DE102013201974A1 - Method for operating a fuel injection system of an internal combustion engine - Google Patents

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Wolfgang Stoecklein
Hans Heber
Bernd Berghaenel
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Robert Bosch GmbH
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    • F02M63/0265—Pumps feeding common rails

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Kraftstoffeinspritzsystems (10) eines Verbrennungsmotors, wobei das Kraftstoffeinspritzsystem (10) eine Hochdruckpumpe (16) und ein Schaltventil (15) aufweist, wobei das Schaltventil (15) eine Spule (21) aufweist, wobei eine Kraftstofffördermenge durch die Hochdruckpumpe (16) über ein Ansteuersignal (301) an die Spule (21) des Schaltventils (15) gesteuert wird, wobei zu einem zweiten Zeitpunkt das Ansteuersignal auf Grundlage einer zu einem ersten Zeitpunkt ermittelten Schaltzeit des Schaltventils (15) bestimmt wird, wobei der erste Zeitpunkt vor dem zweiten Zeitpunkt liegt.The invention relates to a method for operating a fuel injection system (10) of an internal combustion engine, the fuel injection system (10) having a high-pressure pump (16) and a switching valve (15), the switching valve (15) having a coil (21), with a fuel delivery rate is controlled by the high pressure pump (16) via a control signal (301) to the coil (21) of the switching valve (15), the control signal being determined at a second point in time on the basis of a switching time of the switching valve (15) determined at a first point in time, the first point in time being before the second point in time.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Kraftstoffeinspritzsystems eines Verbrennungsmotors.The present invention relates to a method of operating a fuel injection system of an internal combustion engine.

Stand der TechnikState of the art

Aus der DE 10 2008 054 702 A1 ist bereits ein Verfahren zur Steuerung eines Kraftstoffeinspritzsystems eines Verbrennungsmotors mit einem Mengensteuerventil bekannt. Ein derartiges Mengensteuerventil kann als ein durch eine Spule elektromagnetisch betätigbares Schaltventil mit einem Magnetanker und zugeordneten Wegbegrenzungsanschlägen realisiert werden. Das Schaltventil ist im stromlosen Zustand der Spule offen. Zum Schließen des Schaltventils wird die Spule mit einer konstanten Spannung – der Batteriespannung – angesteuert, wobei der Strom in der Spule in charakteristischer Weise ansteigt. Die Zeit zwischen dem Anlegen der Spannung und dem Schließzeitpunkt des Schaltventils wird als Anzugszeit bezeichnet. Nach dem Abschalten der Spannung fällt der Strom wiederum in charakteristischer Weise ab und das Schaltventil öffnet, kurz nachdem der Strom abgefallen ist. Die Zeit zwischen dem Abschalten der Spannung und dem Öffnen des Schaltventils wird als Löschzeit bezeichnet. Ein Schaltventil besitzt dabei in Abhängigkeit vom Ansteuersignal zwei diskrete Schaltstellungen: geöffnet und geschlossen.From the DE 10 2008 054 702 A1 A method for controlling a fuel injection system of an internal combustion engine having a quantity control valve is already known. Such a quantity control valve can be realized as a solenoid valve actuated by a coil with a magnetic armature and associated Wegbegrenzungsanschlägen. The switching valve is open when the coil is de-energized. To close the switching valve, the coil is driven with a constant voltage - the battery voltage -, whereby the current in the coil increases in a characteristic manner. The time between the application of the voltage and the closing time of the switching valve is referred to as the pickup time. After switching off the voltage, the current again falls in a characteristic manner and the switching valve opens shortly after the current has dropped. The time between the switching off of the voltage and the opening of the switching valve is referred to as the deletion time. A switching valve has two discrete switching positions depending on the control signal: open and closed.

Mittels einer Hochdruckpumpe wird Kraftstoff bis zu einem gewünschten Druckwert, dem Raildruck, verdichtet und in einen Druckspeicher (auch als Rail oder Common Rail bezeichnet) weitergeleitet. Mengensteuerventile können in Kombination mit Hochdruckpumpen eingesetzt werden, um den Raildruck mittels aus einem Kraftstofftank zugeleiteter Kraftstofffördermenge zu regeln. Dabei ist es wichtig, die geförderte Kraftstofffördermenge präzise zu regulieren. Anzugszeit und Löschzeit können dazu führen, dass mehr oder weniger Kraftstoff gefördert wird, als vorgesehen ist, und somit zu Abweichungen der tatsächlich geförderten Kraftstofffördermenge von einer vorgegebenen Soll-Kraftstofffördermenge führen. Diese Abweichungen können sich negativ z.B. auf die Verdichtung des Kraftstoffes auswirken. Dies kann dazu führen, dass der gewünschte Raildruck nur sehr langsam erreicht wird und/oder nicht stabil aufrecht erhalten werden kann. Der Verbrennungsmotor kann nicht optimal betrieben werden, was zu einem erhöhten Kraftstoffverbrauch und Belastungen für die Umwelt führen kann. By means of a high-pressure pump, fuel is compressed up to a desired pressure value, the rail pressure, and forwarded to a pressure accumulator (also referred to as rail or common rail). Quantity control valves can be used in combination with high pressure pumps to control the rail pressure by means of fuel delivery from a fuel tank. It is important to precisely regulate the volume of fuel delivered. Tightening time and extinguishing time may result in more or less fuel being delivered than intended, thus leading to deviations in the actual delivered fuel delivery rate from a given target fuel delivery rate. These deviations may be negative, e.g. affect the compression of the fuel. This can lead to the desired rail pressure being achieved only very slowly and / or not being able to be stably maintained. The internal combustion engine can not be operated optimally, which can lead to increased fuel consumption and environmental pollution.

