DE102014210561A1

DE102014210561A1 - Method for controlling multiple injections, in particular in a fuel injection system of an internal combustion engine

Info

Publication number: DE102014210561A1
Application number: DE102014210561.7A
Authority: DE
Inventors: Heike Lang
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2014-06-04
Filing date: 2014-06-04
Publication date: 2015-12-17
Also published as: CN105317575B; CN105317575A; FR3022002A1; FR3022002B1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung von Mehrfacheinspritzungen bei einem Einspritzsystem, insbesondere bei einem Common-Rail-Einspritzsystem zur Einspritzung von Kraftstoff in einer Brennkraftmaschine, wobei die Einspritzung wenigstens zweier zeitlich aufeinanderfolgender Teileinspritzungen mittels wenigstens eines, eine Düsennadel aufweisenden Injektors erfolgt, und wobei insbesondere vorgesehen ist, dass der Schließzeitpunkt der wenigstens einen Düsennadel erfasst wird (300) und dass, in Abhängigkeit von dem erfassten Schließzeitpunkt der wenigstens einen Düsennadel, das Vorliegen eines Betriebszustandes, bei dem ein Durchfördern von Kraftstoff zwischen den wenigstens zwei Teileinspritzungen erfolgt, erkannt wird (310).The present invention relates to a method for controlling multiple injections in an injection system, in particular in a common rail injection system for injecting fuel in an internal combustion engine, wherein the injection of at least two temporally successive partial injections by means of at least one, a nozzle needle having injector, and wherein is provided in particular that the closing time of the at least one nozzle needle is detected (300) and that, in dependence on the detected closing time of the at least one nozzle needle, the presence of an operating state in which a conveying of fuel between the at least two partial injections takes place is detected (310).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung von Mehrfacheinspritzungen eines Einspritzsystems, insbesondere eines Common-Rail-Einspritzsystems einer Brennkraftmaschine, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Computerprogramm, einen maschinenlesbaren Datenträger zur Speicherung des Computerprogramms und ein elektronisches Steuergerät, mittels derer das erfindungsgemäße Verfahren ausführbar ist.The invention relates to a method for controlling multiple injections of an injection system, in particular of a common rail injection system of an internal combustion engine, according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a computer program, a machine-readable data carrier for storing the computer program and an electronic control unit by means of which the inventive method is executable.

Stand der TechnikState of the art

Bei „Common-Rail“-Einspritzsystemen zur Einspritzung von Kraftstoff in Brennkraftmaschinen ist bekannt, die zeitlichen Abstände zwischen einzelnen Einspritzungen bzw. die Dauer einzelner Einspritzungen zu verändern, um die in Brennkammern der Brennkraftmaschine ablaufenden Verbrennungsprozesse zu beeinflussen. Die Einspritzung erfolgt bekanntermaßen durch Injektoren, welche mittels Düsennadeln betätigt werden.In "common-rail" injection systems for injecting fuel into internal combustion engines, it is known to change the time intervals between individual injections or the duration of individual injections in order to influence the combustion processes taking place in combustion chambers of the internal combustion engine. The injection is known to be done by injectors, which are actuated by means of nozzle needles.

Werden die zeitlichen Abstände zwischen einzelnen Einspritzungen zu kurz, kommt es bekanntermaßen zu einem „Durchfördern“ von Kraftstoff, d.h. wenigstens zwei einzelne Einspritzungen gehen ineinander über und wirken wie eine einzige längere Einspritzung. Dadurch kommt es zu einem signifikanten, nahezu unkontrollierbaren Anstieg der Einspritzmenge und im Ergebnis zu einer Verschlechterung des Verbrennungsprozesses.If the time intervals between individual injections become too short, it is known that there is a "pumping through" of fuel, i. at least two individual injections merge and act like a single, longer injection. This results in a significant, almost uncontrollable increase in the injection quantity and as a result to a deterioration of the combustion process.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass ein genanntes Durchfördern von Kraftstoff auch zur Folge hat, dass der Schließzeitpunkt einer genannten Düsennadel eines jeweils betroffenen Injektors zeitlich verzögert erfolgt bzw. nach spät verschoben wird. Dieser Effekt wird sich erfindungsgemäß – sozusagen im Wege einer Umkehrung – dadurch zunutze gemacht, dass ein Durchfördern bei zeitlich aufeinander folgenden Mehrfacheinspritzungen, insbesondere bei zwei aufeinander folgenden Einfacheinspritzungen bzw. Teileinspritzungen, durch Erfassung des genauen Schließzeitpunktes einer betroffenen Düsennadel indirekt erkannt bzw. überwacht wird. Eine genannte Erfassung des Schließzeitpunktes einer Düsennadel kann in an sich bekannter Weise mittels Nadelschließsensoren erfolgen.The invention is based on the finding that a said conveying of fuel also has the consequence that the closing time of a named nozzle needle of a particular injector concerned is delayed in time or delayed. This effect is inventively - so to speak by way of a reversal - made use of the fact that a Durchzufördern in temporally successive multiple injections, especially in two successive single injections or partial injections, indirectly detected or monitored by detecting the exact closing time of an affected nozzle needle. Said detection of the closing time of a nozzle needle can be done in a conventional manner by means of needle closing sensors.

