DE102015203399A1

DE102015203399A1 - Method and device for operating an injector for an internal combustion engine

Info

Publication number: DE102015203399A1
Application number: DE102015203399.6A
Authority: DE
Inventors: Frank Hacker
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2015-02-25
Filing date: 2015-02-25
Publication date: 2016-08-25
Also published as: WO2016134944A1

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Betreiben eines Injektors (1) für einen Verbrennungsmotor angegeben. Es wird ein Anforderungskennwert (A) bereitgestellt, der repräsentativ ist für eine einzuspritzende Kraftstoffmenge durch den Injektor (1). Abhängig von dem Anforderungskennwert (A) wird ein Steuersignal (S) zur Steuerung der Einspritzmenge des Injektors (1) ermittelt und erzeugt. Ein Messsignal (M) wird bereitgestellt, das repräsentativ ist für einen Strom- und/oder Spannungsverlauf zur Steuerung einer Einspritzmenge des Injektors (1) und abhängig von dem Anforderungskennwert (A) und dem Messsignal (M) wird ein Fehlerkennwert (F) ermittelt, der repräsentativ ist für einen Fehler bei Ermittlung und/oder Erzeugung des Steuersignals (S).A method for operating an injector (1) for an internal combustion engine is specified. A demand characteristic value (A) is provided which is representative of an amount of fuel to be injected by the injector (1). Depending on the requirement characteristic value (A), a control signal (S) for controlling the injection quantity of the injector (1) is determined and generated. A measurement signal (M) is provided which is representative of a current and / or voltage curve for controlling an injection quantity of the injector (1) and an error characteristic value (F) is determined depending on the requirement characteristic value (A) and the measurement signal (M). which is representative of an error in detection and / or generation of the control signal (S).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Injektors für einen Verbrennungsmotor, sowie eine korrespondiere Vorrichtung. The invention relates to a method for operating an injector for an internal combustion engine, as well as a corresponding device.

Injektoren finden in vielen Gebieten Einsatz, insbesondere bei Verbrennungsmotoren, wo eine einzuspritzende Kraftstoffmenge in einen Brennraum durch die Injektoren dosiert wird. Um einen Kraftstoffverbrauch sowie einen Ausstoß an CO2 zu reduzieren, wird der Kraftstoff oftmals mit hohem Druck beaufschlagt. Injectors are used in many fields, especially in internal combustion engines, where an amount of fuel to be injected is metered into a combustion chamber through the injectors. To reduce fuel consumption and CO2 emissions, the fuel is often subjected to high pressure.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Betreiben eines Injektors für einen Verbrennungsmotor bereitzustellen, das beziehungsweise die zu einem zuverlässigen und präzisen Betrieb des Injektors beiträgt. The object of the invention is to provide a method and an apparatus for operating an injector for an internal combustion engine, which contributes to a reliable and precise operation of the injector.

Die Aufgabe wird gelöst durch die unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. The object is solved by the independent claims. Advantageous embodiments are characterized in the subclaims.

Die Erfindung zeichnet sich aus durch ein Verfahren und eine korrespondierende Vorrichtung zum Betreiben eines Injektors für einen Verbrennungsmotor. Es wird ein Anforderungskennwert bereitgestellt, der repräsentativ ist für eine einzuspritzende Kraftstoffmenge durch den Injektor. Abhängig von dem Anforderungskennwert wird ein Steuersignal zur Steuerung einer Einspritzmenge des Injektors ermittelt und erzeugt. Ferner wird ein Messsignal bereitgestellt, das repräsentativ ist für einen Strom- und/oder Spannungsverlauf zur Steuerung der Einspritzmenge des Injektors. Abhängig von dem Anforderungskennwert und dem Messsignal wird ein Fehlerkennwert ermittelt. Der Fehlerkennwert ist repräsentativ für einen Fehler bei Ermittlung und/oder Erzeugung des Steuersignals. The invention is characterized by a method and a corresponding device for operating an injector for an internal combustion engine. A demand characteristic is provided which is representative of an amount of fuel to be injected by the injector. Depending on the requirement characteristic value, a control signal for controlling an injection quantity of the injector is determined and generated. Furthermore, a measurement signal is provided which is representative of a current and / or voltage profile for controlling the injection quantity of the injector. Depending on the requirement characteristic value and the measuring signal, an error characteristic value is determined. The error characteristic is representative of an error in detection and / or generation of the control signal.

Auf diese Weise ist eine besonders einfache und direkte Plausibilisierung einer hardwaretechnischen Umsetzung einer softwaretechnischen Anforderung an den Injektor möglich. Im Falle einer fehlerhaften Software und/oder Hardware können beispielsweise weitere Maßnahmen ergriffen werden, wie beispielhaft eine Informationsausgabe und/oder eine Unterbrechung eines Einspritzvorgangs durch den Injektor. In this way, a particularly simple and direct plausibility of a hardware implementation of a software technical requirement for the injector is possible. In the case of faulty software and / or hardware, for example, further measures can be taken, such as, for example, an information output and / or an interruption of an injection process by the injector.

