EP2100020A1 - Verfahren zum betreiben eines einspritzventils - Google Patents

Verfahren zum betreiben eines einspritzventils

Info

Publication number
EP2100020A1
EP2100020A1 EP07822494A EP07822494A EP2100020A1 EP 2100020 A1 EP2100020 A1 EP 2100020A1 EP 07822494 A EP07822494 A EP 07822494A EP 07822494 A EP07822494 A EP 07822494A EP 2100020 A1 EP2100020 A1 EP 2100020A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
actuator
voltage
injection valve
time
delta
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.)
Granted
Application number
EP07822494A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2100020B1 (de
Inventor
Hans-Peter Lehr
Erik Tonner
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 EP2100020A1 publication Critical patent/EP2100020A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2100020B1 publication Critical patent/EP2100020B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • 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
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • 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
    • F02D2041/2051—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit using voltage control

Definitions

  • the invention relates to a method for operating an injection valve, in particular a fuel injection valve of an internal combustion engine of a motor vehicle, wherein the injection valve has a piezoelectric actuator for driving a with the actuator, preferably hydraulically coupled valve needle.
  • Injectors and methods of this type are known and usually include presetting an actuator voltage to which the piezoelectric actuator is to be loaded or reloaded to move the valve needle of the injector to a desired position or to put the injector in a desired operating condition , Due to aging effects in particular of the piezoelectric actuator itself and the mechanical and hydraulic components contained in the injection valve, however, changes in the corresponding electrical or mechanical parameters of the injection valve result, so that, for example, the precise metering of an amount of fuel to be injected using the known methods in the long term not possible is.
  • an actuator stroke caused by the piezoelectric actuator is approximately proportional to a corresponding voltage swing of the actuator voltage, regardless of aging effects of the piezoelectric actuator or, for example, a temperature-related change in the electrical capacitance of the piezoelectric actuator.
  • the actuator of a further embodiment of the According to the method according to the invention can be reloaded in a predefinable recharging with a dependent of the voltage swing Umladestrom. This ensures that the same predefinable recharging time is required for each transshipment, while the Umladestrom required for reloading the actuator can be selected accordingly.
  • a multiplicity of possible movement profiles of the valve needle during the transfer from a first operating state to a second operating state can be advantageously set.
  • characteristic working or lifting positions of the valve needle can be regulated or even equalized among several injection valves.
  • Length which is less than the first length, shortened to transfer the injector from its closed state to its open state.
  • a reaction to the actuator exerts which increases the actuator voltage by a feedback voltage
  • the voltage swing is selected such that a desired feedback voltage results.
  • the reaction of the valve needle to the actuator is caused by the fact that the valve needle, after one end of the energization of the actuator, initially moves further toward the actuator and exerts a corresponding force on the actuator, which is essentially at rest after the energization end, which is the piezoelectric actuator Effect corresponding to the feedback voltage leads.
  • the specification according to the invention of the voltage lift used to open the injection valve allows a conclusion on the actuator stroke corresponding to the voltage swing and thus also on the path traveled by the valve needle during the opening process of the actuator Injector or while energizing the actuator.
  • the valve needle With a relatively large voltage swing used for discharging the actuator or for opening the injection valve, the valve needle has already covered a corresponding, relatively large path away from its valve seat on its Nadelhubanschlag during actuation of the actuator, so that they subsequently only a relatively small way must travel back to their Nadelhubanschlag and this causes a correspondingly relatively low feedback voltage.
  • the valve needle With a comparatively small selected voltage stroke for the opening process of the injection valve, the valve needle accordingly has a longer path up to its needle stroke stop after the end of the energization, so that a comparatively large reaction voltage also occurs. Due to the corresponding choice of the voltage stroke according to the invention, it is therefore advantageously possible to determine the remaining after the Bestromungsende path of the valve needle to her Nadelhubanschlag and thus the timing of impact of the valve needle on the Nadelhubanschlag, which, for example, over several operating cycles of the injector away or. even over the entire operating time a precise injection of fuel is feasible.
  • the inventive method can also be advantageously used to equalize the time of reaching the respective Nadelhubanzzis by the valve needles of a plurality of injectors to adjust their injection behavior or the injected through them fluid quantities to each other.
  • the voltage swing is selected such that the valve needle reaches the valve seat and / or a needle lift stop when the energization of the actuator is terminated.
  • the voltage swing for driving the actuator is selected so that an amount of the first time derivative of the actuator voltage is minimal between one end of the current supply of the actuator and a first change of sign of the first time derivative of the actuator voltage since the end of the energization of the actuator, the above described configuration in which the achievement of a valve seat or the Nadelhubanschlags takes place simultaneously with the end of the energization of the actuator, particularly precisely realized.
  • a recharging time which is required for the transfer of the injection valve from its open state to its closed state, regulated, whereby a precise maintenance of the recharging time ensured even with changing properties of the injection valve and the piezoelectric actuator is.
  • the recharging time of a further variant of the invention can be selected as a function of a desired closing time, within which the valve needle moves from an initial position to its valve seat.
  • the regulation of the voltage stroke according to the invention is preferably carried out for each operating cycle of the injection valve, so that a particularly high accuracy in the control is achieved. Also, the above-mentioned recharging time can be controlled according to the invention advantageously for each operating cycle of the injector.
  • the regulation of the feedback voltage and / or the regulation of the first time derivative of the actuator voltage between an end of the energization of the actuator and a first change of sign of the first time derivative of the actuator voltage since the end of the energization of the actuator and / or the control of the closing time is advantageously carried out in every n-th operating cycle of the injection valve, where n> 1, so that corresponding steps of the respective control method need not be performed in each operating cycle of the injector, which in particular resources of the control method exporting processing unit are spared, for example, in a the Injector controlling control unit is integrated.
