DE102009029546A1 - Method for operating injection pump unit of fuel injection system of internal-combustion engine, involves controlling injection pressure and fuel quantity by force over period of injection process, and actuating piston by actuator - Google Patents

Method for operating injection pump unit of fuel injection system of internal-combustion engine, involves controlling injection pressure and fuel quantity by force over period of injection process, and actuating piston by actuator Download PDF

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Abstract

The method involves actuating a pump piston (17) of a pump element (5) of an injection pump unit (1) by an electromagnetic actuator (3). Injection pressure and quantity of fuel to be injected are determined based on a signal by the actuator. The actuator is controlled such that the desired injection pressure and fuel quantity are controlled by force over a period of the injection process, where the piston is actuated by the actuator with force. The force is controlled by current flowing through the actuator during the injection process. An independent claim is also included for a computer program having a set of instructions for executing a method for operating an injection pump unit of a fuel injection system of an internal-combustion engine.

Description

Stand der TechnikState of the art

Für Brennkraftmaschinen werden insbesondere für den Einsatz in Schwellenländern sogenannte Einspritzpumpeneinheiten mit integriertem Luftsteller entwickelt und hergestellt. Diese Einspritzpumpeinheiten umfassen ein Pumpenelement und einen Injektor, wobei das Pumpenelement als Hubkolbenpumpe ausgeführt ist. Der Pumpenkolben wird direkt von einem elektromagnetischen Aktuator, der eine lineare Stellbewegung ausführt, betätigt. Dies bedeutet, dass der Anker des elektromagnetischen Aktuators einstückig mit dem Pumpenkolben ausgebildet ist oder direkt mit diesem gekoppelt ist, so dass jede Bewegung des Ankers direkt auf den Pumpenkolben übertragen wird. Entsprechendes gilt auch für die vom elektromagnetischen Aktuator ausgeübte Stellkraft.For internal combustion engines so-called injection pump units with integrated aerator are developed and manufactured, especially for use in emerging markets. These injection pump units comprise a pump element and an injector, wherein the pump element is designed as a reciprocating pump. The pump piston is actuated directly by an electromagnetic actuator which performs a linear actuating movement. This means that the armature of the electromagnetic actuator is integrally formed with the pump piston or is directly coupled thereto, so that each movement of the armature is transmitted directly to the pump piston. The same applies to the force exerted by the electromagnetic actuator force.

Gleichzeitig kann diese Einspritzpumpeneinheit auch noch die Funktion des Leerlaufluftstellers übernehmen.At the same time, this injection pump unit can also take over the function of the idle air actuator.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Bei der erfindungsgemäßen Einspritzpumpeneinheit kann der Einspritzverlauf in sehr weiten Grenzen geformt werden, so dass infolgedessen optimale Betriebseigenschaften der Brennkraftmaschine hinsichtlich Emissionen, Kraftstoffverbrauch und Laufruhe realisierbar sind.In the injection pump unit according to the invention, the course of injection can be formed within very wide limits, so that as a result optimum operating characteristics of the internal combustion engine can be realized in terms of emissions, fuel consumption and smoothness.

