EP1527265A1 - Method and device for controlling an actuator - Google Patents

Method and device for controlling an actuator

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Publication number
EP1527265A1
EP1527265A1 EP03787610A EP03787610A EP1527265A1 EP 1527265 A1 EP1527265 A1 EP 1527265A1 EP 03787610 A EP03787610 A EP 03787610A EP 03787610 A EP03787610 A EP 03787610A EP 1527265 A1 EP1527265 A1 EP 1527265A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pressure
injection
actuator
partial injection
fuel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP03787610A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Udo Schulz
Andreas Huber
Johannes-Joerg Rueger
Joerg Nagel
Thomas Baumann
Kai Sutter
Jens-Holger Barth
Oliver Schulz
Thorsten Rick
Egbert Fuchs
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP1527265A1 publication Critical patent/EP1527265A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40—Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F02D41/402—Multiple injections
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/20—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
    • F02D41/2096—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils for controlling piezoelectric injectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
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    • F02D2200/0606—Fuel temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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    • F02D2250/04—Fuel pressure pulsation in common rails
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/3809—Common rail control systems
    • F02D41/3836—Controlling the fuel pressure
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for controlling an actuator L5 according to the preambles of the independent claims.
  • EP 1 138 904 discloses a method and a device for controlling a piezo actuator. Such actuators are preferably used to control the injection of fuel into an internal combustion engine. The start of control and the duration
  • control determines the start and duration of the fuel metering.
  • the voltage value at which the actuator opens and / or closes depends on various operating parameters, such as the fuel pressure. It is therefore provided in the prior art that the voltage value depends on the temperature and the fuel pressure.
  • injector supply line induces a pressure wave.
  • the subsequent main injection leads to a pressure increase or a pressure decrease. If the constant injection duration of the main injection is assumed, the amount of fuel injected thus changes.
  • DE 197 12 143 provides that a correction value for correcting the pressure value is determined on the basis of the distance between the pre-injection and main injection and the amount of fuel metered in during pre-injection. The actual activation duration is then calculated on the basis of this corrected pressure value. This procedure compensates for the influence of the rail pressure change due to the pressure wave via a change in the activation duration of the main injection.
  • the voltage value required for this depends on the rail pressure.
  • the value of the voltage is selected such that it is sufficient to open the control valve even at the maximum possible rail pressure.
  • Such a procedure is disadvantageous because it causes unnecessary energy losses in the control unit, since the increased voltage is also provided when it is not required. Furthermore, a higher voltage than necessary causes a greater force of the control valve and thus increased wear.
  • the voltage value with which the injector is controlled depends on the distance between a first partial injection and a second partial injection, the energy and loss line balance can be improved, the wear on the injector reduced and safe opening and holding of the control valve guaranteed.
  • a control unit 100 applies different power to an output stage 110 Signals that determine the control of the injector. These include signals that determine the start and duration or the start and end of fuel metering. Furthermore, the control unit 100 applies a signal TVE to a first specification 120, which characterizes the distance between a first and a second injection. Furthermore, the control unit 100 applies a signal QVE to a second specification 125 that characterizes the amount of fuel that is metered in during the first partial injection. In an alternative embodiment, signal QVE is provided by acquisition 122. A first connection point 130 is applied to the output signal of the first specification 120 and a second connection point 135 is applied to the output signal of the second specification 125.
  • a temperature sensor 140 applies a signal TK to a characteristic curve 145, which in particular corresponds to the fuel temperature.
  • the output signal of the pressure sensor 160 also reaches the characteristic curve 145, which is then designed as a characteristic diagram.
  • the characteristic curve 145 acts on the first
  • Link point 135 and this the second link point 130 with a signal.
  • the first connection point 130 applies a signal to a characteristic diagram 150.
  • node 130 acts on another
  • Link point 132 This further link point 132 then applies a signal to the characteristic diagram 150.
  • the output signal of a characteristic curve 121, to which the pressure signal P of the pressure sensor 160 is supplied, is at the second input of the node 132.
  • connection point 130 and / or the connection point 132 loads a characteristic diagram 151 with a signal.
  • the output signal of the characteristic diagram 151 reaches the connection point 190 via a connection point 191.
  • the output signal of the characteristic diagram 150 is present at the second input of the connection point 191. Only the pressure signal P is then preferably supplied to this characteristic diagram.
  • a pressure signal P is present at the second input of the characteristic diagram 150 and is provided by a pressure sensor 160.
  • the output signal TA of a further temperature sensor 170 arrives at a second characteristic diagram 180 at the second one Input the output signal of the first map 150 is present.
  • the output signal of the first map 150 and the second map 180 is applied to a fourth node 190. This in turn applies a size to the output stage 1 10.
  • the second specification 125 and thus the connection point 135 can be omitted.
  • the output signal of characteristic curve 145 goes directly to node 130.
  • Output signal of node 130 is applied to a third node 195, the signal P is present at the second input.
