DE102007060018B3

DE102007060018B3 - Verfahren und Steuereinheit zur elektrischen Ansteuerung eines Aktors eines Einspritzventils

Info

Publication number: DE102007060018B3
Application number: DE102007060018A
Authority: DE
Inventors: Klaus Hengl-Betz; Ulrike Klauk; Manfred Dr. Klepatsch
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2007-12-13
Filing date: 2007-12-13
Publication date: 2009-06-18
Anticipated expiration: 2027-12-14
Also published as: KR20100102655A; US8521401B2; KR101476990B1; WO2009074375A1; US20100307456A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur elektrischen Ansteuerung eines Aktors eines Einspritzventils in einer Einspritzanlage für eine Brennkraftmaschine, mit den folgenden Schritten: Vorgabe eines Soll-Werts für eine Regelgröße (E) des Aktors, Vorsteuerung der Regelgröße (E) gemäß einer Vorsteuerkennlinie, die durch einen Achsenabschnitt (OffsCal, Offs-Real) und eine Kennliniensteigung vorgegeben ist, wobei im Rahmen der Vorsteuerung entsprechend dem vorgegebenen Soll-Wert gemäß der Vorsteuerkennlinie eine Steuergröße zur elektrischen Ansteuerung des Aktors bestimmt wird, sowie Nachregelung der Vorsteuerkennlinie, wobei im Rahmen der Nachregelung eine Regelabweichung (DeltaE) ermittelt und die Vorsteuerkennlinie in Abhängigkeit von der Regelabweichung (DeltaE) adaptiert wird. Es wird vorgeschlagen, dass im Rahmen der Nachregelung der Achsenabschnitt der Vorsteuerkennlinie eingestellt wird. Weiterhin umfasst die Erfindung eine entsprechende Steuereinheit.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur elektrischen Ansteuerung eines Aktors eines Einspritzventils in einer Einspritzanlage für eine Brennkraftmaschine.
Weiterhin betrifft die Erfindung eine entsprechende Steuereinheit, sowie ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen Steuereinheit.
Bei modernen Einspritzanlagen für Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen werden zur mechanischen Betätigung der Einspritzventile Piezoaktoren eingesetzt, die elektrisch angesteuert werden und in Abhängigkeit von der in ihnen gespeicherten elektrischen Energie eine entsprechende Verschiebung einer Düsennadel in dem jeweiligen Einspritzventil bewirken, wobei der Hub der Düsennadel eine Funktion der in dem Piezoaktor gespeicherten elektrischen Energie ist.
Die elektrische Ansteuerung der Piezoaktoren erfolgt üblicherweise durch eine Vorsteuerung mit einer überlagerten Regelung. Hierbei wird die gewünschte elektrische Energie des Piezoaktors und damit der gewünschte Hub der Düsennadel als Soll-Wert vorgegeben. Die Vorsteuerung ermittelt dann gemäß einer vorgegebenen Vorsteuerkennlinie eine entsprechende Steuergröße, wie beispielsweise das Tastverhältnis für eine pulsweitenmodulierte Ansteuerung einer Endstufe. Aus DE 10 2005 010 028 A1 ist es weiterhin bekannt, im Rahmen der überlagerten Regelung die Vorsteuerkennlinie zu adaptieren, indem die Kennliniensteigung im Rahmen der Regelung eingestellt wird.
Nachteilig an der Regelung gemäß DE 10 2005 010 028 A1 ist die Tatsache, dass die modellierte Vorsteuerkennlinie nicht exakt mit dem realen Verhalten des Systems übereinstimmt.
Dies führt bei einem Soll-Wert-Sprung dazu, dass zunächst eine Regelabweichung auftritt. Diese Regelabweichung wird zwar von der Regelung ausgeregelt, indem die Kennliniensteigung der Vorsteuerkennlinie entsprechend adaptiert wird. Während der Einstellzeit der Regelung tritt jedoch eine dynamische Regelabweichung auf, die unerwünscht ist.
