DE102022211245A1

DE102022211245A1 - Verfahren zum Ermitteln eines oder mehrerer charakteristischer Zeitpunkte einer Kraftstoffeinspritzung

Info

Publication number: DE102022211245A1
Application number: DE102022211245.8A
Authority: DE
Inventors: Florian Moesenbichler; Thibault Jean Roger Henrion
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2022-10-24
Filing date: 2022-10-24
Publication date: 2024-04-25

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln eines oder mehrerer charakteristischer Zeitpunkte (NOS, NOE, NCS, NCE) einer mittels eines Kraftstoffinjektors eines Verbrennungsmotors durchgeführten Kraftstoffeinspritzung sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Signal (S) von einem Sensor (36) zur Erfassung von Kraftstoffdruckänderungen für eine Einspritzung des Kraftstoffinjektors empfangen und mit dem Verfahren entsprechend ausgewertet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln eines oder mehrerer charakteristischer Zeitpunkte einer mittels eines Kraftstoffinjektors eines Verbrennungsmotors durchgeführten Kraftstoffeinspritzung sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung.
Hintergrund der Erfindung
Moderne Verbrennungsmotoren verfügen über Kraftstoffinjektoren, mit denen Kraftstoff gezielt in Brennräume eingebracht werden kann. Für eine genaue Steuerung sowie die Einhaltung von Emissions- und Leistungsanforderungen eines Verbrennungsmotors ist eine genaue Zumessung der Kraftstoffeinspritzmenge notwendig. Die Kraftstoffinjektoren weisen jedoch Bauteiltoleranzen auf und sind zudem Verschleiß unterworfen, woraus Toleranzen in der Einspritzmenge sowohl zwischen unterschiedlichen Injektoren als auch an einem einzelnen Injektor im Laufe seiner Betriebsdauer resultieren. Daher ist es vorteilhaft, charakteristische Zeitpunkte der Einspritzvorgänge, insbesondere ein Öffnen und Schließen einer Düsennadel der Kraftstoffinjektoren möglichst genau zu erfassen, um daraus die tatsächlich eingespritzte Kraftstoffmenge zu ermitteln.
Wird der Kraftstoff mit hohem Druck in die Brennräume des Verbrennungsmotors eingebracht, können Kraftstoffinjektoren zum Einsatz kommen, deren Düsennadel servo-hydraulisch, d.h. über einen Kraftstoffdruck in einem Steuerraum des Kraftstoffinjektors, gesteuert wird. In diesem Fall besteht ein zeitlicher Verzug zwischen einer elektrischen Ansteuerung und der Bewegung der Düsennadel des Kraftstoffinjektors, so dass elektrische Ansteuergrößen, wie z.B. ein Ansteuerstrom und/oder eine Ansteuerspannung nicht direkt zur Bestimmung des Öffnens und Schließens der Düsennadel herangezogen werden können. Daher können bei solchen Kraftstoffinjektoren zusätzliche Sensoren, die beispielsweise den Kraftstoffdruck in dem Steuerraum des Kraftstoffinjektors erfassen, verwendet werden.
DE 10 2021 203 572 A1 zeigt beispielsweise einen servo-hydraulisch betätigten Kraftstoffinjektor, in dem eine Druckkammer ausgebildet ist, die mit dem Steuerraum des Injektors hydraulisch verbunden ist. Die Druckkammer ist durch eine Membran flüssigkeitsdicht abgeschlossen, und oberhalb der Membran ist ein Drucksensor angeordnet, der dazu eingerichtet ist, den Druck in der Druckkammer zu messen.
Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß werden ein Verfahren zum Ermitteln eines oder mehrerer charakteristischer Zeitpunkte einer mittels eines Kraftstoffinjektors eines Verbrennungsmotors durchgeführten Kraftstoffeinspritzung 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.
Als Kraftstoffinjektoren kommen dabei insbesondere Servo-Kraftstoffinjektoren bzw. Kraftstoffinjektoren mit Schaltventil in Frage, da bei diesen eine direkte Bestimmung der charakteristischen Zeitpunkte aus ihren elektrischen Ansteuergrö-ßen nicht möglich ist. Insbesondere ist das Verfahren für einen Kraftstoffinjektor gemäß DE 10 2021 203 572 A1 geeignet.
In dem Kraftstoffinjektor ist ein Sensor zur Erfassung von Kraftstoffdruckänderungen angeordnet. Der Sensor ist bevorzugt derart in dem Kraftstoffinjektor angeordnet, dass er einen Druck in einem Steuerraum des Kraftstoffinjektors erfassen kann. Bei dem Sensor kann es sich bevorzugt um einen piezo-elektrischen Sensor handeln, dessen Signal an eine Recheneinheit, die bevorzugt das Motorsteuergerät sein kann, gesendet wird. Zur Durchführung der Kraftstoffeinspritzung empfängt der Kraftstoffinjektor ein Ansteuersignal, das einen Ansteuerbeginn (SOE - Start of Energizing) und ein Ansteuerende (EOE - End of Energizing) umfasst. Insbesondere kann der Kraftstoffinjektor das Ansteuersignal von einer Recheneinheit empfangen, die bevorzugt das Motorsteuergerät sein kann.
Als charakteristische Zeitpunkte einer Kraftstoffeinspritzung sind dabei Zeitpunkte während des Öffnungs- und Schließvorgangs des Kraftstoffinjektors (bzw. dessen Düsennadel) zu verstehen. Insbesondere stellen ein Nadelöffnungsbeginn, an dem sich die Düsennadel aus einem Düsennadelsitz bewegt (Needle Opening Start - NOS), ein Nadelöffnungsende, an dem die Düsennadel einen oberen Düsennadelanschlag erreicht (Needle Opening End - NOE), ein Nadelschließbeginn, an dem sich die Düsennadel von dem oberen Düsennadelanschlag wegbewegt (Needle Closing Start - NCS) und ein Nadelschließende, an dem die Düsennadel den Düsennadelsitz wieder erreicht (Needle Closing End - NCE), charakteristische Zeitpunkte dar.
Eine Analyse des Sensorsignals im Hinblick auf einen oder mehrere der oben genannten charakteristischen Zeitpunkte ermöglicht einen direkten Rückschluss auf das tatsächliche Verhalten der Düsennadel und damit auf die tatsächlich in den Brennraum des Verbrennungsmotors eingebrachte Kraftstoffmenge. Die Analyse kann dabei bevorzugt im gesamten Betriebsbereich des Motors, d.h. bei verschiedenen Kraftstoffdrücken und Ansteuerdauern des Kraftstoffinjektors, unter unterschiedlichen äußeren Randbedingungen (Signalstörungen, veränderliche Übergangswiderstände) durchgeführt werden.