  • the output signal of the connection point 195 arrives at the characteristic diagram 150, which can then advantageously be designed as a characteristic curve.
  • the sensors 140, 160 and 170 can both be designed as sensors that directly detect the corresponding signals. It is particularly advantageous if not the direct signals, but rather processed, in particular mean values or variables derived from other variables are used. Furthermore, substitute values can be taken into account for the variables that characterize the corresponding variables or similar ones
  • the temperature of the actuator TA can be replaced by the value of the fuel temperature that is measured directly in front of the actuator.
  • the effects of the pressure wave, which are caused by the first partial injection, on the rail pressure and thus on the required actuator voltage are taken into account. This is done by correcting the mean wheel pressure P with the change in the wheel pressure caused by the pressure wave.
  • the change in the wheel pressure P depends on the distance TVE from the end of the first partial injection and the start of the second partial injection, as well as on the
  • Fuel temperature TK which is preferably detected by means of the sensor 140.
  • a value is stored in the first characteristic curve 145, which takes into account the dependence of the pressure wave on the viscosity.
  • the characteristic curve 145 also takes into account the dependence of the pressure wave on the Rail pressure P.
  • a value is stored in the first specification 120, which takes into account the dependence of the pressure wave on the distance between the first and second partial injection. In the second specification the dependence of the correction value on the
  • the temperature-dependent factor stored in characteristic curve 145 is corrected in node 130 and possibly 135. It is particularly advantageous if, starting from the rail pressure P, a further correction factor is specified, which takes into account that the start amplitude of the pressure wave depends on the rail pressure P.
  • the voltage value dependent on this value and the rail pressure P is stored in the characteristic diagram 150.
  • Actuator temperature TA and the rail pressure-dependent correction factor, which is stored in map 180, are corrected again.
  • the voltage is stored in the characteristic diagram 150 as a function of the pressure P.
  • the pressure signal P is corrected in the third connection point 195 depending on the fuel temperature TK, the distance TVE between the first and second partial injection and the fuel quantity QVE injected during the first partial injection.
  • This link in node 195 is preferably additive.
  • the first specification 120 takes into account that the end of the first partial injection causes the
  • the rail pressure actually present at the start of the second partial injection ie the pressure increase or the pressure reduction, is therefore dependent on the distance from the end of the first to the start of the second partial injection.
  • the characteristic curve 145 takes into account the influence, because the fuel temperature TK has on the viscosity and thus on the speed of propagation of the pressure wave.
  • the Specification 125 takes into account the influence that the injection quantity of the preceding partial injection has on the amplitude of the pressure wave.
  • another variable that characterizes the injected fuel quantity can also be used.
  • One such variable is the activation duration.
  • the electrical control duration the distance between the start and end of the
  • Control of the actuator corresponds, and / or the hydraulic control duration, which corresponds to the distance between the opening and closing of the control element and / or a control valve, are used.
  • Map 150 stores the actuator voltage depending on the rail pressure and the corrected output signal of the characteristic curve 145.
  • the characteristic 151 specifies a correction value for the actuator voltage based on the corrected output signal of the characteristic 145. This means that a correction voltage is calculated on the basis of the calculated pressure amplitude.
  • the calculation of the correction value that describes the pressure wave of the wheel pressure is described in more detail below.
  • the first specification 120 describes the behavior of the pressure wave for a specific injector and associated components under reference conditions. A certain are used as reference conditions
  • Fuel temperature, fuel quantity and rail pressure assumed. This means that in the first specification 120 a basic value for the pressure amplitude at the time of the start of the second partial injection is stored as a function of the time interval TVE of the two partial injections. Deviations from the reference conditions are taken into account through various corrections.
  • the temperature TK of the fuel and the rail pressure P influence the speed of sound and thus the propagation of the pressure wave, in particular the frequency of the pressure wave. This effect is taken into account by a corresponding factor that is provided by the characteristic curve 145.
  • the pressure wave arises from a superposition of a partial pressure wave at the beginning and at the end of the first partial injection.
  • the phase shift between these two partial pressure waves and thus the resulting pressure wave depends on the hydraulic duration of the first partial injection from.
  • this hydraulic duration of the first partial injection is not known, which is why the electrical control duration or another variable characterizing the injected fuel quantity is used as the variable. This correction is determined in the specification 125.
  • the start amplitude of the pressure wave essentially depends on the rail pressure P. This influence is taken into account by the characteristic curve 121.
  • the corrected basic value of the pressure amplitude corresponds to the deviation of the pressure from the measured rail pressure P on the basis of the pressure wave at the time of the start of the second partial injection as a function of the distance between the two partial injections and the further correction variables.
  • the basic value for the pressure amplitude corrected in this way can, as a function of the configuration for correcting the pressure signal P in the node 195
  • the characteristic diagram 150 specifies the actuator voltage as a function of the pressure P and the corrected basic value of the pressure amplitude.
