DE102013204103A1 - Verfahren zum Ansteuern eines Einspritzventils - Google Patents
Verfahren zum Ansteuern eines Einspritzventils Download PDFInfo
- Publication number
- DE102013204103A1 DE102013204103A1 DE102013204103.9A DE102013204103A DE102013204103A1 DE 102013204103 A1 DE102013204103 A1 DE 102013204103A1 DE 102013204103 A DE102013204103 A DE 102013204103A DE 102013204103 A1 DE102013204103 A1 DE 102013204103A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- valve
- stroke
- temperature
- valve member
- loss
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 238000002347 injection Methods 0.000 title description 10
- 239000007924 injection Substances 0.000 title description 10
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 51
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 29
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 19
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims description 13
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims description 8
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims description 8
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims 1
- 230000036962 time dependent Effects 0.000 claims 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 13
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N (2r,3r,4s,5r)-2-[6-[[2-(3,5-dimethoxyphenyl)-2-(2-methylphenyl)ethyl]amino]purin-9-yl]-5-(hydroxymethyl)oxolane-3,4-diol Chemical compound COC1=CC(OC)=CC(C(CNC=2C=3N=CN(C=3N=CN=2)[C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)C=2C(=CC=CC=2)C)=C1 BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000012072 active phase Substances 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 238000003303 reheating Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/20—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
- F02D41/2096—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils for controlling piezoelectric injectors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/30—Controlling fuel injection
- F02D41/3005—Details not otherwise provided for
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/20—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/30—Controlling fuel injection
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/30—Controlling fuel injection
- F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
- F02D41/40—Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
- F02D2041/1433—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method using a model or simulation of the system
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/20—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
- F02D2041/202—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit
- F02D2041/2055—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit with means for determining actual opening or closing time
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/20—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
- F02D2041/202—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit
- F02D2041/2058—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit using information of the actual current value
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
- F02D41/042—Introducing corrections for particular operating conditions for stopping the engine
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
- F02D41/06—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up
- F02D41/062—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for starting
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
- F02D41/2406—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
- F02D41/2425—Particular ways of programming the data
- F02D41/2429—Methods of calibrating or learning
- F02D41/2451—Methods of calibrating or learning characterised by what is learned or calibrated
- F02D41/2464—Characteristics of actuators
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M51/00—Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
- F02M51/06—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
- F02M51/0603—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using piezoelectric or magnetostrictive operating means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
- F02M61/04—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series
- F02M61/08—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series the valves opening in direction of fuel flow
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Es wird ein Verfahren zum Ansteuern eines Kraftstoff in einen Brennraum eines Verbrennungsmotors einspritzenden Ventils mit einem eine Ventilöffnung verschließenden Ventilglied und einem zwecks Freigabe der Ventilöffnung das Ventilglied zu Hüben antreibenden elektrischen Aktor angegeben, bei dem zum Auslösen von Ventilgliedhüben definierter Hubgröße elektrische Steuersignale an den Aktor angelegt werden. Zur Kompensierung einer alterungsbedingten Hubabnahme des Ventilglieds und der damit verbundenen, verschlechterten Dosierung des eingespritzten Kraftstoffs wird mit einem Hubverlustmodell, in das fortlaufend Temperatur und Temperaturwechsel am Ventil sowie die Anzahl der vom Ventilglied ausgeführten Hübe einbezogen werden, eine Abnahme der Hubgröße als Hubverlust prognostiziert und mit dem prognostizierten Hubverlust die Steuersignale korrigiert.