  • the computer program may be stored, for example, on an electronic storage medium, wherein the storage medium in turn may be contained for example in the control unit.
  • Figure 1 is a schematic sectional view of an embodiment of a
  • FIG. 2 a schematically shows a time profile of an actuator voltage of a piezoelectric actuator of the fuel injection valve from FIG. 1,
  • 3a shows a detailed representation of the time course of the first temporal
  • 3b shows a detailed representation of the time profile of the second time derivative of the actuator voltage of the piezoelectric actuator
  • FIG. 4a schematically shows a functional diagram of a controller structure for
  • FIG. 4b schematically shows a functional diagram of a controller structure for implementing a further embodiment of the method according to the invention
  • Figures 5a to 5c each further examples of a time course of
  • FIG. 6 schematically shows a functional diagram of a further controller structure of a third embodiment of the method according to the invention.
  • FIG. 1 shows an injection valve, designed as a fuel injection valve 10, of an internal combustion engine of a motor vehicle, which is provided with a piezoelectric actuator 12.
  • the piezoelectric actuator 12 is driven by a control device 20 as indicated in FIG. 1 by the arrow. Furthermore, the
  • Fuel injection valve 10 a valve needle 13 which can sit on a valve seat 14 a in the interior of the housing of the fuel injection valve 10.
  • a fully opened state of the fuel injection valve 10 is characterized in that the valve needle 13 is arranged on a needle stroke stop arranged in the region 14b and not shown, which prevents further movement of the valve needle 13 away from its valve seat 14a, ie towards the actuator 12 , If the valve needle 13 is seated on the valve seat 14a, the fuel injection valve 10 is closed. That is, the entire, in the figure of Figure 1 vertically extending, stroke, the valve needle 13 can cover is limited on the one hand by the valve seat 14a (closed position) and on the other hand by the Nadelhubanschlag in the area 14b (open position).
  • the transition from the closed to the open state is effected by means of the piezoelectric actuator 12.
  • a voltage referred to below as the actuator voltage U is applied to the actuator 12, which causes a change in length of a arranged in the actuator 12 piezo stack, which in turn is used to open or close the fuel injection valve 10.
  • the fuel injection valve 10 further includes a hydraulic coupler 15.
  • the hydraulic coupler 15 is disposed within the fuel injection valve 10 and has a coupler housing 16 in which two pistons 17, 18 are guided.
  • the piston 17 is connected to the actuator 12 and the piston 18 is connected to the valve needle 13.
  • a volume 19 is included, which accomplishes the transmission of the force exerted by the actuator 12 on the valve needle 13.
  • the coupler 15 is surrounded by pressurized fuel 11.
  • the volume 19 is also filled with fuel. Via the guide gaps between the two pistons 17, 18 and the coupler housing 16, the volume 19 can be adapted over a longer period of time to the respectively existing length of the actuator 12. For short-term changes in the length of the actuator 12, however, the volume 19 remains virtually unchanged and the change in the length of the actuator 12 is transmitted to the valve needle 13.
  • Figure 2a schematically shows the time course of the actuator voltage U for driving the piezoelectric actuator 12 of the injection valve 10 of Figure 1 again. As can be seen from FIG.
  • the actuator voltage U is lowered starting from the time e in the context of the method according to the invention starting from an output voltage U 0 by a voltage swing symbolized by the double arrow .DELTA.U to a corresponding target voltage U.sub.i, which can also be seen from FIG Time ti to the piezoelectric actuator 12 ( Figure 1) is applied.
  • energization of the actuator 12 which is not apparent from FIG. 2a, ie an application of the actuator 12 with a discharge current corresponding to the voltage swing .DELTA.U, is also set.
  • the valve needle 13 continues to move toward its needle stroke stop 14b located in the region of the coupler housing 16 and in this case exerts a corresponding force on the piezoelectric actuator 12.
  • This force is metrologically detected by the hereinafter also referred to as feedback voltage voltage .DELTA.U R , which is superimposed on the actual actuator voltage U of the actuator 12 and this changed.
  • the valve needle 13 has reached its Nadelhubanschlag 14b and thus assumed its rest position corresponding to a fully open state of the injection valve 10. Accordingly, the valve needle 13 now exerts no further pressure on the actuator 12, and it turns from the time X 2 which is also referred to as a plateau voltage substantially time constant voltage U p .
  • the piezoelectric actuator 12 is driven again, in particular charged by a corresponding charging current, so that up to the time t 5, the actuator voltage U increases again to the value of the output voltage U 0 .
  • the actuator 12 undergoes the length change already described above, which moves the valve needle 13 from its rest position on the Nadelhubanschlag 14b again to its valve seat 14a, whereby the closed position of the injector 10 and its closed operating state is characterized.
  • FIG. 2 b additionally shows a time-related characteristic of the actuator voltage U of the actuator 12 that is measured, comparable to the schematic illustration from FIG.
  • the reloading of the actuator 12 according to the invention by triggering with a predefinable voltage swing .DELTA.U (FIG. 2a) or a corresponding charge-reversal current I enables a particularly precise control of the valve needle 13 and thus, for example, a particularly precise metering of fuel through the injection valve 10.
  • a corresponding controller structure is shown schematically in FIG. 4a.
  • the first part of the Rl illustrated in Figure 4a controller receives as a desired size to be adjusted voltage swing .DELTA.U S0 n, in an unspecified subtractor together with the actually occurring voltage swing .DELTA.U
  • This control difference is fed to a function block 30, which may for example be formed as a characteristic or characteristic map and transforms the control difference into a discharge current I E , with which the piezoelectric actuator 12 is to be controlled in a subsequent control cycle to the control difference ⁇ U S oi ⁇ - .DELTA.U
  • the discharge current I E is supplied to a function block representing the injection valve 10, and the quantities of actuator voltage U and actuator current I resulting from the triggering with the discharge current I E , which are detected, for example, by the control unit 20 (FIG. 1), are also preferably one in the control unit 20 realized evaluation unit 25 supplied.
