DE102018222798A1

DE102018222798A1 - Method for determining a closing time of an injection process of a fuel injector

Info

Publication number: DE102018222798A1
Application number: DE102018222798.5A
Authority: DE
Inventors: Andreas Rau
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2018-12-21
Filing date: 2018-12-21
Publication date: 2020-06-25

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln eines Schließzeitpunktes (ts) eines Einspritzvorgangs eines Kraftstoffinjektors einer Brennkraftmaschine mittels eines Sensors, der dafür vorgesehen ist, ein Schließen des Kraftstoffinjektors zu erfassen, wobei für einen ersten Einspritzvorgang mit einer ersten Einspritzdauer (Δt) ein erstes Signal (S) des Sensors erfasst wird, wobei für einen zweiten Einspritzvorgang mit einer zweiten Einspritzdauer (Δt), die länger als die erste Einspritzdauer (Δt) ist, ein zweites Signal (S) des Sensors erfasst wird, und wobei ein Differenzsignal (S) aus einem mittels einer ersten Rechenvorschrift aus dem ersten Signal (S) gewonnenen ersten Vergleichssignal (S')und einem mittels einer zweiten Rechenvorschrift aus dem zweiten Signal (S) gewonnenen zweiten Vergleichssignal (S'), jeweils mit einander entsprechenden Referenzzeitpunkten (t), gebildet wird, und wobei aus dem Differenzsignal (S) auf den Schließzeitpunkt (ts) des ersten Einspritzvorgangs geschlossen wird.The invention relates to a method for determining a closing time (ts) of an injection process of a fuel injector of an internal combustion engine by means of a sensor, which is provided for detecting a closing of the fuel injector, with a first signal (Δt) for a first injection process ( S) of the sensor is detected, with a second signal (S) from the sensor being detected for a second injection process with a second injection duration (Δt) that is longer than the first injection duration (Δt), and a difference signal (S) from a first comparison signal (S ') obtained from the first signal (S) by means of a first calculation rule and a second comparison signal (S') obtained from the second signal (S) by means of a second calculation rule, each with corresponding reference times (t) is, and ge from the difference signal (S) to the closing time (ts) of the first injection process is closed.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln eines Schließzeitpunktes eines Einspritzvorgangs eines Kraftstoffinjektors einer Brennkraftmaschine sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung.The present invention relates to a method for determining a closing time of an injection process of a fuel injector of an internal combustion engine, as well as a computing unit and a computer program for carrying it out.

Stand der TechnikState of the art

Moderne Brennkraftmaschinen verfügen über Kraftstoffinjektoren, mit denen Kraftstoff gezielt in Brennräume eingebracht werden kann. Für eine genaue Steuerung der Brennkraftmaschine müssen charakteristische Zeitpunkte der Einspritzvorgänge, insbesondere ein Öffnen und Schließen der Einspritzventile der Kraftstoffinjektoren, möglichst genau erfasst werden.Modern internal combustion engines have fuel injectors with which fuel can be introduced into combustion chambers in a targeted manner. For precise control of the internal combustion engine, characteristic points in time of the injection processes, in particular opening and closing of the injection valves of the fuel injectors, must be recorded as precisely as possible.

Bei Kraftstoffinjektoren, bei denen das Öffnen und Schließen direkt durch Magnetventile, Piezo-Aktoren oder dergleichen erfolgt, können zum Erfassen solcher charakteristischer Zeitpunkte oft die elektrischen Ansteuergrößen verwendet werden.In the case of fuel injectors in which the opening and closing takes place directly by means of solenoid valves, piezo actuators or the like, the electrical actuation variables can often be used to record such characteristic times.

Bei Kraftstoffinjektoren hingegen, bei denen zunächst ein Servo-Ventil angesteuert wird, besteht kein direkter Zusammenhang zwischen den elektrischen Ansteuergrößen des Kraftstoffinjektors und den Öffnungs- bzw. Schließzeitpunkten des Einspritzventils. Daher werden bei solchen Kraftstoffinjektoren zusätzliche Sensoren, die beispielsweise den Kraftstoffdruck in einem Steuerraum oder an einer Hochdruckbohrung des Kraftstoffinjektors erfassen, verwendet.In the case of fuel injectors, on the other hand, in which a servo valve is initially controlled, there is no direct connection between the electrical control variables of the fuel injector and the opening and closing times of the injection valve. Therefore, additional sensors are used in such fuel injectors, which, for example, detect the fuel pressure in a control room or at a high-pressure bore of the fuel injector.

Systeme mit einem Sensor zum Erfassen von charakteristischen Zeitpunkten bei einem Einspritzvorgang bei den letztgenannten Kraftstoffinjektoren sind bspw. aus der DE 10 2015 201 512 A1 bekannt. Eine Nachbildung des Sensors durch eine Ersatzschaltung und ein damit erzeugtes Signal wird hierbei zur Korrektur von Störsignalen verwendet, die beispielsweise durch Überkopplungen beim Ansteuern der Kraftstoffinjektoren entstehen, insbesondere wenn Schaltvorgänge im Steuergerät in zeitlicher Nähe zu diesen Zeitpunkten stattfinden.Systems with a sensor for detecting characteristic points in time during an injection process in the latter fuel injectors are, for example, from the DE 10 2015 201 512 A1 known. A replica of the sensor by means of an equivalent circuit and a signal generated thereby is used here to correct interference signals which arise, for example, from overcoupling when the fuel injectors are actuated, in particular when switching operations in the control unit take place in close proximity to these times.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Erfindungsgemäß werden ein Verfahren zum Ermitteln eines Schließzeitpunktes eines Einspritzvorgangs eines Kraftstoffinjektors sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.According to the invention, a method for determining a closing time of an injection process of a fuel injector and a computing unit and a computer program for carrying it out are proposed with the features of the independent claims. Advantageous embodiments are the subject of the subclaims and the following description.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zum Ermitteln eines Schließzeitpunktes eines Einspritzvorgangs eines Kraftstoffinjektors einer Brennkraftmaschine mittels eines Sensors, der dafür vorgesehen ist, ein Schließen - und in aller Regel auch ein Öffnen - des Kraftstoffinjektors zu erfassen. Hierzu wird für einen ersten Einspritzvorgang mit einer ersten Einspritzdauer ein erstes Signal des Sensors erfasst, und für einen zweiten Einspritzvorgang mit einer zweiten Einspritzdauer, die länger als die erste Einspritzdauer ist, wird ein zweites Signal des Sensors erfasst. Dann wird ein Differenzsignal aus einem mittels einer ersten Rechenvorschrift aus dem ersten Signal gewonnenen ersten Vergleichssignal und einem mittels einer zweiten Rechenvorschrift aus dem zweiten Signal gewonnenen zweiten Vergleichssignal, jeweils mit einander entsprechenden Referenzzeitpunkten, gebildet. Bei den Rechenvorschriften kann es sich insbesondere jeweils um eine Identität oder eine Ableitung, insbesondere zeitliche Ableitung, handeln. In diesem Fall wird das Differenzsignal aus dem ersten Signal und dem zweiten Signal oder aus einer, insbesondere zeitlichen, Ableitung des ersten Signals und einer, insbesondere zeitlichen, Ableitung des zweiten Signals, jeweils mit einander entsprechenden Referenzzeitpunkten, gebildet. Die Rechenvorschriften können jedoch auch eine Korrektur bzw. Umrechnung des ersten und/oder zweiten Signals hinsichtlich gewisser Randbedingungen wie Druck und/oder Temperatur umfassen, wie später noch näher erläutert wird. Damit können die Signale bzw. deren Ableitungen vergleichbar werden, wenn sie bei unterschiedlichen Randbedingen erfasst wurden.A method according to the invention is used to determine a closing time of an injection process of a fuel injector of an internal combustion engine by means of a sensor which is provided for detecting a closing - and generally also an opening - of the fuel injector. For this purpose, a first signal from the sensor is recorded for a first injection process with a first injection period, and a second signal from the sensor is recorded for a second injection process with a second injection period that is longer than the first injection period. A difference signal is then formed from a first comparison signal obtained from the first signal using a first calculation rule and a second comparison signal obtained from the second signal using a second calculation rule, each with corresponding reference times. The calculation rules can in each case be an identity or a derivation, in particular a time derivation. In this case, the difference signal is formed from the first signal and the second signal or from an, in particular temporal, derivative of the first signal and an, in particular temporal, derivative of the second signal, in each case with corresponding reference times. However, the calculation rules can also include a correction or conversion of the first and / or second signal with regard to certain boundary conditions such as pressure and / or temperature, as will be explained in more detail later. This means that the signals and their derivatives can be compared if they were recorded under different boundary conditions.

Unter den einander entsprechenden Referenzzeitpunkten sind dabei Zeitpunkte in den beiden Signalen bzw. deren Ableitungen zu verstehen, die in beiden Signalen bzw. Ableitungen das gleiche Ereignis angeben. Hierbei kann es sich beispielsweise um den Ansteuerbeginn des Kraftstoffinjektors für den jeweils entsprechenden Einspritzvorgang handeln. Aus dem Differenzsignal wird dann auf den Schließzeitpunkt des ersten (kürzeren) Einspritzvorgangs geschlossen.The mutually corresponding reference times are times in the two signals or their derivatives, which indicate the same event in both signals or derivatives. This can be, for example, the start of activation of the fuel injector for the corresponding injection process. The closing signal of the first (shorter) injection process is then concluded from the difference signal.

Unterschiedliche Einspritzdauern können dabei durch unterschiedliche Ansteuerdauern erhalten werden. Wenngleich es bei Servo-Ventilen keinen direkten Zusammenhang zwischen Ansteuerdauer (d.h. der Ansteuerung des Aktors des Servo-Ventils) und der Einspritzdauer (d.h. dem Abstand zwischen Öffnen und Schließen der Düsennadel) gibt, so gilt zumindest im Allgemeinen dennoch, dass eine längere Ansteuerdauer zu einer längeren Einspritzdauer führt.Different injection times can be obtained by different activation times. Although there is no direct correlation between the control duration (ie the control of the actuator of the servo valve) and the injection duration (ie the distance between opening and closing of the nozzle needle) in servo valves, at least in general it is true that a longer control duration applies leads to a longer injection period.

Zur Bildung des Differenzsignals kann eines der beiden Vergleichssignale, vorzugsweise das zweite Vergleichssignal, zwischengespeichert und dann bei der Bildung des Differenzsignals verwendet werden, vorzugsweise auch mehrfach. Das Differenzsignal kann dann mehr oder weniger zeitgleich mit dem ersten Signal - das dann nach dem zweiten Signal erfasst wird - ermittelt werden.To form the difference signal, one of the two comparison signals, preferably the second comparison signal, can be temporarily stored and can then be used in the formation of the difference signal, preferably also several times. The difference signal can then be determined more or less simultaneously with the first signal - which is then detected after the second signal.

Die erwähnten Sensoren werden insbesondere zur Erhöhung einer Zumessgenauigkeit bei Kraftstoffinjektoren (insbesondere sog. Common-Rail-Injektoren) verwendet. Wenn die Düsennadel des Kraftstoffinjektors öffnet und eine gewisse Menge an Kraftstoff in den Brennraum eingespritzt wird, hat das zur Folge, dass im Hochdruckpfad des Kraftstoffinjektors der Druck einbricht. Sobald die Düsennadel wieder schließt, steigt der Druck wieder auf ein Niveau, das in einem Hochdruckspeicher, über den der Kraftstoffinjektor mit Kraftstoff versorgt wird, herrscht, an. Die Höhe des Druckeinbruches sowie des Druckanstiegs lassen sich über die sog. Joukowsky-Formel zum Wasserschlageffekt berechnen: $d p = - ρ \cdot c \cdot d ν,$

mit dp der Druckänderung, p der Dichte des Kraftstoffs, c der Schallgeschwindigkeit in Kraftstoff und dv der Geschwindigkeitsänderung. Mit v=q/A, wobei q den Volumenstrom und A die Querschnittsfläche des Hydraulikpfades in einem Betrachtungspunkt angibt, ergibt sich:

d p = - ρ \cdot \frac{c}{A} \cdot d q,

wobei dq dann die Volumenstromänderung bzw. eine Ratenänderung angibt. Eine Ableitung nach der Zeit ergibt:

\frac{d p}{d t} = - ρ \cdot \frac{c}{A} \cdot \frac{d q}{d t},

wobei dp/dt für einen Druckgradienten steht, dq/dt für einen Ratengradienten. Beim Schließen der Düse nimmt die Rate schnell ab. Als Schließkriterium wird üblicherweise der Zeitpunkt des Maximums der (zeitlichen) Ableitung des Signals des Sensors (auch als Drucksensor oder sog. NCS oder Needle-Closing-Sensor bezeichnet) definiert. Gemäß vorstehender Gleichung ist zu erkennen, dass der maximale Druckgradient in direktem Zusammenhang mit dem maximalen Ratengradienten beim Schließen steht, welcher wiederum sehr gut mit dem Schließzeitpunkt korreliert und daher als Ersatzgröße zur Ermittlung des Schließzeitpunkts besonders geeignet ist.The sensors mentioned are used in particular to increase metering accuracy in fuel injectors (in particular so-called common rail injectors). If the nozzle needle of the fuel injector opens and a certain amount of fuel is injected into the combustion chamber, the result is that the pressure drops in the high-pressure path of the fuel injector. As soon as the nozzle needle closes again, the pressure rises again to a level prevailing in a high-pressure accumulator, via which the fuel injector is supplied with fuel. The amount of the pressure drop and the pressure increase can be calculated using the so-called Joukowsky formula for the water hammer effect:

d p = - ρ \cdot c \cdot d ν,

with dp the change in pressure, p the density of the fuel, c the speed of sound in fuel and dv the change in speed. With v = q / A, where q indicates the volume flow and A the cross-sectional area of the hydraulic path at one point of view, the result is:

d p = - ρ \cdot \frac{c}{A} \cdot d q,

where dq then indicates the change in volume flow or a change in rate. A derivation according to time gives:

\frac{d p}{d t} = - ρ \cdot \frac{c}{A} \cdot \frac{d q}{d t},

where dp / dt stands for a pressure gradient, dq / dt for a rate gradient. When you close the nozzle, the rate drops quickly. The closing criterion is usually the time of the maximum of the (temporal) derivation of the sensor signal (also referred to as pressure sensor or so-called NCS or needle-closing sensor). According to the above equation, it can be seen that the maximum pressure gradient is directly related to the maximum rate gradient when closing, which in turn correlates very well with the closing time and is therefore particularly suitable as a substitute variable for determining the closing time.

Wird also der Zeitpunkt des maximalen Druckanstiegsgradienten ermittelt, dann kann unter Berücksichtigung von Laufzeiteffekten der Zeitpunkt des maximalen Ratengradienten beim Schließen ermittelt werden.If the time of the maximum pressure rise gradient is determined, then the time of the maximum rate gradient when closing can be determined taking into account runtime effects.

Da es sich bei dem Joukowsky-Druckstoß bzw. Wasserschlageffekt um sich ausbreitende Druckwellen handelt, läuft die Druckwelle bzw. Ratenwelle mit Schallgeschwindigkeit von der Düse durch den Kraftstoffinjektor bis zum Hochdruckspeicher (bzw. dem sog. Rail). Da in der Formel des Joukowsky-Druckstoßes die Querschnittsfläche berücksichtigt ist, bedeutet dies aber auch, dass an Querschnittsänderungen aufgrund der sich dadurch ändernden Strömungsgeschwindigkeit eine weitere Druckwelle ausgelöst wird, die dann einerseits als Reflexion zurück in Richtung Düse und andererseits in der Druckamplitude verändert als Transmission auch weiter in Richtung Hochdruckspeicher läuft.Since the Joukowsky pressure surge or water hammer effect is a spreading pressure wave, the pressure wave or rate wave runs at the speed of sound from the nozzle through the fuel injector to the high-pressure accumulator (or the so-called rail). However, since the cross-sectional area is taken into account in the formula of the Joukowsky pressure surge, this also means that cross-sectional changes trigger a further pressure wave due to the changing flow velocity, which then changes on the one hand as a reflection back towards the nozzle and on the other hand in the pressure amplitude as transmission also continues towards the high-pressure accumulator.

Je stärker die Querschnittsänderungen im Hochdruckpfad sind, umso größer sind auch die dadurch entstehenden Reflexionen. Dies hat zur Folge, dass sich im Signal des Sensors auch Druckwellen von Reflexionen an Querschnittsänderungen, z.B. am Übergang von Düse zu Hochdruckbohrung, von Hochdruckbohrung zu Leitung oder von Leitung zu einer Drossel am Hochdruckspeicher finden. Diese treffen entsprechend ihrem Abstand zum Sensor zeitversetzt ein. Die Laufzeit lässt sich dabei als Quotient aus Wegstrecke und Schallgeschwindigkeit berechnen.The greater the cross-sectional changes in the high-pressure path, the greater the reflections that result. As a result, pressure waves from reflections on changes in cross-section, e.g. at the transition from nozzle to high pressure bore, from high pressure bore to line or from line to a throttle on the high pressure accumulator. These arrive with a time delay depending on their distance from the sensor. The transit time can be calculated as the quotient of the distance and the speed of sound.

Zudem finden sich im Drucksignal auch Druckwellen, die durch die Mengenentnahme durch das Schaltventil und auch durch die Nadelbewegung selbst entstehen. Die Volumenströme können über die Joukowsky-Formel ebenfalls in Druckänderungen umgerechnet werden. Dies führt dazu, dass die Verläufe des Signals des Sensors bei verschiedenen Kraftstoffinjektoren im Wesentlichen zwar ähnlich sind, im Detail aber trotzdem individuell verschieden sind, da jeder Kraftstoffinjektor - insbesondere aufgrund von Fertigungstoleranzen - geringfügig andere Querschnitte, Übergänge der Querschnitte, Drosseln, Lauflängen, Mengenentnahmen und Nadelgeschwindigkeiten aufweist.In addition, there are pressure waves in the pressure signal, which are caused by the quantity withdrawn by the switching valve and also by the needle movement itself. The volume flows can also be converted into pressure changes using the Joukowsky formula. This means that the curves of the sensor signal for different fuel injectors are essentially similar, but are individually different in detail, since each fuel injector - in particular due to manufacturing tolerances - has slightly different cross-sections, cross-section transitions, throttles, run lengths, and quantity withdrawals and has needle speeds.

Dies alles kann zu Fehldetektionen bzw. Detektionsungenauigkeiten des Nadelschließen bzw. des Schließzeitpunktes eines Einspritzvorgangs eines Kraftstoffinjektors führen. Das Signal des Sensors bzw. dessen Verlauf kann zwar um Teile dieser Reflexionen und ansteuerdauerabhängige Druckwellen aufgrund von Ventil- und Nadelbewegung bereinigt werden. Diese Funktion ist auch unter dem Begriff additive Störungskompensation (ASK) bekannt. Diese berücksichtigt jedoch nicht die für einen Kraftstoffinjektor individuellen Anteile, was zu Schwierigkeiten bei der Anwendung von vordefinierten Kennlinien führt, da die Übertragung auf andere Drücke sowie von einem Kraftstoffinjektor bzw. gemittelten Verläufen mehrerer Kraftstoffinjektoren auf andere Kraftstoffinjektoren weiterhin zu nennenswerten Detektionsungenauigkeiten und Fehldetektionen führen kann.All of this can lead to incorrect detection or inaccurate detection of the needle closing or the closing time of an injection process of a fuel injector. The signal from the sensor or its course can be corrected for parts of these reflections and pressure duration-dependent pressure waves due to valve and needle movement. This function is also known as additive interference compensation (ASK). However, this does not take into account the individual proportions for a fuel injector, which leads to difficulties when using predefined characteristic curves, since the transfer to other pressures and from a fuel injector or averaged If several fuel injectors run onto other fuel injectors, this can still lead to significant detection inaccuracies and incorrect detections.

Hier setzt das vorgeschlagene Verfahren an. Bei dem Differenzsignal entfallen nämlich insbesondere zeitinvariante Störungen, die gleichermaßen im ersten und im zweiten Signal enthalten sind. Bei der Differenzbildung wird insbesondere das zweite Signal vom ersten Signal bzw. allgemein das zweite Vergleichssignal vom ersten Vergleichssignal abgezogen. Da der Abschnitt betreffend den Schließzeitpunkt - in Bezug auf den jeweiligen Referenzzeitpunkt - im zweiten Signal später auftritt als im ersten Signal, erfolgt hinsichtlich des Signalabschnitts, der für den Schließzeitpunkt relevant ist, im Grund eine Korrektur des ersten Signals um die zeitinvarianten Anteile. In diesem Zusammenhang sollte auch darauf geachtet werden, dass die erste und zweite Ansteuerdauer bzw. Einspritzdauer hinreichend weit auseinander liegen.This is where the proposed procedure comes in. In the case of the difference signal, time-invariant interferences, which are contained in the first and in the second signal, are eliminated. When forming the difference, in particular the second signal is subtracted from the first signal or generally the second comparison signal is subtracted from the first comparison signal. Since the section relating to the closing time - with respect to the respective reference time - occurs later in the second signal than in the first signal, the signal section relevant for the closing time is basically corrected for the time-invariant portions of the first signal. In this context, care should also be taken to ensure that the first and second activation times or injection times are sufficiently far apart.

Ebenso ist es bevorzugt, wenn das erste Signal und das zweite Signal während eines regulären Betriebs der Brennkraftmaschine erfasst werden, d.h. nicht im Rahmen einer Testmessung oder dergleichen. Damit kann eine möglichst reale Abbildung der zeitinvarianten Störungen in beiden Signalen erhalten werden.It is also preferred if the first signal and the second signal are detected during regular operation of the internal combustion engine, i.e. not as part of a test measurement or the like. In this way, the most realistic possible representation of the time-invariant disturbances in both signals can be obtained.

Im Hinblick darauf, dass sich die Randbedingungen wie Temperatur, Dichte und Viskosität des Kraftstoffs bei den beiden Signalen und damit die zeitinvarianten Störungen möglichst wenig voneinander unterscheiden, ist es auch besonders zweckmäßig, wenn für den ersten Einspritzvorgang und den zweiten Einspritzvorgang zwei Einspritzvorgänge mit gleichen oder vergleichbaren Randbedingungen der Brennkraftmaschine wie z.B. Drehzahl, Kühlwassertemperatur, Raildruck (d.h. Druck im Hochdruckspeicher) und Einspritzszenario verwendet werden. Besonders zweckmäßig sind auch zwei Einspritzvorgänge des gleichen Beschleunigungsvorgangs, dann beispielsweise im Abstand von höchstens 20, bevorzugt höchstens zehn Einspritzvorgängen, sofern dies bei den konkreten Betriebsbedingungen durchgeführt werden kann.In view of the fact that the boundary conditions such as temperature, density and viscosity of the fuel differ as little as possible from one another for the two signals and thus the time-invariant disturbances, it is also particularly expedient if two injection processes with the same or. For the first injection process and the second injection process comparable boundary conditions of the internal combustion engine such as Speed, cooling water temperature, rail pressure (i.e. pressure in the high pressure accumulator) and injection scenario can be used. Two injection processes of the same acceleration process are also particularly expedient, then for example at intervals of at most 20, preferably at most ten, injection processes, provided that this can be carried out under the specific operating conditions.

Es können aber auch zeitlich weiter auseinander liegende Einspritzvorgänge verwendet werden mit gegebenenfalls verschiedenen bzw. voneinander abweichenden Randbedingungen. In diesem Fall können die Signalverläufe in einem Speicher zwischengespeichert und bei Bedarf auf z.B. andere Drücke oder Temperaturen mittels im Steuergerät abgelegter Kennlinien oder Funktionen bzw. allgemein der erwähnten ersten und/oder zweiten Rechenvorschrift umgerechnet werden, bevor die Differenz gebildet wird. In besonders vorteilhafter Weise kann hierfür der Signalverlauf in zeitliche Segmente unterteilt werden und für jedes Segment separate Rechenvorschriften, wie z.B. zeitliche und amplitudenmäßige Skalierungen, Verschiebungen oder sonstige in der Signalverarbeitung übliche Berechnungsvorschriften und Filterungen angewendet werden. Insbesondere in Segmenten mit bekannten bzw. vergleichbaren Verläufen kann hiermit eine geeignete Skalierung bzw. Umrechnung ermittelt werden. Die Güte der umgerechneten Signalverläufe kann beispielsweise mittels eines Bewertungskriteriums bestimmt werden, sodass die Signale bei zu geringer Güte gegebenenfalls verworfen werden können. Hierauf wird später noch näher eingegangen.However, injection processes which are further apart in time can also be used, with different or different boundary conditions, if necessary. In this case, the waveforms can be buffered in a memory and, if necessary, e.g. other pressures or temperatures are converted by means of characteristic curves or functions stored in the control unit or generally the first and / or second calculation rule mentioned before the difference is formed. For this purpose, the signal curve can be divided into temporal segments in a particularly advantageous manner and separate calculation rules, such as e.g. temporal and amplitude scaling, shifts or other calculation rules and filtering that are common in signal processing are used. A suitable scaling or conversion can be determined hereby, in particular in segments with known or comparable courses. The quality of the converted signal profiles can be determined, for example, using an evaluation criterion, so that the signals can be rejected if the quality is too low. This will be discussed in more detail later.

Insbesondere können das erste Signal und das zweite Signal auch während eines Betriebsabschnitts der Brennkraftmaschine mit sich regulär (d.h. mit ohnehin für diesen Betriebsabschnitt vorgesehenen bzw. üblichen) verändernden Einspritzmengen des Kraftstoffinjektors erfasst werden. Hier kommt insbesondere ein Beschleunigungsvorgang in Betracht, da hier aufgrund der sich erhöhenden Einspritzmengen die Ansteuerdauer bzw. Einspritzdauer des Kraftinjektors zunimmt. Randbedingungen wie Temperatur, Dichte und Viskosität des Kraftstoffs hingegen verändern sich nicht oder zumindest nicht wesentlich.In particular, the first signal and the second signal can also be detected during an operating section of the internal combustion engine with regularly changing (i.e. with injection quantities of the fuel injector provided or customary for this operating section anyway). Here, in particular, an acceleration process comes into consideration, since the activation duration or injection duration of the force injector increases due to the increasing injection quantities. Boundary conditions such as temperature, density and viscosity of the fuel, on the other hand, do not change, or at least not significantly.

Vorzugsweise werden das erste Signal und das zweite Signal auch während eines Zeitraums erfasst, in dem ein Druck in einem Hochdruckspeicher, über den der Kraftstoffinjektor mit Kraftstoff versorgt wird (dem sog. Rail), konstant gehalten wird. Hierzu kann beispielsweise bei dem erwähnten Betriebsabschnitt wie dem Beschleunigungsvorgang der Druck über die benötigte Zeitdauer konstant gehalten werden, auch wenn dies in dem entsprechenden Betriebsabschnitt üblicherweise nicht der Fall ist. Durch den konstant gehaltenen Druck kann erreicht werden, dass die genannten Störungen in beiden Signalen möglichst gleich bzw. gleichartig sind.The first signal and the second signal are preferably also recorded during a period in which a pressure in a high-pressure accumulator, via which the fuel injector is supplied with fuel (the so-called rail), is kept constant. For this purpose, the pressure can be kept constant over the required period of time, for example in the operating section mentioned, such as the acceleration process, even if this is usually not the case in the corresponding operating section. By keeping the pressure constant, it can be achieved that the disturbances mentioned are as identical as possible in both signals.

Übrig bleiben im Idealfall dann nur diejenigen Anteile in den Signalen, die sich aufgrund des Schließens ergeben, also ansteuerdauerabhängige Anteile aus dem Ventilschließen, der Nadelumkehr und im weiteren Verlauf aufgrund des Nadelschließens. Erfolgt die Erfassung der beiden Signale bei größeren Ansteuerdauern, dann kann der Beginn des Differenzsignals verwendet werden, um bei kürzeren Ansteuerdauern die Anteile von Ventilschließen und Nadelumkehr durch Subtraktion zu eliminieren. Bei kurzen Ansteuer- bzw. Einspritzdauern schließt die Nadel kurz nach Ventilschließen und Nadelumkehr, was zu einer deutlichen Beeinflussung des detektierten Schließzeitpunktes aufgrund der sich überlagernden Druckwellen führt. Bei der erwähnten additiven Störungskompensation wird dieser Anteil durch vorab im Steuergerät bzw. einer ausführenden Recheneinheit abgelegte Kennlinien eliminiert.In the ideal case, all that remains in the signals is that which results from the closing, that is to say from the valve closing, the needle reversal, and in the further course due to the needle closing. If the two signals are recorded with longer activation times, the start of the difference signal can be used to eliminate the parts of valve closing and needle reversal by subtraction with shorter activation times. With short activation or injection periods, the needle closes shortly after valve closing and needle reversal, which leads to a significant influence on the detected closing time due to the overlapping pressure waves. In the case of the additive interference compensation mentioned, this portion is determined in advance by Control unit or an executing computing unit eliminates characteristic curves.

Besonders bevorzugt ist beim vorgeschlagenen Verfahren, wenn das Differenzsignal aus den jeweils ersten Ableitungen der Signale gebildet wird, ggf. korrigiert hinsichtlich der Randbedingungen. Wenn in beiden Signalen die gleichen zeitinvarianten, d.h. systematischen Anteile vorhanden sind, so sollte das Differenzsignal in diesem Zeitbereich gleich Null sein. Sind jedoch dennoch zufällige Anteile in den Signalen vorhanden oder liegt beispielsweise eine EMV-Einstreuung vor, dann werden diese Anteile im Differenzsignal nicht eliminiert, sondern es werden Anteile bzw. Amplituden größer Null in dem Differenzsignal - auch in einem Signalabschnitt, der nicht den Schließzeitpunkt betrifft - vorhanden sein.In the proposed method, it is particularly preferred if the difference signal is formed from the respective first derivatives of the signals, possibly corrected with regard to the boundary conditions. If in both signals the same time invariant, i.e. systematic components are present, the difference signal should be zero in this time range. However, if there are random components in the signals or if there is EMC interference, for example, these components are not eliminated in the differential signal, but components or amplitudes greater than zero in the differential signal - even in a signal section that does not affect the closing time - to be available.

Insofern ist es bevorzugt, wenn anhand wenigstens eines Bewertungskriteriums entschieden wird, ob ein bestimmtes Differenzsignal verwendet wird, um auf den Schließzeitpunkt des Einspritzvorgangs zu schließen. Das wenigstens eine Bewertungskriterium umfasst dabei insbesondere, ob innerhalb eines vorgegebenen Abschnitts des Differenzsignals - nämlich insbesondere eines Abschnitts, der nicht den Schließzeitpunkt betrifft - von Null abweichende oder um mehr als einen vorgegebenen Wert von einem Referenzwert, insbesondere Null, abweichende Amplituden auftreten.In this respect, it is preferred if, based on at least one evaluation criterion, a decision is made as to whether a specific difference signal is used in order to infer the closing time of the injection process. The at least one evaluation criterion includes, in particular, whether amplitudes deviating from zero or deviating by more than a predefined value from a reference value, in particular zero, occur within a predefined section of the difference signal - namely in particular a section that does not relate to the closing time.

Eine solche Bewertung dieses Abschnitts bzw. Signalbereichs kann beispielswese mittels üblicher Verfahren wie Fehlerquadrat, Maximalwert in einem Zeitbereich oder dergleichen erfolgen. Weist dieser Abschnitt des Signals zu große, nicht eliminierbare Anteile auf, dann sollte die betreffende Messung bzw. das betreffende Differenzsignal ggf. verworfen werden, weil damit gerechnet werden muss, dass auch im Detektionsbereich des Nadelschließen bzw. des zu ermittelnden Schließzeitpunktes diese zufälligen Anteile vorhanden sind. Das vorgeschlagene Verfahren bietet somit also die zusätzliche Möglichkeit zur Bewertung der Signalgüte.Such an assessment of this section or signal range can be carried out, for example, using customary methods such as square error, maximum value in a time range or the like. If this section of the signal has components that are too large and cannot be eliminated, the measurement or the difference signal in question should be rejected if necessary, because it must be expected that these random components will also be present in the detection area of the needle closing or the closing time to be determined are. The proposed method thus offers the additional possibility of evaluating the signal quality.

Eine erfindungsgemäße Recheneinheit, z.B. ein Steuergerät eines Kraftfahrzeugs, ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.A computing unit according to the invention, e.g. a control unit of a motor vehicle is, in particular in terms of programming, set up to carry out a method according to the invention.

Auch die Implementierung eines erfindungsgemäßen Verfahrens in Form eines Computerprogramms mit Programmcode zur Durchführung aller Verfahrensschritte ist vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten verursacht, insbesondere wenn ein ausführendes Steuergerät noch für weitere Aufgaben genutzt wird und daher ohnehin vorhanden ist. Geeignete Datenträger zur Bereitstellung des Computerprogramms sind insbesondere magnetische, optische und elektrische Speicher, wie z.B. Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, DVDs u.a.m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich.The implementation of a method according to the invention in the form of a computer program with program code for carrying out all method steps is also advantageous, since this causes particularly low costs, in particular if an executing control device is still used for further tasks and is therefore present anyway. Suitable data carriers for providing the computer program are in particular magnetic, optical and electrical memories, such as Hard drives, flash memory, EEPROMs, DVDs, etc. It is also possible to download a program via computer networks (internet, intranet, etc.).

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.Further advantages and refinements of the invention result from the description and the attached drawing.

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

FigurenlisteFigure list

1 shows schematically a circuit arrangement for a fuel injector and associated sensor.
2nd schematically shows waveforms during an injection process.
3rd schematically shows waveforms in an injection process in a method according to the invention in a preferred embodiment.
4th schematically shows signal curves during an injection process in a method according to the invention in a further preferred embodiment.

