DE102007033469A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Formung eines elektrischen Steuersignals für einen Einspritzimpuls - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Formung eines elektrischen Steuersignals für einen Einspritzimpuls Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren beziehungsweise eine Vorrichtung zur Formung eines elektrischen Steuersignals für einen Einspritzimpuls eines positionsgeregelten Kraftstoffinjektors, insbesondere eines Common-Rail- oder Pumpe-Düse-Einspritzsystems. Der Verlauf des elektrischen Steuersignals ist frei wählbar bezüglich der Impulsflanken (Einspritzratenänderungen $I1 der Haltedauer (Deltat) und der Einspritzrate $I2 Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass der Verbrennungsprozess im Hinblick auf geringere Emissionen, geringen Verbrauch und zur Erfüllung verschärfter gesetzlicher Vorschriften besser optimiert werden kann.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Formung eines elektrischen Steuersignals für einen Einspritzimpuls eines positionsgeregelten Kraftstoffinjektors eines Common-Rail- oder Pumpe-Düse-Einspritzsystems nach der Gattung der nebengeordneten Ansprüche 1 und 10.
  • Es sind schon Kraftstoffinjektoren bekannt, die beispielsweise mit einem piezoelektrischen Aktor ausgebildet sind. Der piezoelektrische Aktor hat die Eigenschaft, dass er einerseits ein elektrisches Signal sehr schnell in eine mechanische Hubbewegung umsetzen kann. Des Weiteren hat der piezoelektrische Aktor die Eigenschaft, dass er bei einer mechanischen Druckbelastung ein elektrisches Signal abgibt, so dass er gleichzeitig als Sensor für die Erfassung des vorherrschenden Drucks im Kraftstoffinjektor bzw. im Einspritzsystem nutzbar ist.
  • Mit Hilfe der mechanischen Hubbewegung des Aktors wird eine Düsennadel gesteuert, mit der Spritzlöcher innerhalb einer Düseneinheit mehr oder weniger weit geöffnet werden können. Durch Erfassung des aktuellen Drucks bzw. der dynamischen Druckänderung im Kraftstoffinjektor kann auf die Hubbewegung der Düsennadel geschlossen werden. Die Düsennadel kann somit bei einer entsprechenden Formung eines elektrischen Steuersignals auf eine bestimmte, vorgegebene Position geregelt werden.
  • Bekannte elektronische Managementsystemen zur Steuerung von Verbrennungsmotoren sind jedoch noch nicht in der Lage, mit Hilfe eines positionsgeregelten Kraftstoffinjektors in ausreichendem Maße einen emissions- und verbrauchsarmen Betrieb für die Brennkraftmaschine zu erzielen.
  • Es ist des Weiteren bekannt, dass der Gemischbildungsprozess innerhalb eines Zylinders der Brennkraftmaschine im Wesentlichen durch den Gasaustausch sowie die Kraftstoffeinspritzmenge und durch den Verlauf der Einspritzrate beeinflusst werden kann. Bisher wurde dieses Problem dadurch gelöst, dass der verwendete Kraftstoffinjektor durch konstruktive Maßnahmen entsprechende hydraulisch-mechanische Eigenschaften erhält. Allerdings reichen diese Maßnahmen nicht aus, um alle Anforderungen von zukünftigen Verbrennungsverfahren, insbesondere auch im Hinblick auf geplante gesetzliche Vorschriften zu erfüllen.
  • Ein weiteres Problem besteht auch darin, dass die exakte Erfassung der tatsächlich eingespritzten Kraftstoffmenge sowie des Einspritzzeitpunktes bisher nur unbefriedigend gelöst werden kann. Insbesondere treten Probleme dadurch auf, dass die verwendeten Kraftstoffinjektoren mit einer unvermeidbaren Fertigungstoleranz gefertigt werden, so dass die exakte Erfassung der tatsächlich eingespritzten Kraftstoffmenge bisher nur unbefriedigend gelöst wurde.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung zu schaffen, mit dem die Kraftstoffeinspritzung in einen Zylinder einer Brennkraftmaschine im Hinblick auf eine Optimierung des Verbrennungsvorgangs verbessert wird.