  • the evaluation unit 25 determines, on the one hand, the actual voltage deviation ⁇ U
  • a comparable voltage swing .DELTA.U can also be used, for example, to charge the actuator 12, in particular in order to shift the injection valve 10 from an open state to a closed state.
  • the controller Rl described above can be used.
  • the regulation according to the invention of the voltage swing .DELTA.U always ensures that a desired actuator stroke h is established, independently of aging effects of the piezoelectric actuator 12 and / or of the further components of the injection valve 10.
  • the inventive specification of the voltage .DELTA.U is - in addition to the defined transhipment of the actuator 12 - advantageously determines which way the valve needle 13, starting from its closed position on the valve seat 14a during the intended for discharging Bestromungszeit travels to ti ( Figure 2a).
  • this also fixes the remaining travel of the valve needle 13 as far as its needle stroke stop 14b, which it covers in time ti to t 2 .
  • a regulation of the opening time t 2 -towird by the inventive, also shown in Figure 4a additional control circuit R2 allows.
  • a target value ⁇ U RSO ⁇ is set, which determines the desired feedback voltage ⁇ U R and accordingly also influences the time difference t 2 -ti and thus also t 2 itself.
  • a corresponding control difference .DELTA.U Rs0 ⁇ is again - .DELTA.U RLST formed for the feedback voltage which is fed to a function block 31, and thereby transformed into a corresponding desired value for the invention to be adjusted voltage swing .DELTA.U ,
  • FIG. 3 a shows a time profile of the actuator voltage U for the actuator 12 in the time range between approximately t 1 and t 2 in FIG. 2 a .
  • the time designated in FIG. 3a by the reference symbol t B ⁇ indicates the end of a current supply to the actuator 12 and thus corresponds to the time indicated in FIG. 2 a by the reference symbol ti.
  • the Bestromungsende t BE sign change of the first time derivative U of the actuator voltage U is evaluated and as a feature for achieving the
  • a recharging time which is required for the transfer of the injection valve 10 from its open state into its closed state, is regulated.
  • the reloading time in question can be seen from Figure 2a as a time difference between the times t 3 and t 5 .
  • the inventive regulation of the recharging time allows a particularly precise closing of the injection valve 10 and can be advantageously implemented by the regulator structure shown in FIG. 4b.
  • the recharging time to be set, within which the injection valve 10 is to be transferred from its open state (time I 3 ) to its fully closed state (time t 5 ), is symbolized in FIG. 2a by the double arrow At 35S0H .
  • a corresponding desired value At 35S0N for this recharging time is supplied to the regulator R3 shown in FIG. 4b and, together with a corresponding actual quantity At 35ISt determined by the evaluation unit 25, is processed in a manner known per se to a corresponding control difference which is fed to a downstream functional block 32.
  • the function block 32 transforms the control difference into a charging current I L , with which the actuator 12 is to be charged during the recharging time t 5 - 1 3 in order to maintain the desired recharging time At 35S0N .
  • the actuator 12 At the end t 5 (FIG. 2 a ) of the recharging time, the actuator 12 is charged again to its output voltage U 0 and ready for a renewed operating cycle, ie for a subsequent discharge.
  • valve needle 13 during the recharging time t 5 - achieved h designated time - 1 3 but at an earlier point in time T I its valve seat 14a ( Figure 1), that is, the completely closed operating state of the injection valve 10 is already after a below T I as a closing time ,
  • the valve needle 13 likewise exerts an already above in connection with the opening operation or reaching the stroke stop 14b described feedback effect on the actuator 12, which is detected as a change of the first time derivative U, ie as a kink, the actuator voltage U.
  • a precise control of the actual closing time t ⁇ - h according to the invention is achieved in that a value corresponding to the desired closing time At 3450I i for the recharge time At 35S0H is specified. This is done by the regulator R4, likewise shown in FIG. 4b, whose corresponding control difference At 3450H ⁇ At 34ISt is transformed in a function block 33 into the corresponding setpoint At 3550H for the reloading time.
  • the regulator R 3 may also be active during each operating cycle of the injection valve 10, ie, during each charging process of the actuator 12, while the regulator R 4 may be active only in every n-th charging process of the actuator 12 is. This is particularly advantageous because the detection according to the invention of the time I 4 , to which the valve needle 13 meets its valve seat 14 a based on an evaluation of the second time derivative U of the actuator voltage U of the actuator 12 and accordingly requires a greater amount of computation than the processing of Sizes U, I used in controller R3.
  • R3 evaluation unit 25 As far as the time derivatives of the actuator voltage U are determined by the indicated within the controller Rl, R3 evaluation unit 25, such a determination takes place according to only every n operating cycles, although the calculation of further, required for the operation of the controller Rl, R3 sizes as described preferably takes place in each operating cycle.
  • FIG. 3b shows a detailed view of the time profile of the second time derivative U of the actuator voltage U of the actuator 12.
  • the evaluation unit 25 of the controller structure shown in FIG. 4b accordingly evaluates the second time derivative Ü, determines the closing time tsc hh eß (FIG. 3b) and, as shown in FIG. 4b, forms the quantity ⁇ t3 4 , st .
  • the evaluation of the actual closing time t SChh eß according to Figure 3b may alternatively be carried out by an analysis of the first time derivative of the actuator voltage U or equivalent, known in the art, measures.