Erreicht wird dies durch ein Verfahren zum Betreiben einer Einspritzpumpeneinheit für ein Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine, wobei die Einspritzpumpeneinheit ein Pumpenelement mit einem Pumpenkolben umfasst und wobei der Pumpenkolben von einem elektromagnetischen Linearaktuator betätigt wird, bei dem mindestens ein Signal eines Sensors erfasst wird, in Abhängigkeit des mindestens einen Signals und/oder eines Drehmomentwunsches ein Einspritzpumpendruck und die Menge des einzuspritzenden Kraftstoffs ermittelt wird und der elektromagnetische Aktuator der Einspritzpumpeneinheit so angesteuert wird, dass der gewünschte Einspritzdruck über die Kraft mit der der Aktuator den Pumpenkolben betätigt und die einzuspritzende Kraftstoffmenge über die Dauer des Einspritzvorgangs gesteuert wird. Durch die erfindungsgemäß getrennte Steuerung der Kraft, mit der der Aktuator den Pumpenkolben betätigt und der Dauer des Einspritzvorgangs ist es möglich, den Einspritzdruck entsprechend den Anforderungen der Brennkraftmaschine in dem aktuellen Betriebspunkt optimal zu steuern und gleichzeitig die gewünschte Kraftstoffmenge über die Dauer des Einspritzvorgangs zu steuern. Durch die entkoppelte Steuerung der für den Einspritzvorgang maßgeblichen Parameter, nämlich Einspritzdruck und Dauer des Einspritzvorgangs, kann die gewünschte Einspritzverlaufsformung realisiert werden.This is achieved by a method for operating an injection pump unit for a fuel injection system of an internal combustion engine, wherein the injection pump unit comprises a pump element with a pump piston and wherein the pump piston is actuated by an electromagnetic linear actuator, in which at least one signal of a sensor is detected, depending on at least a signal and / or a torque request, an injection pump pressure and the amount of fuel to be injected is determined and the electromagnetic actuator of the injection pump unit is controlled so that the desired injection pressure on the force with which the actuator actuates the pump piston and the amount of fuel to be injected over the duration of the injection process is controlled. By the present invention separate control of the force with which the actuator actuates the pump piston and the duration of the injection process, it is possible to optimally control the injection pressure according to the requirements of the internal combustion engine in the current operating point and simultaneously to control the desired amount of fuel over the duration of the injection process , The decoupled control of the relevant parameters for the injection process, namely injection pressure and duration of the injection process, the desired injection rate shaping can be realized.

Selbstverständlich ist es auch möglich, einen zeitlichen Verlauf des Einspritzdrucks vorzugeben, durch einen entsprechenden zeitlichen Verlauf der Kraft, mit der der elektromagnetische Aktuator den Pumpenkolben der Pumpeneinheit betätigt.Of course, it is also possible to specify a time profile of the injection pressure, by a corresponding time profile of the force with which the electromagnetic actuator actuates the pump piston of the pump unit.

Die Kraft, mit der der Aktuator den Pumpenkolben betätigt, kann in vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens über den während des Einspritzvorgangs durch den elektromagnetischen Aktuator fließenden Strom gesteuert werden. Der Strom kann direkt gesteuert werden, wenn der Aktuator über eine stromgeregelte Endstufe angesteuert wird. Alternativ ist es auch möglich, die Kraft, mit der der Aktuator den Pumpenkolben betätigt, über das Puls-Pause-Verhältnis einer pulsweitenmodulierten Ansteuerung des elektromagnetischen Aktuators zu steuern. Bei diesem alternativen Verfahren wird der elektromagnetische Aktuator getaktet angesteuert, so dass der mittlere Stromfluss gegenüber einer dauernden Ansteuerung reduziert wird. Diese Reduktion des Stromflusses führt zu einer entsprechend geringeren mittleren Kraft, mit der der Aktuator den Pumpenkolben betätigt. Infolgedessen nimmt auch der Einspritzdruck einen entsprechend reduzierten Wert an.The force with which the actuator actuates the pump piston can be controlled in an advantageous embodiment of the method according to the invention via the current flowing through the electromagnetic actuator during the injection process. The current can be controlled directly if the actuator is controlled by a current-controlled output stage. Alternatively, it is also possible to control the force with which the actuator actuates the pump piston via the pulse-pause ratio of a pulse-width-modulated actuation of the electromagnetic actuator. In this alternative method, the electromagnetic actuator is actuated in a clocked manner, so that the mean current flow is reduced compared to a continuous activation. This reduction of the current flow leads to a correspondingly lower average force with which the actuator actuates the pump piston. As a result, the injection pressure also assumes a correspondingly reduced value.