Description
- Stand der Technik
- Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Ansteuern eines Kraftstoff in einen Brennraum eines Verbrennungsmotors einspritzenden Ventils, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Ein bekanntes Ventil zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum eines Verbrennungsmotors (
DE 20 2011 006 202 A1 ) weist ein Ventilgehäuse auf, das mit einem Kraftstoffzulauf und mit einer mit dem Kraftstoffzulauf in Verbindung stehenden Ventilöffnung versehen ist. Die Ventilöffnung ist in einem das Ventilgehäuse brennraumseitig abschließenden, hohlen Ventilsitzträger ausgebildet und von einem Ventilsitz umschlossen. Ein im Ventilsitzträger axial verschiebliches Ventilglied verschließt unter der Wirkung einer an ihm angreifenden Ventilschließfeder die Ventilöffnung. Zum Zwecke einer definierten Freigabe der Ventilöffnung treibt ein piezoelektrischer Aktor das Ventilglied zu Hüben gegen die Rückstellkraft der Ventilschließfeder an. Zur Dosierung der mit jedem Hub über die Ventilöffnung in den Brennraum eingespritzten Kraftstoffmenge wird das Ventil in der Weise angesteuert, das an den Aktor elektrische Steuersignale gelegt werden, die die Hubgröße der Hübe des Ventilglieds bestimmen. Die Steuersignale können eine zeitbegrenzte Spannung oder eine Ladung sein. Die Steuersignale werden üblicherweise in Abhängigkeit von momentanen Betriebsdaten des Verbrennungsmotors in einem Motorsteuergerät generiert. - Infolge von Verschleiß an Ventilsitz und Ventilschließglied und auch von Veränderungen des Hubs des Aktors während der Lebensdauer des Ventils reduzieren sich bei unverändertem Steuersignal der Hub des Ventilglieds und damit die Dosierung des in den Brennraum eingespritzten Kraftstoffstoffs.
- Offenbarung der Erfindung
- Das erfindungsgemäße Verfahren zum Ansteuern des Kraftstoffeinspritzventils mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass mittels des Hubverlustmodells eine aufgrund von Alterungs- und Verschleißeffekten sich einstellende Hubveränderung des Ventilglieds geschätzt und durch Korrektur der Steuersignale kompensiert wird. Das korrigierte Signal bewirkt dann einen gleichen Hub des Ventilglieds wie in einem neuwertigen Ventil und wie er aufgrund der momentanen Betriebsdaten des Verbrennungsmotors für eine optimale Verbrennung des Kraftstoffs im Brennraum gefordert wird. Alterung und Verschleiß des Ventils wirken sich somit nicht auf die Dosiergenauigkeit des Ventils und auf die Güte der Kraftstoffverbrennung aus.
- Durch die in den weiteren Ansprüchen 2 bis 13 aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Ventils möglich. Anspruch 14 offenbart eine vorteilhafte Vorrichtung zum Ansteuern eines Kraftstoffeinspritzventils, in der das erfindungsgemäße Verfahren implementiert ist.
- Kurze Beschreibung der Zeichnungen
- Die Erfindung ist anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
-
1 ausschnittweise einen Längsschnitt eines Ventils zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum eines Verbrennungsmotors in Verbindung mit einem Motorsteuergerät zum Ansteuern des Ventils, -
2 ein Blockschaltbild des Motorsteuergeräts mit integriertem Hubverlustmodell, -
3 ein Beispiel für eine im Hubverlustmodell abgespeicherte Klassierung zur Gewinnung eines Regenerationsfaktors, -
4 ein Beispiel für eine im Hubverlustmodell abgespeicherte Klassierung zur Gewinnung eines Alterungsfaktors. - Das in