  • the characteristic map specifies a correction value for the actuator voltage depending on the corrected basic value of the pressure amplitude.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

The invention relates to a device and method for controlling an actuator, especially a piezo actuator which is sued to control the injection of fuel into an internal combustion engine. The voltage value at which the actuator is impinged upon during control, is dependent upon the distance between a first partial injection and a second partial injection.

Description

L0 Verfahren und Vorrichtung zur Ansteuerung eines AktorsL0 Method and device for controlling an actuator
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ansteuerung eines Aktors L5 gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.The invention relates to a method and a device for controlling an actuator L5 according to the preambles of the independent claims.
Aus der EP 1 138 904 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ansteuerung eines Piezoaktor bekannt. Solche Aktoren dienen vorzugsweise zur Steuerung der Einspritzung von Kraftstoff in eine Brennkraftmaschine. Der Beginn der Ansteuerung und die DauerEP 1 138 904 discloses a method and a device for controlling a piezo actuator. Such actuators are preferably used to control the injection of fuel into an internal combustion engine. The start of control and the duration
.0 der Ansteuerung bestimmt dabei den Beginn und die Dauer der Kraftstoffzumessung. Der.0 the control determines the start and duration of the fuel metering. The
Spannungswert, bei dem der Aktor öffnet und/oder schließt, hängt dabei von verschiedenen Betriebskenngrößen, wie beispielsweise dem Kraftstoffdruck, ab. Deshalb ist bei dem Stand der Technik vorgesehen, dass der Spannungswert von der Temperatur und dem Kraftstoffdruck abhängt.The voltage value at which the actuator opens and / or closes depends on various operating parameters, such as the fuel pressure. It is therefore provided in the prior art that the voltage value depends on the temperature and the fuel pressure.
.5.5
Bei neueren Kraftstoffzumesssystemen, insbesondere bei sogenannten Common-Rail- Systemen, werden bei einem Einspritzzyklus häufig mehrere Teileinspritzungen durchgeführt. Vorzugsweise erfolgen wenigstens eine Voreinspritzung und eine Haupteinspritzung. Mit dem Ende der Voreinspritzung wird in der jeweiligenWith newer fuel metering systems, in particular with so-called common rail systems, several partial injections are often carried out in one injection cycle. At least one pre-injection and one main injection preferably take place. With the end of the pre-injection in the respective
30 Injektorzuleitung eine Druckwelle induziert. Im Vergleich zu einer Haupteinspritzung ohne Voreinspritzung zu einer Haupteinspritzung mit einer Voreinspritzung, kommt es bei der nachfolgenden Haupteinspritzung zu einer Druckerhöhung bzw. zu einer Druckerniedrigung. Damit ändert sich bei angenommener konstanter Ansteuerdauer der Haupteinspritzung die eingespritzte Kraftstoffmenge.30 injector supply line induces a pressure wave. In comparison to a main injection without pre-injection to a main injection with a pre-injection, the subsequent main injection leads to a pressure increase or a pressure decrease. If the constant injection duration of the main injection is assumed, the amount of fuel injected thus changes.
35 Um diesen Einfluss zu kompensieren, ist bei der DE 197 12 143 vorgesehen, dass ausgehend von dem Abstand zwischen der Vor- und Haupteinspritzung und der bei der Voreinspritzung zugemessene Kraftstoffmenge ein Korrekturwert zur Korrektur des Druckwertes bestimmt wird. Ausgehend von diesem korrigierten Druckwert wird dann die eigentliche Ansteuerdauer berechnet. Durch diese Vorgehensweise wird der Einfluss der Raildruckänderung aufgrund der Druckwelle über eine Änderung der Ansteuerdauer der Haupteinspritzung kompensiert.35 In order to compensate for this influence, DE 197 12 143 provides that a correction value for correcting the pressure value is determined on the basis of the distance between the pre-injection and main injection and the amount of fuel metered in during pre-injection. The actual activation duration is then calculated on the basis of this corrected pressure value. This procedure compensates for the influence of the rail pressure change due to the pressure wave via a change in the activation duration of the main injection.
