DE102020208056B3 - Method for determining and using a fuel injector-specific parameter of a fuel injector - Google Patents

Method for determining and using a fuel injector-specific parameter of a fuel injector Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer kraftstoffinjektorindividuellen Kenngröße eines Kraftstoffinjektors einer Brennkraftmaschine, die einen Einfluss auf einen Druck (p) in einem Ventilraum eines Schaltventils des Kraftstoffinjektors hat, wobei mittels eines Sensors, der dafür vorgesehen ist, den Druck (p) in dem Ventilraum zu erfassen, ein Verlauf (V1, V2) des Drucks in dem Ventilraum während eines Einspritzvorgangs erfasst wird, wobei basierend auf dem Verlauf (V1, V2) ein erster charakteristischer Zeitpunkt (t11, t21) mittels eines ersten Bestimmungsverfahrens und ein zweiter charakteristischer Zeitpunkt (t12, t22) mittels eines zweiten Bestimmungsverfahrens ermittelt werden, und wobei die kraftstoffinjektorindividuelle Kenngröße basierend auf einer Zeitdifferenz (Δt1, Δt2) zwischen dem ersten charakteristischen Zeitpunkt (t11, t12) und dem zweiten charakteristischen Zeitpunkt (t21, t22) bestimmt wird, sowie ein Verfahren zum Bestimmen einer charakteristischen Größe eines Einspritzvorgangs.The invention relates to a method for determining a fuel injector-specific parameter of a fuel injector of an internal combustion engine, which has an influence on a pressure (p) in a valve chamber of a switching valve of the fuel injector To detect valve chamber, a course (V1, V2) of the pressure in the valve chamber is detected during an injection process, based on the course (V1, V2) a first characteristic point in time (t11, t21) by means of a first determination method and a second characteristic point in time (t12, t22) can be determined by means of a second determination method, and wherein the fuel injector-specific parameter is determined based on a time difference (Δt1, Δt2) between the first characteristic point in time (t11, t12) and the second characteristic point in time (t21, t22), and a method for determining a characteristic size size of an injection process.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer kraftstoffinjektorindividuellen Kenngröße, ein Verfahren zum Bestimmen einer charakteristischen Größe eines Einspritzvorgangs eines Kraftstoffinjektors unter Berücksichtigung einer solchen kraftstoffinjektorindividuellen Kenngröße, sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu deren Durchführung.The present invention relates to a method for determining a fuel injector-specific parameter, a method for determining a characteristic variable of an injection process of a fuel injector taking into account such a fuel-injector-specific parameter, and 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, insbesondere auch, um damit Einspritzmengen bestimmen und vorgeben zu können.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 times of the injection processes, in particular opening and closing of the injection valves of the fuel injectors, must be recorded as precisely as possible, in particular also in order to be able to determine and specify injection quantities.

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

Bei Kraftstoffinjektoren hingegen, bei denen zunächst ein Servo-Ventil bzw. ein Schaltventil 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 Steuer- bzw. Ventilraum oder an einer Hochdruckbohrung des Kraftstoffinjektors erfassen, verwendet.In the case of fuel injectors, on the other hand, in which a servo valve or a switching valve is initially activated, there is no direct relationship between the electrical activation 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 or valve chamber or on a high-pressure bore of the fuel injector.

Die DE 10 2010 000 827 A1 beschreibt beispielsweise einen Kraftstoffinjektor mit von einer Düsennadel gesteuerten Einspritzdüsen und einem mit einer Hoch- und Niederdruckseite des Kraftstoffinjektors kommunizierenden Ventilraum, der mit einer Steuerventilanordnung zwischen einem Schließdruck und einem Öffnungsdruck umsteuerbar ist. Dem Ventilraum ist ein Kraft- oder Drucksensor zugeordnet, der charakteristische Druckänderungen beim Schließen und Öffnen erfasst. Dieser Sensor wird auch als Needle Closing Sensor (NC-Sensor oder NCS) bezeichnet. Bei diesem Verfahren wird die Erkenntnis genutzt, dass sich der Ventilraumdruck zu Beginn und am Ende der Einspritzphase des Kraftstoffinjektors signifikant ändert.The DE 10 2010 000 827 A1 describes, for example, a fuel injector with injection nozzles controlled by a nozzle needle and a valve chamber communicating with a high and low pressure side of the fuel injector, which can be switched between a closing pressure and an opening pressure with a control valve arrangement. A force or pressure sensor is assigned to the valve chamber, which detects characteristic changes in pressure when closing and opening. This sensor is also known as a needle closing sensor (NC sensor or NCS). This method uses the knowledge that the valve chamber pressure changes significantly at the beginning and at the end of the injection phase of the fuel injector.

Die DE 10 2014 221 706 A1 beschreibt ein Verfahren zur Bestromung eines Schaltventils eines Kraftstoffinjektors. Dieser wird dabei mit einem vorgegebenem Stromverlauf bestromt. In diesem Zusammenhang wird in einem Ventilraum des Kraftstoffinjektors ein Signal ermittelt, welches für einen Druckverlauf im Schaltventil steht. Es wird dabei für einen Zeitpunkt ein lokales Minimum ermittelt.The DE 10 2014 221 706 A1 describes a method for energizing a switching valve of a fuel injector. This is energized with a predetermined current curve. In this context, a signal is determined in a valve chamber of the fuel injector which stands for a pressure profile in the switching valve. A local minimum is determined for a point in time.

