EP1848886A1 - Schaltungsanordnung und verfahren zum betreiben einer injektoranordnung - Google Patents

Schaltungsanordnung und verfahren zum betreiben einer injektoranordnung

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EP1848886A1
EP1848886A1 EP06707849A EP06707849A EP1848886A1 EP 1848886 A1 EP1848886 A1 EP 1848886A1 EP 06707849 A EP06707849 A EP 06707849A EP 06707849 A EP06707849 A EP 06707849A EP 1848886 A1 EP1848886 A1 EP 1848886A1
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EP
European Patent Office
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actuator
circuit arrangement
signal
injector
arrangement
Prior art date
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Ceased
Application number
EP06707849A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Klaus ROTTENWÖHRER
Andreas Weigand
Lorand De Ouvenou
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.)
Continental Automotive GmbH
Original Assignee
Siemens VDO Automotive AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens VDO Automotive AG filed Critical Siemens VDO Automotive AG
Publication of EP1848886A1 publication Critical patent/EP1848886A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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    • 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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    • F02D41/20—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
    • F02D2041/202—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit
    • F02D2041/2055—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit with means for determining actual opening or closing time
    • 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
    • F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/26—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using computer, e.g. microprocessor
    • F02D41/28—Interface circuits
    • F02D2041/286—Interface circuits comprising means for signal processing
    • F02D2041/288—Interface circuits comprising means for signal processing for performing a transformation into the frequency domain, e.g. Fourier transformation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/06—Fuel or fuel supply system parameters
    • F02D2200/063—Lift of the valve needle

Definitions

  • the present invention relates to a circuit arrangement and to a method for operating an injector arrangement according to the preamble of claims 1 and 13, respectively.
  • an example piezoelectrically driven injection valve which has a double switch for detecting the position of the valve body relative to the valve seat, consisting of a seat contact switch (similar to the contact switch described in DE 34 45 721 Al) and In addition, a stop switch is made, so that not only the beginning and end of the valve body movement can be detected in an injection, but also the beginning and the end of a valve body stop. These additionally detected times correspond to the reaching of a full opening degree and the beginning of a reduction starting from this full opening degree of the valve. The accuracy of the information about the position of the valve body is thus increased.
  • the provision of the known contact switch for the detection of the valve position means a certain overhead in the field of the fuel valve, especially since the durability or life of such contact switch must be ensured when used in production engines. It is an object of the present invention to improve the operation of an injector assembly for injecting fuel in an internal combustion engine of a motor vehicle in that information about the valve opening degree of each valve of the injector assembly can be easily obtained.
  • control voltage is superimposed on a measurement signal and based on an evaluation of the electrical properties of the actuator, a detection signal is formed, which is representative of the position of the valve body relative to the valve seat.
  • the means required for this purpose can, for example, together with the components required to drive the actuators, be structurally combined in an engine control unit, which primarily serves to control or regulate a fuel injection quantity during operation of the injector arrangement.
  • contact switches serving especially for the detection of the valve position are dispensable.
  • the position of the valve body is determined on the basis of the electrical properties of the actuator, to which a suitable measurement signal is supplied for this purpose in addition to the actual drive signal.
  • This electrical measurement signal may be, for example, an alternating voltage, in the simplest case a substantially sinusoidal AC voltage, and / or act to a pulsating DC voltage.
  • the measurement signal or a measurement signal pattern may contain comparatively short signal pulses.
  • the electrical properties of the actuator always depend more or less on the position of the valve body of the fuel valve located in the vicinity of the actuator.
  • the actuator is used to some extent additionally as a valve position sensor in the invention.
  • the electrical behavior or the electrical reaction of the actuator to the action of the actuator with the measurement signal allows obtaining information about the position of the valve body.
  • the superimposition of a measurement signal and adaptation of the measurement waveform to the respective injector design allows a particularly high detection accuracy.
  • no overhead for the supply of the measuring signal to the actuator is required by the superposition of drive voltage and measurement signal but the already existing for driving line arrangement between the circuit arrangement and the injector is used for this purpose.
  • the evaluated electrical properties of the actuator can, for. B. include its electrical impedance for the measurement signal.
  • a particularly high sensitivity of this impedance for the valve position is obtained, for example, when using an injector with a magnetic valve, the impedance of which strongly changes with a displacement of a ferromagnetic valve body (eg of steel).
  • the measuring signal is preferably provided in such a way that it at most negligibly influences the actuator control.
  • the measurement signal may have a significantly lower amplitude (eg 5 to 40% of the drive signal amplitude) compared to the drive voltage. With regard to the detection accuracy, however, a measurement signal with a comparatively large amplitude (eg 40-150% of the drive signal amplitude) is preferred.
  • a slight influence on the actuator control even with comparatively large measurement signal amplitude can be z.
  • a measuring signal which contains one or more signal components, each having a fixed frequency, which is greater than the maximum during operation of the injector arrangement driving frequency.
  • the measurement signal is provided here as an alternating voltage, so there is no adverse effect on the control in the time average.
  • the valve position detection can be carried out with redundancy or greater accuracy of measurement.
  • the fixed frequencies are preferably at least ten times the maximum driving frequency to be expected during operation of the injector arrangement. Alternatively or additionally, it is advantageous if this frequency or these frequencies are greater than one (electrical and / or mechanical) resonant frequency of the relevant actuator.
  • such a frequency component of the measuring signal is at least 10 kHz, in particular at least 50 kHz.
  • the measurement signal contains signal pulses whose duration is significantly shorter (eg at least by a factor 10) than the reciprocal of the maximum driving frequency to be expected during operation of the injector arrangement.
  • a piezoelectric actuator is particularly interesting in this respect, since a piezoelectric actuator is suitable both for transmitting and for receiving sound waves (eg ultrasonic waves) with high efficiency.
  • the superimposition of the measurement signal can be carried out in a simple manner by means of a frequency-selective coupling network, which couples the signal generated by a signal generator te measurement signal on one or more lines of the arrangement for driving the actuators line arrangement.
  • a frequency-selective coupling network which couples the signal generated by a signal generator te measurement signal on one or more lines of the arrangement for driving the actuators line arrangement.
  • a coupling network may be formed for example as a high-pass or bandpass.
  • the measuring signal can be guided, for example, via a coupling capacitor.
  • the measurement signal to be superimposed is guided via a switch in order to perform the superposition at predetermined times and / or time intervals.
  • a switch for example, a so-called selector switch can act, which in conventional circuit arrangements for controlling a plurality of internal switches. usually connects a line of a control line pair of the relevant injector during the control with a supply potential (eg vehicle ground).
  • the measuring signal is transmitted to the injector by means of a controllable switch (eg transistor) only at predetermined time intervals, in which a displacement of the valve body is to be expected.
  • the coupling of the measurement signal can, for example, essentially begin periodically and in each case simultaneously with the beginning of a drive cycle.
  • the superposition of the measurement signal can also be implemented in a simple manner as a function of the drive circuit used to drive the actuators.
  • a drive signal is often defined or predetermined by a control unit, for. B. based on currently measured and / or determined operating parameters of the injection system or the internal combustion engine.
  • the drive signal thus generated is then input to a power output stage for controlling the same.
  • the measurement signal superimposition according to the invention can be implemented comparatively simply by considering this superimposition already in the definition of the drive signal (that is to say, for example, in the mentioned control unit).
  • An output stage connected downstream of the control unit can then be designed in a completely conventional manner.
  • a frequency filtering one of the Line arrangement tapped signal include.
  • This can be z. B. again by a frequency-selective coupling network, with which the frequency components contained in the measurement signal are filtered out specifically to evaluate this, z. B. by measuring their amplitude.
  • the evaluation can also be carried out using a Fourier analysis, for. As a programmatically in a microcontroller (eg., In the engine control unit) performed Fourier analysis.
  • a sound propagation time can be considered in two ways. On the one hand, it should be considered that a transmission of a sound wave caused by the measurement signal at a certain point in time takes a certain amount of time to run to the valve body and be reflected there. On the other hand, the sound wave signal reflected there again requires a certain time until it reaches the actuator and changes its electrical properties or generates a measurable reaction signal there. In the evaluation, the measurement signal of a certain point in time should be correlated with the evaluation result of the electrical properties of the actuator at a later (delayed) time, the relevant time difference corresponding to twice (back and forth) sound propagation time.
  • the evaluation of the change in the electrical properties caused by reflection of an acoustic wave signal is representative of the position of the valve body at a point in time which is the amount of a simple sound propagation time.
  • the above-described detection principle of the analysis of a reflected sound wave signal with principles functioning virtually instantaneously, such as the change in the surroundings of the actuator with respect to electrical and / or magnetic fields caused by a displacement of the valve body.
  • the detection signal formed by the evaluation can be advantageously used in the operation of the injector in the control or regulation of a fuel injection amount.
  • a time-resolved analysis of the electrical properties of the actuator such as an analysis of the relationship between emitted and received signal patterns, the position of the valve body can be determined at any time, without the need for specially designed contact switch are required.
  • the circuit arrangements and methods according to the invention have the advantage of a high durability and at the same time low costs. Other than when using contact switches, any design changes to the injector arrangement, in particular the hydraulic components are not necessary.
  • the same actuators can be used for determining the valve body positions or the valve body movements without significant additional effort.
  • the information obtained via the measurement signal superposition and reaction signal evaluation of the position of the valve body and thus the valve opening degree for example, for precise control of the amount of fuel to be injected can be used.
  • a compensation of these variations within the scope of an injection control presupposes a sufficiently accurate detection or determination of the chronological course of the injection. Suitable data for this provides the evaluation of the actuator reaction used in the context of the invention to a predetermined measurement signal pattern.