Aus der DE 39 26 031 C1 ist ein Verfahren zur Adaption eines Stellgliedkennlinienverlaufs eines die Luftzufuhr zu einer Brennkraftmaschine beeinflussenden Stellers in Verbindung mit einer Leerlauffüllungs- bzw. Drehzahlreglung bekannt, wobei in Abhängigkeit einer vorgegebenen und eines gemessenen, ein Maß für den Luftdurchsatz der Brennkraftmaschine darstellenden Signalwertes ein Signal gebildet wird, das den Fußpunkt der Kennlinie verändert. Das dieses den Fußpunkt der Kennlinie verändernde Signal wird derart beeinflusst, dass der Kennlinienfußpunkt auf einen vorgegebenen minimalen Wert begrenzt ist, wobei der minimale Wert abhängig von der Motor- und/oder der Ansauglufttemperatur ist.
In der DE 103 40 975 A1 ist ein Verfahren für die Steuerung eines Stellglieds, insbesondere für die Steuerung eines von einem Piezo-Aktor angetriebenen Kraftstoffeinspritzventils beschrieben. Dabei wird durch Beaufschlagung des Piezo-Aktors mit einer Referenzladung ein Referenzhub des Kraftstoffeinspritzventils erreicht. Der Piezo-Aktor wird in Schließposition des Kraftstoffeinspritzventils durch eine Ladung vorgespannt. Die Ladung kann dabei bestimmt werden aus dem Schnittpunkt der Ladungs-Hub-Kennlinie des Kraftstoffeinspritzventils mit einem fiktiven negativen Hubwert.
Die DE 103 11 011 A1 zeigt ein Verfahren zum Ansteuern eines Einspritzventils einer Brennkraftmaschine gemäß einer Nadelhub(H)-elektrische-Größe(G)-Kennlinie mit einem Offset-Wert der elektrischen Größe, wobei der Betrag des Offset- Wertes so gewählt ist, dass er den Öffnungspunkt des individuell verwendeten Einspritzventils repräsentiert. Dabei wird der Betrag des Offset-Wertes durch Ausführen der folgenden Schritte ermittelt: a) Auswählen und Einstellen eines geeigneten Arbeitspunktes auf der Kennlinie, b) Verändern der elektrischen Größe, mit welcher das Einspritzventil angesteuert wird, gegenüber dem Betrag der elektrischen Größe im Arbeitspunkt, c) Ermitteln der aus der Veränderung der elektrischen Größe der resultierenden Veränderung des Nadelhubs des Einspritzventils gegenüber dessen Nadelhub im Arbeitspunkt und d) Berechnen des gesuchten Offset-Wertes der elektrischen Größe aus der Veränderung der elektrischen Größe und der daraus resultierenden Veränderung des Nadelhubs unter der Voraussetzung, dass die Kennlinie linear verläuft.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die bekannte Nachregelung der Vorsteuerkennlinie entsprechend zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch ein erfindungsgemäßes Verfahren bzw. eine entsprechende Steuereinheit gemäß den nebengeordneten Ansprüchen gelöst.
Die Erfindung umfasst die allgemeine technische Lehre, bei der Nachregelung der Vorsteuerkennlinie nicht nur die Kennliniensteigung einzustellen, sondern den Achsenabschnitt der Vorsteuerkennlinie, um die Vorsteuerkennlinie möglichst genau an das tatsächliche Systemverhalten anzupassen.
Vorzugsweise erfolgt die Nachregelung der Vorsteuerkennlinie bei einem Soll-Wert-Sprung, wobei die dynamische Regelabweichung ermittelt wird, die unmittelbar nach dem Soll-Wert-Sprung vor der Ausregelung vorübergehend auftritt. Die Vorsteuerkennlinie wird dann in Abhängigkeit von der dynamischen Regelabweichung eingestellt. Diesem Gedanken liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die dynamische Regelabweichung bei einem Soll-Wert-Sprung dadurch verursacht wird, dass die Vorsteuerkennlinie das tatsächliche Systemverhalten nicht korrekt wiedergibt.
Bei der Berechnung des adaptierten Achsenabschnitts der Vorsteuerkennlinie werden vorzugsweise folgende Großen berücksichtigt:

– Soll-Wert der Regelgröße (z. B. Aktorenergie) vor dem Soll-Wert-Sprung,
– Soll-Wert der Regelgröße nach dem Soll-Wert-Sprung,
– Ist-Wert der Regelgröße unmittelbar nach dem Soll-Wert-Sprung vor der Ausregelung der Regelabweichung,
– Steuer- bzw. Stellgröße (z. B. Tastverhältnis der pulsweitenmodulierten Ansteuerung der Endstufe) vor dem Soll-Wert-Sprung,
– Steuer- bzw. Stellgröße nach dem Soll-Wert-Sprung vor der Ausregelung der Regelabweichung.

Die Berechnung des adaptierten Achsenabschnitts erfolgt hierbei vorzugsweise nach folgender Formel:
mit:

OffsReal:: Adaptierter Achsenabschnitt der Vorsteuerkennlinie nach der Nachregelung,
OffsCal:: Nicht adaptierter Achsenabschnitt der Vorsteuerkennlinie vor der Nachregelung,
E1_SOLL:: Soll-Wert der Regelgröße vor dem Soll-Wert-Sprung,
E2_SOLL:: Soll-Wert der Regelgröße nach dem Soll-Wert-Sprung,
E2_IST:: Ist-Wert der Regelgröße unmittelbar nach dem Soll-Wert-Sprung vor der Ausregelung der Regelabweichung,
ΔE:: = E2_IST – E2_SOLL, Regelabweichung der Regelgröße unmittelbar nach dem Soll-Wert-Sprung vor der Ausregelung der Regelabweichung,
PWM1:: Steuer- bzw. Stellgröße vor dem Soll-Wert-Sprung, und/oder
PWM2:: Steuer- bzw. Stellgröße unmittelbar nach dem Soll-Wert-Sprung vor der Ausregelung der Regelabweichung.

In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Rahmen der Nachregelung nicht nur der Achsenabschnitt der Vorsteuerkennlinie eingestellt, sondern auch die Kennliniensteigung der Vorsteuerkennlinie.
Bei der Nachregelung der Kennliniensteigung der Vorsteuerkennlinie werden vorzugsweise folgende Größen berücksichtigt:

– Steuer- bzw. Stellgröße vor dem Soll-Wert-Sprung,
– Achsenabschnitt der Vorsteuerkennlinie vor dem Soll-Wert-Sprung,
– adaptierter Achsenabschnitt der Vorsteuerkennlinie nach dem Soll-Wert-Sprung,
– Soll-Wert vor dem Soll-Wert-Sprung.

Die Berechnung der adaptierten Kennliniensteigung der Vorsteuerkennlinie erfolgt hierbei vorzugsweise nach folgender Formel:
mit:

K_REAL:: Adaptierte Kennliniensteigung der Vorsteuerkennlinie nach der Nachregelung
PWM1:: Steuer- bzw. Stellgröße vor dem Soll-Wert-Sprung,
OffsReal:: Adaptierter Achsenabschnitt der Vorsteuerkennlinie nach der Nachregelung,
E1_SOLL:: Soll-Wert der Regelgröße (E) vor dem Soll-Wert-Sprung.