Sowohl durch die direkte Stromregelung als auch durch die pulsweitenmodulierte Ansteuerung des elektromagnetischen Aktuators ist es also möglich, den Einspritzdruck zeitlich hoch aufgelöst entsprechend dem gewünschten Einspritzverlauf zu formen, so dass sich optimale Abgaswerte, aber auch eine optimale Leistungsentfaltung bei gleichzeitig gutem Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine einstellen lassen.Both by the direct current control as well as by the pulse width modulated control of the electromagnetic actuator, it is possible to form the injection pressure with high temporal resolution corresponding to the desired injection curve, so that can set optimal exhaust emissions, but also optimal power delivery with good efficiency of the internal combustion engine ,

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird die Einspritzmenge für einen Einspritzvorgang bei vorgegebenem Einspritzdruck im Wesentlichen über die Dauer der Ansteuerung des elektromagnetischen Aktuators gesteuert.In a further advantageous embodiment of the invention, the injection quantity is controlled for an injection process at a predetermined injection pressure substantially over the duration of the actuation of the electromagnetic actuator.

Dabei ist selbstverständlich das Betriebsverhalten des Injektors, aber auch die Massenträgheit des Pumpenkolbens und das Betriebsverhalten des elektromagnetischen Aktuators zu berücksichtigen. Diese Einflussgrößen können über ein Kennfeld in geeigneter Weise abgebildet werden. Dies bedeutet, dass die Einspritzdauer bei vorgegebenem Einspritzdruck mit Hilfe eines Kennfelds ermittelt werden kann. In diesem Kennfeld sind die wesentlichen Parameter, welche den Zusammenhang zwischen Einspritzdauer und eingespritzter Kraftstoffmenge abbilden, wiedergegeben.Of course, the operating behavior of the injector, but also the inertia of the pump piston and the operating behavior of the electromagnetic actuator has to be considered. These influencing variables can be mapped in a suitable manner via a characteristic diagram. This means that the injection duration can be determined at a predetermined injection pressure using a map. In this map, the essential parameters that represent the relationship between injection duration and injected fuel quantity, reproduced.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Einspritzdruck und die Einspritzmenge getrennt gesteuert werden. In a further advantageous embodiment of the invention it is provided that the injection pressure and the injection quantity are controlled separately.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist weiter vorgesehen, dass ein Einspritzvorgang in mindestens zwei Teileinspritzungen aufgeteilt wird und dass der Einspritzdruck und/oder die Einspritzmengen bei den Teileinspritzungen getrennt gesteuert werden. Dadurch ist es zum Beispiel möglich, bei einer kurzen Voreinspritzung mit einem hohen Einspritzdruck eine feine Zerstäubung des Kraftstoffs zu erreichen und bei der anschließenden Haupteinspritzung mit einem geringeren Einspritzdruck über ein verhältnismäßig langes Zeitintervall die restliche Kraftstoffmenge einzuspritzen.In a further advantageous embodiment of the invention is further provided that an injection process is divided into at least two partial injections and that the injection pressure and / or the injection quantities are controlled separately in the partial injections. This makes it possible, for example, to achieve a fine atomization of the fuel during a short pilot injection with a high injection pressure and to inject the remaining fuel quantity over a relatively long time interval during the subsequent main injection with a lower injection pressure.

Selbstverständlich können hier alle erforderlichen Einspritzverläufe und Variationen von Einspritzdrücken durch das erfindungsgemäße Verfahren abgebildet und realisiert werden.Of course, here all required injection curves and variations of injection pressures can be represented and realized by the method according to the invention.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorteilhafter Weise durch ein Computerprogramm und ein Steuergerät für ein Kraftstoffeinspritzsystem realisiert, welche nach einem der vorhergehenden Verfahren arbeiten.The method according to the invention is advantageously realized by a computer program and a control unit for a fuel injection system, which operate according to one of the preceding methods.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüchen entnehmbar. Alle in der Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüchen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.Further advantages and advantageous embodiments of the invention are the following drawings, the description and the claims removable. All features disclosed in the drawing, the description and the patent claims may be essential to the invention both individually and in any desired combination.

