DE102007059113A1

DE102007059113A1 - Internal combustion engine operating method, involves moving windows relative to upstream signal, where windows are adjusted in optimal situation, and forming function value of function depending on values of pitches within windows

Info

Publication number: DE102007059113A1
Application number: DE200710059113
Authority: DE
Inventors: Christian Schugger; Bernhard Mader; Ingo Pietsch; Oliver Schulz; Timo Schmidt
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2007-12-07
Filing date: 2007-12-07
Publication date: 2009-06-10

Abstract

The method involves determining a point of time of a moving end of a moving part (25) of a fuel valve (15). A set of functions is determined at a value of signals and lies within a set of windows. The windows are moved relative to the upstream signal and adjusted in an optimal situation. A function value of one of the functions is formed depending upon the value of a pitch of another function within one of the windows and the pitch of third function within another window. An external value is adapted to the function value of the function. An independent claim is also included for a controlling or regulating device for an internal combustion engine.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, bei dem ein Zeitpunkt eines Bewegungsendes eines bewegbaren Teils eines Kraftstoffventils ermittelt wird, aus einem Sensorsignal ein monoton im Zeitablauf steigendes Signal berechnet wird und bei dem in Abhängigkeit von dem steigenden Signal eine erste Funktion, eine zweite Funktion sowie ein Schnittpunkt der beiden Funktionen ermittelt werden, wobei eine Lage des Schnittpunktes im Zeitbereich den Zeitpunkt des Bewegungsendes charakterisiert. Die Erfindung betrifft außerdem eine Steuer- oder Regeleinrichtung für eine Brennkraftmaschine.The The invention relates to a method for operating an internal combustion engine, wherein a timing of a moving end of a movable part a fuel valve is detected from a sensor signal monotone increasing signal over time is calculated and in which in response to the rising signal, a first function, a second function as well as an intersection of the two functions be determined, with a position of the intersection in the time domain characterizes the moment of movement. The invention also relates to a control or regulating device for an internal combustion engine.

Aus dem Stand der Technik ist allgemein bekannt, einen Zeitpunkt eines Bewegungsendes eines bewegbaren Teils, insbesondere einer Ventilnadel, eines Einspritzventils zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine unter Verwendung eines an dem Einspritzventil angebrachten Körperschallsensors zu ermitteln. Aus einem von dem Körperschallsensor erzeugten Sensorsignal kann hierbei durch Integrieren des Sensorsignals über der Zeit ein monoton steigendes Energiesignal ermittelt werden. Befindet sich das bewegbare Teil in einer Ruhelage oder in einer Bewegung, dann erzeugt es höchstens geringe Erschütterungen im Einspritzventil, welche zu einem Körperschallsignal mit einer relativ geringen Amplitude führen. Dementsprechend weist ein Verlauf des monoton steigenden Energiesignals in diesem Fall eine relativ geringe Steigung auf. An dem Bewegungsende kommt es zu einem Anschlagen des bewegbaren Teils, wodurch eine Erschütterung im Einspritzventil entsteht, die zu einem Körperschallsignal relativ hoher Amplitude führt. Dies wiederum resultiert in einer entsprechend hohen Steigung des Energiesignals. Beim Bewegungsende tritt im Verlauf des Energiesignals deshalb ein Knick auf, der einen Übergangsabschnitt im Verlauf des Energiesignals bildet, der zwischen einem ersten Abschnitt des Verlaufs des Energiesignals mit geringer Steigung und einem zweiten Abschnitt des Verlaufs des Energiesignals mit einer hohen Steigung liegt.Out The prior art is well known, a date of Movement end of a movable part, in particular a valve needle, a Injector for injecting fuel into a combustion chamber an internal combustion engine using one of the injection valve to determine attached structure-borne sound sensor. From a can be generated by the structure-borne sound sensor sensor signal in this case by integrating the sensor signal over time a monotonically increasing energy signal can be determined. is the movable part in a rest position or in a movement, then it produces at most little shock in the injection valve, which to a structure-borne sound signal with lead a relatively low amplitude. Accordingly shows a course of the monotonically increasing energy signal in this Case a relatively small slope. At the end of the movement comes it causes a striking of the movable part, causing a shock arises in the injection valve, which is a structure-borne sound signal relatively high amplitude leads. This in turn results in a correspondingly high slope of the energy signal. At the end of the movement occurs in the course of the energy signal, therefore, a kink, the transition section in the course of the energy signal that forms between a first Section of the course of the energy signal with low slope and a second portion of the course of the energy signal with a high gradient.

Bei den allgemein bekannten Verfahren wird der Zeitpunkt, zu dem der Knick auftritt, das heißt der Zeitpunkt des Bewegungsendes des bewegbaren Teils, ermittelt, indem das Maximum der zweiten Ableitung des Verlaufs der Signalenergie ermittelt wird. Nachteilig an diesen Verfahren ist, dass bei der Ermittlung des Maximums jeweils nur ein kleiner Bereich des Verlaufs des Energiesignals betrachtet wird, in dem das Maximum liegen könnte. Deshalb sind die allgemein bekannten Verfahren relativ empfindlich gegenüber Störungen. Weiterhin sind diese Verfahren insbesondere dann nicht hinreichend genau, wenn der Übergang zwischen dem ersten Abschnitt mit der geringen Steigung und dem zweiten Abschnitt mit der hohen Steigung nicht abrupt, sondern langsam erfolgt oder wenn von dem Verlauf des Energiesignals lediglich zu diskreten Abtastzeitpunkten erfasste Abtastwerte vorliegen, die zeitlich relativ weit auseinander liegen.at The well-known method is the time at which the Knick occurs, that is the time of the end of movement of the movable part, determined by the maximum of the second derivative the course of the signal energy is determined. A disadvantage of this Procedure is that when determining the maximum each only a small portion of the course of the energy signal is considered, where the maximum could be. That's why they are general known methods are relatively sensitive to interference. Furthermore, these methods are not sufficient in particular then exactly when the transition between the first section with the low slope and the second section with the high Gradient is not abrupt, but slowly or when done by the Course of the energy signal only at discrete sampling times detected samples are present, the time relatively far apart lie.

Des Weiteren ist aus der DE 43 08 811 A1 ein Verfahren zur Steuerung eines Magnetventils einer Kraftstoffzumesseinrichtung bekannt. Bei diesem Verfahren wird ein Schließzeitpunkt des Magnetventils in Abhängigkeit von einem Stromverlauf eines elektrischen Stroms durch das Magnetventil ermittelt. Bei diesem Stromverlauf handelt es sich wie bei dem oben beschriebenen Energiesignal um ein monoton im Zeitablauf steigendes Signal, das zum Zeitpunkt des Bewegungsendes eines Ventilelements des Magnetventils einen Knick aufweist. Der Knick des Stromverlaufs, das heißt der Zeitpunkt des Bewegungsendes wird ermittelt, indem der Verlauf des steigenden Signals vor dem Knick mit einer ersten Gerade und der Verlauf des steigenden Signals nach dem Knick mit einer zweiten Gerade angenähert wird und der Schnittpunkt der beiden Geraden ermittelt wird. Die Lage des Schnittpunkts auf einer Zeitachse entspricht dem Zeitpunkt des ermittelten Bewegungsendes. Allerdings muss vor dem Durchführen des Verfahrens die ungefähre Lage des Knicks des Stromverlaufs in aufwändiger Weise beispielsweise unter Verwendung von Kennfeldern ermittelt werden.Furthermore, from the DE 43 08 811 A1 a method for controlling a solenoid valve of a fuel metering known. In this method, a closing time of the solenoid valve is determined in response to a current waveform of an electric current through the solenoid valve. As in the case of the energy signal described above, this current profile is a monotonically increasing signal over time which has a kink at the time of the end of movement of a valve element of the magnet valve. The kink of the current curve, that is, the time of the end of movement is determined by the course of the rising signal is approximated before the kink with a first straight line and the course of the rising signal after the kink with a second straight line and the intersection of the two lines is determined , The position of the point of intersection on a time axis corresponds to the time of the determined end of movement. However, prior to carrying out the method, the approximate position of the bend of the current profile must be determined in a complex manner, for example using characteristic diagrams.