Die Ansteuerung des Aktors erfolgt vorzugsweise pulsweitenmoduliert durch eine Endstufe mit einem variablen Tastverhältnis, wobei die im Rahmen der Erfindung gesteuerte und nachgeregelte Steuergröße das Tastverhältnis der Endstufe ist. Die Erfindung ist jedoch hinsichtlich der elektrischen Ansteuerung des Aktors nicht auf eine pulsweitenmodulierte Ansteuerung beschränkt, sondern grundsätzlich auch mit anderen Ansteuerungsverfahren realisierbar.
Weiterhin handelt es sich bei dem Aktor im Rahmen der Erfindung vorzugsweise um einen Piezoaktor. Die Erfindung ist jedoch hinsichtlich des Aktortyps nicht auf Piezoaktoren beschränkt, sondern grundsätzlich auch mit anderen Aktortypen realisierbar.
Es wurde bereits vorstehend ausgeführt, dass die Regelgröße des Aktors vorzugsweise die in dem Aktor gespeicherte elektrische Energie ist, die bei Piezoaktoren den Hub der Düsennadel des Einspritzventils bestimmt. Die Erfindung ist jedoch hinsichtlich der Regelgröße nicht auf die in dem Aktor gespeicherte Energie beschränkt. Beispielsweise können bei anderen Aktortypen auch andere Regelgrößen den Hub der Düsennadel bestimmen.
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung erfolgt die Nachregelung der Vorsteuerkennlinie nicht dauerhaft, sondern nur bei Bedarf, d. h. wenn die Vorsteuerkennlinie das tatsächliche Systemverhalten nicht mehr hinreichend genau wiedergibt.
Die Nachregelung der Vorsteuerkennlinie erfolgt deshalb im Betrieb der Einspritzanlage vorzugsweise nur vorübergehend und/oder nur vereinzelt.
Bei einer bedarfsgesteuerten Nachregelung der Vorsteuerkennlinie kann der Regelbedarf daran erkannt werden, dass die bei einem Soll-Wert-Sprung auftretende dynamische Regelabweichung betragsmäßig einen vorgegebenen Maximalwert überschreitet. Die Nachregelung des Achsenabschnitts der Vorsteuerkennlinie erfolgt deshalb vorzugsweise nur dann, wenn die bei einem Soll-Wert-Sprung auftretende dynamische Regelabweichung den vorgegebenen Maximalwert überschreitet.
In einer anderen Variante der Erfindung werden dagegen die Umgebungsbedingungen der Einspritzanlage auf eine Änderung hin überprüft, wobei die Nachregelung der Vorsteuerkennlinie nur dann erfolgt, wenn sich die Umgebungsbedingungen in einem bestimmten Maße geändert haben. Beispielsweise kann hierbei die Temperatur, insbesondere die Umgebungstemperatur, die Kühlmitteltemperatur oder die Öltemperatur, überprüft werden. Ferner kann der Alterungszustand der Brennkraftmaschine, der Einspritzanlage und/oder des Aktors überprüft werden, um in bestimmten Intervallen eine Nachregelung der Vorsteuerkennlinie vorzunehmen. Schließlich kann die elektrische Kapazität des Aktors überwacht werden, so dass bei einer Kapazitätsänderung eine Nachregelung der Vorsteuerkennlinie vorgenommen werden kann.
Neben dem vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren umfasst die Erfindung auch eine entsprechende Steuereinheit, welche das erfindungsgemäße Verfahren ausführt.
Schließlich umfasst die Erfindung auch ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen Steuereinheit, die das erfindungsgemäße Verfahren ausführt.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten oder werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:
1 eine vereinfachte Darstellung einer erfindungsgemäßen Steuereinheit zur Ansteuerung eines Piezoaktors,
2 eine modellierte und eine reale Vorsteuerkennlinie zur Bestimmung des Tastverhältnisses der pulsweitenmodulierten Aktoransteuerung in Abhängigkeit von der gewünschten Aktorenergie, sowie
3A, 3B das erfindungsgemäße Verfahren in Form eines Flussdiagramms.
1 zeigt eine vereinfachte, schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Steuereinheit 1 zur Ansteuerung eines Piezoaktors 2, wobei der Piezoaktor 2 in herkömmlicher Weise ein Einspritzventil 3 für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs betätigt.
Die Steuereinheit 1 erhält hierbei eingangsseitig von einer elektronischen Motorsteuerung (ECU: Electronic Control Unit) Soll-Werte E_SOLL für die in dem Piezoaktor 2 gespeicherte Aktorenergie, da die Aktorenergie E den Hub der Düsennadel des Einspritzventils 3 und damit einen Kraftstoffvolumenfluss Q bestimmt.
Die elektrische Ansteuerung des Piezoaktors 2 erfolgt in herkömmlicher Weise pulsweitenmoduliert durch eine Endstufe 4 mit einem variablen Tastverhältnis PWM.
Das Tastverhältnis PWM wird hierbei von einer Vorsteuerung 5 entsprechend einer Vorsteuerkennlinie in Abhängigkeit von dem gewünschten Soll-Wert E_SOLL bestimmt.
Weiterhin weist die Steuereinheit 1 ein Messglied 6 auf, das einen Ist-Wert E_IST der Aktorenergie E misst, um die Vorsteuerkennlinie nachregeln zu können.
