DE10357481A1 - Betriebsverfahren für einen Aktor eines Einspritzventils - Google Patents

Betriebsverfahren für einen Aktor eines Einspritzventils Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Betriebsverfahren für einen Aktor eines Einspritzventils einer Brennkraftmaschine, insbesondere für einen Piezoaktor, mit den folgenden Schritten: Aufladen des Aktors, Messung der Aktorspannung beim und/oder nach dem Aufladen, Ermittlung der zeitlichen Lage mindestens eines Wendepunktes im zeitlichen Verlauf der gemessenen Aktorspannung und Bestimmung einer das Einspritzverhalten kennzeichnenden Einspritzgröße in Abhängigkeit von der zeitlichen Lage des Wendepunktes.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Betriebsverfahren für einen Aktor eines Einspritzventils einer Brennkraftmaschine, insbesondere für einen Piezoaktor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Aus DE 199 30 309 A1 ist ein derartiges Betriebsverfahren für einen Aktor bekannt, der zum mechanischen Antrieb eines Injektors in einer Einspritzanlage für eine Brennkraftmaschine dient. Der Aktor wird hierbei jedoch nicht nur zur mechanischen Ansteuerung des Einspritzventils eingesetzt, sondern dient auch als Sensor zur Ermittlung der Ventilstellung des Einspritzventils. Hierbei wird die physikalische Erkenntnis ausgenutzt, dass die Aktorspannung nicht nur von der elektrischen Ladung des Aktors abhängt, sondern auch durch die auf den Aktor wirkende Kraft beeinflusst wird, die wiederum von der Ventilstellung abhängig ist. In Abhängigkeit von dem zeitlichen Verlauf der gemessenen Aktorspannung wird deshalb bei diesem Betriebsverfahren der Einspritzbeginn ermittelt.
  • Nachteilig an diesem bekannten Betriebsverfahren für einen Aktor ist jedoch die verbesserungsfähige Genauigkeit bei der Bestimmung des Einspritzbeginns.
  • Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, das vorstehend beschriebene bekannte Betriebsverfahren dahingehend zu verbessern, dass die Genauigkeit bei der Bestimmung des Einspritzbeginns verbessert wird.
  • Diese Aufgabe wird, ausgehend von dem vorstehend beschriebenen bekannten Betriebsverfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
  • Die Erfindung umfasst die allgemeine technische Lehre, die zeitliche Lage mindestens eines Wendepunkts des Spannungsverlaufs zu ermitteln und eine interessierende Einspritzgröße, wie beispielsweise den Einspritzbeginn, in Abhängigkeit davon zu bestimmen.
  • Bei der Beurteilung des Spannungsverlaufs zu Beginn eines Einspritzvorgangs ist zu berücksichtigen, dass die Aktorspannung nicht kontinuierlich ansteigt, sondern auch durch die auf den Aktor wirkenden hydraulischen Kräfte beeinflusst wird, wie im Folgenden kurz erläutert wird.
  • So steigt die Aktorspannung zu Beginn eines Einspritzvorgangs aufgrund der Aufladung zunächst kontinuierlich an, bis der Piezoaktor den Ventilkörper des Einspritzventils aus seinem Ventilsitz hebt.
  • Daraufhin kann Kraftstoff aus dem Steuerraum des Injektors entweichen, woraufhin der auf den Ventilkörper und damit auch auf den Piezoaktor wirkende Kraftstoffdruck abfällt, was sich in einer kurzfristigen Spannungsabnahme äußert.
  • Mit dem Abfall des Kraftstoffdrucks im Steuerraum des Injektors bewegt sich jedoch die Düsennadel des Injektors nach oben in Richtung des Steuerraums und erhöht dadurch wieder den auf den Ventilkörper und dann auch auf den Piezoaktor wirkenden Kraftstoffdruck im Steuerraum des Injektors, was sich in einem erneuten Anstieg der Aktorspannung äußert.
  • Die Düsennadel trägt jedoch nur so lange zum Anstieg der Aktorspannung bei, bis sie ihre Endstellung erreicht hat. Anschließend fällt die Aktorspannung dann wieder auf einen stationären Wert ab, in dem in dem Steuerraum des Injektors ein Gleichgewicht zwischen Zulauf und Ablauf besteht.
