DE102004035455A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine Download PDF

Info

Publication number
DE102004035455A1
DE102004035455A1 DE200410035455 DE102004035455A DE102004035455A1 DE 102004035455 A1 DE102004035455 A1 DE 102004035455A1 DE 200410035455 DE200410035455 DE 200410035455 DE 102004035455 A DE102004035455 A DE 102004035455A DE 102004035455 A1 DE102004035455 A1 DE 102004035455A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
voltage
pressure
internal combustion
combustion engine
piezoelectric actuators
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE200410035455
Other languages
English (en)
Inventor
Andreas Huber
Kai Sutter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE200410035455 priority Critical patent/DE102004035455A1/de
Publication of DE102004035455A1 publication Critical patent/DE102004035455A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/22Safety or indicating devices for abnormal conditions
    • F02D41/221Safety or indicating devices for abnormal conditions relating to the failure of actuators or electrically driven elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/20Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
    • F02D41/2096Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils for controlling piezoelectric injectors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M47/00Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure
    • F02M47/02Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure of accumulator-injector type, i.e. having fuel pressure of accumulator tending to open, and fuel pressure in other chamber tending to close, injection valves and having means for periodically releasing that closing pressure
    • F02M47/027Electrically actuated valves draining the chamber to release the closing pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/167Means for compensating clearance or thermal expansion
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0012Valves
    • F02M63/0014Valves characterised by the valve actuating means
    • F02M63/0015Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid
    • F02M63/0026Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid using piezoelectric or magnetostrictive actuators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0012Valves
    • F02M63/0031Valves characterized by the type of valves, e.g. special valve member details, valve seat details, valve housing details
    • F02M63/0033Lift valves, i.e. having a valve member that moves perpendicularly to the plane of the valve seat
    • F02M63/0036Lift valves, i.e. having a valve member that moves perpendicularly to the plane of the valve seat with spherical or partly spherical shaped valve member ends
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M65/00Testing fuel-injection apparatus, e.g. testing injection timing ; Cleaning of fuel-injection apparatus
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/20Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
    • F02D2041/202Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit
    • F02D2041/2051Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit using voltage control
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/70Linkage between actuator and actuated element, e.g. between piezoelectric actuator and needle valve or pump plunger
    • F02M2200/703Linkage between actuator and actuated element, e.g. between piezoelectric actuator and needle valve or pump plunger hydraulic

Abstract

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit wenigstens zwei Einspritzventilen (1), mit denen eine Flüssigkeitsmenge unter Hochdruck in einen Brennraum eingespritzt wird, wobei piezoelektrische Aktoren (2) über einen hydraulischen Koppler (4), der durch eine Druckhalteeinrichtung (15) mit einem vorgebbaren Druck beaufschlagt wird, ein Ventilschließglied betätigen, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils der Spannungsbedarf mehrerer Injektoren (1) der Brennkraftmaschine bestimmt, mit einem vorgebbaren Spannungswert verglichen werden und aufgrund dieser Vergleiche auf die Funktionsfähigkeit der Druckhalteeinrichtung (15) geschlossen wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine nach den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche 1 und 9.
  • Ein Einspritzventil mit einem piezoelektrischen Aktor geht beispielsweise aus der DE 100 32 022 A1 hervor. Der piezoelektrische Aktor dieses Einspritzventils wird auf eine bestimmte Spannung geladen, die proportional einem Hub des piezoelektrischen Aktors ist. Dieser Hub wird durch den hydraulischen Koppler übersetzt, der den unterschiedlichen Temperaturgang von Metall und Piezo-Keramik kompensiert. Der Koppler wird während des Betriebs mit Kraftstoff befüllt. Aufgrund von Leckagen im Koppler während der Einspritzung, muß dieser ständig wiederbefüllt werden. Aus diesem Grunde wird der Rücklauf des Injektors mit einem externen Druck (Systemdruck) beaufschlagt. Der Druck wird mittels einer sogenannten Druckhalteeinrichtung, in den meisten Fällen mittels eines sogenannten Druckhalteventils, wie es beispielsweise aus der DE 101 57 411 A1 hervorgeht, erzeugt. Es ist anzumerken, daß alle Einspritzventile, d.h. alle Injektoren der Brennkraftmaschine mit einer Druckhalteeinrichtung betrieben werden. Fällt die Druckhalteeinrichtung aus, d.h. liegt kein Systemdruck an den Injektoren aufgrund eines Defekts der Druckhalteeinrichtung an, weil z.B. die Druckhalteeinrichtung verschmutzt ist oder dergleichen, können die Injektoren nicht mehr im gesamten Betriebsbereich betrieben werden.
  • Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine der eingangs beschriebenen Art zu vermitteln, wel ches eine Funktionsüberprüfung der Druckhalteeinrichtung während des Betriebs ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren und bei einer Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 9 gelöst.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Verfahrens und der Vorrichtung sind Gegenstand der auf Anspruch 1 und 9 jeweils rückbezogenen Unteransprüche.
  • Vorteile der Erfindung
  • Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung weisen den Vorteil auf, daß die Funktionsfähigkeit der Druckhalteeinrichtung auf elektrischem Wege durch Überwachung/Messung der Ansteuerspannung und Rückschluß auf den sogenannten Spannungsbedarf der auch als Injektoren bezeichneten Einspritzventile während des Betriebs überprüft werden kann. Dieser Spannungsbedarf erhöht sich, wenn die Druckhalteeinrichtung nicht funktionsfähig ist. Der Spannungsbedarf eines Einspritzventils mit piezoelektrischem Aktor steht nämlich im Zusammenhang mit dem Befüllungsgrad des hydraulischen Kopplers, der seinerseits von Randbedingungen, wie z.B. der Anzahl und dem Abstand der Einspritzung und der Höhe des Systemdrucks und dergleichen abhängt. Wird der Befüllungsgrad schlechter, so steigt der Spannungsbedarf des Injektors. Wenn der Spannungsbedarf mehrerer Einspritzventile (Injektoren) der Brennkraftmaschine gleichzeitig zunimmt, können injektorindividuelle Veränderungen, wie z.B. ein Aktorhubverlust, eine erhöhte Kolbenreibung im Koppler und dergleichen ausgeschlossen werden, so daß in diesem Falle – unter der Voraussetzung, daß die Rückleitungen nicht defekt sind, wovon vorliegend ausgegangen wird – auf einen verminderten Systemdruck in Form einer defekten Druckhalteeinrichtung geschlossen werden kann.
  • Rein prinzipiell genügt es, die Ansteuerspannung mehrerer Injektoren der Brennkraftmaschine zu bestimmen, mit dem vorgebbaren Spannungswert zu vergleichen und aufgrund dieser Vergleiche auf die Funktionsfähig der Druckhalteinrichtung zu schließen. Da durch die Erfassung der Ansteuerspannung mehrerer Injektoren Fehler, die von einem einzigen Injektor herrühren, ausgeschlossen werden können.
  • Bevorzugt wird jedoch der Spannungsbedarf jedes Injektors der Brennkraftmaschine bei einem vorgegebenen Druck bestimmt, jeweils mit dem vorgebbaren Wert verglichen und aufgrund dieser Vergleiche auf die Funktionsfähigkeit der Druckhalteeinrichtung geschlossen.
  • Dabei wird auf einen Defekt der Druckhalteeinrichtung dann geschlossen, wenn der Spannungsbedarf mehrerer, insbesondere sämtlicher Einspritzventile (Injektoren), gleichzeitig zunimmt. Hierdurch können auf einfache Weise Fehler, die durch injektorindividuelle Veränderungen, z.B. ein Aktorhubverlust, eine erhöhte Kolbenreibung im Koppler und dergleichen, hervorgerufen werden, ausgeschlossen werden, so daß nur ein verminderter Druck im Koppler aufgrund einer defekten Druckhalteeinrichtung als Fehlerquelle in Frage kommen kann.