Es ist daher wünschenswert eine Möglichkeit zum Betreiben eines Verbrennungsmotors bereitzustellen, um Abweichungen einer geförderten Ist-Kraftstofffördermenge von einer vorgegebenen Soll-Kraftstofffördermenge zu reduzieren. It is therefore desirable to provide a way of operating an internal combustion engine to reduce deviations of a delivered actual fuel delivery amount from a predetermined target fuel delivery rate.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Betrieb eines Kraftstoffeinspritzsystems eines Verbrennungsmotors mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.According to the invention, a method for operating a fuel injection system of an internal combustion engine having the features of patent claim 1 is proposed. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims and the following description.

Das Kraftstoffeinspritzsystem des Verbrennungsmotors weist dabei eine Hochdruckpumpe und ein als Schaltventil ausgebildetes Mengensteuerventil auf. Das Schaltventil weist eine Spule auf. Wird die Spule mittels eines Ansteuersignals angesteuert, wird das Schaltventil geöffnet oder geschlossen und das Zuleiten von Kraftstoff aus einem Kraftstofftank durch die Hochdruckpumpe wird freigegeben oder unterbunden. Somit wird eine Kraftstofffördermenge gesteuert. Zu einem zweiten Zeitpunkt wird das Ansteuersignal auf Grundlage einer zu einem ersten Zeitpunkt ermittelten Schaltzeit des Schaltventils bestimmt. Der erste Zeitpunkt liegt dabei vor dem zweiten Zeitpunkt.The fuel injection system of the internal combustion engine has a high-pressure pump and a quantity control valve designed as a switching valve. The switching valve has a coil. If the coil is actuated by means of a drive signal, the switching valve is opened or closed and the supply of fuel from a fuel tank by the high-pressure pump is enabled or inhibited. Thus, a fuel delivery rate is controlled. At a second time, the drive signal is determined based on a determined at a first time switching time of the switching valve. The first time is before the second time.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Zu dem ersten Zeitpunkt wird das Schaltventil präzise vermessen, um das genaue Schaltverhalten des Schaltventils zu lernen. Die Schaltzeit stellt eine Verzögerungszeit zwischen einem Beginn der Ansteuerung und einem Schaltzeitpunkt des Schaltventils und/oder zwischen einem Ende der Ansteuerung und einem Schaltzeitpunkt des Schaltventils dar. Als Beginn der Ansteuerung ist dabei der Zeitpunkt zu verstehen, zu welchem das Ansteuersignal an die Spule angelegt wird. Mit Ende der Ansteuerung ist der Zeitpunkt zu verstehen, zu welchem das Ansteuersignal von der Spule getrennt wird. Unter dem Begriff Schaltzeitpunkt ist der Zeitpunkt zu verstehen, zu welchem das Schaltventil aufgrund des Anlegens oder des Trennens des Ansteuersignals tatsächlich öffnet oder schließt. Die Schaltzeit umfasst somit die Anzugszeit und die Löschzeit. At the first time, the switching valve is precisely measured to learn the exact switching behavior of the switching valve. The switching time represents a delay time between a start of the activation and a switching time of the switching valve and / or between an end of the activation and a switching time of the switching valve. The beginning of the activation is understood to mean the point in time at which the activation signal is applied to the coil , At the end of the drive, the point in time at which the drive signal is separated from the coil is to be understood. The term switching time is to be understood as the point in time at which the switching valve actually opens or closes due to the application or disconnection of the drive signal. The switching time thus includes the pickup time and the clearing time.

Wird dabei das Ansteuersignal zu dem zweiten Zeitpunkt (insbesondere während des laufenden Betriebs) des Verbrennungsmotors auf Grundlage der zuvor (zu dem ersten Zeitpunkt) ermittelten Schaltzeit bestimmt, kann die Ist-Kraftstofffördermenge präzise auf eine vorgegebene Soll-Kraftstofffördermenge geregelt werden. Die Anzugzeit berücksichtigt dabei die Verzögerungszeit, in der noch kein Kraftstoff gefördert wird, bevor das Schaltventil tatsächlich öffnet. Die Löschzeit berücksichtigt, welche Kraftstoffmenge noch gefördert wird, bis das Schaltventil tatsächlich schließt. Somit wird ebenfalls erreicht, dass der geförderte Kraftstoff in der vorgesehenen Weise verdichtet werden kann. Der Druck in dem Common Rail kann somit präzise eingestellt und konstant auf dem vorgegebenen Soll-Wert des Raildrucks gehalten werden. Der Verbrennungsmotor kann unter optimalen Bedingungen betrieben werden. If the drive signal is determined at the second time (in particular during ongoing operation) of the internal combustion engine on the basis of the previously determined (at the first time) switching time, the actual fuel delivery rate can be precisely controlled to a predetermined target fuel delivery. The tightening time takes into account the delay time during which no fuel is delivered before the switching valve actually opens. The extinguishing time takes into account which amount of fuel is still being pumped until the switching valve actually closes. Thus, it is also achieved that the pumped fuel can be compressed in the intended manner. The pressure in the common rail can thus be set precisely and constantly at the predetermined target value of the Rail pressure to be kept. The combustion engine can be operated under optimal conditions.