Bei einer erkannten Veränderung des Nadelschließzeitpunktes und/oder einer erkannten zeitlichen Verzögerung des Nadelschließvorganges wird auf das Vorliegen eines Durchförderzustandes geschlossen, welcher regelmäßig mit einem deutlichen Einspritzmengenanstieg verbunden sein wird. Einem so erkannten Durchförderzustand kann bevorzugt durch Anpassung bzw. Veränderung des zeitlichen Abstandes zwischen den wenigstens zwei Teileinspritzungen und/oder der Ansteuerdauer der wenigstens zwei Teileinspritzungen wirksam entgegengewirkt werden bzw. dieser an sich unerwünschte Betriebszustand aufgehoben bzw. beendet werden.In the case of a detected change in the needle closing time and / or a recognized time delay of the needle closing operation, it is concluded that there is a throughfeed state which will be regularly associated with a significant increase in injection quantity. A throughput state recognized in this way can preferably be effectively counteracted by adapting or changing the time interval between the at least two partial injections and / or the activation duration of the at least two partial injections, or canceling or terminating this undesired operating state.

So kann der zeitliche Abstand zwischen den wenigstens zwei Teileinspritzungen bei erkanntem Durchförderzustand um einen entsprechenden, vorab empirisch bestimmten Korrekturwert erhöht werden und/oder die Ansteuerdauer der wenigstens zwei Teileinspritzungen um einen entsprechenden, vorab empirisch bestimmten Korrekturwert verringert werden. Ein geeigneter Korrekturwert kann injektorspezifisch aus einer Korrekturwertetabelle oder dergleichen entnommen werden, in der z.B. Korrekturwerte sämtlicher Injektoren einer oder mehrerer Brennkraftmaschinen abgelegt sind. Dadurch kann das Verfahren vorteilhaft bei einem gesamten Einspritzsystem angewendet werden.Thus, the time interval between the at least two partial injections can be increased by a corresponding empirically determined correction value and / or the activation duration of the at least two partial injections can be reduced by a corresponding, previously empirically determined correction value. A suitable correction value may be taken injector-specifically from a correction table or the like in which e.g. Correction values of all injectors of one or more internal combustion engines are stored. As a result, the method can be advantageously used in an entire injection system.

Die Erfassung und Beurteilung genannter Änderungen des Nadelschließzeitpunktes können vorteilhaft anhand einer Schwellenwert-Überwachung realisiert werden, wobei ein geeigneter erster Schwellenwert insbesondere des genannten, zeitlich verzögerten Nadelschließzeitpunktes im Vorfeld empirisch ermittelt wird. Denn erst bei Vorliegen einer bestimmten Verzögerung des Nadelschließens kann sicher davon ausgegangen werden, dass es zu einem Durchfördern von Kraftstoff zwischen zwei Einspritzungen gekommen ist.The detection and evaluation of said changes in the needle closing time point can advantageously be realized by means of a threshold value monitoring, wherein a suitable first threshold value, in particular of the aforementioned, time-delayed needle closing time point, is determined empirically in advance. Because only when there is a certain delay of the needle closing can be safely assumed that it has come to a conveying of fuel between two injections.

Durch die genaue Erkennung bzw. Überwachung des Nadelschließzeitpunktes können zudem kleinste, hydraulisch mögliche Einspritzabstände realisiert werden und sogar im laufenden Betrieb des Einspritzsystems bzw. einer zugrunde liegenden Brennkraftmaschine eine präzise Anpassung bzw. Nachregelung/steuerung der Einspritzabstände erfolgen.In addition, due to the precise detection or monitoring of the needle closing time point, the smallest possible hydraulically possible injection distances can be realized and even during ongoing operation of the injection system or an underlying internal combustion engine a precise adaptation or readjustment / control of the injection intervals can take place.

Darüber hinaus können mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens, ebenfalls im laufenden Betrieb, etwa auftretende Wirkkettentoleranzen oder Fertigungstoleranzen, insbesondere entsprechende Toleranzen der hier betroffenen Einspritzdüsen bzw. Einspritzventile, mit einer genannten Nachregelung (Regelschleife) wirksam kompensiert werden. In addition, by means of the method according to the invention, also during operation, any occurring effect chain tolerances or manufacturing tolerances, in particular corresponding tolerances of the injection nozzles or injection valves affected here, can be effectively compensated with a mentioned readjustment (control loop).