Die DE 10 2015 219 640 A1 beschreibt ein Verfahren zum Bestimmen eines Drucks eines Kraftstoffs in einem Injektor einer Einspritzanlage eines Verbrennungsmotors. Mittels eines Piezosensors wird eine Spannung bzw. ein Spannungsverlauf ausgegeben. Aus diesem Verlauf ist ein Rückschluss auf die Kraftstoffeigenschaften möglich. Dies kann entweder durch explizite Zeitpunkte des Öffnens oder Schließens, z. B. durch das Minimum des Druckverlaufs, oder durch den Gradienten des Druckverlaufs charakterisiert werden.The DE 10 2015 219 640 A1 describes a method for determining a pressure of a fuel in an injector of an injection system of an internal combustion engine. A voltage or a voltage curve is output by means of a piezo sensor. From this curve, it is possible to draw conclusions about the fuel properties. This can be done either by explicit times of opening or closing, e.g. B. can be characterized by the minimum of the pressure curve, or by the gradient of the pressure curve.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Erfindungsgemäß werden ein Verfahren zum Bestimmen einer charakteristischen Größe eines Einspritzvorgangs eines Kraftstoffinjektors unter Berücksichtigung einer kraftstoffinjektorindividuellen Kenngröße, ein Verfahren zum Bestimmen einer solchen kraftstoffinjektorindividuellen Kenngröße 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 characteristic quantity of an injection process of a fuel injector taking into account a fuel injector-specific parameter, a method for determining such a fuel-injector-specific parameter and a computing unit and a computer program for its implementation with the features of the independent claims are proposed. Advantageous refinements are the subject matter of the subclaims and the description below.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit Kraftstoffinjektoren wie eingangs erwähnt, die ein Schaltventil mit einem diesem zugeordneten Ventilraum aufweisen und bei denen ein Sensor vorhanden ist, der dafür vorgesehen ist, einen Druck in dem Ventilraum zu erfassen. Als Schaltventil kommt hier z.B. ein Magnetventil in Betracht, denkbar ist aber auch ein Piezo-Ventil, also ein Ventil, das mittels eines Piezo-Aktors geöffnet und geschlossen werden kann.The present invention is concerned with fuel injectors, as mentioned at the outset, which have a switching valve with a valve chamber assigned to it and in which a sensor is present which is provided to detect a pressure in the valve chamber. A solenoid valve, for example, can be used as the switching valve, but a piezo valve, i.e. a valve that can be opened and closed by means of a piezo actuator, is also conceivable.

Bei einem solchen Kraftstoffinjektor erfolgt eine Regelung der Einspritzmenge, wie sie im Rahmen eines Einspritzvorgangs in den Brennraum der Brennkraftmaschine eingebracht wird, anhand des Signals dieses erwähnten Sensors (also z.B. eines NCS). Dazu wird beispielsweise der Verlauf des Drucks im Ventilraum des Schaltventils (während eines Einspritzvorgangs) erfasst bzw. gemessen. Dieser Verlauf kann z.B. mittels eines Algorithmus ausgewertet werden, sodass charakteristische Größen wie zum Beispiel ein Umkehrpunkt der Düsennadel oder (ggf. in Abhängigkeit davon) ein Öffnungszeitpunkt der Düsennadel, ein Schließzeitpunkt der Düsennadel, oder die Einspritzmenge bestimmt werden können. Dies erlaubt z.B. eine Regelung der Einspritzmenge.With such a fuel injector, the injection quantity, as it is introduced into the combustion chamber of the internal combustion engine in the course of an injection process, is carried out on the basis of the signal from this sensor mentioned (e.g. an NCS). For this purpose, for example, the profile of the pressure in the valve chamber of the switching valve (during an injection process) is recorded or measured. This course can be evaluated using an algorithm, for example, so that characteristic variables such as a reversal point of the nozzle needle or (possibly depending on this) an opening time of the nozzle needle, a closing time of the nozzle needle, or the injection quantity can be determined. This allows, for example, a regulation of the injection quantity.

Wie sich gezeigt hat, ist der Verlauf des Drucks in dem Ventilraum während eines Einspritzvorgangs nicht bei jedem Kraftstoffinjektor gleich (auch nicht bei ansonsten gleichen bzw. identischen Ansteuerparametern), sondern unterscheidet sich von Kraftstoffinjektor zu Kraftstoffinjektor. Ein wesentlicher Einflussparameter auf den Verlauf des Drucks ist, wie erkannt wurde, der sog. µ-Wert der Ablaufdrossel (auch als A-Drossel bezeichnet) des Kraftstoffinjektors. Dieser µ-Wert gibt dabei an, ab welchem Gegendruck sich ein Durchfluss der Ablaufdrossel des Kraftstoffinjektors nicht mehr ändert. Hierzu sei erwähnt, dass bei einer regulären Drossel der Durchfluss sich mit steigendem Gegendruck ändert. Bei Kraftstoffinjektoren kommen aber spezielle Ablaufdrosseln zum Einsatz, bei denen sich ab einem bestimmten Gegendruck der Durchfluss nicht mehr ändert. Damit kann grundsätzlich zwar eine besonders genaue Steuerung der Einspritzmenge vorgenommen werden. Allerdings schwankt dieser µ-Wert, der somit eine kraftstoffinjektorindividuelle Kenngröße darstellt, exemplarabhängig.As has been shown, the pressure curve in the valve chamber during an injection process is not the same for every fuel injector (not even with otherwise identical or identical control parameters), but differs from fuel injector to fuel injector. As has been recognized, an essential influencing parameter on the pressure curve is the so-called µ value of the outlet throttle (also referred to as the A throttle) of the fuel injector. This µ-value indicates from which back pressure a flow rate of the outlet throttle of the fuel injector no longer changes. It should be mentioned here that with a regular throttle the flow rate changes with increasing back pressure. In the case of fuel injectors, however, special discharge throttles are used, in which the flow no longer changes above a certain counter pressure. In principle, particularly precise control of the injection quantity can thus be carried out. However, this µ-value, which thus represents a fuel injector-specific parameter, fluctuates depending on the model.