Im Einzelnen wird ein Signal von dem Sensor zur Erfassung von Kraftstoffdruckänderungen für eine Einspritzung des Kraftstoffinjektors empfangen. Mit anderen Worten wird von dem Sensor ein Signal empfangen, das eine Druckänderung in dem Kraftstoffinjektor, bevorzugt in dem Steuerraum des Kraftstoffinjektors, während einer Zeitdauer einer Einspritzung repräsentiert/widerspiegelt (Steuerraumdrucksignal).
Das empfangene Signal wird nachfolgend mit einem ersten Filter und einem zweiten Filter gefiltert, wobei der zweite Filter eine andere Filtercharakteristik (insbesondere eine größerer Filterbreite) als der erste Filter aufweist. Dies bedeutet, dass das mit dem zweiten Filter gefilterte Signal (zweites gefiltertes Signal) anders (insbesondere stärker) gefiltert wird als das mit dem ersten Filter gefilterte Signal (erstes gefiltertes Signal). Insbesondere wird das empfangene Signal in einem vorbestimmten Zeitintervall von einem Ansteuerbeginn bis zu einem vorbestimmten Zeitpunkt nach dem Ansteuerbeginn mit dem ersten und zweiten Filter gefiltert.
Nachfolgend wird ein Differenzsignal durch Subtrahieren des ersten gefilterten Signals von dem zweiten gefilterten Signal gebildet. Weiterhin wird wenigstens ein charakteristischer Zeitpunkt in dem empfangenen Signal und/oder dem zweiten gefilterten Signal und/oder dem Differenzsignal ermittelt.
Basierend auf einem lokalen Maximum des Differenzsignals wird in einem Ausführungsbeispiel ein erster charakteristischer Zeitpunkt ermittelt. Insbesondere kann es sich bei dem ersten charakteristischen Zeitpunkt um den Nadelöffnungsbeginn, an dem sich die Düsennadel aus dem Düsennadelsitz bewegt handeln.
In einem Ausführungsbeispiel wird ein zweiter charakteristischer Zeitpunkt basierend auf einem lokalen Maximum der ersten Ableitung des zweiten gefilterten Signals ermittelt. Dabei kann der zweite charakteristische Zeitpunkt vorzugsweise das Nadelschließende sein, an dem die Düsennadel den Düsennadelsitz wieder erreicht.
In einem Ausführungsbeispiel wird ein dritter charakteristischer Zeitpunkt basierend auf einem lokalen Maximum des empfangenen Signals ermittelt. Bevorzugt kann es sich bei dem dritten charakteristischen Zeitpunkt um den Nadelschließbeginn, an dem sich die Düsennadel wieder von dem oberen Düsennadelanschlag wegbewegt, handeln.
In einem Ausführungsbeispiel wird ein vierter charakteristischer Zeitpunkt basierend auf einem Minimum der zweiten Ableitung des empfangenen Signals ermittelt. Bevorzugt kann es sich bei dem vierten charakteristischen Zeitpunkt um das Nadelöffnungsende, an dem die Düsennadel den oberen Düsennadelanschlag erreicht, handeln.
Basierend auf den oben beschriebenen vier charakteristischen Zeitpunkten kann beispielsweise eine Einspritzrate der durchgeführten Kraftstoffeinspritzung ermittelt werden, aus der wiederum eine in den Verbrennungsmotor eingebrachte Kraftstoffmenge bestimmt werden kann. Diese kann mit einer vorgesteuerten Kraftstoffmenge verglichen und die Differenz beider Größen kann zur Regelung der Kraftstoffeinspritzmenge verwendet werden. Somit kann mittels der bestimmten charakteristischen Zeitpunkte die Genauigkeit der Kraftstoffzumessung in allen Betriebspunkten des Verbrennungsmotors und bei unterschiedlichen äußeren Randbedingungen erhöht werden.
Gemäß einer Ausführungsform werden zur Ermittlung des ersten charakteristischen Zeitpunkts bevorzugt alle lokalen Maxima des Differenzsignals, die sowohl einen ersten Schwellwert als auch einen zweiten Schwellwert überschreiten, ab einem ersten vorbestimmten Zeitpunkt bestimmt, und es wird ein erstes bestimmtes lokales Maximum des Differenzsignals als erster charakteristischer Zeitpunkt ermittelt. Mit anderen Worten kann der erste charakteristische Zeitpunkt, insbesondere der Nadelöffnungsbeginn, anhand eines lokalen Maximums des Differenzsignals, das zeitlich als erstes nach dem ersten vorbestimmten Zeitpunkt auftritt und sowohl einen ersten als auch einen zweiten Schwellwert überschreitet, bestimmt werden.
Der erste vorbestimmte Zeitpunkt kann dabei vorteilhaft ein Zeitpunkt sein, ab dem der erste charakteristische Zeitpunkt physikalisch auftreten kann. Für den bevorzugten Fall, dass es sich bei dem ersten charakteristischen Zeitpunkt um den Nadelöffnungsbeginn handelt, kann dieser bei einem bevorzugt verwendeten Servo-Injektor erst nach einem zeitlichen Verzug nach dem Ansteuerbeginn auftreten. Dieser zeitliche Verzug kann beispielsweise an einem oder mehreren Kraftstoffinjektoren auf dem Prüfstand gemessen und der vorbestimmte Zeitpunkt basierend auf dem gemessenen zeitlichen Verzug bestimmt werden. Besonders bevorzugt kann der erste vorbestimmte Zeitpunkt auf ca. 300 µs nach dem Ansteuerbeginn des Kraftstoffinjektors festgelegt werden
Gemäß einer Ausführungsform wird ermittelt, dass kein charakteristischer erster Zeitpunkt, insbesondere kein Nadelöffnungsbeginn, vorliegt, wenn das erste bestimmte lokale Maximum des Differenzsignals den höchsten Wert aller bestimmten lokalen Maxima aufweist. Insbesondere kann in diesem Fall auch ermittelt werden, dass auch kein Öffnen der Düsennadel mehr erfolgen wird. Die Maxima im Differenzsignal resultieren aus mehreren im Signal immer sichtbaren Effekten, wobei diese Effekte in aller Regel immer ein höheres Maximum im Differenzsignal generieren als der Nadelöffnungsbeginn. Wenn somit bereits das erste Maximum das höchste ist, kann davon ausgegangen werden, dass kein Nadelöffnen mehr erfolgt.