Das erfindungsgemäße Verfahren kann erst nach erkanntem Vorliegen zweier zeitlich aufeinanderfolgender Teileinspritzungen durchgeführt werden, wodurch Systemkapazitäten bzw. -ressourcen eingespart werden können. Dabei kann zudem geprüft werden, ob der zeitliche Abstand zwischen den beiden Teileinspritzungen einen empirisch vorgegebenen zweiten Schwellenwert unterschreitet. Denn erst bei Unterschreiten dieses zweiten Schwellenwertes kann ein genanntes Durchfördern von Kraftstoff überhaupt erst erfolgen.The inventive method can be carried out only after the existence of two successive partial injections recognized, whereby system capacities or resources can be saved. It can also be checked whether the time interval between the two partial injections falls below an empirically predetermined second threshold. Because Only when falling below this second threshold value can a named conveying of fuel take place at all.

Die Erfindung kann insbesondere bei einem genannten Common-Rail-Einspritzsystem zur Anwendung kommen, jedoch grundsätzlich auch bei anderen Einspritzsystemen, in denen es zu zeitlich aufeinander folgenden Mehrfacheinspritzungen kommt, z.B. bei Einspritzsystemen zur Einspritzung von Harnstoff-Wasser-Lösung (HWL) zu Zwecken der Abgasnachbehandlung bzw. Reduktion von bei der Verbrennung von Kraftstoff auftretenden Stickoxiden.The invention can be used in particular in a common-rail injection system mentioned above, but in principle also in other injection systems in which there are multiple injections in chronological succession, e.g. In injection systems for the injection of urea-water solution (HWL) for the purposes of exhaust aftertreatment or reduction of nitrogen oxides occurring during the combustion of fuel.

Das erfindungsgemäße Computerprogramm ist eingerichtet, jeden Schritt des Verfahrens durchzuführen, insbesondere wenn es auf einem Rechengerät oder einem Steuergerät abläuft. Es ermöglicht die Implementierung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf einem elektronischen Steuergerät, ohne an diesem bauliche Veränderungen vornehmen zu müssen. Hierzu ist der maschinenlesbare Datenträger vorgesehen, auf welchem das erfindungsgemäße Computerprogramm gespeichert ist. Durch Aufspielen des erfindungsgemäßen Computerprogramms auf ein elektronisches Steuergerät wird das erfindungsgemäße elektronische Steuergerät erhalten, welches eingerichtet ist, um Mehrfacheinspritzungen bei einem Einspritzsystem mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens zu steuern.The computer program according to the invention is set up to carry out each step of the method, in particular if it runs on a computing device or a control device. It allows the implementation of the method according to the invention on an electronic control unit, without having to make structural changes to this. For this purpose, the machine-readable data carrier is provided on which the computer program according to the invention is stored. By loading the computer program according to the invention onto an electronic control unit, the electronic control unit according to the invention is obtained, which is set up to control multiple injections in an injection system by means of the method according to the invention.

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

Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweiligen 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 below can be used not only in the particular combination indicated, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

1a–c zeigen schematisch im Stand der Technik bekannte Vorrichtungen bzw. Sensoriken zur Erfassung des Schließzeitpunktes einer Düsennadel eines Common-Rail-Einspritzventils. 1a C show schematically known in the prior art devices or sensors for detecting the closing time of a nozzle needle of a common rail injection valve.

2a–c zeigen an einem Common-Rail-Einspritzsystem gemessene Kurven der Injektorbestromung, der Einspritzrate und der Düsennadelbewegung, und zwar vergleichend gemäß dem Stand der Technik und bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens. 2a C show graphs of injector current, injection rate and nozzle needle movement measured on a common-rail injection system, comparatively according to the prior art and when using the method according to the invention.

3 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand eines Ablaufdiagramms. 3 shows an embodiment of the method according to the invention with reference to a flow chart.

Beschreibung von AusführungsbeispielenDescription of exemplary embodiments

1a zeigt eine aus EP 1 961 952 A1 bekannte Sensorik zur Erfassung bzw. Erkennung des Injektornadelschließens bei einem Common-Rail-Einspritzsystem einer Brennkraftmaschine. Die Sensorik umfasst einen Sensor 405 zur Detektion der Öffnungsbewegung und/oder der Schließbewegung einer (hier nicht gezeigten) Düsennadel eines jeweiligen Einspritzventils bzw. Injektors, insbesondere zur Detektion des Schließ- und/oder des Öffnungszeitpunktes der Düsennadel. Der Sensor 405 ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als piezoelektrischer oder mikromechanischer Beschleunigungssensor ausgebildet und dient zum Detektieren von durch die Düsennadelbewegung verursachten mechanischen Schwingungen. 1a shows one EP 1 961 952 A1 Known sensors for detecting or detecting the Injektornadelschließens in a common rail injection system of an internal combustion engine. The sensor system includes a sensor 405 for detecting the opening movement and / or the closing movement of a (not shown here) nozzle needle of a respective injection valve or injector, in particular for detecting the closing and / or the opening time of the nozzle needle. The sensor 405 is formed in the present embodiment as a piezoelectric or micromechanical acceleration sensor and serves to detect caused by the nozzle needle movement mechanical vibrations.

