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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 6.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Aus dem Dokument
DE 100 16 476 A1 sowie aus dem Dokument
EP 1 138 912 A1 zum Stand der Technik geht beispielsweise ein doppelschaltendes Einspritzventil hervor, das einen zweistufigen Verlauf der Ansteuerspannung zeigt, jedoch in der jeweils zugeordneten Schaltstellung immer eine gleichbleibende Einspritzrate liefert.
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Weiterhin offenbart das Dokument
DE 101 55 390 A1 ein Verfahren zur Steuerung eines piezoelektrisch betätigten Einspritzventils, wobei Ansteuerzyklus aus einem Ladevorgang, einem nachfolgenden Haltevorgang und einem Entladevorgang gebildet wird, wobei in einem ersten Betriebsmodus eine kleinere Stellbewegung und in einem zweiten Betriebsmodus eine größere Stellbewegung als im ersten Betriebsmodus übertragen wird, wodurch wahlweise ein Vollhubbetrieb oder ein Teilhubbetrieb betrieben werden kann.
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Dagegen ist aus der
DE 103 40 975 A1 ein weiteres Verfahren zur Steuerung eines mittels eines Piezoaktors angetriebenen Kraftstoffeinspritzventils bekannt, bei dem eine Korrektur für den Leerhub bestimmt wird, die sich in erster Linie auf das Öffnungsverhalten des Kraftstoffeinspritzventils positiv auswirkt. Dies wird durch elektrisches Vorspannen des Piezoaktors auf eine definierte Ladung unterhalb der Leerhubladung erreicht, um einen reproduzierbaren Hub zu ermöglichen.
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Auch das Dokument
DE 197 14 607 A1 zeigt ein Verfahren zur Ansteuerung von piezoelektrischen Elementen, die insbesondere als Aktoren für Kraftstoffeinspritzventile eingesetzt werden. Dabei erfolgt das Laden oder Entladen schrittweise in mehreren Stufen wodurch jedoch lediglich der Verlauf des Ladens und des Entladens von piezoelektrischen Elementen bei minimaler Verlustleistungserzeugung im wesentlichen beliebig beeinflußbar gemacht werden soll.
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Darüber hinaus offenbaren auch die Dokumente
DE 101 48 217 C1 ,
DE 199 21 456 A1 ,
WO 01/14714 A1 und
WO 02/077432 A1 weitere Verfahren und Vorrichtungen zur Ansteuerung von Piezo-Kraftstoffinjektoren bei denen durch jeweils spezielle Vorgabe und Variation der Ansteuersignale das Betriebsverhalten des jeweiligen Injektors beeinflusst wird. So wird beispielweise das Betriebsverhalten mehrere Kraftstoffinjektoren einer Brennkraftmaschine auf einander abgestimmt, oder das Prellverhalten der Düsennadel am Anschlag vermieden oder das Einspritzverhalten an die Betriebssituation der Brennkraftmaschine angepasst.
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Der Erfindung liegt darüber hinaus 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.
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Diese Aufgabe wird verfahrensgemäß durch die Merkmale de Anspruch 1 und vorrichtungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 6 gelöst.
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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 6 ergibt sich der Vorteil, dass die Formung des Einspritzimpulses und somit der Einspritzrate 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.
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Als besonders vorteilhaft wird dabei angesehen, dass durch Formung des elektrischen Steuersignals, für die Einspritzung einer Kraftstoff-Teilmenge die Einspritzrate unter Vorgabe einer ersten Einspritzratenänderung zunächst auf ein Zwischenniveau mit einer ersten Amplitude angehoben und für eine vorgegebene Dauer einer ersten Haltezeit gehalten wird.
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Dazu ist das elektrische Steuersignal zunächst mit einem Zwischenniveau mit einer niedrigeren Amplitude ausgebildet, 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.
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Dabei wird ein weiterer Freiheitsgrad für die erste Teileinspritzung 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.
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Im weiteren wird die Einspritzrate erfindungsgemäß ausgehend von dem Zwischenniveau mit einer zweiten Einspritzratenänderung auf ein gegenüber dem Zwischenniveau höheres Niveau mit einer zweiten Amplitude angehoben und für eine vorgegebene Dauer einer zweiten Haltezeit gehalten. Dabei wird zur Einleitung der Einspritzung eines zweiten Teils der vorgegebenen Einspritzmenge das elektrische Steuersignal auf ein höheres Niveau mit höherer Amplitude gesetzt. Dadurch wird die Düsennadel des Kraftstoffinjektors auf eine zweite Halteposition geregelt, so dass ein zweiter, höherer Pegel der Einspritzrate für die Kraftstoffeinspritzung erreicht wird. Für die Öffnungsdauer der Düsennadel wird eine zweite Haltezeit vorgegeben.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung besteht nicht zuletzt darin, dass die vorgesehene Gesamtmenge des mittels des Einspritzimpulses eingespritzten Kraftstoffes unabhängig von der Formung des elektrischen Steuersignals konstant gehalten wird. Dadurch werden unerwünschte energetische Auswirkungen auf das Drehmoment der Brennkraftmaschine vermieden.
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Durch die in den nebengeordneten Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Gegenstände gegeben.