Gemäß einer Ausführungsform werden Schwellwerte relativ zu einer im jeweiligen Signal ermittelten Referenzamplitude ermittelt. Insbesondere kann es sich bei der Referenzamplitude um eine Signalamplitude des ersten gefilterten Signals handeln, die zeitlich als erste negative Signalamplitude nach dem Ansteuerbeginn des Kraftstoffinjektors auftritt. Um die Referenzamplitude möglichst genau zu bestimmen, kann ein Ausgangsniveau des ersten gefilterten Signals (z.B. eine Nulllinie des Signals) beispielsweise durch Mittelung einer vorbestimmten Anzahl von Signalwerten vor dem Ansteuerbeginn des Kraftstoffinjektors bestimmt werden. Zudem kann eine Höhe der ersten negativen Signalamplitude anhand eines erstes Minimums des ersten gefilterten Signals beispielsweise durch Mittelung einer vorbestimmten Anzahl von Signalwerten in einem vorbestimmten Bereich um einen Minimalwert des ersten gefilterten Signals bestimmt werden, der als erster Minimalwert nach dem Ansteuerbeginn des Kraftstoffinjektors auftritt. Bevorzugt befinden sich dabei alle Signalwerte zur Bestimmung des Minimums des ersten gefilterten Signals in einem Zeitintervall zwischen dem Ansteuerbeginn des Kraftstoffinjektors und einem zweiten vorbestimmten Zeitpunkt. Besonders bevorzugt kann der zweite vorbestimmte Zeitpunkt 0,8 ms nach dem Ansteuerbeginn des Kraftstoffinjektors liegen. Die Referenzamplitude kann dann durch Bildung der Differenz zwischen dem ermittelten Ausgangsniveau und dem ermittelten ersten Minimum des ersten gefilterten Signals bestimmt werden.
Gemäß einer Ausführungsform wird der erste Schwellwert aus einem vorbestimmten ersten Wert und der Referenzamplitude gebildet. Der erste vorbestimmte Wert kann dabei bevorzugt in Abhängigkeit vom Systemdruck (Raildruck) festgelegt werden. Insbesondere kann der vorbestimmte erste Wert ein erster vorbestimmter Faktor für eine minimale Höhe der lokalen Maxima im Differenzsignal sein, mit dem die Referenzamplitude multipliziert werden kann. Somit wird die Anzahl der bestimmten lokalen Maxima des Differenzsignals auf solche begrenzt, deren Höhe eine minimale Höhe bezogen auf die Referenzamplitude überschreitet.
Analog zu dem ersten Schwellwert kann der zweite Schwellwert auch aus einem vorbestimmten zweiten Wert und der Referenzamplitude gebildet werden. Der zweite vorbestimmte Wert kann dabei vorteilhaft ebenfalls in Abhängigkeit vom Systemdruck (Raildruck)festgelegt werden. Insbesondere kann der vorbestimmte zweite Wert ein zweiter vorbestimmter Faktor für eine minimale Prominenz („prominence“) der lokalen Maxima im Differenzsignal sein, mit dem die Referenzamplitude multipliziert werden kann. Somit kann die Anzahl der lokalen Maxima des Differenzsignals zusätzlich auf solche begrenzt werden, deren Prominenz eine minimale Prominenz bezogen auf die Referenzamplitude überschreitet.
Unter einer Prominenz eines lokalen Maximums soll dabei eine Größe verstanden werden, die angibt, wie stark das lokale Maximum in Bezug auf seine Höhe und Lage im Vergleich zu anderen lokalen Maxima hervorsticht. Um die Prominenz eines lokalen Maximums in dem Differenzsignal zu bestimmen, kann eine horizontale Linie von dem lokalen Maximum nach links und rechts gezogen werden. Dort, wo die horizontale Linie einen Verlauf des Differenzsignals links und rechts schneidet (z.B. bei einem weiteren lokalen Maximum oder am Anfang bzw. Ende des Signals), können äußere Endpunkte eines linken und rechten Intervalls markiert werden. Ein vertikaler Abstand zwischen einer größten negativen Signalamplitude innerhalb der beiden Intervalle und dem lokalen Maximum kann dann als Prominenz des lokalen Maximums bestimmt werden.
Gemäß einer Ausführungsform werden zur Ermittlung des zweiten charakteristischen Zeitpunkts alle lokalen Maxima der ersten Ableitung des zweiten gefilterten Signals, die einen dritten Schwellwert überschreiten, ab dem Ansteuerende des Kraftstoffinjektors bestimmt, und es wird ein letztes bestimmtes lokales Maximum der ersten Ableitung des zweiten gefilterten Signals als zweiter charakteristischer Zeitpunkt ermittelt. Mit anderen Worten kann der zweite charakteristische Zeitpunkt, insbesondere das Nadelschließende, anhand eines lokalen Maximums der ersten Ableitung des zweiten gefilterten Signals bestimmt werden, welches zeitlich als letztes Maximum in dem betreffenden Signal auftritt und einen dritten Schwellwert überschreitet.
Gemäß einer Ausführungsform wird dabei der dritte Schwellwert aus einem vorbestimmten dritten Wert und der Referenzamplitude gebildet. Der dritte vorbestimmte Wert kann dabei vorteilhaft auch in Abhängigkeit vom Systemdruck (Raildruck)festgelegt werden. Insbesondere kann der vorbestimmte dritte Wert ein dritter vorbestimmter Faktor für eine minimale Prominenz der lokalen Maxima in der ersten Ableitung des zweiten gefilterten Signals sein, mit dem die Referenzamplitude multipliziert werden kann. Somit kann die Anzahl der lokalen Maxima der ersten Ableitung des zweiten gefilterten Signals auf solche begrenzt werden, deren Prominenz eine minimale Prominenz bezogen auf die Referenzamplitude überschreitet.
Gemäß einer Ausführungsform wird der dritte charakteristische Zeitpunkt als ein globales Maximum des ersten gefilterten Signals ab dem Ansteuerende des Kraftstoffinjektors bis zu dem zweiten charakteristischen Zeitpunkt ermittelt. Mit anderen Worten kann der dritte charakteristische Zeitpunkt, insbesondere der Nadelschließbeginn, anhand eines globalen Maximums des ersten gefilterten Signals bestimmt werden, welches zeitlich zwischen dem Ansteuerende des Kraftstoffinjektors und dem zweiten charakteristischen Zeitpunkt, insbesondere dem Nadelschließende, liegt.