1 ausschnittweise im Längsschnitt dargestellte Ventil10 zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum11 eines Verbrennungsmotors weist eine mit einem Kraftstoffzulauf12 in Verbindung stehende Ventilöffnung13 , ein die Ventilöffnung13 verschließendes Ventilglied14 und einen das Ventilglied14 zwecks Freigabe der Ventilöffnung13 zu Hüben antreibenden elektrischen Aktor15 auf, der im dargestellten Ausführungsbeispiel als piezoelektrischer Aktor ausgebildet ist. Der Kraftstoffzulauf12 ist in1 durch einen Pfeil symbolisiert. Die Ventilöffnung13 ist in einen hohlen Ventilsitzträger15 eingebracht und von einem am Ventilsitzträger15 ausgeformten Ventilsitz16 umschlossen. Der Ventilsitzträger15 ist fest mit einem Ventilkörper17 verbunden, der in das Stirnende eines rohrförmigen Ventilgehäuses18 eingesetzt ist. Das einen Schaft141 und einen Schließkopf142 umfassende Ventilglied14 ist mit seinem Schaft141 im Ventilsitzträger15 axial verschieblich geführt. An dem vom Schließkopf142 abgekehrten Ende des Schafts141 greift sowohl der Aktor20 als auch eine Ventilschließfeder19 an. Die Zugkraft der Ventilschließfeder19 drückt den Schließkopf142 auf den Ventilsitz16 auf, und durch eine vom Aktor20 auf den Schaft141 aufgebrachte Druckkraft hebt der Schließkopf142 mehr oder weniger weit vom Ventilsitz16 nach außen ab, so das über die frei werdende Ventilöffnung13 eine dosierte Kraftstoffmenge abgespritzt wird. Das Ventil10 ist üblicherweise in eine Zylinderkopfbohrung21 eines den Brennraum11 abdeckenden Zylinderkopfs22 so eingesetzt, dass es mit dem Ventilöffnung13 und Ventilsitz16 tragenden Ende des Ventilsitzträgers15 in den Brennraum11 hineinragt. - Zum Auslösen von gegen die Zugkraft der Ventilschließfeder
19 erfolgenden Hüben des Ventilsglieds14 mit jeweils definierter Hubgröße oder Hubhöhe, die eine Einspritzung einer geforderten Kraftstoffmenge in den Brennraum11 des Verbrennungsmotors bewirkt, wird der Aktor20 mit elektrischen Steuersignalen beaufschlagt, z.B. mit einer zeitbegrenzten Spannung oder einer Ladung. Die Steuersignale werden in einem Motorsteuergerät30 in Abhängigkeit von momentanen Betriebsdaten des Verbrennungsmotors generiert und dem Steuereingang201 des Aktors20 zugeführt. - Es hat sich gezeigt, dass mit zunehmender Alterung des Ventils
10 Verschleißerscheinungen am Ventilsitz15 und/oder am Schließkopf des Ventilglieds14 auftreten, die bei unverändertem Steuersignal zu einer Reduzierung des Hubs des Ventilglieds14 führen. Aber auch eine alterungsbedingte Veränderung des Aktorhubs tragen zu solchen Hubreduzierungen bei. Eine Hubreduzierung des Ventilglieds14 führt zu einer ungenauen Dosierung der eingespritzten Kraftstoffmenge und zu einer Reduzierung der Güte der Kraftstoffverbrennung im Brennraum11 . - Um dem zu begegnen, werden gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Ansteuerung des Ventils
10 die dem Steuereingang201 des Aktors20 zugeführten Steuersignale mittels eines im Motorsteuergerät30 implementierten Hubverlustmodells so korrigiert, dass die alterungsbedingte Hubabnahme des Ventilglieds14 , der sog. Hubverlust, kompensiert wird, somit die aufgrund der Betriebsdaten im Motorsteuergerät30 vorgegebene, notwendige Hubgröße, der sog. Nennhub, beim Hub des Ventilglieds14 auch tatsächlich erreicht wird. Hierzu werden fortlaufend Temperatur und Temperaturwechsel, auch Temperaturschwankungen oder Temperaturhübe genannt, am Ventil10 sowie die Anzahl der vom Ventilglied14 ausgeführten Hübe, die der Zahl der Kraftstoffeinspritzungen in den Brennraum11 des Verbrennungsmotors entspricht, in das Hubverlustmodell einbezogen und damit ein zu erwartender Hubverlust HV prognostiziert. Der prognostizierte Hubverlust HV wird zu dem anhand der Betriebsdaten des Verbrennungsmotors ermittelten Nennhub Hnenn hinzuaddiert und der dadurch geschätzte effektive Hub H* in ein elektrisches Steuersignal transformiert, das an den Steuereingang201 des Aktors20 gelangt. - Die Temperatur und die Temperaturwechsel werden im Ventil