Es zeigen:Show it:

1 eine vereinfachte Darstellung einer Einspritzpumpeneinheit mit integriertem Luftsteller; 1 a simplified representation of an injection pump unit with integrated air actuator;

2 ein Blockschaltbild der Ansteuerung einer Einspritzpumpeneinheit; 2 a block diagram of the control of an injection pump unit;

3 und 4 alternative Ansteuerungen der Einspritzpumpeneinheit; und 3 and 4 alternative controls of the injection pump unit; and

5 die Realisierung von zwei Teileinspritzungen mit unterschiedlichen Einspritzdrücken. 5 the realization of two partial injections with different injection pressures.

In 1 ist auf das Wesentliche reduziert eine Pumpeneinheit 1 im Längsschnitt dargestellt. Im Folgenden werden nur die für die das erfindungsgemäße Verfahren wesentlichen Bauteile und Funktionen beschrieben.In 1 is reduced to the essentials a pump unit 1 shown in longitudinal section. In the following, only the components and functions essential to the method according to the invention will be described.

Ein charakteristisches Merkmal der Pumpeneinheit 1 ist die lineare Anordnung eines magnetischen Aktuators 3, eines Pumpenelements 5 und eines Injektors 7. Oberhalb des magnetischen Aktuators 3 ist noch ein Gasblasenauslass 9 vorhanden auf dessen Funktion und Steuerung jedoch nachfolgend nicht näher eingegangen wird.A characteristic feature of the pump unit 1 is the linear arrangement of a magnetic actuator 3 , a pump element 5 and an injector 7 , Above the magnetic actuator 3 is still a gas bubble outlet 9 available on the function and control, however, will not be discussed in more detail below.

Der elektromagnetische Aktuator 3 umfasst einen Magnetanker 11, einen Magnetkern 13 und einen Spulenkörper 15. Mit dem Magnetanker 11 ist ein Pumpenkolben 17 des Pumpenelements 5 verbunden. Der Pumpenkolben 17 ist hohlgebohrt und weist in seinem Inneren ein Ventilglied 19 auf. Das Ventilglied 19 wird über einen Spannstift 21 in dem Ventilkolben 17 gehalten. Da jedoch in dem Ventilkolben 17 Langlöcher (ohne Bezugszeichen) ausgebildet sind, in denen der Spannstift 21 geführt wird, kann das Ventilglied 19 eine begrenzte Bewegung in axialer Richtung relativ zu dem Ventilkolben 17 ausführen.The electromagnetic actuator 3 includes a magnetic armature 11 , a magnetic core 13 and a bobbin 15 , With the magnet armature 11 is a pump piston 17 of the pump element 5 connected. The pump piston 17 is hollow drilled and has a valve member in its interior 19 on. The valve member 19 is via a dowel pin 21 in the valve piston 17 held. However, because in the valve piston 17 Long holes (without reference numerals) are formed, in which the clamping pin 21 is guided, the valve member 19 a limited movement in the axial direction relative to the valve piston 17 To run.

Der Ventilkolben 17 wird in einer Elementbohrung 23 dichtend geführt. Zwischen dem Injektor 7 und dem unteren Ende des Ventilglieds 19 ist eine Pumpenkammer 25 ausgebildet. Wenn nun der elektromagnetische Aktuator 3 bestromt wird, dann bewegt sich der Pumpenkolben 17 in 1 nach unten. Das Ventilglied 19 folgt dieser Bewegung erst, wenn die Unterkante des Pumpenkolbens 17 auf einem Ventilteller 27 des Ventilglieds 19 aufliegt und dadurch das Innere des Pumpenkolbens 17 hydraulisch dicht verschlossen wird. Infolgedessen führt die weitere Bewegung des Pumpenkolbens 17 dazu, dass der Druck in der Pumpenkammer 25 ansteigt, bis ein Ventilglied 29 des Injektors 7 gegen den Druck einer Schließfeder 31 öffnet und Kraftstoff über eine Einspritzöffnung in das Ansaugrohr (nicht dargestellt) einer Brennkraftmaschine eingespritzt wird.The valve piston 17 is in an element hole 23 sealingly guided. Between the injector 7 and the lower end of the valve member 19 is a pump chamber 25 educated. If now the electromagnetic actuator 3 is energized, then moves the pump piston 17 in 1 downward. The valve member 19 This movement follows only when the lower edge of the pump piston 17 on a valve plate 27 of the valve member 19 rests and thereby the interior of the pump piston 17 hydraulically sealed. As a result, the further movement of the pump piston leads 17 to that the pressure in the pump chamber 25 rises until a valve member 29 of the injector 7 against the pressure of a closing spring 31 opens and fuel is injected via an injection port in the intake pipe (not shown) of an internal combustion engine.