  • Diese Aufgabe wird verfahrensgemäß durch die Merkmale de Anspruch 1 und vorrichtungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 10 gelöst.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. der Vorrichtung zur Formung eines elektrischen Steuersignals für einen Einspritzimpuls eines positionsgeregelten Kraftstoffinjektors mit den kennzeichnenden Merkmalen der nebengeordneten Ansprüche 1 und 10 ergibt sich der Vorteil, dass die Formung des Einspritzim pulses frei wählbar ist. Dadurch kann für eine vorgegebene Einspritzmenge das elektrische Steuersignal beliebig geformt werden. Dadurch kann die Kraftstoffeinspritzung beziehungsweise die Gemischbildung an ideale Vorgänge angepasst und optimiert werden. Als besonders vorteilhaft wird angesehen, dass der Systementwickler nun mehr Freiheitsgrade hat und insbesondere eine oder mehrere Impulsflanken und/oder wenigstens eine weitere Amplitude frei formen kann. Ein weiterer Aspekt der Erfindung besteht auch darin, dass die vorgesehene Gesamtmenge des Einspritzimpulses unabhängig von der Formung des elektrischen Steuersignals konstant gehalten wird. Dadurch werden unerwünschte energetische Auswirkungen auf das Drehmoment der Brennkraftmaschine vermieden.
  • Durch die in den nebengeordneten Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Verfahrens gegeben. Als besonders vorteilhaft wird angesehen, dass das elektrische Steuersignal zunächst mit einem Zwischenniveau mit einer niedrigeren Amplitude ausgebildet ist, so dass die Düsennadel des Kraftstoffinjektors beim Öffnen der Spritzlöcher in eine Zwischenposition bewegt wird. Dadurch kann eine erste Teilmenge der vorgegebenen Kraftstoffmenge eingespritzt werden.
  • Für die Formung des elektrischen Steuersignals für die erste Teilmenge ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Einspritzratenänderung vorgegeben wird.
  • Ein weiterer Freiheitsgrad für die erste Teileinspritzung wird auch darin gesehen, dass die Haltezeit für die Einhaltung der Zwischenposition des Kraftstoffinjektors vorgegeben wird. Durch Variation der Einspritzratenänderung und/oder auch der Haltezeit für die Zwischenposition kann ein nahezu beliebiges Einspritzverhalten erzeugt werden und dadurch die Verbrennung des Kraftstoff-Luftgemisches im Zylinder der Brennkraftmaschine weiter optimiert werden.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Einleitung zur Einspritzung eines zweiten Teils der vorgegebenen Einspritzmenge das elektrische Steuersignal auf ein höheres Niveau mit höheren Amplitude gesetzt wird. Dadurch wird die Düsennadel des Kraftstoffinjektors auf eine zweite Halteposition geregelt, so dass ein zweiter, höherer Pegel für die Kraftstoffeinspritzung erreicht wird.
  • Erfindungsgemäß ist weiter vorgesehen, dass für die Öffnungsdauer der Düsennadel eine zweite Haltezeit vorgegeben ist.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung besteht darin, dass die Anzahl der Zwischenniveaus, der Haltedauer und/oder der Einspritzratenänderungen beliebig wählbar ist. Dadurch ergibt sich eine sehr einfache Anpassung an jede beliebige Gestaltung des Einspritzvorgangs. Insbesondere kann die Düsennadel beim Aufsetzen auf ihren Ventilsitz gezielt abgefangen werden. Dadurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine verbesserte Reproduzierbarkeit der Dosierung der Kraftstoffmenge sowie eine Verringerung der Geräuschentwicklung. Des Weiteren wird in Verbindung mit einem geringeren Verbrennungsgeräusch auch der Fahrkomfort verbessert.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
  • Die 1A, B, C zeigen drei Diagramme mit dem Verlauf des Steuerstromes und der Steuerspannung am Aktor sowie den zeitlichen Zusammenhang mit der eingespritzten Kraftstoffmenge,
  • 2 zeigt beispielhaft ein zweites Diagramm mit zwei erfindungsgemäßen Steuersignalen,
  • 3 zeigt einen schematischen Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und
  • 4 zeigt ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
  • Zum besseren Verständnis der Erfindung werden zunächst nachfolgend die in den 1A, B, C dargestellten Diagramme näher erläutert. Die drei Diagramme zeigen den prinzipiellen Verlauf von dem Steuerstrom I, der Steuerspannung U für einen piezoelektrischen Aktor eines Kraftstoffinjektors sowie einen entsprechenden Verlauf einer eingespritzten Kraftstoffmenge in zeitlichem Zusammenhang.