Die in 1a gezeigte Vorrichtung umfasst ferner ein Sensormodul 400 zur Festlegung der von dem jeweiligen Injektor in den jeweiligen Brennraum einer (nicht gezeigten) Brennkraftmaschine einzuspritzenden Menge an Kraftstoff. Das Sensormodul 400 umfasst insbesondere einen genannten, vorliegend als piezoelektrischer Beschleunigungssensor ausgebildeten Schwingungssensor 405 zur Detektion des Schließzeitpunktes einer Düsennadel des Injektors. Ferner ist ein Mikroprozessor 410 zur Aufbereitung der Messdaten vorgesehen. Zusätzlich umfasst das Sensormodul 400 einen Temperatursensor 415, mit dem die Kraftstofftemperatur im Injektor oder in einer Injektorzuleitung in unmittelbarer Nähe zum Injektor messbar ist. Weiterhin ist ein Datenspeicher 420 vorgesehen, in dem injektorspezifische Kompensationsgrößen abgelegt sind und von einem Steuergerät der Brennkraftmaschine abgefragt werden können. Die elektronischen Bauelemente 405, 410, 415, 420 des Sensormoduls 400 sind auf einem in diesem Ausführungsbeispiel als keramische Leiterplatte ausgebildeten Schaltungsträger 430 angeordnet.In the 1a The device shown further comprises a sensor module 400 for fixing the amount of fuel to be injected by the respective injector into the respective combustion chamber of an internal combustion engine (not shown). The sensor module 400 comprises in particular a named, in the present case designed as a piezoelectric acceleration sensor vibration sensor 405 for detecting the closing time of a nozzle needle of the injector. Further, a microprocessor 410 provided for the preparation of the measured data. In addition, the sensor module includes 400 a temperature sensor 415 with which the fuel temperature in the injector or in an injector supply in the immediate vicinity of the injector can be measured. Furthermore, there is a data memory 420 provided are stored in the injector-specific compensation variables and can be queried by a control unit of the internal combustion engine. The electronic components 405 . 410 . 415 . 420 of the sensor module 400 are on a circuit carrier formed in this embodiment as a ceramic circuit board 430 arranged.

Aus WO 2011 085 867 A1 ist eine alternative Vorrichtung bzw. Sensorik zur Erfassung des Schließzeitpunktes einer hier betroffenen Düsennadel bekannt, mit welcher die Schließzeitpunkte der Düsennadel und damit die Betriebsphasen der Kraftstoffeinspritzung besonders präzise ermittelbar sind. Diese Vorrichtung beruht auf dem Prinzip, dass beim Schließen bzw. Öffnen der Düsennadel charakteristische Druckänderungen auftreten, die sehr genau erfassbar sind. Dabei macht man sich insbesondere die Erkenntnis zunutze, dass sich der Steuerraumdruck am Beginn und am Ende der Einspritzphase eines Kraftstoffinjektors signifikant ändert, wobei der Steuerraumdruck anhand einer Druckmessung erfassbar ist.Out WO 2011 085 867 A1 an alternative device or sensor for detecting the closing time of a nozzle needle affected here is known, with which the closing times of the nozzle needle and thus the operating phases of the fuel injection are particularly precisely determined. This device is based on the principle that when closing or opening the nozzle needle characteristic pressure changes occur, which are very accurately detected. In particular, it makes use of the knowledge that the control chamber pressure at the beginning and at the end of the injection phase of a fuel injector changes significantly, wherein the control chamber pressure can be detected by means of a pressure measurement.

1b zeigt einen in WO 2011 085 867 A1 gezeigten, ausschnittsweisen Axialschnitt eines hier betroffenen Kraftstoffinjektors, der innerhalb eines Injektorkörpers 1 einen Hochdruckraum 2 sowie einen Niederdruckraum 3 aufweist. Diese beiden Druckräume sind voneinander durch ein Ventilstück 4 getrennt. Der Hochdruckraum 2 kommuniziert über einen Zulaufkanal 5 z.B. mit einem nicht dargestellten Common Rail. Der Niederdruckraum 3 ist über eine Rücklaufleitung 21 mit einem Kraftstofftank verbunden. 1b shows an in WO 2011 085 867 A1 shown, partial axial section of a fuel injector affected here, within a injector 1 a high pressure room 2 as well as a low pressure room 3 having. These two pressure chambers are separated from each other by a valve piece 4 separated. The high pressure room 2 communicates via an inlet channel 5 for example, with a common rail, not shown. The low pressure room 3 is via a return line 21 connected to a fuel tank.