  • Essential for the invention is further the special way of supplying the measuring signal for detecting the valve body position.
  • additional lines were provided for supplying a measuring voltage (to a sensor provided in the form of a contact switch) in addition to the existing actuator control lines. Even if a contact of the contact switch in the injector with the Vehicle mass was connected, it was necessary according to this previous method each have a further line per injector for the supply of a measuring voltage. In the case of a four-cylinder internal combustion engine, this means that at least four additional lines including corresponding interfaces must be provided by a motor control device which is usually arranged remotely from the injector arrangement, which means a considerable additional outlay.
  • one of the lines already provided for the supply of the drive voltage is also used in addition to the supply of the measurement signal.
  • the detection of the valve position according to the invention therefore does not require any additional effort in the area of the line arrangement between, for example, an engine control unit and the injector arrangement arranged remotely therefrom.
  • the invention makes it possible to detect the valve position in a cost-effective manner in injection systems in which up to now the detection of the valve position and thus a precise regulation of the injection process have been dispensed with in order to avoid the additional "cabling effort".
  • storage injection systems such as so-called “common rail" diesel injection systems for series production vehicles so far usually have only one control in which the data for the determination of the injection rate and injection quantity are obtained from maps stored in a control unit and measured values relating to the Operating characteristics of the fuel injection valves used.
  • maps can z. B. can be used for an evaluation result in response to an actuator response signal.
  • At least a part of the components used for generating the drive voltage is combined in a control unit, which is intended to be arranged away from the injector arrangement in the motor vehicle.
  • those components which are used for generating and coupling in the measuring signal as well as for branching off a "reaction signal" of the actuator can also be advantageously integrated in the control device.
  • such components can advantageously be accommodated in such a control unit, by means of which the evaluation of the electrical properties of the actuator is carried out in response to the measurement signal.
  • Such an evaluation is carried out in a simple embodiment by analyzing the voltage and / or the current at any point of the acted upon by the measurement signal line.
  • z for example, a reaction signal can be conducted via a suitable decoupling capacitor, which is not an obstacle to a drive signal formed, in particular, essentially as a DC voltage or comparatively low-frequency.
  • FIG. 1 is a block diagram of an injection system having a conventional design
  • FIG. 2 is a block diagram, corresponding to FIG. 1, of an injection system with a drive circuit arrangement according to the invention.
  • FIG. 3 is a block diagram of some of the components of the injection system of FIG. 2 essential to understanding the invention.
  • FIG. 3 is a block diagram of some of the components of the injection system of FIG. 2 essential to understanding the invention.
  • FIG. 1 shows a circuit arrangement in the form of a motor control device 10 for operating an injector arrangement 12 for injecting fuel in an internal combustion engine of a motor vehicle.
  • an injector arrangement 12 for injecting fuel in an internal combustion engine of a motor vehicle.
  • two injectors 12-1 and 12-2 are shown in the figure.
  • the internal combustion engine z. B. have multiple cylinders, each with one or more injectors per cylinder.
  • the engine control unit 10 includes a microcontroller 14, the analog inputs 16 and digital inputs 18 input variables such. B. measured or determined operating parameters of the internal combustion engine and / or other components of the motor vehicle can be entered. Based on these input variables, the microcontroller 14, which is supplied by means of a voltage supply 20, generates suitable output variables which are required for controlling various components of the internal combustion engine or of the vehicle. A portion of these outputs is output via small power outputs 22 for driving components of lower power, such as for controlling a throttle valve etc. Another part of these output signals forms an input signal for a Injektoran Kunststoffendnote 24, which required for driving the injector 12, comparatively large driving voltages or Drive currents generated. These control signals are transmitted via a signal between the engine control advises 10 and the injector 12 extending line arrangement electrically controllable actuators supplies, each of which together with an actuatable by means of the actuator fuel valve one of the injectors 12-1, ... form.
  • the end stage 24 used in this case can be realized in many ways. Suitable circuit concepts are generally known to the person skilled in the art and therefore require no further explanation here.
  • Such an output stage is known, for example, from DE 198 14 594 A1 and is based on a half-bridge output stage, which activates the piezo element of an injector via an inductance (throttle), this throttle serving primarily to charge current occurring during charging and limit the discharge current occurring during discharging.
  • Another power amplifier is z. B. from DE 199 44 733 Al and is based on a bidirectionally operated flyback converter, which allows an accurate metering of energy portions when charging and discharging a capacitive actuator, so that almost any average current waveforms can be realized when loading and unloading a capacitive actuator.
  • Power amplifiers are z. B. from the above-mentioned publications DE 197 33 560 Al and DE 101 20 143 Al known.
  • the activation and deactivation of the actuator installed in the injector for. B. the loading and unloading of a piezoelectric actuator, based on a provided by the microcontroller 14 target specification in a controlled manner.
  • a controlled activation of the actuators makes it possible to achieve better defined and reproducible injection processes.
  • the Aktoran Kunststoffung usually the voltage applied to an actuator actuator voltage and / or the current flowing through an actuator actuator current in the output range of the power amplifier 24 are measured to determine deviations in activating and deactivating the actuator of the target value and to use in the context of the scheme.
  • Such a "feedback" or feedback of measured output variables of the output stage 24 is symbolized in FIG. 1 by an arrow 26. This feedback 26 is used in conventional engine control units exclusively for controlling the drive signal.
  • FIG. 2 shows an engine control unit 10a according to the invention for operating an injector arrangement 12a, wherein the injectors 12a-l, ... are each again made of an electrically controllable one Actuator and an actuatable by means of the actuator fuel valve are formed, which has a valve body (valve needle) which moves in accordance with the control relative to a valve seat of the fuel valve.
  • the injectors 12a-l, ... are each again made of an electrically controllable one Actuator and an actuatable by means of the actuator fuel valve are formed, which has a valve body (valve needle) which moves in accordance with the control relative to a valve seat of the fuel valve.
  • each of the injectors 12a-l, ... supplied with a drive voltage for driving the actuator via a line arrangement and a representative of the actuator voltage and / or the Aktorstrom measured variable signal to a microcontroller 14a returned (arrow 26a).
  • a special feature of the engine control unit 10a is that the control voltage fed to the actuator is superimposed on an additional measurement signal SO and based on a time-resolved evaluation of the electrical properties of the respective operated actuator, a detection signal S2 is formed, which is representative of the instantaneous position of the valve body relative to the valve seat and is used in the regulation of the fuel injection by the microcontroller 14a.
  • the engine control unit 10a comprises a signal generator 30a controlled by the microcontroller 14a for generating a sinusoidal alternating voltage signal with a fixed predetermined frequency of, for example, 50 kHz, an amplifier 32a for amplifying the signal output by the signal generator and a coupling network 34a for coupling in the measurement voltage provided measurement signal SO to the line arrangement, which extends from the output stage 24a to the injector 12a, so that the respective operated actuator in addition to the drive voltage receives a comparatively high-frequency and thus the actuator control only insignificantly influencing measurement signal.
  • a signal generator 30a controlled by the microcontroller 14a for generating a sinusoidal alternating voltage signal with a fixed predetermined frequency of, for example, 50 kHz
  • an amplifier 32a for amplifying the signal output by the signal generator
  • a coupling network 34a for coupling in the measurement voltage provided measurement signal SO to the line arrangement, which extends from the output stage 24a to the injector 12a, so that the respective operated actuator in addition to the drive voltage receives
  • the superimposed measuring voltage SO is also above a mechanical resonance frequency of the actuators of the injectors 12a designed here as piezoactuators and can therefore be easily damped.
  • the measuring signal does not contribute to the useful stroke of the piezo actuators.
  • any mechanical change in the environment of the piezoactuator will have an effect on the mechanical vibrations radiated by the piezoactuator and reflected in its surroundings.
  • This change in the "acoustic impedance" of the system can be detected, for example, by measuring the amplitude of the measuring signal present in the region of the line arrangement and using it to obtain information about the position of the valve body relative to the valve seat.
  • the actuator voltage and / or the actuator current are selectively evaluated with respect to a reaction of the piezoelectric actuator to the measurement signal. This evaluation can z. B. be carried out within the microcontroller 14a.
  • a specially provided (dashed line in Fig. 2) evaluation unit 40a may be provided.
  • a relief of the microcontroller 14a to which only the result of the evaluation by the evaluation unit 40a is supplied for use in the regulation of the fuel injection quantity.
  • the evaluation unit 40a can, for example, monitor the amplitude profile of the superimposed measuring signal frequency in a frequency-selective and time-resolved manner and detect deviations from a previously stored or preprogrammed desired course and convert it into the detection signal S2 representative of the valve position.
  • the measurement signal generated by the signal generator 30a can be adapted by means of the amplifier 32a to the respective Injektorbauart and brought to a comparatively high level, as already by the comparatively high measurement signal frequency adverse influence on the Aktoran horrung is avoided.
  • the coupling network 34a couples the output signals of the amplifier 32a to the injectors 12a as needed without disturbing the actual drive.
  • the microcontroller 14a accomplishes programmatically the activation or timing of the measurement signal generation and measurement signal coupling.
  • the microcontroller 14a it is conceivable for the microcontroller 14a to set the frequency (or several frequencies) of the measurement signal to be generated by the signal generator 30a.
  • the piezoelectric actuator of the injector 12a-l is here by the equivalent circuit of a series circuit of a piezoelectric capacitance Cpiezo and a piezoresistor
  • Rpiezo symbolizes.
  • the resistor Rl arranged parallel thereto is a separately installed protective resistor which prevents damage to the actuator due to an inadmissibly high electrostatic charge during assembly of the injector.