  • In 1A ist der Strom I in Abhängigkeit von der Zeit t dargestellt, der direkt an einem piezoelektrischen Aktor gemessen werden kann. Der piezoelektrische Aktor weist ein kapazitives Verhalten auf, d. h. dass ein positiver Ladestrom in den Aktor fließt, wenn die Spannung erhöht wird und ein negativer Strom fließt, wenn die Spannung erniedrigt wird. Erfolgt keine Spannungsänderung, dann geht der Stromfluss auf 0 zurück.
  • Wie bereits erwähnt wurde, weist der piezoelektrische Aktor auch sensorische Eigenschaften auf. Insbesondere erkennt man, dass nach der ansteigenden Stromflanke bzw. der abfallenden Stromflanke eine mehr oder weniger ausgeprägte Schwingung des Stromverlaufs entsteht. Diese Schwingung entsteht beispielsweise durch das Auftreffen der Düsennadel, auf ihren Ventilsitz. Sie entsteht aber auch durch die Schwankungen des Kraftstoffdrucks, der durch Öffnen bzw. Schließen der Spritzlöcher der Einspritzdüse bestimmt wird. Durch eine entsprechend ausgebildete Formung des elektrischen Steuersignals kann somit die Schwingung, die auch als Sitzprellung bezeichnet wird, erfasst und kontrolliert gesteuert werden. Aus diesem Grunde ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass bei einem Einspritzimpuls von der vorgesehenen Einspritzmenge zunächst wenigstens eine oder mehrere Teilmengen und anschließend die restliche Kraftstoffmenge bei einer weiter geöffneten Stel lung der Düsennadel eingespritzt wird. Dabei kann als frei wählbarer Parameter sowohl eine Einspritzratenänderung als ansteigende Flanke des elektrischen Steuersignals als auch eine Amplitude mit einem Zwischenniveau und/oder eine Haltezeit vorgegeben werden. Aus dem Integral über der Einspritzratenänderung als auch der Haltezeit ergibt sich die tatsächlich eingespritzte Kraftstoffmenge, wie später noch näher erläutert wird.
  • Bezüglich 1A erkennt man im linken Teil des Diagramms zum Zeitpunkt t = 0 einen ersten Stromimpuls. Danach fällt der Strom auf den Wert 0 ab. Bei t = 5,7 erfolgt der zweite Stromimpuls, der jedoch breiter als der erste Stromimpuls ist. Zum Zeitpunkt t = 10 erfolgt ein dritter negativer Stromimpuls und zum Zeitpunkt t = 12 erfolgt ein vierter negativer Stromimpuls.
  • Auf die Flanken der einzelnen Stromimpulse wird noch näher eingegangen.
  • Bei dem Diagramm der 1B ist analog zum Stromverlauf I der Spannungsverlauf U am piezoelektrischen Aktor aufgezeichnet. Die Spannung steigt zum Zeitpunkt t = 0 mit einer vorgegebene Flanke auf einen Zwischenwert von ca. 50 Volt an. Danach erfolgt eine längere Haltezeit, bis die Spannung zum Zeitpunkt t = 5,7 parallel zum zweiten Stromimpuls der 1A auf etwa 140 Volt ansteigt. Die Spannung bleibt in etwa in diesem Bereich, bis bei t = 10 die Spannung mit einer vorgegebenen Flanke auf ein weiteres Zwischenniveau, beispielsweise 50 Volt, abfällt. Nach einer weiteren kurzen Haltezeit fällt dann die Spannung auf den Wert 0 wieder ab.
  • Die abfallende Spannungsflanke entspricht jeweils einem abfallenden Strom am piezoelektrischen Aktor.
