EP0995024A1 - Verfahren und vorrichtung zur ansteuerung eines elektromagnetischen verbrauchers - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur ansteuerung eines elektromagnetischen verbrauchers

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EP0995024A1
EP0995024A1 EP99916804A EP99916804A EP0995024A1 EP 0995024 A1 EP0995024 A1 EP 0995024A1 EP 99916804 A EP99916804 A EP 99916804A EP 99916804 A EP99916804 A EP 99916804A EP 0995024 A1 EP0995024 A1 EP 0995024A1
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EP
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booster capacitor
voltage
injection
time
value
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Robert Bosch GmbH
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Publication of EP0995024B1 publication Critical patent/EP0995024B1/de
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    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
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    • H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/18—Circuit arrangements for obtaining desired operating characteristics, e.g. for slow operation, for sequential energisation of windings, for high-speed energisation of windings
    • H01F7/1805—Circuit arrangements for holding the operation of electromagnets or for holding the armature in attracted position with reduced energising current
    • H01F7/1816—Circuit arrangements for holding the operation of electromagnets or for holding the armature in attracted position with reduced energising current making use of an energy accumulator

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for controlling at least one electromagnetic consumer, in particular a solenoid valve, for controlling the fuel injection into an internal combustion engine by means of one with electronic switching means and at least one
  • Booster capacitor equipped control circuit with a first step, which recharges the voltage of the booster capacitor after each partial or complete discharge of the same to a desired value influencing the opening speed of the injection valve and thus the injection time.
  • Fuel injection system controlled the metering of the fuel mass for a cylinder via an injection valve.
  • the accuracy of the metering is determined, among other things, by how quickly the injection valve opens.
  • the opening process of the injection valve is accelerated by applying a high voltage, fed from a booster capacitor on the injector.
  • the voltage of the booster capacitor must be brought back to the desired value after its discharge or partial discharge during the injection process. This recharging takes place via an electrical circuit and takes a certain amount of time. If several injections now follow each other so closely in time that there is not enough time for the booster capacitor to be fully recharged, an undefined voltage is established at the booster capacitor. If the voltage of the booster capacitor is not at the desired value at the start of the injection process, this results in different opening times of the injection valve and thus also different fuel masses. Because of the different
  • So-called DC / DC converters are also often used, to charge the booster capacitor.
  • the invention is also intended to minimize the power loss when driving the electromagnetic consumption.
  • the above object is achieved in a generic method in that at least one operating state of the internal combustion engine is detected and the strength of the required recharging current and / or the required recharging time for the booster capacitor is regulated at least as a function of the operating state.
  • the above method is further developed in an advantageous manner in that the strength of the recharge current and, in a corresponding manner, also the recharge time are specified in coordination with the recharge current in the executed control. With this step, the power loss can advantageously be minimized.
  • the normal recharge time is not sufficient. If there is such a requirement, the method according to the invention regulates the strength of the recharging current and / or the recharging time depending on these additional requirements for the engine control.
  • Another measure is to measure the
  • An additional development allows the calculated injection time to be corrected with a correction value indicating the deviation of the measured voltage from the desired voltage value at the booster capacitor, in that the calculated injection time is corrected with the correction value in a further method step to form a corrected injection time.
  • Internal combustion engine by means of a control circuit equipped with electronic switching means and at least one booster capacitor, which has recharging means which recharge the voltage of the booster capacitor to a desired value, is characterized in that the recharging means are functionally connected to means for detecting at least one operating state of the internal combustion engine are and have control means that regulate the strength of the recharge current required for the desired voltage value and / or the required recharge time at least depending on the operating state of the internal combustion engine detected by the detection means.
  • FIG. 1 shows a block diagram of the device according to the invention.
  • Figures 2 to 4 show functional features of three different
  • Embodiments of the method according to the invention and the device according to the invention for controlling at least one electromagnetic consumer wherein these three exemplary embodiments described below can also be combined with one another. It should also be noted that the output stage known from the above-mentioned patent application DE 195 39 071 can also be used in the control device according to the device.
  • an electromagnetic consumer is designated 100 by way of example. This is controlled by an output stage labeled 110.
  • a charging circuit 120 is also provided, the most important element of which is a so-called booster capacitor 125.
  • the output stage 110 and the charging circuit 120 can form a structural unit and can be designed in accordance with the device described in DE 195 39 071.
  • Both the output stage 110 and the charging circuit 120 are connected to a supply voltage ÜB.
  • a motor vehicle is preferably the battery of the motor vehicle.
  • the booster capacitor 125 is connected on the one hand to ground and on the other hand to the output stage 110.