Des Weiteren ist dieses Verfahren vergleichsweise ungenau, wenn es auf Kraftstoffeinspritzventile angewendet wird. Denn Kraftstoffeinspritzventile weisen im Gegensatz zu Magnetventilen der üblicherweise verwendeten Kraftstoffzumesseinrichtungen zwischen einer elektromagnetischen Betätigungseinrichtung und einer Ventilnadel oftmals einen hydraulischen Koppler auf. Die elektromagnetische Betätigungseinrichtung und die Ventilnadel sind also nicht direkt gekoppelt. Aus diesem Grund entspricht der Zeitpunkt des Bewegungsendes eines bewegbaren Teils der elektromagnetischen Betätigungseinrichtung in der Regel nicht dem Bewegungsende der Ventilnadel. Mit dem bekannten Verfahren kann der Zeitpunkt des Bewegungsendes lediglich des bewegbaren Teils der elektromagnetischen Betätigungseinrichtung, nicht jedoch der von diesem abweichende Zeitpunkt des Bewegungsende der Ventilnadel des Einspritzventils ermittelt werden. Außerdem ist dieses Verfahren nur zusammen mit Betätigungseinrichtungen, die elektromagnetisch arbeiten, anwendbar, weil nur diese an ihrem Bewegungsende den Knick in ihrem Stromverlauf aufweisen.Of Furthermore, this procedure is comparatively inaccurate when it is on Fuel injection valves is applied. Because fuel injection valves have in contrast to solenoid valves commonly used fuel metering devices between an electromagnetic Actuator and a valve needle often a hydraulic coupler on. The electromagnetic actuator and the valve needle are not directly coupled. For this Reason corresponds to the time of movement end of a movable Part of the electromagnetic actuator in usually not the end of movement of the valve needle. With the well-known Method can be the time of movement end only the movable Part of the electromagnetic actuator, not However, the deviating from this time of movement of the Valve needle of the injector can be determined. Furthermore if this procedure is only used together with controls, which works electromagnetically, because only these are at their disposal Moving end have the kink in their current flow.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine anzugeben, bei dem ein Bewegungsende eines bewegbaren Teils eines Kraftstoffventils, insbesondere einer Ventilnadel, noch genauer ermittelt werden kann, und das zudem einfach realisierbar ist. Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch eine Steuer- oder Regeleinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10.task The invention is a method for operating an internal combustion engine in which a movement end of a movable part of a Fuel valve, in particular a valve needle, even more accurate can be determined, and also easy to implement. The Task is solved by a method with the features of claim 1 and by a control or regulating device with the features of claim 10.

Bei der Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird durch das Verschieben der beiden verschiebbaren Fenster in die Optimallage sichergestellt, dass die beiden Fenster sich in der Nähe eines Übergangs des steigenden Signals von einem ersten Abschnitt mit geringer Steigung und einem zweiten Abschnitt mit größerer Steigung befinden. Die Lage dieses Übergangs braucht somit nicht wie bei dem bekannten Verfahren beispielsweise unter Verwendung von Kennfeldern geschätzt werden. Ein aufwändiges Erstellen dieser Kennfelder kann also entfallen, und es braucht kein Speicherplatz zum Ablegen dieser Kennfelder in einer Steuer- oder Regeleinrichtung vorgesehen werden. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahren kann somit auf einfache Weise der Zeitpunkt des Bewegungsendes des insbesondere zum Öffnen und/oder Schließen des Kraftstoffventils bewegbaren Teils ermittelt werden. Dies ermöglicht wiederum einen zuverlässigen, zugleich sparsamen und umweltfreundlichen Betrieb der Brennkraftmaschine. Hierbei ist besonders bevorzugt, dass eine relative Lage des ersten Fensters bezüglich einer Lage des zweiten Fensters konstant ist, das heißt, dass die beiden Fenster stets zusammen unter Beibehaltung ihrer Anordnung zueinander verschoben werden. Vorzugsweise weist mindestens eines der beiden Fenster eine konstante Breite auf.at the realization of the method according to the invention is done by moving the two sliding windows in the optimal layer ensures that the two windows are in near a transition of the rising signal from a first low pitch section and a second low pitch section Section with greater slope. The Location of this transition thus does not need as in the known For example, methods are estimated using maps become. An elaborate creation of these maps can thus eliminated, and it takes up no storage space for storing these Maps are provided in a control or regulating device. With the aid of the method according to the invention thus, in a simple way, the time of the end of movement of the particular for opening and / or closing the fuel valve be determined movable part. This in turn allows a reliable, yet economical and environmentally friendly Operation of the internal combustion engine. It is particularly preferred that a relative position of the first window with respect to a Location of the second window is constant, that is, that the two windows always together while maintaining their arrangement be moved to each other. Preferably, at least one the two windows on a constant width.

Es ist besonders bevorzugt, dass das steigende Signal zeitdiskret ist und/oder verschiedene Lagen der beiden verschiebbaren Fenster einer Verschiebung der Fenster relativ zum steigenden Signal um ein ganzzahliges Vielfaches eines Abtastintervalls entsprechen. Dies ermöglicht, dass übliche Methoden der digitalen Signalverarbeitung angewendet werden können, was zu einer einfachen und kostengünstigen Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens führt. Beim Verschieben der beiden Fenster in die Optimallage können die beiden Fenster systematisch in die verschiedenen Lagen verschoben werden und für jede Lage der Funktionswert der dritten Funktion berechnet werden, wobei der Extremwert ermittelt wird, indem die den verschiedenen Lagen entsprechende Funktionswerte miteinander verglichen werden. Vorzugsweise werden die beiden Fenster derart nacheinander in die verschiedenen Lagen verschoben, dass ein zeitlicher Versatz der beiden Fenster relativ zu dem steigenden Signal immer weiter zunimmt. Die beiden Fenster werden also schrittweise von links nach rechts über eine Zeitachse des steigenden Signals verschoben.It It is particularly preferred that the rising signal is time-discrete and / or different layers of the two sliding windows one Shift the windows relative to the rising signal by an integer Multiples of a sample interval. This makes possible, that usual methods of digital signal processing can be applied, resulting in a simple and inexpensive Realization of the method according to the invention leads. When moving the two windows to the optimal position The two windows can be used systematically in the different Layers are shifted and for each layer the function value of the third function, where the extreme value is determined is determined by the function values corresponding to the different layers compared with each other. Preferably, the two windows shifted so successively in the different layers that a temporal offset of the two windows relative to the rising one Signal continues to increase. The two windows will be gradual from left to right over a time axis of rising Signal shifted.