Ausführungsform(en) der ErfindungEmbodiment (s) of the invention

In 1 ist beispielhaft eine Schaltungsanordnung für einen Kraftstoffinjektor 110 mit einem Aktor 116 und zugehörigem Sensor 120 gezeigt. Der Kraftstoffinjektor 110 ist einer Brennkraftmaschine 100 zugeordnet. Der Aktor 116, beispielsweise ein Piezo-Aktor, dient zur Ansteuerung eines als Servo-Ventil ausgebildeten Schaltventils 115 in dem Kraftstoffinjektor 110. Der Sensor 120 ist dabei in dem Kraftstoffinjektor 110 derart angeordnet, dass beispielsweise ein Druck in der Hochdruckleitung, erfasst werden kann.In 1 is an example of a circuit arrangement for a fuel injector 110 with an actuator 116 and associated sensor 120 shown. The fuel injector 110 is an internal combustion engine 100 assigned. The actuator 116 , for example a piezo actuator, is used to control a switching valve designed as a servo valve 115 in the fuel injector 110 . The sensor 120 is in the fuel injector 110 arranged such that, for example, a pressure in the high pressure line can be detected.

Der Aktor 116 ist mit zwei Ansteuerleitungen an eine Endstufe 155 einer als Motorsteuergerät 150 ausgebildeten Recheneinheit angebunden. Der Sensor 120, beispielsweise ein piezoelektrischer Sensor mit einem Piezo-Element, ist an eine Eingangsbeschaltung 160 des Motorsteuergeräts 150 angebunden. Die genaue Ausgestaltung dieser Eingangsbeschaltung für die vorliegende Erfindung nicht relevant und soll daher nicht detaillierter beschrieben werden.The actuator 116 is with two control lines to an output stage 155 one as an engine control unit 150 trained computing unit connected. The sensor 120 , for example a piezoelectric sensor with a piezo element, is connected to an input circuit 160 of the engine control unit 150 tied up. The exact design of this input circuit is not relevant to the present invention and is therefore not to be described in more detail.

Mit der in 1 gezeigten Schaltungsanordnung können Signale des Sensors 120 während eines Einspritzvorgangs, d.h. während einer Ansteuerung des Kraftstoffinjektors bzw. des Aktors, erfasst und zur Bestimmung bzw. Ermittlung charakteristischer Zeitpunkte des Einspritzvorgangs verwendet werden.With the in 1 Circuit arrangement shown can signals from the sensor 120 recorded during an injection process, ie during activation of the fuel injector or the actuator, and for determination or determination characteristic times of the injection process can be used.

In 2 ist schematisch ein Signalverlauf bei einem Einspritzvorgang, bei dem mittels eines solchen Kraftstoffinjektors Kraftstoff in eine Brennkraftmaschine eingebracht wird, dargestellt. Hierzu sind beispielshaft eine Spannung U bzw. eine zeitlicher Ableitung U' davon über der Zeit t aufgetragen.In 2nd schematically shows a signal curve during an injection process in which fuel is introduced into an internal combustion engine by means of such a fuel injector. A voltage is an example of this U or a time derivative U ' of it over time t applied.

Mit S_An ist ein Ansteuersignal für ein Schaltventil des Kraftstoffinjektors gezeigt, mit R ist die zugehörige Einspritzrate an Kraftstoff gezeigt. Weiterhin ist mit S₁ ein Signal gezeigt, das mit dem Sensor, der dafür vorgesehen ist, ein Öffnen und/oder Schließen des Kraftstoffinjektors zu erfassen, bei diesem Einspritzvorgang erfasst wird. Mit S₁' ist zudem eine zugehörige Ableitung bzw. ein zugehöriges Ableitungssignal bezeichnet.With S _An A control signal for a switching valve of the fuel injector is shown, with R the associated injection rate of fuel is shown. Furthermore, with S ₁ a signal is shown, which is detected by the sensor, which is intended to detect an opening and / or closing of the fuel injector, during this injection process. With S ₁ ' an associated derivative or an associated derivative signal is also designated.

Relevante charakteristische Zeitpunkte sind hier nun der Einspritzbeginn bzw. Öffnungszeitpunkt to, der durch einen Anstieg der Einspritzrate R gegeben ist, und das Einspritzende bzw. der Schließzeitpunkt ts, der durch einen Abfall der Einspritzrate R gegeben ist. Wie durch einen Vergleich mit dem Ansteuersignal S_An zu sehen, gibt es hierbei keinen direkten Zusammenhang zwischen Öffnungszeitpunkt bzw. Schließzeitpunkt und dem Ansteuern des Schaltventils.Relevant characteristic times are now the start of injection or opening time to, which is caused by an increase in the injection rate R is given, and the injection end or the closing time ts, which is caused by a drop in the injection rate R given is. As by a comparison with the control signal S _An to see, there is no direct connection between the opening or closing time and the actuation of the switching valve.

Vielmehr lassen sich der Öffnungszeitpunkt prinzipiell durch die stark abfallende Flanke des Signals S₁ und der Schließzeitpunkt durch eine stark ansteigende Flanke des Signals S₁ erkennen. In der zugehörigen Ableitung bzw. dem Ableitungssignal S'₁ entspricht dies den an sich einfach zu detektieren globalen Extrema, nämlich dem Minimum für den Öffnungszeitpunkt und dem Maximum für den Schließzeitpunkt.Rather, the time of opening can in principle be determined by the steeply falling edge of the signal S ₁ and the closing time by a steeply rising edge of the signal S ₁ detect. In the corresponding derivative or the derivative signal S ' ₁ this corresponds to the global extremes, which are easy to detect, namely the minimum for the opening time and the maximum for the closing time.

Weiterhin ist mit t_R ein Referenzzeitpunkt gezeigt, der beispielhaft dem Beginn des Ansteuersignals S_An entspricht, und auf den nachfolgend noch näher Bezug genommen wird.Furthermore, with t _R a reference time is shown, the example of the start of the control signal S _An corresponds, and to which reference is made below.

In 3 sind schematisch Signalverläufe bei einem Einspritzvorgang bei einem erfindungsgemäßen Verfahren in einer bevorzugten Ausführungsform dargestellt. Hierzu sind beispielshaft eine Spannung U bzw. eine zeitliche Ableitung U' davon über der Zeit t (in ms) aufgetragen.In 3rd Signal curves during an injection process in a method according to the invention are shown schematically in a preferred embodiment. A voltage is an example of this U or a time derivative U ' of it over time t plotted (in ms).

Im oberen Diagramm sind ein erstes Signal S₁ und ein zweites Signal S₂ mit einer ersten Einspritzdauer Δt_E,1 bzw. einer zweiten Einspritzdauer Δt_E,2 gezeigt. Beispielhaft beträgt die erste Ansteuerdauer, die zur ersten Einspritzdauer Δt_E,1 führt, 0,9 ms, die zweite Ansteuerdauer, die zur zweiten Einspritzdauer Δt_E,2 führt, beträgt 1,2 ms. Im mittleren Diagramm sind die zugehörigen Ableitungen S₁' und S₂ ' (im Sinne der ersten bzw. zweiten Rechenvorschrift) gezeigt, und im unteren Diagramm ist ein Differenzsignal S_D gezeigt, das einer Differenz aus der ersten Ableitung S₁' und der zweiten Ableitung S₂ ' entspricht.In the upper diagram are a first signal S ₁ and a second signal S ₂ with a first injection period Δt _{E, 1st} or a second injection period Δt _{E, 2nd} shown. By way of example, the first activation period is that of the first injection period Δt _{E, 1st} leads, 0.9 ms, the second drive duration, which leads to the second injection duration Δt _{E, 2nd} leads is 1.2 ms. The corresponding derivatives are in the middle diagram S ₁ ' and S ₂ '(in the sense of the first or second calculation rule), and in the lower diagram is a difference signal S _D shown that a difference from the first derivative S ₁ ' and the second derivative S ₂ 'corresponds.