  • Analog zu den beiden Diagrammen der 1A und 1B ist in 1c die resultierende Einspritzmenge Q . aufgetragen.
  • Durch mechanische und hydraulische Verzögerungen beginnt die tatsächliche Einspritzung etwa bei t = 1 mit einem Spitzenwert von etwa Q . = 2,5. Danach fällt die Einspritzmenge Q . mit einer vorgegebenen Flanke ab und steigt dann schließlich bei etwa t = 6,5 auf einen vorgegebenen Wert von etwa Q . = 7 bei t = 8,5 an. In diesem Bereich erfolgt die Einspritzung einer größeren Teilmenge, bis zum Zeitpunkt t = 12 der Einspritzimpuls mit einer weiteren vorgegebenen Einspritzratenänderung Q .. bis auf etwa 0 abfällt. Die Darstellung der drei Diagramme erfolgt auf einer vergleichbaren Zeitachse t im Bereich von 10–4 Sekunden.
  • Wie den drei Diagramme der 1A, B, C entnehmbar ist, kann erfindungsgemäß auf sehr einfache Weise durch Vorgabe eines entsprechenden Spannungsverlaufs für das elektrische Steuersignal die Einspritzmenge Q . beziehungsweise die Einspritzrate Q .. gesteuert werden. Des Weiteren kann durch einen entsprechenden Kurvenverlauf die Sitzdrosselung der Düsennadel sowie ihre Stabilität bezüglich der Einspritzrate vorteilhaft beeinflusst werden.
  • 2 zeigt ein Diagramm mit beispielsweise zwei erfindungsgemäßen Kurven 1 und 2 für die Formung eines elektrischen Steuersignals. In diesem Diagramm sind alle Parameter dargestellt, durch die ein Einspritzverlauf beeinflusst werden kann. Zu diesem Zweck sind im Diagramm auf der Y-Achse die Einspritzrate (Einsspritzmenge pro Zeiteinheit) Q . und auf der X-Achse die Zeit t aufgetragen. Dargestellt sind die Kurven 1 und 2 als Beispiele für unterschiedliche Steuersignale beziehungsweise unterschiedliche Einspritzverläufe. Da die Kurven 1 und 2 schematisch den gleichen Verlauf haben, wird im Folgenden nur die Kurve 1 näher erläutert. Die Kurve 2 unterscheidet sich dagegen nur in kleineren Amplituden der Einspritzrate Q . und niedrigeren Einspritzratenänderungen Q ...
  • Die Kurve 1 steigt zunächst vom Wert 0 bis zum Erreichen einer ersten Einspritzrate Q .1 innerhalb der Zeitdauer t1 an.
  • Die Einspritzratenänderung hat den Wert Q ..1. Anschließend wird während einer Haltezeit Δt1 die Einspritzrate Q .1 konstant gehalten. Danach steigt innerhalb der Zeitdauer t2 das elektrische Steuersignal mit einer Einspritzratenänderung Q ..2 bis zur Einspritzrate Q .2. Danach wird die Einspritzrate Q .2 während der Zeitdauer Δt2 konstant gehalten. Anschließend fällt die Kurve 1 während der Zeitdauer Δt3 auf den Wert 0 ab. Für die abfallende Flanke wird eine Einspritzratenänderung Q ..3 gewählt. Dieser prinzipielle Verlauf für ein erfindungsgemäßes elektrisches Steuersignal lässt sich variieren, wie beispielhaft durch die Kurve 2 gezeigt ist. Für die Kurve 2 werden niedrigere Einspritzratenänderungen Q ..1, Q ..2, Q ..3 gewählt. Die Einspritzzeiten t1, t2 und t3 sind identisch zu denen der Kurve 1. Lediglich die maximalen Einspritzraten Q .1, Q .2 sind reduziert. Dadurch ergibt sich eine verringerte gesamte Einspritzmenge, die durch Integralbildung sehr einfach berechnet werden kann, wie nachfolgend gezeigt wird.