Um Werte des steigenden Signals berücksichtigen zu können, die vergleichsweise weit von dem Übergang zwischen dem ersten Abschnitt mit geringer Steigung und dem zweiten Abschnitt mit höherer Steigung des steigenden Signals entfernt sind, ist bevorzugt, dass das erste Fenster und das zweite Fenster zeitlich beabstandet sind. Das heißt, die beiden Fenster sind durch ein zwischen ihnen liegendes, vorzugsweise konstantes, Zeitintervall getrennt. Dadurch wird erreicht, dass das Verfahren auch dann hinreichend genau ist, wenn der Übergang zwischen den beiden Abschnitten des steigenden Signals nicht abrupt, sondern langsam erfolgt, das heißt, wenn die Steigung in dem Übergang Werte annimmt, die zwischen den geringen Werten des ersten Abschnitts des steigenden Signals und den höheren Werten des zweiten Abschnitts des steigenden Signals liegen. Hierbei ist die dritte Funktion vorzugsweise so gewählt, dass sich in der Optimallage der Übergang zwischen dem ersten Abschnitt mit geringer Steigung und dem zweiten Abschnitt mit der höheren Steigung des steigenden Signals zwischen den beiden beabstandeten Fenster befindet. Dadurch wird erreicht, dass der Verlauf des steigenden Signals am Übergang bei der Ermittlung des Zeitpunktes des Bewegungsendes keine oder nur eine untergeordnete Rolle spielt.Around Be able to take account of values of the rising signal, the comparatively far from the transition between the first section with low slope and the second section are removed with higher slope of the rising signal is preferred that the first window and the second window in time are spaced. That means the two windows are through an intermediate, preferably constant, time interval between them separated. This ensures that the process is sufficient then exactly is when the transition between the two sections the rising signal is not abrupt, but slowly, the means, if the slope in the transition values assumes that between the low values of the first section of the rising signal and the higher values of the second section the rising signal. Here, the third function is preferable chosen so that in the optimal position the transition between the first low pitch section and the second section with the higher slope of the rising signal between located the two spaced windows. This ensures that the course of the rising signal at the transition at Determining the time of the end of movement no or only one plays a minor role.

Um die beiden Fenster auf einfache Weise zuverlässig in die Optimallage zu verschieben, wird vorgeschlagen, dass der Funktionswert der dritten Funktion durch Bilden einer Differenz oder eines Quotienten einer Steigung der zweiten Funktion und einer Steigung der ersten Funktion am Schnittpunkt der ersten Funktion und der zweiten Funktion ermittelt wird. Hierdurch wird erreicht, dass sich die Optimallage der beiden Fenster im Bereich des Übergangs zwischen den beiden Abschnitten des steigenden Signals befindet. Denn die beiden Abschnitte des steigenden Signals unterscheiden sich wie oben erläutert in ihrer Steigung, so dass die Differenz oder der Quotient den Extremwert annimmt, wenn eines der beiden Fenster sich im ersten Abschnitt des steigenden Signals und das jeweils andere Fenster im zweiten Abschnitt des steigenden Signals befindet. Der Funktionswert der dritten Funktion wird also nicht unmittelbar aus den Werten des steigenden Signals, sondern mittelbar aus der ersten und der zweiten Funktion berechnet, wodurch die Anwendung einfach aufgebauter dritter Funktionen, deren Funktionswerte mit geringem Aufwand berechnet werden können, ermöglicht wird.Around the two windows in a simple way reliable in the Optimum shift position, it is suggested that the function value the third function by forming a difference or a quotient a slope of the second function and a slope of the first Function at the intersection of the first function and the second function is determined. This ensures that the optimal position of the two windows in the area of the transition between the is located in both sections of the rising signal. Because the two Sections of the rising signal differ as explained above in their slope, so that the difference or the quotient is the extreme value assumes if one of the two windows is in the first section the rising signal and the other window in the second Section of the rising signal is located. The function value of The third function is therefore not directly derived from the values of the rising signal, but indirectly from the first and the second function calculates the application of simply constructed third functions, whose functional values can be calculated with little effort becomes.

Zur Vermeidung aufwändiger Rechenoperationen ist es bevorzugt, auch die erste und die zweite Funktion einfach zu gestalten. Besonders bevorzugt ist hierbei, dass die erste Funktion und/oder die zweite Funktion einer Geraden entspricht. Eine solche Geradenfunktion kann beispielsweise unter Verwendung geeigneter Regressionsverfahren aus dem Verlauf des steigenden Signals im ersten Fenster beziehungsweise im zweiten Fenster ermittelt werden.In order to avoid elaborate arithmetic operations, it is preferable to make the first and second functions simple as well. Especially preferred is here that the first function and / or the second function corresponds to a straight line. Such a straight line function can be determined, for example, using suitable regression methods from the course of the rising signal in the first window or in the second window.

Um den Rechenaufwand bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens noch weiter zu reduzieren, wird vorgeschlagen, dass die erste Funktion aus einem ersten Punkt und einem zweiten Punkt des steigenden Signals und/oder die dritte Funktion aus einem dritten Punkt und einem vierten Punkt des steigenden Signals ermittelt wird, wobei der erste Punkt und der zweite Punkt innerhalb des ersten Fensters und der dritte Punkt und der vierte Punkt innerhalb des zweiten Fensters liegen. Die erste Funktion entspricht vorzugsweise einer Geraden durch die Endpunkte des ersten Fensters, und die zweite Funktion entspricht einer Geraden durch die Endpunkte des zweiten Fensters.Around the computational effort in the implementation of the invention It is proposed that the procedure be further reduced first function of a first point and a second point of the rising signal and / or the third function of a third Point and a fourth point of the rising signal is determined the first point and the second point within the first Window and the third point and the fourth point within the second window. The first function preferably corresponds a straight line through the endpoints of the first window, and the second one Function corresponds to a straight line through the endpoints of the second Window.

Es ist besonders bevorzugt, dass das Kraftstoffventil ein Einspritzventil ist und das monoton im Zeitablauf steigende Signal aus dem Sensorsignal eines mit dem Einspritzventil gekoppelten Sensors, vorzugsweise eines Beschleunigungssensors oder eines Körperschallsensors, ermittelt wird. Das bewegbare Teil des Kraftstoffeinspritzventils ist vorzugsweise eine Ventilnadel. Das Bewegungsende der Ventilnadel kann auch dann mit hoher Genauigkeit ermittelt werden, wenn das Kraftstoffeinspritzventil zwischen einer Betätigungseinrichtung und der Ventilnadel ein Koppelelement, das beispielsweise als hydraulischer Koppler ausgeführt sein kann, aufweist. Außerdem kann das erfindungsgemäße Verfahren so auch in Verbindung mit Einspritzventilen, die eine Betätigungseinrichtung mit einem Piezo-Element aufweisen, angewendet werden.It It is particularly preferred that the fuel valve is an injection valve is and the monotonically rising signal from the sensor signal over time a sensor coupled to the injection valve, preferably an acceleration sensor or a structure-borne sound sensor, is determined. The movable part of the fuel injection valve is preferably a valve needle. The end of movement of the valve needle can be determined with high accuracy even if the Fuel injection valve between an actuator and the valve needle a coupling element, for example, as a hydraulic Coupler can be executed has. Furthermore the process of the invention can thus also in Connection with injectors, which is an actuator with a piezo element have to be applied.