  • the electromagnetic consumer 100 can optionally be connected to the voltage UC of the booster capacitor 125 or to the supply voltage ÜB. This is shown with a dash-dotted line.
  • the booster capacitor is connected to a Control unit EC 130 connected. This control unit 130 applies the signals ICN and tCN to the charging circuit.
  • the control unit 130 also applies a signal ti * to the output stage.
  • the control unit 130 is supplied with the output signals N of a speed sensor 150 and the signal L with a load specification 155. Furthermore, the control unit 130 receives the output signal ti and the output signal OPAN of an engine control 140. The engine controller 140 processes at least the output signal L of the load specification 155.
  • the sensor 150 preferably detects the speed n of the internal combustion engine.
  • the load specification 155 supplies a signal L that identifies the load of the internal combustion engine. This can be an interface with other control units in the motor vehicle. However, it can also be provided that the laser size L is an internal size of the motor control 140. In spark-ignited internal combustion engines, the load size L is preferably the position of the throttle valve. Self-igniting internal combustion engines are, for example, a variable that characterizes the fuel quantity to be injected.
  • the engine control 140 determines a control signal ti that determines the switching duration of the electromagnetic consumer. This control period ti, with which the output stage is acted upon, determines the start of injection and the end of injection. It is shown in dashed lines that this signal generally passes directly from the motor control 140 to the output stage 110. It is usually provided that at the start of the activation of the electromagnetic loads 100, a voltage which is higher than the supply voltage ÜB is applied. This increased voltage UC is provided by the charging circuit 120.
  • the charging circuit 120 can be designed, for example, as a DC / DC converter, which converts a DC voltage into an increased DC voltage.
  • the essential element of this charging circuit is the so-called booster capacitor 125. This is switched from the charging circuit to one opposite
  • Supply voltage ÜB increased voltage UC charged.
  • the electromagnetic load 100 is acted upon by this increased voltage so that the load responds more quickly.
  • the charging process of the booster capacitor 125 is essentially determined by the recharging current ICN and the recharging time period tCN. These two variables are specified by the control unit 130 and fed to the charging circuit 120.
  • the control unit 130 processes, among other things, the voltage UC which is present at the booster capacitor 125.
  • the signal OPAN is evaluated that is provided by the engine control. This signal OPAN indicates the request of the engine control, e.g. this signal indicate that a switch from one
  • Stratified charge operation is to take place on a homogeneous operation.
  • control unit 130 and the charging circuit 120 are also referred to as reloading means. How the different work Elements are described in more detail below with reference to FIGS. 2 to 4.
  • FIGS. 2-4 show functional features of three different exemplary embodiments of the method according to the invention and the device according to the invention for controlling at least one electromagnetic consumer, wherein these three exemplary embodiments described below can also be combined with one another. It should also be noted that the output stage known from the above-mentioned patent application DE 195 39 071 can also be used in the control device according to the invention.
  • the voltage UC at the booster capacitor, the speed n and / or the load L of the internal combustion engine are detected.
  • the electronic control unit EC regulates the strength of the recharge current ICN, as well as the recharge time tCN for recharging the booster capacitor, depending on the detected quantities UC, n and / or L.
  • the voltage UC is measured before the injection process.
  • the recharge current ICN can be changed depending on the speed / load range. Accordingly, the reload time tCN must also be changed. Lowering the recharge current ICN means an increase in the recharge time tCN, but a reduction in the power loss.
  • the measurement of the voltage UC of the booster capacitor is not absolutely necessary if the change in recharge current and recharge time are coordinated.
  • Voltage UC on the booster capacitor, the speed n and the load L of the internal combustion engine certain requirements OPAN detected by the engine control.
  • Such requirements are in particular the requirement of several injections at short intervals in succession, such as when switching from stratified charge to homogeneous operation with direct petrol injection or with pre-or post-injection e.g. for catalyst regeneration. In this case, the normal reload time is not sufficient. If there is such a requirement, the electronic control unit EC can briefly increase the “recharging current IC” and thus shorten the “recharging time tC”, so that the desired booster capacitor voltage UC is still set and an exact metering of the fuel is thus made possible. If a limited number of recharges are required, it is possible to temporarily overload the charging circuit.
  • the measurement of the voltage UC before the injection is not absolutely necessary if the change in the “recharging current IC” and the “recharging time period tC” are coordinated with one another.
  • the voltage UC across the booster capacitor, the speed n and the load value L of the internal combustion engine are detected and corresponding quantities are fed to the electronic control unit EC.
  • a correction element K links the calculated injection time ti and the correction value tik to form a corrected injection time ti *.
  • the correction means K can be part of the electronic control unit EC.