10 gemessen, z.B. im Kraftstoffzufluss zum Ventil10 , können aber auch über ein Temperaturmodell des Ventils10 prognostiziert werden. Die Erfassung der Temperaturwechsel erfolgt vorzugsweise getrennt für die aktive und die passive Phase des Verbrennungsmotors, wobei die aktive Phase mit Motorstart und die passive Phase mit Motorstopp einsetzt. Die verschiedenen Parameter des Hubverlustmodells werden empirisch an dem vom Verbrennungsmotor getrennten Ventil10 ermittelt. Im Hubverlustmodell sind ein durch die Temperaturwechsel beeinflusster temperaturbedingter Hubverlust HV(TW) und ein die Betriebszeit des Ventils berücksichtigender betriebszeitbedingter Hubverlust HV(BZ) angesetzt. Der temperaturbedingte Hubverlust HV(TW) wird getrennt als aktiver Temperaturwechsel aTW für die aktive Phase des Verbrennungsmotors (Motor läuft) und als passiver Temperaturwechsel pTW für die passive Phase des Verbrennungsmotors (Motor steht) berücksichtigt. Der aktive Temperaturwechsel aTW ist dabei durch die Temperatur Ts im Ventil bei Motorstopp und der passive Temperaturwechsel pTW durch die maximale Temperatur Tmax im Ventil10 innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne, der sog. Nachheizzeit τ, nach Motorstopp bestimmt. - Mathematisch kann der Hubverlust in den aktiven Phasen des Verbrennungsmotors mit
HV(aTW) = n·aTW· HW / aTW (1) HV(pTW) = n·pTW· HV / pTW (2) - Zusätzlich zu dem temperaturbedingten Hubverlust HV(TW) wird noch ein betriebsbedingter Hubverlust HV(BZ) erfasst, der mathematisch mit
HV(BZ) = BZ· HV / BZ (3) - Die aktiven und passiven Temperaturwechsel können zwecks Verbesserung des Hubverlustmodells jeweils klassiert, d. h. in Klassen mit unterschiedlichen Temperaturbereichen eingeteilt, werden. Für jede Klasse wird ein spezifischer Hubverlust HV pro einem aktiven Temperaturwechsel aTW bzw. pro einem passiven Temperaturwechsel pTW empirisch ermittelt und der Klasse zugeordnet. Beispielsweise sind drei Klassen vorgesehen mit TW <= 100°C, TW <= 120°C und TW > 120°C, und zwar sowohl für die aktiven Temperaturwechsel aTW als auch für die passiven Temperaturwechsel pTW. Die Temperaturwechsel aTW bzw. pTW werden klassenweise gezählt und in den einzelnen Klassen mit dem für jede Klasse empirisch bestimmten Hubverlust HV pro aTW bzw. pro pTW gemäß Gl.(1) und Gl.(2) multipliziert. Die Summe aller Hubverluste ergibt den temperaturbedingten Hubverlust gemäß
HV(TW) = HV (aTW, Klasse 1) + HV(aTW, Klasse 2) + HV(aTW, Klasse 3) + HV(pTW, Klasse 1) + HV(pTW, Klasse 2) + HV(pTW, Klasse 3) (4) - Die aktive Phase des Verbrennungsmotors hat eine regenerative Wirkung auf den Hubverlust des Ventilglieds
14 . Um auch diese im Hubverlustmodell zu berücksichtigen, sind im Hubverlustmodell Klassen mit vorgegebenen Bereichen für die Anzahl der Hübe des Ventilglieds14 in einer aktiven Phase des Verbrennungsmotors und mit den Klassen zugeordneten Regenerationsfaktoren RF vorgehalten. Für jede Klasse ist ein Regenerationsfaktor RF empirisch bestimmt. Ein Beispiel für die Einteilung der vom Ventilglied14 ausgeführten Hubzahlen pro Motorstart, also pro aktive Phase des Verbrennungsmotors, in Klassen ist in3 angegeben. Anhand der in jeder aktiven Phase des Verbrennungsmotors erfassten Hübe des Ventilglieds14 , die identisch ist mit der Zahl der Kraftstoffeinspritzungen ES in der aktiven Phase des Verbrennungsmotors, wird aus der entsprechenden Klasse der zugeordnete Regenerationsfaktor RF ausgelesen. - Neben dem vorstehend beschriebenen temperaturbedingten Hubverlust HV(TW), der linear ist, haben die Temperaturwechsel auch noch einen nichtlinearen Einfluss auf den Hubverlust. Um auch diese zu erfassen, wird im Hubverlustmodell noch die Gesamtzahl der Temperaturwechsel im Ventil
10 berücksichtigt. Hierzu ist im Hubverlustmodell eine Klassierung der Zahl der Temperaturwechsel vorgehalten und jeder Klasse mit einem vorgegebenen Zahlenbereich an Temperaturwechseln ein empirisch bestimmter Alterungsfaktor AF zugeordnet. Ein Beispiel für eine solche Klassierung der Anzahl der Temperaturwechsel TW über die Betriebszeit des Ventils10 und der zugeordneten Alterungsfaktoren AF ist in4 dargestellt. Alle Temperaturwechsel TW werden gezählt, und entsprechend der Anzahl der insgesamt über alle aktiven und passiven Phasen des Verbrennungsmotors aufgelaufenen Temperaturwechsel TW wird der zutreffenden Klasse der Alterungsfaktor AF entnommen. - Zusammengefasst ist das Hubverlustmodell mathematisch beschrieben mit