  • a change in length of a piezoelectric ceramic is caused in the operation of the injection system by charging and discharging the piezoelectric capacitance Cpiezo, the In turn, a corresponding displacement of a nozzle needle 44a (valve body) between a stop ring 46a and a valve seat 48a of the fuel valve 50a is effected via a mechanical operative connection (eg hydraulic servo engagement connection).
  • a mechanical operative connection eg hydraulic servo engagement connection
  • the actuator When the injector 12a-l is actuated, the actuator is acted upon by a comparatively high potential (typically about 50-200 V) via the line PL1, wherein an actuator current is limited by a choke coil L1 arranged at the output of the output stage 24a.
  • the first line PL1 could be used for all connected injectors 12a-l, .... Alternatively, it is possible for each of the injectors 12a-1, ... to provide a separate first control line.
  • the second drive line PL2 at least during the activation of the respective actuator, connects a further actuator connection to an electrical ground GND of the motor vehicle.
  • a second line or ground line is also provided for the other injectors, not shown, wherein in each case a so-called selector switch as the switch A drawn in the figure is arranged in the line path, by means of which the line can optionally be interrupted.
  • the selector switch arrangement enables an optional supply of the drive voltage generated by the output stage 24a to each of the injectors 12a-l, ....
  • both the actuator voltage and the actuator current is measured.
  • the measurement of the Aktorstroms takes place here by measuring a voltage drop across a current measuring resistor R2, which in the example shown in series with a second coil L2 is arranged in a common ground path for all injectors 12a-l,.
  • the measurement signal SO is generated as a sinusoidal AC voltage Vrf and passed through the amplifier 32a and a suitable coupling network to the circuit node K.
  • This coupling network consists in the illustrated embodiment of a series connection of a Meßgent michsschalters Srf, a coupling capacitor Crf and a resistor Rrf.
  • the measurement activation switch Srf is like the selection switch A z. B. formed as a field effect transistor and is turned on and off by the microcontroller 14a. In predetermined time periods by the microcontroller 14a, the measuring voltage SO is coupled in by closing the activation switch Srf.
  • This measurement process SO which hardly influences the activation process, causes the emission of structure-borne sound waves, which are reflected, inter alia, at the nozzle needle 44a, after a certain piezoactuator
  • Runtime delay of the same piezoelectric actuator by means of the piezoelectric effect again be converted into an electrical "response".
  • This electrical response depends on the position of the nozzle needle 44a relative to the valve seat 48a ("acoustic impedance").
  • the valve position affects z.
  • the mechanical damping of the actuator oscillation caused by the measuring signal SO. are based
  • An evaluation of the electrical response can therefore be based on an evaluation of the valve position.
  • the voltage profile S1 prevailing at the circuit node K is supplied to the evaluation unit 40a (for example via a decoupling capacitor) and analyzed there. The result of this evaluation, as described with reference to FIG. 2, is provided to the microcontroller 14a as a detection signal S2 in order to obtain information about the valve position.
  • a frequency-selective filter for filtering out those voltage components which correspond to the measuring frequency used.
  • a subsequent amplitude measurement on the filtered-out reaction signal S1 expediently taking into account a propagation delay dependent on the type of injectors 12a, can then be used to draw conclusions about the valve position or the degree of opening of the fuel valve 50a. Deviating from the illustrated embodiment, several different measurement signal frequencies could also be coupled in and subsequently the reaction of the actuator can be analyzed.
  • the positions of the nozzle needles can thus be determined at any desired time without significant additional design effort.
  • the detection system can be implemented at low cost and can work very reliably over a long service life, since wear-prone and / or complex contact switches are unnecessary for detecting the valve position.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung (10a) zum Betreiben einer Injektoranordnung (12a) zum Einspritzen von Kraftstoff bei einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs. Um in einfacher Weise eine Information über den Ventilöffnungsgrad jedes Ventils im Betrieb der Injektoranordnung zu gewinnen, wird einer einem Aktor (Cpiezo, Rpiezo) zugeführten Ansteuerspannung ein Messsignal (S0) überlagert und basierend auf einer Auswertung der elektrischen Eigenschaften des Aktors (Cpiezo, Rpiezo) ein Erfassungssignal (S2) gebildet, welches repräsentativ für die Stellung des Ventilkörpers (44a) relativ zu dem Ventilsitz (46a) ist.

Description

Beschreibung
Schaltungsanordnung und Verfahren zum Betreiben einer Injektoranordnung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Injektoranordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. 13.
Derartige Schaltungsanordnungen und Verfahren sind beispielsweise aus der DE 197 33 560 Al und der DE 101 20 143 Al bekannt .
Die Steuerung der Einspritzung von Kraftstoff erfolgt bei mo- dernen Brennkraftmaschinen üblicherweise mit Hilfe von elektronischen Motorsteuergeräten, welche die Einspritzventile in geeigneter Weise ansteuern, so dass zu gewünschten Zeitpunkten durch die Bewegung von Ventilkörpern wie Düsennadeln Einspritzdüsenlöcher freigegeben werden und Kraftstoffeinsprit- zungen in einen Brennraum stattfinden. Je genauer die Bewegungen der Ventilkörper gesteuert bzw. reproduziert werden können, umso bessere Ergebnisse können bezüglich der Motorkenndaten wie Leistung, Kraftstoffverbrauch und Schadstoffemissionsniveau erzielt werden. Bei einer Regelung der Ven- tilkörperbewegung können darüber hinaus Toleranzen bezüglich der erwähnten Motorkenndaten reduziert werden. Es besteht daher Bedarf für eine Detektion der Ventilkörperbewegung bzw. der Stellung des Ventilkörpers relativ zu einem Ventilsitz des Kraftstoffventils.
In der DE 34 45 721 Al ist ein zum Einspritzen von Kraftstoff geeignetes, elektrisch ansteuerbares Magnetventil beschrieben. Dieses bekannte Magnetventil weist einen von einem Ven- tilkörper und einem zugeordneten Ventilsitz gebildeten Kontaktschalter auf, dessen Schaltzustand somit die Stellung des Ventilkörpers relativ zu dem Ventilsitz repräsentiert. Zur Detektion des Schaltzustands dieses Ein-Aus-Schalters wird dem Magnetventil über einen Widerstand eine Messspannung zugeführt und der am Widerstand entstehende Spannungsabfall gemessen. Wenn das Ventil geschlossen ist, so fließt ein Strom über den Widerstand und erzeugt einen Spannungsabfall. Wenn dagegen das Ventil geöffnet ist, so wird die elektrische Ver- bindung zwischen dem Ventilkörper und dem Ventilsitz unterbrochen, so dass der Stromfluss und folglich der Spannungsabfall am Widerstand Null wird.
Aus der DE 103 19 329 Al ist ein beispielsweise piezoelekt- risch angetriebenes Einspritzventil bekannt, welches zur Detektion der Stellung des Ventilkörpers relativ zu dem Ventilsitz einen Doppelschalter aufweist, der aus einem Sitzkontaktschalter (ähnlich dem in der DE 34 45 721 Al beschriebenen Kontaktschalter) und zusätzlich einem Anschlagschalter besteht, so dass nicht nur der Anfang und das Ende der Ventilkörperbewegung bei einer Einspritzung erfasst werden können, sondern zusätzlich der Beginn und das Ende eines Ventilkörperanschlags. Diese zusätzlich erfassten Zeitpunkte entsprechen dem Erreichen eines Vollöffnungsgrads und dem Beginn einer Verringerung ausgehend von diesem Vollöffnungsgrad des Ventils. Die Genauigkeit der Information über die Stellung des Ventilkörpers ist somit erhöht.
Das Vorsehen der bekannten Kontaktschalter zur Detektion der Ventilstellung bedeutet einen gewissen Mehraufwand im Bereich des Kraftstoffventils, zumal hierbei die Dauerhaltbarkeit bzw. Lebensdauer derartiger Kontaktschalter bei einem Einsatz in Serienmotoren gewährleistet sein muss. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Betrieb einer Injektoranordnung zum Einspritzen von Kraftstoff bei einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs dahingehend zu verbessern, dass in einfacher Weise eine Information über den Ventilöffnungsgrad jedes Ventils der Injektoranordnung gewonnen werden kann.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch 13. Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Ansteuerspannung ein Messsignal überlagert wird und basierend auf einer Auswertung der elektrischen Eigenschaften des Aktors ein Erfassungssignal gebildet wird, welches repräsentativ für die Stellung des Ventilkörpers relativ zu dem Ventilsitz ist.
Die hierfür erforderlichen Mittel können beispielsweise zusammen mit den zur Ansteuerung der Aktoren erforderlichen Komponenten in einem Motorsteuergerät baulich zusammengefasst sein, welches in erster Linie dazu dient, im Betrieb der Injektoranordnung eine Kraftstoffeinspritzmenge zu steuern oder zu regeln.
Im Rahmen der Erfindung sind eigens zur Detektion der Ventilstellung dienende Kontaktschalter entbehrlich. Vorteilhaft wird die Stellung des Ventilkörpers anhand der elektrischen Eigenschaften des Aktors ermittelt, dem zu diesem Zweck neben dem eigentlichen Ansteuersignal ein geeignetes Messsignal zugeführt wird. Bei diesem elektrischen Messsignal kann es sich beispielsweise um eine Wechselspannung, im einfachsten Fall eine im Wesentlichen sinusförmige Wechselspannung, und/oder um eine pulsierende Gleichspannung handeln. Auch kann das Messsignal oder ein Messsignalmuster vergleichsweise kurze Signalpulse enthalten.
