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Stand der Technik
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Ermittlung Ansteuerung eines Kraftstoffinjektors, insbesondere
für eine Brennkraftmaschine.
Ferner betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt zur Ausführung des
Verfahrens.
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Moderne
Brennkraftmaschinen weisen oft Kraftstoffinjektoren auf, die durch
eine geeignete Steuer-vorrichtungen mit elektrischen Ansteuersignalen
beaufschlagt werden, um Kraftstoff in gewünschter Menge in den Verbrennungsraum
oder den Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine einzuspritzen. Die Umwandlung
der elektrischen Energie der Ansteuersignale in mechanische Arbeit
erfolgt z. B. durch piezoelektrische oder elektromagnetische Aktoren
innerhalb der Kraftstoffinjektoren.
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Da
das Verhalten der Aktoren jedoch Temperaturabhängigkeiten aufweist, die sich
je nach Aktortyp unterscheiden, ist die Temperatur der Aktoren bei der
Ansteuerung zu berücksichtigen.
Dabei verringert sich typischerweise bei konstantem Ansteuersignalstrom
der Hub des Kraftstoffinjektors mit steigender Temperatur, sodass üblicherweise
der zur Ansteuerung in den Aktor geleitete elektrische Ansteuerstrom
bei steigender Temperatur entsprechend erhöht wird, um ein konstantes Öffnungs-
und Schließverhalten
des Kraftstoffinjektors zu erreichen.
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Insbesondere
bei zahlreichen, schnell aufeinanderfolgenden Kraftstoffeinspritzungen
erhöht
sich jedoch durch den bei jeder Kraftstoffeinspritzung erfolgenden
Verlustenergieeintrag die Temperatur z. B. des Piezoaktors eines
piezobetriebenen Kraftstoffinjektors so erheblich über die
Kühlwassertemperatur der
Brennkraftmaschine, dass zur Erzeugung des elektrischen Ansteuerstroms,
der in den Piezoaktor geleitet werden muss, damit der Kraftstoffinjektor noch
ordnungsgemäß öffnet, Steuergeräte mit aufwändiger Hochleistungselektronik
bereit gestellt werden müssen.
Dies erhöht
unvorteilhaft die Herstellungskosten insbesondere kostenoptimierter
Brennkraftmaschinen.
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Es
besteht daher ein Bedürfnis,
eine zuverlässige,
temperaturgeregelte Ansteuerung der Kraftstoffinjektoren bei geringem
Kostenaufwand zu ermöglichen.
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Offenbarung der Erfindung
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Demgemäß vorgesehen
ist ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftstoffinjektors für eine Brennkraftmaschine.
Zunächst
wird eine Anzahl von während
eines vorgebbaren Zeitintervalls durch den Kraftstoffinjektor auszuführenden
Kraftstoffeinspritzungen ermittelt. In weiteren Schritten wird eine
Injektortemperatur am Kraftstoffinjektor ermittelt und basierend
auf der Injektortemperatur die Anzahl der Kraftstoffeinspritzungen
während
des vorgebbaren Zeitintervalls reduziert. Schließlich wird der Kraftstoffinjektor
angesteuert, um die reduzierte Anzahl der Kraftstoffeinspritzungen
auszuführen.
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Da
in Abhängigkeit
von der Injektortemperatur die Anzahl der Kraftstoffeinspritzungen
innerhalb des vorgegebenen Zeitintervalls reduziert wird, reduziert
sich auch der innerhalb des Zeitintervalls insgesamt erfolgende
Verlustenergieeintrag in den Kraftstoffinjektor. Da infolge des
mit jeder Kraftstoffeinspritzung erfolgenden Energieeintrags die
Injektortemperatur im Allgemeinen höher ist als die z. B. durch
die Kühlwassertemperatur
bestimmte Temperatur der Umgebung des Kraftstoffinjektors, fließt ständig Wärmeenergie
vom Kraftstoffinjektor in das Kühlwasser ab,
wobei sich ein annäherndes
thermisches Fließgleichgewicht
einstellt. Die Reduzierung der Anzahl der Kraftstoffeinspritzungen
führt daher
zu einer Senkung der Injektortemperatur.