Insbesondere dient der Fehlerkennwert der Plausibilisierung der hardwaretechnischen Umsetzung der softwaretechnischen Anforderung an den Injektor. Der Fehlerkennwert wird unabhängig von einem hydraulischen Verhalten des Injektors ermittelt. In anderen Worten ist insbesondere eine Ermittlung eines Zustands des Injektors abhängig von dem Messsignal lediglich optional. Der Zustand des Injektors bezeichnet in diesem Zusammenhang beispielsweise einen Öffnungszustand des Injektors, bei der eine Einspritzung von Kraftstoff durch den Injektor in beispielsweise einen Brennraum des Verbrennungsmotors erfolgt oder ein Kraftstofffluss beispielsweise in den Brennraum im Wesentlichen verhindert wird. In particular, the error characteristic value of the plausibility check serves for the hardware implementation of the software-technical requirement for the injector. The fault characteristic value is determined independently of a hydraulic behavior of the injector. In other words, in particular a determination of a state of the injector depending on the measurement signal is merely optional. In this context, the state of the injector designates, for example, an opening state of the injector in which an injection of fuel takes place through the injector into, for example, a combustion chamber of the internal combustion engine or a fuel flow, for example, into the combustion chamber is substantially prevented.

Insbesondere kann das Verfahren im Rahmen einer Hardwarediagnose sowie im Rahmen einer Mehrfacheinspritzung durch den Injektor eingesetzt werden, bei der beispielsweise Kleinstmengen an Kraftstoff durch den Injektor eingespritzt werden, beispielhaft zwischen 2 mg und 3 mg. Bei besagten Kleinstmengen kann der Zustand des Injektors abhängig von dem Messsignal beispielsweise nicht immer ermittelt werden. Dies kann zum Beispiel auf eine geringe Amplitude des Messsignals zurückzuführen sein, oder auf eine fehlerhafte Ansteuerung des Injektors. Beispielsweise kann in diesem Zusammenhang eine Signatur des Messsignals bei angeforderten Kleinstmengen nicht sehr stark ausgeprägt beziehungsweise nicht vorhanden sein, beispielhaft im ballistischen Bereich des Injektors, oder aufgrund einer Bauform des Injektors, so dass auf nicht immer auf ein hydraulisches Aktivieren des Injektors geschlossen werden kann. In particular, the method can be used as part of a hardware diagnosis and as part of a multiple injection by the injector, in which, for example, very small amounts of fuel are injected through the injector, for example between 2 mg and 3 mg. For example, in the case of said minute quantities, the state of the injector can not always be determined as a function of the measuring signal. This may be due, for example, to a small amplitude of the measuring signal or to a faulty control of the injector. For example, in this context, a signature of the measurement signal at requested minimum quantities not very pronounced or not present, for example in the ballistic region of the injector, or due to a design of the injector, so that it can not always be concluded on a hydraulic activation of the injector.

In vorteilhafter Weise kann durch das Verfahren eine fehlerhafte hardwaretechnische Umsetzung der softwaretechnischen Anforderung an den Injektor detektiert beziehungsweise ausgeschlossen werden. Im Falle, dass ein Fehler ausgeschlossen werden kann, kann auch ein Einspritzvorgang durch den Injektor fortgesetzt werden, so dass insbesondere auf eine Unterbrechung der Mehrfacheinspritzung verzichtet werden kann. Dies trägt dazu bei, dass Abgasgrenzwerte eingehalten werden können. Ein Fehler kann dabei beispielsweise einen Hardwarefehler sowie einen funktionalen Fehler wie eine sporadische Verlängerung der Einspritzzeit umfassen. Advantageously, the method detects or precludes a faulty hardware implementation of the software-technical requirement for the injector. In the event that an error can be excluded, an injection process can be continued by the injector, so that in particular can be dispensed with an interruption of the multiple injection. This contributes to the fact that emission limits can be met. An error may include, for example, a hardware error as well as a functional error such as a sporadic extension of the injection time.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird der Fehlerkennwert ermittelt abhängig von dem Messsignal innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters. In an advantageous embodiment, the error characteristic value is determined as a function of the measurement signal within a predetermined time window.

In vorteilhafte Weise wird so eine effiziente Plausibilisierung der hardwaretechnischen Umsetzung der softwaretechnischen Anforderung an den Injektor ermöglicht. Ein Verlauf des Messsignals ist somit lediglich innerhalb des vorgegebenen Zeitfensters maßgeblich bei der Ermittlung des Fehlerkennwerts. Eine Durchführung der Ermittlung des Fehlerkennwerts kann unabhängig davon auch außerhalb des Zeitfensters erfolgen. Beispielsweise kann ein restlicher Verlauf des Messsignals außerhalb des vorgegebenen Zeitfensters verworfen werden, so dass eine Hardwareanforderung zur Durchführung des Verfahrens gering gehalten werden kann. Beispielsweise beträgt das vorgegebene Zeitfenster zwischen 0,1 s und 0,5 s, insbesondere 0,3 s. In an advantageous manner, an efficient plausibility check of the hardware-technical implementation of the software-technical requirement for the injector is made possible. A course of the measurement signal is therefore only relevant within the predetermined time window in the determination of the error characteristic value. A determination of the error characteristic value can also be carried out independently of the time window. For example, a remaining course of the measurement signal outside the predetermined time window can be discarded, so that a hardware requirement for carrying out the method can be kept low. For example, the predetermined time window is between 0.1 s and 0.5 s, in particular 0.3 s.

