DE102012200275B4 - Determining a movement behavior of a fuel injector based on the movement behavior in a multi-injection modified operating state - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Ermitteln eines Bewegungsverhaltens eines Kraftstoffinjektors für einen ersten Betriebszustand einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, wobei in dem ersten Betriebszustand pro Arbeitsspiel eine erste Menge an Kraftstoff in einen Zylinder der Brennkraftmaschine eingespritzt wird, das Verfahren aufweisend Betreiben der Brennkraftmaschine in einem zweiten Betriebszustand, in dem pro Arbeitsspiel eine zweite Menge an Kraftstoff in den Zylinder eingespritzt wird, wobei die zweite Menge größer ist als die erste Menge, Festlegen einer Aufteilung der zweiten Menge an Kraftstoff in zumindest zwei Teilmengen an Kraftstoff, wobei eine erste Teilmenge der zumindest zwei Teilmengen zumindest annähernd gleich ist wie die erste Menge, Betreiben der Brennkraftmaschine in einem modifizierten zweiten Betriebszustand, in dem pro Arbeitsspiel die zweite Menge an Kraftstoff mittels zumindest zwei Teileinspritzvorgängen in den Zylinder eingespritzt wird, wobei – mittels eines ersten Teileinspritzvorgangs die erste Teilmenge in den Zylinder eingespritzt wird und – mittels eines zweiten Teileinspritzvorgangs eine zweite Teilmenge in den Zylinder eingespritzt wird, Bestimmen des Bewegungsverhaltens des Kraftstoffinjektors bei dem ersten Teileinspritzvorgang, und Ermitteln des Bewegungsverhaltens des Kraftstoffinjektors für den ersten Betriebszustand der Brennkraftmaschine basierend auf dem bestimmten Bewegungsverhalten des Kraftstoffinjektors für den ersten Teileinspritzvorgang.A method for determining a movement behavior of a fuel injector for a first operating state of an internal combustion engine of a motor vehicle, wherein in the first operating state per cycle, a first amount of fuel is injected into a cylinder of the internal combustion engine, the method comprising operating the internal combustion engine in a second operating state in which per Working cycle a second amount of fuel is injected into the cylinder, wherein the second amount is greater than the first amount, setting a division of the second amount of fuel in at least two subsets of fuel, wherein a first subset of at least two subsets at least approximately equal as the first amount, operating the internal combustion engine in a modified second operating state in which per second cycle the second amount of fuel is injected by means of at least two partial injection operations in the cylinder, wherein - by means of a first - Part injection the first subset is injected into the cylinder and - a second partial injection is injected into the cylinder by a second partial injection, determining the movement behavior of the fuel injector in the first partial injection process, and determining the movement behavior of the fuel injector for the first operating state of the internal combustion engine based on the certain movement behavior of the fuel injector for the first part injection process.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet der Ansteuerung von Kraftstoffinjektoren, welche einen mit einer Ventilnadel mechanisch gekoppelten magnetischen Anker und einen eine Spule aufweisenden Spulenantrieb zum Bewegen des magnetischen Ankers aufweisen. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zum Ermitteln eines Bewegungsverhaltens eines Kraftstoffinjektors für einen ersten Betriebszustand einer Brennkraftmaschine, wobei in dem ersten Betriebszustand pro Arbeitsspiel eine erste Menge an Kraftstoff in einen Zylinder der Brennkraftmaschine eingespritzt wird, wobei die erste Menge kleiner ist als eine zweite Menge an Kraftstoff, welche in einem zweiten Betriebszustand pro Arbeitsspiel in den Zylinder eingespritzt wird. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Ansteuern eines Kraftstoffinjektors einer Brennkraftmaschine in einem ersten Betriebszustand der Brennkraftmaschine, in welchem pro Arbeitsspiel eine erste Menge an Kraftstoff in einen Zylinder der Brennkraftmaschine eingespritzt wird. Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung und ein Computerprogramm, welche zur Durchführung von zumindest einem der vorstehend genannten Verfahren eingerichtet sind.The present invention relates to the technical field of the control of fuel injectors, which have a mechanically coupled to a valve needle magnetic armature and a coil having coil drive for moving the magnetic armature. In particular, the present invention relates to a method for determining a movement behavior of a fuel injector for a first operating state of an internal combustion engine, wherein in the first operating state per cycle, a first amount of fuel is injected into a cylinder of the internal combustion engine, wherein the first amount is smaller than a second amount to fuel, which is injected in a second operating state per cycle in the cylinder. Furthermore, the present invention relates to a method for driving a fuel injector of an internal combustion engine in a first operating state of the internal combustion engine, in which per cycle a first amount of fuel is injected into a cylinder of the internal combustion engine. Moreover, the present invention relates to a device and a computer program, which are set up for carrying out at least one of the aforementioned methods.

Beim Betrieb insbesondere von Kraftstoffinjektoren, welche einen mit einer Ventilnadel mechanisch gekoppelten magnetischen Anker und einen eine Spule aufweisenden Spulenantrieb zum Bewegen des magnetischen Ankers aufweisen, mit gleichen Strom/Spannungsparametern kommt es aufgrund von elektrischen, magnetischen und/oder mechanischen Toleranzen zu einem unterschiedlichen zeitlichen Öffnungs-/und Schließverhalten der individuellen Kraftstoffinjektoren. Dies wiederum führt zu unerwünschten Injektor-individuellen Variationen in der Menge des tatsächlich eingespritzten Kraftstoffs.During operation, in particular, of fuel injectors, which have a magnetic anchor mechanically coupled to a valve needle and a coil drive for moving the magnetic armature, with the same current / voltage parameters, a different time opening occurs due to electrical, magnetic and / or mechanical tolerances - / and closing behavior of the individual fuel injectors. This in turn leads to undesirable injector-individual variations in the amount of fuel actually injected.

Die relativen Einspritzmengenunterschiede von Kraftstoffinjektor zu Kraftstoffinjektor vergrößern sich bei kürzer werdenden Einspritzzeiten und damit bei geringen Einspritzmengen. Für moderne Brennkraftmaschinen ist es jedoch wichtig und für zukünftige Brennkraftmaschinengenerationen wird es in Anbetracht einer weiteren Reduzierung von Schadstoffemissionen noch wichtiger sein, dass auch bei geringen einzuspritzenden Kraftstoffmengen eine hohe Mengengenauigkeit gewährleistet werden kann. Eine hohe Mengengenauigkeit kann jedoch nur dann erreicht werden, wenn das tatsächlich Bewegungsverhalten der Ventilnadel bzw. des magnetischen Ankers insbesondere während des Öffnungsvorgangs und des Schließvorgangs bekannt ist.The relative injection quantity differences from fuel injector to fuel injector increase with shorter injection times and thus with lower injection quantities. For modern internal combustion engines, however, it is important and for future generations of internal combustion engines, it will be even more important in view of a further reduction of pollutant emissions, that even with low amounts of fuel injected high amount accuracy can be guaranteed. However, a high quantity accuracy can only be achieved if the actual movement behavior of the valve needle or the magnetic armature is known in particular during the opening operation and the closing operation.

In der DE 10 2007 000 444 A1 ist eine Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung beschrieben, die dazu dient, einen Korrekturwert zu lernen, um eine Stellgröße für eine Kraftstoffeinspritzdüse für eine Brennkraftmaschine zu korrigieren. Die Steuerung dient zum Steuern einer Sollmenge an Kraftstoff, die von der Kraftstoffeinspritzdüse in die Maschine einzuspritzen ist. Die Steuerung korrigiert die Sollmenge an Kraftstoff unter Verwendung eines Korrekturwertes, um einen Unterschied zwischen tatsächlichen und erwünschten Ausgabecharakteristika der Maschine zu kompensieren. Die Steuerung dient ebenso zum Bestimmen, ob sich eine Destillationseigenschaft des Kraftstoffs geändert hat oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass sich die Destillationseigenschaft des Kraftstoffs geändert hat, lernt oder aktualisiert die Steuerung die Korrekturwerte, wodurch der Korrekturwert an die Destillationseigenschaft des Kraftstoffs angepasst wird. Dies hält die Sollmenge des Kraftstoffs für den Betrieb der Kraftstoffeinspritzdüse unabhängig von der Art des verwendeten Kraftstoffs geeignet.In the DE 10 2007 000 444 A1 there is described a fuel injection control device which serves to learn a correction value to correct a manipulated variable for a fuel injection nozzle for an internal combustion engine. The controller is for controlling a target amount of fuel to be injected into the engine from the fuel injector. The controller corrects the desired amount of fuel using a correction value to compensate for a difference between actual and desired output characteristics of the engine. The control also serves to determine whether a distillation property of the fuel has changed or not. When it is determined that the distillation characteristic of the fuel has changed, the controller learns or updates the correction values, thereby adjusting the correction value to the distillation property of the fuel. This holds the target amount of the fuel for the operation of the fuel injection nozzle regardless of the type of fuel used.