  • Für die Festlegung eines elektrischen Steuersignals zur Ansteuerung eines positionsgesteuerten Kraftstoffinjektors wurden bisher lediglich folgende Parameter verwendet:
    Eine Einspritzratenänderung Q ..2,
    eine Einspritzdauer t2,
    eine Einspritzrate Q .2,
    eine Haltezeit Δt2 und
    eine Einspritzratenänderung Q ..3
  • Die genannten Parameter sind für zukünftige Einspritzverfahren bei piezoelektrisch betriebenen Einspritzsystemen nicht mehr ausreichend. Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, dass die bekannten Parameter um folgende Parameter erweitert werden:
    Eine Einspritzratenänderung Q ..1,
    eine Zeitdauer t1,
    eine Einspritzrate Q .1,
    eine Haltezeit Δt1.
  • Die erfindungsgemäßen Parameter sind frei wählbar. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das elektrische Steuersignal für weitere Zwischenniveaus ausgebildet ist.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel wurde aus Vereinfachungsgründen nur eine einzige Teilmenge dargestellt. Diese Teilmenge ist durch die erfindungsgemäßen, neuen Parameter festgelegt:
    Mit einer Einspritzratenänderung Q ..1 steigt die erste Teilmenge innerhalb der Zeitdauer t1 auf die Einspritzrate Q1 an. Die Einspritzrate Q .1 wird während der Haltezeit Δt1 konstant gehalten. Anschließend wird innerhalb der Zeitdauer t2 mit einer Einspritzratenänderung Q ..2 die Einspritzrate Q ..2 erreicht. Die Einspritzrate Q ..2 bleibt während der Haltezeit Δt2 konstant. Anschließend fällt die das Steuersignal während der Zeitdauer Δt3 und mit der Einspritzratenänderung Q ..3 auf den Wert 0.
  • Die gesamte Einspritzmenge lässt sich durch Integralbildung über der gesamten Kurve berechnen.
  • Erfindungswesentlich ist, dass eine Variation der zusätzlichen Parameter keine Beeinflussung der angestrebten Gesamtmenge für die vorgegebene Kraftstoffeinspritzung nach sich zieht. Hierzu ist es insbesondere notwendig, dass eine Transformation der gewünschten Einspritzraten und ihrer Einspritzratenverläufe vorgenommen wird. Dabei ist auch zu berücksich tigen, dass die elektrischen Ansteuerparameter auch auf die hydraulischen Größen in der Aktorstrecke einen entsprechenden Einfluss ausüben. Bei Berücksichtigung aller Faktoren gelingt es, die tatsächlich eingespritzte Kraftstoffmenge exakt und reproduzierbar zu bestimmen, so dass der Verbrennungsablauf des Kraftstoff-Luftgemisches optimal geregelt werden kann.
  • Im Folgenden wird ein Algorithmus angegeben, mit dem eine gewünschte Einspritzmenge Q allgemein nach folgenden Formeln berechnet werden kann: Q = ∫Q .(t)dt = f(P, [t1, t2, t3])mit P = [Q ..1, Q ..2, Q ..3, Δt1, Δt2]und Q .. = dQ .(t)/dt = constsowie Q = Q .·t
  • Für einen gewünschten Verbrennungsverlauf werden die nachfolgend aufgeführten Parameter des elektrischen Steuersignals
    • – gewünschte einzuspritzende Kraftstoffmenge Q,
    • – die Einspritzratenänderung Q ..1,
    • – die Einspritzrate Q .1 sowie
    • – die Haltezeit Δt1
    beispielsweise an einem entsprechend ausgerüsteten Prüfmotor oder in einem Fahrzeug experimentell bestimmt und in einer Tabelle gespeichert, wobei die Bestimmung abhängig ist von dem Kraftstoffinjektortyp eines Common-Rail oder eines Pumpe-Düse-Einspritzsystems. Nach geeigneter Wahl der Einspritzratenänderung Q ..3 und Festlegung von systembedingten Grenzwerten ergeben sich die restlichen Parameter als Lösung einer nicht linearen Optimierung mit entsprechenden Randbedingungen.
  • Nachdem die Lösung gefunden wurde, erfolgt anschließend eine Transformation auf die elektrischen Ansteuergrößen entspre chend den 1A, 1B, die den Lade-, Halte- und Entladevorgang einer idealen Düsennadelantriebsstrecke bestimmen. Die Vorgabe von Ladedauer und Ladungsänderung pro Zeiteinheit bestimmt einen Energiesollwert für einen nachfolgenden Energieregelkreis. Dabei wird für jeden Zylinder individuell eine Adaption und Gleichstellung unterschiedlicher Wirkungsgrade im Antrieb berücksichtigt.
