffsystem trägt insgesamt das
Bezugszeichen 12.
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Das Kraftstoffsystem 12 umfasst einen Kraftstoffbehälter
14, aus dem eine elektrische Kraftstoffpumpe 16 den
Kraftstoff über einen Filter 18 fördert. Über eine
Niederdruck-Kraftstoffleitung 20 gelangt der Kraftstoff zu
einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe 22. Der Druck in der
Niederkraftstoffleitung 20 wird von einem Druckregelventil
24 geregelt.
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Die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 22 fördert den Kraftstoff
unter sehr hohem Druck in eine Kraftstoff-Sammelleitung 26.
Diese wird gemeinhin als "Rail" bezeichnet. Hier ist der
Kraftstoff unter sehr hohem Druck gespeichert. Ein
Mengensteuerventil 28 steuert die zur Kraftstoff-
Sammelleitung 26 geförderte Kraftstoffmenge.
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An die Kraftstoff-Sammelleitung 26 sind mehrere Kraftstoff-
Einspritzventile 30a, 30b, 30c angeschlossen. Auf deren
genauen Aufbau wird weiter unten im Detail eingegangen. Die
Kraftstoff-Einspritzventile 30a, 30b, 30c spritzen den
Kraftstoff direkt in Brennräume 32a, 32b, 32c von Zylindern
33a, 33b, 33c der Brennkraftmaschine 10 ein. Angesteuert
werden die Kraftstoff-Einspritzventile 30a, 30b, 30c von
einem Steuer- und Regelgerät 34.
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Der genaue Aufbau der Kraftstoff-Einspritzventile 30a, 30b,
30c ergibt sich aus Fig. 2, in der beispielhaft ein
Kraftstoff-Einspritzventil 30 dargestellt ist. Weitere
Einzelheiten möglicher Kraftstoff-Einspritzventile sind in
der DE 198 44 837 A1 beschrieben, auf deren Inhalt hiermit
ausdrücklich Bezug genommen wird.
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Jedes Kraftstoff-Einspritzventil 30 umfasst einen
Ventilkörper 36, der mittels einer Spannmutter 38 axial
gegen einen Ventilhaltekörper 40 verspannt ist. Mit seinem
freien, im Querschnitt verringerten Ende ragt der
Ventilkörper 36 in einen der Brennräume 32 der
Brennkraftmaschine 10. In einer Bohrung 42 des
Ventilkörpers 36 ist in bekannter Weise ein kolbenförmiges
Ventilelement 44 axial verschieblich geführt. Seine
brennraumseitige kegelförmige Stirnfläche bildet eine
Ventildichtfläche 46. Diese wirkt mit einer entsprechenden
hohlkegelförmig ausgebildeten Ventilsitzfläche 48 am
brennraumseitigen geschlossenen Ende der Bohrung 42
zusammen. An die Ventilsitzfläche 48 schließen sich
stromabwärts des einzuspritzenden Kraftstoffes mehrere,
über den Umfang verteilte Austrittsöffnungen 50 in der Wand
des Ventilkörpers 36 an.
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Der Ventilkörper 36 weist einen durch eine
Querschnittserweiterung der Bohrung 42 gebildeten Druckraum
52 auf, in den ein den Ventilkörper 36 und den
Ventilhaltekörper 40 durchlaufender Zulaufkanal 54 mündet.
Dieser ist über einen Hochdruckanschluss 56 mit der
Kraftstoff-Sammelleitung 26 verbunden.
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Zur Betätigung des durch eine Querschnittsgeometrie
druckausgeglichenen Ventilelements 44 ist im
Ventilhaltekörper 40 ein Piezoaktor 58 vorgesehen, welcher
aus einer Vielzahl von axial aneinandergereihten Scheiben
gebildet ist und dessen axiale Länge sich beim Anlegen
einer Betriebsspannung verringert.
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An seinem den Ventilkörper 36 zugewandten Ende ist der
Piezoaktor 58 fest mit dem Ventilelement 44 verbunden. An
seinem anderen Ende ist ein Ausgleichskolben 60 vorgesehen,
dessen Querschnitt gegenüber dem Piezoaktor 58 kleiner ist.