Aus der DE 10 2005 051 701 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine bekannt, bei der Kraftstoff über mindestens ein Einspritzventil in mindestens einem Brennraum gelangt. Das Verfahren weist dabei folgende Schritte auf: (a) Aufteilen einer Gesamteinspritzung in eine Basiseinspritzung und in mindestens eine Messeinspritzung; (b) Sukzessives Verringern der Einspritzdauer der Messeinspritzung und Erhöhung der Einspritzdauer der Basiseinspritzung, derart, dass eine aus einer Ventilkennlinie ermittelte Gesamteinspritzmenge gleichbleibt.From the DE 10 2005 051 701 A1 is known a method for operating an internal combustion engine, wherein the fuel passes through at least one injection valve in at least one combustion chamber. The method has the following steps: (a) splitting a total injection into a basic injection and into at least one measuring injection; (b) successively reducing the injection duration of the injection of the measurement and increasing the injection duration of the basic injection such that a total injection amount determined from a valve characteristic remains the same.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ohne einen zusätzlichen apparativen Aufwand das Bewegungsverhalten eines Kraftstoffinjektors zu charakterisieren.The present invention has for its object to characterize the movement behavior of a fuel injector without an additional expenditure on equipment.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.This object is solved by the subject matters of the independent claims. Advantageous embodiments of the present invention are described in the dependent claims.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Ermitteln eines Bewegungsverhaltens eines Kraftstoffinjektors für einen ersten Betriebszustand einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs beschrieben, wobei in dem ersten Betriebszustand pro Arbeitsspiel eine erste Menge an Kraftstoff in einen Zylinder der Brennkraftmaschine eingespritzt wird. Das beschriebene Verfahren weist auf (a) ein Betreiben der Brennkraftmaschine in einem zweiten Betriebszustand, in dem pro Arbeitsspiel eine zweite Menge an Kraftstoff in den Zylinder eingespritzt wird, wobei die zweite Menge größer ist als die erste Menge, (b) ein Festlegen einer Aufteilung der zweiten Menge an Kraftstoff in zumindest zwei Teilmengen an Kraftstoff, wobei eine erste Teilmenge der zumindest zwei Teilmengen zumindest annähernd gleich ist wie die erste Menge, (c) ein Betreiben der Brennkraftmaschine in einem modifizierten zweiten Betriebszustand, in dem pro Arbeitsspiel die zweite Menge an Kraftstoff mittels zumindest zwei Teileinspritzvorgängen in den Zylinder eingespritzt wird, wobei (c1) mittels eines ersten Teileinspritzvorgangs die erste Teilmenge in den Zylinder eingespritzt wird und (c2) mittels eines zweiten Teileinspritzvorgangs eine zweite Teilmenge in den Zylinder eingespritzt wird, (d) ein Bestimmen des Bewegungsverhaltens des Kraftstoffinjektors bei dem ersten Teileinspritzvorgang, und (e) ein Ermitteln des Bewegungsverhaltens des Kraftstoffinjektors für den ersten Betriebszustand der Brennkraftmaschine basierend auf dem bestimmten Bewegungsverhalten des Kraftstoffinjektors für den ersten Teileinspritzvorgang.According to a first aspect of the invention, a method for determining a movement behavior of a fuel injector for a first operating state of an internal combustion engine of a motor vehicle is described, wherein in the first operating state per cycle a first amount of fuel is injected into a cylinder of the internal combustion engine. The described method comprises (a) operating the internal combustion engine in a second operating state in which a second amount of fuel per cycle is injected into the cylinder, the second amount being greater than the first amount, (b) determining a split the second amount of fuel in at least two subsets of fuel, wherein a first subset of the at least two subsets is at least approximately equal to the first amount, (c) a Operating the internal combustion engine in a modified second operating state in which the second amount of fuel per cycle is injected into the cylinder by means of at least two partial injection processes, wherein (c1) the first partial quantity is injected into the cylinder by means of a first partial injection operation and (c2) by means of a (d) determining the movement behavior of the fuel injector in the first part injection process, and (e) determining the movement behavior of the fuel injector for the first operating state of the internal combustion engine based on the determined movement behavior of the fuel injector for the first part injection process.

Dem beschriebenen Verfahren liegt die Erkenntnis zugrunde, dass über das zu erwartende Bewegungsverhalten eines Kraftstoffinjektors in einem ersten Betriebszustand einer Brennkraftmaschine, in welchem eine vergleichsweise kleine Menge an Kraftstoff pro Arbeitsspiel in einen Zylinder der Brennkraftmaschine eingespritzt wird, auch dann wichtige Erkenntnisse gewonnen werden können, wenn der betreffende Kraftstoffinjektor in einem (modifizierten) zweiten Betriebszustand betrieben wird, in welchem eine vergleichsweise große Menge an Kraftstoff pro Arbeitsspiel in den Zylinder der Brennkraftmaschine eingespritzt wird. Um das zu erwartende Bewegungsverhalten des Kraftstoffinjektors zu ermitteln, wird erfindungsgemäß bei dem modifizierten zweiten Betriebszustand eine vorgegebene zweite Kraftstoffmenge, welche von einem aktuellen Fahrerwunsch abhängt, in zumindest zwei Teil(einspritz)mengen aufgeteilt, wobei eine der beiden Teil(einspritz)mengen gerade der (ersten) Menge an Kraftstoff entspricht, welche in dem ersten Betriebszustand pro Arbeitsspiel in den Zylinder eingespritzt wird.The described method is based on the finding that important information can also be obtained about the expected movement behavior of a fuel injector in a first operating state of an internal combustion engine in which a comparatively small amount of fuel per working cycle is injected into a cylinder of the internal combustion engine the fuel injector in question is operated in a (modified) second operating state, in which a comparatively large amount of fuel per working cycle is injected into the cylinder of the internal combustion engine. In order to determine the expected movement behavior of the fuel injector, according to the invention in the modified second operating state, a predetermined second fuel quantity, which depends on a current driver's request, divided into at least two part (injection) amounts, one of the two part (injection) amounts just the (First) amount of fuel which is injected in the first operating state per cycle in the cylinder.

”Aufteilen der vorgegebenen Kraftstoffmenge” kann in diesem Zusammenhang insbesondere bedeuten, dass die Summe der einzelnen Teilmengen zumindest annähernd der von dem Fahrer angeforderten zweiten Kraftstoffmenge entspricht."Divide the predetermined amount of fuel" may in this context in particular mean that the sum of the individual subsets at least approximately corresponds to the requested by the driver second fuel quantity.

Es wird darauf hingewiesen, dass die Reihenfolge der beiden Teileinspritzvorgänge nicht dadurch festgelegt ist, dass vorstehend der erste Teileinspritzvorgang, mit dem die der ersten Menge an Kraftstoff entsprechende erste Teilmenge an Kraftstoff in den Zylinder eingespritzt wird, zuerst und der zweite Teileinspritzvorgang danach genannt ist. Es ist auch möglich, dass zuerst der zweite Teileinspritzvorgang und danach der erste Teileinspritzvorgang durchgeführt werden.It should be noted that the order of the two split injections is not set by mentioning first the first split injection operation with which the first partial amount of fuel corresponding to the first amount of fuel is injected into the cylinder, and the second split injection operation thereafter. It is also possible that first the second partial injection operation and then the first partial injection operation are performed.