Dadurch, dass das Messsignal im Detail innerhalb des vorgegebenen Zeitfensters betrachtet wird, kann somit direkt auf einen hardwareseitigen Fehler geschlossen werden. As a result of the fact that the measurement signal is considered in detail within the specified time window, it is thus possible to directly deduce a hardware-related error.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird der Fehlerkennwert abhängig von einer zeitlichen Veränderung des Messsignals ermittelt. In a further advantageous embodiment, the fault characteristic value is determined as a function of a change over time of the measurement signal.

In vorteilhafter Weise wird so eine besonders einfache Plausibilisierung ermöglicht. Beispielsweise wird dem Fehlerkennwert ein Wert zugewiesen, der repräsentativ ist für einen Fehler, im Falle, dass eine zeitliche Veränderung einer Amplitude des Messsignals kleiner als ein vorgegebener erster Schwellwert ist. In anderen Worten kann auf eine fehlerhafte hardwaretechnische Umsetzung der softwaretechnischen Anforderung an den Injektor geschlossen werden, wenn das Messsignal im Wesentlichen konstant ist. Der Verlauf des Messsignals entspricht in diesem Fall einem untypischen Verlauf. Anderenfalls, im Falle einer eindeutigen Signatur des Messsignals, kann beispielsweise eine Mehrfacheinspritzüberwachung eindeutig auf den Injektor, also auf das hydraulische Verhalten angewendet werden. Wird ein eindeutiges beispielsweise hydraulisches Öffnungs- beziehungsweise Schließereignis aus der Signatur des Signals erkannt, kann auf eine Einspritzphase beziehungsweise die Einspritzzeit direkt geschlossen werden. Advantageously, a particularly simple plausibility check is thus made possible. For example, the error characteristic value is assigned a value that is representative of an error in the event that a time change of an amplitude of the measurement signal is less than a predetermined first threshold value. In other words, it is possible to conclude that the software requirement for the injector has been implemented incorrectly when the measurement signal is essentially constant. The course of the measurement signal in this case corresponds to an untypical course. Otherwise, in the case of a clear signature of the measurement signal, for example, a multiple injection monitoring can be clearly applied to the injector, so on the hydraulic behavior. If an unambiguous, for example, hydraulic opening or closing event is detected from the signature of the signal, an injection phase or the injection time can be directly concluded.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird der Fehlerkennwert abhängig von einem Referenzsignal ermittelt. In a further advantageous embodiment, the fault characteristic value is determined as a function of a reference signal.

In vorteilhafter Weise wird so eine präzise Plausibilisierung ermöglicht. Beispielsweise wird dem Fehlerkennwert ein Wert zugewiesen, der repräsentativ ist für einen Fehler, im Falle, dass eine Abweichung des Messsignals von dem Referenzsignal einen vorgegebenen zweiten Schwellwert übersteigt. In anderen Worten kann auf eine fehlerhafte hardwaretechnische Umsetzung der softwaretechnischen Anforderung an den Injektor geschlossen werden, wenn das Messsignal sich von dem Referenzsignal maßgeblich unterscheidet. Der Verlauf des Messsignals entspricht in diesem Fall einem untypischen Verlauf. Anderenfalls, im Falle einer eindeutigen Signatur des Messsignals, kann beispielsweise eine Mehrfacheinspritzüberwachung eindeutig auf den Injektor, also auf das hydraulische Verhalten angewendet werden. Advantageously, such a precise plausibility is made possible. For example, the error characteristic value is assigned a value that is representative of an error in the event that a deviation of the measurement signal from the reference signal exceeds a predetermined second threshold value. In other words, it can be concluded that the hardware requirement of the software requirement for the injector is incorrect when the measurement signal differs significantly from the reference signal. The course of the measurement signal in this case corresponds to an untypical course. Otherwise, in the case of a clear signature of the measurement signal, for example, a multiple injection monitoring can be clearly applied to the injector, so on the hydraulic behavior.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird abhängig von dem Messsignal ein Zustand des Injektors ermittelt. Das Steuersignal wird abhängig von dem Zustand des Injektors ermittelt. In a further advantageous embodiment, a state of the injector is determined depending on the measurement signal. The control signal is determined depending on the state of the injector.

In vorteilhafter Weise wird so eine besonders präzise Einspritzung durch den Injektor ermöglicht, so dass zu einer Kraftstoffeinsparung beigetragen werden kann. Der Zustand des Injektors kann ein geöffneter Zustand sein, bei dem eine Einspritzung von Kraftstoff durch den Injektor in beispielsweise einen Brennraum des Verbrennungsmotors erfolgt, oder ein geschlossener Zustand sein, bei dem ein Kraftstofffluss durch den Injektor, beispielsweise in dem Brennraum, im Wesentlichen verhindert wird. Insbesondere wird der geschlossene Zustand des Injektors abhängig von einer Krümmungsänderung des Messsignals ermittelt. Die Krümmungsänderung des Messsignals kann in diesem Zusammenhang auch als Signatur des Messsignals bezeichnet werden. Advantageously, a particularly precise injection through the injector is made possible so that fuel can be saved. The state of the injector may be an open state in which injection of fuel through the injector into, for example, a combustion chamber of the internal combustion engine, or a closed state in which a fuel flow through the injector, for example in the combustion chamber, is substantially prevented , In particular, the closed state of the injector is determined as a function of a change in the curvature of the measurement signal. The change in the curvature of the measuring signal can also be referred to in this context as a signature of the measuring signal.