  • LQ rt Hi PJ ⁇ 3 d LQ P LQ 3 CQ CD P ⁇ PP ⁇ Hl ⁇ - ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ti o P CQ rt P ⁇ Di rt ⁇ o rt tr er S ⁇ - Ir 1 ⁇ CD CD P CD ⁇ - tr
  • Engine control in particular the changeover from stratified charge to homogeneous operation and / or the division of the injection into several partial injections, such as pre-injections and / or post-injections.
  • a correction value (tik) is determined on the basis of the voltage measured at the booster capacitor in the second step, which takes into account a deviation of the measured voltage from the desired voltage value at the booster capacitor when controlling the injectors.
  • a calculated injection time (ti) for the injectors is corrected in a fifth step with the correction value (tik) to form a corrected injection time (ti *).
  • Embodiments of the invention can also be combined with one another.
  • the means for reloading, or reloading means, and the control means can be hardware or software components in or in
  • the electronic control unit EC can be set up specifically for the purpose according to the invention or can be part of a control unit present in the motor vehicle. With the help of the measures according to the invention

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Abstract

Die Erfindung befaßt sich mit einem Verfahren und einer Vorrichtung zur Ansteuerung wenigstens eines elektromagnetischen Verbrauchers, insbesondere eines Magnetventils, zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung in eine Brennkraftmaschine mittels einer mit elektronischen Schaltmitteln und wenigstens einem Booster-Kondensator ausgestatteten Ansteuerschaltung, die Nachlademittel (EC) aufweist, die die Spannung des Booster-Kondensators nach jeder teilweisen oder völligen Entladung desselben wieder auf einen die Öffnungsgeschwindigkeit des Einspritzventils und damit die Einspritzzeit beeinflussenden gewünschten Wert nachladen, die dadurch gekennzeichnet sind, daß die Nachlademittel (EC) funktionell mit Mitteln zur Erfassung wenigstens der Drehzahl (n) und der Last (L) der Brennkraftmaschine verbunden sind und Regelungsmittel (EC) aufweisen, die die Stärke des für den gewünschten Spannungswert erforderlichen Nachladestroms (ICN) und die erforderliche Nachladezeitdauer (tCN) wenigstens abhängig von dem von den Erfassungsmitteln erfaßten Drehzahlwert (n) und dem Lastwert (L) regeln.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Ansteuerung eines elektromagnetischen Verbrauchers
Hintergrund der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ansteuerung wenigstens eines elektromagnetischen Verbrauchers, insbesondere eines Magnetventils, zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung in eine Brennkraftmaschine mittels einer mit elektronischen Schaltmitteln und wenigstens einem
Booster-Kondensator ausgestatteten Ansteuerschaltung, mit einem ersten Schritt, der die Spannung des Booster- Kondensators nach jeder teilweisen oder völligen Entladung desselben wieder auf einen die Öffnungsgeschwindigkeit des Einspritzventils und damit die Einspritzzeit beeinflussenden gewünschten Wert nachlädt .
Stand der Technik
Ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung sind aus der deutschen Patentanmeldung DE 195 39 071 bekannt .
Allgemein wird bei einem Common-Rail-
Kraftstoffeinspritzsystem die Zumessung der Kraftstoffmasse für einen Zylinder über ein Einspritzventil gesteuert. Die Genauigkeit der Zumessung wird unter anderem dadurch bestimmt, wie schnell das Einspritzventil öffnet. Der OffnungsVorgang des Einspritzventils wird beschleunigt, indem man eine hohe Spannung, gespeist aus einem Booster-Kondensator, auf das Einspritzventil gibt. Die Spannung des Booster- Kondensators muß nach seiner Entladung oder Teilentladung beim Einspritzvorgang wieder auf den gewünschten Wert gebracht werden. Diese Nachladung geschieht über eine elektrische Schaltung und benötigt eine gewisse Zeit. Wenn jetzt mehrere Einspritzungen zeitlich so dicht hintereinander folgen, daß für die vollständige Nachladung des Booster-Kondensators nicht genügend Zeit bleibt, stellt sich eine nicht definierte Spannung am Booster-Kondensator ein. Ist die Spannung des Booster-Kondensators beim Beginn des Einspritzvorgangs nicht auf dem gewünschten Wert, so ergeben sich dadurch unterschiedliche Öffnungszeiten des Einspritzventils und damit auch unterschiedliche Kraftstoffmassen. Durch die unterschiedlichen
Kraftstoffmassen verschlechtert sich das Abgasverhalten und der Motorlauf.
Die Lehre der oben erwähnten Patentanmeldung DE 195 39 071 geht dahin, den Booster-Kondensator durch geziel^s Einschalten mehrerer Schaltmittel so aufzuladen, daß der Einschaltvorgang beschleunigt und der Gesamtenergieverbrauch minimiert wird. Dafür sind Steuermittel vorgesehen, die die Schaltmittel derart ansteuern, daß wenigstens die beim Übergang von einem Anzugsstromwert auf einen Haltestromwert frei werdende Energie im Booster-Kondensator speicherbar ist.
Angesichts des oben Gesagten, ist es Aufgabe der Erfindung, einen elektromagnetischen Verbraucher zeitlich genau anzusteuern, insbesondere die Zumessgenauigkeit des Kraftstoffs bei einer Brennkraftmaschine mit einem Common-Rail- Kraftstoffeinspritzsystem zu verbessern.
Häufig werden auch sogenannte DC/DC-Wandler eingesetzt, um den Boosterkondensator aufzuladen.
Gemäß einer Weiterbildung soll die Erfindung auch die Verlustleistung beim Ansteuern des elektromagnetischen Verbrauchs minimieren.
Die obige Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Verfahren dadurch gelöst, daß wenigstens ein Betreibszustand der Brennkraftmaschine erfaßt und die Stärke des erforderlichen Nachladestroms und/oder die erforderliche Nachladezeitdauer für den Booster- Kondensator wenigstens abhängig vom Betriebszustand geregelt wird.
Das obige Verfahren wird in vorteilhafter Weise dadurch weitergebildet, daß bei der ausgeführten Regelung die Stärke des Nachladestroms und in entsprechender Weise auch die Nachladezeit in Abstimmung mit dem Nachladestrom vorgegeben werden. Mit diesem Schritt läßt sich vorteixhafterweise die Verlustleistung minimieren.
Ist es erforderlich, daß mehrere Einspritzungen in kurzen Abständen hintereinander folgen müssen, wie z.B. bei der Umschaltung vom Schichtladungs- in den
Homogenbetrieb bei der Benzin-Direkteinspritzung oder bei Vor- bzw. Nacheinspritzungen (zur Katalysatorregulierung etc.), reicht die normale Nachladezeit nicht aus. Besteht eine solche Anforderung, regelt das erfindungsgemäße Verfahren die Stärke des Nachladestroms und/oder die Nachladezeit abhängig von diesen zusätzlichen Anforderungen an die Motorsteuerung .
Eine weitere Maßnahme besteht in der Messung der
Spannung des Booster-Kondensators und in der Regelung - 4 -
des Nachladestroms und/oder der Nachladezeit abhängig von der gemessenen Spannung am Booster-Kondensator.
Eine zusätzliche Weiterbildung erlaubt eine Korrektur der berechneten Einspritzzeit mit einem die Abweichung der gemessenen Spannung vom gewünschten Spannungswert am Booster-Kondensator angebenden Korrekturwert, indem in einem weiteren Verfahrensschritt die berechnete Einspritzzeit mit dem Korrekturwert unter Bildung einer korrigierten Einspritzzeit korrigiert wird.
Eine die obige Aufgabe lösende Vorrichtung zur Ansteuerung wenigstens eines elektromagnetischen Verbrauchers, insbesondere eines Magnetventils, zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung in eine
Brennkraftmaschine mittels einer mit elektronischen Schaltmitteln und wenigstens einem Booster-Kondensator ausgestatteten Ansteuerschaltung, die Nachlademittel aufweist, die die Spannung des Booster-Kondensators auf einen gewünschten Wert nachladen, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Nachlademittel funktioneil mit Mitteln zur Erfassung wenigstens eines Betriebzustandes der Brennkraftmaschine verbunden sind und Regelungsmittel aufweisen, die die Stärke des für den gewünschten Spannungswert erforderlichen Nachladestroms und/oder die erforderliche Nachladezeitdauer wenigstens abhängig von dem von den Erfassungsmitteln erfaßten Betriebszustand der Brennkraftmaschine regeln.
Weiterbildende Vorrichtungsmerkmale sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche .
Die obigen und weitere Merkmale und Aufgaben der Erfindung werden in der nachfolgenden, bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschreibenden,
Beschreibung deutlich, wenn diese anhand der Zeichnung - 5 -
gelesen wird.
Die Figur 1 zeigt ein Blockdiagramm der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die Figuren 2 bis 4 zeigen Funktionsmerkmale dreier verschiedener
Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Ansteuerung wenigstens eines elektromagnetischen Verbrauchers, wobei diese drei nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele auch miteinander kombiniert werden können. Es ist ferner zu bemerken, daß die aus der obengenannten Patentanmeldung DE 195 39 071 bekannte Endstufe auch bei der AnSteuervorrichtung gemäß der Einrichtung einsetzbar ist.
In der Figur 1 ist ein elektromagnetischer Verbraucher beispielhaft mit 100 bezeichnet. Dieser wird von einer mit 110 bezeichneten Endstufe angesteuert. Ferner ist eine Ladeschaltung 120 vorgesehen, deren wesentlichstes Element ein sogenannter- Booster -Kondensator 125 darstellt. Die Endstufe 110 und die Ladeschaltung 120 können eine bauliche Einheit bilden und entsprechend der Einrichtung, die in der DE 195 39 071 beschrieben ist, ausgebildet sein.
Sowohl die Endstufe 110 als auch die Ladeschaltung 120 stehen mit einer VersorgungsSpannung ÜB in Verbindung. Bei einem Kraftfahrzeug handelt es sich hierbei vorzugsweise um die Batterie des Kraftfahrzeugs. Der Booster-Kondensator 125 ist zum einen mit Masse und zum anderen mit der Endstufe 110 verbunden. Dabei kann der elektromagnetische Verbraucher 100 wahlweise mit der Spannung UC des Booster-Kondensators 125 oder mit der VersorgungsSpannung ÜB verbunden werden. Dies ist mit einer strichpunktierten Linie dargestellt. Ferner ist der Anschluß des Booster-Kondensators mit einer Steuereinheit EC 130 verbunden. Diese Steuereinheit 130 beaufschlagt die Ladeschaltung mit den Signalen ICN und tCN. Ferner beaufschlagt die Steuereinheit 130 die Endstufe mit einem Signal ti* .
Der Steuereinheit 130 werden die Ausgangssignale N eines Drehzahlsensors 150 und das Signal L einer Lastvorgabe 155 zugeleitet . Desweiteren erhält die Steuereinheit 130 das Ausgangssignal ti und das Ausgangssignal OPAN einer Motorsteuerung 140 zugeführt. Die Motorsteuerung 140 verarbeitet zumindest das Ausgangssignal L der Lastvorgabe 155.
Der Sensor 150 erfaßt vorzugsweise die Drehzahl n der Brennkraftmaschine. Die Lastvorgabe 155 liefert ein Signal L, daß der Last der Brennkraftmaschine kennzeichnet. Hierbei kann es sich um eine Schnittstelle mit anderen Steuergeräten in dem Kraftfahrzeug handeln. Es kann aber auch vorgesehen sein, daß es sich bei der Laεr.größe L um eine interne Größe der Motorsteuerung 140 handelt. Bei fremdgezündeten Brennkraftmaschinen handelt es sich bei der Lastgröße L vorzugsweise um die Stellung der Drosselklappe. Bei selbstzündenden Brennkraftmaschinen handelt es sich beispielsweise um eine die einzuspritzende Kraftstoffmenge charakterisierende Größe .
Ausgehend von wenigstens der Last L bestimmt die Motorsteuerung 140 ein Ansteuersignal ti, daß die Schaltdauer des elektromagnetischen Verbrauchers bestimmt. Diese Ansteuerdauer ti, mit dem die Endstufe beaufschlagt wird, bestimmt den Einspritzbeginn und das Einspritzende. Gestrichelt ist dargestellt, daß dieses Signal in der Regel unmittelbar von der Motorsteuerung 140 zur Endstufe 110 gelangt. Üblicherweise ist vorgesehen, daß zu Beginn der Ansteuerung der elektromagnetischen Verbraucher 100 mit einer gegenüber der Versorgungsspannung ÜB erhöhten Spannung beaufschlagt wird. Diese erhöhte Spannung UC wird von der Ladeschaltung 120 bereitgestellt. Dabei kann die Ladeschaltung 120 beispielsweise als DC/DC- Wandler, der eine Gleichspannung in eine erhöhte Gleichspannung umwandelt, ausgebildet sein.
Das wesentliche Element diese Ladeschaltung ist der sog. Booster-Kondensator 125. Dieser wird von der Ladeschaltung auf eine gegenüber der
Versorgungsspannung ÜB erhöhte Spannung UC aufgeladen. Zu Beginn der Ansteuerung wird der elektromagnetische Verbraucher 100 mit dieser erhöhten Spannung beaufschlagt, damit der Verbraucher schneller anspricht .
Der Ladevorgang des Booster Kondensators 125 wird im- wesentlichen durch den Nachladestrom ICN und die Nachladezeitdauer tCN bestimmt. Diese beiden Größen werden von der Steuereinheit 130 vorgegeben und der Ladeschaltung 120 zugeführt. Hierzu verarbeitet die Steuereinheit 130 unter anderem die Spannung UC, die an dem Booster-Kondensator 125 anliegt. Desweiteren wird das Signal OPAN ausgewertet, daß von der Motorsteuerung bereitgestellt wird. Dieses Signal OPAN gibt die Anforderung der Motorsteuerung an, so kann z.B. dieses Signal anzeigen, daß eine Umschaltung von einem
Schichtladungsbetrieb auf ein Homogenbetrieb erfolgen soll.
Insbesondere die Steuereinheit 130 und die Ladeschaltung 120 werden auch als Nachlademittel bezeichnet. Die Funktionsweise der verschiedenen Elemente wird im folgenden anhand der Figuren 2 bis 4 detaillierter beschrieben.
Die Figuren 2-4 zeigen Funktionsmerkmale dreier verschiedener Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Ansteuerung wenigstens eines elektromagnetischen Verbrauchers, wobei diese drei nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele auch miteinander kombiniert werden können. Es ist ferner zu bemerken, daß die aus der oben genannten Patentanmeldung DE 195 39 071 bekannte Endstufe auch bei der Ansteuervorrichtung gemäß der Erfindung einsetzbar ist.
Gemäß Fig . 2 werden die Spannung UC am Booster- Kondensator die Drehzahl n und/oder die Last L der Brennkraftmaschine erfaßt. Die elektronische Steuereinheit EC regelt, abhängig von den erfaßten Größen UC, n und/oder L die Stärke des Nachladestroms ICN, sowie die Nachladezeitdauer tCN zum Nachladen des Booster-Kondensators. Die Spannung UC wird vor dem Einspritzvorgang gemessen. Um die Verlustleistung zu minimieren, kann abhängig vom Drehzahl/Lastbereich der Nachladestrom ICN, verändert werden. Dementsprechend muß die Nachladezeit tCN auch verändert werden. Ein Absenken des Nachladestroms ICN bedeutet eine Verlängerung der Nachladezeit tCN, aber eine Verringerung der Verlustleistung.
Hier ist die Messung der Spannung UC des Booster- Kondensators nicht zwingend erforderlich, wenn die Änderung von Nachladestrom und Nachladezeit aufeinander abgestimmt ist.
Gemäß Fig. 3 werden zusätzlich zu der Erfassung der - 9 -
Spannung UC am Booster-Kondensator, der Drehzahl n und der Last L der Brennkraftmaschine bestimmte Anforderungen OPAN von der Motorsteuerung erfaßt . Solche Anforderungen sind insbesondere das Erfordernis mehrerer Einspritzungen in kurzen Abständen hintereinander, wie z.B. bei der Umschaltung von Schichtladungs- in Homogenbetrieb bei der Benzin- Direkteinspritzung oder bei Vor- bzw. Νacheinspritzungen z.B. zur Katalysatorregenerierung. In diesem Fall reicht die normale Νachladezeit nicht aus. Besteht eine solche Anforderung, kann die elektronische Steuer/Regeleinheit EC den Νachladestrom ICΝ kurzzeitig erhöhen und damit die Νachladezeit tCΝ verkürzen, so daß sich trotzdem die gewünschte Booster- Kondensator-Spannung UC einstellt und damit eine genaue Zumessung des Kraftstoffs ermöglicht wird. Dabei ist es möglich, wenn eine begrenzte Anzahl an Νachladungen erforderlich ist, die Ladeschaltung kurzzeitig zu überlasten.
Auch hier ist die Messung der Spannung UC vor der Einspritzung nicht zwingend erforderlich, wenn die Änderung des Νachladestroms ICΝ und der Νachladezeitdauer tCΝ aufeinander abgestimmt sind.
Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel werden die Spannung UC am Booster-Kondensator, die Drehzahl n und der Lastwert L der Brennkraftmaschine erfaßt und entsprechende Größen der elektronischen Steuer-Regeleinheit EC zugeleitet. Diese bildet einen Korrekturwert tik zur Korrektur der berechneten Einspritzzeit ti. Ein Korrekturglied K verknüpft die berechnete Einspritzzeit ti und den Korrekturwert tik unter Bildung einer korrigierten Einspritzzeit ti*. Selbstverständlich können die Korrekturmittel K Teil der elektronischen Steuer-Regeleinheit EC sein. LO ω to to μ>
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- 11 -
Motorsteuerung, insbesondere die Umschaltung von Schichtladungs- auf Homogenbetrieb und/oder die Aufteilung der Einspritzung in mehrere Teileinspritzungen, wie beispielsweise Vor- und/oder Nacheinspritzungen.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn in einem vierten Schritt ausgehend von der im zweiten Schritt gemessenen Spannung am Booster-Kondensator ein Korrekturwert (tik) ermittelt wird, der eine Abweichung der gemessenen Spannung vom gewünschten Spannungswert am Booster- Kondensator bei der Ansteuerung der Injektoren berücksichtigt .
Bei einer weiteren Ausgestaltung wird in einem fünften Schritt eine berechnete Einspritzzeit (ti) für die Injektoren mit dem Korrekturwert (tik) unter Bildung einer korrigierten Einspritzzeit (ti*) korrigiert.
Es ist deutlich, daß die in den Figuren 2 bis 4 dargestellten und oben beschriebenen
Ausführungsbeispiele der Erfindung auch miteinander kombiniert werden können. Die Mittel zum Nachladen, oder Nachlademittel, und die Regelungsmittel können Hardware- oder Softwarebestandteile in der oder in
Verbindung mit der elektronischen Steuer-Regeleinheit EC sein. Die elektronische Steuer-Regeleinheit EC kann speziell für den erfindungsgemäßen Zweck eingerichtet oder Teil einer im Kraftfahrzeug vorhandenen Steuer- Regeleinheit sein. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Maßnahmen läßt sich
der Nachladevorgang des Booster-Kondensators durch gezielte Änderung des Nachladestroms ICN und/oder der Nachladezeit tCN steuern und zwar - 12 -
zur Optimierung der Verlustleistung; und
bei bestimmten Anforderungen der Motorsteuerung, die mehrere Einspritzungen in zeitlich sehr kurzen Abständen benötigen, wie z.B. bei
Umschaltung von Schichtladungs- auf Homogenbetrieb, Voreinspritzung, Nacheinspritzung usw..
Außerdem läßt sich die Einspritzzeit ti* in
Abhängigkeit von der Spannung des Booster-Kondensators, dem Lastbereich und/oder dem Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine korrigieren.

Claims

13Ansprüche
1. Verfahren zur Ansteuerung wenigstens eines elektromagnetischen Verbrauchers, insbesondere eines Magnetventils, zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung in eine Brennkraftmaschine mittels einer mit elektronischen Schaltmitteln und wenigstens einem Booster-Kondensator ausgestatteten Ansteuerschaltung, mit einem ersten Schritt, der die Spannung des Booster- Kondensators auf einen gewünschten Wert nachlädt, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Schritt wenigstens einen Betreibszustand der Brennkraftmaschine erfaßt und ein dritter Schritt die Stärke des im ersten
Schritt erforderlichen Nachladestroms und/oder die erforderliche Nachladezeitdauer für den Booster- Kondensator wenigstens abhängig von dem im zweiten Schritt erfaßten Betriebszustand regelt.
2. Verfahren zur Ansteuerung wenigstens eines elektromagnetischen Verbrauchers, insbesondere eines Magnetventils, zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung in eine Brennkraftmaschine mittels einer mit elektronischen Schaltmitteln und wenigstens einem
Booster-Kondensator ausgestatteten Ansteuerschaltung, mit einem ersten Schritt, der die Spannung des Booster- Kondensators nach jeder teilweisen oder völligen Entladung desselben wieder auf einen die Öffnungsgeschwindigkeit des Einspritzventils und damit die Einspritzzeit beeinflussenden gewünschten Wert - 14 -
nachlädt, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Schritt wenigstens die Drehzahl und die Last der Brennkraftmaschine erfaßt und ein dritter Schritt die Stärke des im ersten Schritt erforderlichen Nachladestroms und die erforderliche Nachladezeitdauer für den Booster-Kondensator wenigstens abhängig von dem im zweiten Schritt erfaßten Drehzahl- und Lastwert regelt .
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Regelung im dritten Schritt die Stärke des Nachladestroms und der Nachladezeitdauer aufeinander abgestimmt eingestellt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schritt zusätzlich bestimmte Anforderungen der Motorsteuerung erfaßt, die mehrere Einspritzungen durch dasselbe Magnetventil in sehr kurzen Zeitintervallen benötigen, und daß der dritte Schritt die Stärke des Nachladestroms und die Nachladezeitdauer abhängig von den im zweiten Schritt zusätzlich erfaßten Anforderungen der Motorsteuerung regelt .
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlich berücksichtigten Anforderungen der Motorsteuerung, insbesondere die Umschaltung von Schichtladungs- auf Homogenbetrieb und Vor- und/oder Nacheinspritzungen betreffen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schritt zusätzlich die Spannung am Booster-Kondensator vor dem Einspritzvorgang mißt.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß - 15 -
die Stärke des Nachladestroms und die Nachladezeitdauer im dritten Schritt zusätzlich abhängig von der gemessenen Spannung am Booster-Kondensator geregelt werden.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein vierter Schritt aus der im zweiten Schritt gemessenen Spannung am Booster-Kondensator einen eine Abweichung der gemessenen Spannung vom gewünschten Spannungswert am Booster-Kondensator angebenden
Korrekturwert (tik) für die Einspritzzeit ermittelt, und daß ein fünfter Schritt eine berechnete Einspritzzeit (ti) mit dem Korrekturwert (tik) unter Bildung einer korrigierten Einspritzzeit (ti*) korrigiert.
9. Vorrichtung zur Ansteuerung wenigstens eines elektromagnetischen Verbrauchers, insbesondere eines Magnetventils, zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung in eine Brennkraf maschine mittels einer mit elektronischen Schaltmitteln und wenigstens einem Booster-Kondensator ausgestatteten Ansteuerschaltung, die Nachlademittel (EC) aufweist, die die Spannung des Booster-Kondensators auf einen gewünschten Wert nachladen, dadurch gekennzeichnet, daß die
Nachlademittel (EC) funktioneil mit Mitteln zur Erfassung wenigstens eines Betriebszustandes der Brennkraftmaschine verbunden sind und Regelungsmittel (EC) aufweisen, die die Stärke des für den gewünschten Spannungswert erforderlichen Nachladestroms (ICN) und/oder die erforderliche Nachladezeitdauer (tCN) wenigstens abhängig von dem von den Erfassungsmitteln erfaßten Betriebszustand regeln.
10. Vorrichtung zur Ansteuerung wenigstens eines elektromagnetischen Verbrauchers, insbesondere eines - 16 -
Magnetventils, zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung in eine Brennkraftmaschine mittels einer mit elektronischen Schaltmitteln und wenigstens einem Booster-Kondensator ausgestatteten Ansteuerschaltung, die Nachlademittel (EC) aufweist, die die Spannung des Booster-Kondensators nach jeder teilweisen oder völligen Entladung desselben wieder auf einen die Öffnungsgeschwindigkeit des Einspritzventils und damit die Einspritzzeit beeinflussenden gewünschten Wert nachladen, dadurch gekennzeichnet, daß die
Nachlademittel (EC) funktionell mit Mitteln zur Erfassung wenigstens der Drehzahl (n) und der Last (L) der Brennkraftmaschine verbunden sind und Regelungsmittel (EC) aufweisen, die die Stärke des für den gewünschten Spannungswert erforderlichen Nachladestroms (ICN) und die erforderliche Nachladezeitdauer (tCN) wenigstens abhängig von dem von den Erfassungsmitteln erfaßten Drehzahlwert (n) und dem Lastwert (L) regeln.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelungsmittel (EC) , die zur Erreichung des gewünschten Spannungswerts erforderliche Stärke des Nachladestroms (ICN) und die erforderlichen Nachladezeitdauer (tCN) aufeinander abgestimmt einstellen.
12. Vorrichtung nach Anspruch 9-11, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachlademittel (EC) weiterhin funktionell mit Mitteln zur Erfassung bestimmter
Anforderungen der Motorsteuerung verbunden sind, welche mehrere Einspritzungen durch dasselbe Magnetventil in sehr kurzen Zeitintervallen nötig machen, und daß die Regelungsmittel (EC) die für die Aufladung des Booster- Kondensators auf den gewünschten Spannungswert nötige Stärke des Nachladestroms (ICN) und die dafür - 17 -
erforderliche Nachladezeitdauer (tCN) abhängig von den von den Erfassungsmitteln erfaßten Anforderungen der Motorsteuerung regeln.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Regelungsmitteln (EC) zusätzlich berücksichtigten und von den Erfassungsmitteln erfaßten Anforderungen der Motorsteuerung insbesondere die Umschaltung von Schichtladungs- auf Homogenbetrieb und Vor- und/oder Nacheinspritzungen durch das Magnetventil betreffen.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9-13, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßmittel zusätzlich eine vor dem Einspritzvorgang am Booster-Kondensator liegende Spannung (UC) messen und eine der gemessenen Spannung entsprechende Größe den Regelungsmitteln (EC) zuführen.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelungsmittel (EC) den Nachladestrom (ICN) und die Nachladezeitdauer (tCN) des Booster- Kondensators zusätzlich abhängig von der die gemessene Spannung (UC) am Booster-Kondensator vor dem Einspritzvorgang angebenden Größe regeln.
16. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß Korrekturmittel (K) vorgesehen sind, die aus der die vor dem Einspritzvorgang am Booster-Kondensator gemessene Spannung (UC) angebenden Größe einen eine Abweichung der gemessenen Spannung vom gewünschten Spannungswert am Booster-Kondensator angebenden Einspritzzeit -Korrekturwert (tik) bilden und die berechnete Einspritzzeit (ti) mit dem Korrekturwert (tik) unter Bildung einer korrigierten Einspritzzeit (ti*) korrigieren.
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