Anschaulich gesprochen wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in einem mittleren Lastbereich der Brennkraftmaschine die Kraftstoffeinspritzung so modifiziert, dass mehrere Teileinspritzungen vorgenommen werden, wobei mit einer der Teileinspritzungen eine kleine Kraftstoffmenge und insbesondere eine sog. Kleinstkraftstoffmenge, welche in einem sog. Kleinstmengen(betriebs)bereich üblich ist, eingespritzt wird. Eine derartige Kleinstkraftstoffmenge kann beispielsweise 1,0 bis 5,0 mg Kraftsoff sein, welche pro Arbeitsspiel in einen Zylinder der Brennkraftmaschine eingespritzt wird. Erfindungsgemäß wird dann die Bewegungsdynamik des Kraftstoffinjektors im Verlauf der Teileinspritzung dieser kleinen Kraftstoffmenge analysiert. Aus der analysierten Bewegungsdynamik kann dann auf die Bewegungsdynamik bzw. das Bewegungsverhalten des Kraftstoffinjektors geschlossen werden, welches dieser individuelle Kraftstoffinjektor in dem sog. Kleinstmengen(betriebs)bereich zeigt. Damit können auf vorteilhafte Weise für einen bestimmten individuellen Kraftstoffinjektor Informationen über dessen zu erwartendes individuelles Bewegungsverhalten im Kleinstmengen(betriebs)bereich gewonnen werden, ohne dass die Brennkraftmaschine in diesem Kleinstmengen(betriebs)bereich betrieben wird.In the method according to the invention, in a medium load range of the internal combustion engine, the fuel injection is modified in such a way that several partial injections are carried out, with one of the partial injections being a small amount of fuel and in particular a so-called minimum fuel quantity which is usual in a so-called very small amount (operating range) is injected. Such a minimum amount of fuel may be, for example, 1.0 to 5.0 mg Kraftsoff, which is injected per cycle in a cylinder of the internal combustion engine. According to the invention, the motion dynamics of the fuel injector is then analyzed in the course of the partial injection of this small amount of fuel. From the analyzed dynamics of motion can be concluded then on the dynamics of movement or the movement behavior of the fuel injector, which shows this individual fuel injector in the so-called. Smallest quantities (betriebs) area. This can be obtained in an advantageous manner for a particular individual fuel injector information about its expected individual movement behavior in the smallest amounts (betriebs) area, without the internal combustion engine is operated in this very small (betriebs) area.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist der Kraftstoffinjektor einen Spulenantrieb mit einer Spule und mit einem magnetischen Anker weist, welcher mittels einer elektrischen Erregung der Spule in eine Öffnungsposition bewegbar ist, in welcher eine Düsenöffnung des Kraftstoffinjektors zumindest teilweise geöffnet ist, und wobei das Bestimmen des Bewegungsverhaltens des Kraftstoffinjektors bei dem ersten Teileinspritzvorgang ein Auswerten einer elektrischen Größe der Spule aufweist.According to a further exemplary embodiment of the invention, the fuel injector has a coil drive with a coil and with a magnetic armature which can be moved by means of an electrical excitation of the coil into an opening position in which a nozzle opening of the fuel injector is at least partially opened, and wherein the determination of the Movement behavior of the fuel injector in the first part injection process comprises an evaluation of an electrical size of the coil.

Die elektrische Größe kann beispielsweise eine an der Spule anliegende Spannung sein und/oder ein durch die Spule fließender Strom sein. Insbesondere die an der Spule anliegende Spannung kann beispielsweise durch Induktionseffekte beeinflusst werden, welche von der Bewegung des magnetischen Ankers abhängen. Dabei können auch in dem Material des magnetischen Ankers induzierte und zeitabhängige Wirbelströme eine Rolle spielen.The electrical variable may be, for example, a voltage applied to the coil and / or a current flowing through the coil. In particular, the voltage applied to the coil voltage can be influenced for example by induction effects, which depend on the movement of the magnetic armature. In this case, induced and time-dependent eddy currents can also play a role in the material of the magnetic armature.

Die elektrische Größe kann unmittelbar erfasst oder mit einem Referenzverlauf verglichen werden, wobei der Vergleich (beispielsweise eine Subtraktion) in vielen Fällen eine genauere Analyse der Bewegung des magentischen Ankers erlaubt. Der zeitliche Verlauf der elektrischen Größe kann auch differenziert werden und ggf. mit ebenfalls zeitlich differenzierten Referenzverläufen verglichen werden.The electrical quantity can be detected directly or compared with a reference curve, the comparison (for example a subtraction) in many cases allowing a more accurate analysis of the movement of the magnetic armature. The temporal course of the electrical quantity can also be differentiated and, if necessary, compared with likewise time-differentiated reference curves.

Auch wenn es bei der vorliegenden Erfindung auf die Art der Bestimmung des Bewegungsverhaltens des Kraftstoffinjektors bei dem ersten Teileinspritzvorgang nicht näher ankommt, werden nachfolgend ein paar aus dem Stand der Technik bekannte Beispiele genannt, bei denen ein Bewegungsverhalten eines magnetischen Ankers eines Kraftstoffinjektors ebenfalls anhand einer genauen elektrischen Auswertung von der an einer entsprechenden Spule anliegenden Spannung und/oder von einem durch die betreffende Spule fließenden Stromes charakterisiert wird.

  • (A) Die DE 40 11 217 A1 offenbart ein Verfahren zum Ansteuern eines Magnetventils einer Schlupf-Regelanlage eines Kraftfahrzeuges. Zur Ermittlung der Funktion des Magnetventils wird eine Spannung am spulenseitigen Ausgang abgegriffen, welcher den Stromfluss durch die Spule des Magnetventils steuert. Nach dem Abschalten des Stromflusses durch die Spule wird der zeitliche Verlauf der abgegriffenen Spannung gemessen und mit einem Soll-Verlauf dieser Spannung verglichen. Ein Schließzeitpunkt des Magnetventils wird durch die zeitliche Lage eines Maximums der abgegriffenen Spannung angezeigt. Dieses Maximum kann auch durch die zeitliche Auswertung einer zeitlichen Ableitung der abgegriffenen Spannung ermittelt werden.
  • (B) Die DE 10 2005 044 886 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erkennen eines Endes einer Bewegung eines Ventilkolbens in einem Ventil. Dabei wird eine Induktionsspannung UIND erfasst, die durch eine Bewegung des Ventilkolbens in einer Spule des Ventils induziert wird. Ferner wird eine zeitliche Ableitung UDERIV der Induktionsspannung UIND erfasst. Das Ende der Bewegung des Ventilkolbens wird dadurch erkannt, dass zu einem bestimmten Zeitpunkt die Induktionsspannung UIND größer ist als ein vorgegebener erster Schwellenwert THR1 und gleichzeitig die zeitliche Ableitung UDERIV kleiner ist als ein zweiter Schwellenwert THR2.
  • (C) Die Druckschrift EP 1 777 400 A2 offenbart ein Verfahren zum Überprüfen eines Ventils, welches einen Ventilkolben, mindestens eine Spule und ein magnetisiertes Bauelement aufweist. In der Spule wird durch ein Bewegen des Ventilkolbens infolge eines von dem magnetisierten Bauelement erzeugten Magnetfeldes eine Induktionsspannung induziert. In einem aktuellen Ansteuerzyklus wird ein Zeitpunkt abhängig von einem charakteristischen Verlauf der Induktionsspannung ermittelt, wobei dieser Zeitpunkt repräsentativ für ein Ende eines Bewegungsvorgangs des Ventilkolbens ist. Das Ende der Bewegung des Ventilkolbens wird dadurch signalisiert, dass zu einem bestimmten Zeitpunkt die Induktionsspannung größer ist als ein vorgegebener Induktionsspannungsschwellenwert und gleichzeitig die zeitliche Ableitung der Induktionsspannung kleiner ist als ein vorgegebener Ableitungsschwellenwert.
  • (D) Die Druckschrift DE 198 34 405 A1 offenbart ein Verfahren zur Schätzung eines Nadelhubs eines Magnetventils. Dabei werden bei der Bewegung der Ventilnadel relativ zu einer Spule des Magnetventils die in der Spule induzierten Spannungen erfasst und mittels eines Rechenmodells mit dem Hub der Ventilnadel in Beziehung gesetzt. Weiterhin wird offenbart, dass der Kontaktzeitpunkt der Ventilnadel, d. h. der Schließzeitpunkt des Magnetventils, basierend auf der zeitlichen Ableitung dU/dt der Spulenspannung bestimmt werden kann, da dieses Ableitungssignal im Umkehrpunkt der Nadel- bzw. Ankerbewegung große Sprünge aufweist.
  • (E) Die Druckschrift DE 198 34 405 A1 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zur indirekten Überwachung des Schließens eines elektromagnetischen Ventils mit einer Induktivität und einem ohm'schen Widerstand. Dabei wird ein Spannungsverlauf am Ventil von einer Auswerte- und Steuereinheit ausgewertet, indem er zunächst zweimal differenziert wird und anschließend die Nulldurchgänge der differenzierten Kurve ermittelt werden.
  • (F) Die Druckschrift DE 43 08 811 A1 offenbart ein Verfahren zur Steuerung einer magnetventilgesteuerten Kraftstoff-Zumesseinrichtung. Hierbei werden die tatsächlichen Schaltzeitpunkte eines elektromagnetischen Ventils durch Detektion eines Knicks im Stromverlauf ermittelt. Dazu wird entsprechend zu einem vorgegebenen Zeitpunkt nach einer Unterbrechung der Spannungsversorgung zum elektromagnetischen Ventil ein Stromwert erfasst und ein Zeitbereich ermittelt, in dem der Knick voraussichtlich erfolgt.
Although in the present invention, the manner of determining the movement behavior of the fuel injector in the first part injection process does not come closer hereinafter referred to as a few known from the prior art examples, in which a movement behavior of a magnetic armature of a fuel injector is also characterized by a precise electrical evaluation of the voltage applied to a corresponding coil and / or by a current flowing through the coil in question.
  • (A) The DE 40 11 217 A1 discloses a method for driving a solenoid valve of a slip control system of a motor vehicle. To determine the function of the solenoid valve, a voltage at the coil-side output is tapped, which controls the flow of current through the coil of the solenoid valve. After switching off the current flow through the coil, the time course of the tapped voltage is measured and compared with a desired course of this voltage. A closing time of the solenoid valve is indicated by the timing of a maximum of the tapped voltage. This maximum can also be determined by the temporal evaluation of a time derivative of the tapped voltage.
  • (B) The DE 10 2005 044 886 A1 discloses a method and apparatus for detecting an end of movement of a valve piston in a valve. In this case, an induction voltage UIND is detected, which is induced by a movement of the valve piston in a coil of the valve. Furthermore, a time derivative UDERIV of the induction voltage UIND is detected. The end of the movement of the valve piston is detected by the fact that at a certain time, the induction voltage UIND is greater than a predetermined first threshold THR1 and at the same time the time derivative UDERIV is smaller than a second threshold THR2.
  • (C) The publication EP 1 777 400 A2 discloses a method of testing a valve having a valve piston, at least one coil, and a magnetized device. In the coil, an induction voltage is induced by moving the valve piston as a result of a magnetic field generated by the magnetized component. In a current drive cycle, a time is determined depending on a characteristic curve of the induction voltage, which time point is representative of an end of a movement process of the valve piston. The end of the movement of the valve piston is signaled by the fact that at a certain time the induction voltage is greater than a predetermined induction voltage threshold and at the same time the time derivative of the induction voltage is less than a predetermined derivative threshold.
  • (D) The publication DE 198 34 405 A1 discloses a method for estimating a needle lift of a solenoid valve. In this case, in the movement of the valve needle relative to a coil of the solenoid valve, the induced voltages in the coil are detected and set by means of a computer model with the stroke of the valve needle in relation. Furthermore, it is disclosed that the contact timing of the valve needle, ie the closing time of the solenoid valve, based on the time derivative dU / dt of the coil voltage can be determined, since this derivative signal has large jumps in the reversal point of the needle or armature movement.
  • (E) The publication DE 198 34 405 A1 discloses an apparatus and method for indirectly monitoring the closing of an electromagnetic valve having an inductance and an ohmic resistance. A voltage curve at the valve is evaluated by an evaluation and control unit by first differentiating twice and then determining the zero crossings of the differentiated curve.
  • (F) The document DE 43 08 811 A1 discloses a method of controlling a solenoid valve controlled fuel meter. In this case, the actual switching times of an electromagnetic valve are determined by detection of a bend in the course of the current. For this purpose, a current value is correspondingly detected at a predetermined time after an interruption of the voltage supply to the electromagnetic valve and a time range is determined in which the kink is likely to occur.