Abhängig von dem Zustand des Injektors kann auf eine Einspritzdauer des Injektors geschlossen werden. In diesem Zusammenhang kann beispielsweise eine injektorindividuelle Korrektur bei der Ansteuerung des Injektors vorgenommen werden, so dass zu einer präzisen Einspritzdauer des Injektors beigetragen wird. Das Steuersignal wird dabei insbesondere so ermittelt, dass die injektorindividuelle Korrektur umgesetzt werden kann. Depending on the state of the injector, an injection duration of the injector can be concluded. In this context, for example, an injector-individual correction in the control of the injector can be made, so that a precise injection duration of the injector is contributed. The control signal is determined in particular so that the injector-individual correction can be implemented.

Ausführungsbeispiele sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Embodiments are explained in more detail below with reference to the schematic drawings.

Es zeigen: Show it:

1 ein System zum Betreiben eines Injektors, 1 a system for operating an injector,

2 ein Ablaufdiagramm zum Betreiben des Injektors, und 2 a flowchart for operating the injector, and

3a ein erstes Ausführungsbeispiel eines Signals zur Steuerung einer Einspritzmenge des Injektor, 3a a first embodiment of a signal for controlling an injection quantity of the injector,

3b ein zweites Ausführungsbeispiel eines Signals zur Steuerung der Einspritzmenge des Injektors. 3b A second embodiment of a signal for controlling the injection quantity of the injector.

Ein System 100 zum Betreiben eines Injektors 1 (1) umfasst ein hardwareseitiges Steuermodul 3, 5, sowie ein softwareseitiges Steuermodul 7, 9, 11. A system 100 for operating an injector 1 ( 1 ) includes a hardware control module 3 . 5 , as well as a software control module 7 . 9 . 11 ,

Das hardwareseitige Steuermodul 3, 5 umfasst dabei beispielsweise einen Schaltkreis 3 sowie eine integrierte Schaltung 5, die auch als ASIC oder ATIC bezeichnet werden kann. Das softwareseitige Steuermodul 7, 9, 11 umfasst beispielsweise einen Injektor Eingabe/Ausgabe Treiber 7, eine Injektorfunktionseinheit 9 sowie eine Schnittstelle 11 zu einem Aggregat. The hardware control module 3 . 5 includes, for example, a circuit 3 as well as an integrated circuit 5 , which can also be referred to as ASIC or ATIC. The software control module 7 . 9 . 11 includes, for example, an injector input / output driver 7 , an injector functional unit 9 as well as an interface 11 to an aggregate.

Das System 100 ist ausgebildet, eine softwareseitige Anforderung einer einzuspritzenden Kraftstoffmenge durch den Injektor 1 signaltechnisch an den Injektor 1 zu übermitteln, so dass der Injektor 1 für eine bestimmte Einspritzdauer von einem geschlossenen Zustand in einen geöffneten Zustand wechselt. In diesem Zusammenhang kann beispielsweise durch die Injektorfunktionseinheit 9 eine Sollwertanforderung 13 ermittelt werden, die repräsentativ ist für eine einzuspritzende Kraftstoffmenge durch den Injektor 1. Ferner kann durch den Injektor Eingabe/Ausgabe Treiber 7 ein Sollwertbefehl 15 ermittelt werden. The system 100 is formed, a software-side requirement of an amount of fuel to be injected by the injector 1 signally to the injector 1 to submit, so that the injector 1 for a certain injection duration changes from a closed state to an open state. In this context, for example, by the injector function unit 9 a setpoint request 13 which is representative of an amount of fuel to be injected by the injector 1 , Furthermore, through the injector input / output driver 7 a setpoint command 15 be determined.

Eine erste Überprüfung, ob eine softwaretechnische Umsetzung der Sollwertanforderung 13 zu dem Sollwertbefehl 15 korrekt durchgeführt wurde, kann in einem ersten Schritt a erfolgen, welcher hier schematisch mittels eines Kreissegments und Knotenpunkten dargestellt ist und lediglich eine softwaretechnische Verknüpfung symbolisiert. A first check, whether a software implementation of the setpoint request 13 to the setpoint command 15 has been carried out correctly, can be done in a first step a, which is shown here schematically by means of a circle segment and nodes and symbolizes only a software-technical link.

Über den Schaltkreis 3 kann ein Messsignal M (siehe 3b) ermittelt werden, das repräsentativ ist für einen Strom- und/oder Spannungsverlauf zur Steuerung einer Einspritzmenge des Injektors 1. Beispielsweise wird dabei ein Stromkennwert 17 ermittelt, der repräsentativ ist für einen durch den Injektor 1 fließenden Strom, über welchen eine Sollwertausführung 19 ermittelt werden kann. Beispielsweise wird hierzu abhängig von dem Messsignal M auf ein hydraulisches Verhalten des Injektors 1 geschlossen, wie dies im Zusammenhang mit einer Rückmessung 23 sowie anhand der 3a näher erläutert wird. About the circuit 3 can a measurement signal M (see 3b ), which is representative of a current and / or voltage curve for controlling an injection quantity of the injector 1 , For example, it becomes a current characteristic 17 which is representative of one through the injector 1 flowing current, via which a setpoint execution 19 can be determined. For example, this depends on the measurement signal M on a hydraulic behavior of the injector 1 closed like this in connection with a back measurement 23 as well as on the basis of 3a is explained in more detail.