HV = AF·RF·(HV(TW) + HV(BZ)) (5), 3 und4 entnommen werden und HV(TW) gemäß Gl.(1), Gl.(2) und Gl.(4) und HV(BZ) gemäß Gl.(3) bestimmt wird. - In
2 ist zur Illustration des erfindungsgemäßen Ansteuerverfahrens für das Kraftstoff einspritzende Ventil10 ein Blockschaltbild des im Motorsteuergerät30 enthaltenen Hubverlustmodells dargestellt. Das Motorsteuergerät30 löst üblicherweise Motorstart und Motorstopp aus und bestimmt aus den momentanen Betriebsdaten des Verbrennungsmotors den für die Einspritzung des Kraftstoffs erforderlichen Nennhub Hnenn, der in ein am Steuerausgang301 des Steuergeräts30 anstehendes elektrisches Steuersignal transformiert wird. Jeder mittels eines Steuersignals über den Aktor20 ausgelöste Hub des Ventilglieds14 bewirkt eine Kraftstoffeinspritzung ES. Mittels eines im Steuergerät30 vorhandenen Zählers31 werden die in jeder aktiven Phase des Motors erfolgten Einspritzungen ES (oder die Zahl der Hübe des Ventilglieds14 ) gezählt, indem der Zähler31 jeweils mit Motorstart gestartet und mit Motorstopp angehalten wird. Mit dem Zählerinhalt wird aus einem die Tabelle gemäß3 enthaltenen Speicher32 der passende Regenerationsfaktor RF ausgelesen und dieser einem Multiplizierer33 zugeführt. - Mit jedem Motorstopp wird der aktive Temperaturwechsel aTW und der passive Temperaturwechsel pTW erfasst und entsprechend ihres Temperaturwerts in den Klassierern
34 und35 einer der Klassen (Klasse 1, Klasse 2, Klasse 3) zugeordnet. Hierzu wird z. B. mit einem Temperaturmessglied61 die Temperatur TS zum Zeitpunkt des Motorstopps als aTW gemessen und mit einem Maximumdetektor62 die maximale Temperatur Tmax in der mit einem Zeitverzögerungsglied63 vorgegebenen Nachheizzeit τ nach dem Motorstopp als pTW erfasst. In jeder Klasse werden die aufeinanderfolgenden aTW und pTW mittels der Zähler36 bis41 hochgezählt und der Zählerinhalt, der die Anzahl n der aufgelaufenen aTW bzw. pTW in den einzelnen Klassen wiedergibt, je einem der Multiplizierer42 bis47 zugeführt. Außerdem wird die Anzahl aller in allen Klassen aufgelaufenen aTW und pTW in einem Summierer40 addiert und die Summe aller bislang aufgelaufenen Temperaturwechsel TW einem die Tabelle gemäß4 enthaltenen Speicher50 zugeführt. Entsprechend der Summe der TW wird der Alterungsfaktor AF aus dem Speicher50 ausgelesen und dem Multiplizierer33 zugeführt. - Die pro Klasse empirisch ermittelten Hubverluste pro einem aktiven Temperaturwechsel bzw. pro einem passiven Temperaturwechsel sind in je einem Speicher
51 bis56 abgelegt, und die Speicher51 bis56 sind an die Multiplizierer42 bis47 angeschlossen. Die für das Ventil10 aufgelaufene Betriebszeit BZ wird einem Multiplizierer48 zugeführt, an dem auch ein Speicher57 angeschlossen ist, in dem der empirisch ermittelte Hubverlust pro dem Vorgabewert der Betriebszeit abgelegt ist. In jedem Multiplizierer42 bis44 wird für eine der Klassen Gl.(1) und in jedem Multiplizierer45 bis47 für eine der Klassen Gl.(2) realisiert, während im Multiplizierer48 Gl.(3) berechnet wird. Alle Multiplikationsergebnisse werden im Summierer58 addiert, und das Additionsergebnis wird dem Multiplizierer33 zugeführt. Im Multiplizierer33 wird der prognostizierte Hubverlust HV gemäß Gl.(5) bestimmt. - Der Hubverlust HV wird in einem Additionsglied
59 zu dem vom Steuergerät30 ermittelten Nennhub Hnenn für das Ventilglied14 hinzuaddiert und der daraus hervorgehende effektive Hub H* in einem Transformationsglied60 in ein Steuersignal SG umgesetzt, das am Steuerausgang301 des Steuergeräts30 ansteht und an den Steuereingang201 des Aktors20 im Ventil10 gelangt. Mit dem transformierten Steuersignal SG, das gegenüber einem auf dem vom Motorsteuergerät anhand der Betriebsdaten des Verbrennungsmotors ermittelten Nennhub basierenden Steuersignal vergrößert ist, wird damit der Hubverlust, der sich am Ventilglied14 alterungsbedingt eingestellt hat, kompensiert, und das Ventilglied14 führt einen dem vom Steuergerät30 vorgegebenen Hub Hnenn entsprechenden Hub aus. - 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 202011006202 A1 [0002]