An dieser wird darauf hingewiesen, dass die vorstehend beschriebenen Beispiele lediglich verdeutlichen sollen, dass es eine Vielzahl von Möglichkeiten gibt, das Bewegungsverhalten des Kraftstoffinjektors bei dem ersten Teileinspritzvorgang basierend auf einer Auswertung von (zeitlichen) Verläufen von elektrischen Größen zu bestimmen. Prinzipielle eignen sich zur Bestimmung des Bewegungsverhaltens des Kraftstoffinjektors bei dem ersten Teileinspritzvorgang alle Analyseprozeduren, bei denen die entsprechenden elektrischen Größen der Spule des Spulenantriebs mit einer ausreichenden Genauigkeit erfasst und ausgewertet werden.It should be noted that the examples described above are merely intended to illustrate that there are a large number of possibilities for determining the movement behavior of the fuel injector in the first partial injection process based on an evaluation of (time) courses of electrical variables. Principal are suitable for determining the movement behavior of the fuel injector in the first part injection process all analysis procedures in which the corresponding electrical variables of the coil of the coil drive are detected and evaluated with sufficient accuracy.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Bewegungsverhalten des Kraftstoffinjektors eine Verzögerung eines Schließzeitpunkts gegenüber einem charakteristischen Merkmal in dem Verlauf einer elektrischen Erregung der Spule des Spulenantriebs.According to a further embodiment of the invention, the movement behavior of the fuel injector is a delay of a closing time with respect to a characteristic feature in the course of an electrical excitation of the coil of the coil drive.

Die elektrische Erregung kann insbesondere die Spannung sein, welche von außen an der Spule angelegt wird.The electrical excitation may be in particular the voltage which is applied from the outside to the coil.

Das charakteristische Merkmal kann beispielsweise innerhalb eines bestimmten Zeitfensters das Erreichen des Wertes Null sein. The characteristic feature may be, for example, within a certain time window, reaching zero.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung erfolgt ein Übergang von dem zweiten Betriebszustand in den modifizierten zweiten Betriebszustand zumindest annähernd drehmomentneutral. Dies hat den Vorteil, dass ein Fahrer des Kraftfahrzeugs von einer Durchführung des in diesem Dokument beschriebenen Verfahrens überhaupt nichts mitbekommt, so dass der Fahrkomfort in keiner Weise beeinträchtigt wird. Ein drehmomentneutraler Übergang kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass die Summe der zumindest zwei Teilmengen an Kraftstoff zumindest annähernd gleich groß ist wie die zweite Menge.According to a further exemplary embodiment of the invention, a transition from the second operating state into the modified second operating state takes place at least approximately neutral in terms of torque. This has the advantage that a driver of the motor vehicle does not notice anything at all about carrying out the method described in this document, so that the ride comfort is in no way impaired. A torque-neutral transition, for example, be realized that the sum of the at least two subsets of fuel is at least approximately equal to the second amount.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung erfolgt in dem modifizierten zweiten Betriebszustand in einem Arbeitsspiel zunächst der erste Teileinspritzvorgang und danach der zweite Teileinspritzvorgang. Dies hat den Vorteil, dass die Dynamik der Bewegung des Kraftstoffinjektors nicht von vorherigen Teileinspritzungsvorgängen beeinflusst wird. Dadurch kann eine besonders gute Übereinstimmung zwischen dem Bewegungsverhalten des Kraftstoffinjektors in dem ersten Betriebszustand und dem Bewegungsverhalten des Kraftstoffinjektors bei dem ersten Teileinspritzvorgang erreicht werden, so dass sich die Genauigkeit des beschriebenen Verfahrens entsprechend hoch ist.According to a further exemplary embodiment of the invention, in the modified second operating state in a working cycle, first the first partial injection process and then the second partial injection process take place. This has the advantage that the dynamics of the movement of the fuel injector is not influenced by previous partial injection processes. As a result, a particularly good agreement between the movement behavior of the fuel injector in the first operating state and the movement behavior of the fuel injector in the first partial injection process can be achieved, so that the accuracy of the described method is correspondingly high.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der zeitliche Abstand zwischen dem ersten Teileinspritzvorgang und dem zweiten Teileinspritzvorgang so groß, dass das Bewegungsverhalten des Kraftstoffinjektors bei dem ersten Teileinspritzvorgang nicht von dem zweiten Teileinspritzvorgang beeinflusst ist.According to a further exemplary embodiment of the invention, the time interval between the first partial injection process and the second partial injection process is so great that the movement behavior of the fuel injector in the first partial injection process is not influenced by the second partial injection process.

Anschaulich gesprochen bedeutet dies, dass eine Separations zeit zwischen den ersten beiden Teileinspritzvorgängen ausreichend groß ist, dass keine oder lediglich zu vernachlässigende Störungen des ersten Teileinspritzvorgangs durch den zweiten Teileinspritzvorgang auftreten. Dies kann durch eine geeignete Betriebsstrategie gewählt werden, welche dafür sorgt, dass die Separationszeit zwischen dem ersten Teileinspritzvorgang und dem zweiten Teileinspritzvorgang so groß ist, dass eine Beeinflussung der Dynamik der Bewegung des Kraftstoffinjektors bei dem ersten Teileinspritzvorgang durch den zweiten Teileinspritzvorgang ausgeschlossen oder zumindest auf ein Minimum reduziert werden kann.To put it clearly, this means that a separation time between the first two partial injection events is sufficiently great that no or only negligible disturbances of the first partial injection process occur through the second partial injection process. This can be selected by a suitable operating strategy, which ensures that the separation time between the first partial injection process and the second partial injection process is so large that an influencing of the dynamics of the movement of the fuel injector in the first partial injection process by the second partial injection process excluded or at least on Minimum can be reduced.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in dem zweiten Betriebszustand die zweite Menge an Kraftstoff in Form von zumindest zwei Teileinspritzungen eingespritzt. Dies bedeutet, dass nicht nur ein Einfacheinspritzpuls derart aufgeteilt werden kann, dass die erste Teilmenge zumindest annähernd der ersten Menge an Kraftstoff entspricht, die in dem ersten Betriebszustand pro Arbeitsspiel in den Zylinder der Brennkraftmaschine eingespritzt wird. Vielmehr kann auch eine Mehrfacheinspritzung durch eine geeignete Aufteilung der Einzeleinspritzungen und/oder ggf. durch eine Hinzufügung von zumindest einer weiteren Einzeleinspritzung so abgeändert werden, dass in dem beschriebenen modifizierten zweiten Betriebszustand die erste Teilmenge, die mittels des ersten Teileinspritzvorgangs eingespritzt wird, möglichst genau der ersten Menge an Kraftstoff entspricht, die in dem ersten Betriebszustand der Brennkraftmaschine in den Zylinder eingespritzt werden würde.According to a further exemplary embodiment of the invention, in the second operating state, the second quantity of fuel is injected in the form of at least two partial injections. This means that not only a single injection pulse can be divided such that the first subset corresponds at least approximately to the first amount of fuel that is injected into the cylinder of the internal combustion engine in the first operating state per working cycle. Rather, a multiple injection can also be modified by a suitable division of the individual injections and / or possibly by adding at least one further individual injection such that in the described modified second operating state, the first subset that is injected by means of the first partial injection process is as precisely as possible first amount of fuel that would be injected into the cylinder in the first operating state of the internal combustion engine.