  • FIGS. 5a and 5b illustrate further time courses of the actuator voltage U, as they can occur during the operation of the injection valve 10.
  • a particularly advantageous variant of the operating method according to the invention provides that the voltage swing .DELTA.U is selected so that the first time derivative U of the actuator voltage U or the amount thereof is minimal between an end t B ⁇ ( FIG. 3 a) of the energization of the actuator 12 and a first sign change t V zw (FIG. 3 a) of the first time derivative U of the actuator voltage U since the end t B ⁇ of the energization of the actuator 12.
  • the method according to the invention analyzes the first time derivative U of the actuator voltage U of the actuator 12 and minimizes these in the time range t V between t BE in question . to which the valve needle 13 strikes the valve seat 14a and the Nadelhubanschlag 14b.
  • the first time derivative of the actuator voltage U is determined, cf. the size U ⁇ st the regulator R5, R6 of FIG 6.
  • the value zero is used as reference value U soll determined, and a corresponding error signal is supplied to the function block 26 of the controller R6.
  • the function block 26 forms an average over the control difference of the last, for example, three previous operating cycles of the injection valve 10. This mean value is transformed by the downstream function block 35 into a desired value for a voltage deviation ⁇ U S0 n to be set according to the invention
  • Minimization of the first time derivative U of the actuator voltage U causes the end of a respective transfer operation.
  • Valve needle 13 the respective, their stroke limiting element 14a, 14b contacted.
  • a mean value formation of the relevant control difference can also be provided in the controllers R2 (FIG. 4a), R4 (FIG. 4b) in order to increase the stability of the respective controller.
  • the downstream controllers R1, R3 are preferably designed to operate faster than the higher-level controller R2, R4. This may be as already described above e.g. be achieved by an appropriate design of the cycle time for the higher-level controller R2, R4, which are preferably activated only every n-th operating cycle. In the sense of a particularly fast control by the downstream controllers Rl, R3, in this case also no averaging of the respective control difference is preferably provided.
  • the regulators R 1,..., R 4 can have any suitable characteristic for the above operating purposes, in particular a P (proportional) behavior and / or an I (integral) behavior being considered.
  • the inventive method allows by controlling the voltage .DELTA.U advantageously advantageous, for example, a precise constant holding the voltage .DELTA.U, so that the effects of temperature-induced changes in the properties of the actuator 12, resulting for example during operation, reduced to a fuel quantity actually injected or completely compensated , That is, by the inventive control of the voltage .DELTA.U to a predetermined, preferably constant, value can be achieved in conjunction with a certain corresponding discharge advantageously a temperature compensation of Einspritz attachenschaften the fuel injection valve 10 and thus the injected fuel quantity. Changes in the temperature of the actuator 12, such as a change in its electrical capacity, also affect the recharging time At 35S0N . Again, the inventive control of the recharge time At 35S0N for realizing a temperature compensation, ie, for example, to keep constant a predetermined recharge time At 35S0N .
  • the use according to the invention of the voltage swing and the recharging time as a control variable also advantageously avoids the need for direct regulation of the corresponding currents I E , I L , which is disadvantageous due to a usually relatively low accuracy in the metrological detection of the currents.
  • the quantities required for the control according to the invention actuator voltage U and time t can be detected very precisely contrast and allow a correspondingly precise control.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Einspritzventils (10), insbesondere eines Kraftstoffeinspritzventils einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, wobei das Einspritzventil (10) einen piezoelektrischen Aktor (12) zum Antrieb einer mit dem Aktor (12), vorzugsweise hydraulisch, gekoppelten Ventilnadel (13) aufweist. Erfindungsgemäß wird der Aktor (12) ausgehend von einer einem ersten Betriebszustand des Einspritzventils (10) entsprechenden Ausgangsspannung (U<SUB>0</SUB>) um einen vorgebbaren Spannungshub (?U) auf eine einem zweiten Betriebszustand des Einspritzventils (10) entsprechende Zielspannung (U<SUB>1</SUB>) umgeladen, d.h. aufgeladen oder entladen.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren zum Betreiben eines Einspritzventils
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Einspritzventils, insbesondere eines Kraftstoffeinspritzventils einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, wobei das Einspritzventil einen piezoelektrischen Aktor zum Antrieb einer mit dem Aktor, vorzugsweise hydraulisch, gekoppelten Ventilnadel aufweist.
Einspritzventile und Verfahren dieser Art sind bekannt und umfassen üblicherweise das Vorgeben einer Aktorspannung, auf die der piezoelektrische Aktor auf- bzw. umgeladen werden soll, um die Ventilnadel des Einspritzventils an eine gewünschte Position zu bewegen bzw. um das Einspritzventil in einen gewünschten Betriebszustand zu versetzen. Aufgrund von Alterungseffekten insbesondere des piezoelektrischen Aktors selbst sowie der in dem Einspritzventil enthaltenen mechanischen und hydraulischen Komponenten ergeben sich jedoch Veränderungen der entsprechenden elektrischen bzw. mechanischen Parameter des Einspritzventils, so dass z.B. das präzise Zumessen einer einzuspritzenden Kraftstoffmenge unter Verwendung der bekannten Verfahren auf Dauer nicht möglich ist. Neben diesen Alterungseffekten bewirken insbesondere auch Temperaturschwankungen im Bereich des Einspritzventils eine Änderung der elektrischen Kapazität des piezoelektrischen Aktors, was zu weiteren Ungenauigkeiten bei der Zumessung von Kraftstoff oder sonstiger Fluids durch das Einspritzventil oder generell bei der Positionierung des Aktors führt. Darüber hinaus führen Stückstreuungen zwischen verschiedenen Einspritzventilen, die beispielsweise alle unterschiedlichen Zylindern einer bestimmten Brennkraftmaschine zugeordnet sind, zu zylinderindividuellen Abweichungen bei der Kraftstoffeinspritzung, die ebenfalls unerwünscht sind.