Dies führt dazu, dass der von dem erwähnten Algorithmus oder auch anderweitig ermittelte Umkehrpunkt der Düsennadel oder auch ein anderer charakteristischer Punkt des Verlaufs vom µ-Wert abhängig erscheint, obwohl diese Abhängigkeit in der Realität nicht oder nur gering ausgeprägt vorhanden ist. Im Fahrzeug führt dies jedoch zu einer ungewünschten Streuung der Einspritzmenge.This leads to the fact that the reversal point of the nozzle needle determined by the algorithm mentioned or otherwise determined or also another characteristic point of the curve appears to be dependent on the μ value, although this dependency is not present or is only slightly pronounced in reality. In the vehicle, however, this leads to an undesired spread of the injection quantity.

Vor diesem Hintergrund wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Verfahren vorgeschlagen, mit dem eine kraftstoffinjektorindividuelle Kenngröße eines Kraftstoffinjektors, die einen Einfluss auf einen Druck in einem Ventilraum eines Schaltventils des Kraftstoffinjektors hat, wie insbesondere eine Kenngröße, die angibt, ab welchem Gegendruck sich ein Durchfluss einer Ablaufdrossel des Kraftstoffinjektors nicht mehr ändert, z.B. der erwähnte µ-Wert, bestimmt wird. Hierbei wird mittels eines Sensors, der dafür vorgesehen ist, den Druck in dem Ventilraum zu erfassen (z.B. der erwähnte NCS), ein Verlauf des Drucks in dem Ventilraum während eines Einspritzvorgangs erfasst.Against this background, a method is proposed within the scope of the present invention with which a fuel injector-specific parameter of a fuel injector that has an influence on a pressure in a valve chamber of a switching valve of the fuel injector, such as in particular a parameter that indicates the back pressure from which a flow occurs an outlet throttle of the fuel injector no longer changes, for example the mentioned µ-value is determined. In this case, by means of a sensor which is intended to detect the pressure in the valve chamber (e.g. the aforementioned NCS), a profile of the pressure in the valve chamber during an injection process is recorded.

Basierend auf dem Verlauf werden dann ein erster charakteristischer Zeitpunkt mittels eines ersten Bestimmungsverfahrens und ein zweiter charakteristischer Verlauf mittels eines zweiten Bestimmungsverfahrens ermittelt. Ein solcher charakteristischer Zeitpunkt ergibt sich hierbei aus einem Zeitpunkt, der zu einem bestimmten Wert in dem (zeitlichen) Verlauf bzw. der Kurve gehört.Based on the course, a first characteristic point in time is then determined using a first determination method and a second characteristic course is determined using a second determination method. Such a characteristic point in time results from a point in time which belongs to a specific value in the (time) course or the curve.

Als erstes Bestimmungsverfahren kommt dabei insbesondere ein Gradientenverfahren in Betracht, bei dem ein maximaler Gradient in dem Verlauf bestimmt wird, dessen Zeitpunkt als der erste Zeitpunkt verwendet wird. Als zweites Bestimmungsverfahren kommt insbesondere ein Hochpunktverfahren in Betracht, bei dem ein maximaler Wert in dem Verlauf bestimmt wird, dessen Zeitpunkt als der zweite Zeitpunkt verwendet wird.A gradient method in which a maximum gradient is determined in the course, the point in time of which is used as the first point in time, comes into consideration as the first determination method. A high point method in particular comes into consideration as the second determination method, in which a maximum value is determined in the course whose point in time is used as the second point in time.

Die kraftstoffinjektorindividuelle Kenngröße wird dann basierend auf einer Zeitdifferenz zwischen dem ersten charakteristischen Zeitpunkt und dem zweiten charakteristischen Zeitpunkt bestimmt. Wie sich herausgestellt hat, beeinflusst eine solche kraftstoffinjektorindividuelle Kenngröße wie insbesondere der erwähnte µ-Wert nämlich den Verlauf derart, dass sich die mit den unterschiedlichen Verfahren bestimmten Zeitpunkte nicht gleichmäßig (zumindest nicht absolut gesehen) verschieben. Insbesondere bedeutet ein größerer µ-Wert eine größere Zeitdifferenz und umgekehrt. Durch Vergleich mit Daten aus z.B. Testmessungen kann so die kraftstoffinjektorindividuelle Kenngröße bzw. der µ-Wert bestimmt oder berechnet werden.The fuel injector-specific parameter is then determined based on a time difference between the first characteristic point in time and the second characteristic point in time. As has been found, such a fuel injector-specific parameter such as the aforementioned μ-value in particular influences the course in such a way that the points in time determined with the different methods do not shift uniformly (at least not in absolute terms). In particular, a larger μ value means a larger time difference and vice versa. By comparison with data from e.g. test measurements, the fuel injector-specific parameter or the µ-value can be determined or calculated.

Die absoluten Zeitpunkte hingegen, die mit den einzelnen Verfahren ermittelt werden, sind für sich nicht ausreichend, um auf den µ-Wert zu schließen, da auch andere Einflüsse des Kraftstoffinjektors eine Verschiebung bewirken.The absolute points in time, on the other hand, which are determined with the individual methods, are not sufficient in themselves to infer the μ value, since other influences of the fuel injector also cause a shift.