Für die Funktion der Erfindung wesentlich ist, dass die e- lektrischen Eigenschaften des Aktors in der Praxis stets mehr oder weniger von der Stellung des Ventilkörpers des in der Nachbarschaft des Aktors befindlichen Kraftstoffventils ab- hängen. Der Aktor wird bei der Erfindung gewissermaßen zusätzlich als Ventilstellungssensor genutzt. Das elektrische Verhalten bzw. die elektrische Reaktion des Aktors auf die Beaufschlagung des Aktors mit dem Messsignal erlaubt die Gewinnung einer Information über die Stellung des Ventilkör- pers . Die Überlagerung eines Messsignals und Anpassung der Messsignalform an die jeweilige Injektorbauart gestattet hierbei eine besonders hohe Detektionsgenauigkeit . Schließlich besteht ein weiterer Vorteil der Erfindung darin, dass durch die Überlagerung von Ansteuerspannung und Messsignal kein Mehraufwand für die Zuführung des Messsignals zum Aktor erforderlich ist sondern die ohnehin zur Ansteuerung vorhandene Leitungsanordnung zwischen der Schaltungsanordnung und der Injektoranordnung hierfür genutzt wird.
Die auszuwertenden elektrischen Eigenschaften des Aktors können z. B. dessen elektrische Impedanz für das Messsignal umfassen. Eine besonders große Empfindlichkeit dieser Impedanz für die Ventilstellung ergibt sich beispielsweise bei Verwendung eines Injektors mit Magnetventil, dessen Impedanz sich mit einer Verlagerung eines ferromagnetischen Ventilkörpers (z. B. aus Stahl) stark ändert. Das Messignal ist bevorzugt derart vorgesehen, dass es die Aktoransteuerung allenfalls unwesentlich beeinflusst. Hierfür gibt es verschiedene Möglichkeiten. Beispielsweise kann das Messsignal eine im Vergleich zur Ansteuerspannung wesentlich geringere Amplitude (z. B. 5 - 40% der Ansteuersignalamplitude) besitzen. Im Hinblick auf die Detektionsgenauigkeit ist jedoch ein Messsignal mit vergleichsweise großer Amplitude (z. B. 40 - 150% der Ansteuersignalamplitude) bevorzugt. Eine geringe Beeinflussung der Aktoransteuerung auch bei ver- gleichsweise großer Messsignalamplitude lässt sich z. B. mit einem Messsignal erreichen, welches eine oder mehrere Signalanteile mit jeweils einer festen Frequenz enthält, die größer als die im Betrieb der Injektoranordnung maximal zu erwartende Ansteuerfrequenz ist. Insbesondere wenn das Messsignal hierbei als Wechselspannung vorgesehen ist, so ergibt sich im zeitlichen Mittel kein nachteiliger Einfluss auf die Ansteuerung. Durch Vorsehen mehrerer Signalanteile mit jeweils einer festen Frequenz kann die Ventilstellungsdetektion mit Redundanz bzw. größerer Messgenauigkeit durchgeführt werden. Be- vorzugt beträgt bzw. betragen die festen Frequenzen jeweils wenigstens das Zehnfache der im Betrieb der Injektoranordnung maximal zu erwartenden Ansteuerfrequenz . Alternativ oder zusätzlich ist es von Vorteil, wenn diese Frequenz bzw. diese Frequenzen größer als eine (elektrische und/oder mechanische) Resonanzfrequenz des betreffenden Aktors sind.
Im Hinblick auf das hier interessierende Anwendungsgebiet ist es bevorzugt, wenn eine solche Frequenzkomponente des Messsignals mindestens 10 KHz, insbesondere mindestens 50 KHz be- trägt.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Messsignal Signalpulse enthält, deren Dauer wesentlich kürzer (z. B. we- nigstens um einen Faktor 10) als das Reziproke der im Betrieb der Injektoranordnung maximal zu erwartenden Ansteuerfrequenz ist. Insbesondere in diesem Fall kann die Bildung des für die Stellung des Ventilkörpers repräsentiven Erfassungssignals z. B. im Wesentlichen nach Art eines "Radars" oder "Echolots" erfolgen, d. h. durch Analyse der Reflektion eines vom Aktor ausgesandten akustischen Signals (Schallwelle) an einem Objekt (Ventilkörper) , wobei das reflektierte akustische Signal mittels des Aktors wieder in eine elektrische Eigenschaft bzw. Größe umgesetzt wird. Insbesondere in dieser Hinsicht ist die Verwendung eines piezoelektrischen Aktors besonders interessant, da ein Piezoaktor sowohl zur Aussendung als auch zum Empfang von Schallwellen (z. B. Ultraschallwellen) mit großer Effizienz geeignet ist.
Die Überlagerung des Messsignals, beispielsweise eines vorbestimmte feste Frequenzen enthaltenden Messsignals, kann in einfacher Weise mittels eines frequenzselektiven Koppelnetzwerks erfolgen, welches das von einem Signalgenerator erzeug- te Messsignal auf eine oder mehrere Leitungen der zum Ansteuern der Aktoren vorgesehenen Leitungsanordnung koppelt. Bei Verwendung eines Messsignals enthaltend wenigstens eine im Vergleich zur Ansteuerung relativ hohe Frequenz kann ein solches Koppelnetzwerk beispielsweise als Hochpass oder Bandpass ausgebildet sein. Hierfür kann das Messsignal beispielsweise über einen Koppelkondensator geführt werden.
Ferner ist es von Vorteil, wenn das zu überlagernde Messsignal über einen Schalter geführt wird, um die Überlagerung zu vorbestimmten Zeitpunkten und/oder Zeitabschnitten durchzuführen. Als ein solcher Schalter kann beispielsweise ein so genannter Auswahlschalter fungieren, der bei herkömmlichen Schaltungsanordnungen zur Ansteuerung einer Mehrzahl von In- jektoren üblicherweise eine Leitung eines Ansteuerleitungs- paars des betreffenden Injektors während der Ansteuerung mit einem Versorgungspotenzial (z. B. Fahrzeugmasse) verbindet.
Hierbei kann vorgesehen sein, dass das Messsignal mittels eines steuerbaren Schalters (z. B. Transistor) lediglich in vorbestimmten Zeitabschnitten zum Injektor hin durchgelassen wird, in denen eine Verlagerung des Ventilkörpers zu erwarten ist. Die Einkopplung des Messsignals kann beispielsweise im Wesentlichen periodisch und jeweils zeitgleich mit dem Beginn eines Ansteuerzyklus beginnen.
Die Überlagerung des Messsignals kann in einfacher Weise auch als eine Funktion der zum Ansteuern der Aktoren verwendeten Ansteuerschaltung implementiert sein. Bei solchen Ansteuerschaltungen, die üblicherweise als Teil eines Motorsteuergeräts ausgebildet sind, wird ein Ansteuersignal oftmals von einer Steuereinheit definiert bzw. vorgegeben, z. B. basierend auf aktuell gemessenen und/oder ermittelten Betriebspa- rametern der Einspritzanlage bzw. der Brennkraftmaschine. Das so generierte Ansteuersignal wird dann einer Leistungsendstufe zur Steuerung oder Regelung derselben eingegeben. Bei derartigen, an sich bekannten Ansteuerschaltungskonzepten lässt sich die erfindungsgemäße Messsignalüberlagerung vergleichs- weise einfach dadurch realisieren, dass diese Überlagerung bereits bei der Definition des Ansteuersignals (also z. B. in der erwähnten Steuereinheit) berücksichtigt wird. Eine der Steuereinheit nachgeschaltete Endstufe kann dann in vollkommen herkömmlicher Weise ausgebildet sein.
Insbesondere für ein Messsignal enthaltend eine oder mehrere feste Signalfrequenzen kann die Auswertung der elektrischen Eigenschaften des Aktors eine Frequenzfilterung eines von der Leitungsanordnung abgegriffenen Signals (z. B. Spannung) umfassen. Dies kann z. B. wieder durch ein frequenzselektives Koppelnetzwerk erfolgen, mit welchem die im Messsignal enthaltenen Frequenzkomponenten gezielt herausgefiltert werden, um diese auszuwerten, z. B. durch Messung von deren Amplitude. Alternativ zu einer solchen Frequenzfilterung kann die Auswertung auch unter Verwendung einer Fourier-Analyse erfolgen, z. B. einer programmgesteuert in einem MikroController (z. B. im Motorsteuergerät) durchgeführten Fourier-Analyse.
Wie oben bereits erwähnt ist es für viele Injektorbauarten von Vorteil, wenn die Auswertung unter Berücksichtigung einer Schall-Laufzeit-Verzögerung erfolgt. Eine Schalllaufzeit kann hierbei in zweierlei Hinsicht berücksichtigt werden. Zum ei- nen ist zu bedenken, dass eine zu einem bestimmten Zeitpunkt durch das Messsignal hervorgerufene Aussendung einer Schallwelle eine gewisse Zeit braucht, um zum Ventilkörper zu laufen und dort reflektiert zu werden. Zum anderen benötigt das dort reflektierte Schallwellensignal wieder eine gewisse Zeit bis es den Aktor erreicht und dessen elektrische Eigenschaften ändert bzw. dort ein messbares Reaktionssignal erzeugt. Bei der Auswertung sollte in diesem Fall das Messsignal eines bestimmten Zeitpunkts mit dem Auswertungsergebnis der elektrischen Eigenschaften des Aktors zu einem späteren (verzöger- ten) Zeitpunkt korreliert werden, wobei die hierfür maßgebliche Zeitdifferenz der doppelten (hin und zurück) Schallaufzeit entspricht. Ferner ist zu berücksichtigen, dass die Auswertung der durch Reflektion eines Schallwellensignals hervorgerufenen Änderung der elektrischen Eigenschaften reprä- sentativ für die Stellung des Ventilkörpers zu einem Zeitpunkt ist, der um den Betrag einer einfachen Schalllaufzeit zurückliegt . Abhängig von der konkreten Bauart des Injektors ist es denkbar, das oben erläuterte Detektionsprinzip der Analyse eines reflektierten Schallwellensignals mit praktisch verzögerungsfrei funktionierenden Prinzipien zu kombinieren, wie etwa der durch eine Verlagerung des Ventilkörpers hervorgerufenen Änderung der Umgebung des Aktors hinsichtlich elektrischer und/oder magnetischer Felder.
Das durch die Auswertung gebildete Erfassungssignal kann im Betrieb der Injektoranordnung vorteilhaft bei der Steuerung oder Regelung einer Kraftstoffeinspritzmenge verwendet werden. Durch eine zeitaufgelöste Analyse der elektrischen Eigenschaften des Aktors, beispielsweise eine Analyse der Beziehung zwischen ausgesendeten und empfangenen Signalmustern kann die Position des Ventilkörpers zu jedem beliebigen Zeitpunkt bestimmt werden, ohne dass hierfür eigens vorgesehene Kontaktschalter erforderlich sind. Die erfindungsgemäßen Schaltungsanordnungen und Verfahren besitzen den Vorteil einer großen Haltbarkeit bei gleichzeitig niedrigen Kosten. An- ders als beim Einsatz von Kontaktschaltern sind irgendwelche konstruktiven Änderungen an der Injektoranordnung, insbesondere der hydraulischen Komponenten nicht notwendig. Darüber hinaus können für Injektorkonstruktionen, die bereits Aktoren (z. B. Piezoelemente) zur Betätigung des Kraftstoffventils einbeziehen, die gleichen Aktoren zur Bestimmung der Ventilkörperpositionen bzw. der Ventilkörperbewegungen ohne wesentlichen Mehraufwand mitgenutzt werden.
Bei der Erfindung kann die mittels der Messsignalüberlagerung und Reaktionssignalauswertung gewonnene Information über die Stellung des Ventilkörpers und somit des Ventilöffnungsgrades beispielsweise zur präzisen Regelung der einzuspritzenden Kraftstoffmenge genutzt werden. Aufgrund der wachsenden An- forderungen an moderne Brennkraftmaschinen hinsichtlich Kraftstoffverbrauch, Abgasemission, Geräuschentwicklung, Leistung etc. hat die Regelung der einzuspritzenden Kraftstoffmenge in der Praxis enorm an Bedeutung gewonnen, da eine ungeregelte Ansteuerung oftmals zu unakzeptabel hohen Einspritzmengenstreuungen führen würde, verursacht durch relativ große Toleranzen bei serienmäßig gefertigten Injektoren. Eine Kompensation dieser Streuungen im Rahmen einer Einspritzregelung setzt jedoch eine ausreichend genaue Erfassung bzw. Er- mittlung des zeitlichen Verlaufs der Einspritzung voraus. Geeignete Daten hierfür liefert die im Rahmen der Erfindung verwendete Auswertung der Aktorreaktion auf ein vorgegebenes Messsignalmuster. Abhängig vom Aufwand der Auswertung lassen sich hierbei nicht nur die Zeitpunkte des Einspritzbeginns und des Einspritzendes (Ventilkörper liegt am Ventilsitz an) bestimmen sondern der gesamte Einspritzverlauf und somit die Einspritzmenge mehr oder weniger genau rekonstruieren. Es ist prinzipiell denkbar, die erfindungsgemäße Methode zu kombinieren mit der Verwendung der eingangs erwähnten, an sich be- kannten Kontaktschalter, sei es zur Steigerung der Detekti- onsgenauigkeit (durch eine redundante Auswertung) oder zur Festlegung besonders geeigneter Zeitpunkte und/oder Zeitabschnitte für die Erzeugung bzw. Überlagerung des Messsignals (z. B. "Timing" von Messsignalpulsen) .
Wesentlich für die Erfindung ist des weiteren die besondere Art und Weise der Zuführung des Messsignals zum Detektieren der Ventilkörperstellung. Beim Stand der Technik (vgl. z. B. DE 34 45 721 Al) waren zur Zufuhr einer Messspannung (zu ei- nem eigens vorgesehenen Sensor in Form eines Kontaktschalters) zusätzlich zu den existierenden Aktoransteuerleitungen weitere Leitungen vorgesehen. Selbst wenn ein Kontakt des Kontaktschalters im Bereich der Injektoranordnung mit der Fahrzeugmasse verbunden wurde, so war nach dieser bisherigen Methode jeweils eine weitere Leitung pro Injektor für die Zufuhr einer Messspannung notwendig. Bei einer vierzylindrigen Brennkraftmaschine bedeutet dies, dass von einem üblicherwei- se entfernt von der Injektoranordnung angeordneten Motorsteuergerät mindestens vier zusätzliche Leitungen samt entsprechenden Schnittstellen vorgesehen werden müssen, was einen beträchtlichen Mehraufwand bedeutet. Demgegenüber wird gemäß der Erfindung eine der ohnehin zur Zufuhr der Ansteuerspan- nung vorgesehene Leitung zusätzlich zur Zufuhr des Messsignals mitgenutzt. Die erfindungsgemäße Detektion der Ventilstellung erfordert daher keinerlei Mehraufwand im Bereich der Leitungsanordnung zwischen beispielsweise einem Motorsteuergerät und der davon entfernt angeordneten Injektoranordnung.
Die Erfindung ermöglicht die Ventilstellungsdetektion in kostengünstiger Weise bei Einspritzsystemen, bei welchen bislang zur Vermeidung des zusätzlichen "Verkabelungsaufwands" auf eine Detektion der Ventilstellung und somit eine genaue Rege- lung des Einspritzvorgangs verzichtet wurde. Beispielsweise besitzen Speichereinspritzsysteme wie so genannte "Common Rail"-Dieseleinspritzsysteme für Serienfahrzeuge bislang meist lediglich eine Steuerung, bei welcher die Daten für die Festlegung der Einspritzrate und Einspritzmenge aus Kennfel- dern bezogen werden, die in einem Steuergerät gespeichert sind und auf gemessenen Werten betreffend die Betriebscharakteristik der eingesetzten Kraftstoffeinspritzventile beruhen. Mit der Erfindung können die Vorteile derartiger Systeme beibehalten werden und darüber hinaus eine genauere Regelung des Einspritzvorgangs realisiert werden, so dass insbesondere besonders kleine Einspritzmengen sehr genau eingestellt bzw. sogar überprüft werden können. Auch im Rahmen der Erfindung können Kennfelder z. B. dafür genutzt werden, ein Auswer- tungsergebnis in Abhängigkeit von einem Aktor-Reaktionssignal zu liefern.
In einer Ausführungsform ist wenigstens ein Teil der zur Er- zeugung der Ansteuerspannung eingesetzten Komponenten in einem Steuergerät zusammengefasst, welches dazu vorgesehen ist, im Kraftfahrzeug von der Injektoranordnung entfernt angeordnet zu werden. In diesem Fall lassen sich in dem Steuergerät auch vorteilhaft diejenigen Komponenten integrieren, welche zur Erzeugung und Einkopplung des Messsignals sowie zum Abzweigen eines "Reaktionssignals" des Aktors eingesetzt werden. Schließlich können in einem solchen Steuergerät vorteilhaft diejenigen Komponenten untergebracht werden, mittels derer die Auswertung der elektrischen Eigenschaften des Aktors in Reaktion auf das Messsignal durchgeführt wird. Eine solche Auswertung erfolgt in einer einfachen Ausführungsform durch Analyse der Spannung und/oder des Stroms an irgendeiner Stelle der mit dem Messsignal beaufschlagten Leitung. Um durch diese Spannungs- oder Strommessung nicht das Ansteuersignal nachteilig zu beeinflussen, kann an der betreffenden Leitungsstelle z. B. ein Reaktionssignal über einen geeigneten Auskoppelkondensator geführt werden, welcher für ein insbesondere im Wesentlichen als Gleichspannung gebildetes oder vergleichsweise niederfrequentes Ansteuersignal keine Beein- trächtigung darstellt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen weiter erläutert. Es stellen jeweils schematisch dar:
Fig. 1 ist ein Blockschaltbild eines Einspritzsystems mit einer herkömmlichen Gestaltung, Fig. 2 ist ein der Fig. 1 entsprechendes Blockschaltbild eines Einspritzsystems mit einer erfindungsgemäßen Ansteuer-Schaltungsanordnung, und
Fig. 3 ist ein Blockschaltbild einiger zum Verständnis der Erfindung wesentlicher Komponenten des Einspritzsystems von Fig. 2.
Fig. 1 zeigt eine Schaltungsanordnung in Form eines Mo- torsteuergeräts 10 zum Betreiben einer Injektoranordnung 12 zum Einspritzen von Kraftstoff bei einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs. Lediglich beispielhaft sind zwei Injektoren 12-1 und 12-2 in der Figur dargestellt. Ganz allgemein kann die Brennkraftmaschine z. B. mehrere Zylinder mit je- weils einem oder mehreren Injektoren pro Zylinder aufweisen.
In an sich bekannter Weise umfasst das Motorsteuergerät 10 einen MikroController 14, dem über analoge Eingänge 16 und digitale Eingänge 18 Eingangsgrößen wie z. B. gemessene oder ermittelte Betriebsparameter der Brennkraftmaschine und/oder anderer Komponenten des Kraftfahrzeugs eingegeben werden. Anhand dieser Eingangsgrößen erzeugt der mittels einer Spannungsversorgung 20 versorgte MikroController 14 geeignete Ausgangsgrößen, die zur Steuerung diverser Komponenten der Brennkraftmaschine bzw. des Fahrzeugs benötigt werden. Ein Teil dieser Ausgangsgrößen wird über Kleinleistungsausgänge 22 zur Ansteuerung von Komponenten kleinerer Leistung ausgegeben, etwa zur Ansteuerung einer Drosselklappe etc. Ein anderer Teil dieser Ausgangssignale bildet ein Eingangssignal für eine Injektoransteuerendstufe 24, welche die zur Ansteuerung der Injektoranordnung 12 erforderlichen, vergleichsweise großen Ansteuerspannungen bzw. Ansteuerströme erzeugt. Diese Ansteuersignale werden über eine zwischen dem Motorsteuerge- rät 10 und der Injektoranordnung 12 verlaufende Leitungsanordnung elektrisch ansteuerbaren Aktoren zuführt, die jeweils zusammen mit einem mittels des Aktors betätigbaren Kraftstoffventil einen der Injektoren 12-1, ... bilden.
Die hierbei verwendete Endstufe 24 kann in vielfältiger Weise realisiert sein. Geeignete Schaltungskonzepte sind dem Fachmann allgemein bekannt und bedürfen daher hier keiner näheren Erläuterung. Eine solche Endstufe ist beispielsweise aus der DE 198 14 594 Al bekannt und basiert auf einer Halbbrücken- Endstufe, die über eine Induktivität (Drossel) das Piezoele- ment eines Injektors ansteuert, wobei diese Drossel in erster Linie dazu dient, den beim Laden auftretenden Ladestrom und dem beim Entladen auftretenden Entladestrom zu begrenzen. Ei- ne andere Endstufe ist z. B. aus der DE 199 44 733 Al bekannt und basiert auf einem bidirektional betriebenen Sperrwandler, der eine exakte Zumessung von Energieportionen beim Laden und Entladen eines kapazitiven Aktors ermöglicht, so dass nahezu beliebige gemittelte Stromverläufe beim Laden und Entladen eines kapazitiven Aktors realisiert werden können. Weitere
Endstufen sind z. B. aus den eingangs bereits erwähnten Veröffentlichungen DE 197 33 560 Al und DE 101 20 143 Al bekannt .
Für eine möglichst genaue Zumessung einer Kraftstoffeinspritzmenge im Betrieb der Brennkraftmaschine hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Aktivierung und Deaktivierung des im Injektor verbauten Aktors, z. B. das Laden und Entladen eines Piezoaktors, anhand einer von dem Mikrocont- roller 14 bereitgestellten Sollvorgabe in geregelter Weise erfolgt. Durch eine solche geregelte Ansteuerung der Aktoren lassen sich besser definierte und reproduzierbare Einspritzvorgänge erzielen. Zur Realisierung einer solchen Regelung der Aktoransteuerung werden üblicherweise die an einem Aktor anliegende Aktorspannung und/oder der durch einen Aktor fließende Aktorstrom im Ausgangsbereich der Endstufe 24 gemessen, um Abweichungen beim Aktivieren und Deaktivieren des Aktors von der Sollvorgabe festzustellen und im Rahmen der Regelung zu verwenden. Eine solche "Rückkopplung" bzw. Rückführung von gemessenen Ausgangsgrößen der Endstufe 24 ist in Fig. 1 mit einem Pfeil 26 symbolisiert. Diese Rückführung 26 dient bei herkömmlichen Motorsteuergeräten ausschließlich zur Regelung des Ansteuersignals.
Nachteilig ist bei der an sich bekannten Regelung jedoch, dass die zeitlichen Verläufe der Aktorspannung bzw. des Aktorstroms das Verhalten des Kraftstoffventils und somit den zeitlichen Verlauf der tatsächlichen Kraftstoffeinspritzrate oftmals nur unzureichend repräsentieren. Für eine genauere Regelung der Kraftstoffeinspritzmenge ist es daher wünschenswert, über eine zeitaufgelöste Information betreffend die Stellung des Ventilkörpers relativ zum Ventilsitz jedes Kraftstoffventils zu verfügen. Eine solche Information über den tatsächlichen momentanen Ventilöffnungsgrad wird bei dem nachfolgend mit Bezug auf Fig. 2 beschriebenen Ausführungsbeispiel ohne großen Mehraufwand erhalten. Bei dieser nachfolgenden Beschreibung werden für gleichwirkende Komponenten die gleichen Bezugszahlen verwendet, jeweils ergänzt durch einen kleinen Buchstaben "a" . Dabei wird im Wesentlichen nur auf die Unterschiede zu der mit Bezug auf Fig. 1 beschriebenen Ausführung eingegangen und im Übrigen hiermit ausdrücklich auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen.
Fig. 2 zeigt ein erfindungsgemäßes Motorsteuergerät 10a zum Betreiben einer Injektoranordnung 12a, wobei deren Injektoren 12a-l, ... wieder jeweils aus einem elektrisch ansteuerbaren Aktor und einem mittels des Aktors betätigbaren Kraftstoffventil gebildet sind, welches einen Ventilkörper (Ventilnadel) aufweist, der sich entsprechend der Ansteuerung relativ zu einem Ventilsitz des Kraftstoffventils bewegt.
Wie bei der vorangehend beschriebenen Ausführung wird wahlweise jedem der Injektoren 12a-l, ... eine Ansteuerspannung zum Ansteuern des Aktors über eine Leitungsanordnung zugeführt und ein für die Aktorspannung und/oder den Aktorstrom repräsentatives Messgrößensignal zu einem MikroController 14a zurückgeführt (Pfeil 26a) .
Eine Besonderheit des Motorsteuergeräts 10a besteht darin, dass der zum Aktor geführten Ansteuerspannung ein zusätzli- ches Messsignal SO überlagert wird und basierend auf einer zeitaufgelösten Auswertung der elektrischen Eigenschaften des jeweils betriebenen Aktors ein Erfassungssignal S2 gebildet wird, welches repräsentativ für die momentane Stellung des Ventilkörpers relativ zum Ventilsitz ist und bei der Regelung der Kraftstoffeinspritzung durch den MikroController 14a verwendet wird. Zu diesem Zweck umfasst das Motorsteuergerät 10a einen vom Mikrocontroller 14a gesteuerten Signalgenerator 30a zur Erzeugung eines sinusförmigen Wechselspannungssignals mit einer fest vorgegebenen Frequenz von beispielsweise 50 KHz, einen Verstärker 32a zur Verstärkung des vom Signalgenerator ausgegebenen Signals und ein Einkoppelnetzwerk 34a zum Ein- koppeln des als Messspannung vorgesehenen Messsignals SO an der Leitungsanordnung, die von der Endstufe 24a zur Injektoranordnung 12a verläuft, so dass der jeweils betriebene Aktor zusätzlich zur Ansteuerspannung ein vergleichsweise hochfrequentes und somit die Aktoransteuerung nur unwesentlich beeinflussendes Messsignal erhält. Mit der gewählten Frequenz von 50 KHz liegt die überlagerte Messspannung SO auch oberhalb einer mechanischen Resonanzfrequenz der hier als Piezoaktoren ausgebildeten Stellantriebe der Injektoren 12a und kann somit leicht gedämpft werden. Das Messsignal trägt nichts zum Nutzhub der Piezoaktoren bei.
Durch die Eigenschaft der leichten Bedämpfbarkeit wird jegliche mechanische Veränderung der Umgebung des Piezoaktors eine Auswirkung auf die vom Piezoaktor abgestrahlten und in dessen Umgebung reflektierten mechanischen Schwingungen haben. Diese Änderung der "akustischen Impedanz" des Systems lässt sich beispielsweise durch Messung der Amplitude des im Bereich der Leitungsanordnung vorliegenden Messsignals feststellen und zur Gewinnung einer Information über die Stellung des Ventilkörpers relativ zum Ventilsitz nutzen. Zum Zwecke einer sol- chen Auswertung der elektrischen Aktoreigenschaften werden die Aktorspannung und/oder der Aktorstrom hinsichtlich einer Reaktion des Piezoaktors auf das Messsignal gezielt ausgewertet. Diese Auswertung kann z. B. innerhalb des Mikrocontrol- lers 14a durchgeführt werden. Alternativ kann zu diesem Zweck jedoch auch eine eigens hierfür vorgesehene (in Fig. 2 gestrichelt eingezeichnete) Auswerteeinheit 40a vorgesehen sein. In letzterem Fall ergibt sich eine Entlastung des Mik- rocontrollers 14a, dem lediglich das Ergebnis der Auswertung von der Auswerteeinheit 40a zur Verwendung bei der Regelung der Kraftstoffeinspritzmenge zugeführt wird.
Die Auswerteeinheit 40a kann hierbei beispielsweise frequenzselektiv und zeitaufgelöst den Amplitudenverlauf der überlagerten Messsignalfrequenz überwachen und Abweichungen von ei- nem vorab gespeicherten bzw. vorprogrammierten Sollverlauf detektieren und in das für die Ventilstellung repräsentative Erfassungssignal S2 wandeln. Im dargestellten Ausführungsbeispiel kann das vom Signalgenerator 30a erzeugte Messsignal mittels des Verstärkers 32a an die jeweilige Injektorbauart angepasst und auf einen vergleichsweise hohen Pegel gebracht werden, da bereits durch die vergleichsweise hohe Messsignalfrequenz einen nachteilige Beeinflussung der Aktoransteuerung vermieden ist. Das Koppelnetzwerk 34a koppelt die Ausgangssignale des Verstärkers 32a bei Bedarf auf die Injektoren 12a, ohne die eigentliche Ansteuerung zu stören. Der MikroController 14a bewerkstelligt hierbei programmgesteuert die Aktivierung bzw. Zeitgebung der Messsignalerzeugung und Messsignaleinkopplung. Darüber hinaus ist es denkbar, dass der MikroController 14a die Frequenz (o- der mehrere Frequenzen) des vom Signalgenerator 30a zu erzeugenden Messsignals einstellt.
Anhand von Fig. 3 werden einige zum Verständnis der Erfindung wesentliche Komponenten des Einspritzsystems von Fig. 2 etwas detaillierter erläutert.
In dieser Figur erkennt man einen Teil des Motorsteuergeräts 10a, der über ein Ansteuerleitungspaar PLl, PL2 einer Leitungsanordnung 42a mit dem piezoelektrisch betriebenen Injektor 12a-l verbunden ist. Der Piezoaktor des Injektors 12a-l ist hierbei durch das Ersatzschaltbild einer Reihenschaltung aus einer Piezokapazität Cpiezo und einem Piezowiderstand
Rpiezo symbolisiert. Der parallel hierzu angeordnete Widerstand Rl ist ein separat verbauter Schutzwiderstand, der eine Beschädigung des Aktors durch eine unzulässig hohe elektrostatische Aufladung bei der Montage des Injektors verhindert.
In an sich bekannter Weise wird im Betrieb des Einspritzsystems durch Laden und Entladen der Piezokapazität Cpiezo eine Längenänderung einer piezoelektrischen Keramik bewirkt, die wiederum über eine mechanische Wirkverbindung (z. B. hydraulische Servo-Wirkverbindung) eine entsprechende Verschiebung einer Düsennadel 44a (Ventilkörper) zwischen einem Anschlagring 46a und einem Ventilsitz 48a des Kraftstoffventils 50a bewirkt.
Bei der Ansteuerung des Injektors 12a-l erfolgt eine Beaufschlagung des Aktors mit einem vergleichsweise hohen Potenzial (typischerweise etwa 50-200 V) über die Leitung PLl, wobei ein Aktorstrom durch eine am Ausgang der Endstufe 24a angeordnete Drosselspule Ll begrenzt wird. Die erste Leitung PLl könnte für alle angeschlossenen Injektoren 12a-l, ... genutzt werden. Alternativ ist es möglich, dass für jeden der Injektoren 12a-l, ... eine separate erste Ansteuerleitung vorgese- hen ist.
Die zweite Ansteuerleitung PL2 verbindet zumindest während der Ansteuerung des jeweiligen Aktors einen weiteren Akto- ranschluss mit einer elektrischen Masse GND des Kraftfahr- zeugs . Auch für die weiteren, nicht dargestellten Injektoren ist jeweils eine solche zweite Leitung bzw. Masseleitung vorgesehen, wobei jeweils ein so genannter Auswahlschalter wie der in der Figur eingezeichnete Schalter A im Leitungsverlauf angeordnet ist, mittels welchem die Leitung wahlweise unter- brochen werden kann. Somit ermöglicht die Auswahlschalteranordnung eine wahlweise Zufuhr der von der Endstufe 24a erzeugten Ansteuerspannung zu jedem der Injektoren 12a-l, ....
Bei der Ansteuerung der Injektoren 12a-l, ... wird sowohl die Aktorspannung als auch der Aktorstrom gemessen. Die Messung des Aktorstroms erfolgt hierbei durch Messung eines Spannungsabfalls an einem Strommesswiderstand R2, der im dargestellten Beispiel in Reihenschaltung mit einer zweiten Spule L2 in einem für alle Injektoren 12a-l, ... gemeinsamen Massepfad angeordnet ist.
An einem auswahlschalterseitigen Ende dieses Massepfads be- findet sich ein Schaltungsknoten K, von dem aus die einzelnen zweiten Anschlussleitungen PL2 samt jeweiligen Auswahlschaltern A zur Injektoranordnung 12a verlaufen.
An diesem Schaltungsknoten K erfolgt auch die Einkopplung des zur Detektion der Ventilstellung vorgesehenen Messsignals SO. Das Messsignal SO wird als sinusförmige Wechselspannung Vrf erzeugt und über den Verstärker 32a und ein geeignetes Koppelnetzwerk zum Schaltungsknoten K geführt. Dieses Koppelnetzwerk besteht im dargestellten Ausführungsbeispiel aus ei- ner Reihenschaltung eines Messaktivierungsschalters Srf, eines Koppelkondensators Crf und eines Widerstands Rrf . Der Messaktivierungsschalter Srf ist wie die Auswahlschalter A z. B. als Feldeffekttransistor ausgebildet und wird durch den MikroController 14a ein- und ausgeschaltet. In vom Mikrocont- roller 14a vorgegebenen Zeitabschnitten erfolgt eine Einkopplung der Messspannung SO durch Schließen des Aktivierungsschalters Srf. Diese den Ansteuervorgang kaum beeinflussende Messspannung SO bewirkt am ausgewählten Piezoaktor die Abstrahlung von Körperschallwellen, die unter anderem an der Düsennadel 44a reflektiert werden und nach einer gewissen
Laufzeitverzögerung von demselben Piezoaktor vermittels des piezoelektrischen Effekts wieder in ein elektrisches "Antwortsignal" umgesetzt werden. Diese elektrische Reaktion (zeitliche Verzögerung und Form des elektrischen Reaktions- Signals) hängt von der Stellung der Düsennadel 44a relativ zum Ventilsitz 48a ab ("akustische Impedanz"). Insbesondere beeinflusst die Ventilstellung z. B. die mechanische Bedämp- fung der vom Messsignal SO bewirkten Aktorschwingung. Basie- rend auf einer Auswertung der elektrischen Antwort kann daher eine Detektion der Ventilstellung erfolgen. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel wird zu diesem Zweck der am Schaltungsknoten K herrschende Spannungsverlauf Sl der Auswerte- einheit 40a zugeführt (z. B. über einen Auskoppelkondensator) und dort analysiert. Das Ergebnis dieser Auswertung wird wie mit Bezug auf Fig. 2 beschrieben dem MikroController 14a als Erfassungssignal S2 bereitgestellt, um eine Information über die Ventilstellung zu gewinnen.
Beim dargestellten Beispiel eignet sich als Eingangsstufe der Auswerteeinheit 40a z. B. ein frequenzselektives Filter zum Herausfiltern derjenigen Spannungsanteile, welche der verwendeten Messfrequenz entsprechen. Durch eine nachfolgende Amp- litudenmessung an dem herausgefilterten Reaktionssignal Sl, zweckmäßigerweise unter Berücksichtigung einer von der Bauart der Injektoren 12a abhängigen Laufzeitverzögerung, können dann Rückschlüsse auf die Ventilstellung bzw. den Öffnungsgrad des Kraftstoffventils 50a gezogen werden. Abweichend vom dargestellten Ausführungsbeispiel könnten hierfür auch mehrere verschiedene Messsignalfrequenzen eingekoppelt und nachfolgend die Reaktion des Aktors analysiert werden.
Durch die Analyse der Aktorreaktion bzw. der ausgesendeten und empfangenen Signalmuster können somit die Positionen der Düsennadeln zu jedem beliebigen Zeitpunkt ohne nennenswerten konstruktiven Mehraufwand bestimmt werden. Das Detektions- system ist mit niedrigen Kosten realisierbar und kann sehr zuverlässig über eine große Lebensdauer arbeiten, da ver- schleißanfällige und/oder aufwändige Kontaktschalter zur Erfassung der Ventilstellung entbehrlich sind.

Claims

Patentansprüche
1. Schaltungsanordnung (10a) zum Betreiben einer Injektoranordnung (12a) zum Einspritzen von Kraftstoff bei einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs,
wobei die Injektoranordnung (12a) einen oder mehrere Injektoren (12a-l, ...) aufweist, die jeweils aus einem e- lektrisch ansteuerbaren Aktor (Cpiezo, Rpiezo) und einem mittels des Aktors betätigbaren Kraftstoffventil (50a) gebildet sind, wobei das Kraftstoffventil einen relativ zu einem Ventilsitz (46a) bewegbaren Ventilkörper (44a) aufweist,
und wobei die Schaltungsanordnung dazu ausgebildet ist, wahlweise jedem der Injektoren (12a-l, ...) eine Ansteuerspannung zum Ansteuern des Aktors über eine Leitungsanordnung (42a) zuzuführen,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die
Schaltungsanordnung ferner dazu ausgebildet ist, der Ansteuerspannung ein Messsignal (SO) zu überlagern und basierend auf einer Auswertung der elektrischen Eigenschaften des Aktors (Cpiezo, Rpiezo) ein Erfassungssignal (S2) zu bilden, welches repräsentativ für die Stellung des
Ventilkörpers (44a) relativ zu dem Ventilsitz (46a) ist.
2. Schaltungsanordnung (10a) nach Anspruch 1, wobei die auszuwertenden elektrischen Eigenschaften des Aktors (Cpie- zo, Rpiezo) dessen Impedanz für das Messsignal (SO) umfassen.
3. Schaltungsanordnung (10a) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Messsignal eine oder mehrere Signalanteile mit jeweils einer festen Frequenz enthält, die größer als die im Betrieb der Injektoranordnung (12a) maximal zu erwartende Ansteuerfrequenz ist.
4. Schaltungsanordnung (10a) nach Anspruch 3, wobei die feste Frequenz wenigstens das Zehnfache der im Betrieb der Injektoranordnung (12a) maximal zu erwartenden Ansteuerfrequenz ist und/oder größer als eine Resonanzfrequenz des Aktors (Cpiezo, Rpiezo) ist.
5. Schaltungsanordnung (10a) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Messsignal (SO) Signalpulse enthält, deren Dauer wesentlich kürzer als das Reziproke der im Betrieb der Injektoranordnung (12a) maximal zu erwartenden Ansteuerfrequenz ist.
6. Schaltungsanordnung (10a) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Aktor (Cpiezo, Rpiezo) ein piezo- elektrischer Aktor ist.