Offenbarung der Erfindung
Dementsprechend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass eine gesteigerte Präzision bei der Zumessung eines einzuspritzenden Fluids auch über einen längeren Zeitraum hinweg und zumindest eine teilweise Kompensation von alterungsbedingten Veränderungen des Einspritzventils gegeben ist.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Aktor ausgehend von einer einem ersten Betriebszustand des Einspritzventils entsprechenden Ausgangsspannung um einen vorgebbaren Spannungshub auf eine einem zweiten Betriebszustand des Einspritzventils entsprechende Zielspannung umgeladen, d. h. aufgeladen oder entladen, wird.
Im Gegensatz zu der herkömmlichen Ansteuerung piezoelektrischer Aktoren von Einspritzventilen, bei der ein einzustellender absoluter Spannungswert fest vorgegeben wird, ermöglicht die erfindungsgemäße Berücksichtigung des Spannungshubs, d. h. der Spannungsdifferenz zwischen einer Ausgangsspannung und der Zielspannung für den Aktor eine besonders präzise Einstellung eines gewünschten Betriebszustands des Einspritzventils insbesondere auch bei sich ändernden Eigenschaften des Einspritzventils bzw. dessen Komponenten. Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass ein von dem piezoelektrischen Aktor bewirkter Aktorhub näherungsweise proportional zu einem entsprechenden Spannungshub der Aktorspannung ist, unabhängig von Alterungseffekten des piezoelektrischen Aktors oder beispielsweise einer temperaturbedingten Änderung der elektrischen Kapazität des piezoelektrischen Aktors. Durch eine entsprechende Regelung des einem gewünschten Betriebszustand entsprechenden Spannungshubs kann demgemäß eine besonders präzise
Ansteuerung des piezoelektrischen Aktors und damit ein präzises Erreichen des gewünschten Betriebszustands für das Einspritzventil erfolgen.
Besonders vorteilhaft kann der Aktor einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zufolge in einer vorgebbaren Umladezeit mit einem von dem Spannungshub abhängigen Umladestrom umgeladen werden. Dadurch ist sichergestellt, dass für jeden Umladevorgang dieselbe vorgebbare Umladezeit benötigt wird, während der zum Umladen des Aktors erforderliche Umladestrom entsprechend gewählt werden kann. Durch eine Variation des Umladestroms während des Umladevorgangs kann ferner vorteilhaft eine Vielzahl von möglichen Bewegungsprofilen der Ventilnadel bei der Überführung von einem ersten Betriebszustand in einen zweiten Betriebszustand eingestellt werden. Beispielsweise können hiermit auch charakteristische Arbeits- bzw. Hubpositionen der Ventilnadel eingeregelt oder sogar unter mehreren Einspritzventilen gleichgestellt werden.
Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei der die Ventilnadel in dem ersten Betriebszustand so auf einem Ventilsitz ruht, dass das Einspritzventil geschlossen ist, und bei der der Aktor bei der Ausgangsspannung eine erste Länge aufweist, ist vorgesehen, dass der Aktor um den vorgebbaren Spannungshub auf die Zielspannung entladen wird, wobei er sich auf eine zweite
Länge, die kleiner ist als die erste Länge, verkürzt, um das Einspritzventil von seinem geschlossenen Zustand in seinen geöffneten Zustand zu überführen.
Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Verfahrensvariante, bei der die Ventilnadel während des Öffnens des Einspritzventils und vor dem Erreichen eines Nadelhubanschlags, der einem vollständig geöffneten Zustand des Einspritzventils entspricht, eine Rückwirkung auf den Aktor ausübt, die die Aktorspannung um eine Rückwirkungsspannung erhöht, ist vorteilhaft vorgesehen, dass der Spannungshub so gewählt wird, dass sich eine gewünschte Rückwirkungsspannung ergibt. Die Rückwirkung der Ventilnadel auf den Aktor wird dadurch verursacht, dass sich die Ventilnadel auch nach einem Ende der Bestromung des Aktors zunächst weiter auf den Aktor zu bewegt und eine entsprechende Kraft auf den - nach dem Bestromungsende im wesentlichen ruhenden - Aktor ausübt, die dem piezoelektrischen Effekt entsprechend zu der Rückwirkungsspannung führt. Die erfindungsgemäße Vorgabe des zur Öffnung des Einspritzventils verwendeten Spannungshubs ermöglicht einen Rückschluss auf den dem Spannungshub entsprechenden Aktorhub und somit auch auf den von der Ventilnadel zurückgelegten Weg während des Öffnungsvorgangs des Einspritzventils bzw. während des Bestromens des Aktors. Bei einem verhältnismäßig großen zum Entladen des Aktors bzw. zum Öffnen des Einspritzventils verwendeten Spannungshub hat die Ventilnadel bereits während der Ansteuerung des Aktors einen entsprechenden, verhältnismäßigen großen Weg weg von ihrem Ventilsitz auf ihren Nadelhubanschlag zurückgelegt, so dass sie nachfolgend nur noch einen verhältnismäßig geringen Weg bis zu ihrem Nadelhubanschlag zurücklegen muss und hierbei eine dementsprechend verhältnismäßig geringe Rückwirkungsspannung bewirkt. Bei einem vergleichsweise klein gewählten Spannungshub für den Öffnungsvorgang des Einspritzventils ergibt sich dementsprechend für die Ventilnadel ein größerer Weg bis zu ihrem Nadelhubanschlag nach dem Bestromungsende, so dass auch eine vergleichsweise große Rückwirkungsspannung auftritt. Durch die erfindungsgemäße entsprechende Wahl des Spannungshubs ist es demnach vorteilhaft möglich, den nach dem Bestromungsende verbleibenden Weg der Ventilnadel bis zu ihrem Nadelhubanschlag und damit auch den Zeitpunkt des Auftreffens der Ventilnadel auf den Nadelhubanschlag festzulegen, wodurch beispielsweise auch über mehrere Betriebszyklen des Einspritzventils hinweg bzw. sogar über die gesamte Betriebsdauer eine präzise Einspritzung von Kraftstoff realisierbar ist. Das erfindungsgemäße Verfahren kann ferner vorteilhaft dazu verwendet werden, den Zeitpunkt des Erreichens des jeweiligen Nadelhubanschlags durch die Ventilnadeln mehrerer Einspritzventile gleichzustellen, um deren Einspritzverhalten bzw. die durch sie eingespritzten Fluidmengen einander anzugleichen.