Gemäß einer Ausführungsform kann ein absolutes Minimum der zweiten Ableitung des ersten gefilterten Signals als vierter charakteristischer Zeitpunkt, insbesondere als Nadelöffnungsende, ermittelt werden, wenn ein absolutes Minimum der ersten Ableitung des ersten gefilterten Signals vor dem dritten charakteristischen Zeitpunkt, insbesondere vor dem Nadelschließende, liegt. In diesem Fall wird die Düsennadel so weit geöffnet, dass sie den Düsennadelanschlag erreicht.
Das absolute Minimum der zweiten Ableitung entspricht der maximalen negativen Kurvenkrümmung des ersten gefilterten Signals und somit dem gesuchten vierten charakteristischen Zeitpunkt, insbesondere dem Nadelöffnungsende.
Wenn das absolute Minimum der ersten Ableitung des empfangenen Signals nach dem dritten charakteristischen Zeitpunkt, insbesondere nach dem Nadelschließbeginn, liegt, so kann ermittelt werden, dass kein vierter charakteristischer Zeitpunkt, insbesondere kein Nadelöffnungsende, vorliegt. In diesem Fall wird die Düsennadel im ballistischen Bereich betrieben, d.h. die Düsennadel wird nicht so weit geöffnet, dass sie den oberen Düsennadelanschlag erreicht.
Gemäß einer Ausführungsform wird der Kraftstoffinjektor, insbesondere in nachfolgenden Kraftstoffeinspritzungen, unter Berücksichtigung des einen oder der mehreren ermittelten charakteristischen Zeitpunkte angesteuert. Dies bedeutet, dass z.B. aufgrund einer aus den charakteristischen Zeitpunkten ermittelten tatsächlichen Kraftstoffmenge der Ansteuerbeginn, das Ansteuerende und/oder die Ansteuerdauer einer nachfolgenden Kraftstoffeinspritzung angepasst werden können, um die gewünschte/benötigte Kraftstoffmenge in dem vorliegenden Betriebspunkt einzuspritzen. Dies ermöglicht eine Verbesserung der Genauigkeit der Kraftstoffzumessung in allen Betriebspunkten des Verbrennungsmotors bei unterschiedlichen äußeren Randbedingungen.
Eine erfindungsgemäße Recheneinheit, z.B. ein Steuergerät eines Verbrennungsmotors, das bevorzugt das Motorsteuergerät sein kann, ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.
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. Schließlich ist ein maschinenlesbares Speichermedium vorgesehen mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm wie oben beschrieben. Geeignete Speichermedien bzw. 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. Ein solcher Download kann dabei drahtgebunden bzw. kabelgebunden oder drahtlos (z.B. über ein WLAN-Netz, eine 3G-, 4G-, 5G- oder 6G-Verbindung, etc.) erfolgen.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung der beiliegenden Zeichnungen.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen

1a zeigt schematisch einen Längsschnitt eines Kraftstoffinjektors, an dem das erfindungsgemäße Verfahren zum Einsatz kommen kann.
1b zeigt schematisch einen Stromverlauf, einen Düsennadelhubverlauf, eine Einspritzrate und ein Steuerraumdrucksignal eines Kraftstoffinjektors gemäß 1a.
2 zeigt schematisch einen Ausschnitt des Steuerraumdrucksignals aus 1b sowie zwei jeweils mit einem ersten und einem zweiten Filter gefilterte Steuerraumdrucksignale.
3 zeigt schematisch ein Differenzsignal, das aus den beiden in 2 gezeigten gefilterten Steuerraumdrucksignalen gebildet wird.
4 zeigt schematisch das erste gefilterte Steuerraumdrucksignal, das Differenzsignal und einen ersten Schwellwert, oberhalb dessen lokale Maxima des Differenzsignals zur Bestimmung des Nadelöffnungsbeginns berücksichtigt werden.
5 zeigt schematisch den Stromverlauf der Ansteuerung sowie das erste gefilterte Steuerraumdrucksignal, das eine Referenzamplitude aufweist, die beispielsweise zur Bestimmung des in 4 gezeigten zweiten Schwellwerts genutzt werden kann.
6 zeigt schematisch den Stromverlauf des Kraftstoffinjektors sowie eine erste Ableitung des zweiten gefilterten Steuerraumdrucksignals und einen dritten Schwellwert, oberhalb dessen lokale Maxima der ersten Ableitung des zweiten gefilterten Steuerraumdrucksignals zur Bestimmung des Nadelschließendes berücksichtigt werden.
7 zeigt schematisch den Stromverlauf des Kraftstoffinjektors und das Steuerraumdrucksignal sowie ein Zeitintervall in dem ein lokales Maximum des Steuerraumdrucksignals als Nadelschließbeginn bestimmt wird.
8 zeigt schematisch das Steuerraumdrucksignal sowie dessen erste und zweite Ableitung zur Bestimmung des Nadelöffnungsendes.

Ausführungsform(en) der Erfindung
1a zeigt schematisch einen Längsschnitt eines Kraftstoffinjektors, an dem das erfindungsgemäße Verfahren zum Einsatz kommen kann. Dabei sind nur die wesentlichen Bereiche des Kraftstoffinjektors gezeigt.
Der Kraftstoffinjektor weist ein Gehäuse 1 auf, das einen Ventilkörper 2, eine Ventilplatte 3, eine Drosselplatte 4 und einen Düsenkörper 5 umfasst, die in dieser Reihenfolge aneinander angrenzen. In dem Düsenkörper 5 ist ein Druckraum 8 ausgebildet, der mit Kraftstoff unter hohem Druck befüllbar ist. Der Kraftstoff wird dabei über eine nicht dargestellte Hochdruckbohrung durch den Ventilkörper 2, die Ventilplatte 3 und die Drosselplatte 4 in den Druckraum 8 geleitet. In dem Druckraum 8 ist eine Düsennadel 10 längsverschiebbar angeordnet, die mit einem Düsennadelsitz 11 zusammenwirkt, der am unteren Ende des Druckraums 8 ausgebildet ist.
Am unteren Ende des Düsenkörpers 5 sind mehrere Einspritzöffnungen 12 ausgebildet, die im eingebauten Zustand des Kraftstoffinjektors in einen Brennraum eines Verbrennungsmotors münden. Bei Anlage der Düsennadel 10 am Düsennadelsitz 11 verschließt diese die Einspritzöffnungen 12 gegenüber dem Druckraum 8. Die Düsennadel 10 begrenzt zudem mit ihrer dem Düsennadelsitz 11 abgewandten Stirnseite einen Steuerraum 18. Der Steuerraum 18 ist über eine nicht näher dargestellte Zulaufdrossel mit dem Druckraum 8 verbunden, so dass im Steuerraum 18 bei geschlossener Düsennadel 10 derselbe Druck wie im Druckraum 8 herrscht.
In einem in dem Ventilkörper 2 ausgebildeten Niederdruckraum 21 ist ein Schaltventil 20 angeordnet, das einen Magnetanker 23, einen Elektromagneten 24, eine Ankerfeder 25 und einen Schaltventilsitz 26 aufweist. Der Magnetanker 23 ist längsbeweglich in dem Niederdruckraum 21 angeordnet und wirkt mit dem Schaltventilsitz 26 zum Öffnen und Schließen einer Ablaufbohrung 28 zusammen, die den Steuerraum 18 mit dem Niederdruckraum 21 verbindet. Der Niederdruckraum ist über eine Leitung mit einem Niederdruckrücklauf verbunden (nicht dargestellt).
Mittels eines Drucksensors 36, der im gezeigten Beispiel in der Ventilplatte 3 angeordnet ist, aber auch andernorts, beispielsweise im Ventilkörper 2 sitzen kann, kann der Druck im Steuerraum 18 ermittelt werden. Der Drucksensor 36 kann beispielsweise als piezo-elektrischer Sensor ausgebildet und über eine elektrische Anschlussleitung mit einem Steuergerät (nicht dargestellt) verbunden sein, das bevorzugt das Motorsteuergerät sein kann.
Das Öffnen und Schließen der Düsennadel 10 des Kraftstoffinjektors, und damit die Kraftstoffeinspritzung, wird mittels des Schaltventils 20 gesteuert. Wenn der Elektromagnet 24 des Schaltventils 20 bestromt wird, übt dieser eine anziehende Kraft auf den Magnetanker 23 aus und bewegt diesen gegen eine Kraft der Ankerfeder 25 aus dem Schaltventilsitz 26 heraus. Gibt der Magnetanker 23 die Ablaufbohrung 28 frei, so fließt Kraftstoff aus dem Steuerraum 18 in den Niederdruckraum 21, wodurch sich der Druck im Steuerraum 18 erniedrigt. Die Düsennadel 10 hebt aufgrund des nun höheren Drucks im Druckraum 8 vom Düsennadelsitz 11 ab und gibt die Einspritzöffnungen 12 frei. Wird die Bestromung des Elektromagneten 24 beendet, drückt die Ankerfeder 25 den Magnetanker 23 zurück in seine Schließstellung. Der Kraftstoffdruck im Steuerraum 18 steigt daraufhin wieder auf das Niveau des Druckraums 8 an und drückt die Düsennadel 10 zurück in ihre Schließstellung.
Der Druck im Steuerraum 18 hat während des oben beschriebenen Vorgangs im Rahmen einer Kraftstoffeinspritzung einen charakteristischen Verlauf, der durch ein in 1b schematisch dargestelltes Steuerraumdrucksignal S des Drucksensors 36 verdeutlicht wird. Die charakteristischen Zeitpunkte eines Nadelöffnungsbeginns NOS, eines Nadelöffnungsendes NOE, eines Nadelschließbeginns NCS und eines Nadelschließendes NCE sind im Signalverlauf S markiert.
In 1b sind zudem schematisch ein Stromverlauf I_c durch den Elektromagneten 24 mit einem Ansteuerbeginn SOE und Ansteuerende EOE, ein Düsennadelhubverlauf NL der Düsennadel 10 sowie eine Einspritzrate Q des Kraftstoffinjektors gemäß 1a dargestellt.
Bei unbetätigtem Schaltventil 20 bzw. unbestromtem Elektromagneten 24 entspricht der Druck im Steuerraum 18 dem Druck im Druckraum 8. Wenn das Schaltventil 20 betätigt bzw. der Elektromagnet 24 bestromt wird, öffnet der Magnetanker 23 die Ablaufbohrung 28 und der Druck im Steuerraum 18 fällt ab, da mehr Kraftstoff durch die Ablaufbohrung 28 aus dem Steuerraum 18 abströmt, als durch die Zulaufdrossel nachströmt (vgl. die Signale Stromverlauf Ic, Düsennadelhub NL und Steuerraumdruck S nach dem Ansteuerbeginn SOE in 1b). Daraufhin bewegt sich die Düsennadel 10 in Öffnungsrichtung aus dem Düsennadelsitz 11 heraus. Solange die Düsennadel 10 in Bewegung ist, ergibt sich der Druck im Steuerraum 18 aus einer Kräftebilanz an der Düsennadel 10. Dies bedeutet, dass der Druck im Steuerraum 18 ansteigt, solange sich die Düsennadel 10 nach oben bewegt (vgl. die Signale Düsennadelhub NL und Steuerraumdruck S während des Zeitintervalls von NOS bis NOE in 1b). Wenn die Düsennadel 10 ihren maximalen Hub erreicht und an einem oberen Düsennadelanschlag ansteht, stellt sich ein Druckabfall im Steuerraum 18 entsprechend der Durchflüsse durch die Ablaufbohrung 28 und die Zulaufdrossel ein (vgl. das Signal des Steuerraumdrucks S direkt nach dem Zeitpunkt NOE in 1b). Wenn die Ansteuerung des Schaltventils 20 abgeschaltet wird, steigt der Druck im Steuerraum 18 so lange an, bis ein Kräftegleichgewicht an der Düsennadel 10 herrscht und diese sich wieder in Richtung des Düsennadelsitzes 11 bewegt (vgl. das Signal des Steuerraumdrucks S nach EOE kurz vor NCS in 1b). Aufgrund der Schließbewegung der Düsennadel 10 sinkt der Druck im Steuerraum 18 nachfolgend wieder ab, bis die Düsennadel 10 den Düsennadelsitz 11 erreicht (vgl. die Signale Düsennadelhub NL und Steuerraumdruck S während des Zeitintervalls zwischen NCS und NCE in 1b). Wenn die Düsennadel 10 dann im Düsennadelsitz 11 auftrifft, steigt schließlich der Druck im Steuerraum 18 wieder auf den Druck im Druckraum 8 an (vgl. die Signale Düsennadelhub NL und Steuerraumdruck S zum Zeitpunkt NCE).
Die beschriebenen Zusammenhänge zwischen dem Druck im Steuerraum 18 und den Bewegungen des Schaltventils 20 und der Düsennadel 10 gelten auch im ballistischen Betrieb der Düsennadel 10, d.h. wenn die Bestromung Ic des Elektromagneten 24 so kurz ist, dass die Düsennadel 11 den Düsennadelanschlag nicht erreicht.
Die 2 zeigt schematisch einen Ausschnitt des Steuerraumdrucksignals S aus 1b in einem Zeitintervall t_filt, das sich von einem Ansteuerbeginn SOE des Kraftstoffinjektors bis zu einem vorbestimmten Zeitpunkt t_x erstreckt und in dem die Filterung des Steuerraumdrucksignals S mit einem ersten und zweiten Filter erfolgt. Die aus der Filterung mit dem ersten und zweiten Filter resultierenden gefilterten Steuerraumdrucksignale S_m1 und S_m2 (erstes und zweites gefiltertes (Steuerraumdruck-)Signal) sind ebenfalls in 2 dargestellt. Die verwendete Filtern können gleitende Mittelwertfilter (moving average filter), deren Filterbreite bevorzugt von einer Abtastfrequenz des empfangenen Steuerraumdrucksignals abhängig ist, und/oder andere Filter umfassen. Anhand des vergrö-ßerten Ausschnitts der Signalkurven S, S_m1 und S_m2 im Bereich einer ersten negativen Signalamplitude des Steuerraumdrucksignals S nach dem Ansteuerbeginn SOE wird deutlich, dass der zweite Filter eine größere Filterbreite aufweist als der erste Filter. Mit anderen Worten ist das zweite gefilterte Steuerraumdrucksignal S_m2 stärker gefiltert/gemittelt als das erste gefilterte Steuerraumdrucksignal S_m1, wodurch dessen erste negative Signalamplitude eine geringere Höhe aufweist als die des ersten Steuerraumdrucksignals S_m1. Die erste negative Signal-amplitude des ersten gefilterten Steuerraumdrucksignals S_m1 unterscheidet sich dagegen nur unwesentlich von der des empfangenen Steuerraumdrucksignals S. Anhand der Differenz im Signalverlauf der beiden gefilterten Signale S_m1 und S_m2 im Bereich der ersten negativen Signalamplitude des Steuerraumdrucksignals S nach dem Ansteuerbeginn SOE kann ein erster charakteristischer Zeitpunkt, insbesondere ein Nadelöffnungsbeginn NOS ermittelt werden, wie in Verbindung mit den 3 und 4 näher erläutert wird.
3 zeigt schematisch ein über einer Zeitachse t aufgetragenes Differenzsignal S_m2-S_m1, das aus den beiden in 2 gezeigten gefilterten Steuerraumdrucksignalen S_m1 und S_m2 gebildet wird. Im Unterschied zu 2 basiert das in 3 gezeigte Differenzsignal S_m2-S_m1 jedoch auf einem Steuerdrucksignalverlauf, der sich über die gesamte Kraftstoffeinspritzung erstreckt. Zur Ermittlung des ersten charakteristischen Zeitpunkts, insbesondere zur Ermittlung des Nadelöffnungsbeginns NOS werden zunächst alle Signalwerte des Differenzsignals S_m2-S_m1 entfernt, die sich vor einem ersten vorbestimmten Zeitpunkt t₁ nach dem Ansteuerbeginn SOE befinden.
Der erste vorbestimmte Zeitpunkt t₁ kann dabei vorteilhaft ein Zeitpunkt sein, ab dem ein Nadelöffnungsbeginn NOS generell auftreten kann. Bei einem bevorzugt verwendeten Servo-Injektor kann dieser erst nach einem zeitlichen Verzug nach dem Ansteuerbeginn SOE auftreten. Dieser zeitliche Verzug kann beispielsweise an einem oder mehreren Kraftstoffinjektoren auf dem Prüfstand gemessen und der vorbestimmte Zeitpunkt basierend auf dem gemessenen zeitlichen Verzug bestimmt werden.
4 zeigt schematisch das erste gefilterte Steuerraumdrucksignal S_m1, das Differenzsignal S_m2-S_m1 und einen ersten Schwellwert S_threshold1, oberhalb dessen lokale Maxima des Differenzsignals S_m2-S_m1 zur Bestimmung des Nadelöffnungsbeginns NOS berücksichtigt werden. Alle Signale sind über einer Zeitachse t aufgetragen.
Zur Ermittlung des Nadelöffnungsbeginns NOS werden bevorzugt alle lokalen Maxima des Differenzsignals S_m2-S_m1, die sowohl einen ersten Schwellwert als auch den zweiten Schwellwert S_threshold2 überschreiten, ab dem ersten vorbestimmten Zeitpunkt t₁ bestimmt. Der erste Schwellwert stellt dabei bevorzugt eine minimale Höhe und der zweite Schwellwert S_threshold2 eine minimale Prominenz dar, die ein lokalen Maximums des Differenzsignals S_m2-S_m1 überschreiten muss, um als relevant bestimmt zu werden. Der Übersichtlichkeit halber ist in 4 lediglich der erste Schwellwert S_threshold1 dargestellt, und alle lokalen Maxima des Differenzsignals S_m2-S_m1 ab dem Zeitpunkt t₁ sind mit einem Kreis markiert. Anhand der derart ermittelten lokalen Maxima kann der Nadelöffnungsbeginn NOS als der Zeitpunkt des ersten lokalen Maximums nach dem Zeitpunkt t₁ ermittelt werden.
Die 5 zeigt schematisch den Stromverlauf Ic des Kraftstoffinjektors sowie das erste gefilterte Steuerraumdrucksignal S_m1, das eine Referenzamplitude S_amp- _litude aufweist, die beispielsweise zur Bestimmung des in 4 gezeigten zweiten Schwellwerts S_threshold2 genutzt werden kann. Insbesondere kann die gezeigte Referenzamplitude S_amplitude als Basis für alle zu bestimmenden Schwellwerte im Rahmen der Ermittlung des einen oder der mehreren charakteristischen Zeitpunkte herangezogen werden. Die gezeigten Signale sind dabei jeweils über einer Zeitachse t dargestellt.