Es kann vorgesehen werden, dass das monoton im Zeitablauf steigende Signal derart ermittelt wird, dass ein Signalwert des steigenden Signals zu einem jeden betrachteten Zeitpunkt innerhalb eines Messintervalls eine Signalenergie eines Abschnitts des Sensorsignals zwischen einem Anfang des Messintervalls und dem betrachteten Zeitpunkt charakterisiert. Hierdurch wird sichergestellt, dass das steigende Signal den für die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens erforderlichen ersten Abschnitt mit geringer Steigung und den zweiten Abschnitt mit im Vergleich zur Steigung des ersten Abschnitts hoher Steigung aufweist. Eine Berechnung zum Ermitteln des steigenden Signals umfasst vorzugsweise im Falle eines zeitkontinuierlichen Signals eine Integration des quadrierten steigenden Signals über der Zeit und im Falle eines zeitdiskreten Signals eine Summation der quadrierten Werte des steigenden Signals. Es kann auch ein anderes monoton im Zeitablauf steigendes Signal ermittelt werden, das die Signalenergie höchstens annähernd charakterisiert, indem anstelle des Quadrierens vorgesehen wird, dass eine andere geradzahlige Potenz des Signals oder der Betrag des Signals gebildet wird.It can be provided that the monotonically increasing over time Signal is determined such that a signal value of the rising Signals at each considered time within a measurement interval a signal energy of a portion of the sensor signal between a Characterized at the beginning of the measurement interval and the time considered. This ensures that the rising signal for the the application of the method according to the invention required first section with low slope and the second Section with higher compared to the slope of the first section Slope. A calculation to determine the rising Signal preferably comprises in the case of a continuous-time Signal an integration of the squared rising signal via the time and in the case of a discrete-time signal a summation the squared values of the rising signal. It can be another be monotonically ascertained in the course of time rising signal that the Signal energy at most approximately characterized, by providing another instead of squaring even power of the signal or the amount of the signal is formed becomes.

Um die Genauigkeit des Verfahrens weiter zu verbessern, kann vorgesehen werden, dass beim Ermitteln des monotonen im Zeitablauf steigenden Signals ein Zwischensignal aus dem Sensorsignal durch Tiefpassfiltern gebildet wird und aus dem Zwischensignal das monoton im Zeitablauf steigende Signal ermittelt wird. Mit Hilfe des Tiefpassfilterns können im Sensorsignal punktuell auftretende Störungen beseitigt oder zumindest verringert werden.Around The accuracy of the method can be further improved Be that increasing in determining the monotonous over time Signal an intermediate signal from the sensor signal by low-pass filtering is formed and the intermediate signal monotone over time rising signal is detected. With the help of low-pass filtering can in the sensor signal punctually occurring disturbances eliminated or at least reduced.

Als weitere Lösung der Aufgabe wird eine Steuer- oder Regeleinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 vorgeschlagen. Mit einer solchen Steuer- oder Regeleinrichtung kann das Bewegungsende des bewegbaren Teils unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf einfache Weise und mit hoher Genauigkeit ermittelt werden.When Another solution to the problem is a control or regulating device proposed with the features of claim 10. With such a tax or control means may be the moving end of the movable part using the method according to the invention be determined in a simple manner and with high accuracy.

Vorzugsweise ist die Steuer- oder Regeleinrichtung zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 2 bis 9 programmiert. Eine solche Steuer- oder Regeleinrichtung weist die oben dargestellten Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens auf.Preferably is the control device for executing a Method according to one of claims 2 to 9 programmed. Such a control or regulating device has the above Advantages of the method according to the invention.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in welcher exemplarische Ausführungsformen anhand der Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigen:Further Features and advantages of the invention will become apparent from the following Description in which exemplary embodiments will be explained in more detail with reference to the drawings. Showing:

1 ein Kraftstoffsystem einer Brennkraftmaschine in schematischer Darstellung; 1 a fuel system of an internal combustion engine in a schematic representation;

2 einen zeitlichen Verlauf eines Sensorsignals und eines monoton im Zeitablauf steigenden Signals; und 2 a time course of a sensor signal and a monotonically increasing in time signal; and

3 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Ermitteln eines Zeitpunktes eines Bewegungsendes einer Ventilnadel. 3 a flowchart of a method for determining a time of movement end of a valve needle.

Ausführungsformen der Erfindungembodiments the invention

In 1 ist ein Kraftstoffsystem, das insgesamt mit dem Bezugszeichen 11 versehen ist, stark schematisch dargestellt. Das Kraftstoffsystem 11 weist einen Hochdruckspeicher 13 auf, welcher mit einem Einspritzventil 15 verbunden ist. Das Einspritzventil 15 ist mit einem Brennraum 17 einer Brennkraftmaschine 19 hydraulisch verbunden. Die Brennkraftmaschine 19 weist mehrere Brennräume 17 auf, jedoch ist der Übersichtlichkeit halber in 1 nur ein Brennraum 17 dargestellt. Ebenso ist nur ein Einspritzventil 15 dargestellt, obwohl an jedem Brennraum 17 der Brennkraftmaschine 19 jeweils ein Einspritzventil 15 angeschlossen ist. Der Hochdruckspeicher 13 ist mit einer Hochdruckseite einer Kraftstoffhochdruckpumpe (nicht gezeigt) verbunden. Weiterhin weist das Kraftstoffsystem 11 einen Kraftstoffsammelbehälter und eine Vorförderpumpe auf (beide nicht gezeigt), wobei die Hochdruckpumpe über die Vorförderpumpe mit dem Kraftstoffsammelbehälter verbunden ist.In 1 is a fuel system, denoted overall by the reference numeral 11 is provided, shown very schematically. The fuel system 11 has a high-pressure accumulator 13 on, which with an injection valve 15 connected is. The injection valve 15 is with a combustion chamber 17 an internal combustion engine 19 hydraulically connected. The internal combustion engine 19 has several combustion chambers 17 on, but for the sake of clarity in 1 just a combustion chamber 17 shown. Likewise, only one injector 15 shown, although at each combustion chamber 17 the internal combustion engine 19 one injection valve each 15 connected. The high-pressure accumulator 13 is connected to a high-pressure side of a high-pressure fuel pump (not shown). Furthermore, the fuel system 11 a fuel sump and a prefeed pump (both not shown), the high pressure pump being connected to the fuel sump via the prefeed pump.

Das Einspritzventil 15 umfasst eine elektromagnetische Betätigungseinrichtung 21, ein Koppelelement in Form eines hydraulischen Kopplers 23 sowie eine Ventilnadel 25. Bei der Ventilnadel 25 handelt es sich um ein bewegbares Teil des Einspritzventils 15, welches zum öffnen des Einspritzventils 15 in eine Offenstellung und zum Schließen des Einspritzventils 15 in eine geschlossene Stellung zu einem Ventilsitz 26 des Einspritzventils 15 hin bewegbar ist. Die Ventilnadel 25 ist über den hydraulischen Koppler 23 mit der elektromagnetischen Betätigungseinrichtung 21 gekoppelt. In einer nicht gezeigten Ausführungsform weist das Einspritzventil 15 an Stelle der elektromagnetischen Betätigungseinrichtung 21 eine elektrische Betätigungseinrichtung mit einem Piezoelement auf. Des Weiteren weist das Einspritzventil einen Körperschallsensor 27 auf. Sowohl der Körperschallsensor 27 als auch die elektromagnetische Betätigungseinrichtung 21 des Einspritzventils 15 sind mit einer Steuer- oder Regeleinrichtung 29 verbunden, sodass die Steuer- oder Regeleinrichtung 29 ein Sensorsignal s des Körperschallsensors 27 erfassen und mittels eines Ansteuersignals x die elektromagnetische Betätigungseinrichtung 21 ansteuern kann. Zum Verarbeiten des Sensorsignals s und zum Erzeugen des Ansteuersignals x weist die Steuer- oder Regeleinrichtung 29 Rechenmittel 30 auf.The injection valve 15 includes an electromagnetic actuator 21 , a coupling element in the form of a hydraulic coupler 23 and a valve needle 25 , At the valve needle 25 it is a movable part of the injector 15 , which opens the injector 15 in an open position and to close the injector 15 in a closed position to a valve seat 26 of the injection valve 15 is movable. The valve needle 25 is via the hydraulic coupler 23 with the electromagnetic actuator 21 coupled. In an embodiment not shown, the injection valve 15 in place of the electromagnetic actuator 21 an electrical actuator with a piezoelectric element on. Furthermore, the injection valve has a structure-borne sound sensor 27 on. Both the structure-borne sound sensor 27 as well as the electromagnetic actuator 21 of the injection valve 15 are with a control or regulating device 29 connected, so the control or regulating device 29 a sensor signal s of the structure-borne sound sensor 27 detect and by means of a drive signal x the electromagnetic actuator 21 can drive. For processing the sensor signal s and for generating the drive signal x, the control or regulating device 29 computing means 30 on.