Wichtig im Zusammenhang mit der beanspruchten Erfindung ist, dass die Stellkraft des elektromagnetischen Aktuators 3 direkt auf den Pumpenkolben 17 übertragen wird. Daraus ergibt sich als Konsequenz, dass sobald das Ventilglied 19 den Pumpenkolben 17 verschlossen hat, der Druck im Pumpenraum 25 proportional zu der von dem elektromagnetischen Aktuator 3 ausgeübten Stellkraft ist.Important in the context of the claimed invention is that the actuating force of the electromagnetic actuator 3 directly on the pump piston 17 is transmitted. It follows as a consequence that as soon as the valve member 19 the pump piston 17 has closed, the pressure in the pump room 25 proportional to that of the electromagnetic actuator 3 applied force is.

2 zeigt ein Blockschaltbild der Ansteuerung der Einspritzpumpeneinheit 1. Die Einspritzpumpeneinheit 1 wird von einem Mikrocontroller 101 über eine Endstufe 103 angesteuert. Es kann sich dabei um ein stromgesteuerte oder eine Puls-weiten-modulierte Endstufe 103 handeln. 2 shows a block diagram of the control of the injection pump unit 1 , The injection pump unit 1 is from a microcontroller 101 via a power amplifier 103 driven. It may be a current-controlled or pulse-width-modulated output stage 103 act.

Der Mikrocontroller 101 erhält über Signalleitungen die Ausgangssignale verschiedener Sensoren. Dies kann beispielsweise der Öffnungswinkel einer Drosselklappe (α-DK), der Druck im Ansaugrohr Psaug, die Temperatur Tmot der Brennkraftmaschine und andere Signale sein.The microcontroller 101 receives the output signals of various sensors via signal lines. This may be, for example, the opening angle of a throttle valve (α-DK), the pressure in the intake pipe P suction , the temperature T mot of the internal combustion engine and other signals.

In Abhängigkeit dieser Signale ermittelt der Mikrocontroller 101 beziehungsweise das Steuergerät 101 neben der erforderlichen Kraftstoffmenge einen gewünschten Einspritzdruck beziehungsweise einen zeitlichen Verlauf des Einspritzdrucks. Depending on these signals, the microcontroller determines 101 or the control unit 101 in addition to the required amount of fuel, a desired injection pressure or a time profile of the injection pressure.

In Abhängigkeit dieser Kenngrößen für die Einspritzung wird nun die Leistungsendstufe 103 angesteuert, welche wiederum den elektromagnetischen Aktuator der Einspritzpumpeneinheit 1 ansteuert.Depending on these parameters for the injection is now the power output stage 103 controlled, which in turn the electromagnetic actuator of the injection pump unit 1 controls.

In 3a wird die Einspritzpumpeneinheit 1 in herkömmlicher Weise so gesteuert, dass der Einspritzdruck konstant gehalten, indem die Spannung U, mit der die Endstufe 103 den elektromagnetischen Aktuator ansteuert, während der Einspritzdauer ti konstant bleibt. Die Steuerung der eingespritzten Kraftstoffmenge erfolgt lediglich über die Dauer ti des Einspritzvorgangs. Eine Einspritzverlaufsformung und/oder die Anpassung des Einspritzdrucks an den momentanen Last- und Betriebszustand der Brennkraftmaschine ist bei der Ansteuerung gemäß 3a nicht möglich.In 3a becomes the injection pump unit 1 controlled in a conventional manner so that the injection pressure kept constant by the voltage U, with which the final stage 103 activates the electromagnetic actuator while the injection duration t i remains constant. The control of the injected fuel quantity takes place only over the duration t i of the injection process. An injection course shaping and / or the adjustment of the injection pressure to the current load and operating state of the internal combustion engine is in accordance with the control 3a not possible.

Ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Ansteuerung ist in der 3b dargestellt. Dabei wird der elektromagnetische Aktuator mit einer pulsweitenmodulierten Steuerspannung angesteuert, so dass sich insgesamt die Dauer des Einspritzvorgangs ti verlängert. Gleichzeitig sinkt aber während des Einspritzvorgangs der zeitlich gemittelte Strom durch den elektromagnetischen Aktuator, so dass die Kraft, mit der der elektromagnetische Aktuator den Kolben des Pumpenelements betätigt, gegenüber 3a reduziert wird. Infolgedessen verringert sich der Einspritzdruck.A first embodiment of a control according to the invention is in the 3b shown. In this case, the electromagnetic actuator is controlled with a pulse-width-modulated control voltage, so that overall the duration of the injection process t i extends. At the same time, however, during the injection process, the time-averaged current through the electromagnetic actuator decreases, so that the force with which the electromagnetic actuator actuates the piston of the pump element, opposite 3a is reduced. As a result, the injection pressure decreases.

Es kann also bei den Einspritzvorgängen gemäß 3a und gemäß 3b die gleiche Kraftstoffmenge eingespritzt werden, wobei der Einspritzdruck bei einer Ansteuerung gemäß 3b im Vergleich zu 3a verringert ist.It can therefore according to the injection operations 3a and according to 3b the same amount of fuel to be injected, the injection pressure in a drive according to 3b compared to 3a is reduced.

Da die Verringerung des Einspritzdrucks durch eine Reduktion des zeitlich gemittelten Stroms durch den elektromagnetischen Aktuator einhergeht, wird dadurch auch die thermische Belastung des elektromagnetischen Aktuators reduziert und infolgedessen wird der Kraftstoff in der Einspritzpumpeneinheit weniger stark aufgeheizt. Dies ist insbesondere bei hohen Außentemperaturen ein wichtiger Vorteil, da der Kraftstoff bei hohen Temperaturen dazu neigt Blasen zu bilden und dadurch der ordnungsgemäße Betrieb der Brennkraftmaschine nicht mehr möglich ist.Since the reduction of the injection pressure is accompanied by a reduction of the time average current by the electromagnetic actuator, thereby also the thermal load of the electromagnetic actuator is reduced and as a result, the fuel in the injection pump unit is less heated. This is an important advantage, especially at high ambient temperatures, since the fuel at high temperatures tends to form bubbles and thus the proper operation of the internal combustion engine is no longer possible.

In 4a ist eine alternative Ansteuerung des elektromagnetischen Aktuators exemplarisch dargestellt. Hier wird eine Endstufe 103 vorausgesetzt, die den Strom I regeln kann. Bei dem Einspritzvorgang gemäß 4a wird über ein Zeitintervall tI mit einem vergleichsweise großen Strom I der elektromagnetische Aktuator bestromt, so dass sich über ein kurzes Zeitintervall ein hoher Einspritzdruck einstellt.In 4a an alternative control of the electromagnetic actuator is shown as an example. This is an amplifier 103 provided that the current I can regulate. In the injection process according to 4a is energized over a time interval tI with a comparatively large current I of the electromagnetic actuator, so that sets a high injection pressure over a short time interval.

Wenn nun die gleiche Kraftstoffmenge bei geringerem Einspritzdruck eingespritzt werden soll, kann dies, wie in 4b dargestellt, dadurch erfolgen, dass der Strom I mit dem der elektromagnetische Aktuator der Einspritzpumpeneinheit 1 angesteuert wird, reduziert und in entsprechender Weise die Einspritzdauer tI erhöht wird. Auch dadurch ist es möglich, den Einspritzverlauf entsprechend den Anforderungen der Brennkraftmaschine im aktuellen Betriebspunkt zu formen und dadurch das Betriebsverhalten und die Emissionen der Brennkraftmaschine zu optimieren.If now the same amount of fuel to be injected at lower injection pressure, this can, as in 4b represented by the fact that the current I with which the electromagnetic actuator of the injection pump unit 1 is controlled, reduced and in a corresponding manner, the injection duration t I is increased. This also makes it possible to form the course of injection according to the requirements of the internal combustion engine at the current operating point and thereby optimize the performance and emissions of the internal combustion engine.