Der Ist-Wert E_IST wird deshalb einem Subtrahierer 7 zugeführt, der aus dem vorgegebenen Soll-Wert E_SOLL und dem gemessenen Ist-Wert E_IST der Aktorenergie E eine Regelabweichung ΔE berechnet, die einem Regler 8 zugeführt wird.
Der Regler 8 kann dann die von der Vorsteuerung 5 verwendete Vorsteuerkennlinie nachregeln, falls dies erforderlich sein sollte. Eine Nachregelung der Vorsteuerkennlinie ist beispielsweise erforderlich, wenn die modellierte und von der Vorsteuerung 5 verwendete Vorsteuerkennlinie das tatsächliche Systemverhalten nicht hinreichend exakt wiedergibt, was bei einem Soll-Wert-Sprung zu einer großen dynamischen Regelabweichung ΔE führt.
Bei der Nachregelung der Vorsteuerkennlinie stellt der Regler 8 sowohl einen Achsenabschnitt OffsCal als auch eine Kennliniensteigung K_CAL ein, wie noch detailliert beschrieben wird.
Die Nachregelung der Vorsteuerkennlinie erfolgt jedoch bei der Steuereinheit 1 nicht permanent, sondern nur bedarfsgesteuert, wenn die modellierte Vorsteuerkennlinie das tatsächliche Systemverhalten nicht mehr hinreichend exakt wiedergibt. Dies kann daran erkannt werden, dass die dynamische Regelabweichung ΔE bei einem Soll-Wert-Sprung einen vorgegebenen Maximalwert ΔE_MAX überschreitet.
Im Folgenden werden nun unter Bezugnahme auf das Diagramm in 2 die wesentlichen Parameter von Variablen der Vorsteuerung erläutert.
So zeigt das Diagramm eine modellierte Vorsteuerkennlinie 9, die durch einen Achsenabschnitt OffsCal und eine Kennliniensteigung K_CAL definiert wird.
Weiterhin zeigt das Diagramm eine reale Vorsteuerkennlinie 10, die durch einen Achsenabschnitt OffsReal und eine Kennliniensteigung K_REAL definiert ist und welche die tatsächliche Abhängigkeit des Tastverhältnisses PWM von der resultierenden Aktorenergie E wiedergibt.
Die Abweichung zwischen der modellierten Vorsteuerkennlinie 9 und der realen Vorsteuerkennlinie 10 führt bei einem Soll-Wert-Sprung von einem ersten Soll-Wert E1_SOLL zu einem zweiten Soll-Wert E2_SOLL zu einer dynamischen Regelabweichung ΔE.
Im Folgenden wird nun unter Bezugnahme auf das in den 3A und 3B dargestellte Flussdiagramm das erfindungsgemäße Verfahren beschrieben.
In einem ersten Schritt S1 wird zunächst die modellierte Vorsteuerkennlinie 9 vorgegeben, indem der Achsenabschnitt OffsCal und die Kennliniensteigung K_CAL definiert wird.
In einem zweiten Schritt S2 wird dann ein erster Soll-Wert E1_SOLL für die Aktorenergie E des Piezoaktors 2 vorgegeben.
In einem Schritt S3 wird dann gemäß der modellierten Vorsteuerkennlinie 9 aus dem vorgegebenen Soll-Wert E1_SOLL ein Tastverhältnis PWM1 ermittelt.
Die Endstufe 4 für den Piezoaktor 2 wird dann in einem Schritt S4 mit diesem Tastverhältnis PWM 1 angesteuert.
In einem Schritt S5 wird dann ein neuer Soll-Wert E2_SOLL für die Aktorenergie des Piezoaktors 2 vorgegeben, was zu einem Soll-Wert-Sprung führt.
In einem Schritt S6 wird dann gemäß der modellierten Vorsteuerkennlinie 9 ein entsprechendes Tastverhältnis PWM2 in Abhängigkeit von dem neuen Soll-Wert E2_SOLL ermittelt.
Die Endstufe 4 wird dann mit dem neuen Tastverhältnis PWM2 in einem Schritt S7 angesteuert.
In einem Schritt S8 misst das Messglied 6 dann den Ist-Wert E2_IST der Aktorenergie unmittelbar nach dem Soll-Wert-Sprung vor dem Ausregeln der Regelabweichung.
Der Subtrahierer 7 berechnet dann in einem Schritt S9 die Regelabweichung ΔE = E2_IST – E2_SOLL.
In einem weiteren Schritt S10 überprüft der Regler 8 dann, ob die dynamische Regelabweichung ΔE einen vorgegebenen Maximalwert ΔE_MAX überschreitet. Dies ist dann der Fall, wenn die mo dellierte Vorsteuerkennlinie 9 nicht hinreichend exakt mit der realen Vorsteuerkennlinie 10 übereinstimmt.
Falls die bei dem Soll-Wert-Sprung auftretende dynamische Regelabweichung ΔE den vorgegebenen Maximalwert ΔE_MAX nicht überschreitet, so ist keine Nachregelung der modellierten Vorsteuerkennlinie 9 erforderlich und die Steuereinheit übernimmt in einem Schritt S11 die neuen Werte und fährt anschließend mit Schritt S5 fort.
Falls die bei dem Soll-Wert-Sprung auftretende dynamische Regelabweichung ΔE dagegen den vorgegebenen Maximalwert ΔE_MAX überschreitet, so erfolgt die in 3B dargestellte Nachregelung der Vorsteuerkennlinie 9.
Hierzu wird in einem Schritt S12 zunächst die Abweichung ΔOffs zwischen dem Achsenabschnitt OffsReal der realen Vorsteuerkennlinie 10 von dem Achsenabschnitt OffsCal der modellierten Vorsteuerkennlinie 9 berechnet, wobei sich der Fehler ΔOffs durch Anwendung des Strahlensatzes aus folgender Formel ergibt:
mit:

E1_SOLL:: Soll-Wert der Aktorenergie E vor dem Soll-Wert-Sprung
E2_SOLL:: Soll-Wert der Aktorenergie E nach dem Soll-Wert-Sprung
ΔE:: dynamische Regelabweichung unmittelbar nach dem Soll-Wert-Sprung
PWM1:: Tastverhältnis der Endstufe vor dem Soll-Wert-Sprung
PWM2:: Tastverhältnis der Endstufe nach dem Soll-Wert-Sprung.

In einem anschließenden Schritt S13 wird dann der neue Achsenabschnitt OffsReal der adaptierten Vorsteuerkennlinie nach folgender Formel berechnet: OffsReal = OffsCal + ΔOffs.
In einem Schritt S14 wird dann auch die Kennliniensteigung der Vorsteuerkennlinie nach folgender Formel adaptiert
mit:

PWM1:: Tastverhältnis vor dem Soll-Wert-Sprung
OffsCal:: Achsenabschnitt der nicht adaptierten Vorsteuerkennlinie 9
ΔOffs:: Abweichung zwischen Achsenabschnitt OffsReal und dem Achsenabschnitt OffsCal
E1_SOLL:: Soll-Wert der Aktorenergie E vor dem Soll-Wert-Sprung.

In einem Schritt S15 werden dann die Kennlinienparameter der Vorsteuerkennlinie aktualisiert.
Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene bevorzugte Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen.