Beim Betrieb des Kraftstoffsystems 11 wird in dem Hochdruckspeicher 13 gespeicherter Kraftstoff von der Kraftstoffhochdruckpumpe mit Hochdruck beaufschlagt. Die Steuer- oder Regeleinrichtung 29 steuert die elektromagnetische Betätigungseinrichtung 21 des Einspritzventils mit einem Ansteuersignal x an. Hierbei bringt die Steuer- oder Regeleinrichtung 29 zu geeigneten Zeitpunkten das Ansteuersignal x in einen aktiven Zustand, wodurch die Ventilnadel 25 von der geschlossenen Stellung in Richtung der Offenstellung bewegt wird. Befindet sich die Ventilnadel 25 in der Offenstellung, dann wird der im Hochdruckspeicher 13 befindliche Kraftstoff in den Brennraum 17 der Brennkraftmaschine 19 eingespritzt. Um das Einspritzen des Kraftstoffs zu beenden, bringt die Steuer- oder Regeleinrichtung 29 zu einem späteren geeigneten Zeitpunkt das Ansteuersignal x in einen inaktiven Zustand, was dazu führt, dass sich die Ventilnadel 25 von der Offenstellung wieder zurück in die geschlossene Stellung bewegt. Am Ende der Schließbewegung entsteht auf Grund eines Anschlagens der Ventilnadel 25 auf dem Ventilsitz 26 des Einspritzventils 15 in der geschlossenen Stellung im Einspritzventil 15 eine Erschütterung, welche vom Körperschallsensor 27 als Körperschall erfasst wird und mittels des Sensorsignals s an die Steuer- oder Regeleinrichtung 29 gemeldet wird. In einer nicht gezeigten Ausführungsform entsteht in dem Einspritzventil 15 eine weitere Erschütterung, wenn die Ventilnadel 25 die Offenstellung erreicht. Die weitere Erschütterung wird ebenfalls als Körperschall von dem Körperschallsensor 27 erfasst.When operating the fuel system 11 is in the high-pressure accumulator 13 stored fuel from the high-pressure fuel pump with high pressure. The control or regulating device 29 controls the electromagnetic actuator 21 of the injection valve with a drive signal x. This brings the control or regulating device 29 at appropriate times, the drive signal x in an active state, whereby the valve needle 25 is moved from the closed position in the direction of the open position. Is the valve needle located 25 in the open position, then in the high-pressure accumulator 13 located fuel in the combustion chamber 17 the internal combustion engine 19 injected. To stop the injection of the fuel brings the control or regulating device 29 at a later appropriate time, the drive signal x in an inactive state, which causes the valve needle 25 moved from the open position back to the closed position. At the end of the closing movement arises due to a stop of the valve needle 25 on the valve seat 26 of the injection valve 15 in the closed position in the injector 15 a shock, which from the structure-borne sound sensor 27 is detected as structure-borne noise and by means of the sensor signal s to the control or regulating device 29 is reported. In an embodiment, not shown, is formed in the injection valve 15 another shock when the valve needle 25 reached the open position. The further vibration is also as structure-borne sound from the structure-borne sound sensor 27 detected.

Auf Grund verschiedener Einflüsse, wie beispielsweise einer Massenträgheit verschiedener bewegbarer Teile und einer Dämpfungswirkung des hydraulischen Kopplers 23 tritt die Bewegung der Ventilnadel 25 von der geschlossenen Stellung in die Offenstellung und zurück nicht zeitgleich mit der Aktivierung beziehungsweise Deaktivierung des Ansteuersignals x auf. Das Bewegungsende dieser Bewegungen ist vielmehr zeitlich gegenüber den entsprechenden Zustandsänderungen des Ansteuersignals x verzögert. Diese Verzögerung ist nicht konstant, sondern von Umwelteinflüssen, Fertigungstoleranzen und dem Alter des Einspritzventils 15 abhängig. Da jedoch für einen zuverlässigen und energiesparenden Betrieb der Brennkraftmaschine 19 eine genaue Festlegung des Zeitpunktes des Bewegungsendes beim Erreichen der Offenstellung beziehungsweise beim Erreichen der geschlossenen Stellung erforderlich ist, wird der Zeitpunkt des Bewegungsendes, das heißt der Zeitpunkt des Aufschlagens der Ventilnadel 25 auf dem Ventilsitz 26 anhand des Sensorsignals s ermittelt und die Ansteuerung des Einspritzventils 15 über das Ansteuersignal x entsprechend adaptiert.Due to various influences, such as a mass inertia of various movable parts and a damping effect of the hydraulic coupler 23 occurs the movement of the valve needle 25 from the closed position to the open position and back not at the same time as the activation or deactivation of the drive signal x. The end of movement of these movements is rather delayed in time relative to the corresponding state changes of the drive signal x. This delay is not constant but of environmental influences, manufacturing tolerances and the age of the injection valve 15 dependent. However, for a reliable and energy-saving operation of the internal combustion engine 19 a precise determination of the time of movement end when reaching the open position or when reaching the closed position is required, the time of movement end, that is, the timing of the impact of the valve needle 25 on the valve seat 26 determined on the basis of the sensor signal s and the control of the injection valve 15 adapted accordingly via the drive signal x.

Anhand der 2 und 3 wird im Folgenden ein Verfahren 31 zum Ermitteln des Zeitpunktes t_e des Bewegungsendes näher erläutert. Dieses Verfahren 31 wird in der gezeigten Ausführungsform zum Ermitteln eines Zeitpunktes t_e eines Bewegungsendes einer Schließbewegung des Einspritzventils 15, das heißt eines Zeitpunktes t_e zu dem die. Ventilnadel 25 die Schließstellung erreicht, verwendet. Es kann jedoch in Verbindung mit einem in einer nicht gezeigten Ausführungsform vorhandenen Einspritzventil 15, bei dem beim Erreichen der Offenstellung die weitere Erschütterung auftritt, auch zum Ermitteln eines Zeitpunkts des Endes einer Öffnungsbewegung, das heißt eines Zeitpunktes zu dem die Ventilnadel 25 die Offenstellung erreicht, angewendet werden.Based on 2 and 3 Below is a procedure 31 for determining the time t _{e of} the movement end explained in more detail. This method 31 is in the illustrated embodiment for determining a time t _{e of} a movement end of a closing movement of the injection valve 15 , that is, a time t _e to which the. valve needle 25 the closed position reached, used. However, it may in conjunction with an existing in an embodiment not shown injection valve 15 in which upon reaching the open position, the further vibration occurs, also for determining a time of the end of an opening movement, that is, a time at which the valve needle 25 the open position is reached, applied.