Die Schaltzeit bzw. der Schaltzeitpunkt können beispielsweise, wie bekannt, über die Bewegung des Magnetankers ermittelt werden. Beim Öffnen oder Schließen des Schaltventils trifft der Magnetanker auf einen Wegbegrenzungsanschlag und wird abrupt abgebremst. Diese Abbremsung hat charakteristische Auswirkungen auf ein an der Spule gemessenes Spannungssignal oder Stromsignal.The switching time or the switching time can be determined, for example, as known, via the movement of the magnet armature. When opening or closing the switching valve, the armature hits a limit stop and is abruptly braked. This deceleration has characteristic effects on a voltage signal or current signal measured on the coil.

Der erste Zeitpunkt kann beispielsweise in einem Fertigungsprozess, z.B. an einem Bandende, liegen. Fertigungsbedingte Toleranzen, wie Streuung der Eigenschaften des magnetischen Werkstoffs der Spule, können somit berücksichtigt werden. Fahrzeuge werden nach ihrer Herstellung zumeist diversen Testreihen unterzogen. Daher bietet es sich an, im Zuge dieser Testreihen auch die Schaltvorgänge des Schaltventils des Kraftstoffeinspritzsystems zu bestimmen. The first time may be, for example, in a manufacturing process, e.g. at the end of a tape. Production-related tolerances, such as dispersion of the properties of the magnetic material of the coil, can thus be taken into account. Vehicles are usually subjected to various test series after their production. Therefore, it makes sense to also determine the switching operations of the switching valve of the fuel injection system in the course of this series of tests.

Da sich die Schaltzeiten des Schaltventils auch durch altersbedingte Verschleißerscheinungen oder durch Einflüsse von Druckschwingungen während des Betriebs des Verbrennungsmotors ändern können, kann die Schaltzeitbestimmung zum ersten Zeitpunkt auch mehrmals wiederholt werden, beispielsweise im Zuge von Wartungsarbeiten oder vorgeschrieben Standarduntersuchungen. Die Schaltzeitbestimmung kann z.B. in ein Steuergerät eines Fahrzeugs integriert werden und von dem Steuergerät automatisch nach vorgegeben Zeitintervallen durchgeführt werden.Since the switching times of the switching valve can also change as a result of age-related signs of wear or due to the influence of pressure oscillations during operation of the internal combustion engine, the switching time determination can also be repeated several times at the first time, for example in the course of maintenance work or prescribed standard examinations. The switching time determination may be e.g. be integrated into a control unit of a vehicle and are performed automatically by the control unit after predetermined time intervals.

Vorteilhafterweise werden zu dem ersten Zeitpunkt eine erste Schaltzeit zwischen einem Beginn der Ansteuerung und einem Schließzeitpunkt des Schaltventils und/oder eine zweite Schaltzeit zwischen einem Ende der Ansteuerung und einem Öffnungszeitpunkt des Schaltventils bestimmt. Das Schaltventil ist in dieser Ausgestaltung derart ausgebildet, dass es geöffnet ist, wenn kein Ansteuersignal an der Spule anliegt (NO: normally open). Die für das Öffnen und das Schließen des Schaltventils relevanten Schaltzeiten werden dabei unabhängig voneinander bestimmt und einzeln oder gemeinsam für die Bestimmung des Ansteuersignals genutzt. Es sei erwähnt, dass sich die Erfindung ebenso vorteilhaft für ein Schaltventil eignet, da geschlossen ist, wenn kein Ansteuersignal an der Spule anliegt (NC: normally closed).Advantageously, a first switching time between a start of the activation and a closing time of the switching valve and / or a second switching time between an end of the activation and an opening time of the switching valve are determined at the first time. The switching valve is designed in this embodiment such that it is open when no drive signal applied to the coil (NO: normally open). The relevant for the opening and closing of the switching valve switching times are determined independently and used individually or jointly for the determination of the drive signal. It should be noted that the invention is also advantageous for a switching valve, since it is closed when no control signal is applied to the coil (NC: normally closed).

Vorzugsweise wird aufgrund der ermittelten Schaltzeit der Beginn und/oder eine Länge der Ansteuerung korrigiert. Der Zeitpunkt, zu welchem das Schaltventil geöffnet (NC-Ventil) oder geschlossen (NO-Ventil) werden soll, wird dabei um die entsprechende Schaltzeit korrigiert. Zu diesem korrigierten Zeitpunkt findet der Beginn der Ansteuerung statt und das Ansteuersignal wird an die Spule angelegt. Alternativ oder zusätzlich wird der Zeitpunkt, zu welchem das Ansteuersignal von der Spule getrennt wird, ebenfalls um die entsprechende Schaltzeit korrigiert, wodurch die Länge der Ansteuerung korrigiert wird.Preferably, the start and / or length of the activation is corrected on the basis of the determined switching time. The point in time at which the switching valve is to be opened (NC valve) or closed (NO valve) is corrected by the corresponding switching time. At this corrected time, the start of the drive takes place and the drive signal is applied to the coil. Alternatively or additionally, the time at which the drive signal is separated from the coil is also corrected by the corresponding switching time, whereby the length of the drive is corrected.

Bevorzugt finden der erste Zeitpunkt bei einer ersten Ansteuerung und der zweite Zeitpunkt bei einer zweiten Ansteuerung statt. Die zweite Ansteuerung erfolgt dabei direkt auf die erste Ansteuerung. D.h. bei einem ersten Öffnen bzw. Schließen des Schaltventils werden die zugehörigen Schaltzeiten bestimmt. Diese ermittelten Schaltzeiten werden genutzt, um das Ansteuersignal für das nächste Öffnen bzw. Schließen des Schaltventils genauer zu bestimmen. Die Bestimmung der Schaltzeiten kann in diesem Fall als ein fester Bestandteil in den laufenden Betrieb des Verbrennungsmotors integriert werden. Bei jeder einzelnen Ansteuerung des Schaltventils werden aktuelle Schaltzeiten bestimmt und für die nachfolgende Ansteuerung genutzt. Altersbedingte Verschleißerscheinungen oder andere plötzlich auftretende Änderungen des Schaltverhaltens des Schaltventils können somit sofort kompensiert werden.Preferably, the first time takes place in a first control and the second time in a second control. The second control takes place directly on the first control. That when a first opening or closing of the switching valve, the associated switching times are determined. These determined switching times are used to more accurately determine the drive signal for the next opening or closing of the switching valve. The determination of the switching times can be integrated in this case as an integral part of the ongoing operation of the internal combustion engine. For each individual control of the switching valve current switching times are determined and used for the subsequent control. Age-related signs of wear or other sudden changes in the switching behavior of the switching valve can thus be compensated immediately.

Beispielsweise kann auch bei jedem Öffnen bzw. Schließen des Schaltventils überprüft werden, ob Anzugszeit bzw. Löschzeit des aktuellen Schaltvorgangs derjenigen Anzugszeit bzw. Löschzeit des vorangehenden Schaltvorgangs entsprechen. Ist dies nicht der Fall, werden die Schaltzeiten entsprechend korrigiert.For example, it can also be checked each time the switching valve is opened or closed to determine whether the operating time or the extinguishing time of the current switching operation correspond to the operating time or the extinguishing time of the preceding switching operation. If this is not the case, the switching times are corrected accordingly.

Eine erfindungsgemäße Recheneinheit, z.B. ein Steuergerät eines Kraftfahrzeugs, ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.An arithmetic unit according to the invention, e.g. a control device of a motor vehicle is, in particular programmatically, configured to perform a method according to the invention.

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.The implementation of the method in the form of software is also advantageous, since this causes particularly low costs, in particular if an executing control device is still used for further tasks and therefore exists anyway. Suitable data carriers for providing the computer program are, in particular, floppy disks, hard disks, flash memories, EEPROMs, CD-ROMs, DVDs and the like. It is also possible to download a program via computer networks (Internet, intranet, etc.).

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the description and the accompanying drawings.

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. It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained not only in the respectively specified Combination, but also in other combinations or alone, without departing from the scope of the present invention.

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.The invention is illustrated schematically by means of exemplary embodiments in the drawing and will be described in detail below with reference to the drawing.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

1 zeigt schematisch ein Kraftstoffeinspritzsystem eines Verbrennungsmotors, welches dazu eingerichtet ist, eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. 1 schematically shows a fuel injection system of an internal combustion engine, which is adapted to perform a preferred embodiment of a method according to the invention.

2 zeigt schematisch einen Teilbereich eines Kraftstoffeinspritzsystems, welches dazu eingerichtet ist, eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. 2 schematically shows a portion of a fuel injection system, which is adapted to perform a preferred embodiment of a method according to the invention.

3 zeigt schematisch Diagramme wie sie im Zuge einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens detektiert werden können. 3 schematically shows diagrams as they can be detected in the course of an embodiment of a method according to the invention.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