Exemplarisch sind in den 3 und 4 Einspritzvorgänge mit annähernd konstantem Einspritzdruck über die gesamte Einspritzdauer Tl dargestellt. Es ist naturgemäß aber auch möglich, im Verlauf der Einspritzung den Einspritzdruck zu erhöhen oder abzusenken, je nachdem, welcher Einspritzverlauf gewünscht ist.Exemplary are in the 3 and 4 Injections with approximately constant injection pressure over the entire injection duration Tl shown. It is naturally also possible, however, to increase or decrease the injection pressure in the course of the injection, depending on which injection course is desired.

In der 5 ist ein Beispiel für eine mögliche Einspritzverlaufsformung dargestellt. Dabei wird ein Einspritzvorgang in zwei Teileinspritzungen, TE1 und TE2, unterteilt. Die erste Teileinspritzung TE1 erfolgt mit einem hohen Einspritzdruck P, was dadurch erreicht wird, dass während der ersten Teileinspritzung TE1 die volle Spannung U am elektromagnetischen Aktuator anliegt. Daraus resultiert ein Einspritzdruck P1. Bei der zweiten Teileinspritzung TE2 wird der elektromagnetische Aktuator mit gleicher Spannung, aber einem Puls-Pause-Verhältnis von etwa 1:1 angesteuert, so dass sich im zeitlichen Mittel nur geringerer Stromfluss durch den elektromagnetischen Aktuator einstellt. Infolgedessen ist auch die Kraft, mit der der elektromagnetische Aktuator den Pumpenkolben betätigt, reduziert, was sich in einem entsprechend niedrigeren Einspritzdruck P2 niederschlägt. Durch dieses einfache Beispiel wird besonders deutlich, dass durch die erfindungsgemäße Ansteuerung des elektromagnetischen Aktuators nahezu beliebige zeitliche Einspritzverläufe des Einspritzdrucks formen lassen und infolgedessen der Einspritzvorgang optimal an die Anforderungen der Brennkraftmaschine angepasst werden kann.In the 5 an example of a possible injection course shaping is shown. In this case, an injection process is divided into two partial injections, TE1 and TE2. The first partial injection TE1 takes place with a high injection pressure P, which is achieved by applying the full voltage U to the electromagnetic actuator during the first partial injection TE1. This results in an injection pressure P1. In the second partial injection TE2 of the electromagnetic actuator with the same voltage, but a pulse-pause ratio of about 1: 1 is driven, so that adjusts the time average only less current flow through the electromagnetic actuator. As a result, the force with which the electromagnetic actuator actuates the pump piston is reduced, which translates into a correspondingly lower injection pressure P2. By means of this simple example, it becomes particularly clear that virtually any temporal injection curves of the injection pressure can be formed by the actuation of the electromagnetic actuator according to the invention and, as a result, the injection process can be optimally adapted to the requirements of the internal combustion engine.

Es versteht sich von selbst, dass das erfindungsgemäße Verfahren nicht auf die anhand der 3 bis 5 dargestellten Beispiele von Einspritzvorgängen beschränkt ist, sondern nahezu beliebige Einspritzverläufe geformt werden können. Eine Besonderheit ist dabei, dass der Einspritzdruck und die Einspritzdauer getrennt beeinflusst werden können.It goes without saying that the method according to the invention is not based on the 3 to 5 shown examples of injection processes is limited, but almost any injection curves can be formed. A special feature is that the injection pressure and the duration of injection can be influenced separately.