7. Schaltungsanordnung (10a) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Überlagerung des Messsignals (SO) mittels eines frequenzselektiven Koppelnetzwerks (34a) erfolgt.
8. Schaltungsanordnung (10a) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das zu überlagernde Messsignal (SO) über einen Schalter (Srf) geführt wird, um die Überlagerung zu vorbestimmten Zeitpunkten und/oder Zeitabschnitten durchzuführen.
9. Schaltungsanordnung (10a) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Auswertung der elektrischen Eigenschaften des Aktors (Cpiezo, Rpiezo) eine Frequenzfilterung einer von der Leitungsanordnung (42a) abgegriffenen Spannung (Sl) umfasst.
10. Schaltungsanordnung (10a) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Auswertung der elektrischen Eigenschaften des Aktors (Cpiezo, Rpiezo) eine Fourier-Analyse einer von der Leitungsanordnung (42a) abgegriffenen Span- nung (Sl) umfasst.
11. Schaltungsanordnung (10a) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Auswertung unter Berücksichtigung einer Schall-Laufzeit-Verzögerung erfolgt.
12. Schaltungsanordnung (10a) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Erfassungssignal im Betrieb der Injektoranordnung bei der Steuerung oder Regelung einer Kraftstoffeinspritzmenge verwendet wird.
13. Verfahren zum Betreiben einer Injektoranordnung (12a) zum Einspritzen von Kraftstoff bei einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs,
wobei die Injektoranordnung (12a) einen oder mehrere Injektoren (12a-l, ...) aufweist, die jeweils aus einem e- lektrisch ansteuerbaren Aktor (Cpiezo, Rpiezo) und einem mittels des Aktors betätigbaren Kraftstoffventil (50a) gebildet sind, wobei das Kraftstoffventil einen relativ zu einem Ventilsitz (48a) bewegbaren Ventilkörper (44a) aufweist,
und wobei wahlweise jedem der Injektoren (12a-l, ...) ei- ne Ansteuerspannung zum Ansteuern des Aktors über eine Leitungsanordnung (42a) zugeführt wird,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der An- Steuerspannung ein Messsignal (SO) überlagert wird und basierend auf einer Auswertung der elektrischen Eigenschaften des Aktors (Cpiezo, Rpiezo) ein Erfassungssignal (S2) gebildet wird, welches repräsentativ für die Stellung des Ventilkörpers (44a) relativ zu dem Ventilsitz (48a) ist.
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Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007014502A1 (de) * 2007-03-27 2008-10-02 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffeinspritzsystem und Verfahren zum Einspritzen von Kraftstoff
DE102007059117A1 (de) * 2007-12-07 2009-06-10 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Einspritzventils
DE102009023318B3 (de) * 2009-05-29 2010-12-02 Continental Automotive Gmbh Schaltungsanordnung und Verfahren zum Betätigen eines Piezoventils
US8161946B2 (en) * 2009-11-20 2012-04-24 Ford Global Technologies, Llc Fuel injector interface and diagnostics
US8791911B2 (en) 2011-02-09 2014-07-29 Robotzone, Llc Multichannel controller
DE102011075732B4 (de) * 2011-05-12 2021-02-11 Vitesco Technologies GmbH Regelverfahren für ein Einspritzventil und Einspritzsystem
JP5472204B2 (ja) * 2011-05-27 2014-04-16 株式会社日本自動車部品総合研究所 インジェクタ状態検出装置
US9390617B2 (en) * 2011-06-10 2016-07-12 Robotzone, Llc Camera motion control system with variable autonomy
DE102014202136B4 (de) 2013-09-19 2019-03-07 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Detektion von Betriebszuständen eines elektromagnetisch angetriebenen Gerätes
US9726463B2 (en) 2014-07-16 2017-08-08 Robtozone, LLC Multichannel controller for target shooting range
DE102015220291B4 (de) * 2015-10-19 2022-01-05 Robert Bosch Gmbh Mikroelektromechanisches System und Steuerverfahren
DE102016125156B4 (de) 2015-12-23 2023-08-10 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Reinigung eines Kraftstoff-Einspritzventils mittels Ultraschallanregung
GB2551382B (en) * 2016-06-17 2020-08-05 Delphi Automotive Systems Lux Method of controlling a solenoid actuated fuel injector
GB2554916B (en) * 2016-10-14 2020-01-29 Delphi Automotive Systems Lux Method and apparatus to detect impedance of contact between injector valve moving parts
DE102017116379A1 (de) * 2017-07-20 2019-01-24 Liebherr-Components Deggendorf Gmbh Vorrichtung zur Zustandserfassung eines Injektors
GB2565316A (en) * 2017-08-10 2019-02-13 Delphi Int Operations Luxembourg Sarl Circuit arrangement for fuel injector switch
US11490589B2 (en) * 2019-08-21 2022-11-08 Douglas Feeders And Accessories, Llc Material feeder with material flow assist mechanism and method of use

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60129483A (ja) * 1983-12-14 1985-07-10 Diesel Kiki Co Ltd 電磁弁
DE3508335A1 (de) * 1985-03-08 1986-09-11 Voest-Alpine Friedmann GmbH, Linz Schaltungsanordnung zur erfassung der stromaenderungssignale eines an einer konstanten gleichspannung liegenden nadelhubsensors einer einspritzduese fuer brennkraftmaschinen
DE3633107A1 (de) * 1986-04-10 1987-10-15 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffeinspritzvorrichtung fuer brennkraftmaschinen
JP2548563B2 (ja) * 1987-04-25 1996-10-30 株式会社ゼクセル 針弁リフト検出信号弁別回路
DE3838599A1 (de) * 1988-11-15 1990-05-17 Bosch Gmbh Robert Magnetventil, insbesondere fuer kraftstoffeinspritzpumpen
US5361014A (en) * 1993-11-10 1994-11-01 Caterpillar Inc. Apparatus for driving a piezoelectric actuator
DE19733560B4 (de) * 1997-08-02 2007-04-05 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Laden und Entladen eines piezoelektrischen Elements
DE19804196A1 (de) * 1998-02-03 1999-08-12 Siemens Ag Verfahren zur Auswertung von Kennwerten piezo-mechanischer Systeme
DE19814594A1 (de) * 1998-04-01 1999-10-07 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zum Laden und Entladen eines piezoelektrischen Elements
US5924407A (en) * 1998-07-29 1999-07-20 Navistar International Transportation Corp. Commanded, rail-pressure-based, variable injector boost current duration
DE19910388C2 (de) * 1999-03-09 2001-03-29 Siemens Ag Verfahren zur Überprüfung eines kapazitiven Stellgliedes
DE19930309C2 (de) * 1999-07-01 2001-12-06 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Einspritzmenge bei einem Kraftstoffeinspritzventil mit Piezoelement-Aktor
DE19944733B4 (de) * 1999-09-17 2007-01-04 Siemens Ag Vorrichtung zum Ansteuern wenigstens eines kapazitiven Stellgliedes
DE10008752B4 (de) 2000-02-24 2005-07-28 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Piezoelektrischer Aktor
DE10114421B4 (de) 2001-03-23 2009-04-09 Conti Temic Microelectronic Gmbh Verfahren zum Steuern eines kapazitiven Stellglieds und Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens
DE10120143A1 (de) * 2001-04-25 2002-10-31 Conti Temic Microelectronic Verfahren zur Steuerung mindestens eines kapazitiven Stellglieds und Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens
DE10143502C1 (de) * 2001-09-05 2003-03-06 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zum Ansteuern piezobetriebener Kraftstoff-Einspritzventile
DE10319329A1 (de) * 2003-04-29 2004-11-25 Siemens Ag Einspritzventil mit Sitzkontaktschalter
DE10319530B4 (de) * 2003-04-30 2007-01-25 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung eines elektromechanischen Aktors
US6917875B2 (en) * 2003-06-27 2005-07-12 Spx Corporation Method and apparatus for processing and display of diesel injection waveform
DE10333358B3 (de) * 2003-07-23 2005-05-25 Siemens Ag Schaltungsanordnung und Verfahren zum Betreiben einer Injektoranordnung sowie Injektor
DE10336606B4 (de) * 2003-08-08 2007-01-25 Siemens Ag Stellverfahren und Stellvorrichtung für einen Aktor
DE10349824A1 (de) * 2003-10-24 2005-06-02 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Diagnose einer Kraftstoff-Einspritzvorrichtung, welche einen Piezoaktor aufweist
ITBO20030642A1 (it) * 2003-10-31 2005-05-01 Magneti Marelli Powertrain Spa Metodo per il pilotaggio di un iniettore con verifica
DE10359673B4 (de) * 2003-12-18 2008-01-17 Siemens Ag Sensor zur Hubmessung an einer Ventilnadel relativ zu einem Ventilgehäuse und Betriebsverfahren
DE102004015045B4 (de) * 2004-03-26 2015-03-12 Daimler Ag Verfahren zur Ermittlung der Position eines beweglichen Verschlusselementes eines Einspritzventils
FR2876741B1 (fr) * 2004-10-18 2007-03-02 Renault Sas Procede de pilotage d'un circuit de commande et dispositif d'actionnement
US7237535B2 (en) * 2005-04-11 2007-07-03 Honeywell International Inc. Enhanced accuracy fuel metering system and method
JP4933775B2 (ja) * 2005-12-02 2012-05-16 独立行政法人理化学研究所 微小表面形状測定プローブ

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2006087259A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
US20080149072A1 (en) 2008-06-26
WO2006087259A1 (de) 2006-08-24
DE102005007327A1 (de) 2006-08-31
DE102005007327B4 (de) 2010-06-17
US8096285B2 (en) 2012-01-17

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