  • Wenn auf einen Defekt der Druckhalteeinrichtung geschlossen wird, wird dem Fahrer in einer Anzeigeeinrichtung ein Fehler angezeigt und/oder in einer Schaltungseinrichtung eine Notlaufprogramm gestartet und/oder in einem Speicher ein Fehlereintrag vorgenommen und/oder in einer Schaltungseinheit eine Erhöhung der Ansteuerspannung der Injektoren vorgenommen. Hierdurch wird sichergestellt, daß das Fahrzeug zumindest in einem Notlaufprogramm betrieben werden kann, das dem Fahrer angezeigt wird. Der Eintrag des Fehlers in einem Fehlerspeicher ermöglicht eine schnellere Auffindung des Fehlers bei einem Werkstattbesuch.
  • Der Spannungsbedarf der Injektoren wird dabei vorteilhafterweise jeweils durch Erfassung des Spannungsabfalls an den piezoelektrischen Aktoren nach einem Ladevorgang bestimmt.
  • Vorzugsweise wird der Spannungsbedarf der piezoelektrischen Aktoren aus der Differenz der an den piezoelektrischen Aktoren anliegenden Spannung unmittelbar nach dem Ladevorgang und der an den piezoelektrischen Aktoren anliegenden Spannung unmittelbar vor jeweils einem darauffolgenden Entladevorgang bestimmt. Auf diese Weise kann – wie dies in der nicht vorveröffentlichten DE 103 15 815 der Anmelderin detailliert beschrieben ist – eine aufwendige und kostenintensive Bestimmung des Spannungsbedarfs, beispielsweise durch eine Variation der Ansteuerspannung, entfallen.
  • Bevorzugt wird der Spannungsbedarf jedes Injektors aus jeweils einer Kennlinie entnommen, die den Zusammenhang zwischen dem Spannungsbedarf und der Differenz der an den piezoelektrischen Aktoren anliegenden Spannung unmittelbar nach dem Ladevorgang und der an den piezoelektrischen Aktoren anliegenden Spannung unmittelbar vor jeweils einem darauffolgenden Entladevorgang repräsentiert.
  • Zur kontinuierlichen Überwachung der Druckhalteeinrichtung wird bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Spannungsbedarf während des Betriebs der Brennkraftmaschine unter vorgebbaren Randbedingungen wiederholt bestimmt.
  • Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen der Erfindung.
  • Zeichnung
  • In der Zeichnung zeigen:
  • 1 den schematischen Aufbau eines aus dem Stand der Technik bekannten Einspritzventils;
  • 2 schematisch die Spannung über der Ansteuerzeit beim Laden und Entladen des piezoelektrischen Aktors eines Einspritzventils;
  • 3 schematisch eine Steuereinrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • 1 zeigt in schematischer Darstellung ein aus dem Stand der Technik bekanntes, auch kurz als Injektor bezeichnete, Einspritzventil 1 mit einer zentralen Bohrung. Im oberen Teil ist ein Stellkolben 3 mit einem piezoelektrischen Aktor 2 in die zentrale Bohrung eingebracht, wobei der Stellkolben 3 mit dem Aktor 2 fest verbunden ist. Der Stellkolben 3 schließt nach obenhin einen hydraulischen Koppler 4 ab, während nach unten eine Öffnung mit einem Verbindungskanal zu einem ersten Sitz 6 vorgesehen ist, in dem ein Kolben 5 mit einem Ventilschließglied 12 angeordnet ist.
  • Das Ventilschließglied 12 ist als doppelt schließendes Steuerventil ausgebildet. Es verschließt den ersten Sitz 6, wenn der Aktor 2 in Ruhephase ist. Bei Betätigung des Aktors 2, das heißt beim Anlegen einer Ansteuerspannung U an die Klemmen +, -, betätigt der Aktor 2 den Stellkolben 3 und drückt über den hydraulischen Koppler 4 den Kolben 5 mit dem Ventilschließglied 12 in Richtung auf einen zweiten Sitz 7. Unterhalb des zweiten Sitzes 7 ist in einem entsprechenden Kanal eine Düsennadel 11 angeordnet, die den Auslauf in einem Hochdruck-(Common-Rail-Druck)-Kanal 13 schließt oder öffnet, je nachdem, welche Ansteuerspannung U anliegt.