Das erste Signal S₁ bzw. dessen Ableitung S₁' entspricht dabei dem in 2 gezeigten Signal S₁ bzw. dessen Ableitung S₁'. Bei der Bildung des Differenzsignals werden die beiden Ableitungen jeweils an dem Referenzzeitpunkt t_R , wie er beispielsweise in 2 gezeigt ist, ausgerichtet.The first signal S ₁ or its derivation S ₁ ' corresponds to that in 2nd shown signal S ₁ or its derivation S ₁ ' . When the difference signal is formed, the two derivatives are at the reference point in time t _R , as in, for example 2nd is shown aligned.

Insbesondere im mittleren Diagramm, d.h. bei den Ableitungen, ist nun zu sehen, dass das Signal, das vom Sensor erfasst wird, gewisse Störsignale bzw. Störanteile aufweist, was hier durch zwei verschiedene, aber nicht näher bezeichnete Signalverläufe nahe der jeweiligen Ableitung angedeutet ist.Especially in the middle diagram, i.e. in the derivations, it can now be seen that the signal that is detected by the sensor has certain interference signals or interference components, which is indicated here by two different, but unspecified, signal profiles near the respective derivation.

Wie schon erwähnt, lässt sich der Schließzeitpunkt ts für die erste Ansteuerdauer bzw. Einspritzdauer an sich anhand des globalen Maximums im Verlauf der ersten Ableitung S₁' ermitteln. Aufgrund der Störsignale bzw. der Störanteile kann dieses globale Maximum jedoch vom tatsächlichen bzw. eigentlichen Schließzeitpunkt abweichen, was zu einer Fehldetektion bzw. einer ungenauen Detektion führt.As already mentioned, the closing time ts for the first actuation period or injection period can be per se based on the global maximum in the course of the first derivation S ₁ ' determine. Due to the interference signals or the interference components, however, this global maximum can deviate from the actual or actual closing time, which leads to incorrect detection or inaccurate detection.

Da systematische bzw. zeitinvariante Störungen jedoch bei den Signalen bzw. Ableitungen gleichermaßen in Bezug auf den Referenzzeitpunkt auftreten - wie erwähnt, hängen diese insbesondere von der Ausbreitung der Druckwellen und damit dem Ansteuerbeginn ab -, sind diese Störsignale bzw. Störanteile im Differenzsignal S_D nicht mehr vorhanden. Damit kann der Schließzeitpunkt ts deutlich genauer bestimmt werden.However, since systematic or time-invariant disturbances occur in the signals or derivatives equally with respect to the reference point in time - as mentioned, they depend in particular on the propagation of the pressure waves and thus the start of activation - these disturbance signals or disturbance components are in the differential signal S _D not available anymore. This allows the closing time ts to be determined much more precisely.

Der prinzipielle Verlauf der beiden Ableitungen S₁' und S₂ ' ist systembedingt identisch und das Nadelöffnungsverhalten unterscheidet sich in den beiden Fällen nicht. Damit ist das Differenzsignal S_D über weite Bereiche gleich Null, wie im unteren Diagramm bis zum Zeitpunkt von ca. 1,1 ms zu sehen.The basic course of the two derivatives S ₁ ' and S ₂ 'is identical due to the system and the needle opening behavior does not differ in the two cases. This is the difference signal S _D over wide areas equal to zero, as can be seen in the lower diagram up to the time of approx. 1.1 ms.

Im weiteren Verlauf ist der Einfluss des Ventilschaltens und der darauffolgenden Nadelumkehr für die erste bzw. kürzere Ansteuerdauer zu erkennen, und zwar im Bereich von ca. 1,3 ms. Dieser Einfluss ist sichtbar, weil zu diesem Zeitpunkt bei der Ansteuerung mit längerer Ansteuer- bzw. Einspritzdauer das Ventil noch offen ist und die Nadel weiterhin öffnet, wodurch sich die Volumenströme im Hochdruckpfad unterscheiden.In the further course, the influence of valve switching and the subsequent needle reversal can be seen for the first or shorter activation period, in the range of approx. 1.3 ms. This influence is visible because at this point in time when the valve is actuated with a longer actuation or injection duration, the valve is still open and the needle continues to open, as a result of which the volume flows in the high pressure path differ.

Darauf folgt im Bereich von ca. 1,6 ms der entsprechende Verlauf aus der zweiten Ableitung S₂ ' für die zweite bzw. längere Ansteuer- bzw. Einspritzdauer, welcher demjenigen der ersten Ansteuer- bzw. Einspritzdauer bei ca. 1,3 ms sehr ähnlich ist, jedoch ein umgekehrtes Vorzeichen aufweist. Dies ergibt sich dadurch, dass in diesem Zeitbereich bei den Verläufen mit kurzer Ansteuer- bzw. Einspritzdauer das Ventil geschlossen sowie die Nadel bereits umgekehrt ist, wohingegen bei den Verläufen mit langer Ansteuer- bzw. Einspritzdauer nun das Ventil schließt und die Nadel gerade umkehrt. Aufgrund der Differenzbildung ändert sich jedoch das Vorzeichen.This is followed by the corresponding curve from the second derivative in the range of approx. 1.6 ms S ₂ ' for the second or longer activation or injection duration, which is very similar to that of the first activation or injection duration at approximately 1.3 ms, but has an opposite sign. This results from the fact that in this time range, the valve is closed and the needle is already reversed in the courses with a short actuation or injection duration, whereas the valve now closes and the needle is reversed in the courses with a long actuation or injection duration. However, the sign changes due to the difference.

In einer vorteilhaften Ausführung kann die zweite Ableitung S₂ ' im Steuergerät auch aus der ersten Ableitung S₁' durch Negierung und ggf. Skalierung berechnet werden. Das zeitliche Auftreten der lokalen Extrema in S₁' und S₂ ' ist direkt mit dem Entladungsvorgang des Piezo-Aktors gekoppelt, d.h. ansteuerdauerabhängig.In an advantageous embodiment, the second derivative S ₂ '' also in the control unit from the first derivative S ₁ ' can be calculated by negation and scaling if necessary. The temporal occurrence of the local extrema in S ₁ ' and S ₂ 'is directly linked to the discharge process of the piezo actuator, ie depending on the actuation duration.