Gemäß 5 wird die Referenzamplitude S_amplitude basierend auf einer Signalamplitude des ersten gefilterten Signals S_m1 bestimmt, die zeitlich als erste negative Signalamplitude nach dem Ansteuerbeginn SOE des Kraftstoffinjektors auftritt. Der Ansteuerbeginn SOE ist in 5 anhand des Stromverlaufs Ic des Kraftstoffinjektors gekennzeichnet. Um die Referenzamplitude S_amplitude möglichst genau zu bestimmen, kann ein Ausgangsniveau L₁ des ersten gefilterten Signals (z.B. eine Nulllinie des Signals S_m1) beispielsweise durch Mittelung einer vorbestimmte Anzahl von Signalwerten vor dem Ansteuerbeginn SOE des Kraftstoffinjektors bestimmt werden. Zudem kann eine Höhe der ersten negativen Signalamplitude anhand eines erstes Minimums L₂ des ersten gefilterten Signals S_m1 beispielsweise durch Mittelung einer vorbestimmten Anzahl von Signalwerten in einem vorbestimmten Bereich um einen Minimalwert des ersten gefilterten Signals S_m1 bestimmt werden, der als erster Minimalwert nach dem Ansteuerbeginn SOE des Kraftstoffinjektors auftritt. Bevorzugt befinden sich dabei alle Signalwerte zur Bestimmung des Minimums L₂ des ersten gefilterten Signals S_m1 in einem Zeitintervall zwischen dem Ansteuerbeginn SOE des Kraftstoffinjektors und einem zweiten vorbestimmten Zeitpunkt t₂. Die Referenzamplitude S_amplitude kann dann durch Bilden einer Differenz zwischen dem ermittelten Ausgangsniveau L₁ und dem ermittelten ersten Minimum L₂ des ersten gefilterten Signals S_m1 bestimmt werden.
Die 6 zeigt schematisch den Stromverlauf I_C des Kraftstoffinjektors sowie eine erste Ableitung S'_m2 des zweiten gefilterten Steuerraumdrucksignals S_m2 und einen dritten Schwellwert S_threshold3, oberhalb dessen lokale Maxima der ersten Ableitung S'_m2 zur Bestimmung des Nadelschließendes NCE berücksichtigt werden. Die gezeigten Signale sind jeweils über einer Zeitachse t dargestellt.
Gemäß 6 werden zur Ermittlung des Nadelschließendes NCE alle lokalen Maxima der ersten Ableitung S'_m2 des zweiten gefilterten Steuerraumdrucksignals S_m2, die einen dritten Schwellwert S_threshold3 überschreiten, bestimmt. Diese sind jeweils mit einem Kreis gekennzeichnet. Da das Nadelschließende NCE nach dem Ansteuerende EOE des Kraftstoffinjektors auftreten muss, sind nur die nach dem Ansteuerende EOE bestimmten lokalen Maxima für den gesuchten Zeitpunkt relevant. Das Ansteuerende EOE ist in 6 anhand des Stromverlaufs Ic des Kraftstoffinjektors gekennzeichnet. Das Nadelschließende NCE wird dann als letztes bestimmtes lokales Maximum der ersten Ableitung S'_m2 des zweiten gefilterten Steuerraumdrucksignals S_m2 ermittelt. Mit anderen Worten kann das Nadelschließende NCE anhand eines lokalen Maximums der ersten Ableitung S'_m2 des zweiten gefilterten Steuerraumdrucksignals S_m2 bestimmt werden, welches zeitlich als letztes Maximum in dem betreffenden Signal auftritt und einen dritten Schwellwert S_threshold3 überschreitet. Der dritte Schwellwert stellt bevorzugt eine minimale Prominenz dar, die ein lokales Maximum der ersten Ableitung S'_m2 des zweiten gefilterten Signals S_m2 überschreiten muss, um als relevant bestimmt zu werden.
Die 7 zeigt schematisch den Stromverlauf Ic des Kraftstoffinjektors und das Steuerraumdrucksignal S sowie ein Zeitintervall, in dem ein lokales Maximum des Steuerraumdrucksignals S als Nadelschließbeginn NCS bestimmt wird. Das gezeigte Zeitintervall (schraffiert) erstreckt sich dabei von dem Ansteuernde EOE des Kraftstoffinjektors, das erneut durch den Stromverlauf Ic vorgegeben ist, bis zum Nadelschließende NCE, das bereits gemäß 6 ermittelt wurde. In diesem Zeitintervall kann der Nadelschließbeginn NCS einfach anhand des gezeigten globalen Maximums des empfangenen Steuerraumdrucksignals S ermittelt werden. Mit anderen Worten kann der Nadelschließbeginn NCS anhand eines globalen Maximums des empfangenen Steuerraumdrucksignals S bestimmt werden, welches zeitlich zwischen dem Ansteuerende EOE des Kraftstoffinjektors und dem Nadelschließende NCE, liegt.
8 zeigt schematisch das empfangene Steuerraumdrucksignal S sowie dessen erste und zweite Ableitung S', S" zur Bestimmung des Nadelöffnungsendes NOE. Gemäß 8 kann ein absolutes Minimum der zweiten Ableitung S" des empfangenen Steuerraumdrucksignals S als Nadelöffnungsende NOE ermittelt werden, wenn ein absolutes Minimum der ersten Ableitung S' des empfangenen Steuerraumdrucksignals vor dem Nadelschließbeginn NCS liegt. In diesem Fall wird die Düsennadel 10 so weit geöffnet, dass sie den Düsennadelanschlag erreicht. Das absolute Minimum der zweiten Ableitung S" entspricht dann der maximalen negativen Kurvenkrümmung des empfangenen Steuerraumdrucksignals S und somit dem gesuchten Nadelöffnungsende NOE. Wenn das absolute Minimum der ersten Ableitung S' des empfangenen Steuerraumdrucksignals S jedoch nach dem Nadelschließbeginn NCS liegt (nicht dargestellt), so kann hingegen ermittelt werden, dass kein Nadelöffnungsende NOE vorliegt. In diesem Fall wird die Düsennadel 10 im ballistischen Bereich betrieben, d.h. die Düsennadel 10 wird nicht so weit geöffnet, dass sie den oberen Düsennadelanschlag erreicht.
Zusammenfassend ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren eine Ermittlung der charakteristischen Zeitpunkte während einer Kraftstoffeinspritzung anhand derer die tatsächlich eingespritzte Kraftstoffmasse ermittelt werden kann. Diese kann mit einer vorgesteuerten Kraftstoffmenge verglichen und die Differenz beider Größen zur Regelung der Kraftstoffeinspritzmenge verwendet werden. Somit kann mittels der bestimmten charakteristischen Zeitpunkte die Genauigkeit der Kraftstoffzumessung in allen Betriebspunkten des Verbrennungsmotors und bei unterschiedlichen äußeren Randbedingungen erhöht werden.