Anschaulich gesprochen kann eine geeignete Betriebsstrategie unterschiedliche Herangehensweisen abhängig von der Zahl der angeforderten Einspritzpulse berücksichtigen. Für den Fall, dass in dem zweiten Betriebszustand nur eine Einspritzung angefordert wird, wird die angeforderte gesamte Kraftstoffmenge in unterschiedliche Einspritzmengen aufgeteilt, so dass statt einer Einspritzung oder eines Einspritzvorgangs mindestens zwei Einspritzungen bzw. Teileinspritzvorgänge abgesetzt werden. Für den Fall dass in dem zweiten Betriebszustand eine Mehrfacheinspritzung (z. B. mit bis zu fünf Einspritzpulsen) angefordert wird, wird in dem modifizierten zweiten Betriebszustand die Aufteilung der Gesamtmasse auf die einzelnen Teileinspritzvorgänge in geeigneter Weise verändert, so dass die erste Teilmenge, die mittels des ersten Teileinspritzvorgangs eingespritzt wird, möglichst genau der ersten Menge an Kraftstoff entspricht, die in dem ersten Betriebszustand der Brennkraftmaschine in den Zylinder eingespritzt werden würde.To put it clearly, a suitable operating strategy can take account of different approaches depending on the number of injection pulses requested. In the event that only one injection is requested in the second operating state, the requested total amount of fuel is divided into different injection quantities, so that instead of an injection or an injection process, at least two injections or partial injection processes are discontinued. In the case where a multiple injection is requested in the second operating state (eg with up to five injection pulses), in the modified second operating state the distribution of the total mass among the individual partial injection processes is suitably changed so that the first subset, is injected by the first partial injection operation, as closely as possible corresponds to the first amount of fuel that would be injected into the cylinder in the first operating state of the internal combustion engine.

An dieser Stelle wird darauf hingewiesen, dass das in diesem Dokument beschriebene Verfahren zum Ermitteln des Bewegungsverhaltens eines Kraftstoffinjektors auch für eine Brennkraftmaschine durchgeführt werden kann, welche mehrere Zylinder und demzufolge auch mehrere Kraftstoffinjektoren aufweist. Um für jeden Kraftstoffinjektor individuell das Bewegungsverhalten ermitteln zu können, kann das in diesem Dokument beschriebene Verfahren für jeden Kraftstoffinjektor separat durchgeführt werden. Damit wird es möglich, schnell und zuverlässig die systematischen Toleranzen der verschiedenen Kraftstoffinjektoren eines gesamten Einspritzsystems zu identifizieren und die Ansteuerung der einzelnen Kraftstoffinjektoren basierend auf diesen Erkenntnissen dahingehend zu adaptieren, dass auch in dem sog. Kleinstmengenbereich genaue Kraftstoffzumessungen individuell für jeden Kraftstoffinjektor realisiert werden können.It should be noted at this point that the method described in this document for determining the movement behavior of a fuel injector can also be carried out for an internal combustion engine having a plurality of cylinders and consequently also a plurality of fuel injectors. In order to individually determine the movement behavior for each fuel injector, the method described in this document can be carried out separately for each fuel injector. This makes it possible to quickly and reliably identify the systematic tolerances of the various fuel injectors of an entire injection system and to adapt the control of the individual fuel injectors based on these findings to the effect that accurate fuel metering can be implemented individually for each fuel injector even in the so-called very small amount range.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Ansteuern eines Kraftstoffinjektors einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs in einem ersten Betriebszustand der Brennkraftmaschine beschrieben, in welchem Betriebszustand pro Arbeitsspiel eine erste Menge an Kraftstoff in einen Zylinder der Brennkraftmaschine eingespritzt wird. Das beschriebene Verfahren weist auf (a) Ermitteln des Bewegungsverhaltens des Kraftstoffinjektors für einen ersten Betriebszustand, in dem pro Arbeitsspiel eine erste Menge an Kraftstoff in einen Zylinder der Brennkraftmaschine eingespritzt wird, mittels eines o. g. Verfahrens, und (b) Ansteuern des Kraftstoffinjektors basierend auf dem ermittelten Bewegungsverhalten. According to a further aspect of the invention, a method for driving a fuel injector of an internal combustion engine of a motor vehicle in a first operating state of the internal combustion engine is described, in which operating state per cycle a first amount of fuel is injected into a cylinder of the internal combustion engine. The described method comprises (a) determining the movement behavior of the fuel injector for a first operating state, in which a first amount of fuel is injected into a cylinder of the internal combustion engine per cycle, by means of an above method, and (b) driving the fuel injector based on the determined movement behavior.

Dem beschriebenen Kraftstoffinjektor-Ansteuerverfahren liegt die Erkenntnis zugrunde, dass basierend auf einer vorherigen Bestimmung des Bewegungsverhaltens des individuellen Kraftstoffinjektors für den ersten Betriebszustand der individuelle Kraftstoffinjektor unmittelbar nach Übergang in den ersten Betriebszustand auf geeignete Weise angesteuert werden kann, wobei aufgrund der Kenntnis des zu erwartenden Bewegungsverhaltens eine Kraftstoffinjektor individuelle Adaption der Ansteuerung erfolgen kann.The fuel injector drive method described is based on the knowledge that based on a previous determination of the movement behavior of the individual fuel injector for the first operating state of the individual fuel injector can be controlled in the appropriate manner immediately after transition to the first operating state, due to the knowledge of the expected movement behavior a fuel injector can be made individual adaptation of the control.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Verfahren ferner ein Ermitteln eines modifizierten Bewegungsverhaltens des Kraftstoffinjektors für einen modifizierten ersten Betriebszustand der Brennkraftmaschine auf, in dem pro Arbeitsspiel eine modifizierte erste Menge an Kraftstoff in den Zylinder der Brennkraftmaschine eingespritzt wird, mittels eines o. g. Verfahrens zum Ermitteln eines Bewegungsverhaltens eines Kraftstoffinjektors, wobei das Ansteuern des Kraftstoffinjektors ferner basierend auf dem ermittelten modifizierten Bewegungsverhalten erfolgt.According to an embodiment of the invention, the method further comprises determining a modified movement behavior of the fuel injector for a modified first operating state of the internal combustion engine in which a modified first amount of fuel is injected into the cylinder of the internal combustion engine per cycle, by means of a o. A method for determining a movement behavior of a fuel injector, wherein the driving of the fuel injector is further based on the determined modified movement behavior.

Dies hat den Vorteil, dass in dem modifizierten zweiten Betriebszustand und zudem in zumindest einem weiteren modifizierten zweiten Betriebszustand für verschiedene erste ggf. modifizierte Kraftstoffmengen jeweils das entsprechende zu erwartende Bewegungsverhalten des Kraftstoffinjektors abgeschätzt werden kann. Somit kann nicht nur für eine einzuspritzende erste (Kleinst)Menge sondern auch für zumindest eine weitere modifizierte einzuspritzende erste (Kleinst)Menge an Kraftstoff eine geeignete und für den betreffenden Kraftstoffinjektor individuelle Adaption hinsichtlich seiner Ansteuerung gefunden werden, so dass im Ergebnis der Kraftstoffinjektor für mehrere Kleinst(Mengen) immer in geeigneter Weise angesteuert werden kann.This has the advantage that in the modified second operating state and also in at least one further modified second operating state, the corresponding expected movement behavior of the fuel injector can be estimated in each case for different first, possibly modified quantities of fuel. Thus, not only for a first (minimum) quantity to be injected but also for at least one further modified first (smallest) amount of fuel can an appropriate adaptation for the relevant fuel injector be found with regard to its activation, so that as a result the fuel injector for several Small (quantities) can always be controlled in a suitable manner.

Bei der vorstehend beschriebenen Aufteilung der Einspritzmengen kann, wenn das vorstehend beschriebene Verfahren zum Ermitteln des Bewegungsverhaltens mehrfach ausgeführt wird, jedes Mal ein etwas anderer Wert für die erste Teilmenge gewählt werden. Auf diese Weise können für verschiedene erste (Kleinst)Mengen das jeweils zu erwartende Bewegungsverhalten des Kraftstoffinjektors im Voraus eingeschätzt werden.In the above-described division of the injection quantities, when the above-described method for determining the movement behavior is repeatedly executed, a slightly different value for the first subset may be selected each time. In this way, the respectively expected movement behavior of the fuel injector can be estimated in advance for different first (smallest) amounts.