Im oberen Bereich des in 2 gezeigten Schaubild ist das Sensorsignal s dargestellt. Man erkennt, dass zum Zeitpunkt t_e des Bewegungsendes eine Amplitude des Sensorsignals s stark zunimmt um im Zeitablauf nach dem Zeitpunkt t_e wieder abzunehmen. Dieser Verlauf des Sensorsignal s resultiert wie oben dargestellt aus den Vibrationen im Einspritzventil 15, die auf Grund des Anschlagens der Ventilnadel 25 beim Bewegungsende auftreten.At the top of the in 2 shown diagram, the sensor signal s is shown. It can be seen that an amplitude of the sensor signal s increases sharply at the time t _{e of} the end of movement in order to decrease again in the course of time after the time t _e . This course of the sensor signal s results as shown above from the vibrations in the injection valve 15 due to the striking of the valve needle 25 occur at the end of the movement.

Das Sensorsignal s wird in einen unmittelbar auf einen Start 32 des Verfahrens folgenden Schritt 33 innerhalb eines Messintervalls [0, T] erfasst. Das Messintervall [0, T] wird dabei so gewählt, dass der Zeitpunkt t_e des Bewegungsende sicher innerhalb des Messintervalls [0, T] liegt. Hierzu kann beispielsweise eine Untergrenze t = 0 des Messintervalls [0, T] auf einen Zeitpunkt einer Änderung des Ansteuersignals x (Aktivieren oder Deaktivieren des Ansteuersignals x) gelegt werden und eine Länge T des Messintervalls [0, T] gewählt werden, die erheblich größer ist als jede mögliche Dauerte von der Untergrenze t = 0 des Messintervalls [0, T] bis zum Zeitpunkt t_e des Bewegungsendes.The sensor signal s is in a directly on a start 32 follow the procedure below 33 detected within a measuring interval [0, T]. The measuring interval [0, T] is chosen so that the time t _{e of} the end of movement is safely within the measuring interval [0, T]. For this purpose, for example, a lower limit t = 0 of the measurement interval [0, T] can be set to a time of a change of the drive signal x (activation or deactivation of the drive signal x) and a length T of the measurement interval [0, T] can be selected, which is considerably greater is as any possible duration from the lower limit t = 0 of the measurement interval [0, T] to the time t _{e of} the end of movement.

Anschließend wird in einem Schritt 35 eine Tiefpassfilterung des Sensorsignals s vorgenommen, um im Zeitablauf punktuell auftretende Störungen oder Störimpulse zu eliminieren. In einem der Tiefpassfilterung 35 nachfolgenden Schritt 37 wird ein monoton steigendes Signal e berechnet. In der gezeigten Ausführungsform charakterisiert das steigende Signal e eine Signalenergie des gefilterten Sensorsignals. Das heißt ein Wert des steigenden Signals e zu einem betrachteten Zeitpunkt t entspricht der Energie des gefilterten Sensorsignals zwischen dem Anfang des Messintervalls t = 0 und dem betrachteten Zeitpunkt t. Zur Berechnung des Werts des steigenden Signals e zum Zeitpunkt t wird im Falle eines kontinuierlichen gefilterten Sensorsignals ein Integral des Quadrates des gefilterten Sensorsignals über das Zeitintervall zwischen dem Anfang t = 0 des Messintervalls [0, T] und dem betrachteten Zeitpunkt t gebildet. Im Falle eines zeitdiskreten gefilterten Sensorsignals wird anstelle des Integrals eine entsprechende Summe berechnet. In nicht gezeigten Ausführungsformen wird nicht über das Quadrat des gefilterten Sensorsignals, sondern über eine andere geradzahlige Potenz des gefilterten Sensorsignals oder über den Betrag des gefilterten Sensorsignals integriert beziehungsweise summiert.Subsequently, in one step 35 a low-pass filtering of the sensor signal s made in order to eliminate punctually occurring interference or glitches. In one of the low-pass filtering 35 subsequent step 37 a monotone increasing signal e is calculated. In the embodiment shown, the rising signal e characterizes a signal energy of the filtered sensor signal. That is to say that a value of the rising signal e at an instant t considered corresponds to the energy of the filtered sensor signal between the beginning of the measuring interval t = 0 and the instant t considered. In order to calculate the value of the rising signal e at time t, in the case of a continuous filtered sensor signal, an integral of the square of the filtered sensor signal is formed over the time interval between the beginning t = 0 of the measuring interval [0, T] and the instant t considered. In the case of a discrete-time filtered sensor signal, a corresponding sum is calculated instead of the integral. In embodiments not shown, it is not integrated or summed over the square of the filtered sensor signal but via another even-numbered power of the filtered sensor signal or via the magnitude of the filtered sensor signal.

Bei der Tiefpassfilterung 35 handelt es sich um einen optionalen Schritt, der bei der Realisierung des Verfahrens auch entfallen kann. In diesem Fall würde der Schritt 37 direkt nach dem Schritt 33 ausgeführt werden, das heißt das monoton steigende Signal e wird direkt aus dem Sensorsignal s berechnet.For low-pass filtering 35 it is an optional step that can be omitted in the implementation of the process. In this case, the step would be 37 right after the step 33 be executed, that is, the monotone increasing signal e is calculated directly from the sensor signal s.

Man erkennt anhand 2, dass das steigende Signal e einen ersten Abschnitt 39 mit einer geringen Steigung, einen zweiten Abschnitt 41 mit einer Steigung, die höher ist als die Steigung des steigenden Signals e im ersten Abschnitt 39 sowie einen zwischen den beiden Abschnitten 39, 41 befindlichen Übergangsabschnitt 45, in dem die Steigung zunimmt, aufweist. Je nach Beschaffenheit des Einspritzventils 15 und je nach Ausgestaltung der Tiefpassfilterung 35 kann es sich bei dem Übergangsabschnitt 45 um einen Knick oder – wie in der gezeigten Ausführungsform – um einen gebogenen Bereich im Verlauf des Sensorsignals s handeln.One recognizes by means of 2 in that the rising signal e is a first section 39 with a slight slope, a second section 41 with a slope higher than the slope of the rising signal e in the first section 39 and one between the two sections 39 . 41 located transition section 45 , in which the slope increases, has. Depending on the nature of the injector 15 and depending on the configuration of the low-pass filtering 35 it may be at the transition section 45 a bend or, as in the embodiment shown, a bent region in the course of the sensor signal s.