In den Figuren sind einander entsprechende Elemente mit identischen Bezugszeichen angegeben. Sie werden der Übersichtlichkeit halber nicht wiederholt erläutert.In the figures, corresponding elements with identical reference numerals are given. They are not explained repeatedly for the sake of clarity.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Kraftstoffeinspritzsystems 10 eines Verbrennungsmotors. Dieses umfasst eine elektrische Kraftstoffpumpe 11, mit der Kraftstoff aus einem Kraftstofftank 12 gefördert und über ein Kraftstofffilter 13 weitergepumpt wird. Die Kraftstoffpumpe 11 ist dazu geeignet, einen Niederdruck zu erzeugen. Zur Steuerung und/oder Regelung dieses Niederdrucks ist ein Niederdruckregler 14 vorgesehen, der mit dem Ausgang des Kraftstofffilters 13 verbunden ist, und über den Kraftstoff wieder zum Kraftstofftank 12 zurückgeführt werden kann. An dem Ausgang des Kraftstofffilters 13 ist des Weiteren eine Serienschaltung aus einem als Schaltventil 15 ausgebildeten Mengensteuerventil und einer mechanischen Hochdruckpumpe 16 angeschlossen. Der Ausgang der Hochdruckpumpe 16 ist über ein Überdruckventil 17 an den Eingang des Schaltventils 15 zurückgeführt. Der Ausgang der Hochdruckpumpe 16 ist weiterhin mit einem Common Rail Druckspeicher 18 verbunden. An dem Druckspeicher 18 sind vier Injektoren 19 eines vierzylindrigen Verbrennungsmotors angeschlossen. 1 shows a schematic representation of a fuel injection system 10 an internal combustion engine. This includes an electric fuel pump 11 with the fuel from a fuel tank 12 promoted and via a fuel filter 13 is pumped. The fuel pump 11 is suitable for generating a low pressure. For controlling and / or regulating this low pressure is a low pressure regulator 14 provided with the output of the fuel filter 13 is connected, and about the fuel back to the fuel tank 12 can be returned. At the exit of the fuel filter 13 is further a series circuit of a switching valve as a 15 trained quantity control valve and a mechanical high-pressure pump 16 connected. The output of the high-pressure pump 16 is via a pressure relief valve 17 to the input of the switching valve 15 recycled. The output of the high-pressure pump 16 is still with a common rail accumulator 18 connected. At the accumulator 18 are four injectors 19 a four-cylinder internal combustion engine connected.

In 2 ist die Serienschaltung aus Schaltventil 15 und Hochdruckpumpe 16 schematisch im Detail dargestellt. Das Mengensteuerventil ist als stromlos offenes (NO) Schaltventil 15 ausgebildet und weist eine Spule 21 auf. Durch Anlegen bzw. Abschalten eines Ansteuersignals in Form eines elektrischen Strom- oder Spannungssignals an die Spule 21 durch das Steuergerät 100 wird das Schaltventil 15 geschlossen. Wird das Ansteuersignal angelegt, bewegt sich ein Magnetanker 22 aus seiner im Normalzustand offenen Stellung in Richtung der Spule 21, bis er auf einen Wegbegrenzungsanschlag 32 auftrifft. In 2 is the series connection of switching valve 15 and high pressure pump 16 shown schematically in detail. The quantity control valve is normally open (NO) switching valve 15 formed and has a coil 21 on. By applying or switching off a drive signal in the form of an electrical current or voltage signal to the coil 21 through the control unit 100 becomes the switching valve 15 closed. When the drive signal is applied, a magnet armature moves 22 from its normally open position towards the spool 21 until he reaches a limit stop 32 incident.

Die Hochdruckpumpe 16 weist einen Kolben 23 auf, der von einem Nocken 24 einer Nockenwelle des Verbrennungsmotors betätigt wird. Des Weiteren ist die Hochdruckpumpe 16 mit einem Rückschlagventil 25 versehen. Zwischen dem Schaltventil 15, dem Kolben 23 und dem Rückschlagventil 25 ist ein Förderraum 26 vorhanden.The high pressure pump 16 has a piston 23 up, that of a cam 24 a camshaft of the internal combustion engine is actuated. Furthermore, the high pressure pump 16 with a check valve 25 Mistake. Between the switching valve 15 , the piston 23 and the check valve 25 is a pump room 26 available.

Das Kraftstoffeinspritzsystem 10 dient im vorliegenden Beispiel dazu, die Injektoren 19 mit ausreichend Kraftstoff und notwendigem Kraftstoffdruck zu versorgen, sodass eine zuverlässige Einspritzung und ein sicherer Betrieb der Verbrennungsmotor gewährleistet ist. Ein Druckregler 33 regelt dabei einen von der Hochdruckpumpe 16 für den Druckspeicher 18 zu erzeugenden Ist-Druck, den Raildruck, auf einen Soll-Druckwert. Dazu ist am Druckspeicher 18 ein Drucksensor 20 angeschlossen, welcher einen Ist-Druckwert des Kraftstoffs im Druckspeicher 18 bestimmt. Weicht der Ist-Druckwert vom Soll-Druckwert ab, bestimmt der Druckregler 33 eine Soll-Kraftstofffördermenge, welche durch die Hochdruckpumpe 16 an den Druckspeicher 18 gefördert werden soll. Der Druckregler 33 steuert das Schaltventil 15 an und regelt die Ist-Kraftstofffördermenge auf die bestimmte Soll-Kraftstofffördermenge. Dafür führt der Druckregler 33 eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens durch, um das Ansteuersignal für das Schaltventil 15 unter Berücksichtigung der Schaltzeiten des Schaltventils 15 zu bestimmen. Der Druckregler 33 ist dabei beispielsweise durch ein Computerprogramm auf einem Steuergerät 100 realisiert.The fuel injection system 10 used in the present example, the injectors 19 provide sufficient fuel and fuel pressure to ensure reliable injection and safe operation of the internal combustion engine. A pressure regulator 33 regulates one of the high pressure pump 16 for the accumulator 18 to be generated actual pressure, the rail pressure, to a target pressure value. This is the pressure accumulator 18 a pressure sensor 20 connected, which is an actual pressure value of the fuel in the pressure accumulator 18 certainly. If the actual pressure value deviates from the setpoint pressure value, the pressure regulator determines 33 a desired fuel delivery, which by the high-pressure pump 16 to the accumulator 18 should be encouraged. The pressure regulator 33 controls the switching valve 15 and regulates the actual fuel delivery to the specific target fuel delivery. The pressure regulator leads for this 33 a preferred embodiment of a method according to the invention by the drive signal for the switching valve 15 taking into account the switching times of the switching valve 15 to determine. The pressure regulator 33 is for example by a computer program on a control unit 100 realized.