Anschaulich gesprochen kann zum Identifizieren einer für einen Kraftstoffinjektor individuellen Schließzeit(verzögerung) die Einspritzdauer des ersten Teileinspritzvorgangs systematisch schrittweise durch die Betriebsstrategie für den definierten Arbeitsbereich verändert werden. Dabei wird dann automatisch die Einspritzdauer des zweiten und aller weiteren Einspritzpulse durch die Betriebsstrategie so angepasst, dass die geforderte Gesamtmasse an Kraftstoff zugemessen wird.To put it clearly, in order to identify a closing time (delay) individual for a fuel injector, the injection duration of the first partial injection process can be systematically changed stepwise by the operating strategy for the defined working range. In this case, the injection duration of the second and all further injection pulses is then automatically adjusted by the operating strategy so that the required total mass of fuel is metered.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung und insbesondere eine Motorsteuerung für ein eine Brennkraftmaschine aufweisendes Kraftfahrzeug beschrieben. Die beschriebene Vorrichtung ist eingerichtet, folgende Verfahren durchzuführen: Das oben beschriebene Verfahren zum Ermitteln eines Bewegungsverhaltens eines Kraftstoffinjektors für einen ersten Betriebszustand der Brennkraftmaschine, wobei in dem ersten Betriebszustand pro Arbeitsspiel eine erste Menge an Kraftstoff in einen Zylinder der Brennkraftmaschine eingespritzt wird, wobei die erste Menge kleiner ist als eine zweite Menge an Kraftstoff, welche in einem zweiten Betriebszustand pro Arbeitsspiel in den Zylinder eingespritzt wird, und/oder das andere oben beschriebene Verfahren zum Ansteuern eines Kraftstoffinjektors der Brennkraftmaschine in einem ersten Betriebszustand der Brennkraftmaschine, in welchem pro Arbeitsspiel eine erste Menge an Kraftstoff in einen Zylinder der Brennkraftmaschine eingespritzt wird, wobei die erste Menge kleiner ist als eine zweite Menge an Kraftstoff, welche in einem zweiten Betriebszustand pro Arbeitsspiel in den Zylinder eingespritzt wird.According to a further aspect of the invention, a device and in particular an engine control system for a motor vehicle having an internal combustion engine is described. The described device is set up to carry out the following methods: The above-described method for determining a movement behavior of a fuel injector for a first operating state of the internal combustion engine, wherein in the first operating state per working cycle a first Amount of fuel is injected into a cylinder of the internal combustion engine, wherein the first amount is smaller than a second amount of fuel which is injected in a second operating state per cycle in the cylinder, and / or the other method described above for driving a fuel injector Internal combustion engine in a first operating state of the internal combustion engine, in which per cycle, a first amount of fuel is injected into a cylinder of the internal combustion engine, wherein the first amount is smaller than a second amount of fuel, which is injected in a second operating state per cycle in the cylinder ,

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Computerprogramm beschrieben, welches, wenn es von einem Prozessor ausgeführt wird, eingerichtet ist folgende Verfahren durchzuführen: Das oben beschriebene Verfahren zum Ermitteln eines Bewegungsverhaltens eines Kraftstoffinjektors für einen ersten Betriebszustand der Brennkraftmaschine, wobei in dem ersten Betriebszustand pro Arbeitsspiel eine erste Menge an Kraftstoff in einen Zylinder der Brennkraftmaschine eingespritzt wird, wobei die erste Menge kleiner ist als eine zweite Menge an Kraftstoff, welche in einem zweiten Betriebszustand pro Arbeitsspiel in den Zylinder eingespritzt wird, und/oder das andere oben beschriebene Verfahren zum Ansteuern eines Kraftstoffinjektors der Brennkraftmaschine in einem ersten Betriebszustand der Brennkraftmaschine, in welchem pro Arbeitsspiel eine erste Menge an Kraftstoff in einen Zylinder der Brennkraftmaschine eingespritzt wird, wobei die erste Menge kleiner ist als eine zweite Menge an Kraftstoff, welche in einem zweiten Betriebszustand pro Arbeitsspiel in den Zylinder eingespritzt wird.According to a further aspect of the invention, a computer program is described, which, when executed by a processor, is configured to carry out the following methods: The above-described method for determining a movement behavior of a fuel injector for a first operating state of the internal combustion engine, wherein in the first operating state Working cycle a first amount of fuel is injected into a cylinder of the internal combustion engine, wherein the first amount is smaller than a second amount of fuel, which is injected in a second operating state per cycle in the cylinder, and / or the other method of driving described above a fuel injector of the internal combustion engine in a first operating state of the internal combustion engine, in which per cycle, a first amount of fuel is injected into a cylinder of the internal combustion engine, wherein the first amount is smaller than a second amount of Kr Aftstoff which is injected in a second operating state per cycle in the cylinder.

Im Sinne dieses Dokuments ist die Nennung eines solchen Computerprogramms gleichbedeutend mit dem Begriff eines Programm-Elements, eines Computerprogrammprodukts und/oder eines computerlesbaren Mediums, das Anweisungen zum Steuern eines Computersystems enthält, um die Arbeitsweise eines Systems bzw. eines Verfahrens in geeigneter Weise zu koordinieren, um die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verknüpften Wirkungen zu erreichen.For the purposes of this document, the mention of such a computer program is synonymous with the notion of a program element, a computer program product, and / or a computer readable medium containing instructions for controlling a computer system to appropriately coordinate the operation of a system or method to achieve the effects associated with the method of the invention.

Das Computerprogramm kann als computerlesbarer Anweisungscode in jeder geeigneten Programmiersprache wie beispielsweise in JAVA, C++ etc. implementiert sein. Das Computerprogramm kann auf einem computerlesbaren Speichermedium (CD-Rom, DVD, Blue-ray Disk, Wechsellaufwerk, flüchtiger oder nicht-flüchtiger Speicher, eingebauter Speicher/Prozessor etc.) abgespeichert sein. Der Anweisungscode kann einen Computer oder andere programmierbare Geräte wie insbesondere ein Steuergerät für einen Motor eines Kraftfahrzeugs derart programmieren, dass die gewünschten Funktionen ausgeführt werden. Ferner kann das Computerprogramm in einem Netzwerk wie beispielsweise dem Internet bereitgestellt werden, von dem es bei Bedarf von einem Nutzer herunter geladen werden kann.The computer program may be implemented as a computer-readable instruction code in any suitable programming language such as JAVA, C ++, etc. The computer program can be stored on a computer-readable storage medium (CD-ROM, DVD, Blue-ray disk, removable drive, volatile or non-volatile memory, built-in memory / processor, etc.). The instruction code may program a computer or other programmable device such as, in particular, an engine control unit of a motor vehicle to perform the desired functions. Further, the computer program may be provided in a network, such as the Internet, from where it may be downloaded by a user as needed.

Die Erfindung kann sowohl mittels eines Computerprogramms, d. h. einer Software, als auch mittels einer oder mehrerer spezieller elektronischer Schaltungen, d. h. in Hardware oder in beliebig hybrider Form, d. h. mittels Software-Komponenten und Hardware-Komponenten, realisiert werden.The invention can be implemented both by means of a computer program, i. H. a software, as well as by means of one or more special electronic circuits, d. H. in hardware or in any hybrid form, d. H. using software components and hardware components.

Es wird darauf hingewiesen, dass Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf unterschiedliche Erfindungsgegenstände beschrieben wurden. Insbesondere sind einige Ausführungsformen der Erfindung mit Vorrichtungsansprüchen und andere Ausführungsformen der Erfindung mit Verfahrensansprüchen beschrieben. Dem Fachmann wird jedoch bei der Lektüre dieser Anmeldung sofort klar werden, dass, sofern nicht explizit anders angegeben, zusätzlich zu einer Kombination von Merkmalen, die zu einem Typ von Erfindungsgegenstand gehören, auch eine beliebige Kombination von Merkmalen möglich ist, die zu unterschiedlichen Typen von Erfindungsgegenständen gehören.It should be noted that embodiments of the invention have been described with reference to different subject matters. In particular, some embodiments of the invention are described with apparatus claims and other embodiments of the invention with method claims. However, it will be readily apparent to those skilled in the art upon reading this application that, unless explicitly stated otherwise, in addition to a combination of features belonging to a type of subject matter, any combination of features that may result in different types of features is also possible Subject matters belong.

Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden beispielhaften Beschreibung einer derzeit bevorzugten Ausführungsform.Further advantages of the present invention will become apparent from the following exemplary description of a presently preferred embodiment.