Über einen Vergleich der Sollwertanforderung 17 mit der Sollwertausführung 19 kann mit Hilfe der integrierten Schaltung 5 in einem Schritt b eine zweite Überprüfung erfolgen, ob eine Umsetzung der softwaretechnischen Sollwertanforderung 13 in der hardwaretechnischen Sollwertausführung 19 korrekt durchgeführt wurde. Im Falle, dass keine eindeutige Ermittlung des hydraulischen Verhaltens des Injektors 1 durchgeführt werden kann ist jedoch eine fehlerhafte Ansteuerung des Injektors 1 beziehungsweise eine fehlerhafte Umsetzung der softwaretechnischen Sollwertanforderung 13 nicht auszuschließen. About a comparison of the setpoint request 17 with the setpoint execution 19 can with the help of the integrated circuit 5 in a step b, a second check is carried out, whether an implementation of the software-technical setpoint request 13 in the hardware-technical setpoint execution 19 was done correctly. In case of no clear determination of the hydraulic behavior of the injector 1 can be performed, however, is a faulty control of the injector 1 or a faulty implementation of the software-technical setpoint request 13 not be ruled out.

In vorteilhafter Weise erfolgt in diesem Zusammenhang eine dritte Überprüfung in einem Schritt c, ob eine hardwaretechnische Umsetzung der softwaretechnischen Sollwertanforderung 13 fehlerhaft ist. Hierzu wird das Messsignal M insbesondere ohne direkt auf das hydraulische Verhalten des Injektors 1 zu schließen mit der softwaretechnischen Sollwertanforderung 13 verglichen, wie dies näher anhand der 2 und 3b erläutert wird. Advantageously, in this context, a third check in a step c, whether a hardware implementation of the software-technical setpoint request 13 is faulty. For this purpose, the measurement signal M is in particular without directly on the hydraulic behavior of the injector 1 to close with the software-technical setpoint request 13 compared as this is closer to the 2 and 3b is explained.

Die Schritte a, b, c können insbesondere im Rahmen eines Mehrfacheinspritzungsverfahrens, beispielsweise zu einer Mehrfacheinspritzüberwachung 21 eingesetzt werden. The steps a, b, c can in particular in the context of a multiple injection method, for example, to a multiple injection monitoring 21 be used.

Im Rahmen der Rückmessung 23 des Strom- und/oder Spannungsverlaufs, also einer Erfassung des Messsignals M kann auf das hydraulische Verhalten des Injektors 1 geschlossen werden, wenn ein eindeutiges (hydraulisches) Öffnungs- beziehungsweise Schließereignis aus einer Signatur des Messsignals erkannt wird. Insbesondere kann in diesem Zusammenhang auf eine Einspritzphase beziehungsweise die Einspritzdauer geschlossen werden. Hierzu wird beispielsweise zunächst eine Signalaufbereitung 25 durchgeführt, wie beispielhaft eine Tiefpassfilterung und/oder Überabtastung. Anschließend wird das hydraulische Verhalten des Injektors 1 im Rahmen einer Sitzdetektion 27 ermittelt, die repräsentativ ist für den Zustand des Injektors 1. Die Rückmessung 23 des Strom- und/oder Spannungsverlaufs mit einer anschließenden Kraftstoffmengenadaption kann auch als sogenannte „Controlled Solenoid Injection“ (COSI), „Controlled Valve Observation“ (CVO), oder „Injector Closed Loop Control“ (ICLC) bezeichnet werden. As part of the back measurement 23 the current and / or voltage curve, so a detection of the measurement signal M can on the hydraulic behavior of the injector 1 be closed when a clear (hydraulic) opening or closing event is detected from a signature of the measurement signal. In particular, in this context, an injection phase or the injection duration can be concluded. For this purpose, for example, first a signal processing 25 performed as exemplified by a low-pass filtering and / or oversampling. Subsequently, the hydraulic behavior of the injector 1 in the context of a seat detection 27 which is representative of the state of the injector 1 , The back measurement 23 of the current and / or voltage curve with a subsequent fuel quantity adaptation can also be referred to as Controlled Solenoid Injection (COSI), Controlled Valve Observation (CVO), or Injector Closed Loop Control (ICLC).

Das softwareseitige Steuermodul 7, 9, 11 ist beispielsweise implementiert auf einem Mikrocontroller 29. Das hardwareseitige Steuermodul 3, 5 sowie der Mikrocontroller 29 bilden beispielsweise eine Steuereinheit 31. Im Rahmen der Rückmessung 23 ist bzw. sind der Steuereinheit 31 beispielsweise ein oder mehrere Analog-Digital-Wandler (ADC) und/oder schnelle Analog-digital-Wandler (FADC) und/oder Deltasigma-Wandler zugeordnet. Die Steuereinheit 31 umfasst ferner insbesondere einen Daten- und Programmspeicher, in dem ein Programm zum Betreiben des Injektors 1 gespeichert ist, welches im Folgenden anhand des Ablaufdiagramms der 2 erläutert wird. The software control module 7 . 9 . 11 is for example implemented on a microcontroller 29 , The hardware control module 3 . 5 as well as the microcontroller 29 form, for example, a control unit 31 , As part of the back measurement 23 is or are the control unit 31 For example, one or more analog-to-digital converters (ADC) and / or fast analog-to-digital converters (FADC) and / or delta-sigma converters are assigned. The control unit 31 more particularly comprises a data and program memory in which a program for operating the injector 1 which is described below with reference to the flowchart of 2 is explained.