Claims (14)
- Verfahren zum Ansteuern eines Kraftstoff in einen Brennraum (
11 ) eines Verbrennungsmotors einspritzenden Ventils (10 ) mit einem eine Ventilöffnung (13 ) verschließenden Ventilglied (14 ) und einem zwecks Freigabe der Ventilöffnung (13 ) das Ventilglied (14 ) zu Hüben antreibenden elektrischen Aktor (20 ), bei dem zum Auslösen von Ventilgliedhüben definierter Hubgröße elektrische Steuersignale an den Aktor (20 ) angelegt werden, dadurch gekennzeichnet, dass mit einem Hubverlustmodell, in das fortlaufend Temperatur und Temperaturwechsel am Ventil (10 ) sowie die Anzahl der vom Ventilglied (14 ) ausgeführten Hübe einbezogen werden, eine Abnahme der Hubgröße als Hubverlust prognostiziert wird und mit dem prognostizierten Hubverlust die Steuersignale in einer die Abnahme der Hubgröße kompensierenden Weise korrigiert werden. - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Parameter des Hubverlustmodells empirisch am vom Verbrennungsmotor getrennten Ventil (
10 ) ermittelt werden. - Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Einbeziehen von Temperaturwechseln getrennt für aktive und passive Phasen des Verbrennungsmotors vorgenommen wird, wobei die aktive Phase mit Motorstart und die passive Phase mit Motorstopp einsetzt.
- Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Hubverlustmodell die Anzahl aller aktiven Temperaturwechsel und die Anzahl aller passiven Temperaturwechsel und deren Summe sowie die Anzahl der Hübe des Ventilglieds (
14 ) pro aktive Phase des Verbrennungsmotors berücksichtigt werden, wobei die aktiven Temperaturwechsel als Temperatur im Ventil (10 ) bei Motorstopp und die passiven Temperaturwechsel als maximale Temperatur im Ventil (10 ) nach Ablauf einer vorbestimmten Nachheizzeit nach Motorstopp definiert sind. - Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Hubverlustmodell Klassen mit einem vorgegebenen Temperaturbereich und einem jeder Klasse zugeordneten, empirisch ermittelten Hubverlust pro einem Temperaturwechsel vorgehalten sind und dass die Anzahl aller aktiven und aller passiven Temperaturwechsel nach Klassen getrennt erfasst und mit dem der jeweiligen Klasse zugeordneten Hubverlust pro einem Temperaturwechsel multipliziert wird und alle durch die Multiplikation erhaltenen Produkte zu einem temperaturbedingten Hubverlust addiert werden.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Hubverlustmodell ein betriebszeitbedingter Hubverlust berücksichtigt wird.
- Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Hubverlustmodell ein empirisch ermittelter Hubverlust pro einem Vorgabewert der Betriebszeit vorgehalten ist und der betriebszeitbedingte Hubverlust durch Multiplikation der momentanen Betriebszeit mit dem Hubverlust pro Vorgabewert der Betriebszeit gewonnen wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Hubverlustmodell Klassen mit einem vorgegebenen Hubzahlbereich und mit den Klassen zugeordneten, empirisch für die jeweilige Klasse ermittelten Regenerationsfaktoren vorgehalten sind und dass von der Klasse, der die in der jeweiligen aktiven Phase des Verbrennungsmotors aufgelaufene Anzahl von Hüben des Ventilglieds (
14 ) zuzuordnen ist, der Regenerationsfaktor abgenommen wird. - Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Hubverlustmodell Klassen mit vorgegebenen Zahlenbereichen für die aufgelaufene Anzahl aller Temperaturwechsel und mit den Klassen zugeordneten, empirisch für die jeweilige Klasse bestimmten Alterungsfaktoren vorgehalten sind und dass von der Klasse, der die momentan aufgelaufene Anzahl von Temperaturwechseln zuzuordnen ist, der Alterungsfaktor abgenommen wird.
- Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der prognostizierte Hubverlust als mit dem Regenerationsfaktor und dem Alterungsfaktor multiplizierte Summe aus temperaturwechselbedingtem Hubverlust und betriebszeitbedingtem Hubverlust bestimmt wird.
- Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine aufgrund der Betriebsdaten des Verbrennungsmotors vorgegebene Hubgröße des Ventilglieds (
14 ) mit dem prognostizierten Hubverlust zu einer effektiven Hubgröße addiert und die effektive Hubgröße in ein elektrisches Steuersignal transformiert wird, das einen der effektiven Hubgröße entsprechenden Hub des Ventilglieds (14 ) auslöst. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur am Ventil (
10 ), vorzugsweise in dem dem Ventil (10 ) zugeführten Kraftstoff, gemessen wird. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur am Ventil (
10 ) von einem geschätzten Temperaturmodell abgeleitet wird. - Vorrichtung zum Ansteuern eines Kraftstoff in einen Brennraum (
11 ) eines Verbrennungsmotors einspritzenden Ventils (10 ), das ein eine Ventilöffnung (13 ) verschließendes Ventilglied (14 ) und einen zwecks Freigabe der Ventilöffnung (13 ) das Ventilglied (14 ) zu Hüben antreibenden elektrischen Aktor (20 ) mit einen Steuereingang (201 ) für elektrische Steuersignale aufweist, mit einem an dem Steuereingang (201 ) angeschlossenen Motorsteuergerät (30 ), das die Steuersignale abhängig von Betriebsdaten des Verbrennungsmotors generiert, dadurch gekennzeichnet, dass das Motorsteuergerät (30 ) ein Hubverlustmodell aufweist, welches unter fortlaufender Einbeziehung von Temperatur und Temperaturwechseln im Ventil (10 ) sowie der Anzahl der vom Ventilglied (14 ) ausgeführten Hübe eine Abnahme der Hubgröße als Hubverlust prognostiziert, und dass das Motorsteuergerät (30 ) die Steuersignale auf Basis des prognostizierten Hubverlustes korrigiert.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102013204103.9A DE102013204103A1 (de) | 2013-03-11 | 2013-03-11 | Verfahren zum Ansteuern eines Einspritzventils |
CN201410082090.3A CN104047749A (zh) | 2013-03-11 | 2014-03-07 | 控制喷射阀的方法 |
US14/201,023 US9518526B2 (en) | 2013-03-11 | 2014-03-07 | Method for controlling an injector |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102013204103.9A DE102013204103A1 (de) | 2013-03-11 | 2013-03-11 | Verfahren zum Ansteuern eines Einspritzventils |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102013204103A1 true DE102013204103A1 (de) | 2014-09-11 |
Family
ID=51385596
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102013204103.9A Withdrawn DE102013204103A1 (de) | 2013-03-11 | 2013-03-11 | Verfahren zum Ansteuern eines Einspritzventils |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9518526B2 (de) |
CN (1) | CN104047749A (de) |
DE (1) | DE102013204103A1 (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6453169B2 (ja) * | 2015-06-19 | 2019-01-16 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 燃料噴射制御装置 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102011006202A1 (de) | 2011-03-28 | 2012-10-04 | Robert Bosch Gmbh | Ventil zum Zumessen eines Mediums |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5325837A (en) * | 1992-11-19 | 1994-07-05 | Robert Bosch Gmbh | Fuel injection apparatus for internal combustion engines |
DE19531652A1 (de) * | 1995-08-29 | 1997-05-07 | Bosch Gmbh Robert | Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen |
DE19954802A1 (de) * | 1999-11-13 | 2001-05-17 | Bosch Gmbh Robert | Brennstoffeinspritzventil |
DE10002270C1 (de) * | 2000-01-20 | 2001-06-28 | Bosch Gmbh Robert | Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten |
DE102004010759A1 (de) * | 2004-03-05 | 2005-09-22 | Robert Bosch Gmbh | Common-Rail Injektor |
DE102004053266A1 (de) * | 2004-11-04 | 2006-05-11 | Robert Bosch Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zum Korrigieren des Einspritzverhaltens eines Injektors |