Claims (10)

Verfahren zum Betreiben einer Einspritzpumpeneinheit (1) für ein Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine, wobei die Einspritzpumpeneinheit (1) ein Pumpenelement (5) mit einem Pumpenkolben (17) umfasst, und wobei der Pumpenkolben (17) von einem elektromagnetischen Aktuator (3) betätigt wird, bei dem in Abhängigkeit von mindestens einem Signal ein Einspritzdruck (pinj) und eine Menge (QK) des einzuspritzenden Kraftstoffs ermittelt wird, und der elektromagnetische Aktuator (3) der Einspritzpumpeneinheit (1) so angesteuert wird, dass der gewünschte Einspritzdruck (pinj) über die Kraft mit der der Aktuator (3) den Pumpenkolben (17) betätigt wird und die einzuspritzende Kraftstoffmenge (QK) über die Dauer (ti) des Einspritzvorgangs gesteuert wird.Method for operating an injection pump unit ( 1 ) for a fuel injection system of an internal combustion engine, wherein the injection pump unit ( 1 ) a pump element ( 5 ) with a pump piston ( 17 ), and wherein the pump piston ( 17 ) of an electromagnetic actuator ( 3 ) is actuated in which an injection pressure (p inj ) and an amount (Q K ) of the fuel to be injected is determined as a function of at least one signal, and the electromagnetic actuator ( 3 ) of the injection pump unit ( 1 ) is controlled so that the desired injection pressure (P inj ) on the force with which the actuator ( 3 ) the pump piston ( 17 ) is actuated and the amount of fuel to be injected (Q K ) over the duration (ti) of the injection process is controlled. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft mit der der Aktuator (3) den Pumpenkolben (17) betätigt über den während des Einspritzvorgangs durch den elektromagnetischen Aktuator (3) fließenden Strom (I) gesteuert wird.Method according to claim 1, characterized in that the force with which the actuator ( 3 ) the pump piston ( 17 ) actuated via the during the injection process by the electromagnetic actuator ( 3 ) flowing current (I) is controlled. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft mit der der Aktuator (3) den Pumpenkolben (17) betätigt über das Puls-Pause-Verhältnis einer pulsweitenmodulierten Ansteuerung des elektromagnetischen Aktuators (3) gesteuert wird.Method according to claim 1 or 2, characterized in that the force with which the actuator ( 3 ) the pump piston ( 17 ) actuated via the pulse-pause ratio of a pulse-width modulated control of the electromagnetic actuator ( 3 ) is controlled. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzmenge bei vorgegebenem Einspritzdruck im Wesentlichen über die Dauer der Ansteuerung des elektromagnetischen Aktuators (3) gesteuert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the injection quantity at a predetermined injection pressure substantially over the duration of the actuation of the electromagnetic actuator ( 3 ) is controlled. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzdauer (ti) bei vorgegebenem Einspritzdruck (pinj) mit Hilfe eines Kennfelds ermittelt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the injection duration (t i ) is determined at a predetermined injection pressure (p inj ) with the aid of a characteristic map. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einspritzdruck (pinj) und die Einspritzrate getrennt gesteuert werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the injection pressure (p inj ) and the injection rate are controlled separately. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Einspritzvorgang in mindestens zwei Teileinspritzungen (TE1, TE2, ...) aufgeteilt wird, und dass der Einspritzdruck (pinj) und/oder die Einspritzmengen (QK) bei den Teileinspritzungen (TE1, TE2, ...) getrennt gesteuert werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that an injection process into at least two partial injections (TE1, TE2, ...) is divided, and that the injection pressure (p inj ) and / or the injection quantities (Q K ) in the partial injections ( TE1, TE2, ...) are controlled separately. Computerprogramm, dadurch gekennzeichnet, dass es nach einem der vorhergehenden Verfahren, wenn es auf einem Computer abläuft.Computer program, characterized in that it according to one of the preceding methods, when it runs on a computer. Computerprogramm nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass es auf einem Speichermedium abspeicherbar ist.Computer program according to claim 8, characterized in that it can be stored on a storage medium. Steuergerät für ein Kraftstoffeinspritzsystem, dadurch gekennzeichnet, dass es nach einem der vorhergehenden Verfahren arbeitet.Control unit for a fuel injection system, characterized in that it operates according to one of the preceding methods.
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