  • Der Hochdruck wird durch das einzuspritzende Medium (beispielsweise Kraftstoff) über einen Zulauf 9 zugeführt, über eine Zulaufdrossel 8 und eine Ablaufdrossel 10 wird die Zuflußmenge des Mediums in Richtung der Düsennadel 11 und des hydraulischen Kopplers 4 gesteuert. Der hydraulische Koppler 4 hat dabei die Aufgabe, einerseits den Hub des Kolbens 5 zu verstärken und andererseits das Steuerventil von der statischen Temperaturdehnung des Aktors 2 zu entkoppeln.
  • Die Wiederbefüllung des Kopplers 4 ist in 1 nur schematisch dargestellt. Der Koppler 4 wird während des Betriebs mit Kraftstoff über eine Leitung 14 befüllt. Aufgrund von weiter unten noch näher erläuterten Leckagen im Koppler 4 während der Einspritzung muß dieser nämlich ständig wiederbefüllt werden. Durch eine Druckhalteeinrichtung 15, die beispielsweise durch ein Druckhalteventil, wie es z.B. aus der DE 101 57 411 A1 , insbesondere aus den dortigen Absätzen [0021] und [0022], auf die vorliegend Bezug genommen wird, hervorgeht, wird im Koppler 4 ein Druck P1, der sogenannte Kopplerdruck, erzeugt. Dieser Druck beträgt zwischen 5 bar und 10 bar. Alle Injektoren 1 der Brennkraftmaschine werden mit dieser oder mit einer derartigen Druckhalteeinrichtung betrieben. Ein Defekt der Druckhalteeinrichtung, beispielsweise ein Druckabfall, führt auch zu einem Defekt des gesamten Einspritzventils 1, so daß dieses nicht weiterbetrieben werden kann.
  • Nachfolgend wird die Funktionsweise dieses Einspritzventils 1 näher erläutert. Bei jeder Ansteuerung des Aktors 2 wird der Stellkolben 3 in Richtung des hydraulischen Kopplers 4 bewegt. Dabei bewegt sich auch der Kolben 5 mit dem Ventilschließglied 12 in Richtung des zweiten Sitzes 7. Über Leckspalte wird dabei ein Teil des im hydraulischen Koppler 4 befindlichen Mediums, also Kraftstoff, herausgedrückt. Der hydraulische Koppler 4 muß daher – wie vorstehend bereits erwähnt – zwischen zwei Einspritzungen wiederbefüllt werden, um seine Funktionssicherheit zu erhalten.
  • Über den Zulaufkanal 9 herrscht ein hoher Druck, der bei einem Common-Rail-System beispielsweise zwischen 200 und 2000 bar betragen kann. Dieser Druck wirkt gegen die Düsennadel 11 und hält sie geschlossen, so daß kein Kraftstoff austreten kann. Wird nun infolge der Ansteuerspannung U der Aktor 2 betätigt und damit das Ventilschlußglied 12 in Richtung des zweiten Sitzes bewegt, baut sich der Druck im Hochdruckbereich ab und die Düsennadel 11 gibt den Einspritzkanal frei.
  • Eine Längenänderung des piezoelektrischen Aktors 2 wird durch Beaufschlagung des piezoelektrischen Aktors 2 mit einem Strom in einem ersten Zeitintervall Δ t1 (vergl. 2) erreicht. Das erste Zeitintervall Δ t1 ist der Ladevorgang des piezoelektrischen Aktors 2. In diesem Intervall wird der piezoelektrische Aktor 2 auf eine maximale Spannung Umax aufgeladen. In einem weiteren Zeitintervall Δ t2 findet der Entladevorgang des piezoelektrischen Aktors 2 statt. In einem dritten Zeitintervall Δ t3, das zwischen diesen beiden Intervallen liegt, wirkt der piezoelektrische Aktor 2 wie ein Sensor, bei dem jegliche Längen-/Kraftänderungen zu Spannungsänderungen führen. Der zeitliche Verlauf der Spannung im Intervall Δ t3 hängt nun davon ab, mit welcher Spannung der piezoelektrische Aktor 2 unmittelbar nach dem Ladevorgang, das heißt am Ende des Intervalls Δ t1 beaufschlagt wird. Es wurde in umfangreichen Meßreihen festgestellt, daß die Spannung kontinuierlich abnimmt, bis sie sich einer Spannung unmittelbar vor dem Entladevorgang, in 2 als URegel bezeichnet, asymptotisch nähert.