Der Verlauf wird dann bevorzugt unter Verwendung der kraftstoffinjektorindividuellen Kenngröße korrigiert, und es wird basierend auf dem korrigierten Verlauf eine charakteristische Größe des Einspritzvorgangs des Kraftstoffinjektors bestimmt, wie sie vorstehend schon erwähnt wurde.The course is then preferably corrected using the fuel injector-specific characteristic variable, and a characteristic variable of the injection process of the fuel injector is determined based on the corrected course, as was already mentioned above.

Auf diese Weise kann also nicht nur eine solche kraftstoffinjektorindividuelle Kenngröße bzw. der µ-Wert bestimmt werden, sondern damit auch eine genauere Bestimmung der erwähnten charakteristischen Größe ermöglicht werden, was eine genauere Zumessung von Kraftstoff erlaubt. Somit kann eine Ansteuerdauer des Kraftstoffinjektors in Abhängigkeit von der bestimmten charakteristischen Größe bzw. letztlich in Abhängigkeit von der kraftstoffinjektorindividuellen Kenngröße bzw. dem µ-Wert vorgegeben werden, um die tatsächliche Einspritzmenge genauer zu regeln.In this way, not only such a fuel injector-specific parameter or the μ-value can be determined, but also a more precise determination of the characteristic variable mentioned, which allows a more precise metering of fuel. A control duration of the fuel injector can thus be specified as a function of the specific characteristic variable or, ultimately, as a function of the fuel injector-specific characteristic variable or the μ value, in order to regulate the actual injection quantity more precisely.

Diese erwähnte Korrektur des Verlaufs des Drucks während des Einspritzvorgangs kann nicht nur mit dem ggf. zuvor (direkt) ermittelten Wert der kraftstoffinjektorindividuellen Kenngröße erfolgen, sondern ebenso, wenn diese anderweitig bekannt ist, z.B. wenn diese aus einer Fertigung bzw. Herstellung des Kraftstoffinjektors bekannt ist, dort z.B. gemessen oder anderweitig bestimmt wurde.This mentioned correction of the course of the pressure during the injection process can be made not only with the possibly previously (directly) determined value of the fuel injector-specific parameter, but also if this is known otherwise, e.g. if it is known from a manufacture or manufacture of the fuel injector , was measured or otherwise determined there, for example.

Gegenstand der Erfindung ist daher auch ein Verfahren zum Bestimmen einer charakteristischen Größe eines Einspritzvorgangs des Kraftstoffinjektors einer Brennkraftmaschine, bei dem mittels eines Sensors, der dafür vorgesehen ist, einen Druck in einem Ventilraum eines Schaltventils des Kraftstoffinjektors zu erfassen, ein Verlauf des Drucks in dem Ventilraum während eines Einspritzvorgangs erfasst wird, wobei der Verlauf unter Verwendung einer kraftstoffinjektorindividuellen Kenngröße, die einen Einfluss auf den Druck im Ventilraum hat, korrigiert wird, und wobei die charakteristische Größe basierend auf dem korrigierten Verlauf bestimmt wird.The invention therefore also relates to a method for determining a characteristic variable of an injection process Fuel injector of an internal combustion engine, in which a sensor, which is provided to detect a pressure in a valve chamber of a switching valve of the fuel injector, a profile of the pressure in the valve chamber during an injection process is detected, the profile using a fuel injector-specific parameter that has an influence on the pressure in the valve chamber, is corrected, and wherein the characteristic variable is determined based on the corrected course.

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

Auch die Implementierung eines erfindungsgemäßen Verfahrens in Form eines Computerprogramms oder Computerprogrammprodukts 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 or computer program product with program code for performing all method steps is advantageous, since this causes particularly low costs, in particular if an executing control device is also used for other tasks and is therefore available anyway. Suitable data carriers for providing the computer program are, in particular, magnetic, optical and electrical memories, such as hard drives, flash memories, EEPROMs, DVDs, etc. A program can also be downloaded via computer networks (Internet, intranet, etc.).

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.Further advantages and embodiments of the invention emerge from the description and the accompanying drawing.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.The invention is shown schematically in the drawing using an exemplary embodiment and is described below with reference to the drawing.

FigurenlisteFigure list

  • 1 zeigt schematisch eine Brennkraftmaschine mit Common-Rail-System, die zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist. 1 shows schematically an internal combustion engine with a common rail system, which is suitable for carrying out a method according to the invention.
  • 2 zeigt schematisch ein Schaltventil eines Kraftstoffinjektors, bei dem ein erfindungsgemäßes Verfahren durchführbar ist. 2 shows schematically a switching valve of a fuel injector in which a method according to the invention can be carried out.
  • 3 zeigt Verläufe eines Drucks im Ventilraum, wie sie im Rahmen eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer bevorzugten Ausführungsform auftreten können. 3 shows pressure curves in the valve chamber as they can occur in a preferred embodiment within the scope of a method according to the invention.
  • 4 zeigt eine Korrekturkennlinie, wie sie im Rahmen eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer bevorzugten Ausführungsform verwendet werden kann. 4th shows a correction characteristic as it can be used in a preferred embodiment within the scope of a method according to the invention.