Weiters ermöglicht die Kenntnis der charakteristischen Zeitpunkte eine stabile Positionierung des Einspritzbeginns und/oder der Einspritzdauer über Lebensdauer des Injektors und eine erweiterte Möglichkeit der Diagnose bei unplausiblen Änderungen eines oder mehrerer charakteristischer Zeitpunkte im Betrieb.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102021203572 A1 [0004, 0006]

Claims

Verfahren zum Ermitteln eines oder mehrerer charakteristischer Zeitpunkte (NOS, NOE, NCS, NCE) einer mittels eines Kraftstoffinjektors eines Verbrennungsmotors durchgeführten Kraftstoffeinspritzung, wobei der Kraftstoffinjektor zur Durchführung der Kraftstoffeinspritzung ein Ansteuersignal mit einem Ansteuerbeginn (SOE) und einem Ansteuerende (EOE) empfängt, und in dem Kraftstoffinjektor ein Sensor (36) zur Erfassung von Kraftstoffdruckänderungen angeordnet ist, umfassend die Schritte: Empfangen eines Signals (S) von dem Sensor (36) zur Erfassung von Kraftstoffdruckänderungen für eine Einspritzung des Kraftstoffinjektors; Filtern des empfangenen Signals (S) mit einem ersten Filter und einem zweiten Filter, wobei der zweite Filter eine andere Filtercharakteristik als der erste Filter aufweist; Bilden eines Differenzsignals (S_m2-S_m1) durch Subtrahieren des ersten gefilterten Signals (S_m1) von dem zweiten gefilterten Signal (S_m2); Ermitteln wenigstens eines charakteristischen Zeitpunkts (NOS, NCE, NCS, NOE) aus dem empfangenen Signal (S) und/oder dem zweiten gefilterten Signal (S_m2) und/oder dem Differenzsignal (S_m2-S_m1).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Ermitteln wenigstens eines charakteristischen Zeitpunkts (NOS, NCE, NCS, NOE) aus dem empfangenen Signal (S) und/oder dem zweiten gefilterten Signal (S_m2) und/oder dem Differenzsignal (S_m2-S_m1) umfasst: a) Ermitteln eines ersten charakteristischen Zeitpunkts (NOS) basierend auf einem lokalen Maximum des Differenzsignals (S_m2-S_m1); Bilden einer ersten Ableitung (S'_m2) des zweiten gefilterten Signals (Sm2); und/oder b) Ermitteln eines zweiten charakteristischen Zeitpunkts (NCE) basierend auf einem lokalen Maximum der ersten Ableitung (S'_m2) des zweiten gefilterten Signals (S_m2); und/oder c) Ermitteln eines dritten charakteristischen Zeitpunkts (NCS) basierend auf einem lokalen Maximum des empfangenen Signals (S); und/oder d) Bilden einer zweiten Ableitung (S") des empfangenen Signals (S); Ermitteln eines vierten charakteristischen Zeitpunkts (NOC) basierend auf einem Minimum der zweiten Ableitung (S") des empfangenen Signals (S).
Verfahren nach Anspruch 2, wobei zur Ermittlung des ersten charakteristischen Zeitpunkts (NOS) alle lokalen Maxima des Differenzsignals (S_m2-S_m1), die sowohl einen ersten Schwellwert als auch einen zweiten Schwellwert (S_threshold2) überschreiten, ab einem ersten vorbestimmten Zeitpunkt (t₁) bestimmt werden, und ein erstes bestimmtes lokales Maximum des Differenzsignals (S_m2-S_m1) als erster charakteristischer Zeitpunkt (NOS) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei ermittelt wird, dass kein charakteristischer erster Zeitpunkt (NOS) vorliegt, wenn das erste bestimmte lokale Maximum des Differenzsignals (S_m2-S_m1) den höchsten Wert aller bestimmten lokalen Maxima aufweist.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, wobei der erste Schwellwert aus einem vorbestimmten ersten Wert und einer Referenzamplitude (S_amplitude) gebildet wird, und der zweite Schwellwert (S_threshold2) aus einem vorbestimmten zweiten Wert und der Referenzamplitude (S_amplitude) gebildet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei zur Ermittlung des zweiten charakteristischen Zeitpunkts (NCE) alle lokalen Maxima der ersten Ableitung (S'_m2) des zweiten gefilterten Signals (S_m2), die einen dritten Schwellwert (S_threshold3) überschreiten, ab dem Ansteuerende (EOE) des Kraftstoffinjektors bestimmt werden, und ein letztes bestimmtes lokales Maximum der ersten Ableitung (S'_m2) des zweiten gefilterten Signals (S_m2) als zweiter charakteristischer Zeitpunkt (NCE) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei der dritte Schwellwert (S_threshold3) aus einem vorbestimmten dritten Wert und der Referenzamplitude (S_amplitude) gebildet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei ein globales Maximum des empfangenen Signals (S) ab dem Ansteuerende (EOE) des Kraftstoffinjektors bis zu dem zweiten charakteristischen Zeitpunkt (NCE) als dritter charakteristischer Zeitpunkt (NCS) ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei ein absolutes Minimum der zweiten Ableitung (S'') des empfangenen Signals (S) als vierter charakteristischer Zeitpunkt (NOE) ermittelt wird, wenn ein absolutes Minimum der ersten Ableitung (S') des empfangenen Signals (S) vor dem dritten charakteristischen Zeitpunkt (NCS) liegt, und ermittelt wird, dass kein vierter charakteristischer Zeitpunkt (NOE) vorliegt, wenn das absolute Minimum der ersten Ableitung (S') des empfangenen Signals nach dem dritten charakteristischen Zeitpunkt (NCS) liegt.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Kraftstoffinjektor, insbesondere in nachfolgenden Kraftstoffeinspritzungen, unter Berücksichtigung des wenigstens einen ermittelten charakteristischen Zeitpunkts (NOS, NOC, NCS, NCE) angesteuert wird.
Recheneinheit, die dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche durchzuführen.
Computerprogramm, das eine Recheneinheit dazu veranlasst, alle Verfahrensschritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10 durchzuführen, wenn es auf der Recheneinheit ausgeführt wird.
Maschinenlesbares Speichermedium mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm nach Anspruch 12.