Da beim üblichen Piezo-Injektoren Aktor gegen den Raildruck arbeitet und ein Steuerventil in seiner geöffneten Position hält bzw. in diesem geöffneten Zustand bringt, hängt der hierzu erforderliche Spannungswert vom Raildruck ab. Um den Einfluss der Druckschwankungen zu kompensieren, kann vorgesehen sein, dass der Wert der Spannung derart gewählt wird, dass sie auch beim maximal möglichen Raildruck ausreicht, um das Steuerventil zu öffnen. Eine solche Vorgehensweise ist nachteilhaft, da hierdurch unnötig Energieverluste im Steuergerät auftreten, da die erhöhte Spannung auch bereitgestellt wird, wenn sie nicht erforderlich ist. Des weiteren verursacht eine höhere Spannung als notwendig eine größere Kraft des Steuerventils und damit einen erhöhten Verschleiß.Since the usual piezo injector actuator works against the rail pressure and holds a control valve in its open position or brings it in this open state, the voltage value required for this depends on the rail pressure. In order to compensate for the influence of the pressure fluctuations, it can be provided that the value of the voltage is selected such that it is sufficient to open the control valve even at the maximum possible rail pressure. Such a procedure is disadvantageous because it causes unnecessary energy losses in the control unit, since the increased voltage is also provided when it is not required. Furthermore, a higher voltage than necessary causes a greater force of the control valve and thus increased wear.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Dadurch, dass der Spannungswert mit dem der Injektor angesteuert wird, vom Abstand einer ersten Teileinspritzung und einer zweiten Teileinspritzung abhängt, kann die Energie- und Verlustleitungsbilanz verbessert, der Verschleiß des Injektors verringert und ein sicheres Öffnen und Halten des Steuerventils garantiert werden.Because the voltage value with which the injector is controlled depends on the distance between a first partial injection and a second partial injection, the energy and loss line balance can be improved, the wear on the injector reduced and safe opening and holding of the control valve guaranteed.
Zeichnungdrawing
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen erläutert.The invention is explained below with reference to the embodiments shown in the drawing.
Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments
In Figur 1 ist die erfindungsgemäße Vorgehensweise anhand eines Blockdiagramms dargestellt. Eine Steuereinheit 100 beaufschlagt eine Endstufe 1 10 mit verschiedenen Signalen, die die Ansteuerung des Injektors bestimmen. Dies sind unter anderem Signale die den Beginn und die Dauer bzw. den Beginn und das Ende der Kraftstoffzumessung festlegen. Ferner beaufschlagt die Steuereinheit 100 eine erste Vorgabe 120 mit einem Signal TVE, dass den Abstand zwischen einer ersten und einer zweiten Einspritzung charakterisiert. Ferner beaufschlagt die Steuereinheit 100 eine zweite Vorgabe 125 mit einem Signal QVE, dass die Kraftstoffmenge, die bei der ersten Teileinspritzung zugemessen wird charakterisiert. Bei einer alternativen Ausführungsform wird das Signal QVE von einer Erfassung 122 bereitgestellt. Mit dem Ausgangssignal der ersten Vorgabe 120 wird ein erster Verknüpfungspunkt 130 und mit dem Ausgangssignal der zweiten Vorgabe 125 ein zweiter Verknüpfungspunkt 135 beaufschlagt.In Figure 1, the procedure according to the invention is shown using a block diagram. A control unit 100 applies different power to an output stage 110 Signals that determine the control of the injector. These include signals that determine the start and duration or the start and end of fuel metering. Furthermore, the control unit 100 applies a signal TVE to a first specification 120, which characterizes the distance between a first and a second injection. Furthermore, the control unit 100 applies a signal QVE to a second specification 125 that characterizes the amount of fuel that is metered in during the first partial injection. In an alternative embodiment, signal QVE is provided by acquisition 122. A first connection point 130 is applied to the output signal of the first specification 120 and a second connection point 135 is applied to the output signal of the second specification 125.
Ein Temperatursensor 140 beaufschlagt eine Kennlinie 145 mit einem Signal TK, dass insbesondere der Kraftstofftemperatur entspricht. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung gelangt zusätzlich das Ausgangssignal des Drucksensors 160 zu der Kennlinie 145, die dann als Kennfeld ausgebildet ist. Die Kennlinie 145 beaufschlag den erstenA temperature sensor 140 applies a signal TK to a characteristic curve 145, which in particular corresponds to the fuel temperature. In an advantageous embodiment, the output signal of the pressure sensor 160 also reaches the characteristic curve 145, which is then designed as a characteristic diagram. The characteristic curve 145 acts on the first
Verknüpfungspunkt 135 und dieser den zweiten Verknüpfungspunkt 130 mit einem Signal. Der erste Verknüpfungspunkt 130 beaufschlagt ein Kennfeld 150 mit einem Signal.Link point 135 and this the second link point 130 with a signal. The first connection point 130 applies a signal to a characteristic diagram 150.
Bei einer Ausgestaltung beaufschlagt der Verknüpfungspunkt 130 einen weiterenIn one embodiment, node 130 acts on another
Verknüpfungspunkt 132. Dieser weitere Verknüpfungspunkt 132 beaufschlagt dann das Kennfeld 150 mit einem Signal. Am zweiten Eingang des Verknüpfungspunktes 132 liegt das Ausgangsignal einer Kennlinie 121, der das Drucksignal P des Drucksensors 160 zugeführt wird.Link point 132. This further link point 132 then applies a signal to the characteristic diagram 150. The output signal of a characteristic curve 121, to which the pressure signal P of the pressure sensor 160 is supplied, is at the second input of the node 132.