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

In 1 ist schematisch eine Brennkraftmaschine 160 gezeigt, die zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist. Beispielhaft umfasst die Brennkraftmaschine 160 drei Brennräume bzw. zugehörige Zylinder 165. Jedem Brennraum 165 ist ein Kraftstoffinjektor 170 mit einem Schaltventil 100 zugeordnet, welcher wiederum jeweils an einen Hochdruckspeicher 175, ein sog. Rail, angeschlossen ist und über welchen er mit Kraftstoff versorgt wird. Es versteht sich, dass ein erfindungsgemäßes Verfahren auch bei einer Brennkraftmaschine mit einer beliebigen anderen Anzahl an Zylindern, bspw. eins, zwei, vier, fünf, sechs, acht, zehn oder zwölf Zylinder, durchgeführt werden kann.In 1 is schematically an internal combustion engine 160 shown, which is suitable for carrying out a method according to the invention. The internal combustion engine includes, for example 160 three combustion chambers or associated cylinders 165 . Every combustion chamber 165 is a fuel injector 170 with a switching valve 100 assigned, which in turn each to a high-pressure accumulator 175 , a so-called rail, is connected and via which it is supplied with fuel. It goes without saying that a method according to the invention can also be carried out in an internal combustion engine with any other number of cylinders, for example one, two, four, five, six, eight, ten or twelve cylinders.

Weiter wird der Hochdruckspeicher 175 über eine Hochdruckpumpe 161 mit Kraftstoff aus einem Kraftstofftank 195 gespeist. Die Hochdruckpumpe 161 ist mit der Brennkraftmaschine 160 gekoppelt, und zwar beispielsweise derart, dass die Hochdruckpumpe über eine Kurbelwelle der Brennkraftmaschine, bzw. über eine Nockenwelle, welche wiederum mit der Kurbelwelle gekoppelt ist, angetrieben wird.Next is the high pressure accumulator 175 via a high pressure pump 161 with fuel from a fuel tank 195 fed. The high pressure pump 161 is with the internal combustion engine 160 coupled, for example in such a way that the high-pressure pump is driven via a crankshaft of the internal combustion engine, or via a camshaft, which in turn is coupled to the crankshaft.

Eine Ansteuerung der Kraftstoffinjektoren 170 zum Zumessen bzw. Einspritzen von Kraftstoff in die jeweiligen Brennräume 165 erfolgt über eine als Motorsteuergerät 180 ausgebildete Recheneinheit. Der Übersichtlichkeit halber ist nur die Verbindung vom Motorsteuergerät 180 zu einem Kraftstoffinjektor 170 dargestellt, es versteht sich jedoch, dass jeder Kraftstoffinjektor 170 an das Motorsteuergerät entsprechend angeschlossen ist. Jeder Kraftstoffinjektor 170 kann dabei spezifisch angesteuert werden. Ferner ist das Motorsteuergerät 180 beispielsweise dazu eingerichtet, den Kraftstoffdruck in dem Hochdruckspeicher 175 mittels eines Drucksensors 190 zu erfassen.A control of the fuel injectors 170 for metering or injecting fuel into the respective combustion chambers 165 takes place via an engine control unit 180 trained computing unit. For the sake of clarity, only the connection from the engine control unit is shown 180 to a fuel injector 170 however, it should be understood that any fuel injector 170 is connected to the engine control unit accordingly. Any fuel injector 170 can be specifically controlled. Furthermore, the engine control unit is 180 set up, for example, the fuel pressure in the high-pressure accumulator 175 by means of a pressure sensor 190 capture.

In 2 ist schematisch ein beispielhaft als Magnetventil ausgebildetes (druckausgeglichenes) Schaltventil bzw. Servo-Ventil eines Kraftstoffinjektors 170 gezeigt, der hier nur teilweise angedeutet ist und bei dem ein erfindungsgemäßes Verfahren durchführbar ist. Das Schaltventil 100 weist einen Elektromagneten 110 mit einer Magnetspule 111 auf, die beispielsweise ringförmig ausgebildet sein kann. Bei Anlegen einer Spannung, beispielsweise durch eine ausführende Recheneinheit 180, fließt in der Magnetspule 111 ein Strom I.In 2 is a schematic of a (pressure-compensated) switching valve or servo valve of a fuel injector designed as a solenoid valve 170 shown, which is only partially indicated here and in which a method according to the invention can be carried out. The switching valve 100 has an electromagnet 110 with a solenoid 111 on, which can be formed, for example, ring-shaped. When a voltage is applied, for example by an executing computing unit 180 , flows in the solenoid 111 a stream I.

Weiterhin ist ein Magnetanker 120 vorgesehen, mit dem eine Durchfluss- und Ablauföffnung 150 des Schaltventils 100 verschlossen bzw. freigegeben werden kann. Weiterhin ist eine Feder 130 vorgesehen, die an dem Magnetanker 120 angreift und ohne Bestromung der Magnetspule 111 und somit ohne Magnetkraft den Anker 120 in bzw. gegen die Durchlassöffnung 150 drückt und diese verschließt. Die Feder 130 kann an ihrer dem Magnetanker abgewandten Seite an einer geeigneten (hier nicht gezeigten) Komponente des Schaltventils 100 in Anschlag sein.There is also a magnet armature 120 provided with a flow and drain opening 150 of the switching valve 100 can be closed or released. There is also a spring 130 provided on the armature 120 attacks and without energizing the solenoid 111 and thus the armature without magnetic force 120 in or against the Passage opening 150 presses and closes it. The feather 130 can on its side facing away from the armature on a suitable component (not shown here) of the switching valve 100 be ready.