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Insbesondere
in dem typischen Fall, dass mit steigender Injektortemperatur ein
höherer
Strombedarf zur Ansteuerung einhergeht, führt die erwähnte Senkung der Injektortemperatur
weiterhin dazu, dass die zur Ansteuerung der reduzierten Anzahl
der Kraftstoffeinspritzungen verwendeten Ansteuersignalströme entsprechend
dem verringerten Strombedarf zurückgeregelt
werden können,
was den Verlustenergieeintrag im Zeitintervall weiter verringert,
sodass die Injektortemperatur noch weiter sinkt.
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Da
die Reduzierung der Kraftstoffeinspritzungen basierend auf der Injektortemperatur
erfolgt ist, kann sie, nachdem die Injektortemperatur gesunken ist,
wieder ganz oder teilweise rückgängig gemacht
werden. Dies ermöglicht,
die Injektortemperatur auf einen maximalen Temperaturwert zu begrenzen,
bei dem ein gegebenes Steuergerät
mit aus Kostengründen
be grenzter Leistungsfähigkeit
in der Lage ist, die auszuführenden
(ggf. zumindest zeitweise in ihrer Anzahl reduzierten) Kraftstoffeinspritzungen
im Zeitintervall zuverlässig
mit dem entsprechend der Injektortemperatur erforderlichen Ansteuerstrom
anzusteuern.
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Unter
weiteren Gesichtspunkten schafft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt
zur Ausführung
des Verfahrens und eine Vorrichtung zur Ansteuerung eines Kraftstoffinjektors
für eine
Brennkraftmaschine, mit einem Kraftstoffeinspritzungsermittler,
der eine Anzahl von während
eines vorgebbaren Zeitintervalls durch den Kraftstoffinjektor auszuführenden
Kraftstoffeinspritzungen ermittelt, einem Injektortemperaturermittler,
der eine Injektortemperatur am Kraftstoffinjektor ermittelt, einem
Einspritzungsreduzierer, der basierend auf der Injektortemperatur
die Anzahl der Kraftstoffeinspritzungen während des vorgebbaren Zeitintervalls
reduziert, sowie eine Ansteuereinheit, die den Kraftstoffinjektor
ansteuert, um die reduzierte Anzahl der Kraftstoffeinspritzungen
auszuführen.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das
vorgebbare Zeitintervall ein Arbeitsspiel der Brennkraftmaschine.
Dies ermöglicht
vorteilhaft, unter der gesamten Anzahl der Kraftstoffeinspritzungen
aller Einspritzungstypen, die während
des Arbeitsspiels auszuführen
sind, gezielt solche auszuwählen,
die auf den Betrieb der Brennkraftmaschine den geringsten Einfluss
haben, d. h. am ehesten verzichtbar sind.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung handelt es sich bei den Kraftstoffeinspritzungen
um Nacheinspritzungen, die nach einer Haupteinspritzung des Arbeitsspiels
erfolgen. Nacheinspritzungen haben im Allgemeinen einen geringeren
Einfluss auf den Betrieb der Brennkraftmaschine als Vor- oder Haupteinspritzungen,
so dass der Einfluss der Reduzierung besonders klein gehalten werden
kann.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung tragen die Kraftstoffeinspritzungen wesentlich
nicht zu einem Drehmoment der Brennkraftmaschine bei. In diesem
Fall ruft die Reduzierung der Anzahl der Kraftstoffeinspritzungen
keine Änderungen
im Drehmoment hervor, so dass der Einfluss auf den Betrieb der Brennkraftmaschine
besonders klein ist.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung erfolgt das Ermitteln der Injektortemperatur
basierend auf der Anzahl der Kraftstoffeinspritzungen. Dies ermöglicht,
die Injektortemperatur besonders genau zu bestimmen, da der Verlustenergieeintrag
beim Öffnen
und Schließen
des Kraftstoffinjektors berücksichtigt
werden kann. Weiterhin wird ermöglicht,
die Entwicklung der Injektortemperatur vorausschauend zu ermitteln,
indem zukünftige
Kraftstoffeinspritzungen berücksichtigt
werden, und ggf. die Anzahl der Kraftstoffeinspritzungen vorwegnehmend
zu reduzieren.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung erfolgt das Reduzieren der Anzahl der
Kraftstoffeinspritzungen weiterhin basierend auf einem Betriebsalter
des Kraftstoffinjektors. Da typischerweise der mit einem gegebenen
Ansteuerstrom erzielbare Hub eines z. B. piezoelektrischen Aktors
mit dem Betriebsalter sinkt bzw. allgemein nicht konstant ist, ermöglicht diese
Weiterbildung, die Anzahl der Kraftstoffeinspritzungen nur gerade
soweit zu reduzieren, wie entsprechend dem Betriebsalter des Kraftstoffinjektors
und der Leistungsfähigkeit
des eingesetzten Steuergeräts
nötig ist.