Zu einem ersten Zeitpunkt wurden, z.B. im Zuge des Fertigungsprozesses des Verbrennungsmotors und des Kraftstoffeinspritzsystems 10, die Anzugszeit und die Löschzeit des Schaltventils 15 bestimmt. Mittels dieser bestimmten Schaltzeiten wurden im Steuergerät 100 gespeicherte Kennfelder korrigiert. Die Kennfelder beschreiben beispielsweise einen Zusammenhang zwischen einer Kraftstofffördermenge und dem zugehörigen Beginn und/oder der Länge einer Ansteuerung des Schaltventils 15. Vorzugsweise wurden mittels der bestimmten Anzugszeit der Beginn der Ansteuerung und/oder mittels der Löschzeit die Länge der Ansteuerung korrigiert.At a first time were, for example, in the course of the manufacturing process of the internal combustion engine and the fuel injection system 10 , the operating time and the extinguishing time of the switching valve 15 certainly. By means of these specific switching times were in the control unit 100 corrected maps corrected. The maps describe, for example, a relationship between a fuel delivery rate and the associated beginning and / or the length of a control of the switching valve 15 , The start of the activation and / or the length of the activation were preferably corrected by means of the determined activation time.

Zu einem zweiten Zeitpunkt, z.B. während des laufenden Betriebs des Verbrennungsmotors, bestimmt der Druckregler 33 das Ansteuersignal an das Schaltventil 15 unter Berücksichtigung der im Steuergerät 100 gespeicherten Kennfelder, um die Ist-Kraftstofffördermenge auf die ermittelten Soll-Kraftstofffördermenge zu regelnAt a second time, for example during operation of the internal combustion engine, determines the pressure regulator 33 the drive signal to the switching valve 15 taking into account the in the control unit 100 stored maps to control the actual fuel delivery to the determined target fuel flow

Während des laufenden Betrieb des Verbrennungsmotors dreht sich der Nocken 24 der Nockenwelle hier im Uhrzeigersinn, angedeutet durch Bezugszeichen 27. Durch die Nockenwellenbewegung wird der Kolben 23 auf und ab bewegt in Richtung des Doppelpfeils 29. In der Darstellung in 2 hat der Kolben 23 seinen oberen Totpunkt erreicht. Dreht sich der Nocken um einen Winkel von 90°, bewegt sich der Kolben 23 nach unten, bis er seinen unteren Totpunkt erreicht. Während dieses Saughubs strömt Kraftstoff, der von der elektrischen Kraftstoffpumpe 11 gefördert worden ist, durch das geöffnete Schaltventil 15 in den Förderraum 26.During operation of the internal combustion engine, the cam rotates 24 the camshaft clockwise here, indicated by reference numerals 27 , Due to the camshaft movement, the piston 23 moved up and down in the direction of the double arrow 29 , In the illustration in 2 has the piston 23 reached its top dead center. If the cam rotates through an angle of 90 °, the piston moves 23 down until it reaches its bottom dead center. During this intake stroke, fuel flows from the electric fuel pump 11 has been promoted, through the open switching valve 15 in the pump room 26 ,

Dreht sich der Nocken 24 um weitere 90°, bis der Kolben 23 wieder seinen oberen Totpunkt erreicht, führt der Kolben 23 einen Förderhub durch. Bleibt das Schaltventil 15 während des Förderhubs geöffnet, wird damit Kraftstoff aus dem Förderraum 26 zurück in Richtung zu der elektrischen Kraftstoffpumpe 11 gefördert. Dieser Kraftstoff gelangt dann über den Niederdruckregler 14 zurück in den Kraftstofftank 12.Rotates the cam 24 by another 90 ° until the piston 23 again reaches its top dead center, the piston performs 23 a delivery stroke. Remains the switching valve 15 opened during the delivery stroke, so that fuel from the delivery room 26 back towards the electric fuel pump 11 promoted. This fuel then passes through the low pressure regulator 14 back to the fuel tank 12 ,

Ist das Schaltventil 15 während des Förderhubs geschlossen, wird durch die weitere Hubbewegung des Kolbens 23 die im Förderraum 26 befindliche Kraftstofffördermenge verdichtet. Erreicht der Druck der Kraftstofffördermenge einen Schwellwert, öffnet das Rückschlagventil 25 und die Kraftstofffördermenge wird in den Druckspeicher gefördert.Is the switching valve 15 closed during the delivery stroke is due to the further stroke movement of the piston 23 in the pump room 26 compacted fuel delivery. When the pressure of the fuel delivery reaches a threshold value, the check valve opens 25 and the fuel delivery is conveyed into the pressure accumulator.

Die Kraftstofffördermenge, welche dem Druckspeicher 18 zugeführt wird, hängt davon ab, wann und wie lange das Schaltventil 15 geschlossenen wird. Durch die erfindungsgemäße Bestimmung des Ansteuersignals unter Berücksichtigung der Schaltzeiten des Schaltventils 15 wird gewährleistet, dass die Kraftstofffördermenge, welche dem Druckspeicher 18 zugeführt wird, auf die bestimmte Soll-Kraftstofffördermenge geregelt wird. Somit wird letztendlich gewährleistet, dass der Ist-Druckwert des Druckspeichers 18 auf den Raildruck geregelt wird.The fuel delivery, which the pressure accumulator 18 depends on when and how long the switching valve 15 is closed. By the inventive determination of the drive signal, taking into account the switching times of the switching valve 15 ensures that the fuel flow, which the pressure accumulator 18 is fed, is controlled to the specific target fuel flow. Thus, it is ultimately ensured that the actual pressure value of the pressure accumulator 18 is regulated to the rail pressure.

In 3 sind zwei Diagramme wie sie im Zuge einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens detektiert werden können schematisch dargestellt. Das obere Diagramm 301 beschreibt dabei das Schaltventil 15. Das Schaltventil 15 hat zwei diskrete Schaltzustände, den Zustand geöffnet (Ordinatenwert "1") und geschlossen (Ordinatenwert "0"). In 3 two diagrams as they can be detected in the course of an embodiment of a method according to the invention are shown schematically. The upper diagram 301 describes the switching valve 15 , The switching valve 15 has two discrete switching states, the state open (ordinate value "1") and closed (ordinate value "0").

Das untere Diagramm beschreibt ein Ansteuersignal in Form eines elektrischen Stromsignals 302, welches von dem Steuergerät 100 an die Spule 21 angelegt wird. Liegt kein Strom an der Spule 21 an (auf der Zeitachse t in dem Zeitraum bis zum Zeitpunkt t1), ist das Schaltventil 15 geöffnet. Wird zum Zeitpunkt t1 ein Strom an die Spule 21 angelegt, dauert es ein gewisses Zeitintervall bis der Strom an der Spule 21 seinen maximalen Wert Imax erreicht. Des Weiteren verstreicht ein gewisses Zeitintervall Δt0 zwischen Anlegen des Stroms zum Zeitpunkt t1 und zwischen dem Zeitpunkt t2, zu welchem das Schaltventil 15 letztendlich geöffnet ist. Das Zeitintervall Δt0 ist dabei die Anzugszeit.The lower diagram describes a drive signal in the form of an electrical current signal 302 , which is from the control unit 100 to the coil 21 is created. There is no current at the coil 21 on (on the time axis t in the period up to the time t 1 ), is the switching valve 15 open. At time t 1, a current is applied to the coil 21 If it is applied, it takes a certain time until the current flows to the coil 21 reaches its maximum value I max . Furthermore, a certain time interval Δt 0 elapses between application of the current at time t 1 and between time t 2 , at which the switching valve 15 is finally open. The time interval Δt 0 is the starting time.

Analog verstreicht ein Zeitintervall Δt1 zwischen Trennen des Stroms von der Spule 21 zum Zeitpunkt t3 und dem Zeitpunkt t4, bis das Schaltventil 15 wieder geöffnet ist. Das Zeitintervall Δt1 ist dabei die Löschzeit. Similarly, a time interval Δt 1 passes between disconnecting the current from the coil 21 at time t 3 and time t 4 until the switching valve 15 is open again. The time interval Δt 1 is the erase time.

Es sei angemerkt, dass das Schaltventil 15 zwar nur zwei diskrete Schaltstellungen besitzt, es dauert aber dennoch ein endliches Zeitintervall Δt2, bis der Magnetanker 22 von der geöffneten Stellung zum Zeitpunkt t2' in die geschlossene Stellung zum Zeitpunkt t2 übergeht. Analoges gilt für ein Zeitintervall Δt4, bis der Magnetanker 22 von der geschlossenen Stellung zum Zeitpunkt t4' zur geöffneten Stellung zum Zeitpunkt t4 übergeht.It should be noted that the switching valve 15 Although only two discrete switch positions has, but it still takes a finite time interval .DELTA.t 2 , to the armature 22 from the open position at the time t 2 'in the closed position at time t 2 passes. The same applies for a time interval Δt 4 until the armature 22 from the closed position at time t 4 'to the open position at time t 4 passes.

Das Steuergerät 100 berücksichtigt für die Bestimmung des Ansteuersignals die Zeitintervalle der Anzugszeit Δt0 und der Löschzeit Δt1. Auch die Zeitintervalle Δt2 und Δt4 werden von dem Steuergerät bei Regelung der Ist-Kraftstofffördermenge berücksichtigt.The control unit 100 takes into account for the determination of the drive signal, the time intervals of the operating time .DELTA.t 0 and the deletion time .DELTA.t 1 . The time intervals .DELTA.t 2 and .DELTA.t 4 are taken into account by the control unit in regulating the actual fuel delivery.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims (10)

Verfahren zum Betrieb eines Kraftstoffeinspritzsystems (10) eines Verbrennungsmotors, wobei das Kraftstoffeinspritzsystem (10) eine Hochdruckpumpe (16) und ein Schaltventil (15) aufweist, wobei das Schaltventil (15) eine Spule (21) aufweist, wobei eine Kraftstofffördermenge durch die Hochdruckpumpe (16) über ein Ansteuersignal (301) an die Spule (21) des Schaltventils (15) gesteuert wird, wobei zu einem zweiten Zeitpunkt das Ansteuersignal (301) auf Grundlage einer zu einem ersten Zeitpunkt ermittelten Schaltzeit (Δt0, Δt1) des Schaltventils (15) bestimmt wird, wobei der erste Zeitpunkt vor dem zweiten Zeitpunkt liegt.Method for operating a fuel injection system ( 10 ) of an internal combustion engine, wherein the fuel injection system ( 10 ) a high pressure pump ( 16 ) and a switching valve ( 15 ), wherein the switching valve ( 15 ) a coil ( 21 ), wherein a fuel delivery through the high-pressure pump ( 16 ) via a drive signal ( 301 ) to the coil ( 21 ) of the switching valve ( 15 ), wherein at a second time the drive signal ( 301 ) based on a first time determined switching time (.DELTA.t 0 , .DELTA.t 1 ) of the switching valve ( 15 ), the first time being before the second time. Verfahren nach Anspruch 1, wobei zu dem ersten Zeitpunkt eine erste Schaltzeit (Δt0) zwischen einem Beginn der Ansteuerung (t1) und einem Schließzeitpunkt (t2) des Schaltventils (15) und/oder eine zweite Schaltzeit (Δt1) zwischen einem Ende der Ansteuerung (t3) und einem Öffnungszeitpunkt (t4) des Schaltventils (15) bestimmt wird.Method according to claim 1, wherein at the first time a first switching time (Δt 0 ) between a start of the control (t 1 ) and a closing time (t 2 ) of the switching valve ( 15 ) and / or a second switching time (Δt 1 ) between an end of the control (t 3 ) and an opening time (t 4 ) of the switching valve ( 15 ) is determined. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei mit dem Beginn der Ansteuerung ein Zuleiten von Kraftstoff zur Hochdruckpumpe (16) unterbunden wird und wobei mit dem Ende der Ansteuerung das Zuleiten von Kraftstoff zur Hochdruckpumpe (16) freigegeben wird.The method of claim 1 or 2, wherein with the start of the control supply of fuel to the high-pressure pump ( 16 ) is prevented and with the end of the control, the supply of fuel to the high-pressure pump ( 16 ) is released. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei aufgrund der ermittelten Schaltzeit (Δt0, Δt1) der Beginn der Ansteuerung korrigiert wird.Method according to one of the preceding claims, wherein due to the determined switching time (Δt 0 , Δt 1 ) the beginning of the drive is corrected. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei aufgrund der ermittelten Schaltzeit (Δt0, Δt1) die Länge der Ansteuerung korrigiert wird. Method according to one of the preceding claims, wherein due to the determined switching time (Δt 0 , Δt 1 ), the length of the drive is corrected. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der erste Zeitpunkt bei einer ersten Ansteuerung stattfindet und der zweite Zeitpunkt bei einer zweiten Ansteuerung stattfindet, wobei die zweite Ansteuerung direkt auf die erste Ansteuerung erfolgt.Method according to one of the preceding claims, wherein the first time takes place at a first activation and the second time takes place at a second activation, wherein the second activation takes place directly on the first activation. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei aufgrund der ermittelten Schaltzeit (Δt0, Δt1) ein charakteristisches Kennfeld zur Ansteuerung des Schaltventils (15) korrigiert wird.Method according to one of the preceding claims, wherein on the basis of the determined switching time (Δt 0 , Δt 1 ) a characteristic map for controlling the switching valve ( 15 ) is corrected. Steuergerät (100), das dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche durchzuführen.Control unit ( 100 ), which is adapted to perform a method according to any one of the preceding claims. Computerprogramm (35) mit Programmcodemitteln, die ein Steuergerät (100) veranlassen, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 durchzuführen, wenn sie auf dem Steuergerät (100), insbesondere nach Anspruch 8, ausgeführt werden. Computer program ( 35 ) with program code means comprising a control unit ( 100 ) to perform a method according to any one of claims 1 to 7, when on the control unit ( 100 ), in particular according to claim 8, are executed. Maschinenlesbares Speichermedium mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm (35) nach Anspruch 9.Machine-readable storage medium with a computer program ( 35 ) according to claim 9.
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