Der Hochdruckraum 2 ist über nicht dargestellte Einspritzdüsen mit dem Brennraum eines ebenfalls nicht dargestellten Verbrennungsmotors verbindbar. Die Einspritzdüsen werden in bekannter Weise mittels einer Düsennadel gesteuert, von der in 1b nur das düsenferne Ende, welches als Plunger 6 ausgebildet ist, dargestellt ist. Der Plunger 6 ist verdrängerwirksam in einem im Ventilstück 4 angeordneten Steuerraum 7 angeordnet. Dieser Steuerraum 7 kommuniziert über eine Zulaufdrossel 8 mit dem Hochdruckraum 2 und über einen vorzugsweise gedrosselten Ablaufkanal 9 mit dem Niederdruckraum 3, wobei der Ablaufkanal 9 mittels einer Steuerventilanordnung 10 gesteuert wird. Wenn der Ablaufkanal mittels der Steuerventilanordnung 10 abgesperrt wird und die Düsennadel sich in ihrer Schließlage befindet, stellt sich im Steuerraum 7 der gleiche Hochdruck wie im Hochdruckraum 2 ein, mit der Folge, dass der Plunger 6 in 1b nach abwärts gepresst und die damit verbundene Düsennadel in der die Einspritzdüsen absperrenden Schließlage gehalten wird. Wird der Ablaufkanal 9 mittels der Steuerventilanordnung 10 geöffnet, stellt sich im Steuerraum 7 ein gegenüber dem Hochdruck im Hochdruckraum 2 verminderter Druck ein, und der Plunger 6 verschiebt sich zusammen mit der Düsennadel in 1b in Aufwärtsrichtung, d.h. die Düsennadel wird in deren Offenlage gestellt, so dass Kraftstoff durch die Einspritzdüsen in den Brennraum eingespritzt wird.The high pressure room 2 is connected via injectors, not shown, with the combustion chamber of an internal combustion engine, also not shown. The injection nozzles are controlled in a known manner by means of a nozzle needle, from the in 1b only the nozzle-far end, which as a plunger 6 is formed, is shown. The plunger 6 is displacer effective in a valve piece 4 arranged control room 7 arranged. This control room 7 communicates via an inlet throttle 8th with the high pressure room 2 and via a preferably throttled drainage channel 9 with the low-pressure room 3 , wherein the drainage channel 9 by means of a control valve arrangement 10 is controlled. When the drainage channel by means of the control valve assembly 10 is shut off and the nozzle needle is in its closed position, arises in the control room 7 the same high pressure as in the high pressure room 2 a, with the result that the plunger 6 in 1b pressed down and the associated nozzle needle is held in the shut-off the injection nozzles closing position. Becomes the drainage channel 9 by means of the control valve arrangement 10 opened, turns in the control room 7 one opposite the high pressure in the high pressure chamber 2 reduced pressure, and the plunger 6 moves together with the nozzle needle in 1b in the upward direction, ie, the nozzle needle is placed in its open position, so that fuel is injected through the injectors into the combustion chamber.

Die Steuerventilanordnung 10 besitzt einen hülsenförmigen Schließkörper 11, der von einer Schließfeder 12, die als Schraubendruckfeder ausgebildet ist, gegen einen zur Auslassmündung des Ablaufkanals 9 konzentrischen Sitz gespannt wird. Der hülsenförmige Schließkörper 11 ist auf einer zur Längsachse 100 des Injektorkörpers 1 gleichachsigen Führungsstange 13 axial verschiebbar geführt, wobei der Ringspalt zwischen dem Innenumfang des Schließkörpers 11 und dem Außenumfang der Führungsstange 13 als leckagefreier Dichtspalt fungiert.The control valve assembly 10 has a sleeve-shaped closing body 11 that of a closing spring 12 , which is designed as a helical compression spring, against a to the outlet port of the drain channel 9 concentric seat is tensioned. The sleeve-shaped closing body 11 is on one to the longitudinal axis 100 of the injector body 1 equiaxed guide rod 13 guided axially displaceable, wherein the annular gap between the inner periphery of the closing body 11 and the outer periphery of the guide rod 13 acts as a leak-free sealing gap.