Bei einer weiteren Alternative beaufschlagt der Verknüpfungspunkt 130 und/oder der Verknüpfungspunkt 132 ein Kennfeld 151 mit einem Signal. Das Ausgangssignal des Kennfeldes 151 gelangt über einen Verknüpfungspunkt 191 zum Verknüpfungspunkt 190. Am zweiten Eingang des Verknüpfungspunktes 191 liegt das Ausgangssignal des Kennfeldes 150 an. Diesem Kennfeld wird dann vorzugsweise nur das Drucksignal P zugeführt.In a further alternative, the connection point 130 and / or the connection point 132 loads a characteristic diagram 151 with a signal. The output signal of the characteristic diagram 151 reaches the connection point 190 via a connection point 191. The output signal of the characteristic diagram 150 is present at the second input of the connection point 191. Only the pressure signal P is then preferably supplied to this characteristic diagram.
Am zweiten Eingang des Kennfeldes 150 liegt ein Drucksignal P an, dass von einem Drucksensor 160 bereitgestellt wird. Das Ausgangssignal TA eines weiteren Temperatursensors 170 gelangt zu einem zweiten Kennfeld 180 an dessen zweiten Eingang das Ausgangssignal des ersten Kennfeldes 150 anliegt. Mit dem Ausgangssignal des ersten Kennfeldes 150 und des zweiten Kennfeldes 180 wird ein vierter Verknüpfungspunkt 190 beaufschlagt. Dieser wiederum beaufschlagt die Endstufe 1 10 mit einer Größe.A pressure signal P is present at the second input of the characteristic diagram 150 and is provided by a pressure sensor 160. The output signal TA of a further temperature sensor 170 arrives at a second characteristic diagram 180 at the second one Input the output signal of the first map 150 is present. The output signal of the first map 150 and the second map 180 is applied to a fourth node 190. This in turn applies a size to the output stage 1 10.
Bei einer vereinfachten Ausführungsform kann die zweite Vorgabe 125 und damit der Verknüpfungspunkt 135 weggelassen werden. In diesem Fall gelangt das Ausgangssignal der Kennlinie 145 direkt zur Verknüpfungspunkt 130.In a simplified embodiment, the second specification 125 and thus the connection point 135 can be omitted. In this case, the output signal of characteristic curve 145 goes directly to node 130.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass mit demIn a further advantageous embodiment it can be provided that with the
Ausgangssignal des Verknüpfungspunktes 130 ein dritter Verknüpfungspunkt 195 beaufschlagt wird, an dessen zweiten Eingang das Signal P anliegt. In diesem Fall gelangt lediglich das Ausgangssignal des Verknüpfungspunktes 195 zu dem Kennfeld 150, dass dann als vorteilhafter Weise als Kennlinie ausgebildet werden kann.Output signal of node 130 is applied to a third node 195, the signal P is present at the second input. In this case, only the output signal of the connection point 195 arrives at the characteristic diagram 150, which can then advantageously be designed as a characteristic curve.
Die Sensoren 140, 160 und 170 können sowohl als Sensoren ausgebildet sein, die die entsprechende Signale unmittelbar erfassen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn nicht die direkten Signale, sondern weiterverarbeitete insbesondere Mittelwerte oder aus anderen Größen abgeleitete Größen verwendet werden. Ferner können für die Größen Ersatzwerte berücksichtigt werden, die die entsprechenden Größen charakterisieren bzw. ähnlicheThe sensors 140, 160 and 170 can both be designed as sensors that directly detect the corresponding signals. It is particularly advantageous if not the direct signals, but rather processed, in particular mean values or variables derived from other variables are used. Furthermore, substitute values can be taken into account for the variables that characterize the corresponding variables or similar ones
Abhängigkeiten aufweisen. So kann beispielsweise die Temperatur des Aktors TA durch den Wert der Kraftstofftemperatur, die unmittelbar vor dem Aktor gemessen wird, ersetzt werden.Have dependencies. For example, the temperature of the actuator TA can be replaced by the value of the fuel temperature that is measured directly in front of the actuator.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Auswirkungen der Druckwelle, die durch die erste Teileinspritzung verursacht werden, auf den Raildruck und damit auf die erforderliche Aktorspannung berücksichtigt werden. Dies geschieht durch die Korrektur des mittleren Raddrucks P mit der durch die Druckwelle verursachten Änderung des Raddrucks. Die Änderung des Raddrucks P ist abhängig vom Abstand TVE des Endes der ersten Teileinspritzung und dem Beginn der zweiten Teileinspritzung sowie von derAccording to the invention, the effects of the pressure wave, which are caused by the first partial injection, on the rail pressure and thus on the required actuator voltage are taken into account. This is done by correcting the mean wheel pressure P with the change in the wheel pressure caused by the pressure wave. The change in the wheel pressure P depends on the distance TVE from the end of the first partial injection and the start of the second partial injection, as well as on the
Kraftstofftemperatur TK, die vorzugsweise mittels des Sensors 140 erfasst wird.Fuel temperature TK, which is preferably detected by means of the sensor 140.