Claims

Verfahren zur elektrischen Ansteuerung eines Aktors eines Einspritzventils in einer Einspritzanlage für eine Brennkraftmaschine, mit den folgenden Schritten: a) Vorgabe eines Soll-Werts (E1_SOLL, E2_SOLL) für eine Regelgröße (E) des Aktors, b) Vorsteuerung der Regelgröße (E) gemäß einer Vorsteuerkennlinie, die durch einen Achsenabschnitt (OffsCal, OffsReal) und eine Kennliniensteigung (K_CAL, K_REAL) vorgegeben ist, wobei im Rahmen der Vorsteuerung entsprechend dem vorgegebenen Soll-Wert (E1_SOLL, E2_SOLL) gemäß der Vorsteuerkennlinie eine Steuergröße (PWM1, PWM2) zur elektrischen Ansteuerung des Aktors bestimmt wird, c) Nachregelung der Vorsteuerkennlinie, wobei im Rahmen der Nachregelung eine Regelabweichung (ΔE) ermittelt und die Vorsteuerkennlinie in Abhängigkeit von der Regelabweichung (ΔE) adaptiert wird, dadurch gekennzeichnet, d) dass im Rahmen der Nachregelung der Achsenabschnitt (OffsCal, OffsReal) der Vorsteuerkennlinie eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Nachregelung bei einem Soll-Wert-Sprung erfolgt, b) dass bei dem Soll-Wert-Sprung die dynamische Regelabweichung (ΔE) ermittelt wird, die unmittelbar nach dem Soll-Wert-Sprung vor der Ausregelung vorübergehend auftritt, und c) dass die Vorsteuerkennlinie in Abhängigkeit von der dynamischen Regelabweichung (ΔE) eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der adaptierte Achsenabschnitt der Vorsteuerkennlinie aus folgenden Größen berechnet wird: a) Soll-Wert (E1_SOLL) der Regelgröße (E) vor dem Soll-Wert-Sprung, b) Soll-Wert (E2_SOLL) der Regelgröße (E) nach dem Soll-Wert-Sprung, c) Ist-Wert (E2_IST) der Regelgröße (E) unmittelbar nach dem Soll-Wert-Sprung vor der Ausregelung der Regelabweichung (ΔE), d) Steuergröße (PWM1) vor dem Soll-Wert-Sprung (PWM1), e) Steuergröße (PWM2) unmittelbar nach dem Soll-Wert-Sprung vor der Ausregelung der Regelabweichung (ΔE).
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der adaptierte Achsenabschnitt (OffsReal) der Vorsteuerkennlinie nach folgender Formel berechnet wird:
mit OffsReal: Adaptierter Achsenabschnitt der Vorsteuerkennlinie nach der Nachregelung, OffsCal: Nicht adaptierter Achsenabschnitt der Vorsteuerkennlinie vor der Nachregelung, E1_SOLL: Soll-Wert der Regelgröße (E) vor dem Soll-Wert-Sprung, E2_SOLL: Soll-Wert der Regelgröße (E) nach dem Soll-Wert-Sprung, E2_IST: Ist-Wert der Regelgröße (E) unmittelbar nach dem Soll-Wert-Sprung vor der Ausregelung der Regelabweichung, ΔE: = E2_IST – E2_SOLL, Regelabweichung der Regelgröße (E) unmittelbar nach dem Soll-Wert-Sprung vor der Ausregelung der Regelabweichung, PWM1: Steuergröße vor dem Soll-Wert-Sprung, und/oder PWM2: Steuergröße unmittelbar nach dem Soll-Wert-Sprung vor der Ausregelung der Regelabweichung.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Rahmen der Nachregelung zusätzlich zu dem Achsenabschnitt (OffsCal, OffsReal) der Vorsteuerkennlinie auch die Kennliniensteigung (K_CAL, K_REAL) der Vorsteuerkennlinie eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die adaptierte Kennliniensteigung der Vorsteuerkennlinie in Abhängigkeit von folgenden Größe berechnet wird: a) Steuergröße (PWM1) vor dem Soll-Wert-Sprung, b) Achsenabschnitt (OffsCal) der Vorsteuerkennlinie vor dem Soll-Wert-Sprung, c) Adaptierter Achsenabschnitt (OffSReal) der Vorsteuerkennlinie nach dem Soll-Wert-Sprung, und/oder d) Soll-Wert (E1_SOLL) vor dem Soll-Wert-Sprung.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die adaptierte Kennliniensteigung (K_REAL) der Vorsteuerkennlinie nach folgender Formel berechnet wird:
mit K_REAL: Adaptierte Kennliniensteigung der Vorsteuerkennlinie nach der Nachregelung PWM1: Steuergröße vor dem Soll-Wert-Sprung, OffsReal: Adaptierter Achsenabschnitt der Vorsteuerkennlinie nach der Nachregelung, E1_SOLL: Soll-Wert der Regelgröße (E) vor dem Soll-Wert-Sprung.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgenden Schritte: Pulsweitenmodulierte Ansteuerung des Aktors durch eine Endstufe mit einem variablen Tastverhältnis, wobei die vorgesteuerte und geregelte Steuergröße das Tastverhältnis der Endstufe ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor ein Piezoaktor ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelgröße (E) des Aktors die in dem Aktors gespeicherte elektrische Energie ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachregelung der Vorsteuerkennlinie im Betrieb der Einspritzanlage nur vorübergehend und/oder vereinzelt erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, a) dass bei einem Soll-Wert-Sprung die dynamische Regelabweichung (ΔE) ermittelt wird, die unmittelbar nach dem Soll-Wert-Sprung vor der Ausregelung vorübergehend auftritt, b) dass die dynamische Regelabweichung (ΔE) mit einem vorgegebenen Maximalwert (ΔE_MAX) verglichen wird, c) dass die Vorsteuerkennlinie nur dann nachgeregelt wird, wenn die dynamische Regelabweichung (ΔE) den Maximalwert (ΔE_MAX) überschreitet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, a) dass im normalen Betrieb der Einspritzanlage Umgebungsbedingungen auf eine Änderung hin überprüft werden, b) dass die Nachregelung der Vorsteuerkennlinie nur erfolgt, wenn sich die Umgebungsbedingungen geändert haben.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass folgende Umgebungsbedingungen auf eine Änderung hin überprüft werden: a) Temperatur, insbesondere Umgebungstemperatur, Kühlwassertemperatur oder Öltemperatur, b) Alterungszustand der Brennkraftmaschine, der Einspritzanlage und/oder des Aktors, und/oder c) Elektrische Kapazität des Aktors.