Wenn der Schließkörper 11 die in 1b dargestellte Schließlage einnimmt, wird der innerhalb des Schließkörpers 11 gebildete Druckraum 14, welcher über den Ablaufkanal 9 mit dem Steuerraum 7 kommuniziert und dann dementsprechend gleichen Fluiddruck wie der Steuerraum 7 aufweist, gegenüber dem Niederdruckraum 3 abgesperrt. Am Schließkörper 11 ist ein sternförmiger Anker 15 einer Elektromagnetanordnung 16 angeordnet, die als Aktor zur Betätigung der Steuerventilanordnung 10 vorgesehen ist. Diese Elektromagnetanordnung 16 besitzt in bekannter Weise eine Magnetspule 17, die innerhalb einer zur Führungsstange 13 konzentrischen Elektromagnetanordnung mit einem ringförmigen Außenpol 18 und einem ringförmigen Innenpol 19 angeordnet ist. Wird die Magnetspule 17 elektrisch bestromt, wird der Anker 15 von den Polen 18 und 19 magnetisch angezogen, so dass der Schließkörper 11 gegen die Kraft der Schließfeder 12 von seinem Sitz abgehoben und die Steuerventilanordnung 10 geöffnet wird.When the closing body 11 in the 1b shown closed position assumes that within the closing body 11 formed pressure chamber 14 , which via the drainage channel 9 with the control room 7 communicates and then correspondingly the same fluid pressure as the control room 7 has, compared to the low pressure space 3 shut off. On the closing body 11 is a star-shaped anchor 15 an electromagnet arrangement 16 arranged as an actuator for actuating the control valve assembly 10 is provided. This electromagnet arrangement 16 has in a known manner a magnetic coil 17 that are within a guide rod 13 concentric electromagnet arrangement with an annular outer pole 18 and an annular inner pole 19 is arranged. Will the solenoid coil 17 electrically energized, becomes the anchor 15 from the poles 18 and 19 magnetically attracted, leaving the closing body 11 against the force of the closing spring 12 lifted from its seat and the control valve assembly 10 is opened.

Während der geschlossenen Phase der mit dem Plunger 6 verbundenen Düsennadel, d.h. bei geschlossenen Einspritzdüsen, ist die Steuerventilanordnung 10 geschlossen, und im Druckraum 14 sowie im Steuerraum 7 liegen gleiche Fluiddrucke vor. Unmittelbar vor dem Schließzeitpunkt der Düsennadel sinkt der Druck im Steuerraum 7 wegen des zu diesem Zeitpunkt geringen Drucks unter dem Düsensitz der Düsennadel und der damit einhergehenden Schließbewegung des Plungers 6 unter den Hochdruck im Zulaufkanal 5 ab. Unmittelbar nach dem Schließen der Düsennadel kommt es wegen des nun stillstehenden Plungers 6 zu einem steilen Anstieg des Drucks im Steuerraum 7, wobei der Steuerraumdruck auf den Druck im Zulaufkanal 5 ansteigt. Der Druck im Steuerraum 7 und der damit praktisch identische Druck im Druckraum 14 weisen folglich zum Schließzeitpunkt der Düsennadel ein ausgeprägtes Minimum auf.During the closed phase the with the plunger 6 connected nozzle needle, ie with closed injectors, is the control valve assembly 10 closed, and in the pressure room 14 as well as in the control room 7 the same fluid pressures are present. Immediately before the closing time of the nozzle needle, the pressure in the control chamber decreases 7 because of the low pressure at that time under the nozzle seat of the nozzle needle and the associated closing movement of the plunger 6 under the high pressure in the inlet channel 5 from. Immediately after closing the nozzle needle it comes because of the now stationary plunger 6 to a steep rise in pressure in the control room 7 , wherein the control chamber pressure on the pressure in the inlet channel 5 increases. The pressure in the control room 7 and the virtually identical pressure in the pressure chamber 14 Consequently, at the closing time of the nozzle needle on a pronounced minimum.

In 1c ist für einen in 1b gezeigten Injektor der Verlauf des Düsennadelhubes (Diagramm A) und der Verlauf des Steuerraumdrucks (Diagramm B) beispielhaft dargestellt. Da der Druck des Steuerraums 7 bei geschlossenem Schließkörper 11 auch im Druckraum 14 vorliegt, wird die Führungsstange 13 innerhalb des Schließkörpers 11 in dieser Ventilstellung stirnseitig immer vom Steuerraumdruck belastet. Der Steuerraumdruck wird insbesondere mittels der Führungsstange 13 auf einen in 1b schematisch dargestellten Drucksensor 20 übertragen, so dass eine nicht dargestellte, eingangsseitig mit dem Drucksensor 20 verbundene Auswerteschaltung ständig Informationen über den Druck im Steuerraum 7 erhält und damit insbesondere die Schließzeitpunkte der Düsennadel erfasst. Die genannte Auswerteschaltung kann in einem Steuergerät der nicht dargestellten Brennkraftmaschine integriert sein.In 1c is for a in 1b shown injector, the course of the nozzle needle stroke (diagram A) and the course of the control chamber pressure (diagram B) exemplified. Because the pressure of the control room 7 with closed closing body 11 also in the pressure room 14 is present, the guide rod 13 inside the closing body 11 in this valve position the front side always loaded by the control chamber pressure. The control chamber pressure is in particular by means of the guide rod 13 on one in 1b schematically illustrated pressure sensor 20 transferred, so that a not shown, the input side with the pressure sensor 20 Connected evaluation constantly information about the pressure in the control room 7 receives and thus in particular detects the closing times of the nozzle needle. Said evaluation circuit can be integrated in a control unit of the internal combustion engine, not shown.

