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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung eines Rücklaufdrucks wenigstens eines Injektors, insbesondere einer Common-Rail-Brennkraftmaschine, ein Verfahren zur Ansteuerung eines derartigen Injektors und eine Recheneinheit zu dessen Durchführung.
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Stand der Technik
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Common-Rail-Einspritzsysteme weisen in der Regel eine Vorpumpe eine über eine Druckleitung mit der Vorpumpe verbundene Hochdruckpumpe auf. Die Vorpumpe saugt Kraftstoff aus einem Speicherbehälter an und liefert den Kraftstoff zu der Hochdruckpumpe. Die Hochdruckpumpe wiederum fördert den Kraftstoff in Richtung eines Hochdruckspeichers ("Common-Rail"). Wenigstens eine Teilmenge des von den Pumpen geförderten Kraftstoffs gelangt über Rücklaufleitungen zurück in den Vorratsbehälter. Derartige Einspritzsysteme sind z.B. aus der
DE 10 2005 023 700 A1 und der
DE 10 2008 001 240 A1 bekannt.
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Die Rücklaufleitung weist ihrerseits unterschiedliche Einrichtungen auf, beispielsweise eine Strahlpumpe zur Befüllung des Speicherbehälters, und ist je nach Fahrzeuggröße unterschiedlich dimensioniert. Der Druck, der dem Kraftstoff in einer derartigen Rücklaufleitung entgegengesetzt wird (der sogenannte Rücklaufdruck), kann damit beträchtlich schwanken.
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Der Hochdruckspeicher ist mit einer Anzahl Injektoren strömungsverbunden, die den Kraftstoff jeweils in einen Brennraum einspritzen. Die Injektoren können als Magnetventil-Injektoren oder als Injektoren mit Piezo-Steller ausgebildet sein. Im Folgenden wird im wesentlichen auf Magnetventil-Injektoren Bezug genommen, die Erfindung ist jedoch grundsätzlich auch bei Injektoren mit Piezo-Stellern einsetzbar. Magnetventil-Injektoren weisen eine Injektornadel auf, die mittels einer in einer Schließrichtung wirkenden Federkraft in Schließlage gehalten wird. Die Injektornadel verschließt in Schließlage die Einspritzöffnungen des Injektors.
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Im Injektor (siehe 2) sind ferner zwei Kraftstoffkammern vorgesehen, die von dem Hochdruckspeicher gespeist werden, und in denen daher im Wesentlichen der gleiche Druck wie im Hochdruckspeicher (der sogenannte Raildruck) vorliegen kann. Der Druck in einer ersten Kraftstoffkammer, dem sogenannten Kammervolumen, übt eine Kraft entgegen der Schließrichtung auf die Injektornadel aus, der Druck in einer zweiten Kraftstoffkammer, dem sogenannten Ventilsteuerraum, eine Kraft in Schließrichtung. Der Ventilsteuerraum weist eine Verbindung mit der Rücklaufleitung (die sogenannte Ablaufdrossel) auf, die bei Magnetventil-Injektoren durch ein Magnetventil verschließbar ist.
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Wird das Magnetventil bestromt, wird die Ablaufdrossel geöffnet. Der Druck im Ventilsteuerraum sinkt dadurch ab, weil ein Teil des Kraftstoffs aus dem Ventilsteuerraum in die Rücklaufleitung abfließt. Da der Druck im Kammervolumen hingegen weitgehend unverändert bleibt und weiterhin dem Raildruck entspricht, überwindet dieser die in Schließrichtung wirkende Federkraft und bewegt die Injektornadel aus ihrer Schließlage heraus. Die Injektornadel gibt damit die Einspritzöffnungen des Injektors (z.B. mehrere Spritzlöcher) frei.
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Wie beispielsweise in der
DE 10 2010 000 933 A1 angegeben, wird die durch einen Injektor eingespritzte Kraftstoffmenge durch den in der Rücklaufleitung vorliegenden Rücklaufdruck beeinflusst. Daher wird dort vorgeschlagen, einen Rücklaufdruck in der Rücklaufleitung mittels einer Drucksensorik zu erfassen. Eine Steuereinheit legt dann eine Ansteuerdauer des Injektors, genauer des Magnetventils, in Abhängigkeit von dem Rücklaufdruck fest.