Durch die entsprechende Auswahl der Rückwirkungsspannung und der Vorgabe eines entsprechenden Spannungshubs ist es vorteilhaft beispielsweise möglich, eine vorgebbare Zeit für den gesamten Öffnungsvorgang des Einspritzventils vorzugeben.
Bei einer weiteren, ganz besonders vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass der Spannungshub so gewählt ist, dass die Ventilnadel den Ventilsitz und/oder einen/den Nadelhubanschlag erreicht, wenn die Bestromung des Aktors beendet wird. Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass bei einer derartigen Konfiguration keine wesentliche Rückwirkung der Ventilnadel auf den Aktor eintritt, so dass beispielsweise die vorstehend beschriebenen Auswirkungen der Rückwirkungsspannung vorteilhaft nicht betrachten werden müssen, wodurch sich eine weitere Steigerung der Präzision bei der Ansteuerung des Aktors ergibt. Insbesondere ergibt sich bei verschwindender Rückwirkungsspannung auch ein größerer, zur Ansteuerung des Aktors verwendbarer Spannungsbereich, d.h. ein größerer effektiv nutzbarer Spannungshub.
Wenn der Spannungshub zur Ansteuerung des Aktors so gewählt ist, dass ein Betrag der ersten zeitlichen Ableitung der Aktorspannung minimal wird zwischen einem Ende der Bestromung des Aktors und einem ersten Vorzeichenwechsel der ersten zeitlichen Ableitung der Aktorspannung seit dem Ende der Bestromung des Aktors, ist die vorstehend beschriebene Konfiguration, bei der die Erreichung eines Ventilsitzes bzw. des Nadelhubanschlags gleichzeitig mit dem Ende der Bestromung des Aktors erfolgt, besonders präzise realisierbar.
Bei einer weiteren vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Umladezeit, die für das Überführen des Einspritzventils von seinem geöffneten Zustand in seinen geschlossenen Zustand erforderlich ist, geregelt, wodurch eine präzise Einhaltung der Umladezeit auch bei sich ändernden Eigenschaften des Einspritzventils bzw. des piezoelektrischen Aktors sichergestellt ist.
Besonders vorteilhaft kann die Umladezeit einer weiteren Erfindungsvariante zufolge in Abhängigkeit einer gewünschten Schließzeit gewählt werden, innerhalb der sich die Ventilnadel von einer Ausgangsposition auf ihren Ventilsitz zu bewegt.
Die erfindungsgemäße Regelung des Spannungshubs wird vorzugsweise für jeden Betriebszyklus des Einspritzventils vorgenommen, so dass eine besonders hohe Genauigkeit bei der Regelung erzielt wird. Auch die vorstehend erwähnte Umladezeit kann erfindungsgemäß vorteilhaft für jeden Betriebszyklus des Einspritzventils geregelt werden.
Die Regelung der Rückwirkungsspannung und/oder die Regelung der ersten zeitlichen Ableitung der Aktorspannung zwischen einem Ende der Bestromung des Aktors und einem ersten Vorzeichenwechsel der ersten zeitlichen Ableitung der Aktorspannung seit dem Ende der Bestromung des Aktors und/oder die Regelung der Schließzeit erfolgt erfindungsgemäß vorteilhaft in jedem n-ten Betriebszyklus des Einspritzventils, wobei n > 1, so dass entsprechende Schritte der betreffenden Regelungsverfahren nicht in jedem Betriebszyklus des Einspritzventils ausgeführt werden müssen, wodurch insbesondere Ressourcen einer das Regelungsverfahren ausführenden Recheneinheit geschont werden, die beispielsweise in einem das Einspritzventil steuernden Steuergerät integriert ist.