Steuereinheit zur elektrischen Ansteuerung eines Aktors eines Einspritzventils in einer Einspritzanlage für eine Brennkraftmaschine, mit a) einer Vorsteuerung, die eine Regelgröße (E) des Aktors entsprechend einem vorgegebenen Soll-Wert (E1_SOLL, E2_SOLL) gemäß einer Vorsteuerkennlinie einstellt, wobei die Vorsteuerkennlinie durch einen Achsenabschnitt (OffsCal, OffsReal) und eine Kennliniensteigung (K_CAL, K_REAL) definiert ist, und b) einem Regler, der eine Regelabweichung der Regelgröße (E) ermittelt und die Vorsteuerkennlinie in Abhängigkeit von der Regelabweichung (ΔE) nachregelt, dadurch gekennzeichnet, c) dass der Regler im Rahmen der Nachregelung den Achsenabschnitt (OffsCal, OffsReal) der Vorsteuerkennlinie einstellt.
Steuereinheit nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, a) dass der Regler den Achsenabschnitt (OffsCal, OffsReal) und/oder die Kennliniensteigung der Vorsteuerkennlinie bei einem Soll-Wert-Sprung nachregelt, b) dass der Regler bei dem Soll-Wert-Sprung die dynamische Regelabweichung ermittelt, die unmittelbar nach dem Soll-Wert-Sprung vor der Ausregelung vorübergehend auftritt, und c) dass der Regler die Vorsteuerkennlinie in Abhängigkeit von der dynamischen Regelabweichung einstellt.
Steuereinheit nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Regler den adaptierten Achsenabschnitt (OffsReal) der Vorsteuerkennlinie aus folgenden Größen berechnet: a) Soll-Wert der Regelgröße (E) vor dem Soll-Wert-Sprung (E1_SOLL) b) Soll-Wert der Regelgröße (E) nach dem Soll-Wert-Sprung (E2_SOLL), c) Ist-Wert der Regelgröße (E) unmittelbar nach dem Soll-Wert-Sprung vor der Ausregelung der Regelabweichung (E2_IST), d) Steuergröße vor dem Soll-Wert-Sprung (PWM1), e) Steuergröße unmittelbar nach dem Soll-Wert-Sprung vor der Ausregelung der Regelabweichung (PWM2).
Steuereinheit nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Regler den adaptierten Achsenabschnitt (OffsReal) der Vorsteuerkennlinie nach folgender Formel berechnet:
mit OffsReal: Adaptierter Achsenabschnitt der Vorsteuerkennlinie nach der Nachregelung, OffsCal: Nicht adaptierter Achsenabschnitt der Vorsteuerkennlinie vor der Nachregelung, E1_SOLL: Soll-Wert der Regelgröße (E) vor dem Soll-Wert-Sprung, E2_SOLL: Soll-Wert der Regelgröße (E) nach dem Soll-Wert-Sprung, E2_IST: Ist-Wert der Regelgröße (E) unmittelbar nach dem Soll-Wert-Sprung vor der Ausregelung der Regelabweichung, ΔE: = E2_IST – E2_SOLL, Regelabweichung der Regelgröße (E) unmittelbar nach dem Soll-Wert-Sprung vor der Ausregelung der Regelabweichung, PWM1: Steuergröße vor dem Soll-Wert-Sprung, und/oder PWM2: Steuergröße unmittelbar nach dem Soll-Wert-Sprung vor der Ausregelung der Regelabweichung.
Steuereinheit nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Regler im Rahmen der Nachregelung zusätzlich zu dem Achsenabschnitt (OffsCal, OffsReal) der Vorsteuerkennlinie auch die Kennliniensteigung der Vorsteuerkennlinie einstellt.
Steuereinheit nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Regler die adaptierte Kennliniensteigung (K_REAL) der Vorsteuerkennlinie in Abhängigkeit von folgenden Größen berechnet: a) Steuergröße vor dem Soll-Wert-Sprung (PWM1), b) Achsenabschnitt (OffsCal) der Vorsteuerkennlinie vor dem Soll-Wert-Sprung, c) Adaptierter Achsenabschnitt (OffsReal) der Vorsteuerkennlinie nach dem Soll-Wert-Sprung, und/oder d) Soll-Wert (E1_SOLL) vor dem Soll-Wert-Sprung.
Steuereinheit nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Regler die adaptierte Kennliniensteigung (K_REAL) der Vorsteuerkennlinie nach folgender Formel berechnet:
mit K: Adaptierte Kennliniensteigung der Vorsteuerkennlinie nach der Nachregelung PWM1: Steuergröße vor dem Soll-Wert-Sprung, OffsReal: Adaptierter Achsenabschnitt der Vorsteuerkennlinie nach der Nachregelung, E1_SOLL: Soll-Wert der Regelgröße (E) vor dem Soll-Wert-Sprung.
Steuereinheit nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Steuereinheit bei einem Soll-Wert-Sprung die dynamische Regelabweichung (ΔE) ermittelt, die unmittelbar nach dem Soll-Wert-Sprung vor der Ausregelung vorübergehend auftritt, b) dass die Steuereinheit die dynamische Regelabweichung (ΔE) mit einem vorgegebenen Maximalwert (ΔE_MAX) vergleicht, c) dass die Steuereinheit den Achsenabschnitt (OffsCal, OffsReal) der Vorsteuerkennlinie nur dann nachregelt, wenn die dynamische Regelabweichung (ΔE) betragsmäßig den Maximalwert (ΔE_MAX) überschreitet.
Kraftfahrzeug mit einer Steuereinheit nach einem der Ansprüche 15 bis 22.