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Diese Maßnahmen erweisen sich in der Praxis jedoch als aufwendig und wenig zuverlässig, so dass der Bedarf nach Verbesserungen besteht.
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Offenbarung der Erfindung
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Vor diesem Hintergrund schlägt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Ermittlung eines Rücklaufdrucks wenigstens eines Injektors, insbesondere einer Common-Rail-Brennkraftmaschine, ein Verfahren zur Ansteuerung eines derartigen Injektors und eine Recheneinheit mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vor. Bevorzugte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche und der nachfolgenden Beschreibung.
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Vorteile der Erfindung
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Der Rücklaufdruck beeinflusst, wie erwähnt, unmittelbar die Einspritzmenge, also die Menge des durch den oder die Injektoren eingespritzten Kraftstoffs. Durch Erfassen des Rücklaufdruckes ist es möglich, die Ansteuerdauer der Injektoren in Abhängigkeit vom Rücklaufdruck derart anzupassen, dass Druckschwankungen des Rücklaufdrucks kompensiert werden können und somit letztendlich die Einspritzung einer gewünschten (Soll-)Kraftstoffmenge sichergestellt werden kann.
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Insbesondere im Zuge der Einführung von Kohlendioxid einsparenden Systemansätzen, wie beispielsweise einer bedarfsgesteuerten Steuerung der Kraftstoff-Fördermenge der Vorpumpe, ergeben sich zunehmende Schwankungen des Rücklaufdruckes, welche mit Hilfe der vorliegenden Erfindung kompensiert werden können. Auf diese Weise kann das gesamte Kohlendioxid-Einsparpotential ausgeschöpft werden, ohne negative Auswirkungen auf die Genauigkeit der eingespritzten Kraftstoffmenge in Kauf nehmen zu müssen.
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Die vorliegende Erfindung ermöglicht einen unproblematischen Einsatz entsprechender Injektoren in unterschiedlichsten Kraftfahrzeugsystemen, in denen mitunter beträchtliche Unterschiede in den Rücklaufdrücken bestehen. Injektoren gleicher oder ähnlicher Bauart kommen beispielsweise in Radladern, Baggern oder Traktoren zum Einsatz. In diesen Fahrzeugen vorliegende Unterschiede in den Rücklaufdrücken können mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens individuell erfasst und gegebenenfalls kompensiert werden.
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Der Betrieb eines entsprechenden Motors, insbesondere die Ansteuerung der Injektoren, ist damit auch nicht mehr von dem Rücklaufdruck abhängig, der beispielsweise am Motorprüfstand des Motorherstellers ermittelt wird. Derartige, an Einzelexemplaren ermittelte Normwerte können in der Praxis stark schwanken. Eine Kompensation des Einflusses des Injektorrücklaufdrucks auf die Einspritzmenge kann damit auf Grundlage des tatsächlichen Rücklaufdrucks in der konkreten Endanwendung vorgenommen werden.
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Wie bereits zuvor erläutert, erfolgt in Magnetventil-Injektoren die Ventilöffnung dadurch, dass durch Öffnen eines Magnetventils eine Rücklaufdrossel geöffnet wird. Der Druck im Ventilsteuerraum sinkt hierdurch ab, wohingegen der Druck im Kammervolumen im wesentlichen unverändert bleibt. Erst bei Unterschreiten eines Grenzdrucks im Ventilsteuerraum gibt die Injektornadel die Einspritzöffnungen frei. Die Einspritzung beginnt damit nicht unmittelbar bei Ansteuerung des Magnetventils sondern mit einer gewissen zeitlichen Verzögerung. Diese wird im Rahmen dieser Anmeldung als Öffnungsdauer TA bezeichnet.
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Wird das Magnetventil geschlossen, steigt der Druck im Ventilsteuerraum an. Erst wenn wiederum ein Grenzdruck im Ventilsteuerraum überschritten ist, verschließt die Injektornadel die Einspritzöffnungen. Dieser Zeitraum zwischen der Ansteuerung und dem Verschließen der Einspritzöffnungen wird im Rahmen dieser Anmeldung als Schließdauer TS bezeichnet. Öffnungs- und Schließdauer reagieren empfindlich auf Schwankungen im Rücklaufdruck, weil naturgemäß die Zeit für eine entsprechende Druckangleichung von den Drücken im Ventilsteuerraum und in der Rücklaufleitung abhängt. Entsprechendes gilt damit auch für die Zeit, während derer tatsächlich Kraftstoff eingespritzt wird, und die im Rahmen dieser Anmeldung als Öffnungszeit TO bezeichnet wird.
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Bei der Öffnungs- und Schließdauer und der Öffnungszeit handelt es sich also um typische, von dem Rücklaufdruck abhängige Kenngrößen des Injektors.
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Die Öffnungs- und Schließdauer und/oder die Öffnungszeit können als Messgrößen durch an sich bekannte Verfahren ermittelt werden. Die vorliegende Erfindung sieht zunächst eine entsprechende Messung vor. Da die jeweiligen Ansteuerparameter des Injektors, insbesondere die Ansteuerzeit eines Magnetventilaktors, sowie der Raildruck in der Regel bekannt sind, kann dann auf Grundlage der gemessenen Öffnungs- und Schließdauer und/oder der gemessenen Öffnungszeit der tatsächlich vorliegende Rücklaufdruck ermittelt werden. In eine entsprechende Ermittlung können auch noch weitere Betriebsparameter eines Injektors einfließen, z.B. der Raildruck oder die Kraftstofftemperatur. Neben der Dauer der Ansteuerung spielt selbstverständlich auch die Charakteristik eines entsprechenden Ansteuersignals, z.B. dessen Stromwert oder dessen zeitlicher Verlauf eine Rolle. Die Ansteuerparameter umfassen auch solche Größen.
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Die Ermittlung des Rücklaufdrucks kann beispielsweise unter Verwendung von Kennlinien oder Kennfeldern erfolgen, die beispielsweise für bekannte Ansteuerparameter sowie bekannte Raildrücke eine Korrelation der gemessenen Größen zum Injektorrücklaufdruck zulassen. Die Ermittlung des Rücklaufdrucks kann auch mittels geeigneter mathematischer Modelle erfolgen, vorzugsweise in einem Motorsteuergerät mit einer entsprechenden Recheneinheit.
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Die Ermittlung der Messgrößen und die Ermittlung des Rücklaufdrucks kann für alle oder nur für einzelne Injektoren vorgenommen werden. Eine Ermittlung der Rücklaufdrücke bei mehreren Injektoren ermöglicht eine wechselseitige Absicherung der Messgrößen und/oder eine Validierung bzw. Elimination von Ausreißern. Auch kann hierdurch eine Kompensation von injektorindividuellen Unterschieden beim Rücklaufdruck erfolgen. Die jeweils einzeln ermittelten Rücklaufdrücke können individuell für die Injektoransteuerung verwendet oder für eine Summenansteuerung miteinander verrechnet werden.
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Weil die Erfindung damit gewissermaßen eine virtuelle Sensierung des Rücklaufdrucks ermöglicht, kann auf einen Drucksensor in der Rücklaufleitung verzichtet werden, was entsprechende Systeme einfacher in Aufbau, kostengünstiger und weniger fehleranfällig macht. Gleichwohl kann bei Vorliegen entsprechender Sensoren auch redundant ein Druck gemessen werden, so dass eine wechselseitige Validierung entsprechender Werte erfolgen kann.
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Die Erfindung ist prinzipiell bei allen Injektoren einsetzbar, die eine ausreichende und detektierbare Korrelation der Öffnungsdauer und/oder der Schließdauer und/oder der Öffnungszeit, aber auch anderer Funktionen, hier unter dem Oberbegriff "Kenngrößen" zusammengefasst, mit dem Rücklaufdruck zeigen. Die Erfindung ist damit auch nicht auf Common-Rail-Brennkraftmaschinen beschränkt.
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Ein Verfahren zur Ansteuerung eines entsprechenden Injektors, wie es erfindungsgemäß ebenfalls vorgeschlagen wird, profitiert von den zuvor erläuterten Vorteilen und erlaubt eine präzise Korrektur der Einspritzmengen.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird eine durch ein Motorsteuergerät ermittelte Ansteuerdauer des Injektors in Abhängigkeit von dem ermittelten Rücklaufdruck vorgegeben. Bei herkömmlichen Common-Rail-Einspritzsystemen wird die Ansteuerdauer in einem elektronischen Motorsteuergerät in Abhängigkeit von der gewünschten Einspritzmenge sowie weiterer Systemparameter berechnet. Vorteilhafterweise wird diese ermittelte Ansteuerdauer in Abhängigkeit vom Rücklaufdruck korrigiert. Auf diese Weise kann vermieden werden, dass das erfindungsgemäße Verfahren sich auf bereits vorhandene Komponenten oder Berechnungsschritte zur Steuerung eines Injektors negativ auswirkt. Die Korrektur der Ansteuerdauer kann somit einfach als letzter Berechnungsschritt an eine Ermittlung einer Ansteuerdauer "angehängt" werden, ohne vorhergehende Berechnungsschritte anpassen zu müssen.
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Eine erfindungsgemäße Recheneinheit, z.B. ein Steuergerät eines Kraftfahrzeugs, ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen. Auch die Implementierung des Verfahrens in Form von Software ist vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten verursacht, insbesondere wenn ein ausführendes Steuergerät noch für weitere Aufgaben, wie beispielsweise die erwähnte Ermittlung der Ansteuerdauer genutzt wird und daher ohnehin vorhanden ist. Geeignete Datenträger zur Bereitstellung eines entsprechenden Computerprogramms sind insbesondere Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, CD-ROMs und DVDs. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich.
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Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt schematisch ein Common-Rail-System, in dem erfindungsgemäß ein Rücklaufdruck ermittelt werden kann.
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2 zeigt schematisch einen Injektor, bei dem erfindungsgemäß ein Rücklaufdruck ermittelt werden kann.
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3 zeigt eine grafische Darstellung des Einflusses eines Rücklaufdruckes auf die Einspritzrate eines Injektors.
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4 zeigt eine grafische Darstellung des Einflusses eines Rücklaufdruckes auf eine Einspritzmenge eines Injektors.
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5 zeigt eine grafische Darstellung des Einflusses eines Rücklaufdruckes auf Kenngrößen eines Injektors.
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6 zeigt ein Verfahren gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in schematischer Darstellung.
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Ausführungsform(en) der Erfindung
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In 1 ist ein Teil eines Common-Rail-Einspritzsystems mit seinen für das Verständnis der Erfindung wesentlichen Hauptkomponenten dargestellt.
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Es umfasst ein erstes Förderaggregat 1, beispielsweise eine als Vorförderpumpe dienende Elektrokraftstoffpumpe, und ein über eine Druckleitung 3 mit dem ersten Förderaggregat 1 strömungsverbundenes zweites Förderaggregat 2, beispielsweise eine Hochdruckpumpe. Das zweite Förderaggregat 2 fördert den von dem ersten Förderaggregat 1 gelieferten Kraftstoff mit hohem Druck in einen Hochdruckspeicher 4 einer Brennkraftmaschine 5. Der Hochdruckspeicher 4 ist mit Injektoren 6 strömungsverbunden, die den Kraftstoff jeweils in einen nicht dargestellten Brennraum der Brennkraftmaschine 5 einspritzen.
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Das erste Förderaggregat 1 ist beispielsweise in einem Speicherbehälter 9 angeordnet, dieser wiederum in einem Vorratsbehälter 10. Das erste Förderaggregat 1 saugt aus dem Speicherbehälter 9 Kraftstoff an, beispielsweise über einen Vorfilter 11, und fördert diesen über die Druckleitung 3 zu dem zweiten Förderaggregat 2. In der Druckleitung 3 ist beispielsweise ein Rückschlagventil 12 vorgesehen. Außerdem ist in der Druckleitung 3 beispielsweise ein Hauptfilter 13 vorgesehen, der feine Schmutzpartikel aus dem Kraftstoff herausfiltert. Eine Überdruckleitung 16 zweigt von der Druckleitung 3 ab und führt zurück in den Speicherbehälter 9. In der Überdruckleitung 16 ist ein Überdruckventil 17 angeordnet, das bei einem vorbestimmten Überdruck öffnet und Kraftstoff über die Überdruckleitung 16 abströmen lässt. Das Überdruckventil 17 ist ein Sicherheitsventil, das verhindert, dass durch Fehlfunktionen unzulässig hohe Drücke in der Druckleitung 3 entstehen können, die die Vorrichtung beschädigen könnten.
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Der Speicherbehälter 9 bevorratet ausreichend viel Kraftstoff, damit auch bei einer Kurvenfahrt und dadurch bedingten Schwappbewegungen des Kraftstoffs im Vorratsbehälter 10 eine Kraftstoffversorgung der Brennkraftmaschine 5 durch die Förderaggregate 1, 2 sichergestellt ist.
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Von der Druckleitung 3 zweigt ein Hauptpfad 18a einer Rücklaufleitung 18 ab, welche in den Speicherbehälter 9 oder den Vorratsbehälter 10 zurückführt. Beispielsweise in dem Hauptpfad 18a der Rücklaufleitung 18 ist ein Druckregelventil 19 angeordnet, das den Druck in der Druckleitung 3 auf einen Betriebsdruck regelt, indem es ggf. Kraftstoff über die Rücklaufleitung 18 abströmen lässt.
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Von dem Hauptpfad 18a der Rücklaufleitung 18 zweigt ein Nebenpfad 18b der Rücklaufleitung 18 ab, welcher die Rücklaufleitung 18 mit den Injektoren 6 verbindet und einen Kraftstoffrückfluss von den Injektoren 6 in den Speicherbehälter 9 oder den Vorratsbehälter 10 ermöglicht. Der zurückfließende Kraftstoff kann z.B. zum Antreiben einer Saugstrahlpumpe 20 genutzt werden, die Kraftstoff aus dem Vorratsbehälter 10 in den Speicherbehälter 9 fördert.
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Abhängig vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine 5 fördert das zweite Förderaggregat 2 eine variable Kraftstoffmenge, wodurch der Druck in der Rücklaufleitung 18 beeinflusst wird. Je weniger Kraftstoff aus der Druckleitung 3 in die Rücklaufleitung 18 abgesteuert wird, desto geringer ist der Druck in der Rücklaufleitung 18, aber auch ein über den Nebenpfad 18b der Rücklaufleitung 18 an den Injektoren 6 anliegender Gegendruck, der die Einspritzmenge beeinflusst.
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Mit Hilfe eines Drucksensors 28 kann gemäß dem Stand der Technik ein Druck in der Rücklaufleitung 18 gemessen werden. Erfindungsgemäß kann, wie zuvor erläutert, auf einen derartigen Drucksensor 28 verzichtet werden, weil der Rücklaufdruck alternativ durch Auswertung eines druckabhängigen Verhaltens wenigstens eines Injektors 6 ermittelt wird.
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Die 2 zeigt in den Teilansichten A bis C eine Ausführungsform eines für die Kraftstoffeinspritzung vorgesehenen Injektors 6, wie er beispielsweise in einem Common-Rail-Einspritzsystem wie es in der 1 dargestellt ist, zum Einsatz kommen kann. Die Teilansichten A bis C zeigen den Injektor 6 in unterschiedlichen Betriebszuständen während eines Einspritzzyklus.
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Ansicht A zeigt den Injektor 6 in einem Ruhezustand, in dem er nicht durch ein Steuergerät 30 angesteuert wird. Der Injektor 6 ist über einen Hochdruckanschluss 113 mit dem Hochdruckspeicher 4 des Common-Rail-Einspritzsystems 4 verbunden, so dass in dem Hochdruckanschluss 113 im Wesentlichen der Druck, wie er auch in dem Hochdruckspeicher 4 herrscht, vorliegt.
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Der Hochdruckanschluss 113 speist ein sogenanntes Kammervolumen 109 und einen sogenannten Ventilsteuerraum 106. Eine Magnetventilfeder 111 presst eine Ventilkugel 105 in einen hierfür vorgesehenen Sitz einer Ablaufdrossel 112 des Ventilsteuerraums 106, so dass sich in diesem ein dem Raildruck entsprechender Kraftstoffdruck aufbauen kann.
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Der Raildruck steht auch in dem Kammervolumen 109 an, das die Injektornadel 116 umgibt Die durch den Raildruck auf die Stirnfläche eines Steuerkolbens 115 aufgebrachten Kräfte sowie die Kraft einer Düsenfeder 107 halten die Injektornadel 116 gegen eine öffnende Kraft, die an der Druckschulter 108 der Injektornadel 116 angreift, geschlossen.
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Ansicht B zeigt den Injektor 6 in seinem geöffneten Zustand. Ein durch eine Magnetspule 102 und einen mit der Magnetspule 102 zusammenwirkenden Magnetanker 104 gebildeter elektromagnetischer Aktor 102, 104 wird durch das Steuergerät 30 mit einem ein Ansteuerstrom I beaufschlagt, so dass dieser entgegen der Federkraft der Magnetventilfeder 111 die Ventilkugel 105 von ihrem Ventilsitz abhebt und hiermit die Ablaufdrossel 112 öffnet.
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Mit dem Öffnen der Ablaufdrossel 112 kann nun Kraftstoff aus dem Ventilsteuerraum 106 in einen darüber liegenden Hohlraum 103 entsprechend den Pfeilen 117, und anschließend über einen Kraftstoffrücklauf 101 in den Nebenpfad 18b der Rücklaufleitung 18 abfließen. Die Zulaufdrossel 114 verhindert einen vollständigen Druckausgleich zwischen dem im Bereich des Hochdruckanschlusses 113 anliegenden Raildruck und dem Druck in dem Ventilsteuerraum 106, so dass der Druck in dem Ventilsteuerraum 106 sinkt. Dies führt dazu, dass der Druck in dem Ventilsteuerraum 106 kleiner wird als der Druck in dem Kammervolumen 109, der nach wie vor dem Raildruck entspricht. Der verringerte Druck in dem Ventilsteuerraum 106 bewirkt eine dementsprechend verringerte Kraft auf den Steuerkolben 115 und führt somit zum Öffnen des Injektors 6, d.h. zum Abheben der Injektornadel 116 aus ihrem Injektornadelsitz im Bereich der Spritzlöcher 110. Dies ist in Ansicht B dargestellt.
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Sobald der elektromagnetische Aktor 102, 104, wie in Ansicht C, zu einem Ende der Ansteuerdauer nicht mehr durch das Steuergerät 30 angesteuert wird, drückt die Ventilfeder 111 den Magnetanker 104 wie in Ansicht C abgebildet, nach unten, so dass die Ventilkugel 105 die Ablaufdrossel 112 verschließt. Hierdurch baut sich im Steuerraum 106 erneut der Raildruck auf. Dieser übt eine größere Kraft auf den Steuerkolben 115 aus, die zusammen mit der Kraft der Düsenfeder 107 die im Bereich des Kammervolumens 109 auf die Injektornadel 116 einwirkende Kraft überschreitet und die Injektornadel 116 somit wieder in ihre Schließlage verbringt. Die Kraftstoffeinspritzung ist beendet, sobald die Injektornadel 116 ihren Injektornadelsitz erreicht und die Spritzlöcher 110 verschließt.
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In 3 sind die sich ergebenden Abweichungen der Einspritzmenge eines Injektors in Abhängigkeit von der Ansteuerdauer des Injektors und dem Rücklaufdruck P_RL in einer Rücklaufleitung 18 dargestellt. Hierbei ist die Veränderung der Einspritzrate R in g/s (Ordinate) über eine Zeit T in ms (Abszisse) aufgetragen. Dabei ist beispielhaft die Situation bei einem Raildruck von 800 bar und einer Ansteuerdauer von 700 µs dargestellt. Insbesondere im Bereich von 6,6 bis 6,8 ms (gerechnet ab der Ansteuerung des Injektors) zeigt sich dabei der Effekt, dass die Einspritzrate und damit die Einspritzmenge bei gleichbleibender Ansteuerdauer (700 µs) mit steigendem Rücklaufdruck P_RL zunehmen.
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4 zeigt jeweils schematisch Einspritzmengen Q in mm3 (Ordinate) gegenüber einer Ansteuerdauer TE für ein Magnetventil in µs (Abszisse) bei unterschiedlichen Rücklaufdrücken P_RL. Die sich für unterschiedliche Rücklaufdrücke ergebenden Beziehungen sind in Form der Graphen P1, P2 und P3 dargestellt, wobei der Graph P1 dem niedrigsten Rücklaufdruck, z.B. 0,5 bar, der Graph P1 einem mittleren Rücklaufdruck, z.B. 1,0 bar, und der Graph P3 den höchsten Rücklaufdruck, z.B. 1,5 bar, entspricht. Der mit P_RL bezeichnet Pfeil weist in Richtung zunehmender Rücklaufdrücke. Wie ersichtlich, ergeben sich zwischen der Ansteuerdauer TE und der Einspritzmenge Q bei unterschiedlichen Rücklaufdrücken P_RL unterschiedliche Beziehungen, die bei bekannter Ansteuerdauer TE und einer Einspritzmenge Q einen Rückschluss auf den Rücklaufdruck zulassen.
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Sind entsprechende Beziehungen, beispielsweise in Form eines Kennfelds, in einem Motorsteuergerät hinterlegt, kann eine Bestimmung eines Rücklaufdrucks P_RL einfach und zuverlässig auf Grundlage der genannten Kenngrößen erfolgen und für eine Korrektur einer Art Steuerdauer verwendet werden.
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5 zeigt eine grafische Darstellung des Einflusses eines Rücklaufdruckes auf Kenngrößen eines Injektorventils. Hierbei ist schematisch eine Öffnungsdauer TA, eine Schließdauer TS und eine Ventilöffnungszeit TO in µs (Ordinate) gegenüber einer Ventilansteuerzeit TE in µs (Abszisse) bei unterschiedlichen Rücklaufdrücken P_RL dargestellt. Die sich für die unterschiedlichen Rücklaufdrücke ergebenden Beziehungen sind hier Form der Graphen P10, P20 und P30 veranschaulicht, wobei der Graph P10 wiederum dem niedrigsten, der Graph P30 dem höchsten Rücklaufdruck entspricht. Der Punkt 500 entspricht beispielsweise der Beziehung einer bestimmten, vorgegebenen Ansteuerdauer TE und der bei dieser Ansteuerdauer gemessenen Öffnungs- oder Schließdauer.
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In 6 ist ein Verfahren gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung schematisch dargestellt und insgesamt mit 600 bezeichnet. In einem ersten Verfahrensschritt 601 wird ein Magnetventil mit einer vorgegebenen Ansteuerdauer TE angesteuert, wie durch Wirkpfeil 611 veranschaulicht. In einem zweiten Verfahrensschritt 602 erfolgt eine Auswertung entsprechender Messgrößen 612, 613 und 614, beispielsweise einer Öffnungsdauer TA, einer Schließdauer TS und/oder einer Öffnungszeit TO. Aus den entsprechenden Werten wird in einem Schritt 603 ein Rücklaufdruck ermittelt. In einem Schritt 604 wird, wie durch Wirkpfeil 615 veranschaulicht, ein entsprechendes Magnetventil mit einer angepassten Ansteuerdauer TE angesteuert. Die angepasste Ansteuerdauer berücksichtigt dabei den Rücklaufdruck, beispielsweise auf Grundlage eines entsprechenden Kennfelds oder Modells. Wie erwähnt, kann die Korrektur der Ansteuerdauer hierbei an üblicherweise vorgenommene Berechnungsschritte "angehängt" werden, ohne diese anpassen zu müssen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005023700 A1 [0002]
- DE 102008001240 A1 [0002]
- DE 102010000933 A1 [0007]