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Eine weiterführende Ausführung 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.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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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,
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2 zeigt beispielhaft ein zweites Diagramm mit zwei erfindungsgemäßen Steuersignalen,
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3 zeigt einen schematischen Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und
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4 zeigt ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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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 Kraftstoff-Einspritzrate (Q .) in zeitlichem Zusammenhang.
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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.
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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 Stellung 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.
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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.
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Auf die Flanken der einzelnen Stromimpulse wird noch näher eingegangen.
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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.
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Die abfallende Spannungsflanke entspricht jeweils einem abfallenden Strom am piezoelektrischen Aktor.
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Analog zu den beiden Diagrammen der 1A und 1B ist in 1c die resultierende Einspritzrate Q . aufgetragen.
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Durch mechanische und hydraulische Verzögerungen beginnt die tatsächliche Einspritzung etwa bei t = 1 mit einem Spitzenwert von etwa Q . = 2,5 mm3/ms. Danach fällt die Einspritzrate Q . mit einer vorgegebenen Flanke ab und steigt dann schließlich bei etwa t = 6,5 auf einen vorgegebenen Wert von etwa Q . = 7 mm3/ms 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.
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Wie den drei Diagrammen der 1A, B, C entnehmbar ist, kann erfindungsgemäß auf sehr einfache Weise durch Vorgabe eines entsprechenden Spannungsverlaufs für das elektrische Steuersignal die Einspritzrate Q . beziehungsweise die Einspritzratenänderung Q .. gesteuert werden. Des Weiteren kann durch einen entsprechenden Kurvenverlauf die Sitzdrosselung der Düsennadel sowie ihre Stabilität bezüglich der Einspritzrate vorteilhaft beeinflusst werden.
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2 zeigt ein Diagramm mit beispielsweise zwei erfindungsgemäßen Kurven 1 und 2 für die Formung der Einspritzrate Q . mittels eines jeweiligen 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 (Einspritzmenge 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 ...
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Die Kurve 1 steigt zunächst vom Wert 0 bis zum Erreichen einer ersten Einspritzrate Q .1 innerhalb der Einpritzdauer 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 Änderungsdauer t2 das elektrische Steuersignal mit einer daraus resultierenden Einspritzratenänderung Q ..2 bis zur Einspritzrate Q .2. Danach wird die Einspritzrate Q .2 während der Haltezeit Δt2 konstant gehalten. Anschließend fällt die Kurve 1 während der Änderungsdauer t3 auf den Wert 0 ab. Für die abfallende Flanke wird eine Einspritzratenänderung Q ..3 gewählt. Dieser prinzipielle Verlauf der Eisnspritzrate lässt sich durch ein erfindungsgemäßes elektrisches Steuersignal variieren, wie beispielhaft durch die Kurve 2 gezeigt ist. Für die Kurve 2 werden niedrigere Einspritzratenänderungen Q ..1, Q ..2, Q ..3 gewählt. Die Änderungsdauern 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.
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Für die Festlegung eines elektrischen Steuersignals zur Ansteuerung eines positionsgesteuerten Kraftstoffinjektors wurden bisher lediglich folgende Parameter verwendet:
Eine Einspritzratenänderung Q ..2,
eine Änderungsdauer t2,
eine Einspritzrate Q .2,
eine Haltezeit Δt2 und
eine Einspritzratenänderung Q ..3
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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 Änderungsdauer t1,
eine Einspritzrate Q .1,
eine Haltezeit Δt1.
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Die erfindungsgemäßen Parameter sind frei wählbar. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das elektrische Steuersignal für weitere Zwischenniveaus ausgebildet ist.
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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 Änderungsdauer t1 auf die Einspritzrate Q .1 an. Die Einspritzrate Q .1 wird während der Haltezeit Δt1 konstant gehalten. Anschließend wird innerhalb der Änderungsdauer t2 mit einer Einspritzratenänderung Q ..2 die Einspritzrate Q .2 erreicht. Die Einspritzrate Q .2 bleibt während der Haltezeit Δt2 konstant. Anschließend fällt mit dem Steuersignal während der Änderungsdauer t3 und mit der Einspritzratenänderung Q ..3 die Einspritzrate Q . auf den Wert 0.
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Die gesamte Einspritzmenge lässt sich durch Integralbildung über der gesamten Kurve berechnen.
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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 des Einspritzratenverlaufs vorgenommen wird. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die elektrischen Ansteuerparameter 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.
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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 = const sowie Q = Q .·t
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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 des 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.
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Nachdem die Lösung gefunden wurde, erfolgt anschließend eine Transformation auf die elektrischen Ansteuergrößen entsprechend 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.
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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.
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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 ein elektrisches Steuersignal für einen Einspritzratenverlauf 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.
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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 Ausgang der ersten Einheit 11 verbunden. Aus den eingegebenen Daten ermittelt der Transformer 12 eine Ladungsänderung pro Zeiteinheit, Ladezeiten und Einspritzdauern. Diese Daten stehen ausgangsseitig zur Verfügung und werden mit den Ausgangsdaten eines ersten Steuerrechners 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.
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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.
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4 zeigt in schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Formung eines elektrischen Steuersignals für einen Einspritzimpuls eines positionsgeregelten Kraftstoffinjektors 2, insbesondere eines Common-Rail-Einspritzsystems. 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.