Eine beschriebene Sensorik zur Detektion des Schließzeitpunktes einer Düsennadel liefert als Messsignal eine Spannung bzw. Spannungsänderung im Bereich von etwa 1 V. Anstelle der in den vorhergehenden Figuren gezeigten piezoelektrischen Sensorik zur Detektion des Schließzeitpunktes sind auch piezoresistive Elemente möglich, die dem sog. piezoresistiven Effekt ausnutzen, der darin besteht, dass viele Materialien ihren spezifischen elektrischen Widerstand unter der Einwirkung von Druckkräften ändern.A described sensor system for detecting the closing time of a nozzle needle supplies as a measuring signal a voltage or voltage change in the range of about 1 V. Instead of the piezoelectric sensors shown in the preceding figures for detecting the closing time and piezoresistive elements are possible, which exploit the so-called piezoresistive effect which is that many materials have their specific electrical Change resistance under the effect of compressive forces.

Die in 2a gezeigten Kurven 200, 205 weisen einen relativ geringen zeitlichen Abstand der Bestromung zwischen einer ersten Einspritzung 210 und einer zeitlich nachfolgenden zweiten Einspritzung 215 auf. Die in 2b gezeigte, bei der genannten Bestromung durchgeführte Einspritzratenmessung ergibt zwei zeitlich nicht ausreichend getrennte Einspritzungen 220. Die nicht ausreichende zeitliche Trennung wird insbesondere dadurch hervorgerufen, dass die Einspritzrate im Fall der Bestromung gemäß Kurve 200 zwischen den beiden Einspritzungen 220 nicht auf den Ausgangswert von etwa 0 mV abfällt, sondern nur auf einen deutlich höheren Wert von etwa 70 mV.In the 2a shown curves 200 . 205 have a relatively short time interval between the supply of current between a first injection 210 and a temporally subsequent second injection 215 on. In the 2 B Injection rate measurement shown in the aforementioned energization results in two injections that are not sufficiently separated over time 220 , The insufficient time separation is in particular caused by the fact that the injection rate in the case of energization according to curve 200 between the two injections 220 does not drop to the initial value of about 0 mV, but only to a much higher value of about 70 mV.

Wie aus der Einspritzratenmessung gemäß 2b ebenfalls ersichtlich, ergeben sich bei einem größeren Abstand der Bestromung zwischen der ersten Einspritzung 210 und der zweiten Einspritzung 215 gemäß Kurve 205 zwei deutlich separierte Einspritzungen 225.As from the injection rate measurement according to 2 B also visible, resulting in a larger distance of the current between the first injection 210 and the second injection 215 according to curve 205 two distinctly separated injections 225 ,

Erfindungsgemäß bewirkt die fehlende bzw. nicht ausreichende zeitliche Trennung der beiden Einspritzungen 220 auch eine zeitliche Verschiebung bzw. Verzögerung des Düsennadelschließvorganges. Die in 2c gezeigten, sich bei der Bestromung gemäß Kurven 200, 205 ergebenden Messkurven der Injektordüsennadelbewegung 230, 235 illustrieren diesen Zusammenhang, denn die aus der früheren Bestromung 210 resultierende Messkurve 230 ist gegenüber der aus der späteren Bestromung 205 resultierenden Messkurve 235 zeitlich deutlich nach spät verschoben, und zwar in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel um etwa 0,05 ms nach spät verschoben.According to the invention causes the missing or insufficient temporal separation of the two injections 220 also a time delay or delay of the nozzle needle closing process. In the 2c shown when energizing according to curves 200 . 205 resulting curves of injector needle movement 230 . 235 illustrate this connection, because those from the previous energization 210 resulting trace 230 is opposite to that from the later energization 205 resulting trace 235 significantly delayed in time, namely in the present embodiment by about 0.05 ms delayed.

Es ist anzumerken, dass die jeweilige Skalierung der X- und Y-Achse der in den 2a bis 2c gezeigten Messkurven nur die Ergebnisse von an einem Mess- bzw. Versuchsstand gewonnenen Versuchsbeispielen darstellen und daher die gezeigten konkreten Messwerte für die Erfindung in keiner Weise einschränkend zu verstehen sind.It should be noted that the respective scaling of the X and Y axis of the in the 2a to 2c shown measuring curves represent only the results of obtained at a test stand or experimental example and therefore the concrete measured values shown for the invention are in no way limiting to understand.