Das Programm wird in einem Schritt S1 gestartet, in dem beispielsweise Variablen initialisiert werden. The program is started in a step S1 in which, for example, variables are initialized.

In einem Schritt S3 wird ein Steuersignal S abhängig von einem Anforderungskennwert A ermittelt. Der Anforderungskennwert A ist insbesondere repräsentativ für die einzuspritzende Kraftstoffmenge durch den Injektor 1. Der Anforderungskennwert A kann beispielsweise der softwareseitigen Sollwertanforderung 13 entsprechen (vergleiche 1). Das Steuersignal S umfasst dabei beispielsweise eine Signalverarbeitungskette von der Sollwertanforderung 13 hin zu dem Strom- und/oder Spannungsverlauf zur Steuerung des der Einspritzmenge des Injektors 1. Über das Steuersignal S wird insbesondere eine Einspritzdauer des Injektors 1 gesteuert. In a step S3, a control signal S is determined as a function of a request characteristic value A. The requirement characteristic A is in particular representative of the fuel quantity to be injected by the injector 1 , The request characteristic A can be, for example, the software-side setpoint request 13 correspond (compare 1 ). The control signal S includes, for example, a signal processing chain from the setpoint request 13 to the current and / or voltage curve for controlling the injection quantity of the injector 1 , About the control signal S is in particular an injection duration of the injector 1 controlled.

Das Steuersignal S kann ferner beispielsweise abhängig von dem hydraulischen Verhalten des Injektors 1, insbesondere von dem Zustand des Injektors 1 ermittelt werden. Hierzu wird zunächst ein Öffnungs- und/oder Verschlusszeitpunkt des Injektors 1 ermittelt, wie dies anhand der 3a näher beschrieben ist. The control signal S can also be dependent, for example, on the hydraulic behavior of the injector 1 , in particular the condition of the injector 1 be determined. For this purpose, first an opening and / or closing time of the injector 1 Determines how this is based on the 3a is described in more detail.

Das Steuersignal S kann des Weiteren beispielsweise abhängig von einer aktuellen Druckinformation ermittelt werden. Das Programm wird anschließend in einem Schritt S5 fortgesetzt. The control signal S can be further determined, for example, depending on a current pressure information. The program is then continued in a step S5.

In dem Schritt S5 wird ein Fehlerkennwert F abhängig von dem Anforderungskennwert A und dem Messsignal M ermittelt. Der Fehlerkennwert F ist dabei insbesondere repräsentativ für eine fehlerhafte hardwaretechnische Umsetzung der softwaretechnischen Sollwertanforderung 17. In anderen Worte wird dem Fehlerkennwert F ein Wert zugewiesen, der repräsentativ ist für einen Fehler bei der Ermittlung und/oder einer Erzeugung des Steuersignals S, also entlang besagter Signalverarbeitungskette. Insbesondere ist der Fehlerkennwert F repräsentativ für einen Fehler durch das hardwareseitige Steuermodul 3, 5, insbesondere durch die integrierte Schaltung 5, beispielsweise da aufgrund der ersten Überprüfung im Schritt a (siehe 1) die softwareseitige Umsetzung überprüft und ein softwareseitiger Fehler somit ausgeschlossen werden kann. Wenn die integrierte Schaltung 5 fehlerhaft ist und das Steuersignal S falsch ausgeführt wird kann aufgrund des untypischen Verlaufs des Messsignals M innerhalb des vorgegebenen Zeitfensters T auf einen Fehler in der Ansteuerung geschlossen werden. In step S5, an error characteristic value F is determined as a function of the request characteristic value A and the measurement signal M. The error characteristic value F is in particular representative of a faulty hardware implementation of the software-technical setpoint request 17 , In other words, the error characteristic value F is assigned a value which is representative of an error in the determination and / or generation of the control signal S, ie along said signal processing chain. In particular, the error characteristic value F is representative of an error by the hardware-side control module 3 . 5 in particular by the integrated circuit 5 For example, because of the first check in step a (see 1 ) the software implementation is checked and a software error can thus be excluded. If the integrated circuit 5 is erroneous and the control signal S is executed incorrectly can be concluded due to the untypical course of the measurement signal M within the predetermined time window T to an error in the control.

Die Ermittlung des Fehlerkennwerts F erfolgt bevorzugt auf Basis des bzw. der durch das Messsignal M repräsentierten Strom- und/oder Spannungsverlaufs bzw. -verläufe während eines vorgegebenen Zeitfensters T. In anderen Worten trägt lediglich ein Verlauf des Messsignals M innerhalb des vorgegebenen Zeitfensters T zu einem Ergebnis der Ermittlung des Fehlerkennwerts F bei. Das vorgegebene Zeitfenster T kann dabei beispielsweise zwischen 0,1s und 0,5s betragen, insbesondere 0,3s. Dem Fehlerkennwert F wird insbesondere dann ein Wert zugewiesen, der repräsentativ ist für einen Fehler, wenn das Messsignal M einen untypischen Verlauf aufweist. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn eine Änderung des Messsignals M einen vorgegebenen ersten Schwellwert nicht übersteigt. Beispielhaft ist das Messsignal M in dem vorgegebenen Zeitfenster T also im Wesentlichen konstant. Alternativ oder zusätzlich kann das Messsignal M einen untypischen Verlauf aufweisen, wenn eine Abweichung von einem vorgegebenen Referenzsignal R (vergleiche 3a) größer einem zweiten vorgegebenen Schwellwert ist. Beispielhaft ist das Messsignal also in dem vorgegebenen Zeitfenster T maßgeblich unterschiedlich zu dem Referenzsignal R. The determination of the error characteristic value F preferably takes place on the basis of the current and / or voltage profile or profiles represented by the measurement signal M during a predetermined time window T. In other words, only one profile of the measurement signal M within the predetermined time window T increases a result of the determination of the error characteristic F at. The predetermined time window T can be, for example, between 0.1 s and 0.5 s, in particular 0.3 s. The error characteristic value F is in particular assigned a value that is representative of an error if the measurement signal M has an atypical course. This may be the case, for example, if a change in the measurement signal M does not exceed a predetermined first threshold value. By way of example, the measurement signal M is thus essentially constant in the predefined time window T. Alternatively or additionally, the measurement signal M may have an atypical course if a deviation from a predetermined reference signal R (cf. 3a ) is greater than a second predetermined threshold. By way of example, the measurement signal is therefore significantly different in the predefined time window T from the reference signal R.

3a zeigt in einem ersten Ausführungsbeispiel einen typischen Verlauf von Strom I und Spannung U über die Zeit t zur Steuerung der Einspritzmenge des Injektors 1. Beispielsweise handelt es sich hierbei um eine Einfacheinspritzung. Ferner ist ein Hubweg s einer Nadel des Injektors 1 in einem Hubverlauf R_s dargestellt. Der dargestellte Verlauf kann beispielsweise als Referenzsignal R dienen. 3a shows in a first embodiment, a typical course of current I and voltage U over the time t for controlling the injection quantity of the injector 1 , For example, this is a single injection. Further, a stroke s of a needle of the injector 1 shown in a stroke R_s. The course shown can serve as a reference signal R, for example.

Der Injektor 1 ist zunächst in einem geschlossenen Zustand, bei dem der Hubweg s der Nadel beispielsweise 0 beträgt. Eine Spannung R_U des Referenzsignals R wird auf einen ersten Wert U1 eingestellt, sodass ein Strom R_I des Referenzsignals R steigt. Dabei hebt sich die Nadel des Injektors 1, so dass der Injektor 1 einen geöffneten Zustand einnimmt. The injector 1 is initially in a closed state in which the stroke s of the needle is for example 0. A voltage R_U of the reference signal R is set to a first value U1, so that a current R_I of the reference signal R increases. At the same time the needle of the injector rises 1 so that the injector 1 an open state occupies.

Anschließend wird die Spannung R_U des Referenzsignals R auf einen zweiten Wert U2 eingestellt. Der Strom R_I des Referenzsignals R sinkt ab und die Nadel des Injektors 1 fährt ihren maximalen Hubweg smax an. Subsequently, the voltage R_U of the reference signal R is set to a second value U2. The current R_I of the reference signal R decreases and the needle of the injector 1 drives its maximum stroke smax.

Nach einer vorgegebenen Einspritzzeit Ti wird die Spannung R_U des Referenzsignals R auf einen dritten Wert U3 eingestellt, bei dem der Strom R_I des Referenzsignals R weiter abfällt und die Nadel des Injektors 1 auf einen Ausgangswert des Hubwegs s absinkt, so dass der Injektor 1 wieder den geschlossenen Zustand einnimmt. Die Einspritzdauer des Injektors 1 sowie die Einspritzmenge des Injektors 1 hängt dabei insbesondere von der Einspritzzeit Ti ab. Beispielsweise beträgt diese zwischen 400µs und 500µs, insbesondere 450µs. After a predetermined injection time Ti, the voltage R_U of the reference signal R is set to a third value U3 at which the current R_I of the reference signal R further drops and the needle of the injector 1 to an output value of the stroke s decreases, so that the injector 1 again assumes the closed state. The injection duration of the injector 1 as well as the injection quantity of the injector 1 depends in particular on the injection time Ti. For example, this is between 400μs and 500μs, especially 450μs.

Eine Krümmungsänderung der Spannung R_U des Referenzsignals R ist dabei insbesondere repräsentativ für einen Übergang des Injektors 1 von dem geöffneten Zustand in den geschlossenen Zustand und kann als Signatur bezeichnet werden. A change in the curvature of the voltage R_U of the reference signal R is particularly representative of a transition of the injector 1 from the open state to the closed state, and may be referred to as a signature.

3b zeigt in einem zweiten Ausführungsbeispiel zwei typische Verläufe von Strom I und Spannung U über die Zeit t zur Steuerung der Einspritzmenge des Injektors 1. Eine Einspritzzeitanforderung Tr korrespondiert beispielsweise zu der Sollwertanforderung 13 (siehe 1). 3b shows in a second embodiment, two typical waveforms of current I and voltage U over time t to control the injection quantity of the injector 1 , An injection time request Tr corresponds, for example, to the setpoint request 13 (please refer 1 ).

Die dargestellten Verläufe können beispielsweise im Rahmen der Rückmessung 23 (siehe 1) als Messsignal M ermittelt werden. The curves shown can, for example, in the context of rear measurement 23 (please refer 1 ) are determined as measurement signal M.

Der erste Stromverlauf M_I1 des Messsignals M sowie der erste Spannungsverlauf M_U1 des Messsignals M korrespondiert beispielsweise zu dem Referenzsignal R (vergleiche 3a). Ein ermittelter Fehlerkennwert F durch einen Vergleich der Verläufe M_I1, R_I in einem ersten vorgegebenen Zeitfenster T1, sowie durch einen Vergleich der Verläufe M_U1, R_U in einem zweiten vorgegebenen Zeitfenster T2 ist daher repräsentativ für einen fehlerfreien Einspritzvorgang. The first current profile M_I1 of the measurement signal M and the first voltage variation M_U1 of the measurement signal M correspond, for example, to the reference signal R (compare FIG 3a ). A determined fault characteristic value F by a comparison of the curves M_I1, R_I in a first predetermined time window T1, and by a comparison of the curves M_U1, R_U in a second predetermined time window T2 is therefore representative of a fault-free injection process.

Zur Ermittlung des Verschlusszeitpunkts des Injektors 1 kann in diesem Fall folglich der erste Spannungsverlauf M_U1 des Messsignals M herangezogen werden. Zur Ermittlung des Öffnungszeitpunkts des Injektors kann ferner der erste Stromverlauf M_I1 des Messsignals M verwendet werden. To determine the shutter speed of the injector 1 In this case, therefore, the first voltage curve M_U1 of the measurement signal M can be used. In order to determine the opening time of the injector, the first current profile M_I1 of the measurement signal M can furthermore be used.

Der zweite Stromverlauf M_I2 des Messsignals M sowie der zweite Spannungsverlauf M_U2 des Messsignals M weichen von den Verläufen R_I, R_U des Referenzsignals R ab (vergleiche 3a). Ein ermittelter Fehlerkennwert F durch einen Vergleich der Verläufe M_I2, R_I in einem ersten vorgegebenen Zeitfenster T1, sowie durch einen Vergleich der Verläufe M_U2, R_U in einem zweiten vorgegebenen Zeitfenster T2 ist daher repräsentativ für einen fehlerhaften Einspritzvorgang. The second current waveform M_I2 of the measuring signal M and the second voltage waveform M_U2 of the measuring signal M deviate from the courses R_I, R_U of the reference signal R (cf. 3a ). A determined fault characteristic value F by a comparison of the profiles M_I2, R_I in a first predetermined time window T1, and by a comparison of the curves M_U2, R_U in a second predetermined time window T2 is therefore representative of a faulty injection process.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

100 100: System system
1 1: Injektor injector
3 3: Schaltkreis circuit
5 5: integrierte Schaltung integrated circuit
7 7: Injektor Eingabe/Ausgabe Treiber Injector input / output driver
9 9: Injektorfunktionseinheit Injektorfunktionseinheit
11 11: Schnittstelle interface
13 13: Sollwertanforderung Setpoint requirement
15 15: Sollwertbefehl Setpoint command
17 17: Stromkennwert Flow characteristic
19 19: Sollwertausführung Setpoint execution
21 21: Mehrfacheinspritzüberwachung Multi-injection monitoring
23 23: Rückmessung back measurement
25 25: Signalaufbereitung signal conditioning
27 27: Sitzdetektion seat detection
29 29: Mikrocontroller microcontroller
31 31: Steuereinheit control unit
a, b, c a, b, c: Überprüfungsschritte Checks in
S1, S3, S5 S1, S3, S5: Programmschritte program steps
S S: Steuersignal control signal
A A: Anforderungskennwert Request parameter
F F: Fehlerkennwert Error parameter
R R: Referenzsignal reference signal
R_I R_I: Referenzstromverlauf Reference current profile
R_U R_U: Referenzspannungsverlauf Reference voltage curve
R_s r_s: Referenznadelhub Referenznadelhub
M M: Messsignal measuring signal
M_I1, M_I2 M_I1, M_I2: Messstromverlauf Measuring current flow
M_U1, M_U2 M_U1, M_U2: Messspannungsverlauf Measuring voltage curve
I I: Strom electricity
U, U1, U2, U3U, U1, U2, U3: Spannung tension
s, smax s, smax: Hubweg stroke
t t: Zeit Time
T, T1, T2 T, T1, T2: Zeitfenster Time window
Ti, Tr Ti, Tr: Einspritzzeit Injection time

Claims

Method for operating an injector ( 1 ) for an internal combustion engine, in which - a request characteristic value (A) is provided, which is representative of an amount of fuel to be injected by the injector ( 1 ), - a control signal (S) is determined and generated depending on the requirement characteristic value (A) for controlling the injection quantity of the injector ( 1 ), - a measurement signal (M) is provided which is representative of a current and / or voltage curve for controlling an injection quantity of the injector ( 1 ), and - depending on the request characteristic value (A) and the measurement signal (M) an error characteristic value (F) is determined, which is representative of an error in detection and / or generation of the control signal (S).

The method of claim 1, wherein the error characteristic value (F) is determined depending on the measurement signal (M) within a predetermined time window (T).

Method according to one of the preceding claims 1 or 2, in which the fault characteristic value (F) is determined as a function of a change over time of the measuring signal (M).

Method according to one of the preceding Claims 1 to 3, in which the fault characteristic value (F) is determined as a function of a reference signal (R).

Method according to one of the preceding claims 1 to 4, in which - depending on the measuring signal (M) a state of the injector ( 1 ), and - the control signal (S) depending on the state of the injector ( 1 ) is determined.

Device for operating an injector ( 1 ) for an internal combustion engine, which is designed to carry out a method according to one of the preceding claims 1 to 5.