Hierzu ist in der ersten Kennlinie 145 ein Wert abgelegt, der die Abhängigkeit der Druckwelle von der Viskosität berücksichtigt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform berücksichtigt die Kennlinie 145 zusätzlich die Abhängigkeit der Druckwelle vom Raildruck P. Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Druckwelle von der Schallgeschwindigkeit und damit von der Temperatur und dem Druck P abhängt. In der ersten Vorgabe 120 wird ein Wert abgelegt, der die Abhängigkeit der Druckwelle vom Abstand der zwischen ersten und zweiten Teilspritzung berücksichtigt. In der zweiten Vorgabe ist die Abhängigkeit des Korrekturwertes von derFor this purpose, a value is stored in the first characteristic curve 145, which takes into account the dependence of the pressure wave on the viscosity. In a preferred embodiment, the characteristic curve 145 also takes into account the dependence of the pressure wave on the Rail pressure P. According to the invention, it was recognized that the speed of propagation of the pressure wave depends on the speed of sound and thus on the temperature and pressure P. A value is stored in the first specification 120, which takes into account the dependence of the pressure wave on the distance between the first and second partial injection. In the second specification the dependence of the correction value on the
Menge der ersten Teileinspritzung abgelegt.Quantity of the first partial injection filed.
Ausgehend von diesen Größen wird in den Verknüpfungspunkten 130 und gegebenenfalls 135 der in Kennlinie 145 abgelegte temperaturabhängiger Faktor vorzugsweise Multiplikativ korrigiert. Besonders vorteilhaft ist, wenn ausgehend vom Raildruck P ein weiterer Korrekturfaktor vorgegeben wird, der berücksichtigt, dass die Startamplitude der Druckwelle vom Raildruck P abhängt.On the basis of these variables, the temperature-dependent factor stored in characteristic curve 145, preferably multiplicative, is corrected in node 130 and possibly 135. It is particularly advantageous if, starting from the rail pressure P, a further correction factor is specified, which takes into account that the start amplitude of the pressure wave depends on the rail pressure P.
In dem Kennfeld 150 ist der von diesem Wert und dem Raildruck P abhängige Spannungswert abgelegt. Der im Verknüpfungspunkt 190, mit einem von derThe voltage value dependent on this value and the rail pressure P is stored in the characteristic diagram 150. The one in node 190, with one of the
Aktortemperatur TA und dem Raildruck abhängigen Korrekturfaktor, der im Kennfeld 180 abgelegt ist, nochmals korrigiert wird.Actuator temperature TA and the rail pressure-dependent correction factor, which is stored in map 180, are corrected again.
Alternativ können auch vorgesehen sein, dass in dem Kennfeld 150 die Spannung abhängig von dem Druck P abgelegt ist. In diesem Fall ist dann vorgesehen, dass in dem dritten Verknüpfungspunkt 195 das Drucksignal P abhängig von der Kraftstofftemperatur TK, dem Abstand TVE zwischen der ersten und zweiten Teileinspritzung und der bei der ersten Teileinspritzung eingespritzten Kraftstoffmenge QVE korrigiert wird. Diese Verknüpfung in dem Verknüpfungspunkt 195 erfolgt vorzugsweise additiv.Alternatively, it can also be provided that the voltage is stored in the characteristic diagram 150 as a function of the pressure P. In this case, it is then provided that the pressure signal P is corrected in the third connection point 195 depending on the fuel temperature TK, the distance TVE between the first and second partial injection and the fuel quantity QVE injected during the first partial injection. This link in node 195 is preferably additive.
Bei einer weiteren vereinfachten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass lediglich der Abstand des TVE der ersten und zweiten Teileinspritzung berücksichtigt wird. D. h. der Block 125 und der Verknüpfungspunkt 135 werden weggelassen.In a further simplified embodiment it can be provided that only the distance of the TVE of the first and second partial injection is taken into account. I.e. block 125 and node 135 are omitted.