Gemäß dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zunächst ein Nadelschließvorgang bzw. ein entsprechender, genannter elektrischer Spannungswert, d.h. Zeitpunkt und/oder Höhe des Spannungswertes, erfasst 300. Auf der Grundlage des erfassten Spannungswertes wird geprüft 305, ob der dabei ebenfalls erfasste Zeitpunkt des Nadelschließens, größer als ein empirisch vorgegebener Schwellenwert, nach zeitlich spät verschoben ist. Ist diese Bedingung nicht erfüllt, wird erneut ein Nadelschließvorgang erfasst, da bei Nichterfülltsein dieser Bedingung 305 erfindungsgemäß angenommen wird, dass kein vorbeschriebenes Durchfördern von Kraftstoff mit den genannten nachteiligen Folgen für den Verbrennungsvorgang erfolgt ist.According to the in 3 illustrated embodiment of the method according to the invention is first a needle closing operation or a corresponding, called electrical voltage value, ie time and / or height of the voltage detected 300 , On the basis of the detected voltage value is checked 305 whether the time of the closure of the needle, which is also recorded here, is greater than an empirically predetermined threshold value, after which it is delayed in terms of time. If this condition is not met, a needle closing operation is detected again, because if this condition is not met 305 According to the invention, it is assumed that no above-described conveying of fuel with the mentioned disadvantageous consequences for the combustion process has taken place.

Ergibt die Prüfung 305 allerdings, dass die genannte Bedingung erfüllt ist, wird das Vorliegen eines Durchförderns von Kraftstoff zwischen den jeweiligen beiden Einspritzungen angenommen bzw. erkannt 310 und im nachfolgenden Schritt 315 eine Anpassung, insbesondere Erhöhung des zeitlichen Abstandes zwischen den Bestromungskurven der beiden Einspritzungen durchgeführt, wodurch dem genannten Durchfördern von Kraftstoff entgegengewirkt wird bzw. dieses unterdrückt bzw. beendet wird.Gives the exam 305 however, that said condition is met, the presence of fuel delivery between the respective two injections is accepted 310 and in the subsequent step 315 an adjustment, in particular increase in the time interval between the Bestromungskurven the two injections carried out, whereby the said conveying of fuel is counteracted or this is suppressed or terminated.

Es ist anzumerken, dass die in 3 gezeigte Routine bevorzugt erst bei Erkennen bzw. Vorliegen zweier zeitlich aufeinanderfolgender Einspritzungen gestartet wird.It should be noted that in 3 shown routine is preferably started only upon detection or presence of two temporally successive injections.

Das beschriebene Verfahren kann in Form eines Steuerprogramms für ein elektronisches Steuergerät zur Steuerung einer Brennkraftmaschine oder in Form einer oder mehrerer entsprechender elektronischer Steuereinheiten (ECUs) realisiert werden.The method described can be implemented in the form of a control program for an electronic control unit for controlling an internal combustion engine or in the form of one or more corresponding electronic control units (ECUs).

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 1961952 Al [0018]
WO 2011085867 A1 [0020, 0021]

Claims

Method for controlling multiple injections in an injection system, in particular in a common rail injection system for injecting fuel in an internal combustion engine, wherein the injection of at least two temporally successive partial injections by means of at least one, a nozzle needle having injector, characterized in that the closing time of at least one nozzle needle is detected ( 300 ) and that, as a function of the detected closing time of the at least one nozzle needle, the presence of an operating state, in which a conveying of fuel takes place between the at least two partial injections, is detected ( 310 ).

A method according to claim 1, characterized in that the detection of the closing time of the at least one nozzle needle by means of a Nadelschließsensorik.

A method according to claim 1 or 2, characterized in that the detected closing time is compared with a first threshold value ( 305 ) and is closed only when the first threshold value is exceeded on the presence of a Durchförderzustandes between the at least two partial injections ( 310 ).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that when the Durchförderzustand detected between the at least two partial injections of the time interval of the control of the at least two partial injections is changed, in particular increased ( 315 ), and / or the activation duration of the at least two partial injections is changed, in particular reduced.

A method according to claim 4, characterized in that the time interval of the activation of the at least two partial injections is increased by a pre-empirically determined first correction value and / or that the activation duration of the at least two partial injections is reduced by a pre-empirically determined second correction value.

A method according to claim 5, characterized in that a correction value table is provided, are stored in the injector-specific correction values, wherein a said correction value is retrieved from the correction value table.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the said steps are carried out according to one or more of the preceding claims only upon detection of two temporally successive partial injections.

A method according to claim 7, characterized in that the time interval between the two partial injections is compared with a second threshold value and said steps are performed only when falling below the second threshold value. Computer program that is set up to perform each step of a process.

Machine-readable data carrier on which a computer program according to claim 9 is stored.

Electronic control unit, which is set up to control multiple injections in an injection system by means of a method according to one of claims 1 to 8.