DE102005001499A1

DE102005001499A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Steuern einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102005001499A1
Application number: DE200510001499
Authority: DE
Inventors: Joachim Dr. Frank; Wendelin KLÜGL; Manfred Weigl
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2005-01-12
Filing date: 2005-01-12
Publication date: 2006-07-20
Anticipated expiration: 2025-01-13
Also published as: DE102005001499B4

Abstract

Eine Brennkraftmaschine umfasst einen Fluid-Hochdruckspeicher und mindestens einen Injektor mit einer Düsennadel, deren Position abhängig von dem Druck in einem Steuerraum einstellbar ist und die in einer Schließposition einen Fluidfluss durch ein Einspritzloch unterbindet und diesen ansonsten freigibt. Der Injektor umfasst ferner den Steuerraum, der hydraulisch gekoppelt ist mit dem Fluid-Hochdruckspeicher, und einen Piezo-Stellantrieb und ein Steuerventil, das in seiner Schließstellung den Steuerraum hydraulisch entkoppelt von einem Niederdruckraum, das außerhalb der Schließstellung den Steuerraum hydraulisch koppelt mit dem Niederdruckraum und auf das der Piezo-Stellantrieb einwirkt. Zum Reduzieren des Drucks (P) in dem Fluid-Hochdruckspeicher wird während eines Ansteuerpulses eine derart geringe elektrische Energie vorgegeben, die dem Piezo-Stellantrieb zugeführt werden soll, dass das Steuerventil heraus aus seiner Schließstellung bewegt wird, ohne dass ein Zumessen von Fluid durch das Einspritzloch erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern einer Brennkraftmaschine.

Immer strengere gesetzliche Vorschriften bezüglich der zulässigen Schadstoff-Emissionen von Brennkraftmaschinen, die in Kraftfahrzeugen angeordnet sind, machen es erforderlich diverse Maßnahmen vorzunehmen, durch die die Schadstoff-Emissionen gesenkt werden. Ein Ansatzpunkt hierbei ist, die während des Verbrennungsprozesses des Luft/Kraftstoff-Gemisches erzeugten Schadstoff-Emissionen zu senken. Insbesondere die Bildung von Ruß ist stark abhängig von der Aufbereitung des Luft/Kraftstoff-Gemisches in dem jeweiligen Zylinder der Brennkraftmaschine. Um eine sehr gute Gemischaufbereitung zu erreichen, wird Kraftstoff zunehmend unter sehr hohem Druck zugemessen. Im Falle von Diesel-Brennkraftmaschinen betragen die Kraftstoffdrücke bis zu 2000 bar. Für derartige Anwendungen setzen sich zunehmend Einspritzventile durch mit einem Piezo-Aktuator als Stellantrieb. Piezo-Aktuatoren zeichnen sich aus durch sehr kurze Ansprechzeiten. Derartige Einspritzventile sind so gegebenenfalls geeignet mehrfach innerhalb eines Arbeitszyklusses eines Zylinders der Brennkraftmaschine Kraftstoff zuzumessen.

Aus der EP 0 745 184 B1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Reduzieren des Kraftstoffdrucks in einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung bekannt. Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung hat eine Pumpe zur Förderung von Kraftstoff in einen Hochdruckspeicherraum, von dem Druckleitungen zu Einspritz ventilen abführen. Sie umfasst ferner ein Ventilglied des Einspritzventils, das einen Druckraum des Einspritzventils mit dem Hochdruckspeicher oder einer Entlastungsleitung in einem Vorratstank verbinden kann. Nach Abstellen der Brennkraftmaschine und nach Beendigung der Förderung der Pumpe wird der Druck in dem Hochdruckspeicherraum über das Steuerventil in einen Vorratstank entlastet, wozu das Steuerventil den Druckraum des Einspritzventils derart kurz mit dem Hochdruckspeicherraum oder mit dem Vorratstank verbindet, dass der das Ventilglied des Einspritzventils in Öffnungsrichtung beaufschlagende Druck unterhalb eines Öffnungsdrucks des Einspritzventils bleibt. Dieser Ansteuervorgang des Steuerventils wird bis zum Erreichen eines gewünschten reduzierten Drucks in dem Hochdruckspeicherraum wiederholt.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, das bzw. die ein einfaches Steuern einer Brennkraftmaschine ermöglichen.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung zeichnet sich aus durch ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zum Steuern einer Brennkraftmaschine, die umfasst einen Fluid-Hochdruckspeicher und mindestens einen Injektor. Der Injektor hat eine Düsennadel, deren Position abhängig von dem Druck in einem Steuerraum einstellbar ist und die in einer Schließposition einen Fluidfluss durch mindestens ein Einspritzloch unterbindet und diesen ansonsten freigibt. Der Injektor umfasst somit mindestens ein Einspritzloch. Er kann jedoch auch mehrere Einspritzlöcher umfassen.

Der Steuerraum ist hydraulisch gekoppelt mit dem Fluid-Hochdruckspeicher. Der Injektor umfasst ferner einen Piezo-Stellantrieb und ein Steuerventil, das in seiner Schließstellung den Steuerraum hydraulisch entkoppelt von einem Niederdruckraum. Das Steuerventil koppelt außerhalb der Schließstellung den Steuerraum hydraulisch mit dem Niederdruckraum. Der Piezo-Stellantrieb wirkt auf das Steuerventil ein. Zum Reduzieren des Drucks in dem Fluid-Hochdruckspeicher wird eine derart geringe elektrische Energie vorgegeben, die dem Piezo-Stellantrieb während eines jeweiligen Ansteuerpulses dem Piezo-Stellantrieb zugeführt werden soll, und zwar so, dass das Steuerventil heraus aus seiner Schließstellung bewegt wird, ohne dass ein Zumessen von Fluid durch das Einspritzloch erfolgt. Dies ermöglicht durch eine geeignete geringe elektrische Energie eine Ansteuerzeitdauer, die maßgeblich ist für die zeitliche Länge des Ansteuerpulses, deutlich länger einzustellen als beim Zumessen kleinster Kraftstoffmengen. So ist ein sehr schneller Druckabbau in dem Fluid-Hochdruckspeicher ohne weitere Zusatzvorrichtungen möglich. Die Ansteuerzeitdauer kann so unter der Randbedingung maximiert werden, dass kein Zumessen von Fluid durch das Einspritzloch erfolgt, sie kann beispielsweise dann auch länger sein als eine jeweilige Zylindersegmentzeitdauer.