Hierdurch wird insbesondere bei neuen Kraftstoffinjektoren der Einfluss
der Reduzierung verringert.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung umfasst das Reduzieren der Anzahl der
Kraftstoffeinspritzungen einen Schritt des Ermittelns einer Maximalzahl
der Kraftstoffeinspritzungen im vorgebbaren Zeitintervall. Auf diese
Weise kann der Verlustenergieeintrag, der wesentlich durch die Anzahl
der nach der Reduzierung verbleibenden Kraftstoffeinspritzungen
bestimmt ist, besonders genau berücksichtigt werden.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung umfasst das Reduzieren der Anzahl der
Kraftstoffeinspritzungen einen Schritt des Ermittelns einer minimalen
Pausenlänge
zwischen aufeinanderfolgenden Kraftstoffeinspritzungen. Auf diese
Weise kann die reduzierte Anzahl der Kraftstoffeinspritzungen im
vorgebbaren Zeitintervall möglichst
gleichmäßig verteilt werden,
was eine besonders hohe Laufruhe der Brennkraftmaschine ermöglicht.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die
vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsformen
und beigefügten
Figuren erläutert.
Von den Figuren zeigen:
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1 ein
Blockdiagramm einer Vorrichtung zur Ansteuerung eines Kraftstoffinjektors
gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung,
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2 ein
Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben eines Kraftstoffinjektors
für eine Brennkraftmaschine,
gemäß einer
Ausführungsform,
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3 einen
Grafen der Temperaturabhängigkeit
des Hubs von Kraftstoffinjektoren unterschiedlicher Betriebsalter,
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4 eine
schematische Darstellung einer Folge von Kraftstoffeinspritzungen
während
eines Arbeitsspiels einer Brennkraftmaschine, und
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5A–C schematische
Darstellungen von Folgen von Kraftstoffeinspritzungen, bei denen
eine Anzahl von Kraftstoffeinspritzungen gemäß je einer Ausführungsform
der Erfindung reduziert ist.
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In
den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche
Elemente, soweit nicht explizit anders angegeben.
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Ausführungsformen der Erfindung
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1 zeigt
ein Blockdiagramm einer zeigt in schematischer Blockdarstellung
eine Steuervorrichtung 102 für eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 160 zum
Einspritzen von Kraftstoff in die Brennräume einer nicht gezeigten Brennkraftmaschine
eines Kraftfahrzeugs. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 160 ist beispielhaft
durch einen einzelnen Kraftstoffinjektor 100 wiedergegeben,
der über
eine Kraftstoffzuleitung 154 mit einem Kraftstoffdruckspeicher 155 und über eine
Kraftstoffrückleitung 156 mit
einem nicht gezeigten Kraftstofftank verbunden ist. Ein im Kraftstoffinjektor 100 enthaltener
piezoelektrischer Aktor 157 ist über eine elektrische Ansteuerleitung 158 an
eine Ansteuereinheit 159 der Steuervorrichtung 102 angeschlossen.
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Die
Steuervorrichtung 102 weist einen Kraftstoffeinspritzungsermittler 104 auf,
der ausgebildet ist, jeweils die Anzahl, Zeitpunkte und Typen von Kraftstoffeinspritzungen
zu ermitteln, die während
eines Arbeitsspiels der Brennkraftmaschine ausgeführt werden
sollen, basierend z. B. auf einer aktuellen Leistungsanforderung
eines Fahrzeugführers.
Der Kraftstoffeinspritzungsermittler 104 stellt im Betrieb der
Steuervorrichtung 102 diese Informationen einem Einspritzungsreduzierer 106 der
Steuervorrichtung 102 bereit. Der Einspritzungsreduzierer 106 ist ausgebildet,
die vom Kraftstoffeinspritzungsermittler 104 ermittelte
Anzahl der Kraftstoffeinspritzungen zu reduzieren, basierend auf
einer Injektortemperatur 180, die im Betrieb der Steuervorrichtung 102 von
einem ebenfalls als Teil der Steuervorrichtung 102 vorgesehenen
Injektortemperaturermittler 108 bereitgestellt wird. Ausgangsseitig
ist der Einspritzungsreduzierer 106 derart mit der Ansteuereinheit 159 verbunden,
dass im Betrieb der Steuervorrichtung 102 die Ansteuereinheit 159 den
Aktor 157 mittels über
die Ansteuerleitung 158 geleiteter Ansteuersignale so ansteuert,
dass der Kraftstoffinjektor 100 die vom Einspritzungsreduzierer 106 reduzierte
Anzahl der Kraftstoffeinspritzungen ausführt.
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Die
Steuervorrichtung 102 weist einen Drehzahldividierer 164 auf,
der ein von einer nicht gezeigten Drehzahlermittlungsvorrichtung
bereitgestelltes Drehzahlsignal 165 der Brennkraftmaschine
durch einen konstanten Teiler von 2 × 60 = 120 dividiert, um auf
diese Weise aus dem Drehzahlsignal, welches die Anzahl der Umdrehungen
der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine pro Minute angibt, eine Arbeitsspielfrequenz 166 zu
erhalten, welche die Anzahl der von einem Zylinder der Brennkraftmaschine
pro Sekunde ausgeführten
Arbeitsspiele angibt.
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Der
Drehzahldividierer 164 stellt die Arbeitsspielfrequenz 166 einem
ersten Multiplizierer 167 der Ansteuervorrichtung 102 bereit,
zur Multiplikation mit einem Energieeintragwert 168, der
einen angenäherten
Energieeintrag in den Kraftstoffinjektor 100 pro Kraftstoffeinspritzung
darstellt, der vom Typ der Kraftstoffeinspritzungen unabhängig ist.
Der Energieeintragwert 168 wird dem ersten Multiplizierer 167 von einem
ebenfalls in der Ansteuervorrichtung 102 vorgesehenen Energieeintragwertermittler 169 bereitgestellt,
der dazu ausgebildet ist, fortlaufend oder in regelmäßigen Intervallen
vom Kraftstoffeinspritzungsermittler 104 Daten über die
zur Ansteuerung des Kraftstoffinjektors 100 verwendeten
Ansteuersignale zu erhalten und basierend auf diesen den Energieeintragwert 168 zu
ermitteln. Beispielsweise berechnet der Energieeintragwertermittler 169 Energieeintragwert 168 basierend
auf einem Ladestellstrom, einem Entladestellstrom und/oder einer
Ansteuerplateauspannung, die von der Ansteuereinheit 159 beim Ansteuern
des Kraftstoffinjektors verwendet werden. Der erste Multiplizierer 167 stellt
das Produkt 170 aus Arbeitsspielfrequenz 166 und
Energieeintragwert 168 einem zweiten Multiplizierer 171 der
Steuervorrichtung 102 bereit.
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Der
zweite Multiplizierer 171 ist weiterhin mit dem Einspritzungsreduzierer 106 verbunden,
von dem dieser im Betrieb der Steuervorrichtung 102 die aktuelle
reduzierte Anzahl 172 der Kraftstoffeinspritzungen erhält. Der
zweite Multiplizierer 171 ist dazu ausgebildet, die reduzierte
Anzahl 172 mit dem Produkt 170 aus Arbeitsspielfrequenz 166 und
Energieeintragwert 168 zu multiplizieren, resultierend
in einem ausgangsseitig bereitgestellten Verlustleistungswert 174,
der eine zeitlich gemittelte angenäherte Verlustleistung des Kraftstoffinjektors 100 angibt.
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Die
Steuervorrichtung 102 weist ferner einen Injektortemperaturermittler 108 auf,
der im Betrieb der Steuervorrichtung 102 eine Injektortemperatur 180 ermittelt,
d. h. eine die Temperatur des Injektors 100 charakterisierende
Größe, und
diese ausgangsseitig dem Einspritzungsreduzierer 106 zur
Berücksichtigung
beim Reduzieren der Anzahl der Kraftstoffeinspritzungen während des
laufenden Arbeitsspiels bereitstellt. Der Injektortemperaturermittler 108 weist eine
Temperaturaddiereinheit 162 auf, die die Injektortemperatur 180 durch
Additi on einer von einem Temperatursensor 181 am Kraftstoffdruckspeicher 155 bereitgestellten
Kraftstofftemperatur 182 und einer Temperaturkorrekturgröße 183 ermittelt,
die ihrerseits von einem Temperaturkorrekturgrößenermittler 184 des
Injektortemperaturermittlers 108 bereitgestellt wird. Der
Temperaturkorrekturgrößenermittler 184 ist
eingangsseitig mit dem zweiten Multiplizierer 171 verbunden
und weist ein Kennfeld 190 auf, das die vom zweiten Multiplizierer 171 bereitgestellte Verlustleistung 184 mit
der Temperaturkorrekturgröße 183 verknüpft. Dabei
sind zwischen dem Temperaturkorrekturgrößenermittler 184 und
der Temperaturaddiereinheit 162, sowie zwischen dem Temperatursensor 181 und
der Temperaturaddiereinheit 162 jeweils Tiefpassfilter 110, 112 eingefügt, die
die Kraftstofftemperatur 182 bzw. die Temperaturkorrekturgröße 183 mit
geeigneten unterschiedlichen oder gleichen Zeitkonstanten tiefpassfiltern.
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2 zeigt
ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Ansteuerung eines Kraftstoffinjektors, das
z. B. mittels einer Vorrichtung wie der in 1 gezeigten
Vorrichtung 102 ausführbar
ist. In Schritt 300 des Verfahrens wird eine Anzahl von
Kraftstoffeinspritzungen des Kraftstoffinjektors innerhalb eines vorgebbaren
Zeitintervalls ermittelt. Als vorgebbares Zeitintervall soll im
Folgenden beispielhaft ein Arbeitsspiel eines Zylinders der Brennkraftmaschine betrachtet
werden, an welchem der Kraftstoffinjektor montiert ist.
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In
Schritt 305 werden ferner weitere Daten der einzelnen Kraftstoffeinspritzungen
ermittelt, wie z. B. die jeweiligen Einspritzdauern und Einspritzzeitpunkte.
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In
Schritt 302 wird eine Injektortemperatur am Kraftstoffinjektor
ermittelt, z. B. indem zunächst eine
Kühlwassertemperatur
oder eine Kraftstoffzulauftemperatur der Brennkraftmaschine oder
eine Funktion beider Temperaturen als Ausgangstemperatur ermittelt
werden, und anschließend
die Injektortemperatur ermittelt wird, indem die Ausgangstemperatur
mit einem Temperaturkorrekturwert multipliziert oder zur Ausgangstemperatur
ein Temperaturkorrekturwert addiert wird, wobei im Temperaturkorrekturwert
jeweils die im vorgebbaren Zeitintervall, hier innerhalb des betrachteten
Arbeitsspiels, ausgeführten Kraftstoffeinspritzungen
und der Verlustenergieeintrag pro Kraftstoffeinspritzung berücksichtigt
sind. Ermittelt wird somit die Injektortemperatur, die der Injektor
nach Ausführung
der in Schritt 300 ermittelten Anzahl der Kraftstoffeinspritzungen
voraussichtlich aufweisen wird.
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In
Entscheidungsschritt 303 wird ermittelt, ob die in Schritt 302 ermittelte
Injektortemperatur oberhalb einer Temperaturschwelle liegt, bis
zu der die das Verfahren ausführende
Steuervorrichtung genügend
Leistungsvermögen
aufweist, den Kraftstoffinjektor mit einem entsprechend seiner Injektortemperatur
erforderlichen Ansteuerstromsignal anzusteuern. Hierbei können neben
der Injektortemperatur z. B. das Betriebsalter und/oder konstante
Exemplarkenngrößen des
Kraftstoffinjektors berücksichtigt werden.
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Wenn
in Entscheidungsschritt 303 ermittelt wurde, dass die Steuervorrichtung
kein hinreichendes Leistungsvermögen
aufweist, wird in Schritt 304 die Anzahl der Kraftstoffeinspritzungen
während
des vorgebbaren Zeitintervalls, d. h. Arbeitsspiels, derart reduziert,
dass der Kraftstoffinjektor bei Ausführung der reduzierten Anzahl
der Kraftstoffinjektionen nur noch eine entsprechend reduzierte
Injektortemperatur voraussichtlich aufweisen wird, bei welcher die das
Verfahren ausführende
Steuervorrichtung noch genügend
Leistungsvermögen
aufweist, den Kraftstoffinjektor mit einem entsprechend der reduzierten Injektortemperatur
erforderlichen Ansteuerstromsignal anzusteuern. In Schritt 303 können ebenfalls
neben der in Schritt 302 ermittelten Injektortemperatur z.
B. das Betriebsalter und/oder konstante Exemplarkenngrößen des
Kraftstoffinjektors berücksichtigt werden.
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In
Schritt 306 wird der Kraftstoffinjektor derart angesteuert,
dass die in Schritt 300 ermittelte Anzahl der Kraftstoffeinspritzungen,
bzw., falls Schritt 304 durchlaufen wurde, die in Schritt 304 reduzierte Anzahl
der Kraftstoffeinspritzungen während
des gegenwärtigen
Arbeitsspiels ausgeführt
wird. Anschließend
springt das Verfahren zurück
zu Schritt 300, wo eine in einem neuen Arbeitsspiel auszuführende neue
Anzahl von Kraftstoffeinspritzungen ermittelt wird.
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3 zeigt
beispielhaft die Abhängigkeit
des Hubs von piezobetriebenen Kraftstoffinjektoren unterschiedlicher
Betriebsalter bei Ansteuerung mit einem konstanten, ungeregelten
Ansteuersignal. Die senkrechte Achse 602 gibt einen relativen
Hub in Prozent des Mindesthubs an, der zum Öffnen des Kraftstoffinjektors
erforderlich ist. Die waagerechte Achse 600 gibt die Temperatur
des Aktors des jeweiligen Kraftstoffinjektors in °C an.
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Eine
einem neuen Kraftstoffinjektor entsprechende Kurve 604 steigt
mit steigender Temperatur bis zu einem Maximum 605 des
Hubs bei ca. 50°C
an und fällt
dann wieder ab, wobei bei ca. 130°C
der Mindesthub von 100% unterschritten 615 wird. Eine weitere,
einem Kraftstoffinjektor mit erheblichem Betriebsalter entsprechende
Kurve 606 steigt ebenfalls mit steigender Temperatur bis
zu einem Maximum 607 an, unterschreitet den Mindesthub
von 100% jedoch bereits bei ca. 110°C. Alle Kurven zeigen einen fallenden
relativen Hub für
Temperaturen oberhalb von 80°C,
was einer typischen Kühlwassertemperatur
einer Brennkraftmaschine entspricht. Um die gezeigte Temperaturabhängigkeit
des Hubs durch Regelung des Ansteuersignals auszugleichen, ist ein umso
höherer
Ansteuerstrom nötig,
je niedriger der gezeigte relative Hub ist. Wird, wie in Schritt 304 des Verfahrens
aus 2 die Anzahl der Kraftstoffeinspritzungen pro
Zeitintervall jedoch reduziert, begrenzt dies den Anstieg der In jektortemperatur über die
Kühlwassertemperatur
hinaus, und damit mittelbar den Abfall des relativen Hubs, sodass
ein niedrigerer Ansteuerstrom benötigt wird.
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4 zeigt
in schematischer Darstellung eine Folge von Kraftstoffeinspritzungen 411–420 während eines
Arbeitsspiels eines Zylinders einer Brennkraftmaschine. Die vertikale
Achse 404 bezeichnet den Volumenstrom durch den Kraftstoffinjektor,
d. h. den Öffnungsgrad
des Injektors, und die horizontale Achse 402 die verstreichende
Zeit.
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Die
Folge von Kraftstoffeinspritzungen 411–420 besteht aus zwei
Voreinspritzungen 411 412 leicht unterschiedlicher
Dauer, einer Haupteinspritzung 413 und sieben Nacheinspritzungen 414–420. Die
erste Nacheinspritzung 414 trägt noch zum Drehmoment der
Brennkraftmaschine bei, nicht jedoch die späteren Nacheinspritzungen 415,
die im Wesentlichen die Temperatur im Brennraum erhöhen. Ein
Zeitintervall 400 ist derart vorgegeben, dass es einen Teilabschnitt
des Arbeitsspiels umfasst, in welchem die sechs nicht zum Drehmoment
beitragenden Nacheinspritzungen 415–420 liegen. Eine
derartige Folge von zehn Kraftstoffeinspritzungen wird z. B. in Schritt 300 des
Verfahrens aus 2 ermittelt.
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5A zeigt
eine weitere Folge von Kraftstoffeinspritzungen 411–418,
bei der gegenüber
der Folge von Kraftstoffeinspritzungen 411–420 aus 4 die
Anzahl der nicht Drehmoment bildenden Nacheinspritzungen im vorgegebenen
Zeitintervall 400 von sechs auf vier reduziert wurde. Beispielsweise
wurde in Schritt 304 des Verfahrens aus 2 zunächst ermittelt,
dass im vorgegebenen Zeitintervall 400 maximal vier Kraftstoffeinspritzungen
ausgeführt werden
sollen, um eine das Leistungsvermögen der Steuervorrichtung überfordernde
Erhöhung
der Injektortemperatur zu vermeiden, und dann die Anzahl der Kraftstoffeinspritzungen
im vorgegebenen Zeitintervall 400 durch Entfernen der letzten
beiden Kraftstoffeinspritzungen 419, 420 auf das
ermittelte Maximum von vier Einspritzungen reduziert.
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5B zeigt
für eine
alternative Ausführungsform
eine weitere Folge von Kraftstoffeinspritzungen 411–419,
bei der gegenüber
der Folge von Kraftstoffeinspritzungen 411–420 aus 4 die
Anzahl der nicht Drehmoment bildenden Nacheinspritzungen im vorgegebenen
Zeitintervall 400 von sechs auf drei reduziert wurde. Beispielsweise
wurde in Schritt 304 des Verfahrens aus 2 zunächst ermittelt,
dass zwischen den im vorgegebenen Zeitintervall 400 erfolgenden
Kraftstoffeinspritzungen eine Mindestpausenzeit 500 eingehalten
werden soll, um eine Abkühlung
des Kraftstoffinjektors während
der Mindestpausenzeit 500 zu ermöglichen und auf diese Weise
eine das Leistungsvermögen
der Steuervorrichtung überfordernde
Erhöhung
der Injektortemperatur zu vermeiden, und dann die Anzahl der Kraftstoff einspritzungen
im vorgegebenen Zeitintervall 400 durch Entfernen jeder
zweiten Kraftstoffeinspritzung 416, 418, 420 derart
reduziert, dass die Mindestpausenzeit 500 eingehalten ist.
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5C zeigt für eine weitere alternative
Ausführungsform
eine weitere Folge von Kraftstoffeinspritzungen 411–419,
bei der gegenüber
der Folge von Kraftstoffeinspritzungen 411–420 aus 4 die Anzahl
der nicht Drehmoment bildenden Nacheinspritzungen im vorgegebenen
Zeitintervall 400 von sechs auf vier 415–418 reduziert
wurde. Beispielsweise wurde wie in der Ausführungsform von 5B zunächst ermittelt,
dass zwischen den im vorgegebenen Zeitintervall 400 erfolgenden
Kraftstoffeinspritzungen eine Mindestpausenzeit 500 eingehalten werden
soll. Dann wurden beginnend mit der zweiten nicht Drehmoment bildenden
Nacheinspritzung 416 die Zeitpunkte der Kraftstoffeinspritzungen
derart nach hinten verschoben, dass die Mindestpausenzeit eingehalten
ist. Da auf diese Weise die fünfte
und sechste nicht Drehmoment bildende Nacheinspritzung 419, 420 aus
dem vorgegebenen Zeitintervall 400 verschoben wurden, ist
die Anzahl der Kraftstoffeinspritzungen 415–418 im
vorgegebenen Zeitintervall 400 auf vier reduziert.
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Außer dem
vorgegebenen Zeitintervall 400 ist in 5C ein
weiteres Zeitintervall 406 markiert, gemäß dem die
Reduzierung der Kraftstoffeinspritzungen vorgenommen wurde. Hierbei
ist angenommen, dass die Zeitpunkte der ursprünglich im vorgegebenen Zeitintervall 400 gelegenen
Kraftstoffeinspritzungen zur Einhaltung der Mindestpausenzeit 500 nach
hinten verschoben, und alle außerhalb
des weiteren Zeitintervalls 406 verschobenen Kraftstoffeinspritzungen 420 vollständig entfernt
wurden. Auf diese Weise ist die Gesamtzahl der Kraftstoffeinspritzungen 411–419 im
Arbeitsspiel auf neun reduziert. In alternativen Ausführungsformen
können
z. B. auch alle außerhalb
des vorgegebenen Zeitintervalls 400 verschobenen Kraftstoffeinspritzungen
wegfallen, oder ohne Wegfall von Kraftstoffeinspritzungen lediglich
die Einspritzzeitpunkte verschoben werden.