Die erste Vorgabe 120 berücksichtigt, dass durch das Ende der ersten Teileinspritzung dieThe first specification 120 takes into account that the end of the first partial injection causes the
Druckwelle ausgelöst wird. Der tatsächlich mit Beginn der zweiten Teileinspritzung vorliegende Raildruck, d. h. die Druckerhöhung bzw. die Druckverringelung, ist damit vom Abstand des Endes der ersten zum Beginn der zweiten Teileinspritzung abhängig. Die Kennlinie 145 berücksichtigt den Einfluss, denn die Kraftstofftemperatur TK auf die Viskosität und damit auf die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Druckwelle besitzt. Die Vorgabe 125 berücksichtigt den Einfluss, den die Einspritzmenge der vorangehenden Teileinspritzung auf die Amplitude der Druckwelle besitzt. Alternativ zur Einspritzmenge kann auch eine andere Größe, die die eingespritzte Kraftstoffmenge charakterisiert verwendet werden. Eine solche Größe ist beispielsweise die Ansteuerdauer. Hierbei kann die elektrische Ansteuerdauer, die dem Abstand zwischen dem Beginn und dem Ende derPressure wave is triggered. The rail pressure actually present at the start of the second partial injection, ie the pressure increase or the pressure reduction, is therefore dependent on the distance from the end of the first to the start of the second partial injection. The characteristic curve 145 takes into account the influence, because the fuel temperature TK has on the viscosity and thus on the speed of propagation of the pressure wave. The Specification 125 takes into account the influence that the injection quantity of the preceding partial injection has on the amplitude of the pressure wave. As an alternative to the injection quantity, another variable that characterizes the injected fuel quantity can also be used. One such variable is the activation duration. Here, the electrical control duration, the distance between the start and end of the
Ansteuerung des Stellgliedes entspricht, und/oder die hydraulische Ansteuerdauer, die dem Abstand zwischen dem Öffnen und Schließen des Stellelements und/oder eines Steuerventils entspricht, verwendet werden.Control of the actuator corresponds, and / or the hydraulic control duration, which corresponds to the distance between the opening and closing of the control element and / or a control valve, are used.
Bei der Ausfuhrungsform, die mit einer durchgezogenen Linie dargestellt ist, ist in demIn the embodiment, which is shown with a solid line, is in the
Kennfeld 150 abhängig von dem Raildruck und dem korrigierten Ausgangssignal der Kennlinie 145 die Aktorspannung abgelegt. Bei einer alternativen Ausfuhrungsform ist vorgesehen, dass die Kennlinie 151 ausgehend von dem korrigierten Ausgangssignal der Kennlinie 145 ein Korrekturwert für die Aktorspannung vorgibt. Das heißt ausgehend von der berechneten Druckamplitude wird eine Korrekturspannung berechnet.Map 150 stores the actuator voltage depending on the rail pressure and the corrected output signal of the characteristic curve 145. In an alternative embodiment, it is provided that the characteristic 151 specifies a correction value for the actuator voltage based on the corrected output signal of the characteristic 145. This means that a correction voltage is calculated on the basis of the calculated pressure amplitude.
Im Folgenden wird die Berechnung des Korrekturwerts, der die Druckwelle des Raddrucks beschreibt, detaillierter beschrieben. Die erste Vorgabe 120 beschreibt das Verhalten der Druckwelle für einen bestimmten Injektor und zugeordnete Komponenten bei Referenzbedingungen. Als Referenzbedingungen werden eine bestimmteThe calculation of the correction value that describes the pressure wave of the wheel pressure is described in more detail below. The first specification 120 describes the behavior of the pressure wave for a specific injector and associated components under reference conditions. A certain are used as reference conditions
Kraftstofftemperatur, Kraftstoffmenge und Raildruck angenommen. Das heißt in der ersten Vorgabe 120 ist ein Grundwert für die Druckamplitude zum Zeitpunkt des Beginns der zweiten Teileinspritzung als Funktion des zeitlichen Abstandes TVE der beiden Teileinspritzungen abgelegt. Abweichungen von den Referenzbedingungen werden durch verschiedene Korrekturen berücksichtigt.Fuel temperature, fuel quantity and rail pressure assumed. This means that in the first specification 120 a basic value for the pressure amplitude at the time of the start of the second partial injection is stored as a function of the time interval TVE of the two partial injections. Deviations from the reference conditions are taken into account through various corrections.
Die Temperatur TK des Kraftstoffes und der Raildruck P beeinflussen die Schallgeschwindigkeit und damit die Ausbreitung der Druckwelle, insbesondere die Frequenz der Druckwelle. Dieser Effekt wird durch einen entsprechenden Faktor, der von der Kennlinie 145 bereitgestellt wird berücksichtigt.The temperature TK of the fuel and the rail pressure P influence the speed of sound and thus the propagation of the pressure wave, in particular the frequency of the pressure wave. This effect is taken into account by a corresponding factor that is provided by the characteristic curve 145.
Es wurde erkannt, dass die Druckwelle durch eine Überlagerung je einer Teildruckwelle beim Beginn und beim Ende der ersten Teileinspritzung entsteht. Die Phasenverschiebung zwischen diesen beiden Teildruckwellen und damit der resultierenden Druckwelle hängt von der hydraulischen Dauer der ersten Teileinspritzung ab. In der Regel ist diese hydraulische Dauer der ersten Teileinspritzung nicht bekannt, daher wird als Größe die elektrische Ansteuerdauer oder eine andere die eingespritzte Kraftstoffmenge charakterisierende Größe verwendet. Die Ermittlung dieser Korrektur erfolgt in der Vorgabe 125.It was recognized that the pressure wave arises from a superposition of a partial pressure wave at the beginning and at the end of the first partial injection. The phase shift between these two partial pressure waves and thus the resulting pressure wave depends on the hydraulic duration of the first partial injection from. As a rule, this hydraulic duration of the first partial injection is not known, which is why the electrical control duration or another variable characterizing the injected fuel quantity is used as the variable. This correction is determined in the specification 125.