  • Alternativ ist vorgesehen, dass der Vorsteuerwert selbst durch geeignete Rückmeldesignale aus dem Einspritzsystem für jeden Zylinder individuell nachgeführt wird. Dieses können zum Beispiel eine modellbasierte oder eine phänomenologische Detektion des Einspritzbeginns, des Zeitpunkts des Erreichens der vollständigen Öffnung der Düsennadel oder die erzielte Einspritzrate selbst sein. Hierdurch lassen sich fertigungs- und betriebspunktbedingte Toleranzen der Kraftstoffinjektoren minimieren.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung für die Modellierung ist in 3 dargestellt. 3 zeigt in schematischer Darstellung eine Vorrichtung 10 mit einem Algorithmus, mit dem eine Regelungsfunktion für einen Einspritzratenverlauf ein elektrisches Steuersignal festgelegt werden kann. Zunächst werden in eine ersten Einheit 11 diverse Systemparameter, insbesondere eine Mengenvorgabe, der Raildruck, eine Einspritzratenänderung, eine Rate für eine Booteinspritzung und eine Haltezeit für die Booteinspritzung eingegeben, zwischengespeichert und aufbereitet. Die erste Einheit 11 bestimmt aus den eingegebenen Daten den Verlauf des elektrischen Steuersignals, mit dem der Kraftstoffinjektor angesteuert wird, um die gewünschte hydraulische Einspritzdauer zu erreichen.
  • Die Einspritzratenänderung, die Rate für die Booteinspritzung und die Haltezeit für die Booteinspritzung werden parallel einem Transformer 12 zugeführt und entsprechend umgeformt. Der Eingang des Transformers 12 ist gleichzeitig mit dem Aus gang der ersten Einheit 11 verbunden. Aus den eingegebenen Daten ermittelt der Transformator 12 eine Ladungsänderung pro Zeiteinheit, Ladezeiten und eine Einspritzdauer. Diese Daten stehen ausgangsseitig zur Verfügung und werden mit den Ausgangsdaten eines ersten Steuerrechners (Controller) 13 verknüpft. Der erste Steuerrechner 13 ist mit einer Systemrückkopplung verbunden und liefert entsprechende Vorgaben für die Ladungsänderung pro Zeiteinheit und für die Ladezeiten. Die Ergebnisse werden einem zweiten Steuerrechner 14 zugeführt. Aus den eingegangenen Werten wird die endgültige Ladungsänderung pro Zeiteinheit ermittelt und steht an einem Ausgang zur Verfügung. Des Weiteren ist der zweite Rechner mit einer energetischen Rückkopplung verbunden.
  • Mit dem oben beschriebenen Verfahren bzw. Algorithmus ist es möglich, auf Basis eines langzeitstabilen Einspritzsystems mit einer Gleichstellungsfunktion bzw. mit einer Adaption für den Einspritzbeginn und die erforderliche Einspritzmenge eine freie Formung des Einspritzratenverlaufs zu bestimmen. Gleichzeitig ist eine einfache Parametrierbarkeit darstellbar.
  • 4 zeigt in schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10 zur Formung eines elektrischen Steuersignals für einen Einspritzimpuls eines positionsgeregelten Kraftstoffinjektors 2, insbesondere eines Common-Rail- oder Pumpe-Düse-Einspritzsystems 10. Der Kraftstoffinjektor 2 ist an einem Zylinderkopf eines Zylinders 6 einer Brennkraftmaschine angeordnet. Das Steuergerät 1 ist über eine elektrische Leitung 7 mit einem vorzugsweise piezoelektrischen Aktor 3 des Kraftstoffinjektors 2 verbunden. Bei Ansteuerung des Aktors 3 durch ein elektrisches Steuersignal des Steuergerätes 1 betätigt der Aktor 3 eine Düsennadel, die innerhalb einer Einspritzdüse 4 angeordnet ist. Dadurch werden Spritzlöcher geöffnet oder verschlossen, die sich im unteren Teil der Einspritzdüse 4 befinden. Der Kraftstoffinjektor 2 wird über eine Kraftstoffleitung 5 mit Kraftstoff versorgt.