Von besonderer Bedeutung ist die Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens in Form eines Computerprogramms, das auf einem Computer beziehungsweise einer Recheneinheit eines Steuergeräts ablauffähig und zur Ausführung des Verfahrens geeignet ist. Das Computerprogramm kann beispielsweise auf einem elektronischen Speichermedium abgespeichert sein, wobei das Speichermedium seinerseits zum Beispiel in dem Steuergerät enthalten sein kann.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind. Dabei können die in den
Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
In der Zeichnung zeigt:
Figur 1 eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines
Kraftstoffeinspritzventils zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Figur 2a schematisch einen zeitlichen Verlauf einer Aktorspannung eines piezoelektrischen Aktors des Kraftstoffeinspritzventils aus Figur 1,
Figur 2b einen zeitlichen Verlauf der Aktorspannung des piezoelektrischen Aktors zusammen mit einem zeitlichen Verlauf des Ansteuerstroms des piezoelektrischen Aktors und eines entsprechenden Aktorhubs,
Figur 3a eine Detaildarstellung des zeitlichen Verlaufs der ersten zeitlichen
Ableitung der Aktorspannung des piezoelektrischen Aktors,
Figur 3b eine Detaildarstellung des zeitlichen Verlaufs der zweiten zeitlichen Ableitung der Aktorspannung des piezoelektrischen Aktors,
Figur 4a schematisch ein Funktionsdiagramm einer Reglerstruktur zur
Implementierung einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Figur 4b schematisch ein Funktionsdiagramm einer Reglerstruktur zur Implementierung einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Figur 5a bis 5c jeweils weitere Beispiele für einen zeitlichen Verlauf der
Aktorspannung des piezoelektrischen Aktors, und
Figur 6 schematisch ein Funktionsdiagramm einer weiteren Reglerstruktur einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Ausführungsform(en) der Erfindung
In der Figur 1 ist ein als Kraftstoffeinspritzventil 10 ausgebildetes Einspritzventil einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs dargestellt, das mit einem piezoelektrischen Aktor 12 versehen ist. Der piezoelektrische Aktor 12 wird wie in Figur 1 durch den Pfeil angedeutet von einem Steuergerät 20 angesteuert. Weiterhin weist das
Kraftstoffeinspritzventil 10 eine Ventilnadel 13 auf, die auf einem Ventilsitz 14a im Inneren des Gehäuses des Kraftstoffeinspritzventils 10 aufsitzen kann.
Ist die Ventilnadel 13 von dem Ventilsitz 14a abgehoben, so ist das Kraftstoffeinspritzventil 10 geöffnet und es wird Kraftstoff eingespritzt. Dieser Zustand ist in der Figur 1 dargestellt. Ein vollständig geöffneter Zustand des Kraftstoffeinspritzventils 10 ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilnadel 13 an einem in dem Bereich 14b angeordneten und nicht näher dargestellten Nadelhubanschlag anliegt, der eine weitere Bewegung der Ventilnadel 13 weg von ihrem Ventilsitz 14a, d.h. auf den Aktor 12 zu, verhindert. Sitzt die Ventilnadel 13 auf dem Ventilsitz 14a auf, so ist das Kraftstoffeinspritzventil 10 geschlossen. D.h., der gesamte, bei der Abbildung nach Figur 1 vertikal verlaufende, Hubweg, den die Ventilnadel 13 zurücklegen kann, ist einerseits durch den Ventilsitz 14a (Schließposition) und andererseits durch den Nadelhubanschlag in dem Bereich 14b (Öffnungsposition) begrenzt.
Der Übergang von dem geschlossenen in den geöffneten Zustand wird mithilfe des piezoelektrischen Aktors 12 bewirkt. Hierzu wird eine nachfolgend auch als Aktorspannung U bezeichnete elektrische Spannung an den Aktor 12 angelegt, die eine Längenänderung eines in dem Aktor 12 angeordneten Piezostapels hervorruft, welche ihrerseits zum Öffnen beziehungsweise Schließen des Kraftstoffeinspritzventils 10 ausgenutzt wird.
Das Kraftstoffeinspritzventil 10 weist ferner einen hydraulischen Koppler 15 auf. Der hydraulische Koppler 15 ist innerhalb des Kraftstoffeinspritzventils 10 angeordnet und weist ein Kopplergehäuse 16 auf, in dem zwei Kolben 17, 18 geführt sind. Der Kolben 17 ist mit dem Aktor 12 und der Kolben 18 ist mit der Ventilnadel 13 verbunden. Zwischen den beiden Kolben 17, 18 ist ein Volumen 19 eingeschlossen, das die Übertragung der von dem Aktor 12 ausgeübten Kraft auf die Ventilnadel 13 bewerkstelligt.
Der Koppler 15 ist von unter Druck stehendem Kraftstoff 11 umgeben. Das Volumen 19 ist ebenfalls mit Kraftstoff gefüllt. Über die Führungsspalte zwischen den beiden Kolben 17, 18 und dem Kopplergehäuse 16 kann sich das Volumen 19 über einen längeren Zeitraum hinweg an die jeweils vorhandene Länge des Aktors 12 anpassen. Bei kurzzeitigen Änderungen der Länge des Aktors 12 bleibt das Volumen 19 jedoch nahezu unverändert und die Änderung der Länge des Aktors 12 wird auf die Ventilnadel 13 übertragen. Figur 2a gibt schematisch den zeitlichen Verlauf der Aktorspannung U zur Ansteuerung des piezoelektrischen Aktors 12 des Einspritzventils 10 aus Figur 1 wieder. Wie aus Figur 2a ersichtlich, wird die Aktorspannung U ab dem Zeitpunkt e im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgehend von einer Ausgangsspannung U0 um einen durch den Doppelpfeil ΔU symbolisierten Spannungshub auf eine entsprechende Zielspannung Ui abgesenkt, die wie ebenfalls aus Figur 2a ersichtlich, zu dem Zeitpunkt ti an dem piezoelektrischen Aktor 12 (Figur 1) anliegt. Zu dem Zeitpunkt ti wird auch eine nicht aus Figur 2a ersichtliche Bestromung des Aktors 12, d. h. eine Beaufschlagung des Aktors 12 mit einem dem Spannungshub ΔU entsprechenden Entladestrom eingestellt. Allerdings bewegt sich zu diesem Zeitpunkt ti die Ventilnadel 13 weiter auf ihren im Bereich des Kopplergehäuses 16 befindlichen Nadelhubanschlag 14b zu und übt hierbei eine entsprechende Kraft auf den piezoelektrischen Aktor 12 aus. Diese Kraft ist messtechnisch durch die nachfolgend auch als Rückwirkungsspannung bezeichnete Spannung ΔUR erfassbar, die sich der eigentlichen Aktorspannung U des Aktors 12 überlagert und diese damit verändert. Zu dem in Figur 2a dargestellten Zeitpunkt X2 hat die Ventilnadel 13 ihren Nadelhubanschlag 14b erreicht und damit ihre Ruhelage eingenommen, die einem vollständig geöffneten Zustand des Einspritzventils 10 entspricht. Dementsprechend übt die Ventilnadel 13 nun keinen weiteren Druck auf den Aktor 12 aus, und es stellt sich ab dem Zeitpunkt X2 die auch als Plateauspannung bezeichnete im Wesentlichen zeitlich konstante Spannung Up ein.