Die Startamplitude der Druckwelle hängt wesentlich vom Raildruck P ab. Dieser Einfluss wird durch die Kennlinie 121 berücksichtigt.The start amplitude of the pressure wave essentially depends on the rail pressure P. This influence is taken into account by the characteristic curve 121.
Der korrigierte Grundwert der Druckamplitude entspricht der Abweichung des Drucks vom gemessenen Raildruck P auf Grund der Druckwelle zum Zeitpunkt des Beginns der zweiten Teileinspritzung als Funktion des Abstandes der beiden Teileinspritzungen und der weiteren Korrekturgrößen.The corrected basic value of the pressure amplitude corresponds to the deviation of the pressure from the measured rail pressure P on the basis of the pressure wave at the time of the start of the second partial injection as a function of the distance between the two partial injections and the further correction variables.
Der so korrigierte Grundwert für die Druckamplitude kann abhängig von der Ausgestaltung zur Korrektur des Drucksignals P im Verknüpfungspunkt 195, alsThe basic value for the pressure amplitude corrected in this way can, as a function of the configuration for correcting the pressure signal P in the node 195
Eingangsgröße des Kennfeldes 150 und/oder als Eingangsgröße des Kennfeldes 151 verwendet werden. Das Kennfeld 150 gibt die Aktorspannung abhängig vom Druck P und dem korrigierten Grundwert der Druckamplitude vor. Das Kennfeld gibt abhängig vom korrigierten Grundwert der Druckamplitude ein Korrekturwert für die Aktorspannung vor.Input variable of the map 150 and / or used as the input variable of the map 151. The characteristic diagram 150 specifies the actuator voltage as a function of the pressure P and the corrected basic value of the pressure amplitude. The characteristic map specifies a correction value for the actuator voltage depending on the corrected basic value of the pressure amplitude.
Neben den beschriebenen Größen können noch weitere Größen und Einflüsse berücksichtigt werden. Die dargestellten Kennlinien können auch als Kennfelder ausgebildet sein. In addition to the sizes described, other sizes and influences can also be taken into account. The characteristic curves shown can also be designed as characteristic diagrams.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Ansteuerung eines Aktors, insbesondere eines Piezoaktors, der zur Steuerung der Einspritzung von Kraftstoff in eine Brennkraftmaschine dient, wobei ein Spannungswert, mit dem der Aktor während der Ansteuerung beaufschlagt wird, von wenigstens einer Betriebskenngröße der Brennkraftmaschine abhängt, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungswert vom Abstand einer ersten Teileinspritzung und einer zweiten Teileinspritzung abhängt.1. A method for actuating an actuator, in particular a piezo actuator, which is used to control the injection of fuel into an internal combustion engine, a voltage value which is applied to the actuator during the actuation being dependent on at least one operating parameter of the internal combustion engine, characterized in that the voltage value depends on the distance between a first partial injection and a second partial injection.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungswert bei der Ansteuerung der zweiten Teileinspritzung vom Abstand der ersten2. The method according to claim 1, characterized in that the voltage value when controlling the second partial injection from the distance of the first
Teileinspritzung und der zweiten Teileinspritzung abhängt.Partial injection and the second partial injection depends.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungswert bei der Ansteuerung der zweiten Teileinspritzung von einem Temperaturwert abhängt.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the voltage value depends on a temperature value when driving the second partial injection.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungswert bei der Ansteuerung der zweiten Teileinspritzung von der Kraftstofftemperatur und/oder der Aktortemperatur.4. The method according to claim 3, characterized in that the voltage value in the control of the second partial injection of the fuel temperature and / or the actuator temperature.
5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungswert bei der Ansteuerung der zweiten Teileinspritzung von der bei der ersten Teileinspritzung zugemessenen Kraftstoffmenge abhängt. Vorrichtung zur Ansteuerung eines Aktors, insbesondere eines Piezoaktors, der zur Steuerung der Einspritzung von Kraftstoff in eine Brennkraftmaschine dient, wobei ein Spannungswert, mit dem der Aktor während der Ansteuerung beaufschlagt wird, von wenigstens einer Betriebskenngröße der Brennkraftmaschine abhängt, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, die den Spannungswert abhängig vom Abstand einer ersten Teileinspritzung und einer zweiten Teileinspritzung vorgeben. 5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the voltage value in the control of the second partial injection depends on the amount of fuel metered in the first partial injection. Device for controlling an actuator, in particular a piezo actuator, which is used to control the injection of fuel into an internal combustion engine, wherein a voltage value, which is applied to the actuator during the control, depends on at least one operating parameter of the internal combustion engine, characterized in that means are provided are, which specify the voltage value depending on the distance between a first partial injection and a second partial injection.
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