Claims (10)

  1. Verfahren zur Formung eines elektrischen Steuersignals für einen Einspritzimpuls eines Kraftstoffinjektors (2), insbesondere eines Common-Rail- oder Pumpe-Düse-Einspritzsystems (10), wobei das elektrische Steuersignal vorzugsweise einen piezoelektrischen Aktor (3) des Kraftstoffinjektors (2) betätigt, um eine vorgegebene Kraftstoffmenge in einen Zylinder (6) einer Brennkraftmaschine einzuspritzen und wobei mit Hilfe des Kurvenverlaufs des elektrischen Steuersignals eine Einspritzrate (Q .) des Kraftstoffinjektor (2) in Abhängigkeit insbesondere vom Raildruck, vom Hubweg und/oder der Öffnungsdauer des Kraftstoffinjektors (2) geregelt wird, dadurch gekennzeichnet, – dass für wenigstens eine einzuspritzende Teilmenge der Verlauf des elektrischen Steuersignals bezüglich wenigstens einer Impulsflanke und/oder einer Amplitude frei formbar ist, – wobei die Formung des Einspritzimpulses derart ausgebildet ist, dass die vorgegebene einzuspritzende Kraftstoffmenge (Q .) unabhängig vom Verlauf des elektrischen Steuersignals konstant gehalten wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Einspritzimpuls für die Einspritzung einer Teilmenge zunächst mit einem Zwischenniveau (Q .1) mit einer ersten Amplitude ausgebildet ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Formung des Einspritzimpulses eine Einspritzratenänderung (Q ..1) vorgegeben wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für das Zwischenniveau (Q .1) eine Haltezeit (Δt1) vorgegeben wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einspritzimpuls ausgehend vom Zwischenniveau (Q .1) mit einer zweiten Einspritzratenänderung (Q ..2) auf ein höheres Niveau mit einer zweiten Amplitude (Q .2) gesetzt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass für die zweite Amplitude (Q .2) eine vorgegebene zweite Haltezeit (Δt2) vorgegeben wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass ausgehend von der zweiten Amplitude (Q .2) eine Abregelung mit einer dritten Einspritzratenänderung (Q ..3) vorgegeben wird.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Zwischenniveaus (Q .), der Haltedauer (Δt) und/oder der Einspritzratenänderungen (Q ..) beliebig wählbar ist.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass entsprechend dem Kurvenverlauf eine tatsächlich eingespritzte Kraftstoffmenge bestimmt wird und dass die tatsächlich eingespritzte Kraftstoffmenge mit einer vorgegebenen Kraftstoffmenge verglichen wird.
  10. Vorrichtung zur Formung eines elektrischen Steuersignals für einen Einspritzimpuls eines Kraftstoffinjektors (2), insbesondere eines Common-Rail- oder Pumpe-Düse- Einspritzsystems (10), mit einem Steuergerät (1), mit dem ein vorzugsweise piezoelektrischer Aktor (3) des Kraftstoffinjektors (2) steuerbar ist, um eine vorgegebene Kraftstoffmenge in einen Zylinder (6) einer Brennkraftmaschine einzuspritzen und wobei mit Hilfe des Kurvenverlaufs des elektrischen Signals eine Einspritzrate (Q .) des Kraftstoffinjektor (2) in Abhängigkeit insbesondere vom Raildruck, vom Hubweg und/oder der Öffnungsdauer des Kraftstoffinjektors (2) regelbar ist, dadurch gekennzeichnet, – dass das Steuergerät (1) ausgebildet ist, den Kurvenverlauf des elektrischen Signals bezüglich wenigstens einer Impulsflanke und/oder einer Amplitude frei zu formen, – wobei die Formung des elektrischen Signals derart ausgebildet ist, dass die vorgegebene einzuspritzende Kraftstoffmenge (Q) unabhängig vom Verlauf des elektrischen Steuersignals konstant gehalten wird.
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