Die einzige Figur zeigt eine schematische Darstellung einer Betriebsstrategie, mit der im Hinblick auf eine geeignete Injektor-individuelle Kraftstoffeinspritzung im Kleinstmengenbereich Einstellungen einer Brennkraftmaschine außerhalb des Kleinstmengenbereich adaptiert werden können, wobei die Einstellungen eine Aufteilung einer bestimmten angeforderten Gesamt-Kraftstoffmenge in mehrere Teileinspritzvorgänge und eine geeignete zeitliche Durchführung der Teileinspritzvorgänge umfassen.The single FIGURE shows a schematic representation of an operating strategy, with the settings of an internal combustion engine can be adapted outside the smallest amount range with regard to a suitable injector-individual fuel injection in the smallest amount range, the settings a division of a specific requested total fuel quantity in several Teileinspritzvorgänge and a suitable Timing of the partial injection operations include.

Es wird darauf hingewiesen, dass die nachfolgend beschriebene Ausführungsform lediglich eine beschränkte Auswahl an möglichen Ausführungsvarianten der Erfindung darstellt.It should be noted that the embodiment described below represents only a limited selection of possible embodiments of the invention.

Die in der einzigen Figur dargestellte Betriebsstrategie für eine Brennkraftmaschine beginnt mit einem Schritt 110, bei dem basierend auf einem aktuellen Fahrerwunsch ein bestimmtes Drehmoment der Brennkraftmaschine angefordert wird.The operating strategy for an internal combustion engine shown in the single figure begins with a step 110 in which based on a current driver's request, a specific torque of the internal combustion engine is requested.

Basierend auf dem angeforderten Drehmoment werden (a) in einem Schritt 112 eine erforderliche Gesamt-Kraftstoffmenge (pro Arbeitspiel), (b) in einem Schritt 114 eine Aufteilung der Gesamt-Kraftstoffmenge in mehrere Teileinspritzvorgänge und (c) in einem Schritt 116 eine zunächst geeignet erscheinende zeitliche Positionierung der verschiedenen Teileinspritzvorgänge beispielsweise relativ zu dem sog. ”Oberen Totpunkt” des betreffenden Zylinders der Brennkraftmachine bestimmt. Ferner wird in einem Schritt 118 basierend auf dem angeforderten Drehmoment eine bestimmte Gesamt-Luftmenge angefordert.Based on the requested torque, (a) in one step 112 a required total fuel quantity (per working cycle), (b) in one step 114 a division of the total fuel quantity into a plurality of partial injection events and (c) in one step 116 an initially suitable appearing temporal positioning of the various partial injection processes, for example, relative to the so-called. "Top dead center" of the relevant cylinder of the internal combustion engine determined. Furthermore, in one step 118 requested a certain total amount of air based on the requested torque.

Wie aus der Figur ersichtlich, wird dann in einem Schritt 120 die eigentliche Betriebsstrategie angewendet. Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel werden zunächst anstelle einer einzigen Einspritzung mehrere Teileinspritzvorgänge vorgesehen, wobei die Aufteilung der Gesamt-Kraftstoffmenge in die entsprechenden mehreren Teilmengen für die Brennkraftmaschine drehmomentneutral erfolgt. Zumindest eine der Teileinspritzmengen und bevorzugt die erste der Teileinspritzmengen, welche der ersten Teileinspritzvorgang zugeordnet ist, wird dabei so dimensioniert, dass diese einzelne Teileinspritzmenge im sog. Kleinstmengenbereich liegt. Infolge der weiteren Teileinspritzmengen befindet sich die Brennkraftmaschine jedoch nicht in diesem Kleinstmengenbereich. Danach wird ebenfalls in dem Schritt 120 das individuelle Bewegungsverhalten und insbesondere die individuelle Schließzeitverzögerung des betreffenden Kraftstoffinjektors bei dem ersten Teileinspritzvorgang bestimmt. Basierend auf dem bestimmten individuellen Bewegungsverhalten wird dann das Bewegungsverhalten dieses Kraftstoffinjektors ermittelt, welches zu erwarten ist, wenn dieser Kraftstoffinjektor und damit die gesamte Brennkraftmaschine zu einem späteren Zeitpunkt in dem sog. Kleinstmengenbereich betrieben wird. Basierend auf dieser Kenntnis des zu erwartenden individuellen Bewegungsverhaltens kann dann, wenn die Brennkraftmaschine tatsächlich in dem Kleinstmengenbereich betrieben wird, eine geeignete Adaption bei der Ansteuerung des betreffenden Kraftstoffinjektors im Hinblick auf eine optimale Mengengenauigkeit im Kleinstmengenbereich durchgeführt werden.As can be seen from the figure, then in one step 120 the actual operating strategy applied. According to the embodiment shown here, a plurality of partial injection processes are initially provided instead of a single injection, wherein the distribution of the total amount of fuel into the corresponding multiple subsets for the internal combustion engine takes place neutral in torque. At least one of the partial injection quantities and preferably the first of the partial injection quantities associated with the first partial injection process is dimensioned such that this individual partial injection quantity is in the so-called very small amount range. As a result of the further partial injection quantities, however, the internal combustion engine is not in this very small amount range. After that is also in the step 120 determines the individual movement behavior and in particular the individual closing time delay of the relevant fuel injector in the first part injection process. Based on the determined individual movement behavior, the movement behavior of this fuel injector is then determined, which is to be expected if this fuel injector and thus the entire internal combustion engine is operated at a later point in time in the so-called very small amount range. Based on this knowledge of the expected individual movement behavior, if the internal combustion engine is actually operated in the smallest amount range, a suitable adaptation in the activation of the relevant fuel injector with regard to an optimum quantity accuracy in the smallest amount range can be carried out.

Nach dem Anwenden der Betriebsstrategie wird dann, sofern sich die Brennkraftmaschine weiterhin in einem Betriebszustand oberhalb des Kleinstmengen(betriebs)bereich befindet, (a) in einem Schritt 122 die erforderliche Gesamt-Kraftstoffmenge (pro Arbeitspiel) bereitgestellt, (b) in einem Schritt 124 eine angepasste Aufteilung der Kraftstoffmenge in ggf. mehrere Teileinspritzvorgänge vorgenommen und (c) in einem Schritt 126 eine angepasste zeitliche Positionierung der verschiedenen Teileinspritzvorgänge beispielsweise relativ zu dem sog. ”Oberen Totpunkt” des betreffenden Zylinders der Brennkraftmachine vorgenommen.After applying the operating strategy is then, if the internal combustion engine is still in an operating state above the smallest amounts (operating) area, (a) in one step 122 the required total amount of fuel (per working cycle) is provided, (b) in one step 124 an adapted division of the amount of fuel in possibly several partial injection operations made and (c) in one step 126 an adapted temporal positioning of the various partial injection processes, for example, relative to the so-called. "top dead center" made the relevant cylinder of the internal combustion engine.

Claims (11)