Bei Bestromung der Magnetspule 111 wird eine Magnetkraft aufgebaut und der Magnetanker 120 wird gegen die Federkraft der Feder 130 angehoben und in Richtung der Magnetspule 111 bzw. des Elektromagneten 110 gezogen. Die Durchlassöffnung 150 wird dabei freigegeben. Bei entsprechender Bestromung der Magnetspule kann der Magnetanker 120 bis zum Anschlag an einem an dem Elektromagneten 110 angeordneten Einstellring 115 angehoben werden.When the solenoid is energized 111 a magnetic force is built up and the magnet armature 120 is against the spring force of the spring 130 raised and towards the solenoid 111 or the electromagnet 110 drawn. The passage opening 150 is released. When the magnet coil is supplied with current, the magnet armature 120 up to the stop on one of the electromagnet 110 arranged adjusting ring 115 be raised.

Kraftstoff, der sich in einem Ventilraum 140 und einem damit verbundenen Steuerraum 142 des Kraftstoffinjektors befindet und zunächst aufgrund eines hohen Drucks auf eine Düsennadel 145 drückt und diese in einen Sitz drückt und so eine Einspritzung von Kraftstoff verhindert, kann bei Freigabe der Durchflussöffnung 150 in den Rücklauf 155 abfließen und beispielsweise einem Kraftstofftank zugeführt werden. Damit dient die Durchflussöffnung 150 als Ablauföffnung. Bei entsprechenden Druckverhältnissen und entsprechender Menge an Kraftstoff, die in den Rücklauf geführt wird, kann die Düsennadel 145 angehoben werden, zumal durch eine Zulauföffnung 148 weniger Kraftstoff nachgeführt wird, als durch die Ablauföffnung 150 abgeführt wird. Somit bildet die Durchfluss- bzw. Ablauföffnung 150 zugleich eine Ablaufdrossel.Fuel that is in a valve chamber 140 and an associated control room 142 of the fuel injector and initially due to high pressure on a nozzle needle 145 presses and presses this into a seat and thus prevents an injection of fuel, when the flow opening is opened 150 in the return 155 drain and be fed, for example, to a fuel tank. This is what the flow opening is used for 150 as a drain opening. With the appropriate pressure conditions and a corresponding amount of fuel that is fed into the return, the nozzle needle 145 be raised, especially through an inlet opening 148 less fuel is fed in than through the drain opening 150 is discharged. This forms the throughflow or drainage opening 150 at the same time an outlet throttle.

Mittels eines Sensors 141, eines sog. NC-Sensors, beispielsweise in Form eines Piezo-Elements, können Druckänderungen in dem Ventilraum 140 erfasst werden. Hierzu ist der Sensor 141 am Ende eines Bolzens 123, der durch den Magnetanker 120 hindurch führt, angeordnet. Über den Bolzen 123 wirken sich Druckänderungen auf den Sensor 141 aus. Der Sensor 141 sitzt dabei in einer Halteplatte 146 des Ablaufs bzw. einem Gehäuseteil.Using a sensor 141 , a so-called. NC sensor, for example in the form of a piezo element, pressure changes in the valve chamber 140 are recorded. This is what the sensor is for 141 at the end of a bolt 123 by the armature 120 leads through, arranged. About the bolt 123 changes in pressure affect the sensor 141 out. The sensor 141 sits in a holding plate 146 the drain or a housing part.

In 3 sind Verläufe eines Drucks p im Ventilraum über einer Zeit t dargestellt, wie sie im Rahmen eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer bevorzugten Ausführungsform auftreten können. Mit V1 ist dabei ein Verlauf mit kleinem µ-Wert als eine kraftstoffinjektorindividuelle Kenngröße eines Kraftstoffinjektors einer Brennkraftmaschine, die einen Einfluss auf den Druck in einem Ventilraum des Schaltventils des Kraftstoffinjektors hat, dargestellt, mit V2 hingegen ein Verlauf mit höherem µ-Wert. Hierzu sei angemerkt, dass hierbei lediglich beispielhaft zwei Verläufe für verschiedene µ-Werte dargestellt sind, wobei es auf die absoluten Werte hier nicht ankommt.In 3 curves of a pressure p in the valve chamber over a time t are shown, as they can occur in a preferred embodiment within the scope of a method according to the invention. V 1 shows a curve with a small μ value as a fuel injector-specific parameter of a fuel injector of an internal combustion engine, which has an influence on the pressure in a valve chamber of the switching valve of the fuel injector, while V 2 shows a curve with a higher μ value. It should be noted in this regard that two curves for different μ values are shown here only by way of example, with the absolute values not being important here.

Weiterhin sind für jeden der zwei Verläufe jeweils zwei charakteristische Zeitpunkt t11 und t12 für den Verlauf V1 und t21 und t22 für den Verlauf V2 gezeigt. Die Zeitpunkte t11 und t21 werden dabei mittels eines Gradientenverfahrens bestimmt, bei dem ein maximaler Gradient in dem Verlauf bestimmt wird. Die Zeitpunkte t12 und t22 werden mittels eines Hochpunktverfahrens bestimmt, bei dem ein maximaler Wert in dem Verlauf bestimmt wird (bei dem maximalen Wert muss es sich nicht um ein globales Maximum handeln, vielmehr kann es sich auch um ein lokales Maximum handeln).Furthermore, two characteristic times t 11 and t 12 for the course V 1 and t 21 and t 22 for the course V 2 are shown for each of the two courses. The times t 11 and t 21 are determined by means of a gradient method in which a maximum gradient is determined in the course. The times t 12 and t 22 are determined by means of a high point method in which a maximum value is determined in the course (the maximum value does not have to be a global maximum, it can also be a local maximum).