In einem auf den Schritt 37 folgenden Schritt 47 wird ein erstes Fenster 49 zusammen mit einem von dem ersten Fenster zeitlich getrennten zweiten Fenster 51 in eine Optimallage t_{t, opt} verschoben. Dazu werden die beiden Fenster 49, 51 nacheinander in verschiedene Lagen t_{f, i} gebracht. Hierbei werden Breiten der beiden Fenster 49, 51 und ein Abstand Δt zwischen den beiden Fenstern 49, 51 konstant gehalten. Die verschiedenen Lagen t_{f, i} entsprechen einem linken Rand des ersten Fensters 49 innerhalb des Messintervalls [0, T]. In der gezeigten Ausführungsform handelt es sich bei dem steigenden Signal e um ein zeitdiskretes Signal. Werte des steigenden Signals e liegen daher nur für bestimmte Abtastzeitpunkte, die in einem konstanten Abtastintervall nacheinander im Zeitbereich angeordnet sind, vor. Dementsprechend umfasst jedes der beiden Fenster 49, 51 mehrere aufeinander folgende Abtastwerte, wobei die Anzahl der Abtastwerte eines Fensters sich aus dem Quotienten der Fensterbreite und dem Abtastintervall ergibt. Die verschiedenen Lagen t_f,
i werden dadurch eingestellt, dass die beiden Fenster 49, 51 zunächst in eine Anfangslage t_{f, 0} = 0 gebracht werden und jede weitere Lage t_{f, i} > 0 der verschiedenen Lagen t_{f, i} eingestellt wird, indem die beide Fenster 49, 51 jeweils um ein Abtastintervall auf der Zeitachse nach rechts verschoben werden. Eine Endlage t_{f, N} entspricht derjenigen Lage, bei welcher ein Verschieben der beiden Fenster 49, 51 um ein Abtastintervall dazu führen würde, dass zumindest ein Teil des ersten Fensters 49 oder des zweiten Fensters 51 außerhalb des Messintervalls [0, T] liegen würde. Ist die Endlage erreicht t_{f, N}, dann wurden alle zur weiteren Ausführung des Verfahrens benötigten verschiedenen Lagen t_{f, i} eingestellt.In one on the step 37 following step 47 becomes a first window 49 together with a second window temporally separated from the first window 51 into an optimal position t _{t, opt} shifted. These are the two windows 49 . 51 successively brought into different positions t _{f, i} . Here are widths of the two windows 49 . 51 and a distance Δt between the two windows 49 . 51 kept constant. The different layers t _{f, i} correspond to a left edge of the first window 49 within the measuring interval [0, T]. In the embodiment shown, the rising signal e is a discrete-time signal. Values of the rising signal e are therefore present only for certain sampling times that are arranged one after the other in the time domain in a constant sampling interval. Accordingly, each of the two windows comprises 49 . 51 a plurality of consecutive samples, the number of samples of a window being the quotient of the window width and the sampling interval. The different layers t _{f, i} are adjusted by the two windows 49 . 51 are first brought into an initial position t _{f, 0} = 0 and each further position t _{f, i} > 0 of the different layers t _{f, i is} set by the two windows 49 . 51 be shifted to the right by one sampling interval on the time axis. An end position t _{f, N} corresponds to that position in which a shift of the two windows 49 . 51 at a sampling interval would cause at least a portion of the first window 49 or the second window 51 outside the measuring interval [0, T]. If the end position is reached t _{f, N} , then all the different positions t _{f, i} required for further execution of the method have been set.

Für jede Lage t_{f, i} der beiden Fenster 49, 51 wird eine erste Funktion f in Form einer Geraden, die durch einen ersten Punkt A am linken Rand des ersten Fensters 49 und einem zweiten Punkt B am rechten Rand des ersten Fensters 49 geht, ermittelt. Des Weiteren wird eine zweite Funktion g in Form einer weiteren Geraden, die durch einen Dritten Punkt C des steigenden Signals e am linken Rand des zweiten Fensters 51 und einen vierten Punkt D durch das steigende Signal e am rechten Rand des zweiten Fensters 51 geht, ermittelt.For each layer t _{f, i of} the two windows 49 . 51 is a first function f in the form of a straight line through a first point A at the left edge of the first window 49 and a second point B on the right edge of the first window 49 goes, determined. Furthermore, a second function g in the form of a further straight line passing through a third point C of the rising signal e at the left edge of the second window 51 and a fourth point D by the rising signal e at the right edge of the second window 51 goes, determined.

Zum Ermitteln der Optimallage wird über die verschiedenen Lagen t_{f, i} der beiden Fenster 49, 51 ein Extremum, in der gezeigten Ausführungsform ein Maximum, einer dritten Funktion h ermittelt. Zu diesem Zweck wird ein Schnittpunkt P der ersten Funktion f und der zweiten Funktion g berechnet. Ein Funktionswert der dritten Funktion h ergibt sich aus der Differenz zwischen der Steigung der zweiten Funktion g am Schnittpunkt P und der Steigung der ersten Funktion f am Schnittpunkt P. Die Optimallage t_{f, opt} der beiden Fenster 49, 51 entspricht also derjenigen Lage an der der Funktionswert der dritten Funktion h maximal ist. Abweichend hiervon kann zur Berechnung des Funktionswert der dritten Funktion auch ein Quotient zwischen den beiden Steigungen ermittelt werden oder eine andere geeignete Berechnungsvorschrift angewendet werden. Werden die beiden Fenster 49, 51 wie oben beschrieben schrittweise verschoben, dann können die drei Funktionen f, g, h so gewählt werden, dass mindestens eine dieser Funktionen f, g, h inkrementell, das heißt ausgehend von den für die vorhergehende Lage t_f,
i-1 der beiden Fenster 49, 51 ermittelten Funktionen f, g, h, ermittelt werden kann.To determine the optimal position, the different layers t _{f, i of} the two windows are used 49 . 51 an extremum, in the embodiment shown, determines a maximum, a third function h. For this purpose, an intersection P becomes the first radio tion f and the second function g. A function value of the third function h results from the difference between the slope of the second function g at the intersection P and the slope of the first function f at the intersection P. The optimum position t _{f, opt of} the two windows 49 . 51 So corresponds to that position at which the function value of the third function h is maximum. Deviating from this, a quotient between the two slopes can also be determined or another suitable calculation rule can be used to calculate the function value of the third function. Be the two windows 49 . 51 as described above, the three functions f, g, h can be chosen so that at least one of these functions f, g, h incrementally, that is, starting from those for the previous position t _{f, i-1 of} the two windows 49 . 51 determined functions f, g, h, can be determined.

Man erkennt, dass in der Darstellung von 2 ein Unterschied zwischen den Steigungen der ersten Funktion und der zweiten Funktion am Schnittpunkt P bei den mittleren beiden Fenster 49, 51 am größten ist, so dass die Lage der mittleren beiden Fenster 49, 51 der Optimallage t_{f, opt} entspricht. Denn gerade für diese Optimallage t_{f, opt} weist der Funktionswert der dritten Funktion h den Maximalwert auf, während der Funktionswert der dritten Funktion h bei den beiden links der Optimallage t_{f, opt} befindlichen Fenstern 49, 51 (Lage t_{f, a}) und bei den beiden rechts von der Optimallage t_{f, opt} befindlichen Fenstern 49, 51 (Lage t_{f, b}) deutlich geringer ist als bei den in der Optimallage t_{f, opt} befindlichen Fenstern, da sich die Steigungen am Punkt P der ersten und der zweiten Funktion verhältnismäßig wenig unterscheiden.One recognizes that in the representation of 2 a difference between the slopes of the first function and the second function at the intersection P in the middle two windows 49 . 51 is the largest, so the location of the middle two windows 49 . 51 the optimal position t _{f, opt} corresponds. For it is precisely for this optimum position t _{f, opt} that the function value of the third function h has the maximum value, while the function value of the third function h is for the two windows on the left of the optimum position t _{f, opt} 49 . 51 (Position t _{f, a} ) and at the two right of the optimal position t _{f, opt} windows 49 . 51 (Position t _{f, b} ) is significantly lower than in the optimal position t _{f, opt} windows, since the slopes at the point P of the first and the second function relatively little different.