  • In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird zu Beginn eines Einspritzvorgangs ein Wendepunkt im Span nungsverlauf ermittelt, um daraus den Einspritzbeginn abzuleiten. Die Bestimmung eines Wendepunkts anstelle eines lokalen Maximums oder eines lokalen Minimums ist messtechnisch sicherer, da lokale Minima bzw. Maxima auch durch überlagerte Störsignale erzeugt werden können.
  • Vorzugsweise wird darüber hinaus ein weiterer Wendepunkt des Stromverlaufs ermittelt, um den Einspritzbeginn in Abhängigkeit von der zeitlichen Lage beider Wendepunkte zu ermitteln.
  • Bei den beiden Wendepunkten für die Bestimmung des Einspritzvorgangs handelt es sich vorzugsweise um die beiden Wendepunkte, zwischen denen das zweite lokale Maximum der Aktorspannung liegt, das durch die Düsennadelbewegung verursacht wird.
  • In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist weiterhin vorgesehen, dass ein dritter Wendepunkt für die Bestimmung des Einspritzbeginns oder einer anderen interessierenden Einspritzgröße herangezogen wird, wobei der Einspritzbeginn oder die interessierende Einspritzgröße in Abhängigkeit von der zeitlichen Lage des dritten Wendepunkts bestimmt wird. Vorzugsweise handelt es sich bei dem dritten Wendepunkt um den Wendepunkt des Spannungsverlaufs zwischen dem ersten lokalen Maximum und dem ersten lokalen Minimum.
  • Darüber hinaus kann im Rahmen der Erfindung auch die zeitliche Lage lokaler Maxima und/oder Minima der Aktorspannung für die Bestimmung der interessierenden Einspritzgröße herangezogen werden.
  • Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung stehen also insgesamt fünf Messgrößen für die Bestimmung der interessierenden Einspritzgröße zur Verfügung, nämlich:
    • – Zeitliche Lage des Wendepunktes der Aktorspannung zwischen dem ersten lokalen Maximum und dem ersten lokalen Minimum
    • – Zeitliche Lage des Wendepunktes der Aktorspannung zwischen dem ersten lokalen Minimum und dem zweiten lokalen Maximum
    • – Zeitliche Lage des Wendepunktes der Aktorspannung nach dem zweiten lokalen Maximum
    • – Zeitliche Lage des ersten lokalen Minimums der Aktorspannung
    • – Zeitliche Lage des zweiten lokalen Maximums der Aktorspannung.
  • Im Rahmen der Erfindung besteht die Möglichkeit, dass sämtliche dieser Messgröße in die Bestimmung der interessierenden Einspritzgröße eingehen. Vorzugsweise werden jedoch nur einige dieser Messgrößen bei der Bestimmung der interessierenden Messgröße ausgewertet, wobei die Auswahl der zu berücksichtigenden Messgrößen in Abhängigkeit von der Ansteuerdauer erfolgt.
  • Bei einer langen Ansteuerdauer werden vorzugsweise die Messgrößen für die Bestimmung der interessierenden Einspritzgröße herangezogen, die relativ spät auftreten, also beispielsweise das zweite lokale Maximum der Aktorspannung und die beiden benachbarten Wendepunkte.
  • Bei einer kurzen Ansteuerdauer werden dagegen vorzugsweise die Messgrößen ausgewertet, die relativ früh auftreten, also beispielsweise die zeitliche Lage des lokalen Minimums der Aktorspannung oder des vorangegangenen Wendepunkts.
  • In einer weiteren Variante der Erfindung wird zur Bestimmung des Einspritzbeginns auch der Aktorstrom ausgewertet. Hierbei wird die Erkenntnis ausgenutzt, dass der Aktorstrom zwischen dem Aufladen und dem Entladen des Aktors Schwingungen ausführt, wobei der Beginn dieser Schwingungen und deren Phasenlage einen Rückschluss auf den Einspritzbeginn zulässt.
  • Vorzugsweise wird der Aktor zur Beendigung eines Einspritzvorgangs kurzgeschlossen, was zu einer vollständigen Entla dung des Piezoaktors führen kann, wobei trotzdem eine Ermittlung der Ventilstellung möglich ist, wie noch eingehend beschrieben wird.
  • Die Erfindung sieht deshalb vorzugsweise vor, dass der Aktorstrom im kurzgeschlossenen Zustand erfasst wird, um daraus Rückschlüsse auf die Ventilstellung zu ziehen.
  • Vorzugsweise wird in Abhängigkeit von dem im kurzgeschlossenen Zustand erfassten Aktorstrom das Einspritzende ermittelt. Hierbei wird die Erkenntnis ausgenutzt, dass der Piezoaktor während des Kurzschließens sehr schnell entladen wird und sich dadurch rasch verkürzt. Die im normalen Betrieb auf den Ventilkörper des Einspritzventils wirkende Stirnfläche des Piezoaktors wird dabei stärker beschleunigt als der Ventilkörper selbst, was den Kraftschluss zwischen dem Aktor und dem Ventilkörper beeinflusst und sogar zu einer Unterbrechung des Kraftschlusses führen kann. Beim Auftreffen des Ventilkörpers auf den Ventilsitz drückt der Ventilkörper dann elastisch in den Ventilsitz und trifft dabei wieder auf den vorausgeeilten Piezoaktor auf, so dass der Piezoaktor aufgrund der impulsartigen Druckeinwirkung durch den Ventilkörper einen Stromimpuls abgibt.
  • Im Rahmen des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens wird deshalb vorzugsweise nach dem Kurzschließen die zeitliche Lage eines Stromimpulses erfasst und das Einspritzende in Abhängigkeit von der zeitlichen Lage des Stromimpulses bestimmt. Beispielsweise kann der Zeitpunkt des Einspritzendes in Abhängigkeit von der zeitlichen Lage des Stromimpulses aus einem Kennfeld ausgelesen werden, jedoch sind auch andere Arten der Bestimmung des Einspritzendes in Abhängigkeit von der zeitlichen Lage des Stromimpulses möglich.
  • Darüber hinaus erfolgt die Messung des Aktorstroms zur Erkennung des Stromimpulses vorzugsweise innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters nach dem Kurzschließen des Aktors.
  • Dies ist vorteilhaft, da die zeitliche Lage des Stromimpulses nach dem Kurzschließen des Aktors grob bekannt ist, so dass eine genaue und damit aufwendige Strommessung nur innerhalb des interessierenden Zeitfensters erforderlich ist.
  • Bei der Beendigung eines Einspritzvorgangs wird der Aktor vor dem Kurzschließen vorzugsweise zunächst definiert entladen, um Überlastungen zu verhindern. Eine derartige definierte Entladung kann beispielsweise mit einer vorgegebenen Zeitkonstante erfolgen, die beispielsweise durch einen Widerstand im Entladekreis des Aktors eingestellt werden kann.
  • Die definierte Entladung des Aktors vor dem Kurzschließen erfolgt vorzugsweise bis auf einen Bruchteil der Maximalspannung bzw. Maximalladung des Aktors, so dass beim nachfolgenden Kurzschließen des Aktors nur noch eine relativ geringe Energie abgeführt werden muss.
  • Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet oder werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine Querschnittsansicht einer Steuereinheit eines Injektors für eine Einspritzanlage einer Brennkraftmaschine,
  • 2a und 2 das erfindungsgemäße Betriebsverfahren in Form eines Flussdiagramms sowie
  • 3a–3c Aktorspannung, Kraftstoffstrom und Aktorstrom in Form von Zeitdiagrammen sowie
  • 4 einen vergrößerten Ausschnitt aus 3a.
  • Die in 1 dargestellte Steuereinheit eines Injektors einer Einspritzanlage für eine Brennkraftmaschine ist weit gehend herkömmlich aufgebaut und dient zur Ansteuerung einer Düsennadel 1, die in der Steuereinheit linear verschiebbar gelagert ist und die Kraftstoffeinspritzung in Abhängigkeit von ihrer Position freigibt oder sperrt.
  • Die Steuereinheit besteht aus drei übereinander angeordneten Modulen 2.1–2.3, wobei durch die Module 2.1–2.3 ein Hochdruckkanal 4 verläuft, über den der einzuspritzende Kraftstoff zugeführt wird. Der Hochdruckkanal 4 mündet in dem unteren Modul 2.3 in einen zylindrischen Kanal 5, über den der einzuspritzende Kraftstoff zu der Düsenöffnung gelangt.
  • Darüber hinaus ist in dem unteren Modul 2.3 ein Ringkanal 6 angeordnet, der die Düsennadel 1 ringförmig umgibt, wobei von dem Ringkanal 6 auf der dem Hochdruckkanal 4 gegenüber liegenden Seite ein weiterer Kanal abzweigt, der über eine Zulaufdrossel 7 in einem Steuerraum 8 mündet.
  • In dem mittleren Modul 2.2 befindet sich ein Ventilsitz 9 und ein verschiebbar gelagerter Ventilkörper 10, wobei der Ventilkörper 10 in Abhängigkeit von seiner Position den Ventilsitz 9 freigibt oder sperrt.
  • Der Ventilkörper 10 wird hierbei durch eine Feder 11 in Richtung auf den Ventilsitz vorgespannt, so dass der Ventilkörper 10 ohne Anliegen äußerer Kräfte den Ventilsitz 9 abdichtet, so dass kein Kraftstoff aus dem Steuerraum 8 nach oben entweichen kann.
  • Zum mechanischen Antrieb des Ventilkörpers 10 ist ein Piezoaktor 12 vorgesehen, der über eine Bodenplatte 13 und einen Hubzapfen 14 auf einen an der Oberseite des Ventilkörpers 10 angeformten Ventilpilz 15 drückt. Der Piezoaktor 12 kann also den Ventilkörper 10 in Abhängigkeit von der an den Piezoaktor 12 angelegten elektrischen Spannung aus dem Ventilsitz 9 herausdrücken, so dass Kraftstoff aus dem Steuerraum 8 durch den Ventilsitz 9 und über eine nicht dargestellte Ablaufdrossel entweichen kann.
  • Im Folgenden wird nun unter Bezugnahme auf das in den 2a und 2b dargestellte Flussdiagramm das erfindungsgemäße Betriebsverfahren für den Piezoaktor 12 beschrieben.
  • Zunächst wird abgewartet, ob ein Steuersignal für einen Einspritzbeginn vorliegt, wobei das Steuersignal von einer elektronischen Steuereinheit erzeugt wird, die zur Vereinfachung nicht dargestellt ist.
  • Beim Eintreffen des Steuersignals wird der Piezoaktor 12 dann mit einem vorgegebenen Spannungsimpuls aufgeladen, wobei die Aktorspannung zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 in dem in 3a dargestellten Zeitdiagramm ansteigt. Dabei längt sich der Piezoaktor 12, bis der Piezoaktor 12 dann zum Zeitpunkt t2 den Ventilkörper 10 aus dem Ventilsitz 9 hebt. Ab diesem Zeitpunkt kann dann Kraftstoff aus dem Steuerraum 8 durch den Ventilsitz 9 hindurch nach oben entweichen und über eine Ablaufdrossel abgeführt werden. Dies führt zunächst zu einem Druckabfall in dem Steuerraum 8, was sich in einem entsprechenden Spannungsabfall ab dem Zeitpunkt t2 äußert.
  • Der Druckabfall in dem Steuerraum 8 führt jedoch auch dazu, dass sich die Düsennadel 1 nach oben bewegt und dabei Kraftstoff in dem Steuerraum 8 verdrängt, was zu einer Druckerhöhung in dem Steuerraum führt. Die durch die Düsennadel 1 verursachte Druckerhöhung in dem Steuerraum 8 führt dann bis zum Zeitpunkt t3 wieder zu einem Anstieg der Aktorspannung, bis die Düsennadel 1 schließlich ihren oberen Anschlag erreicht hat und dann keinen weiteren Kraftstoff im Steuerraum 8 mehr verdrängt. Beim Erreichen des oberen Anschlags der Düsennadel 1 steigt die Aktorspannung also nicht mehr an, sondern fällt ab dem Zeitpunkt t3 wieder auf einen stationären Wert ab, der durch ein Gleichgewicht zwischen Zulauf zu dem Steuerraum 8 und Ablauf aus dem Steuerraum 8 gekennzeichnet ist.
  • Während dieses Vorgangs wird die Aktorspannung gemessen, wobei der Spannungsverlauf ausgewertet wird, um den Einspritzbeginn zu ermitteln. Hierzu wird ein erster Wendepunkt G1 bestimmt, der zwischen dem ersten lokalen Minimum und dem zweiten lokalen Maximum der Aktorspannung zu Beginn des Einspritzvorgangs auftritt.
  • Darüber hinaus wird ein zweiter Wendepunkt G2 ermittelt, der nach dem absoluten Maximum der Aktorspannung auftritt. Zwischen diesen beiden Wendepunkten G1, G2 liegt der Zeitpunkt, zu dem die Düsennadel 1 ihren oberen Anschlag erreicht und dadurch die Einspritzdüse freigibt. Bei der Bestimmung der beiden Wendepunkte G1, G2 werden jeweils die Zeitpunkte tG1 und tG2 gemessen, an denen die beiden Wendepunkte G1, G2 auftreten.
  • Ferner wird die zeitliche tBP eines weiteren Wendepunkts BP (engl. Breakpoint) ermittelt, der zwischen dem ersten lokalen Maximum und dem ersten lokalen Minimum er Aktorspannung liegt, wie insbesondere aus den 3a und 4 ersichtlich ist.
  • Darüber hinaus wird auch die zeitliche Lage tMIN bzw. tMAX des lokalen Minimums MIN bzw. des Maximums MAX gemessen.
  • Während der stationären Phase der Aktorspannung nach dem Zeitpunkt tG2 führt der in 3c dargestellte Aktorstrom eine Schwingung 16 aus, wobei der Beginn ts und die Phasenlage ebenfalls einen Rückschluss auf den tatsächlichen Einspritzbeginn zulassen. Im Rahmen des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens werden deshalb auch die beiden Größen ts und φs gemessen.
  • Anschließend wird der Einspritzbeginn tBEGINN dann in Abhängigkeit von der zeitlichen Lage tG1, tG2, tBP der drei Wendepunkte G1, G2, BP, der zeitlichen Lage tMIN, tMAX des Minimums MIN bzw. des Maximums MAX sowie in Abhängigkeit von dem Beginn ts der Schwingungen 16 und der Phasenlage φs der Schwingung 16 berechnet, wobei der Zeitpunkt tBEGINN des Einspritzvorgangs in Abhängigkeit von diesen Größen auch aus einem Kennfeld ausgelesen werden kann.
  • Ab dem Zeitpunkt t4 wird der Piezoaktor 12 dann bis zum Zeitpunkt t5 kontrolliert entladen, bis der Piezoaktor 12 dann schließlich im Zeitpunkt t5 kurzgeschlossen wird.
  • Das Einspritzventil schließt jedoch nicht zeitgleich mit dem Kurzschließen des Piezoaktors 12, da die Düsennadel 1 zuvor noch ihren unteren Anschlagpunkt einnehmen muss. Zur Ermittlung des tatsächlichen Einspritzendes wird deshalb nach dem Zeitpunkt t5 des Kurzschließens des Piezoaktors 12 der Aktorstrom I gemessen. Hierbei wird die Erkenntnis ausgenutzt, dass sich der Piezoaktor 12 beim Kurzschließen sehr schnell verkürzt, was den Kraftschluss zwischen dem Ventilkörper 10 und dem Piezoaktor 12 beeinflusst und im Extremfall sogar zu einer Trennung des Piezoaktors 12 von dem Ventilkörper 10 führen kann, da die Bewegung des Piezoaktors 12 der Bewegung des Ventilkörpers 10 vorauseilt. Wenn der nacheilende Ventilkörper 10 dann auf den Ventilsitz 9 auftrifft, presst der Ventilkörper 10 elastisch in Richtung des Piezoaktors 12, was beim Auftreffen des Ventilkörpers 10 auf den Piezoaktor 12 zu einem Stromimpuls 17 führt. Die zeitliche Lage tPuls des Stromimpulses 17 ermöglicht hierbei einen Rückschluss auf das tatsächliche Ende des Einspritzvorgangs. Im Rahmen des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens wird deshalb in Abhängigkeit von der zeitlichen Lage tPuls des Stromimpulses 17 das tatsächliche Ende tEnde des Einspritzvorgangs berechnet.
  • Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene bevorzugte Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen.

Claims (19)

  1. Betriebsverfahren für einen Aktor (12) eines Einspritzventils einer Brennkraftmaschine, insbesondere für einen Piezoaktor, mit den folgenden Schritten: – Aufladen des Aktors (12), – Messung der Aktorspannung beim und/oder nach dem Aufladen, gekennzeichnet durch folgende Schritte: – Ermittlung der zeitlichen Lage mindestens eines Wendepunktes (G1, G2) im zeitlichen Verlauf der gemessenen Aktorspannung, – Bestimmung einer das Einspritzverhalten kennzeichnenden Einspritzgröße (tBEGINN) in Abhängigkeit von der zeitlichen Lage des Wendepunktes (G1, G2).
  2. Betriebsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ermittelte Einspritzgröße der Einspritzbeginn (tBEGINN) ist.
  3. Betriebsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch folgende Schritte: – Ermittlung der zeitlichen Lage (tG1, tG2) von zwei Wendepunkten (G1, G2) im zeitlichen Verlauf der gemessenen Aktorspannung, – Bestimmung der Einspritzgröße (tBEGINN) in Abhängigkeit von der zeitlichen Lage (tG1, tG2) der beiden Wendepunkte (G1, G2).
  4. Betriebsverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wendepunkt (G1) zeitlich zwischen dem ersten lokalen Minimum des Spannungsverlaufs und dem ersten lokalen Maximum des Spannungsverlaufs während des Aufladens liegt.
  5. Betriebsverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Wendepunkt (G2) zeitlich zwischen dem zweiten lokalen Maximum des Spannungsverlaufs und dem zweiten lokalen Minimum des Spannungsverlaufs während des Aufladens liegt.
  6. Betriebsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Schritte: – Ermittlung der zeitlichen Lage (tBP) eines dritten Wendepunktes (BP) im zeitlichen Verlauf der gemessenen Aktorspannnung, – Bestimmung der Einspritzgröße (tBEGINN) in Abhängigkeit von der zeitlichen Lage (tBP) des dritten Wendepunkts (BP).
  7. Betriebsverfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Wendepunkt (BP) zwischen dem ersten lokalen Maximum und dem ersten lokalen Minimum (MIN) des Spannungsverlaufs liegt.
  8. Betriebsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Schritte: – Ermittlung der zeitlichen Lage (MAX) eines Maximums (MAX) im zeitlichen Verlauf der gemessenen Aktorspannnung, – Bestimmung der Einspritzgröße (tBEGINN) in Abhängigkeit von der zeitlichen Lage (tMAX) des Maximums (MAX).
  9. Betriebsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Schritte: – Ermittlung der zeitlichen Lage (tMIN) eines Minimums (MIN) im zeitlichen Verlauf der gemessenen Aktorspannnung, – Bestimmung der Einspritzgröße (tBEGINN) in Abhängigkeit von der zeitlichen Lage (tMIN) des Minimums (MIN).
  10. Betriebsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Schritte: – Erfassung des Aktorstroms zwischen dem Aufladen und dem Entladen des Aktors (12), – Erfassung von Beginn und/oder Phasenlage einer Schwingung (16) des Aktorstroms, – Bestimmung des Einspritzbeginns (tBEGINN) in Abhängigkeit von dem Beginn und/oder der Phasenlage der Schwingung des Aktorstroms.
  11. Betriebsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Schritte: – Elektrische Ansteuerung des Aktors (12), – Regelung der elektrischen Ansteuerung in Abhängigkeit von dem ermittelten Einspritzbeginn und/oder dem ermittelten Einspritzende.
  12. Betriebsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Schritte: – Entladen des Aktors (12) zur Beendigung eines Einspritzvorgangs, – Erfassung der Aktorstroms, – Bestimmung einer Einspritzgröße (tENDE) in Abhängigkeit von dem erfassten Aktorstrom.
  13. Betriebsverfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (12) zum Entladen kurzgeschlossen wird und der Aktorstrom im kurzgeschlossenen Zustand erfasst wird.
  14. Betriebsverfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von dem im kurzgeschlossenen Zustand erfassten Aktorstrom das Einspritzende (tENDE) ermittelt wird.
  15. Betriebsverfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktorstrom in einem vorgegebenem Zeitfenster nach dem Kurzschließen des Aktors (12) erfasst wird.
  16. Betriebsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Schritte: – Erfassung der zeitlichen Lage eines Stromimpulses (17) des Aktorstroms nach dem Kurzschließen, – Bestimmung des Einspritzendes (tENDE) in Abhängigkeit von der zeitlichen Lage des Stromimpulses (17).
  17. Betriebsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (12) zur Beendigung des Einspritzvorgangs so schnell entladen wird, dass der Kraftschluss zwischen dem Aktor (12) und einer/einem von dem Aktor (12) angetriebenen Düsennadel (1) oder Ventilkörper (10) kurzzeitig getrennt wird und anschließend wieder auftritt, wenn die Düsennadel (12) oder der Ventilkörper (10) der Aktorbewegung nachfolgt.
  18. Betriebsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (12) vor dem Kurzschließen zunächst definiert entladen wird.
  19. Betriebsverfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (12) vor dem Kurzschließen bis auf einen Bruchteil seiner Maximalspannung entladen wird.
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WO (1) WO2005059338A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005040533A1 (de) * 2005-08-26 2007-03-15 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zum Erkennen eines Erreichens eines maximalen Öffnungszustands oder Schließzustands eines Ventils

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005119038A1 (de) * 2004-06-03 2005-12-15 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und vorrichtung zum steuern eines einspritzventils
DE102006013166A1 (de) * 2006-03-22 2007-09-27 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Bestimmung einer Öffnungsspannung eines piezoelektrischen Injektors
DE102009018288B4 (de) 2009-04-21 2011-09-22 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln eines Drucks in einem Hochdruckspeicher
DE102014221706A1 (de) * 2014-10-24 2016-04-28 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Bestromung eines Magnetventils eines Kraftstoffinjektors

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2805175C2 (de) * 1978-02-08 1987-09-17 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart, De
DE3118425C2 (de) * 1981-05-09 1990-06-07 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart, De
DE19930309A1 (de) * 1999-07-01 2001-01-11 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Einspritzmenge bei einem Kraftstoffeinspritzventil mit Piezoelement-Aktor
DE10143501C1 (de) * 2001-09-05 2003-05-28 Siemens Ag Verfahren zum Ansteuern eines piezobetriebenen Kraftstoff-Einspritzventils
EP1359307A2 (de) * 2002-04-26 2003-11-05 Caterpillar Inc. On-Board-Ermittlung der Leistungsdaten eines Kraftstoffeinspritzventils

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4011217A1 (de) * 1990-04-06 1991-10-10 Lucas Ind Plc Verfahren zum ansteuern eines magnetventils einer schlupf-regelanlage
US6253736B1 (en) * 1999-08-10 2001-07-03 Cummins Engine Company, Inc. Fuel injector nozzle assembly with feedback control
US6420817B1 (en) * 2000-02-11 2002-07-16 Delphi Technologies, Inc. Method for detecting injection events in a piezoelectric actuated fuel injector
DE50009868D1 (de) * 2000-07-01 2005-04-28 Bosch Gmbh Robert Piezoelektrischer Aktor eines Einspritzventils sowie Kraftstoffeinspritzsystem
EP1488088B1 (de) * 2002-03-27 2007-05-23 Volkswagen Mechatronic GmbH & Co. KG Verfahren und vorrichtung zur detektion des einschlagzeitpunktes der ventilnadel eines piezo-steuerventils

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2805175C2 (de) * 1978-02-08 1987-09-17 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart, De
DE3118425C2 (de) * 1981-05-09 1990-06-07 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart, De
DE19930309A1 (de) * 1999-07-01 2001-01-11 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Einspritzmenge bei einem Kraftstoffeinspritzventil mit Piezoelement-Aktor
DE10143501C1 (de) * 2001-09-05 2003-05-28 Siemens Ag Verfahren zum Ansteuern eines piezobetriebenen Kraftstoff-Einspritzventils
EP1359307A2 (de) * 2002-04-26 2003-11-05 Caterpillar Inc. On-Board-Ermittlung der Leistungsdaten eines Kraftstoffeinspritzventils

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005040533A1 (de) * 2005-08-26 2007-03-15 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zum Erkennen eines Erreichens eines maximalen Öffnungszustands oder Schließzustands eines Ventils
DE102005040533B4 (de) * 2005-08-26 2008-05-21 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zum Erkennen eines Erreichens eines maximalen Öffnungszustands oder Schließzustands eines Ventils

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