Verfahren zum Ermitteln eines Bewegungsverhaltens eines Kraftstoffinjektors für einen ersten Betriebszustand einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, wobei in dem ersten Betriebszustand pro Arbeitsspiel eine erste Menge an Kraftstoff in einen Zylinder der Brennkraftmaschine eingespritzt wird, das Verfahren aufweisend Betreiben der Brennkraftmaschine in einem zweiten Betriebszustand, in dem pro Arbeitsspiel eine zweite Menge an Kraftstoff in den Zylinder eingespritzt wird, wobei die zweite Menge größer ist als die erste Menge, Festlegen einer Aufteilung der zweiten Menge an Kraftstoff in zumindest zwei Teilmengen an Kraftstoff, wobei eine erste Teilmenge der zumindest zwei Teilmengen zumindest annähernd gleich ist wie die erste Menge, Betreiben der Brennkraftmaschine in einem modifizierten zweiten Betriebszustand, in dem pro Arbeitsspiel die zweite Menge an Kraftstoff mittels zumindest zwei Teileinspritzvorgängen in den Zylinder eingespritzt wird, wobei – mittels eines ersten Teileinspritzvorgangs die erste Teilmenge in den Zylinder eingespritzt wird und – mittels eines zweiten Teileinspritzvorgangs eine zweite Teilmenge in den Zylinder eingespritzt wird, Bestimmen des Bewegungsverhaltens des Kraftstoffinjektors bei dem ersten Teileinspritzvorgang, und Ermitteln des Bewegungsverhaltens des Kraftstoffinjektors für den ersten Betriebszustand der Brennkraftmaschine basierend auf dem bestimmten Bewegungsverhalten des Kraftstoffinjektors für den ersten Teileinspritzvorgang.A method for determining a movement behavior of a fuel injector for a first operating state of an internal combustion engine of a motor vehicle, wherein in the first operating state per cycle, a first amount of fuel is injected into a cylinder of the internal combustion engine, comprising the method Operating the internal combustion engine in a second operating state, in which a second amount of fuel is injected into the cylinder per cycle, the second amount is greater than the first amount, Determining a split of the second amount of fuel into at least two subsets of fuel, wherein a first subset of the at least two subsets is at least approximately equal to the first amount, Operating the internal combustion engine in a modified second operating state, in which per second cycle, the second amount of fuel is injected by means of at least two partial injection operations in the cylinder, wherein - By means of a first partial injection operation, the first subset is injected into the cylinder and A second partial quantity is injected into the cylinder by means of a second partial injection operation, Determining the movement behavior of the fuel injector in the first part injection process, and Determining the movement behavior of the fuel injector for the first operating state of the internal combustion engine based on the determined movement behavior of the fuel injector for the first partial injection process. Verfahren gemäß dem vorangehenden Anspruch, wobei der Kraftstoffinjektor einen Spulenantrieb mit einer Spule und mit einem magnetischen Anker aufweist, welcher mittels einer elektrischen Erregung der Spule in eine Öffnungsposition bewegbar ist, in welcher eine Düsenöffnung des Kraftstoffinjektors zumindest teilweise geöffnet ist, und wobei das Bestimmen des Bewegungsverhaltens des Kraftstoffinjektors bei dem ersten Teileinspritzvorgang ein Auswerten einer elektrischen Größe der Spule aufweist.A method according to the preceding claim, wherein the fuel injector comprises a coil drive with a coil and with a magnetic armature which is movable by means of an electrical excitation of the coil in an opening position in which a nozzle opening of the fuel injector is at least partially open, and wherein determining the Movement behavior of the fuel injector in the first part injection process comprises an evaluation of an electrical size of the coil. Verfahren gemäß dem vorangehenden Anspruch, wobei das Bewegungsverhalten des Kraftstoffinjektors eine Verzögerung eines Schließzeitpunkts gegenüber einem charakteristischen Merkmal in dem Verlauf einer elektrischen Erregung der Spule des Spulenantriebs ist.A method according to the preceding claim, wherein the movement behavior of the fuel injector is a delay of a closing timing against a characteristic feature in the course of an electrical excitation of the coil of the coil drive. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein Übergang von dem zweiten Betriebszustand in den modifizierten zweiten Betriebszustand zumindest annähernd drehmomentneutral erfolgt.Method according to one of the preceding claims, wherein a transition from the second operating state to the modified second operating state takes place at least approximately neutral in torque. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei in dem modifizierten zweiten Betriebszustand in einem Arbeitsspiel zunächst der erste Teileinspritzvorgang und danach der zweite Teileinspritzvorgang erfolgt.Method according to one of the preceding claims, wherein in the modified second operating state in a working cycle first the first partial injection process and then the second partial injection process takes place. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der zeitliche Abstand zwischen dem ersten Teileinspritzvorgang und dem zweiten Teileinspritzvorgang so groß ist, dass das Bewegungsverhalten des Kraftstoffinjektors bei dem ersten Teileinspritzvorgang nicht von dem zweiten Teileinspritzvorgang beeinflusst ist.Method according to one of the preceding claims, wherein the time interval between the first partial injection operation and the second partial injection process is so large that the movement behavior of the fuel injector in the first partial injection operation is not influenced by the second partial injection process. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei in dem zweiten Betriebszustand die zweite Menge an Kraftstoff in Form von zumindest zwei Teileinspritzungen eingespritzt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein in the second operating state, the second amount of fuel is injected in the form of at least two partial injections. Verfahren zum Ansteuern eines Kraftstoffinjektors einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs in einem ersten Betriebszustand der Brennkraftmaschine, in welchem pro Arbeitsspiel eine erste Menge an Kraftstoff in einen Zylinder der Brennkraftmaschine eingespritzt wird, das Verfahren aufweisend Ermitteln des Bewegungsverhaltens des Kraftstoffinjektors für einen ersten Betriebszustand, in dem pro Arbeitsspiel eine erste Menge an Kraftstoff in einen Zylinder der Brennkraftmaschine eingespritzt wird, mittels eines Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 7, Ansteuern des Kraftstoffinjektors basierend auf dem ermittelten Bewegungsverhalten.A method for driving a fuel injector of an internal combustion engine of a motor vehicle in a first operating state of the internal combustion engine, in which per cycle a first amount of fuel is injected into a cylinder of the internal combustion engine, comprising the method Determining the movement behavior of the fuel injector for a first operating state, in which per cycle a first amount of fuel is injected into a cylinder of the internal combustion engine, by means of a method according to one of the preceding claims 1 to 7, Driving the fuel injector based on the determined movement behavior. Verfahren gemäß dem vorangehenden Anspruch, ferner aufweisend Ermitteln eines modifizierten Bewegungsverhaltens des Kraftstoffinjektors für einen modifizierten ersten Betriebszustand der Brennkraftmaschine, in dem pro Arbeitsspiel eine modifizierte erste Menge an Kraftstoff in den Zylinder der Brennkraftmaschine eingespritzt wird, mittels eines Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 7, wobei das Ansteuern des Kraftstoffinjektors ferner basierend auf dem ermittelten modifizierten Bewegungsverhalten erfolgt. Method according to the preceding claim, further comprising determining a modified movement behavior of the fuel injector for a modified first operating state of the internal combustion engine in which a modified first amount of fuel is injected into the cylinder of the internal combustion engine per cycle, by means of a method according to one of the preceding claims 1 to 7, wherein the driving of the fuel injector is further based on the determined modified movement behavior. Vorrichtung für ein eine Brennkraftmaschine aufweisendes Kraftfahrzeug, wobei die Vorrichtung eingerichtet ist, folgende Verfahren durchzuführen: Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zum Ermitteln eines Bewegungsverhaltens eines Kraftstoffinjektors für einen ersten Betriebszustand der Brennkraftmaschine, wobei in dem ersten Betriebszustand pro Arbeitsspiel eine erste Menge an Kraftstoff in einen Zylinder der Brennkraftmaschine eingespritzt wird, wobei die erste Menge kleiner ist als eine zweite Menge an Kraftstoff, welche in einem zweiten Betriebszustand pro Arbeitsspiel in den Zylinder eingespritzt wird, und/oder das Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 9 zum Ansteuern eines Kraftstoffinjektors der Brennkraftmaschine in einem ersten Betriebszustand der Brennkraftmaschine, in welchem pro Arbeitsspiel eine erste Menge an Kraftstoff in einen Zylinder der Brennkraftmaschine eingespritzt wird, wobei die erste Menge kleiner ist als eine zweite Menge an Kraftstoff, welche in einem zweiten Betriebszustand pro Arbeitsspiel in den Zylinder eingespritzt wird. Device for a motor vehicle having an internal combustion engine, wherein the device is set up to carry out the following methods: The method according to one of claims 1 to 7 for determining a movement behavior of a fuel injector for a first operating state of the internal combustion engine, wherein in the first operating state per cycle, a first amount of fuel is injected into a cylinder of the internal combustion engine, wherein the first amount is less than one second amount of fuel, which is injected into the cylinder in a second operating state per cycle, and / or The method of any one of claims 8 to 9 for driving a fuel injector of the internal combustion engine in a first operating condition of the internal combustion engine in which per cycle a first amount of fuel is injected into a cylinder of the internal combustion engine, the first amount being less than a second amount Fuel, which is injected in a second operating state per cycle in the cylinder. Computerprogramm, welches, wenn es von einem Prozessor ausgeführt wird, eingerichtet ist folgende Verfahren durchzuführen: Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zum Ermitteln eines Bewegungsverhaltens eines Kraftstoffinjektors für einen ersten Betriebszustand der Brennkraftmaschine, wobei in dem ersten Betriebszustand pro Arbeitsspiel eine erste Menge an Kraftstoff in einen Zylinder der Brennkraftmaschine eingespritzt wird, wobei die erste Menge kleiner ist als eine zweite Menge an Kraftstoff, welche in einem zweiten Betriebszustand pro Arbeitsspiel in den Zylinder eingespritzt wird, und/oder das Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 9 zum Ansteuern eines Kraftstoffinjektors der Brennkraftmaschine in einem ersten Betriebszustand der Brennkraftmaschine, in welchem pro Arbeitsspiel eine erste Menge an Kraftstoff in einen Zylinder der Brennkraftmaschine eingespritzt wird, wobei die erste Menge kleiner ist als eine zweite Menge an Kraftstoff, welche in einem zweiten Betriebszustand pro Arbeitsspiel in den Zylinder eingespritzt wird.Computer program which, when executed by a processor, is set up to perform the following procedures: The method according to one of claims 1 to 7 for determining a movement behavior of a fuel injector for a first operating state of the internal combustion engine, wherein in the first operating state per cycle, a first amount of fuel is injected into a cylinder of the internal combustion engine, wherein the first amount is less than one second amount of fuel, which is injected into the cylinder in a second operating state per cycle, and / or The method of any one of claims 8 to 9 for driving a fuel injector of the internal combustion engine in a first operating condition of the internal combustion engine in which per cycle a first amount of fuel is injected into a cylinder of the internal combustion engine, the first amount being less than a second amount Fuel, which is injected in a second operating state per cycle in the cylinder.
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