In dem in 2 gezeigten Verlauf der steigenden Funktion e entspricht die Lage des Schnittpunkts P der ersten Funktion f und der zweiten Funktion g der sich in der Optimallage t_f,
opt befindlichen beiden Fenster 49, 51 dem Zeitpunkt t_e des Bewegungsendes. Dementsprechend wird in einem letzten Schritt 55 des Verfahrens 31 der Zeitpunkt t_e des Bewegungsendes der Ventilnadel 25 aus der Lage des Schnittpunktes P bezüglich der Zeitachse ermittelt.In the in 2 the course of the increasing function e shown corresponds to the position of the point of intersection P of the first function f and the second function g of the two windows located in the optimum position t _{f, opt} 49 . 51 the time t _{e of} the end of movement. Accordingly, in a final step 55 of the procedure 31 the time t _{e of} the movement end of the valve needle 25 determined from the position of the intersection point P with respect to the time axis.

In der gezeigten Ausführungsform wird für das gesamte Messintervall [0, T] das steigende Signal e in einen Speicherbereich der Rechenmittel 30 der Steuer- oder Regeleinrichtung 29 abgelegt. Die beiden Fenster 49, 51 werden mit Hilfe geeigneter Index-Variablen, die eine relative Adresse bezogen auf einen Anfang des Speicherbereiches enthalten, verwalten. Beispielsweise kann eine Index-Variable vorgesehen werden, die auf den ersten Abtastwert des steigenden Signals e innerhalb des ersten Fensters 49 zeigt. Die Lage t_{f, i} der beiden Fenster 49, 51 innerhalb des Messintervalls [0, T] ergibt sich durch eine Multiplikation eines Wertes der Index-Variablen mit dem Abtastintervall. Abweichend vor der gezeigten Ausführungsform kann das Verfahren 31 auch auf andere Weise realisiert werden. So können zum Beispiel anstelle des Speicherbereichs für das steigende Signal e Ringpuffer für die beiden Fenster 49, 51 vorgesehen werden.In the embodiment shown, for the entire measuring interval [0, T], the rising signal e becomes a memory area of the calculating means 30 the control or regulating device 29 stored. The two windows 49 . 51 are managed using appropriate index variables that contain a relative address relative to a beginning of the memory area. For example, an index variable may be provided that corresponds to the first sample of the rising signal e within the first window 49 shows. The location t _{f, i of} the two windows 49 . 51 within the measuring interval [0, T] results from a multiplication of a value of the index variable with the sampling interval. Notwithstanding the illustrated embodiment, the method 31 can also be realized in other ways. For example, instead of the memory area for the rising signal, e ring buffers for the two windows 49 . 51 be provided.

Dadurch, dass zunächst die Optimallage t_{f, opt} des ersten Fensters 49 und des zweiten Fensters 51 ermittelt wird und anschließend der Zeitpunkt t_e des Bewegungsendes durch Ermitteln der Lage des Schnittpunkts P der zweiten Funktion f und der dritten Funktion g berechnet wird, kann mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens 31 der Zeitpunkt t_e des Bewegungsendes auf einfache Weise besonders genau ermittelt werden.Because first the optimal position t _{f, opt of} the first window 49 and the second window 51 is determined and then the time t _{e of} the end of movement is calculated by determining the position of the intersection point P of the second function f and the third function g, by means of the inventive method 31 the time t _{e of} the end of movement are determined in a simple manner particularly accurately.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 4308811 A1 [0004]

Claims

Procedure ( 31 ) for operating an internal combustion engine ( 19 ), wherein a time point (t _e ) of a movement end of a movable part ( 25 ) of a fuel valve ( 15 ), from a sensor signal (s) a monotonically rising signal over time (e) is calculated and in which depending on the rising signal (e) a first function (f), a second function (g) and an intersection ( P) of the two functions (f, g) are determined, wherein a position of the intersection point (P) in the time domain characterizes the time of the end of movement (t _e ), characterized in that the first function (f) consists of at least one value of the signal ( e) within a first window ( 49 ), and the second function (g) is determined from at least one value of the signal (e) which is within a second window ( 51 ), the first window ( 49 ) and the second window ( 51 ) are displaceable relative to the rising signal (e) and are shifted to an optimal position (t _{f, opt} ) defined by a function value of a third function (h) which is dependent on values of a slope of the first function (e). f) within the first window ( 49 ) and a slope of the second function (g) within the second window ( 51 ), takes an extreme value.

Procedure ( 31 ) according to claim 1, characterized in that the rising signal (e) is time-discrete and / or different positions (t _{f, i} ) of the two displaceable windows ( 49 . 51 ) a shift of the two windows ( 49 . 51 ) correspond to the rising signal (e) by an integer multiple of a sampling interval.

Procedure ( 31 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the first window ( 49 ) and the second window ( 51 ) are temporally spaced.

Procedure ( 31 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the function value of the third function (h) by forming a difference or a quotient of a slope of the second function (g) and a slope of the first function (f) at the intersection (P) of the first Function (f) and the second function (g) is determined.

Procedure ( 31 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the first function (f) and / or the second function (g) corresponds to a straight line.

Procedure ( 31 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the first function of a first point (A) and a second point (B) of the rising signal (e) and / or the third function of a third point (C) and a fourth Point (D) of the rising signal (e) is determined, wherein the first point (A) and the second point (B) within the first window ( 49 ) and the third point (C) and the fourth point (D) within the second window ( 51 ) lie.

Procedure ( 31 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the fuel valve is an injection valve ( 15 ) and the monotonically rising signal (e) over time from the sensor signal (s) one with the injection valve ( 15 ) coupled sensor, preferably an acceleration sensor or a structure-borne sound sensor ( 27 ), is determined.

Procedure ( 31 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the monotone rising signal over time (e) is determined such that a signal value of the rising signal (e) at each considered time within a measurement interval ([0, T]) a signal energy a portion of the sensor signal (s) characterized between a beginning of the measurement interval and the time considered.

Procedure ( 31 ) according to one of the preceding claims, characterized in that, when determining the monotonically increasing signal (e) over time, an intermediate signal from the sensor signal (s) is produced by low-pass filtering ( 35 ) is formed and from the intermediate signal, the monotonically rising signal over time (e) is determined.

Control device ( 29 ) for an internal combustion engine ( 19 ) for determining a point in time (t _e ) of a movement end of a movable part ( 25 ) of a fuel injection valve ( 15 ) and computing means ( 30 ), which are adapted to calculate from a sensor signal (s) a monotonously rising signal over time (e) and in dependence on the rising signal (e) a first function (f), a second function (g) and a Intersection point (P) of the two functions (f, g) whose position in the time domain characterizes the time of the end of movement (t _e ), characterized in that the computing means ( 30 ) are arranged to determine the first function (f) from at least one value of the signal (e) that is within a first window ( 49 ) is to determine the second function (g) from at least one value of the signal (e), which within a second window ( 51 ), the first window ( 49 ) and the second window ( 51 ) relative to the rising signal (e) to an optimal position (t _{f, opt} ) defined by a function value of a third function (h) that depends on values of a slope of the first function within the first window and a slope of the second function is formed within the second window, takes an extreme value.

Control device ( 29 ) according to claim 10, characterized in that the control or regulating device ( 29 ) for carrying out a method ( 31 ) is programmed according to one of claims 2 to 9.