Die Differenz der beiden zu einem Verlauf gehörigen Zeitpunkte unterscheidet sich dabei je nach µ-Wert. Wie an den beiden beispielhaften Verläufen V1 und V2 zu sehen ist, ergibt sich für einen größeren µ-Wert eine größere Zeitdifferenz Δt2 als für den kleineren µ-Wert mit Δt1.The difference between the two points in time belonging to a course differs depending on the µ value. As can be seen from the two exemplary curves V 1 and V 2 , a greater time difference Δt 2 results for a larger μ value than for the smaller μ value with Δt 1 .

Bei der Anwendung des vorgeschlagenen Verfahrens wird der tatsächliche Verlauf ermittelt, von dem dann die beiden Zeitpunkte bestimmt werden. Aus der sich daraus ergebenden Zeitdifferenz wiederum kann dann, z.B. durch Vergleich mit Referenzverläufen oder Werten, ggf. auch aus einer Tabelle oder einem Kennfeld oder dergleichen, der µ-Wert für den betreffenden Kraftstoffinjektor bestimmt werden.When using the proposed method, the actual course is determined, from which the two points in time are then determined. From the resulting time difference, the µ-value for the relevant fuel injector can then be determined, e.g. by comparison with reference curves or values, possibly also from a table or a characteristic diagram or the like.

In 4 ist beispielhaft eine Korrekturkennlinie dargestellt, wie sie im Rahmen eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer bevorzugten Ausführungsform verwendet werden kann. Hierzu ist ein Korrekturwert K über dem µ-Wert µ aufgetragen (jeweils in beliebigen Einheiten, die Darstellung dient lediglich der Erläuterung).In 4th a correction characteristic curve is shown by way of example, as can be used in a preferred embodiment within the scope of a method according to the invention. For this purpose, a correction value K is plotted over the µ-value µ (in each case in any units, the illustration is only for explanation).

Je nach µ-Wert kann z.B. mit dem zugehörigen Korrekturwert K der mittels des Sensors erfasste Verlauf des Drucks im Ventilraum korrigiert werden. Auf diese Weise kann ein Verlauf des Drucks erhalten werden, wie er sich für einen bestimmten, z.B. genormten µ-Wert ergibt, sodass die daraus zu bestimmenden charakteristischen Größen für den Einspritzvorgang gleichartig ermittelt werden können. Ist der µ-Wert eines Injektors bekannt, kann somit letztlich die Ansteuerdauer und damit die Einspritzmenge entsprechend korrigiert werden.Depending on the µ value, for example, the associated correction value K can be used to correct the pressure curve in the valve chamber recorded by the sensor. In this way, a pressure curve can be obtained as it results for a certain, e.g. standardized µ-value, so that the characteristic values to be determined for the injection process can be determined in the same way. If the µ-value of an injector is known, the activation duration and thus the injection quantity can ultimately be corrected accordingly.

Rein beispielhaft sei erwähnt, dass auf diese Weise z.B. aus dem in 3 gezeigten Verlauf V2 - durch Korrektur mit dem dem µ-Wert für V2 entsprechenden Korrekturwert - der Verlauf V1 erhalten werden könnte, sofern der Verlauf V1 einem solchen bestimmten bzw. genormten µ-Wert entspricht. Es versteht sich, dass sich eine Korrektur nicht nur durch einen (einfachen) Korrekturwert ergeben kann, denkbar ist, z.B. je nach Situation und geforderter bzw. gewünschten Genauigkeit, auch eine Korrekturtabelle oder ähnliches.Purely by way of example it should be mentioned that in this way, for example, from the in 3 The curve V 2 shown - by correction with the correction value corresponding to the μ-value for V 2 - the curve V 1 could be obtained, provided that the curve V 1 corresponds to such a specific or standardized μ-value. It goes without saying that a correction can result not only from a (simple) correction value, is conceivable, for example, depending on the situation and the required or desired accuracy, also a correction table or the like.

Claims (11)