  • Es wird nun bei einem bestimmten Druck die Spannungsdifferenz ΔU zwischen der Maximalspannung Umax und der Spannung unmittelbar vor dem Entladevorgang URegel erfaßt. Diese Spannungsdifferenz resultiert daraus, daß der Stellkolben 3 nach dem Abschalten des Ladestroms noch einen Weg zurücklegt, da sich der piezoelektrische Aktor 2 weiter ausdehnt. Ist diese Spannungsdifferenz ΔU beispielsweise groß, so muß das Schaltventil nach Abschalten des Ladestroms noch einen weiten Weg zurücklegen, wodurch die Spannung im sensorischen Bereich des piezoelektrischen Aktors 2 stärker sinkt, da sich der Aktor 2 weiter dehnt, als es bei einem Injektor 1 der Fall ist, bei dem das Schließglied 12 durch den Stellkolben 3 schon sehr nahe hin zu dem zweiten Sitz 7 bewegt wurde. In diesem Falle ist ΔU klein.
  • Diese Spannungsdifferenz ΔU korreliert mit dem individuellen Spannungsbedarf des Injektors 1. Wenn die Spannungsdifferenz ΔU groß ist, ist auch der Spannungsbedarf des piezoelektrischen Aktors 2 groß und umgekehrt. Entsprechend verhält sich ein solches Einspritzventil 1 bei Temperaturänderungen. Steigt die Temperatur, so erhöht sich der Spannungsbedarf und entsprechend erhöht sich die Spannungsdifferenz ΔU. Derartige piezoelektrische Aktoren 2 benötigen eine individuelle Ansteuerspannung, weil der Sitzdurchmesser, der Aktorhub, die Reibung etc. Streuungen unterworfen sind, welche sich auf den Spannungsbedarf auswirken. Die Ermittlung der individuellen Ansteuerspannung der Injektoren ist in der nicht vorveröffentlichten DE 103 15 815 , dort Seite 7, Zeilen 15 ff beschrieben, auf die vorliegend Bezug genommen wird. Hierzu wird – wie vorstehend bereits erläutert - die jeweils an den piezoelektrischen Aktoren 2 anliegende Spannung unmittelbar nach einem Ladevorgang und unmittelbar vor einem dem Ladevorgang folgenden Entladevorgang erfaßt und voneinander subtrahiert ΔU = Umax – URegel. Aus diesen Differenzen wird auf die individuelle Ansteuerspannung der piezoelektrischen Aktoren 2 und damit auch auf deren Spannungsbedarf geschlossen. Die individuelle Ansteuerspannung oder der Spannungsbedarf wird vorteilhafterweise einer Kennlinie entnommen, die den Zusammenhang zwischen der Differenz ΔU und dem Spannungsbedarf repräsentiert.
  • Aufgrund der Ansteuerspannung mehrerer Injektoren 1, und damit des Spannungsbedarfs dieser Injektoren 1 kann nun auf die Funktionsweise der Druckhalteeinrichtung 15 zurückgeschlossen werden. Es vergrößert sich nämlich gleichzeitig der Spannungsbedarf aller Injektoren 1 der Brennkraftschine, wenn die Druckhalteeinrichtung 15 nicht funktionsfähig ist. In diesem Falle muß in ein Notlaufprogramm geschaltet und dem Fahrer eines Fahrzeugs signalisiert werden, eine Werkstatt aufzusuchen. Außerdem wird das Fehlersignal in einem Fehlerspeicher eines an sich bekannten Steuergeräts (nicht dargestellt) eingetragen, so daß die Fehlersuche in der Werkstatt erheblich verkürzt werden kann. Während des Notlaufs werden vorzugsweise etwaige Vor- und Nacheinspritzungen ausgeschaltet, um die Injektorbelastung, oder genauer die Belastung des Kopplers 4 zu verringern und so auch ein Weiterfahren bei ausgefallener Druckhalteeinrichtung 15 zu gewährleisten.
  • 3 zeigt den Ablauf des Verfahrens in einer Steuereinrichtung. In einem Subtrahierer 310 wird die Spannungsdifferenz ΔU zwischen der Maximalspannung des Injektors Umax und der Spannung unmittelbar vor dem Entladevorgang URegel gebildet. In 4 ist dies schematisch anhand des ersten Injektors 1 (Index 1) dargestellt. In entsprechender Weise werden auch die Spannungsdifferenzen ΔU der anderen Injektoren 1 gebildet. Diese Differenzen werden wiederholt während des Betriebs der Brennkraftmaschine unter definierten Randbedingungen, d.h. bei vorgebbaren Drehzahlen, bei einem vorgebbaren Rail-Druck, bei einer vorgebbaren Motortemperatur, bei vorgebbaren Lade-/Entladezeiten und bei einer vorgebbaren Anzahl der Einspritzungen überwacht.
  • Die Spannungsdifferenz ΔU wird mit einer vorgebbaren Spannungsgröße ΔUsoll verglichen, wobei – wie in 4 dargestellt – in einem weiteren Subtrahierer 320 die Differenz der so gebildeten Spannungsdifferenz ΔU und der vorgegebenen Spannungsgröße ΔUsoll gebildet wird. Wenn diese Differenz, in 4 mit x1 bezeichnet, eine vorgebbare Grenze ΔUGrenze, die von der Drehzahl, dem Rail-Druck, der Motortemperatur, der Lade/Entladezeit, der Anzahl der Einspritzungen, der Höhe der Ansteuerspannung abhängt, in 4 kurz mit y bezeichnet, überschreitet, was in einer Vergleichereinrichtung 330 geprüft wird, wird ein Steuersignal z auf den Wert 1 gesetzt und einer weiteren Vergleichereinrichtung 340 zugeführt. Dieser Vergleichereinrichtung 340 werden auch Signale, die bei den anderen N Injektoren auf entsprechende Weise ermittelt wurden, zugeführt. Es wird in der Vergleichereinrichtung 340 festgestellt, ob sämtliche Signale z1, z2, ... zN den Wert 1 aufweisen. Wenn dies der Fall ist, wird ein Signal zN+1 auf den Wert 1 gesetzt und einer Schaltungseinheit 350 zugeführt. In dieser Schaltungseinheit 350 wird auf einen Fehler geschlossen, wenn dieses Signal zN+1 den Wert 1 aufweist. In diesem Falle wird in einer Anzeigeeinrichtung 352 ein Fehler angezeigt und/oder in einer Schaltungseinrichtung 354 ein Notlaufprogramm gestartet und/oder in einem Speicher 356 ein Fehlereintrag vorgenommen und/oder in einer Schaltungseinheit 358 eine Erhöhung der Ansteuerspannung vorgenommen. Sämtliche vorstehenden Schaltungseinheiten 310 bis 358 können Teil eines (nicht dargestellten) Steuergeräts sein, sie können auch mittels eines in dem Steuergerät ablaufenden Programms realisiert werden.
  • Mit dem vorgeschriebenen Verfahren ist es möglich, den Spannungsabfall ΔU wiederholt, vorzugsweise regelmäßig während des Betriebs unter definierten Randbedingungen, d.h. bei definierter Drehzahl, bei definiertem Rail-Druck, definierter Motortemperatur, definierter Lade-/Entladezeit sowie bei einer vorgebbaren Anzahl der Einspritzungen zu überwachen und mit vorgebbaren Werten zu vergleichen. Wenn nun die Druckhalteeinrichtung nicht mehr in der Lage ist, beispielsweise aufgrund eines Defekts, den Kopplerdruck P1 aufrechtzuerhalten, vergrößert sich der Spannungsabfall ΔU aller an der Druckhalteeinrichtung 15 angeschlossener Injektoren 1. Aufgrund dieser Vergrößerung wird auf einen Defekt der Druckhalteeinrichtung 15 geschlossen und es werden entsprechende Maßnahmen in der Brennkraftmaschine ergriffen.

Claims (10)

  1. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit wenigstens zwei Einspritzventilen (1), mit denen eine Flüssigkeitsmenge unter Hochdruck in einen Brennraum eingespritzt wird, wobei piezoelektrische Aktoren (2) über einen hydraulischen Koppler (4), der durch eine Druckhalteeinrichtung (15) mit einem vorgebbaren Druck beaufschlagt wird, Ventilschließglieder (12) betätigen, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils der Spannungsbedarf mehrerer Einspritzventile (1) der Brennkraftmaschine bestimmt, mit einem vorgebbaren Spannungswert verglichen wird und aufgrund dieser Vergleiche auf die Funktionsfähigkeit der Druckhalteeinrichtung (15) geschlossen wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsbedarf jedes Einspritzventils (1) der Brennkraftmaschine bestimmt, jeweils mit dem vorgebbaren Spannungswert verglichen und aufgrund dieser Vergleiche auf die Funktionsfähigkeit der Druckhalteeinrichtung (15) geschlossen wird.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf einen Defekt der Druckhalteeinrichtung (15) dann geschlossen wird, wenn der Spannungsbedarf mehrerer Einspritzventile (1) gleichzeitig zunimmt.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn auf einen Defekt der Druckhalteeinrichtung (15) geschlossen wird, in einer Anzeigeeinrichtung (352) ein Fehler angezeigt und/oder in einer Schaltungseinrichtung (354) ein Notlaufprogramm gestartet und/oder in einem Speicher (356) eine Fehlereintrag vorgenommen und/oder in einer weiteren Schaltungseinheit (358) eine Erhöhung der Ansteuerspannung vorgenommen wird/werden.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsbedarf der Einspritzventile (1) jeweils durch Erfassung des Spannungsabfalls an den piezoelektrischen Aktoren (2) nach einem Ladevorgang bestimmt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsbedarf der piezoelektrischen Aktoren (2) jeweils aus der Differenz der an den piezoelektrischen Aktoren (2) anliegenden Spannung unmittelbar nach dem Ladevorgang und der an den piezoelektrischen Aktoren (2) anliegenden Spannung unmittelbar vor jeweils einem darauffolgenden Entladevorgang bestimmt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsbedarf jedes Einspritzventils (1) aus jeweils einer Kennlinie entnommen wird, die den Zusammenhang zwischen der Ansteuerspannung und der Differenz der an den piezoelektrischen Aktoren (2) anliegenden Spannung unmittelbar nach dem Ladevorgang und der an den piezoelektrischen Aktoren (2) anliegenden Spannung unmittelbar vor jeweils einem darauffolgenden Entladevorgang repräsentiert.
  8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsbedarf während des Betriebs der Brennkraftmaschine unter vorgebbaren Randbedingungen wiederholt bestimmt wird.
  9. Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit wenigstens zwei Einspritzventilen (1), mit denen eine Flüssigkeitsmenge unter Hochdruck in einen Brennraum einspritzbar ist, wobei piezoelektrische Aktoren (2) über einen hydraulischen Koppler (4), der durch eine Druckhalteeinrichtung (15) mit einem vorgebbaren Druck beaufschlagbar ist, Ventilschließglieder (12) betätigen, gekennzeichnet durch Schaltungsmittel zum Vergleichen des Spannungsbedarfs mehrerer Einspritzventile jeweils mit einem vorgebbaren Spannungswert und Schließen aufgrund dieser Vergleiche auf die Funktionsfähigkeit der Druckhalteeinrichtung (15).
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Erfassung des Spannungsbedarfs der Einspritzventile (1) und die Schaltungsmittel Teil einer Steuereinrichtung, insbesondere Teil eines Motorsteuergeräts, sind.