Die zuzuführende Energie kann beispielsweise durch Vorgeben einer Spannung oder einer Ladung oder entsprechend auch eines Stroms jeweils zugeführt werden. Der Druck in dem Fluid-Hochdruckspeicher kann so einfach ohne weitere eigens dafür notwendige Vorrichtungen sehr schnell abgebaut werden.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die zuzuführende elektrische Energie für den jeweiligen An steuerpuls abhängig von dem Druck in dem Fluid-Hochdruckspeicher ermittelt. Dies ermöglicht einfach einen zuverlässigen Betrieb. Es kann somit auf einfache Weise sichergestellt werden, dass zum einen der Druck geeignet schnell in dem Fluid-Hochdruckspeicher reduziert wird und zum anderen kann sichergestellt werden, dass kein Kraftstoff unerwünscht durch die jeweiligen Einspritzlöcher in den jeweiligen Brennraum der Brennkraftmaschine strömt.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die zuzuführende Energie zum Reduzieren des Drucks in dem Fluid-Hochdruckspeicher angepasst abhängig von einem Druckverlauf, der charakteristisch ist für eine Bewegung des Steuerventils heraus aus seiner Schließstellung, ohne dass ein Zumessen von Fluid durch das Einspritzloch erfolgt. Auf diese Weise kann einfach ein Maß für einen Leerhub ermittelt werden, der sich über die Betriebszeitdauer des Injektors ändern kann. So kann dann zum Reduzieren des Drucks in dem Fluid-Hochdruckspeicher der jeweilige Injektor sehr präzise über eine lange Betriebsdauer angesteuert werden.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Ansteuerzeitdauer für den jeweiligen Ansteuerpuls abhängig von dem Druck in dem Fluid-Hochdruckspeicher ermittelt. Dies ermöglicht einfach einen zuverlässigen Betrieb der Brennkraftmaschine.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Ansteuerzeitdauer für den jeweiligen Ansteuerpuls abhängig von der Temperatur des Fluids ermittelt wird. Auch so ist einfach ein zuverlässiger Betrieb möglich.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Ansteuerzeitdauer für den jeweiligen Ansteuerpuls abhängig von der pro Ansteuerpuls zugeführten elektrischen Energie ermittelt. Dies ermöglicht einfach einen zuverlässigen Betrieb, da es sich gezeigt hat, dass sich bei einem Sinken des Drucks in dem Steuerraum eine auf das Steuerventil wirkende Gegenkraft erniedrigt.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden mehrere Ansteuerpulse für den Piezo-Stellantrieb eines Injektors erzeugt, bevor weitere Ansteuerpulse für den Piezo-Stellantrieb eines weiteren Injektors erzeugt werden. Auf diese Weise kann einfach ein sehr schneller Druckabbau erreicht werden, insbesondere dann, wenn während jeweils eines Zylindersegments nur je einer der Injektoren ansteuerbar ist.

In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn die Anzahl der Ansteuerpulse variiert wird, die für den Piezo-Stellantrieb eines Injektors erzeugt werden, bevor weitere Ansteuerpulse für den Piezo-Stellantrieb eines weiteren Injektors erzeugt werden. So kann das Schallspektrum durch das Ansteuern des Steuerventils gezielt eingestellt werden und so erreicht werden, dass der erzeugte Schall durch einen Nutzer der Brennkraftmaschine als wenig störend wahrgenommen wird.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden die Ansteuerpulse mit im Vergleich zu einem Betrieb des Injektors, in dem ein Zumessen von Fluid beabsichtigt ist, längeren Ladezeitdauer gesteuert, während der dem Piezo-Stellantrieb elektrische Energie zugeführt wird. Auch auf diese Weise kann das erzeugte Schallspektrum günstig für die Wahrnehmung des Nutzers eingestellt werden.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden die Ansteuerpulse mit im Vergleich zu einem Betrieb des Injektors, in dem ein Zumessen von Fluid beabsichtigt ist, längerer Entladezeitdauer angesteuert, während der dem Piezo-Stellantrieb elektrische Energie entnommen wird. Auch auf diese Weise kann das erzeugte Schallspektrum günstig für die Wahrnehmung des Nutzers eingestellt werden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird ein Beginn aufeinanderfolgender Ansteuerpulse, die je einem Piezo-Stellantrieb je eines Injektors zugeordnet sind, in Bezug auf das jeweilige Zylindersegment variiert. Auch so kann das Schallspektrum geeignet eingestellt werden.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird ein Ende aufeinanderfolgender Ansteuerpulse, die je einem Piezo-Stellantrieb je eines Injektors zugeordnet sind, in Bezug auf das jeweilige Zylindersegment variiert. Auch so kann das Schallspektrum einfach gezielt eingestellt werden.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der Beginn aufeinanderfolgender Ansteuerpulse für unterschiedliche Injektoren in Bezug auf das jeweilige Zylindersegment variiert. Ferner ist es auch vorteilhaft, wenn das Ende aufeinanderfolgender Ansteuerpulse für unterschiedliche Injektoren in Bezug auf das jeweilige Zylindersegment variiert wird. Auch auf diese Weise kann einfach ein gewünschtes Schallspektrum eingestellt werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
1 eine Brennkraftmaschine mit mehreren Injektoren,
2 einen der Injektoren gemäß 1,
3 eine erste Vergrößerung eines Ausschnitts des Injektors gemäß 2,
4 eine zweite Vergrößerung eines weiteren Ausschnitts des Injektors gemäß 2,
5 ein Ablaufdiagramm eines Programms zum Steuern der Brennkraftmaschine,
6a bis 6d zeitliche Verläufe von Ansteuersignalen für die Injektoren, die während des Programmablaufs des Programms zum Steuern der Brennkraftmaschine erzeugt werden,
7 einen zeitlichen Verlauf eines der Ansteuersignale in detaillierterer Darstellung,
8 ein Ablaufdiagramm zum Ermitteln einer zuzuführenden Energie, die für das Programm gemäß 5 benötigt wird, und
9a bis 9d zeitliche Verläufe von Ansteuersignalen für die Injektoren, die während des Ablaufs des Programms gemäß 8 erzeugt werden.
Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Eine Brennkraftmaschine (1) umfasst einen Ansaugtrakt 1, einen Motorblock 2, einen Zylinderkopf 3, einen Abgastrakt 4 und eine Zuführeinrichtung 5 für Kraftstoff. In der Brennkraftmaschine sind mehrere Zylinder Z1 bis Z4 ausgebildet an denen jeweils Injektoren 7, 9, 11, 13 zugeordnet sind. Eine Kurbelwelle 15 ist vorgesehen, der ein Kurbelwellenwinkel-Geber 17 zugeordnet ist, der den aktuellen Kurbelwellenwinkel erfasst, von dem dann auch eine Drehzahl der Kurbelwelle abgeleitet werden kann.
Die Zuführeinrichtung 5 für Kraftstoff umfasst einen Kraftstofftank 19 und einen Niederdruckbereich 21, der entweder direkt hydraulisch gekoppelt ist mit dem Kraftstofftank 19 oder über eine Niederdruckpumpe 23 mit dem Kraftstofftank 19 hydraulisch gekoppelt ist. Bevorzugt ist ferner ein Regulator 25 vorgesehen, mittels dessen ein Druck in dem Niederdruckbereich 21 eingestellt werden kann. Eine Hochdruckpumpe 29 ist eingangsseitig über ein Volumenstromsteuerventil VCV mit dem Niederdruckbereich 21 hydraulisch gekoppelt. Die Hochdruckpumpe 29 ist ausgangsseitig mit einem Fluid-Hochdruckspeicher 31 hydraulisch gekoppelt und fördert somit Fluid, insbesondere Kraftstoff in den Fluid-Hochdruckspeicher 31. Mittels des Volumenstromsteuerventils VCV kann ein Volumenstrom eingestellt werden, der von der Hochdruckpumpe 29 in den Fluid-Hochdruckspeicher 31 gefördert wird. Das Volumenstromsteuerventil VCV kann separat von der Hochdruckpumpe 29 oder auch als eine Baueinheit mit der Hochdruckpumpe 29 ausgebildet sein.
An dem Fluid-Hochdruckspeicher 31 ist ein Hochdrucksensor 33 angeordnet, der den Druck in dem Fluid-Hochdruckspeicher erfasst. Das Messsignal des Hochdrucksensors 33 ist somit repräsentativ für einen Druckverlauf des in dem Fluid-Hochdruckspeicher 31 befindlichen Fluids. Ferner ist bevorzugt ein Fluid-Temperatursensor 34 vorgesehen, der eine Flu id-Temperatur TF erfasst. Die Injektoren 7, 9, 11, 13 sind über einen jeweiligen Hochdruckanschluss (2) hydraulisch mit dem Fluid-Hochdruckspeicher 31 gekoppelt.
Ferner ist eine Steuereinrichtung 35 vorgesehen, die abhängig von Messgrößen, die durch Sensoren erfasst werden, Stellsignale zum Steuern von Stellantrieben der Brennkraftmaschine erzeugt. Die Steuereinrichtung 35 verfügt über entsprechende Eingänge, über die Messsignale der Sensoren erfasst werden können, und über einen Programm- und einen Datenspeicher und eine Recheneinheit und Endstufen zum Ansteuern der Stellantriebe der Brennkraftmaschine.
Die Injektoren 7–13 sind baugleich und sind im folgenden anhand der 2 bis 4 näher erläutert. Der Injektor 7–13 umfasst ein Injektorgehäuse 37, das den Hochdruckanschluss 39 aufnimmt, der hydraulisch mit dem Fluid-Hochdruckspeicher 31 gekoppelt ist. Der Hochdruckanschluss 39 ist über eine erste Hochdruckbohrung 41 mit einem Steuerventil 43 hydraulisch gekoppelt, das in dem Injektorgehäuse 37 aufgenommen ist. Eine zweite Hochdruckbohrung 45 erstreckt sich von dem Hochdruckanschluss 39 durch das Injektorgehäuse 37 hinein in einen Düsenkörper 47.
In dem Injektorgehäuse 37 ist ferner ein Niederdruckraum 49 ausgebildet, der hydraulisch mit dem Niederdruckbereich 21 gekoppelt ist. Falls die Niederdruckpumpe 23 vorhanden ist, kann der Niederdruckraum 49 auch direkt hydraulisch gekoppelt sein mit einem Rücklauf zu dem Kraftstofftank 19.
In dem Injektorgehäuse 37 ist eine Ausnehmung 51 des Injektorgehäuses 37 ausgebildet, in der ein Steuerkolben 53 angeordnet und geführt ist. Ein Steuerraum 55 des Steuerventils 43 grenzt an eine Stirnfläche 69 des Steuerkolbens 53 an und ist in dem freien Raum zwischen der Stirnfläche und dem Steuerventil 43 ausgebildet.
Ein freier Raum der Ausnehmung 51 des Injektorgehäuses 37 in dem Bereich eines Endes des Steuerkolbens 53, das dem Steuerraum 55 abgewandt ist, ist mit dem Niederdruckraum 49 hydraulisch gekoppelt. Eine Düsennadel 57 ist mechanisch gekoppelt mit dem Steuerkolben 53 und ist in einer Ausnehmung 59 in dem Düsenkörper 47 angeordnet. In einer Schließposition der Düsennadel 57 unterbindet diese einen Fluidfluss durch ein Einspritzloch 61, das in dem Düsenkörper 57 ausgebildet ist. Außerhalb der Schließposition gibt die Düsennadel 57 den Fluidfluss durch das Einspritzloch 61 frei. Falls mehrere Einspritzlöcher 61 vorhanden sind, unterbindet die Düsennadel 57 den Fluidfluss in ihrer Schließstellung durch alle ihr zugeordneten Einspritzlöcher 61 und gibt ihn ansonsten frei.
Die Position der Düsennadel 57 hängt ab von einer Kräftebilanz von Kräften, die auf die Düsennadel 57 einwirken. Eine erste Kraft wird hervorgerufen durch den Druck in dem Steuerraum 45, der auf die Stirnfläche 69 des Steuerkolbens einwirkt. Eine zweite Kraft wird eingekoppelt durch den Druck, der auf die Fläche eines Hochdruckabsatzes 63 und auf die Nadelkuppe 65 einwirkt. Eine dritte Kraft wird hervorgerufen durch eine Federkraft einer Düsenfeder 67. Die Position der Düsennadel hängt ab von der Bilanz der ersten bis dritten Kräfte.
Der Steuerraum 55 ist über eine Zulaufdrossel 71 mit der ersten Hochdruckbohrung 41 hydraulisch gekoppelt. Der Steuerraum 55 ist ferner über eine Ablaufdrossel 73 abhängig von der Schaltstellung des Steuerventils 43 mit dem Niederdruckraum 49 hydraulisch koppelbar.
Dem Steuerventil 43 ist ein Piezo-Stellantrieb 75 zugeordnet, dessen axiale Ausdehnung abhängt von der ihm zugeführten elektrischen Energie. Der Piezo-Stellantrieb 75 wirkt auf einen Ventilkörper 77 des Steuerventils 43 ein und bestimmt somit die Schaltstellung des Steuerventils 43. Ein Leerhub zwischen dem Piezo-Stellantrieb 75 und dem Ventilkörper 77 ist durch ein Spiel zwischen dem Piezo-Stellantrieb 75 und dem Ventilkörper 77 in einem Zustand gegeben, in dem dem Piezo-Stellantrieb 75 keine elektrische Energie zugeführt ist. Der Leerhub umfasst jedoch auch eine durch eine elastische Verspannung des Piezo-Stellantriebs 75 in dem Injektor 7–13 hervorgerufene kontinuierliche Kraftzunahme beim Zuführen von elektrischer Energie bis zum Öffnen des Steuerventils. Ein Zuführen von elektrischer Energie innerhalb des Leerhubs des Piezo-Stellantriebs 75 führt somit nicht zu einer Längung des Piezo-Stellantriebs 75, die sich auf der dem Ventilkörper 77 zugewandten Seite auswirkt, wenn der Piezo-Stellantrieb 75 an dem Ventilkörper 77 anliegt. Insbesondere bei sehr hohen Drücken in dem Steuerraum 55 kann beispielsweise der Ventilkörper 77 bereits in Anlage sein mit dem Piezo-Stellantrieb 75 auch wenn diesem keine elektrische Energie zugeführt ist.
Befindet sich das Steuerventil 43 in seiner Schließstellung so kann über die Ablaufdrossel 73 kein Fluid abfließen und der Druck steigt somit in dem Steuerraum 55 an, bis er den Druck in dem Fluid-Hochdruckspeicher 31 in etwa erreicht. Wird das Steuerventil 43, also insbesondere der Ventilkörper 77, aus seiner Schließstellung heraus bewegt, so kann Fluid von dem Steuerraum 55 über die Ablaufdrossel 73 vorbei an dem Ventilkörper 77 hin zu dem Niederdruckraum 49 abfließen. Dies hat zur Folge, dass der Druck in dem Steuerraum 55 sinkt abhängig von dem Verhältnis der Drosselwirkungen der Ablaufdrossel und der Zulaufdrossel und, falls der Ventilkörper 77 einen derart geringen freien Querschnitt freigibt, dass auch in diesem Bereich eine Drosselung des Abflusses von Fluid erfolgt, auch abhängig von der Stellung des Ventilkörpers 77.
Mit sinkendem Druck in dem Steuerraum 55 nimmt auch die erste Kraft ab, die über den Steuerkolben 53 auf die Düsennadel 57 einwirkt.
Selbst wenn das Steuerventil 43 sich in seiner Schließstellung befindet, erfolgt eine Leckage von dem Steuerraum 55 hin zu dem Niederdruckraum 49. Die Leckage wird hervorgerufen durch Fluid, das von dem Steuerraum 55 durch einen Spalt zwischen der Wandung der Ausnehmung 51 des Injektorgehäuses 37 und dem Steuerkolben 53 hin zu dem Niederdruckraum 49 strömt. Diese Leckage ist druckabhängig und steigt mit steigendem Druck in dem Steuerraum, gegebenenfalls verstärkt durch eine bei hohen Drücken auftretende leichte Aufweitung des Spalts aufgrund der hohen Kräfte.
Alternativ kann die Düsennadel 57 hydraulisch gekoppelt sein mit dem Steuerraum 55 und somit der Steuerkolben 53 entfallen. In diesem Fall ist dann die Leckage an Fluid in dem Steuerraum 55 vernachlässigbar, wenn das Steuerventil 43 in seiner Schließstellung ist.
Ein Programm zum Steuern der Brennkraftmaschine ist in der Steuereinrichtung in einem Programmspeicher gespeichert und wird während des Betriebs der Brennkraftmaschine abgearbeitet. Das Programm wird in einem Schritt S1 gestartet, in dem gegebenenfalls Variablen initialisiert werden. Der Start des Programms kann grundsätzlich zu einem beliebigen Zeitpunkt während des Betriebs der Brennkraftmaschine erfolgen. Bevorzugt wird es jedoch dann gestartet, wenn ein Druck P in dem Fluid-Hochdruckspeicher 31 reduziert werden soll. Es kann jedoch beispielsweise auch zeitnah zum Start der Brennkraftmaschine gestartet werden.
In einem Schritt S3 wird geprüft, ob ein aktueller Betriebszustand BZ der Brennkraftmaschine ein Druckreduzierungsbetriebszustand BZ_P_RED ist. Ein Beispiel für den Druckreduzierungsbetriebszustand BZ_P_RED ist der Betriebszustand des Motorstopps. Ist die Bedingung des Schrittes S3 nicht erfolgt, so wird die Bearbeitung in einem Schritt S5 fortgesetzt, in dem das Programm für eine vorgebbare Wartezeitdauer T_W oder auch einen vorgebbaren Kurbelwellenwinkel verharrt, bevor die Bearbeitung erneut in dem Schritt S3 fortgesetzt wird. Während des Schritts S5 werden vorzugsweise andere Programme in der Steuereinrichtung 35 abgearbeitet.
Ist die Bedingung des Schritts S3 hingegen erfüllt, so wird in einem Schritt S7 eine Ladezeitdauer T_L und bevorzugt eine Entladezeitdauer T_EL ermittelt. Die Ladezeitdauer T_L und/oder die Entladezeitdauer T_EL können denjenigen entsprechen, die für den Betrieb des Injektors 7 bis 13 mit Zumessung von Kraftstoff vorgesehen sind. Sie können jedoch auch von diesen Werten abweichen, insbesondere größer sein und entsprechend entweder fest vorgegeben sein oder abhängig von mindestens einer Betriebsgröße der Brennkraftmaschine vorgegeben sein, wobei Betriebsgrößen die Messgrößen der Sensoren und davon abgeleitete Größen umfassen.
In einem Schritt S9 wird eine pro Ansteuerpuls zuzuführende elektrische Energie E ermittelt. Dies erfolgt bevorzugt ab hängig von einem Druck P, der von dem Hochdrucksensor 33 erfasst wird. Werte für die zuzuführende Energie E zum Reduzieren des Drucks in dem Fluid-Hochdruckspeicher 31 sind in einem Datenspeicher der Steuereinrichtung 55 gespeichert und werden gegebenenfalls mittels des Programms, das weiter unten anhand des Ablaufsdiagramms der 8 näher erläutert ist, gegebenenfalls angepasst. Die in dem Schritt S9 ermittelte zuzuführende Energie E zum Reduzieren des Drucks in dem Fluid-Hochdruckspeicher 35 ist vorzugsweise so gewählt, dass sich das Steuerventil 43 während eines entsprechenden Ansteuerpulses so wenig aus seiner Schließstellung heraus bewegt, dass kein Fluid durch das oder die Einspritzlöcher 61 zugemessen wird. Darüber hinaus wird in dem Schritt S9 auch eine Ansteuerzeitdauer T_CTRL ermittelt, für die der jeweilige Ansteuerpuls unter Zuführung der zuzuführenden elektrischen Energie E zum Reduzieren des Drucks in dem Fluid-Hochdruckspeicher erzeugt wird.
Die Ansteuerzeitdauer T_CTRL wird bevorzugt abhängig von dem Druck P in dem Fluid-Hochdruckspeicher und/oder einer Fluid-Temperatur TF und/oder der zuzuführenden Energie E zum Reduzieren des Drucks in dem Fluid-Hochdruckspeicher 31 und/oder weiteren Betriebsgrößen ermittelt. Die Kombination der Ansteuerzeitdauer T_CRTL und der zuzuführenden Energie E zum Reduzieren des Drucks in dem Fluid-Hochdruckspeicher 31 in dem Schritt S9 wird vorzugsweise so ermittelt, dass der Druck in dem Fluid-Hochdruckspeicher 31 auf geeignete Art und Weise reduziert wird, so z.B. besonders schnell reduziert wird. Die in dem Schritt S9 ermittelte Ansteuerzeitdauer T_CTRL ist in der Regel deutlich größer als diejenige Ansteuerzeitdauer T_CTRL, für die ein entsprechender Ansteuerpuls zum Zumessen einer geringstmöglichen Fluidmenge durch das oder die Einspritzlöcher 61 des jeweiligen Injektors 9–13 erzeugt wird.
In einem Schritt S11 wird dann der jeweilige oder die jeweiligen Injektoren 9–13 und zwar der ihnen jeweils zugeordnete Piezo-Stellantrieb mit der jeweiligen Ansteuerzeitdauer T_CTRL der zuzuführenden Energie E, der Ladezeitdauer T_L und der Entladezeitdauer T_EL angesteuert. Bevorzugt werden zum Reduzieren des Drucks in dem Fluid-Hochdruckspeicher 31 die jeweiligen Injektoren 9–13 in geeignet gewählter zeitlicher Aufeinanderfolge entsprechend angesteuert. Es kann jedoch auch nur eine Untermenge der Injektoren zu diesem Zweck angesteuert werden. Bevorzugt werden für jeden der Injektoren 9– 13 die zuzuführende Energie E zum Reduzieren des Drucks in dem Fluid-Hochdruckspeicher 31 und die zugeordnete Ansteuerzeitdauer T_CTRL individuell ermittelt. Sie können jedoch auch gemeinsam für mehrere der Injektoren 9–13 ermittelt werden.
In dem Schritt S9 wird somit der jeweilige Piezo-Stellantrieb 75 für die Ansteuerzeitdauer T_CTRL unter Zuführen der elektrischen Energie E angesteuert mit der in Schritt S7 ermittelten Ladezeitdauer T_L und der Entladezeitdauer T_EL. Das Zuführen der elektrischen Energie zu dem Piezo-Stellantrieb erfolgt bevorzugt durch direktes Vorgeben der zuzuführenden elektrischen Energie E, es kann jedoch beispielsweise erfolgen durch ein entsprechendes Vorgeben eines Stromverlaufs oder auch eines Spannungsverlaufs, wobei in diesen Fällen bevorzugt temperaturabhängige Kapazitätsänderungen des Piezo-Stellantriebs 75 zumindest berücksichtigt werden sollten.
Die zeitliche Lage der jeweiligen Ansteuerzeitdauer T_CTRL bezogen auf den Kurbelwellenwinkel ist dann frei wählbar, wenn eine entsprechende Funktion zum Umsetzen einer Ansteuerung einer Endstufe der Steuereinrichtung 35 für den jeweili gen Piezo-Stellantrieb 75 dies zu einem beliebigen Zeitpunkt zulässt und ebenfalls die Endstufe dafür ausgelegt ist. Häufig ist jedoch die Steuereinrichtung 35 dazu ausgebildet, den Piezo-Stellantrieb 75 jeweils nur innerhalb des dem jeweiligen Zylinder Z1 bis Z4 zugeordneten Zylindersegments ZS1 bis ZS4 anzusteuern.
Unter dem Zylindersegment ZS1 bis ZS4 ist derjenige Kurbelwellenwinkel und somit ein entsprechender Zeitbereich zu verstehen, der sich aus dem Kurbelwellenwinkel für einen Arbeitszyklus der Brennkraftmaschine dividiert durch die Anzahl der Zylinder ergibt. Bei einer Brennkraftmaschine mit einem Arbeitszyklus von 720° Kurbelwelle und beispielsweise vier Zylindern beträgt somit ein Zylindersegment 180° Kurbelwellenwinkel. Die dem jeweiligen Zylindersegment zugeordnete Zeitdauer ist dann abhängig von der aktuellen Drehzahl der Kurbelwelle 15. Die den jeweiligen Zylindern zugeordneten Zylindersegmente haben eine vorgegebene Lage in Bezug auf eine Referenz-Winkelposition der Kurbelwelle, die beispielsweise ein oberer Totpunkt des Kolbens bei Zündung sein kann.
In einem Schritt S13 wird anschließend geprüft, ob der aktuelle Druck P kleiner oder gleich ist einem Sollwert P_RED_SP des reduzierten Drucks. Der Sollwert P_RED_SP kann beispielsweise in etwa einem Umgebungsdruck, also etwa im Bereich 1 bar entsprechen. Er kann aber auch anders vorgegeben sein. Ist die Bedingung des Schrittes S13 nicht erfüllt, so wird die Bearbeitung erneut in dem Schritt S3 fortgesetzt. Ist die Bedingung des Schritts S13 hingegen erfüllt, so ist der Druck in der gewünschten Art und Weise bis zu dem Sollwert P_RED_SP des reduzierten Drucks reduziert worden und das Programm kann bevorzugt in einem Schritt S15 beendet werden. Alternativ kann jedoch auch die Bearbeitung mit dem Schritt S5 fortgesetzt werden.
In den 6a bis 6d sind jeweils den jeweiligen Einspritzventilen 7 bis 13 der jeweiligen Zylinder Z1 bis Z4 zugeordnete Ansteuerpulse aufgetragen, die jeweils bei der Durchführung des Schritts S11 in dem jeweiligen Injektor 7 bis 13 erzeugt werden. Die Höhe der Ansteuerpulse kann repräsentativ sein für die während des Ansteuerpulses zugeführte elektrische Energie. Die jeweiligen Ansteuerpulse können in Bezug auf das jeweilige Zylindersegment bezüglich ihres Beginns und/oder Endes variiert werden, was anhand ihrer unterschiedlichen Lage bezüglich des jeweiligen Zylindersegments ZS1 bis ZS4 erkennbar ist.
Darüber hinaus kann auch das Ende und/oder der Beginn der jeweiligen Ansteuerzeitdauer T_CTRL verschiedener Injektoren 7 bis 13 zugeordneter Ansteuerpulse relativ zueinander variiert werden. Dies ist ebenfalls anhand der unterschiedlichen Lage der Ansteuerpulse bezogen auf den jeweiligen Beginn des jeweiligen Zylindersegments ZS1 bis ZS4 in den Signalverläufen der 6a bis 6d ersichtlich. Darüber hinaus ist es beispielsweise anhand des Signalverlaufs der Ansteuerpulse, die dem Injektor 9 des Zylinders ZS1 zugeordnet sind, anhand der 6a ersichtlich, dass sich ein Ansteuerpuls auch über die Zeitdauer des jeweils zugeordneten Zylindersegments ZS1 bis ZS4 erstrecken kann oder auch mehrere Ansteuerpulse für den Piezo-Stellantrieb 75, beispielsweise des Injektors 9 des Zylinders Z1, aufeinanderfolgend erzeugt werden können, bevor Ansteuerpulse für einen anderen Injektor, beispielsweise den Injektor 10 des Zylinders Z2, erzeugt werden. Ebenso kann auch die Anzahl der aufeinanderfolgenden Ansteuerpulse von Zylinder zu Zylinder variiert werden. Durch ein entsprechen des Abstimmen dieses Variierens kann gezielt ein gewünschtes Schallspektrum erzeugt werden, das beispielsweise durch den Nutzer der Brennkraftmaschine entweder gar nicht wahrgenommen wird oder lediglich als ein Rauschen wahrgenommen wird oder sich in sonstige Betriebsgeräusche der Brennkraftmaschine einfügt.
Die Darstellung der Ansteuerpulse in den 6a bis 6d muss nicht notwendigerweise der tatsächlichen Signalform der entsprechenden physikalischen Größe entsprechen. Insbesondere wird zum Ende der Ansteuerzeit des Ansteuerpulses die dem Piezo-Stellantrieb zugeführte elektrische Energie wieder entnommen.
Anhand der 7 ist ein möglicher Verlauf eines Ansteuerpulses detaillierter dargestellt. Während der Ansteuerzeitdauer T_CTRL wird für die vorgegebene Ladezeitdauer T_L elektrische Energie dem Piezo-Stellantrieb 75 zugeführt. Dies erfolgt bevorzugt durch entsprechende Energiepulse, die bevorzugt in ihrer Höhe und somit der zugeführten Leistung PEL variiert werden, wenn die zuzuführende Energie E verändert wird. Direkt im Anschluss an den Abschluss der Ansteuerzeitdauer T_CTRL wird dann der Piezo-Stellantrieb 75 durch entsprechende Entladepulse entgegengesetzter Polarität wieder entladen und zwar über die Entladezeitdauer T_EL.
Ein Programm zum Steuern des Injektors 7 bis 13 zum Ermitteln einer Zielenergie E_Z ist in der Steuereinrichtung in dem Programmspeicher gespeichert und wird während des Betriebs des Brennkraftmaschine abgearbeitet und zwar bevorzugt für jeden der Injektoren 7 bis 13. Das Programm des Ablaufdiagramms der 7 ist geeignet zum Bestimmen eines Maßes für den Leerhub des jeweiligen Steuerventils und wird eingesetzt zum Ermitteln der zuzuführenden Energie E zum Reduzieren des Drucks in dem Fluid-Hochdruckspeicher 31.
Das Programm wird in einem Schritt S20 gestartet (8), in dem gegebenenfalls Variablen initialisiert werden. Der Start des Programms kann grundsätzlich zu einem beliebigen Zeitpunkt während des Betriebs der Brennkraftmaschine erfolgen. Bevorzugt erfolgt der Start, wenn kein Kraftstoff in den Fluid-Hochdruckspeicher 31 gefördert wird und wenn bevorzugt auch kein Kraftstoff über die Injektoren 7 bis 13 in die Brennräume der Zylinder Z1 bis Z4 zugemessen werden soll.
In einem Schritt S22 wird die Ladezeitdauer T_L und bevorzugt die Entladezeitdauer T_EL ermittelt. Die Ladezeitdauer T_L, und/oder die Entladezeitdauer T_EL können denjenigen entsprechen, die für den Betrieb des Injektors 7–13 mit Zumessung von Kraftstoff vorgesehen ist. Sie können jedoch auch von diesen Werten abweichen, insbesondere größer sein und entsprechend entweder fest vorgegeben sein oder abhängig von mindestens einer Betriebsgröße der Brennkraftmaschine vorgegeben sein.
In einem Schritt S24 wird der Ansteuerzeitdauer T_CTRL des Piezo-Stellantriebs 75 eine Start-Ansteuerzeitdauer T_CTRL ST zugeordnet. Ferner wird der dem Piezo-Stellantrieb 75 zuzuführenden elektrischen Energie E eine Start-Energie E_ST zugeordnet. Die Start-Energie E_ST und die Start-Ansteuerzeitdauer T_CTRL_ST für den Piezo-Stellantrieb 75 sind bevorzugt so vorgegeben, dass ein entsprechend ausgeführter Ansteuerpuls sicher nicht zur Folge hat, dass Kraftstoff durch das Einspritzloch 61 in einen der Brennräume der Zylinder Z1 bis Z4 zugemessen wird.
In einem bevorzugt aber nicht notwendigerweise vorhandenen Schritt S26 wird anschließend geprüft, ob das Volumenstromsteuerventil VCV in seinem Schließzustand CL ist, in dem kein oder lediglich ein geringer Leckagestrom an Fluid durch das Volumenstromsteuerventil VCV hin zu der Hochdruckpumpe 29 strömt und somit von der Hochdruckpumpe 29 ebenfalls kein Fluid oder lediglich der Leckagestrom des Volumenstromsteuerventils VCV in den Fluid-Hochdruckspeicher 31 gefördert wird.
Ist die Bedingung des Schrittes S26 nicht erfüllt, so wird das Programm in einem Schritt S34 beendet.
Ansonsten wird die Bearbeitung in einem Schritt S28 fortgesetzt, in dem der Piezo-Stellantrieb 75 für die Ansteuerzeitdauer T_CTRL unter Zuführen der elektrischen Energie E angesteuert wird mit der in dem Schritt S22 ermittelten Ladezeitdauer T_L und der Entladezeitdauer T_EL.
Die zeitliche Lage der jeweiligen Ansteuerzeitdauer T_CTRL bezogen auf den Kurbelwellenwinkel kann frei wählbar sein.
In einem Schritt S30 wird anschließend geprüft, ob der Druckverlauf P_V, der durch den Hochdrucksensor 33 erfasst wird, einen charakteristischen Druckverlauf P_V_M hat für eine Bewegung des Steuerventils 43 heraus aus seiner Schließstellung, ohne dass ein Zumessen von Fluid durch das Einspritzloch 61 erfolgt. Der charakteristische Druckverlauf P_V_M ist bevorzugt durch entsprechende Versuche oder Simulationen vorab ermittelt und ist in dem Datenspeicher der Steuereinrichtung 35 gespeichert. Bevorzugt ist er so ermittelt, dass der Ventilkörper 77 und somit das Steuerventil 43 sich lediglich geringstmöglich aus seiner Schließstellung heraus bewegt und somit ein minimaler Fluss an Fluid von dem Steuerraum 55 durch die Ablaufdrossel 73 vorbei an dem Steuerventil 43 hin zu dem Niederdruckraum 49 strömt, wenn der Druckverlauf P_V dem charakteristischen Druckverlauf P_V_M entspricht.
Bevorzugt ist die Bedingung des Schrittes S30 auch dann erfüllt, wenn der Druckverlauf P_V in einem vorgebbaren, vorzugsweise engem, Wertebereichsfenster um den charakteristischen Druckverlauf P_V_M liegt. Der charakteristische Druckverlauf P_V_M kann beispielsweise repräsentiert sein durch eine vorgebbare Änderung des Drucks oder eine vorgebbare Änderungsgeschwindigkeit des Drucks, die auch als Gradient bezeichnet wird, oder auch eine weitere entsprechend repräsentative Größe.
Ist die Bedingung des Schrittes S30 nicht erfüllt, so wird in einem Schritt S36 zu der Ansteuerzeitdauer T_CTRL eine Inkrementierungszeitdauer DT hinzuaddiert. Darüber hinaus oder auch alternativ dazu wird in dem Schritt S36 der zuzuführenden elektrischen Energie E eine Inkrementierungsenergie DE hinzuaddiert. Die Inkrementierungszeitdauer DT und die Inkrementierungsenergie DE sind mit so kleinen Werten belegt, dass sichergestellt werden kann, dass bei einem entsprechenden Ansteuern des Injektors 7–13 in einem nachfolgenden Durchlauf des Schrittes S28 weiterhin kein Zumessen von Kraftstoff durch das Einspritzloch 61 erfolgt.
Je nach Ausgestaltung des Programms kann auch nur die zuzuführende elektrische Energie E in dem Schritt S36 variiert werden. Dies kann auch bei aufeinanderfolgenden Durchläufen des Schrittes S36 unterschiedlich erfolgen. Im Anschluss an den Schritt S36 wird dann die Bearbeitung in dem Schritt S26 fortgesetzt.
Ist die Bedingung des Schrittes S30 hingegen erfüllt, so wird in einem Schritt S32 einer Ziel-Ansteuerzeitdauer T_CTRL_Z die Ansteuerzeitdauer T_CTRL zugeordnet. Ferner wird in dem Schritt S32 einer Ziel-Energie E_Z die zuzuführende elektrische Energie E zugeordnet. Das Verfahren wird anschließend in dem Schritt S34 beendet.
Bevorzugt wird in einem Schritt S38 in einem Betriebszustand BZ der Brennkraftmaschine, in dem eine Dosierung von Kleinstmengen von Fluid durch das Einspritzloch 61 zulässig ist, eine maximal mögliche Ansteuerzeitdauer T_CTRL_MAX ermittelt, bei der bei der ermittelten Zielenergie E_Z gerade noch gewährleistet ist, dass kein Fluid durch das Einspritzloch 61 in den Brennraum des jeweiligen Zylinders Z1 bis Z4 zugemessen wird. In dem Schritt S38 wird dazu die Ansteuerzeitdauer T_CTRL schrittweise erhöht und entsprechende Ansteuerpulse für die Piezo-Stellantriebe 75 der jeweiligen Injektoren 9–13 gesteuert unter Zuführung der Zielenergie E_Z. Sobald erkannt wird, dass eine Kleinstmenge an Kraftstoff in den Brennraum tatsächlich zugemessen wurde, wird das weitere Erhöhen der Ansteuerzeitdauer T_CTRL abgebrochen und der letzte Wert der Ansteuerzeitdauer T_CTRL, bei dem noch kein Zumessen einer minimalen Fluidmenge durch das Einspritzloch 61 erfolgt ist, als die maximale Ansteuerzeitdauer T_CTRL_MAX gespeichert.
Dies erfolgt bevorzugt individuell für jeden Injektor 9–13, kann jedoch auch gemeinsam für eine Untermenge der Injektoren 9–13 erfolgen. Bevorzugt wird dabei zusätzlich auch die jeweilige Fluid-Temperatur TF und der Druck P in dem Fluid-Hochdruckspeicher 31 berücksichtigt. Ebenso kann bevorzugt bei den Durchläufen der Schritte S26 bis S36 beim Ermitteln der zuzuführenden elektrischen Energie E auch jeweils der aktuelle Druck P in dem Fluid-Hochdruckspeicher berücksichtigt werden. Dabei ist dann unter diesem aktuellen Druck beispielsweise derjenige über ein Zylindersegment Bemittelte Verlauf des Drucks PV zu verstehen.
Mittels der so gewonnenen Werte für die Zielenergie E_Z und die maximale Ansteuerzeitdauer T_CTRL_MAX werden dann bevorzugt Kennfeldwerte von Kennfeldern zum Ermitteln der zuzuführenden Energie E zum Reduzieren des Drucks in dem Fluid-Hochdruckspeicher 31 und der zuzuordnenden Ansteuerzeitdauer T_CTRL angepasst und zwar bevorzugt abhängig von dem Druck P und/oder der Fluid-Temperatur TF. Dieses Kennfeld wird dann eingesetzt zum Ermitteln der zuzuführenden Energie E zum Reduzieren des Drucks in dem Fluid-Hochdruckspeicher 31 und der Ansteuerzeitdauer T_CTRL in dem Schritt S9. In diesem Zusammenhang kann in dem Schritt S9 auch eine geringere Ansteuerzeitdauer T_CTRL als diejenige im Kennfeld gespeicherte Ansteuerzeitdauer T_CTRL zugeordnet werden, insbesondere im Hinblick auf das Erzeugen eines geeigneten Schallspektrums. Ferner kann auch der zuzuführenden Energie E zum Reduzieren des Drucks in dem Fluid-Hochdruckspeicher 31 eine etwas höhere Energie als die Zielenergie E_Z zugeordnet werden.
Bevorzugt wird das Programm gemäß der 8 in einen Betriebszustand BZ des Schubbetriebs des Fahrzeugs abgearbeitet, währenddessen kein Kraftstoff in die Zylinder der Brennkraftmaschine zugemessen wird, und zwar insbesondere die Schritte S20 bis S36. Sie können jedoch auch beispielsweise in einem Betriebszustand des Motorstopps der Brennkraftmaschine abgearbeitet werden.