Verfahren zum Bestimmen einer kraftstoffinjektorindividuellen Kenngröße (µ) eines Kraftstoffinjektors (170) einer Brennkraftmaschine (160), die einen Einfluss auf einen Druck (p) in einem Ventilraum (140) eines Schaltventils (100) des Kraftstoffinjektors (170) hat, wobei mittels eines Sensors (141), der dafür vorgesehen ist, den Druck (p) in dem Ventilraum (140) zu erfassen, ein Verlauf (V1, V2) des Drucks in dem Ventilraum während eines Einspritzvorgangs erfasst wird, wobei basierend auf dem Verlauf (V1, V2) ein erster charakteristischer Zeitpunkt (t11, t21) mittels eines ersten Bestimmungsverfahrens und ein zweiter charakteristischer Zeitpunkt (t12, t22) mittels eines zweiten Bestimmungsverfahrens ermittelt werden, und wobei die kraftstoffinjektorindividuelle Kenngröße (µ) basierend auf einer Zeitdifferenz (Δt1 Δt2) zwischen dem ersten charakteristischen Zeitpunkt (t11, t12) und dem zweiten charakteristischen Zeitpunkt (t21, t22) bestimmt wird.Method for determining a fuel injector-specific parameter (μ) of a fuel injector (170) of an internal combustion engine (160), which has an influence on a pressure (p) in a valve chamber (140) of a switching valve (100) of the fuel injector (170) Sensor (141), which is provided to detect the pressure (p) in the valve chamber (140), a curve (V 1 , V 2 ) of the pressure in the valve chamber is recorded during an injection process, based on the curve ( V 1 , V 2 ) a first characteristic point in time (t 11 , t 21 ) can be determined using a first determination method and a second characteristic point in time (t 12 , t 22 ) using a second determination method, and the fuel injector-specific parameter (μ) based on a time difference (Δt 1 Δt 2 ) between the first characteristic point in time (t 11 , t 12 ) and the second characteristic point in time (t 21 , t 22 ) is determined. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die kraftstoffinjektorindividuelle Kenngröße (µ) angibt, ab welchem Gegendruck sich ein Durchfluss einer Ablaufdrossel (150) des Kraftstoffinjektors (170) nicht mehr ändert.Procedure according to Claim 1 , in which the fuel injector-specific parameter (µ) indicates the back pressure from which a flow through an outlet throttle (150) of the fuel injector (170) no longer changes. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei als erstes Bestimmungsverfahren ein Gradientenverfahren verwendet wird, bei dem ein maximaler Gradient in dem Verlauf (V1, V2) bestimmt wird, dessen Zeitpunkt als der erste Zeitpunkt (t11, t21) verwendet wird.Procedure according to Claim 1 or 2 , wherein a gradient method is used as the first determination method, in which a maximum gradient is determined in the course (V 1 , V 2 ), the point in time of which is used as the first point in time (t 11 , t 21 ). Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei als zweites Bestimmungsverfahren ein Hochpunktverfahren verwendet wird, bei dem ein maximaler Wert in dem Verlauf (V1, V2) bestimmt wird, dessen Zeitpunkt als der zweite Zeitpunkt (t12, t22) verwendet wird.Method according to one of the preceding claims, wherein a high point method is used as the second determination method, in which a maximum value is determined in the course (V 1 , V 2 ), the time of which is used as the second time (t 12 , t 22 ). Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Verlauf (V1, V2) unter Verwendung der kraftstoffinjektorindividuellen Kenngröße (µ) korrigiert wird, und wobei basierend auf dem korrigierten Verlauf eine charakteristische Größe des Einspritzvorgangs des Kraftstoffinjektors (170) bestimmt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the course (V 1 , V 2 ) is corrected using the fuel injector-specific parameter (µ), and a characteristic variable of the injection process of the fuel injector (170) is determined based on the corrected course. Verfahren zum Bestimmen einer charakteristischen Größe eines Einspritzvorgangs eines Kraftstoffinjektors (170) einer Brennkraftmaschine (160), wobei mittels eines Sensors (141), der dafür vorgesehen ist, einen Druck (p) in einem Ventilraum (140) eines Schaltventils (100) des Kraftstoffinjektors (170) zu erfassen, ein Verlauf (V1, V2) des Drucks (p) in dem Ventilraum (140) während eines Einspritzvorgangs erfasst wird, wobei der Verlauf (V1, V2) unter Verwendung einer kraftstoffinjektorindividuellen Kenngröße (µ), die einen Einfluss auf den Druck (p) im Ventilraum (140) hat, korrigiert wird, und wobei die charakteristische Größe basierend auf dem korrigierten Verlauf bestimmt wird, und die kraftstoffinjektorindividuelle Kenngröße (µ) angibt, ab welchem Gegendruck sich ein Durchfluss einer Ablaufdrossel (150) des Kraftstoffinjektors (170) nicht mehr ändert.Method for determining a characteristic variable of an injection process of a fuel injector (170) of an internal combustion engine (160), a pressure (p) in a valve chamber (140) of a switching valve (100) of the fuel injector by means of a sensor (141) provided for this purpose (170) to detect a course (V 1 , V 2 ) of the pressure (p) in the valve chamber (140) during an injection process, the course (V 1 , V 2 ) using a fuel injector-specific parameter (µ) , which has an influence on the pressure (p) in the valve chamber (140), is corrected, and the characteristic variable is determined based on the corrected curve, and the fuel injector-specific parameter (µ) indicates the back pressure from which a flow through an outlet throttle occurs (150) of the fuel injector (170) no longer changes. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei als die charakteristische Größe des Einspritzvorgangs des Kraftstoffinjektors (170) ein Öffnungszeitpunkt einer Düsennadel des Kraftstoffinjektors, ein Schließzeitpunkt einer Düsennadel des Kraftstoffinjektors oder eine Einspritzmenge des Einspritzvorgangs bestimmt wird.Method according to one of the Claims 5 or 6th , wherein an opening time of a nozzle needle of the fuel injector, a closing time of a nozzle needle of the fuel injector or an injection quantity of the injection process is determined as the characteristic variable of the injection process of the fuel injector (170). Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei eine Ansteuerdauer des Kraftstoffinjektors in Abhängigkeit von der bestimmten charakteristischen Größe des Einspritzvorgangs des Kraftstoffinjektors (170) vorgegeben wird.Method according to one of the Claims 5 to 7th , wherein an activation duration of the fuel injector is specified as a function of the determined characteristic variable of the injection process of the fuel injector (170). Recheneinheit (180), die dazu eingerichtet ist, alle Verfahrensschritte eines Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche durchzuführen.Computing unit (180) which is set up to carry out all method steps of a method according to one of the preceding claims. Computerprogramm, das eine Recheneinheit (180) dazu veranlasst, alle Verfahrensschritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 durchzuführen, wenn es auf der Recheneinheit (180) ausgeführt wird.Computer program that causes a computing unit (180) to perform all method steps of a method according to one of the Claims 1 to 8th perform when it is executed on the computing unit (180). Maschinenlesbares Speichermedium mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm nach Anspruch 10.Machine-readable storage medium with a computer program stored thereon Claim 10 .
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