DE200410035455 2004-07-22 2004-07-22 Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine Withdrawn DE102004035455A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200410035455 DE102004035455A1 (de) 2004-07-22 2004-07-22 Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200410035455 DE102004035455A1 (de) 2004-07-22 2004-07-22 Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102004035455A1 true DE102004035455A1 (de) 2006-02-16

Family

ID=35668524

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200410035455 Withdrawn DE102004035455A1 (de) 2004-07-22 2004-07-22 Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102004035455A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007144226A1 (de) * 2006-06-13 2007-12-21 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffinjektor
DE102007006486A1 (de) 2007-02-09 2008-08-14 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose eines Druckhalteventils eines Common-Rail-Systems

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007144226A1 (de) * 2006-06-13 2007-12-21 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffinjektor
CN101466946B (zh) * 2006-06-13 2011-05-25 罗伯特·博世有限公司 燃料喷射器
US7954475B2 (en) 2006-06-13 2011-06-07 Robert Bosch Gmbh Fuel injector
DE102007006486A1 (de) 2007-02-09 2008-08-14 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose eines Druckhalteventils eines Common-Rail-Systems

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1268999B1 (de) Verfahren zur bestimmung des raildrucks eines einspritzventils mit einem piezoelektrischen aktor
EP1272754B1 (de) Verfahren zur diagnose der spannungsansteuerung für einen piezoelektrischen aktor eines einspritzventils
DE10032022B4 (de) Verfahren zur Bestimmung der Ansteuerspannung für ein Einspritzentil mit einem piezoelektrischen Aktor
DE102009018289B3 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Einspritzventils
DE102004055575A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Leckageprüfung eines Kraftstoffeinspritzventils einer Brennkraftmaschine
DE102007052096B4 (de) Verfahren zur Erkennung einer Kraftstoffsorte
DE102011005285B4 (de) Verfahren zur Bestimmung des Leerhubes eines Piezoinjektors mit direkt betätigter Düsennadel
DE102011003751A1 (de) Einspritzvorrichtung
EP1664511B1 (de) Verfahren zur bestimmung der ansteuerspannung eines piezoelektrischen aktors eines einspritzventils
WO2009149987A1 (de) Verfahren zur einspritzmengenabweichungsdetektion und zur korrektur einer einspritzmenge sowie einspritzsystem
DE102006003861A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung, insbesondere eines Kraftfahrzeugs
EP1613851B1 (de) Verfahren zur ermittlung der individuellen ansteuerspannung eines piezoelektrischen elements
EP1551065B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Ansteuerspannung für einen piezoelektrischen Aktor eines Einspritzventils
DE10307461A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung eines piezoelektrischen Aktors
DE102004037255B4 (de) Verfahren zum Betreiben einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung insbesondere für ein Kraftfahrzeug
DE102019211372A1 (de) Verfahren zum Überwachen eines Brennstoffzufuhrsystems einer Brennkraftmaschine und Brennkraftmaschine zur Durchführung eines solchen Verfahrens
DE102004035455A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE102015214589B4 (de) Verfahren zur Plausibilisierung der Funktion eines Drucksensors
DE102009018288B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln eines Drucks in einem Hochdruckspeicher
DE102021201908A1 (de) Verfahren zum Bestimmen eines Zustands eines Schaltventils eines Kraftstoffinjektors
EP1718854B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum bestimmen der ladeflanken eines piezoelektrischen aktors
DE102006001377A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines piezoelektrischen Aktors wenigstens eines Injektors, insbesondere einer Kraftstoffeinspritzanlage eines Kraftfahrzeugs
DE10301822B4 (de) Verfahren zur Bestimmung der Längenausdehnung eines piezoelektrischen Aktors
DE102015214599B3 (de) Verfahren zur Kompensation eines Fehlers eines Drucksensors
DE102013213698A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors

Legal Events

Date Code Title Description
R005 Application deemed withdrawn due to failure to request examination

Effective date: 20110723