Sein eines Ende liegt in axialer Verlängerung an einer
Stirnfläche 62 des Piezoaktors 58 an und sein freies Ende
ragt in einen Ausgleichsraum 64 hinein. Das vom
Ventilelement 44 abgewandte Ende des Piezoaktors 58
begrenzt einen, vom Ausgleichskolben 60 durchragten
Federraum 66, in dem eine als Druckfeder wirkende
Ventilfeder 68 vorgesehen ist. Diese ist zwischen der
Stirnfläche 62 des Piezoaktors 58 und einer Wand der
Federkammer eingespannt und beaufschlagt das Ventilelement
44 über den Piezoaktor 58 in Schließrichtung.
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Die Betätigung des Piezoaktors 58 erfolgt über elektrische
Zuführungsleitungen 70, welche mit dem Steuer- und
Regelgerät 34 verbunden sind.
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Für eine genau definierte axiale Verstellbewegung des
Piezoaktors 58 und somit eine präzise Öffnungshubbewegung
des Ventilelements 44 ist am oberem, dem Ventilelement 44
abgewandten Ende des Piezoaktors 58 eine Klemmvorrichtung
72 angeordnet. Mit dieser Klemmvorrichtung 72 kann der
Piezoaktor 58 während der Einspritzphase an seinem oberen
Ende gegenüber dem Ventilhaltekörper 40 in seiner Lage
fixiert werden. Dabei wird die Klemmvorrichtung 72 durch
einen koaxial zum Piezoaktor 58 angeordneten Ring 74
gebildet, dessen Innendurchmesser sich beim Anlegen einer
Betriebsspannung derart verringert, dass er reibfest an der
Umfangsfläche des Piezoaktors 58 anliegt.
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Die Stromzufuhr erfolgt über elektrische Zuleitungen 76 und
wird ebenfalls vom Steuer- und Regelgerät 34 gesteuert. Im
Normalbetrieb ist die Klemmvorrichtung 72 bestromt, so dass
der Piezoaktor 58 in seiner Lage fixiert ist. Während
Einspritzpausen kann die Klemmvorrichtung 72 jedoch gelöst
werden, um temperatur- und druckbedingte Längenänderungen
am Piezoaktor 58 auszugleichen und eine dadurch verursachte
Beeinträchtigung einer präzisen Öffnungshubbewegung zu
vermeiden.
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Die Brennkraftmaschine 10 und die gemäß Fig. 2
ausgebildeten Kraftstoff-Einspritzventile 30 werden gemäß
einem Verfahren betrieben, welches als Computerprogramm im
Steuer- und Regelgerät 34 abgelegt ist. Das Verfahren wird
nun unter Bezugnahme auf die Fig. 3 bis 5 erläutert.
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Würde die Brennkraftmaschine 10 gestartet, wird die
Klemmvorrichtung 72 vom Steuer- und Regelgerät 34 so
angesteuert, dass durch sie der Piezoaktor 58 gegenüber dem
Ventilhaltekörper 40 fixiert wird. Die Ventilfeder 68, die
zuvor dafür gesorgt hat, dass die Ventildichtfläche 46
gegen die Ventilsitzfläche 48 beaufschlagt wird, ist somit
wirkungslos.
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Zur Einleitung einer Öffnungshubbewegung des Ventilelements
44 wird nun der Piezoaktor 58 vom Steuer- und Regelgerät 34
bestromt. Dabei wird zunächst ein deutlich überhöhter Strom
an den Piezoaktor 58 angelegt. Dies ist in Fig. 3 mit den
Bezugszeichen 78 gekennzeichnet. Diese Stromüberhöhung
dient dazu, eine sehr kurze Schaltzeit des Piezoaktors 58
zu erreichen. Die Realisierung erfolgt durch eine
kapazitive Elektronik mit Einschaltspannungen bis 90 Volt.
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Durch die Bestromung des Piezoaktors 58 verkürzt sich
dieser. Da das Ventilelement 44 starr am unteren Ende des
Piezoaktors 58 befestigt ist, wird das Ventilelement 44 in
Fig. 2 nach oben gezogen, so dass die Ventildichtfläche 46
von der Ventilsitzfläche 48 abhebt. Dieser Vorgang ist in
Fig. 4 mit dem Bezugszeichen 80 bezeichnet.
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Sobald das Ventilelement 44 seine offene Endstellung
erreicht hat, wird die Bestromung des Piezoaktors 58
impulsartig und wiederholt unterbrochen. Dies ist in Fig. 3
mit dem Bezugszeichen 82 bezeichnet. Durch diese
hochfrequente und impulsartige Unterbrechung des
Steuerstroms des Piezoaktors 58 führt dieser eine
hochfrequente Schwingung aus, was in Fig. 4 durch das
Bezugszeichen 84 bezeichnet ist. Die Impulsfrequenz der
Bestromung 82 ist dabei so gewählt, dass die
Schwingungsfrequenz, welche sich am Piezoaktor 58 und dem
mit diesem verbundenen Ventilelement 44 einstellt, im
Ultraschallbereich liegt.