DE102008045955A1 (de) * | 2008-09-04 | 2010-03-11 | Continental Automotive Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Korrektur einer temperaturbedingten Längenänderung einer Aktoreinheit, die im Gehäuse eines Kraftstoffinjektors angeordnet ist |
DE102009045309B4 (de) * | 2009-10-02 | 2020-02-06 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Steuergerät zum Betreiben eines Ventils |
-
2013
- 2013-03-11 DE DE102013204103.9A patent/DE102013204103A1/de not_active Withdrawn
-
2014
- 2014-03-07 CN CN201410082090.3A patent/CN104047749A/zh active Pending
- 2014-03-07 US US14/201,023 patent/US9518526B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102011006202A1 (de) | 2011-03-28 | 2012-10-04 | Robert Bosch Gmbh | Ventil zum Zumessen eines Mediums |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20140251260A1 (en) | 2014-09-11 |
US9518526B2 (en) | 2016-12-13 |
CN104047749A (zh) | 2014-09-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102006027405B3 (de) | Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine und Brennkraftmaschine | |
DE102009032521B4 (de) | Bestimmung des Schließzeitpunkts eines Kraftstoffeinspritzventils basierend auf einer Auswertung der Ansteuerspannung | |
DE102010018290B4 (de) | Elektrische Ansteuerung eines Ventils basierend auf einer Kenntnis des Schließzeitpunkts des Ventils | |
EP2422067B1 (de) | Verfahren und steuergerät zum betreiben eines aktorbetätigten ventils | |
DE102012217121B4 (de) | Elektrische Ansteuerung eines Ventils basierend auf Kenntnis des Schließzeitpunkts bzw. Öffnungszeitpunktes des Ventils | |
DE102009003977B3 (de) | Steuern des Stromflusses durch einen Spulenantrieb eines Ventils unter Verwendung eines Stromintegrals | |
DE102015210794B3 (de) | Verfahren zum Ermitteln eines Referenzstromwertes zur Ansteuerung eines Kraftstoffinjektors | |
EP1836386B1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum steuern eines injektors | |
DE102013206600B4 (de) | Einspritzsystem zum Einspritzen von Kraftstoff in eine Brennkraftmaschine und Regelverfahren für ein solches Einspritzsystem | |
DE102008023373A1 (de) | Verfahren zum Steuern eines Einspritzventils, Kraftstoff-Einspritzanlage und Verbrennungsmotor | |
WO2011151128A1 (de) | BESTIMMUNG DES SCHLIEßZEITPUNKTS EINES EINSPRITZVENTILS BASIEREND AUF EINER AUSWERTUNG DER ANSTEUERSPANNUNG UNTER VERWENDUNG EINES ADAPTIERTEN REFERENZSPANNUNGSSIGNALS | |
DE102018212669A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Verbrennungsmotors mit einem Common-Rail-Einspritzsystem | |
DE102010021168A1 (de) | Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine und Brennkraftmaschine | |
DE10143502C1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Ansteuern piezobetriebener Kraftstoff-Einspritzventile | |
DE102008045955A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Korrektur einer temperaturbedingten Längenänderung einer Aktoreinheit, die im Gehäuse eines Kraftstoffinjektors angeordnet ist | |
DE102009003176A1 (de) | Verfahren und Steuergerät zum Betreiben eines piezoelektrischen Aktors | |
DE102012205839A1 (de) | Verfahren zum Betreiben wenigstens eines Injektors | |
WO2019101518A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur ermittlung des öffnungszeitpunktes des servoventils eines piezoinjektors | |
DE10349307B3 (de) | Diagnoseverfahren für einen elektromechanischen Aktor | |
DE102013204103A1 (de) | Verfahren zum Ansteuern eines Einspritzventils | |
DE102014226259A1 (de) | Verfahren zum Betrieb eines Verbrennungsmotors | |
DE10303573B4 (de) | Verfahren, Computerprogramm, Speichermedium und Steuer- und/oder Regelgerät zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, sowie Brennkraftmaschine insbesondere für ein Kraftfahrzeug | |
DE102019216220A1 (de) | Verfahren zum Ermitteln eines Volumenstroms eines Kühlmittels | |
DE102013205504B4 (de) | Bestimmung der Öffnungsenergie eines Kraftstoffinjektors | |
DE102011084194A1 (de) | Verfahren und Recheneinheit zum Betrieb einer Zumesseinheit eines Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystems und Recheneinheit |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |