DE102012222851A1 - Verfahren zur Kontrolle eines Piezo-Injektors - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kontrolle eines Piezo-Injektors zur Kraftstoff-Einspritzung in Motoren mit einem Piezo-Aktor, der dazu eingerichtet eine Ventilnadel anzusteuern, wobei ein Spannungssignal (56) am Piezo-Aktor als Messgröße bestimmt wird, die Messgröße ausgewertet und daraus eine Kenngröße (60) bestimmt wird und aus der Kenngröße ein Qualitätsparameter zur Bewertung der Qualität des Piezo-Injektors bestimmt wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kontrolle eines Piezo-Injektors.
  • Stand der Technik
  • Injektoren werden zur Kraftstoff-Einspritzung in Motoren verwendet. Vor allem für die Common-Rail-Einspritzung in Dieselmotoren finden Injektoren Verwendung und haben dabei die Nutzung von Einspritzdüsen abgelöst. Piezo-Injektoren bestehen aus einem Ventilelement, welches mittels einer Ventilnadel geschlossen wird. Ein Piezo-Aktor dient dazu, das Ventilelement anzusteuern. Durch das Anlegen einer Spannung an den Piezo-Aktor wird dieser geladen und dadurch ein Öffnen der Ventilnadel bewirkt. Wird der Piezo-Aktor entladen, schließt sich die Nadel wieder. Da dieser Vorgang des Nadelschließens aber zeitlich nicht in bekannter Weise an den Entladevorgang gekoppelt ist, ist es wichtig, den genauen Zeitpunkt des Nadelschließens zu bestimmen.
  • In der DE 10 2009 000 741 A1 wird ein Verfahren zur Detektion eines Vorgangs des Nadelschließens einer Ventilnadel eines Piezo-Injektors vorgestellt, wobei die Ventilnadel von dem Piezo-Aktor angesteuert wird. Dieses Verfahren wird als NCD-Verfahren bezeichnet, als "Needle Closing Detection" Verfahren. Dabei macht man sich zu Nutze, dass beim Nadelschließen durch den Aufprall der Nadel in ihren Sitz kinetische Energie freigesetzt wird. Diese Energie wird teilweise in den Piezo-Aktor übertragen und bewirkt in bestimmten Frequenzbereichen eine Schwingungsanregung des Piezo-Aktors. Diese angeregten Schwingungen bewirken das Auftreten charakteristischer Merkmale im Signal der an dem Piezo-Aktor anliegenden Spannung. Durch Untersuchung des Verlaufs des gemessenen Spannungssignals an dem Piezo-Aktor kann somit der Vorgang des Nadelschließens detektiert und ferner auch der exakte Zeitpunkt des Nadelschließens bestimmt werden.
  • Die Untersuchung des Spannungssignals umfasst dabei im Wesentlichen vier Schritte. Im ersten Schritt wird eine Bandpass-Filterung durchgeführt, wodurch die Frequenzkomponenten gefiltert werden, die durch das Nadelschließen angeregt werden.
  • Im zweiten Schritt wird das gefilterte Signal quadriert und anschließend aufsummiert, wodurch man einen zeitlichen Verlauf einer Energie erhält. Dieser Signalenergieverlauf weist zum Zeitpunkt des Nadelschließens einen charakteristischen Knick auf.
  • Im dritten Schritt wird eine Differentialrechenvorschrift, ähnlich zu einer zweiten Ableitung, auf den Energieverlauf angewendet. Bei dieser Rechenvorschrift werden für mehrere Paare von Geraden bzw. Sekanten, die durch je zwei Messpunkte des Verlaufs gelegt werden, die Steigungen ermittelt und jeweils für ein Paar der Geraden die Differenz der ermittelten Steigungen gebildet. Für die unterschiedlichen Werte von Differenzen der ermittelten Steigungen mehrerer Paare von Geraden wird ein Maximum ermittelt. Dieses Maximum dient als charakteristisches Merkmal des Nadelschließens.
  • Im vierten Schritt wird dieses Maximum bestimmt. Ist das durch das Nadelschließen verursachte charakteristische Merkmal im Spannungssignal ausreichend ausgeprägt, dann ist mit der Maximumbestimmung der Vorgang des Nadelschließens detektiert. Ferner kann durch die Untersuchung der Lage des Maximums der genaue Zeitpunkt des Nadelschließens bestimmt werden.
  • Da dieser Zeitpunkt des Nadelschließens den Endzeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung markiert, wirkt sich die Qualität der Bestimmung des Vorgangs bzw. Zeitpunkts des Nadelschließens auf die genaue Menge eingespritzten Kraftstoffs aus. Um eine optimale Betriebsleistung eines Motors zu gewährleisten, wird die einzuspritzende Kraftstoffmenge exakt berechnet. Folglich ist es von größter Bedeutung, dass die berechnete Kraftstoffmenge auch tatsächlich eingespritzt wird. Daher ist es wichtig, den Vorgang des Nadelschließens exakt bestimmen zu können, um die eingespritzte Kraftstoffmenge präzise regulieren zu können.
  • Es ist daher wünschenswert eine Möglichkeit bereitzustellen, wodurch beurteilt werden kann, ob bei einem Piezo-Injektor der Vorgang bzw. der Zeitpunkt des Nadelschließens detektiert werden kann. Im Speziellen ist es wünschenswert, wenn beurteilt werden kann, ob bei einem Piezo-Injektor mit besagtem NCD-Verfahren der Vorgang, bzw. der Zeitpunkt des Nadelschließens zuverlässig detektiert werden kann.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Kontrolle eines Piezo-Injektors mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
  • Vorteile der Erfindung
  • Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zur Kontrolle eines Piezo-Injektors zur Kraftstoff-Einspritzung in Motoren, beispielsweise in Personenkraftwagen oder Nutzfahrzeugen. Die Erfindung ermöglicht auf einfache Weise zu kontrollieren, ob bei einem Piezo-Injektor der Vorgang bzw. der Zeitpunkt des Nadelschließens detektiert werden kann. Im Speziellen ermöglicht es die Erfindung zu beurteilen, ob bei einem Piezo-Injektor mit besagtem NCD-Verfahren der Vorgang, bzw. der Zeitpunkt des Nadelschließens zuverlässig detektiert werden kann.
  • Ein Piezo-Injektor weist dabei ein Ventilelement auf, welches mit einer Ventilnadel geschlossen werden kann. Die Ventilnadel wird mittels eines Piezo-Aktors angesteuert. Ein Spannungssignal am Piezo-Aktor wird dabei als Messgröße bestimmt. Da sich die Schwingungen im Piezo-Aktor, die durch das Nadelschließen angeregt werden, auf die Spannung am Piezo-Aktor auswirken, ist ein Spannungssignal besonders geeignet, um als Messgröße bestimmt zu werden. Die Messgröße wird ausgewertet und daraus eine für das Nadelschließen charakteristische Kenngröße bestimmt. Aus der Kenngröße wird letztendlich ein Qualitätsparameter zur Bewertung der Qualität des Piezo-Injektors bestimmt.
  • In einer ersten bevorzugten Ausführung der Erfindung wird ein erster Wert der Kenngröße vor dem Vorgang des Nadelschließens der Ventilnadel bestimmt und ein zweiter Wert der Kenngröße nach dem Vorgang des Nadelschließens. Aus dem ersten und dem zweiten Wert der Kenngröße wird der Qualitätsparameter bestimmt. Vorteilhafterweise wird dabei eine Differenz oder ein Quotient des ersten und des zweiten Werts der Kenngröße als Qualitätsparameter bestimmt.
  • Der Qualitätsparameter vergleicht in diesem Fall die Kenngröße vor dem Nadelschließen mit der Kenngröße nach dem Nadelschließen. Um den Vorgang des Nadelschließens präzise und zuverlässig bestimmen zu können, sollte dieser Unterschied der Kenngröße vor und nach dem Nadelschließen ausreichend groß sein. Somit kann mittels des Qualitätsparameters kontrolliert werden, ob der Piezo-Injektor zum Detektieren des Vorgangs des Nadelschließens geeignet ist. Wenn der Unterschied der zwei bestimmten Kennwerte der Kenngröße dabei groß genug ist, ist dies ein Zeichen für eine gute Qualität des Piezo-Injektors und das Vermögen den Vorgang des Nadelschließens zu detektieren. Umgekehrt ist ein geringer Unterschied der zwei bestimmten Kennwerte ein Indiz für mangelnde Qualität des Piezo-Injektors und dafür, dass der Piezo-Injektor nicht oder nicht mehr in der Lage ist, den Vorgang des Nadelschließens zu detektieren.
  • Bevorzugt können der Vorgang des Nadelschließens im Allgemeinen und der Zeitpunkt des Nadelschließens im Speziellen durch eine Auswertung der Messgröße bestimmt werden. Da mittels des Verfahrens bestimmt werden soll, ob der Piezo-Injektor geeignet ist um den Vorgang des Nadelschließens zu detektieren, bietet es sich an, diejenige Größe als Messgröße zu bestimmen, mittels derer der Vorgang bzw. der Zeitpunkt des Nadelschließens letztendlich auch bestimmt werden. Insbesondere wird der Vorgang des Nadelschließens über dieselbe Auswertung der Messgröße detektiert, welche auch erfindungsgemäß im Zuge des Verfahrens genutzt wird.
  • Vorteilhafterweise kann ein zeitlicher Verlauf einer Signalenergie als Kenngröße bestimmt werden. Der Qualitätsparameter wird dabei aus einem Wert der Signalenergie vor und nach dem Nadelschließen bestimmt. Der Qualitätsparameter ermöglicht in diesem Fall eine Aussage über den Energieeintrag durch das Nadelschließen.
  • In einer zweiten bevorzugten Ausführung der Erfindung umfasst die Auswertung der Messgröße eine Differentialrechenvorschrift. Insbesondere kann diese Differentialrechenvorschrift dem dritten Schritt gemäß dem NCD-Verfahren entsprechen. Beispielsweise kann gemäß dem NCD-Verfahren aus dem Spannungssignal zunächst ein Energieverlauf bestimmt werden und die Differentialrechenvorschrift auf diesen Energieverlauf angewendet werden. Ein Verlauf adäquat zur zweiten Ableitung des Energieverlaufs wird dabei als Kenngröße bestimmt.
  • Bevorzugt wird in diesem Fall die Amplitude eines Maximums der Kenngröße als Qualitätsparameter bestimmt. Im genannten Beispiel des Verlaufs adäquat zur zweiten Ableitung des Energieverlaufs als Kenngröße wird der Wert desjenigen Maximums als Qualitätsparameter bestimmt, mit welchem der Vorgang des Nadelschließens im vierten Schritt des NCD-Verfahrens detektiert wird.
  • Für beide genannten Ausführungen der Erfindung wird vorteilhafterweise überprüft, ob der Qualitätsparameter einen vordefinierten Schwellwert erreicht. Der Schwellwert bezieht sich dabei auf einen Wert, unterhalb dessen der Vorgang des Nadelschließens nicht mehr zuverlässig detektieren kann.
  • Im Fall, dass die Differenz zwischen dem zweiten und dem ersten Wert der Kenngröße als Qualitätsparameter bestimmt wird, definiert der Schwellwert den kleinstmöglichen Unterschied zwischen der Kenngröße nach und vor dem Nadelschließen, bei welchem der Piezo-Injektor den Vorgang des Nadelschließens gerade noch zuverlässig detektieren kann.
  • Im Fall, dass die Amplitude des Maximums des Verlaufs adäquat zur zweiten Ableitung als Qualitätsparameter bestimmt wird, beschreibt der Schwellwert die Mindesthöhe des Maximums, ab welcher der Piezo-Injektor den Vorgang des Nadelschließens zuverlässig detektieren kann.
  • Bevorzugt wird bei Erreichen oder Nicht-Erreichen des Schwellwerts eine vordefinierte Aktion durchgeführt. Beispielsweise kann eine Warnmeldung an den Benutzer ausgegeben werden.
  • Das vorliegende Verfahren eignet sich insbesondere, um in den Fertigungsprozess eines Piezo-Injektors integriert zu werden. Das Verfahren kann beispielsweise als Teil der Qualitätskontrolle einer Prüfendstufe, welche an einem Bandende die Prüfung der Piezo-Injektoren durchführt, ausgebildet sein. Somit können ungeeignete Exemplare, die den Vorgang des Nadelschließens fertigungsbedingt nicht zuverlässig bestimmen lassen, frühzeitig erkannt werden und die Fertigung gar nicht erst verlassen.
  • Das Verfahren kann z.B. auch nach Änderungen des Fertigungsprozesses genutzt werden, beispielsweise nach Änderungen oder Ersetzen einzelner Bauteile der Fertigungsanlagen oder nach Änderungen der Konstruktion der herzustellenden Piezo-Injektoren. Mit dem Verfahren kann auf einfache Weise überprüft werden, ob die hergestellten Piezo-Injektoren auch nach den Änderungen noch den Qualitätsanforderungen genügen. Im umgekehrten Sinne kann mittels des Verfahrens auch kontrolliert werden, ob die Fertigungsanlangen korrekt arbeiten oder Fehlfunktionen aufweisen, wenn beispielsweise Serien ungeeigneter Exemplare hergestellt werden.
  • Des Weiteren eignet sich das vorliegende Verfahren vorteilhafterweise, um im laufenden Betrieb eines Motors integriert zu werden. Beispielsweise kann das Verfahren nach jeder Injektoransteuerung oder nach vordefinierten Zeitintervallen durchgeführt werden. Die Durchführung des Verfahrens kann dabei z.B. durch das Motorsteuergerät erfolgen. Dabei reicht es zur Durchführung des Verfahrens aus, ein Zeitfenster zu kennen, innerhalb dessen das Nadelschließen bei einem funktionsfähigen Injektor sicher stattfindet. Die Qualitätsgröße wird dann aus den Werten der Kenngröße zu Beginn und am Ende dieses Zeitfensters ermittelt. Wird dabei festgestellt, dass es nicht oder nicht mehr möglich ist, den Vorgang des Nadelschließens zu detektieren, kann eine vordefinierte Aktion durchgeführt werden.
  • Als vordefinierte Aktion kann der Benutzer oder eine Werkstatt beispielsweise durch eine Warnleuchte, eine Benachrichtigung über den Bordcomputer oder durch einen Fehlerspeichereintrag alarmiert werden, dass der entsprechende Piezo-Injektor ausgewechselt werden sollte. Somit ist gewährleistet, dass Piezo-Injektoren wirklich nur dann ausgewechselt werden, wenn sie nicht mehr korrekt funktionieren. Somit ist es nicht notwendig, Piezo-Injektoren nach vordefinierten Zeitintervallen im Zuge von Standardwartungsarbeiten auszuwechseln und dabei eventuell einwandfrei arbeitende Piezo-Injektoren unnötigerweise zu ersetzen. Auf diese Weise können effektiv Kosten und Material gespart werden.
  • Des Weiteren kann als vordefinierte Aktion im entsprechenden Piezo-Injektor die Detektion des Vorgangs des Nadelschließens nicht mehr durchgeführt werden. Stattdessen kann für die Regelung der Kraftstoff-Einspritzung ein Standardwert für den Vorgang und Zeitpunkt des Nadelschließens oder ein zuletzt ermittelter Wert benutzt werden. Stellt das Verfahren fest, dass der entsprechende Piezo-Injektor das Nadelschließen wieder zuverlässig nachweisen kann, wird die Detektion wieder durchgeführt.
  • Darüber hinaus kann die Kenngröße vorteilhafterweise genutzt werden, um die Ansteuerung des Piezo-Injektors zu überwachen, bzw. zu optimieren. Insbesondere im Zuge einer Implementierung des Verfahrens in den laufenden Betrieb eines Motors kann das Motorsteuergerät die bestimmte Kenngröße nutzen um den Piezo-Injektor zu überwachen und optimiert anzusteuern. Große Abweichungen der Kenngröße von zulässigen Richtwerten können auf Fehler oder Defekte hinweisen. Das Motorsteuergerät kann beispielsweise mit weiteren Messdaten nach der Fehlerursache suchen und geeignete Gegenmaßnahmen ergreifen. Wird beispielsweise ein Signalenergieverlauf gemäß dem NCD-Verfahren als Kenngröße bestimmt, kann eine deutliche Veränderung des Energieverlaufs durch eine Abweichung des Raildrucks von einem Sollwert hervorgerufen werden. Der Energieverlauf als Kenngröße kann auch zur Optimierung der Ansteuerung des Piezo-Injektors herangezogen werden. Da der durch das Nadelschließen hervorgerufene Energieanstieg mit der Aufprallenergie der Ventilnadel korreliert, kann bei einem direktgesteuerten Piezo-Injektor mittels selbigem beispielsweise die am Piezo-Injektor anzulegende Spannung optimal bestimmt werden.
  • Bevorzugt umfasst das Auswerten der Messgröße eine Bandpass-Filterung, sowie das Quadrieren und Aufsummieren der Bandpass-gefilterten Messgröße. Somit kann insbesondere ein NCD-Verfahren gemäß dem Stand der Technik durchgeführt werden. Der Schwellwert bezieht sich dabei auf einen Wert, unterhalb dessen bei diesem Piezo-Injektor das NCD-Verfahren nicht mehr anwendbar ist. Wird die Differentialrechenvorschrift gemäß dem dritten Schritt des NCD-Verfahrens auf den Energieverlauf angewendet, kann das vorliegende Verfahren im Speziellen beurteilen, ob der mit dem NCD-Verfahren ermittelte Vorgang bzw. Zeitpunkt des Nadelschließens plausibel ist.
  • 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 genutzt wird und daher ohnehin vorhanden ist. Geeignete Datenträger zur Bereitstellung des Computerprogramms sind insbesondere Disketten, Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, CD-ROMs, DVDs u.a.m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich.
  • Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
  • 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.
  • Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 zeigt schematisch eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung, die zur Ausführung einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist.
  • 2 zeigt Beispiele mehrerer Diagramme, die im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens bereitgestellt werden.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • 1 zeigt in schematischer Darstellung eine Ausführungsform einer Anordnung 100, die zur Ausführung einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist. Die Anordnung 100 umfasst einen Piezo-Aktor 210, der innerhalb eines Verbrennungsmotors zum Ansteuern ausgebildet ist.
  • Der Piezo-Aktor 210 steuert ein Ventilelement 220 mit einer Ventilnadel 230. Die Ansteuerung ist durch Bezugszeichen 215 beschrieben. Der Piezo-Aktor 210 und das Ventilelement 220 mit der Ventilnadel 230 sind dabei Bestandteil eines Piezo-Injektors 200. Legt ein Steuergerät 300 eine Spannung an den Piezo-Aktor 210 an, wird eine Abmessung des Piezo-Aktors 210 verändert. Durch den sich bewegenden Piezo-Aktor 210 wird auch die Ventilnadel 230 bewegt und dabei geöffnet.
  • Trennt das Steuergerät 300 den Piezo-Aktor 210 wieder von der Spannung, erfolgt der Vorgang des Nadelschließens der Ventilnadel 230. Durch das Nadelschließen werden in dem Piezo-Aktor 210 Schwingungen angeregt, wodurch eine Spannung am Piezo-Aktor 210 auftritt. Diese Spannung wird von dem Steuergerät 300 als Messgröße bestimmt.
  • Das gemessene Spannungssignal weist dabei beispielsweise den Verlauf 56 des Diagramms 50 in 2 auf. Die nun folgenden Schritte einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens, welche von dem Steuergerät 300 durchgeführt werden, werden anhand der Diagramme in 2 detailliert beschrieben.
  • Die in 2 dargestellten Diagramme 50, 52, 54 zeigen vergrößerte Ausschnitte von zeitlichen Verläufen 56, 58, 60, 62 von gemessenen Signalverläufen, bzw. bearbeiteten Signalverläufen, wie sie bei einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens erfasst werden.
  • In Diagramm 50 ist der Verlauf 56 des in 1 beschriebenen, gemessenen Spannungssignals entlang einer Zeitachse 64 aufgetragen. Die Beschriftung der Zeitachse 64 bezieht sich dabei auf die Anzahl der Millisekunden nach Einleiten des Nadelschließens. Das heißt zum Zeitpunkt "0" (in den Diagrammen nicht mehr dargestellt) beginnt das Steuergerät 300 den Piezo-Aktor 210 zu entladen. Der tatsächliche Vorgang des Nadelschließens erfolgt aber zeitlich entkoppelt nach dem Entladevorgang. Der Zeitpunkt des Nadelschließens ist somit nicht der Zeitpunkt "0", sondern z.B. der Zeitpunkt "1", also eine Millisekunde nach Beginn des Entladens.
  • Das Steuergerät 300 wendet eine Bandpass-Filterung auf das Spannungssignal 56 gemäß dem ersten Schritt eines NCD-Verfahrens an. Der Bandpass-gefilterte Verlauf 58 ist ebenfalls in Diagramm 50 dargestellt. Der Bandpass-gefilterte Verlauf 58 wird gemäß dem zweiten Schritt eines NCD-Verfahrens quadriert und aufsummiert, um den Verlauf einer Signalenergie 60 in Diagramm 52 zu bestimmen.
  • Das Steuergerät 300 wendet die Differentialrechenvorschrift des dritten Schritts des NCD-Verfahrens, ähnlich der zweiten Ableitung, auf den Signalenergieverlauf 60 an. Diagramm 54 zeigt den resultierenden Verlauf 62 von Werten von Differenzen, die aus Steigungen jeweils eines Paares von Geraden gebildet werden, wobei jeweils eine erste Gerade durch ein erstes Paar Messpunkte und eine zweite Gerade durch ein zweites Paar Messpunkte des Verlaufs 60 aus Diagramm 52 verläuft. Der Verlauf 62 weist dabei einen Schwingungsbereich 66 auf. Das globale Maximum 74 dieses Schwingungsbereichs 66 repräsentiert dabei den Vorgang des Nadelschließens.
  • Gemäß der ersten bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann das Steuergerät 300 einen erster Wert 70 des Energieverlaufs 60 zum Zeitpunkt "0,75" vor dem Vorgang des Nadelschließens, sowie einen zweiter Wert 72 des Energieverlaufs 60 zum Zeitpunkt "1,25" nach dem Vorgang des Nadelschließens bestimmen. Die Differenz zwischen dem Wert 72 und dem Wert 70 wird von dem Steuergerät 300 als Qualitätsparameter bestimmt.
  • Mit "0,75" bzw. "1,25" werden dabei Standardwerte benutzt, bei denen der Vorgang des Nadelschließens garantiert noch nicht bzw. bereits definitiv stattgefunden haben.
  • Das Steuergerät 300 überprüft, ob der Qualitätsparameter oberhalb eines Schwellwerts liegt. Falls dies der Fall ist, ist der Piezo-Injektor geeignet, mittels eines NCD-Verfahrens den Vorgang und den Zeitpunkt des Nadelschließens zu detektieren.
  • Gemäß der zweiten bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann das Steuergerät 300 den Wert des Maximums 74 als Qualitätsparameter bestimmen. Auch in diesem Fall überprüft das Steuergerät 300, ob der Qualitätsparameter oberhalb eines Schwellwerts liegt. Der Schwellwert repräsentiert den kleinstmöglichen Wert des Maximums 74, ab dem der Piezo-Injektor geeignet ist, mittels eines NCD-Verfahrens den Vorgang und den Zeitpunkt des Nadelschließens zu detektieren.
  • Befindet das Steuergerät 300 den Piezo-Injektor als geeignet, kann der genaue Zeitpunkt des Nadelschließens mittels des NCD-Verfahrens bestimmt werden. Mittels des Maximums 74 detektiert das Steuergerät 300 im vierten Schritt des NCD-Verfahrens den Vorgang des Nadelschließens. Durch die genaue Untersuchung des Wertes der Zeitachse 64, bei welchem das Maximum auftritt, wird der genaue Zeitpunkt des Nadelschließens bestimmt.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • 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.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102009000741 A1 [0003]

Claims (15)

  1. Verfahren zur Kontrolle eines Piezo-Injektors (200) zur Kraftstoff-Einspritzung in Motoren, wobei der Piezo-Injektor (200) einen Piezo-Aktor (210) aufweist, der dazu eingerichtet ist, eine Ventilnadel (230) anzusteuern (215), wobei – eine Spannungssignal (56) am Piezo-Aktor (210) als Messgröße bestimmt wird, – die Messgröße ausgewertet und daraus eine Kenngröße (60) bestimmt wird, – aus der Kenngröße ein Qualitätsparameter zur Bewertung der Qualität des Piezo-Injektors (200) bestimmt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein erster Wert (70) der Kenngröße vor einem Vorgang des Nadelschließens der Ventilnadel bestimmt wird, ein zweiter Wert (72) der Kenngröße nach dem Vorgang des Nadelschließens der Ventilnadel bestimmt wird und aus dem ersten Wert (70) und dem zweiten Wert (72) der Qualitätsparameter bestimmt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei eine Differenz oder ein Quotient des ersten (70) und des zweiten Werts (72) der Kenngröße als Qualitätsparameter bestimmt wird.
  4. Verfahren nach einem der Anspruch 2 oder 3, wobei der Vorgang des Nadelschließens über eine Auswertung der Messgröße detektiert wird und/oder der Zeitpunkt des Nadelschließens über eine Auswertung der Messgröße bestimmt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein Signalenergieverlauf (60) am Piezo-Aktor (210) als Kenngröße bestimmt wird.
  6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Auswerten der Messgröße eine Differentialrechenvorschrift (62) umfasst.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Amplitude (74) eines Maximums (66) der Kenngröße als Qualitätsparameter bestimmt wird.
  8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei überprüft wird, ob der Qualitätsparameter einen Schwellwert erreicht.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei eine vordefinierte Aktion durchgeführt wird, wenn der Qualitätsparameter den Schwellwert erreicht oder wenn der Qualitätsparameter den Schwellwert nicht erreicht.
  10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Verfahren im Fertigungsprozess des Piezo-Injektors (200) und/oder im laufenden Betrieb eines Piezo-Injektors (200) in einem Motor eines Fahrzeugs genutzt wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Kenngröße zur Überwachung und/oder zur Optimierung der Ansteuerung (215) des Piezo-Injektors (200) genutzt wird.
  12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Auswerten der Messgröße eine Bandpass-Filterung (58) und/oder ein Quadrieren und/oder ein Aufsummieren und/oder ein Integrieren der Messgröße umfasst.
  13. Recheneinheit (300), die dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche durchzuführen.
  14. Computerprogramm mit Programmcodemitteln, die eine Recheneinheit (300) veranlassen, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12 durchzuführen, wenn sie auf der Recheneinheit (300), insbesondere nach Anspruch 13, ausgeführt werden.
  15. Maschinenlesbares Speichermedium mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm nach Anspruch 15.
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