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Der Hub des Ventilelements 44 kann dadurch optimiert
werden, dass die Schwingungsfrequenz des Ventilelements 44
im Bereich der Resonanzfrequenz des aus Ventilelement 44und Piezoaktor 58 bestehenden Systems liegt. Obwohl, wie
aus Fig. 3 ersichtlich ist, die Bestromung des Piezoaktors
58 zwischen den einzelnen Stromimpulsen null ist, schließt
das Ventilelement 44 aufgrund der Trägheit des Piezoaktors
58 nicht, sondern führt insgesamt nur eine Schwingbewegung
in seiner Öffnungslage durch.
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Da aufgrund der Schwingbewegung des Ventilelements 44
während der Öffnungsdauer des Ventilelements 44 der zur
Verfügung stehende Querschnitt zwischen der Ventilfläche 46
und der Ventilsitzfläche 48 etwas geringer ist als ohne
diese Schwingbewegung, muss die Ventilöffnungszeit jedoch
etwas verlängert werden, um die gleiche Kraftstoffmenge
durch das Kraftstoff-Einspritzventil 30 einspritzen zu
können. Das Ende der Einspritzdauer ohne Schwingungen des
Ventilelements 44 ist in den Fig. 4 und 5 durch eine
gestrichelte Linie dargestellt, welche das Bezugszeichen 86
trägt. Das Ende der Einspritzdauer mit den hochfrequenten
Schwingungen des Ventilelements 44 ist durch eine
durchgezogene Linie 88 dargestellt. Die Menge des
eingespritzten Kraftstoffs ist in Fig. 5 durch eine
horizontale Linie 90 dargestellt. Der Verlauf der vom
Kraftstoff-Einspritzventil 30 in den Brennraum 32
eingespritzten Kraftstoffmenge ist linear, wie aus Fig. 5
ersichtlich ist. Bei vorhandener Schwingungsüberlagerung am
Ventilelement 44 ist der Verlauf etwas flacher
(Bezugszeichen 89) als in jenem Fall, in dem dem
Ventilelement 44 keine hochfrequente Schwingung
aufgezwungen wird (Bezugszeichen 91).
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Die durchschnittliche, für die Öffnung des Ventilelements
44 erforderliche Stromstärke ist in Fig. 3 strichpunktiert
dargestellt und trägt das Bezugszeichen 92. Wie aus Fig. 3
ersichtlich ist, ist diese ungefähr halb so hoch wie die
ohne die Schwingungserzeugung des Ventilelements 44
erforderliche Stromstärke. Für ein Offenhalten des
Kraftstoff-Einspritzventils 30 ist somit insgesamt weniger
Strom erforderlich.
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Wenn die gewünschte Kraftstoffmenge eingespritzt ist, wird
die Bestromung des Piezoaktors 58 vom Steuer- und
Regelgerät 34 beendet. Dies ist Fig. 3 mit dem
Bezugszeichen 94 gekennzeichnet. Die entsprechende
Schließbewegung des Ventilelements 44, bei welcher sich die
Ventildichtfläche 46 wieder der Ventilsitzfläche 48 nähert,
bis sie an dieser anliegt, trägt in Fig. 4 das
Bezugszeichen 96. Die maximale, für eine Erzeugung von
Schwingungen des Ventilelements 44 zur Verfügung stehende
Zeitdauer trägt in Fig. 4 das Bezugszeichen 98. Sie ist
etwas kürzer als die Öffnungsdauer des Ventilelements 44,
da zu Beginn der Öffnung des Ventilelements 44 gewartet
werden muss, bis sich dieses in seiner geöffneten
Endstellung befindet. Hierdurch soll verhindert werden, dass
das Öffnen des Ventilelements 44 verschleppt wird.
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Durch die Erzeugung der hochfrequenten Schwingungen am
Ventilelement 44 wird auch die zwischen der
Ventildichtfläche 46 und der Ventilsitzfläche 48 vorhandene
Flüssigkeitssäule zu Schwingungen angeregt. Diese
Schwingungen werden hierdurch an den Bereich der
Austrittsöffnungen 50 übertragen. Die Erzeugung von
Schwingungen am Ventilelement 44 eines Kraftstoff-
Einspritzventils 30 kann dabei grundsätzlich auf zwei
unterschiedliche Arten eingesetzt werden: Entweder können
solche Schwingungen regelmäßig bei Einspritzungen eines
Kraftstoff-Einspritzventils 30 erzeugt werden, so dass
verhindert wird, dass sich im Bereich der
Austrittsöffnungen 50 oder in diesen selbst Ablagerungen
überhaupt bilden können. Alternativ hierzu ist es aber auch
möglich, dass die Schwingungen am Ventilelement 44 in
größeren zeitlichen Abständen erzeugt werden, so dass
bereits vorhandene Ablagerungen in den Austrittsöffnungen
50 oder um diese herum gelöst werden. Dabei ist es auf
folgende Art und Weise möglich, das Vorhandensein von
Ablagerungen zu detektieren:
Bei der Brennkraftmaschine 10 ist standardmäßig eine
sogenannte Zylindergleichstellung vorhanden. Dies bedeutet,
dass Drehmomentunterschiede der einzelnen Zylinder 33a, 33b
bzw. 33c der Brennkraftmaschine 10 aufgrund
unterschiedlicher Verbrennung in den ihnen zugeordneten
Brennräumen 32a, 32b bzw. 32c erkannt werden können. Wird
nun festgestellt, dass das Drehmoment beispielsweise des
Zylinders 33a von dem des Zylinders 33b mehr als zulässig
abweicht, kann dies daher rühren, dass der Querschnitt der
Austrittsöffnungen 50 des Kraftstoff-Einspritzventils 30a
des Zylinders 33a aufgrund von Ablagerungen verengt ist, so
dass in den entsprechenden Brennraum 32a weniger Kraftstoff
gelangt.
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Daher werden die Ventilelemente 44 des entsprechenden
Kraftstoff-Einspritzventils 30a vom Steuer- und Regelgerät
34 in diesem Fall mit der oben beschriebenen hochfrequenten
Schwingung beaufschlagt. Diese Beaufschlagung erfolgt über
eine Zeitdauer, welche mehrere Einspritzungen der
Kraftstoff-Einspritzventile 30a und 30b umfasst. Nach dem
Ende dieser Zeitdauer wird die Beaufschlagung der
Ventilelemente 44 mit hochfrequenten Schwingungen beendet
und es werden nochmals die Drehmomente der besagten
Zylinder 33a und 33b verglichen.
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Wenn die Abweichung nun in einem zulässigen Bereich liegt,
bedeutet dies, dass vorhandene Ablagerungen im Bereich der
Austrittsöffnungen 50 abgelöst worden sind. Andernfalls ist
es möglich, dass noch nicht alle Ablagerungen entfernt
wurden. Daher wird dann nochmals für eine bestimmte
Zeitdauer, welche wiederum mehrere Einspritzungen umfasst,
das Ventilelement 44 der Kraftstoff-Einspritzventile 30a
und 30b mit der hochfrequenten Schwingung beaufschlagt (die
Beaufschlagung erfolgt natürlich jeweils nur während der
Öffnungsphasen der Kraftstoff-Einspritzventile).
Anschließend werden wieder die Drehmomente der Zylinder 33a
und 33b verglichen und festgestellt, ob die Abweichung der
Drehmomente nun innerhalb der zulässigen Grenzen liegt.
Dieser Vorgang wird mehrmals wiederholt.
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Die Anzahl der Durchläufe ist jedoch auf einen maximalen
Wert begrenzt. Wird dieser erreicht und/oder überschritten,
kann davon ausgegangen werden, dass entweder die
Ablagerungen durch die hochfrequenten Schwingungen des
Ventilelements 44 nicht gelöst werden können, oder dass die
Drehmomentunterschiede zwischen den Zylindern 33a und 33b
eine andere Ursache haben. In diesem Fall wird vom Steuer-
und Regelgerät 34 eine Fehlermeldung ausgegeben, was
beispielsweise zum Aufleuchten eines Warnlichts am
Armaturenbrett eines Kraftfahrzeugs führt, in das die
Brennkraftmaschine 10 eingebaut ist. Außerdem erfolgt ein
Eintrag in einen Fehlerspeicher im Steuer- und Regelgerät
34, welcher im Wartungsfall beispielsweise von einem
Diagnosegerät ausgelesen werden kann.