In den Betriebszuständen BZ, in denen bevorzugt die Schritte S28 oder auch S11 oder S38 abgearbeitet werden, erwartet regelmäßig ein Nutzer der Brennkraftmaschine, dass er keine Ge räusche, hervorgerufen durch ein Betätigen der Injektoren 7 bis 13, wahrnimmt. Aus diesem Grund ist es für ein hohes Komfortgefühl des Nutzers des Fahrzeugs wichtig, dass die Schallemissionen, die durch das Durchführen des Programms der 8 hervorgerufen werden, so zu minimieren, dass sie zumindest subjektiv durch den Nutzer des Fahrzeugs nicht oder zumindest nicht als störend wahrgenommen werden.
Zu diesem Zweck können auch bei der Durchführung des Programms, das anhand der 8 beschrieben ist, entsprechende Maßnahmen durchgeführt werden zum Variieren der Ansteuerzeitdauer bezüglich deren Beginn und Ende in Bezug auf den jeweiligen Injektor oder die Injektoren untereinander entsprechend des Vorgehens bei dem Programm zum Steuern der Brennkraftmaschine, das anhand der 5 erläutert ist.

Claims

Verfahren zum Steuern einer Brennkraftmaschine, umfassend – einen Fluid-Hochdruckspeicher (31) und – mindestens einen Injektor (9–13) mit – einer Düsennadel (57), deren Position abhängig von dem Druck in einem Steuerraum (55) einstellbar ist und die in einer Schließposition einen Fluidfluss durch mindestens ein Einspritzloch (61) unterbindet und diesen ansonsten freigibt, – dem Steuerraum (55), der hydraulisch gekoppelt ist mit dem Fluid-Hochdruckspeicher (31), – einem Piezo-Stellantrieb (75) und – einem Steuerventil (43), das in seiner Schließstellung den Steuerraum (55) hydraulisch entkoppelt von einem Niederdruckraum (49), das außerhalb der Schließstellung den Steuerraum (55) hydraulisch koppelt mit dem Niederdruckraum (49) und auf das der Piezo-Stellantrieb (75) einwirkt, wobei zum Reduzieren des Drucks (P) in dem Fluid-Hochdruckspeicher (31) während eines Ansteuerpulses eine derart geringe elektrische Energie vorgegeben wird, die dem Piezo-Stellantrieb (75) zugeführt werden soll, dass das Steuerventil (43) heraus aus seiner Schließstellung bewegt wird, ohne dass ein Zumessen von Fluid durch das Einspritzloch (61) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die zuzuführende elektrische Energie (E) zum Reduzieren des Drucks (P) in dem Fluid-Hochdruckspeicher (31) für den jeweiligen Ansteuerpuls abhängig von dem Druck (P) in dem Fluid-Hochdruckspeicher (31) ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die zuzuführende elektrische Energie (E) zum Reduzieren des Drucks in dem Fluid-Hochdruckspeicher (31) angepasst wird, abhängig von einem Druckverlauf (P_V), der charakteristisch ist für eine Bewegung des Steuerventils (43) heraus aus seiner Schließstellung, ohne dass ein Zumessen von Fluid durch das Einspritzloch (61) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem eine Ansteuerzeitdauer (T_CTRL) für den jeweiligen Ansteuerpuls abhängig von dem Druck (P) in dem Fluid-Hochdruckspeicher (31) ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Ansteuerzeitdauer für den jeweiligen Ansteuerpuls abhängig von der Temperatur (TF) des Fluids ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Ansteuerzeitdauer (T_CTRL) für den jeweiligen Ansteuerpuls abhängig von der pro Ansteuerpuls zugeführten elektrischen Energie (E) ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem mehrere Ansteuerpulse für den Piezo-Stellantrieb (75) des Injektors (9–13) erzeugt werden, bevor weitere Ansteuerpulse für den Piezo-Stellantrieb (75) eines weiteren Injektors (9–13) erzeugt werden.
Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die Anzahl der Ansteuerpulse variiert wird, die für den Piezo-Stellantrieb (75) eines Injektors (9–13) erzeugt werden, bevor weitere Ansteuerpulse für den Piezo-Stellantrieb (75) eines weiteren Injektors (9–13) erzeugt werden.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Ansteuerpulse mit im Vergleich zu einem Betrieb des Injektors (9–13), in dem ein Zumessen von Fluid beabsichtigt ist, längerer Ladezeitdauer (T_L) gesteuert werden, während der dem Piezo-Stellantrieb (75) elektrische Energie (E) zugeführt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Ansteuerpulse mit im Vergleich zu einem Betrieb des Injektors (9–13), in dem ein Zumessen von Fluid beabsichtigt ist, längerer Entladezeitdauer (T_EL) gesteuert werden, während der dem Piezo-Stellantrieb (75) elektrische Energie (E) entnommen wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem ein Beginn aufeinanderfolgender Ansteuerpulse, die je einem Piezo-Stellantrieb (75) je eines Injektors (9–13) zugeordnet sind, in Bezug auf ein jeweiliges Zylindersegment variiert wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem ein Ende aufeinanderfolgender Ansteuerpulse, die je einem Piezo-Stellantrieb (75) je eines Injektors (9–13) zugeordnet sind, in Bezug auf das jeweilige Zylindersegment variiert wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Beginn aufeinanderfolgender Ansteuerpulse für unterschiedliche Injektoren (9–13) in Bezug auf das jeweilige Zylindersegment variiert wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem das Ende aufeinanderfolgender Ansteuerpulse für unterschiedliche Injektoren (9–13) in Bezug auf das jeweilige Zylindersegment variiert wird.
Vorrichtung zum Steuern einer Brennkraftmaschine, die umfasst – einen Fluid-Hochdruckspeicher (31) und – mindestens einen Injektor (9–13) mit – einer Düsennadel (57), deren Position abhängig von dem Druck in einem Steuerraum (55) einstellbar ist und die in einer Schließposition einen Fluidfluss durch mindestens ein Einspritzloch (61) unterbindet und diesen ansonsten freigibt, – dem Steuerraum (55), der hydraulisch gekoppelt ist mit dem Fluid-Hochdruckspeicher (31), – einem Piezo-Stellantrieb (75) und – einem Steuerventil (43), das in seiner Schließstellung den Steuerraum (55) hydraulisch entkoppelt von einem Niederdruckraum (49), das außerhalb der Schließstellung den Steuerraum (55) hydraulisch koppelt mit dem Niederdruckraum (49) und auf das der Piezo-Stellantrieb (75) einwirkt, wobei die Vorrichtung ausgebildet ist zum Vorgeben einer derart geringen elektrische Energie zum Reduzieren des Drucks (P) in dem Fluid-Hochdruckspeicher (31) während eines Ansteuerpulses, die dem Piezo-Stellantrieb (75) zugeführt werden soll, dass das Steuerventil (43) heraus aus seiner Schließstellung bewegt wird, ohne dass ein Zumessen von Fluid durch das Einspritzloch (61) erfolgt.