Die Verläufe von S₁' und S₂ ' werden bei Signalverläufen mit großen Ansteuer- bzw. Einspritzdauern vorteilhafterweise zwischengespeichert und können dann vor allem bei kurzen Ansteuer- bzw. Einspritzdauern, bei denen das Nadelschließen im Wirkbereich der lokalen Extrema in S₁' und S₂ ' liegen kann, vom Differenzsignal abgezogen werden, wodurch eine Detektionsungenauigkeit durch Überlagerung der lokalen Extrema in S₁' und S₂ ' bei den Zeitpunkten von ca. 1,3 ms und 1,6 ms und dem darauffolgenden globalen Maximum bei ts, welcher dann das eigentliche Nadelschließereignis enthält, minimiert wird.The courses of S ₁ ' and S ₂ 'are advantageously buffered in the case of signal curves with long activation or injection periods and can then be used especially in the case of short activation or injection periods in which the needle closing occurs in the effective range of the local extremes S ₁ ' and S ₂ 'can be subtracted from the difference signal, whereby a detection inaccuracy by superimposing the local extrema in S ₁ ' and S ₂ 'at the times of approximately 1.3 ms and 1.6 ms and the subsequent global maximum at ts, which then contains the actual needle-closing event, is minimized.

Mit der beschriebenen Vorgehensweise wird ein Differenzsignal, insbesondere im Bereich des Schließzeitpunktes t_S , erzeugt, das keine systematischen Störungen enthält und im Bereich kurzer Ansteuer- bzw. Einspritzdauern nur noch geringen Einfluss von Ventilschließen und Nadelumkehr zeigt.With the procedure described, a difference signal is generated, in particular in the area of the closing time t _p , which contains no systematic faults and shows only a slight influence of valve closing and needle reversal in the area of short activation and injection periods.

In 4 sind schematisch Signalverläufe bei einem Einspritzvorgang bei einem erfindungsgemäßen Verfahren in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform dargestellt. Hierzu sind beispielshaft eine Spannung U bzw. eine zeitliche Ableitung U' davon über der Zeit t (in ms) aufgetragen.In 4th Signal curves for an injection process in a method according to the invention are shown schematically in a further preferred embodiment. A voltage is an example of this U or a time derivative U ' of it over time t plotted (in ms).

Die Signale entsprechend im Grunde denjenigen aus 3, jedoch für einen Fall, dass bei kurzer Ansteuer- bzw. Einspritzdauer eine zufällige Störung überlagert ist, wohingegen die Verläufe mit langer Ansteuer- bzw. Einspritzdauer störungsfrei sind. Man erkennt im Differenzsignal S_D im Bereich von ca. 1,3 ms, dass die Störung nicht eliminiert und dadurch sichtbar wird. Die Störung findet sich in allen Bereichen der Ableitung S₁', weshalb mit einer Detektionsungenauigkeit oder gar einer Fehldetektion gerechnet werden muss.The signals basically correspond to those from 3rd , however, in the event that a random disturbance is superimposed with a short activation or injection duration, whereas the courses with a long activation or injection duration are interference-free. One recognizes in the difference signal S _D in the range of approx. 1.3 ms that the fault is not eliminated and is therefore visible. The fault can be found in all areas of the derivation S ₁ ' , which is why a detection inaccuracy or even an incorrect detection must be expected.

Eine Auswertung des Fehlerquadrates in einem vorgegebenen Abschnitt des Differenzsignals S_D , im gezeigten Fall beispielsweise zwischen 0 ms und 1,0 ms, einer Maximalwertbetrachtung dieses Abschnitts oder andere übliche Verfahren zur Bewertung von Abweichungen, ermöglichen eine Bewertung der Signalgüte bzgl. zufälliger Störungen. Sind die Abweichungen in diesem Abschnitt zu groß, sollte die Messung nicht verwendet und vorteilhafterweise verworfen werden, weil damit gerechnet werden muss, dass dann auch im Schließzeitpunkt deutliche zufällige Störungen vorhanden sind.An evaluation of the square of errors in a predetermined section of the difference signal S _D , in the case shown, for example between 0 ms and 1.0 ms, a maximum value analysis of this section or other customary methods for evaluating deviations, enable an evaluation of the signal quality with regard to random disturbances. If the deviations in this section are too large, the measurement should not be used and should advantageously be discarded, because it must be expected that clear random faults will also be present at the time of closing.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102015201512 A1 [0005]

Claims

Method for determining a closing point in time (ts) of an injection process of a fuel injector (110) of an internal combustion engine (100) by means of a sensor (120), which is provided for detecting a closing of the fuel injector (110), whereby for a first injection process with a first Injection duration (Δt _{E, 1} ), a first signal (S ₁ ) from the sensor (120) is detected, with a second injection duration (Δt _{E, 2} ) longer than the first injection duration (Δt _{E, 1} ) for a second injection process is a second signal (S ₂₎ is detected of the sensor (120), and wherein a difference signal (S _D) from a mixture obtained by means of a first calculation rule from the first signal (S ₁₎ first comparison signal (S ₁ ') and a means of a second calculation rule from the second signal (S ₂₎ obtained second comparison signal (S ₂ '), each with mutually corresponding reference times (t _R) is formed, and wherein from the difference signal (S _D) on the S Closing time (ts) of the first injection is closed.

Procedure according to Claim 1 , wherein the first signal (S ₁ ) and the second signal (S ₂ ) are detected during regular operation of the internal combustion engine.

Method according to one of the preceding claims, wherein the first signal (S ₁ ) and the second signal (S ₂ ) are detected during an operating section of the internal combustion engine with regularly changing injection quantities of the fuel injector (110), in particular during an acceleration process.

Method according to one of the preceding claims, wherein the first signal (S ₁ ) and the second signal (S ₂ ) are detected during a period in which a pressure in a high-pressure accumulator, via which the fuel injector (110) is supplied with fuel, is constant is held.

Method according to one of the preceding claims, wherein the first signal (S ₁ ) and the second signal (S ₂ ) are determined under the same or comparable boundary conditions, which in particular include pressure and / or temperature.

Procedure according to one of the Claims 1 to 4th , The first signal (S ₁ ) and the second signal (S ₂ ) being determined under different boundary conditions, which include pressure and / or temperature in particular, which, in particular by means of functions and / or stored characteristic curves, are converted to the same or comparable boundary conditions become.

Method according to one of the preceding claims, wherein the first calculation rule and / or the second calculation rule comprise an identity mapping or a derivative, in particular a time derivative, and / or wherein the first calculation rule and / or the second calculation rule, a correction of the first and / or second signal with respect to at least one boundary condition, in particular pressure and / or temperature.

Method according to one of the preceding claims, it being decided on the basis of at least one evaluation criterion whether a specific difference signal (S _D ) is used to infer the closing time (ts) of the first injection process.

Procedure according to Claim 8 The at least one evaluation criterion includes whether amplitudes deviating from zero or deviating by more than a predefined value from a reference value, in particular zero, occur within a predefined section of the difference signal (S _D ).

Computing unit (150) which is set up to carry out all method steps of a method according to one of the preceding claims.

Computer program which causes a computing unit (150) to carry out all method steps of a method according to one of the Claims 1 to 9 to be carried out when it is executed on the computing unit (150).

Machine-readable storage medium with a computer program stored on it Claim 11 .