Ab einem darauffolgenden Zeitpunkt t3 wird der piezoelektrische Aktor 12 erneut angesteuert, insbesondere durch einen entsprechenden Ladestrom aufgeladen, so dass sich bis hin zu dem Zeitpunkt t5 die Aktorspannung U wieder auf den Wert der Ausgangsspannung U0 vergrößert. Während des Aufladens erfährt der Aktor 12 die vorstehend bereits beschriebene Längenänderung, die die Ventilnadel 13 aus ihrer Ruhelage an dem Nadelhubanschlag 14b wiederum auf ihren Ventilsitz 14a zu bewegt, wodurch die Schließposition des Einspritzventils 10 bzw. dessen geschlossener Betriebszustand gekennzeichnet ist. Nach dem Aufladen, d.h. ab dem Zeitpunkt t5 ist das Einspritzventil für einen neuen Betriebszyklus bereit. Figur 2b zeigt ergänzend einen messtechnisch erfassten, zu der schematischen Darstellung aus Figur 2a vergleichbaren, Zeitverlauf der Aktorspannung U des Aktors 12 zusammen mit einem zeitlichen Verlauf des Lade-/Entladestroms I, mit dem der Aktor 12 während der Intervalle (to; ti) bzw. fe; t5) (Figur 1) beaufschlagt wird. Ein Hubverlauf h, d. h. der von der Ventilnadel 13 tatsächlich zurückgelegte Weg, ist aus Figur 2b ebenfalls ersichtlich.
Das erfindungsgemäße Umladen des Aktors 12 durch Ansteuerung mit einem vorgebbaren Spannungshub ΔU (Figur 2a) bzw. einem entsprechenden Umladestrom I ermöglicht eine besonders präzise Ansteuerung der Ventilnadel 13 und damit beispielsweise eine besonders präzise Zumessung von Kraftstoff durch das Einspritzventil 10. Erfindungsgemäß wird zur Realisierung des während des Entladevorgangs des Aktors 12 aufzubringenden Spannungshubs ΔU ein Regelungsverfahren eingesetzt, bei dem ein Entladestrom IE in Abhängigkeit des einzustellenden Spannungshubs ΔUson eingestellt wird. Eine entsprechende Reglerstruktur ist schematisch in Figur 4a wiedergegeben.
Der erste Teil Rl des in Figur 4a veranschaulichten Reglers erhält als Sollgröße den einzustellenden Spannungshub ΔUS0n, der in einem nicht näher bezeichneten Subtrahierer zusammen mit dem tatsächlich auftretenden Spannungshub ΔU|Stzu einer entsprechenden Regeldifferenz verarbeitet wird. Diese Regeldifferenz wird einem Funktionsblock 30 zugeführt, der beispielsweise als Kennlinie bzw. Kennfeld ausgebildet sein kann und eine Transformation der Regeldifferenz in einen Entladestrom IE vornimmt, mit dem der piezoelektrische Aktor 12 in einem nachfolgenden Regelzyklus anzusteuern ist, um die Regeldifferenz ΔUSoiι-ΔU|Stzu minimieren. Der Entladestrom lE wird einem das Einspritzventil 10 repräsentierenden Funktionsblock zugeführt, und die sich aus der Ansteuerung mit dem Entladestrom IE ergebenden Größen Aktorspannung U und Aktorstrom I, die beispielsweise messtechnisch von dem Steuergerät 20 (Figur 1) erfasst werden, werden einer vorzugsweise ebenfalls in dem Steuergerät 20 realisierten Auswerteeinheit 25 zugeführt. Die Auswerteeinheit 25 ermittelt einerseits aus den ihr zugeführten messtechnisch erfassten Größen U, I den tatsächlichen Spannungshub ΔU|St, beispielsweise durch Subtraktion der momentanen Aktorspannung U von der Ausgangsspannung U0. Andererseits ermittelt die Auswerteeinheit 25 aus den ihr zugeführten Größen U, I auch eine später näher zu beschreibende Istgröße ΔUR|St.
Durch den vorstehend beschriebenen Regelkreis Rl ist eine effiziente Regelung des gewünschten Spannungshubs ΔU während eines Entladevorgangs des Aktors 12 zum Öffnen des Einspritzventils 10 angegeben. Ein vergleichbarer Spannungshub ΔU kann beispielsweise auch zum Aufladen des Aktors 12 eingesetzt werden, insbesondere um das Einspritzventil 10 von einem geöffneten Zustand in einen geschlossenen Zustand zu versetzen. Auch hierbei kann der vorstehend beschriebene Regler Rl zum Einsatz kommen. Durch die erfindungsgemäße Regelung des Spannungshubs ΔU ist stets sichergestellt, dass sich ein gewünschter Aktorhub h einstellt, unabhängig von Alterungseffekten des piezoelektrischen Aktors 12 und/oder der weiteren Komponenten des Einspritzventils 10.
Da der Zeitpunkt, zu dem die Ventilnadel 13 des Einspritzventils 10 tatsächlich ihren Nadelhubanschlag 14b (Figur 1) erreicht, und der in Figur 2a mit dem Bezugszeichen t2 bezeichnet ist, für eine präzise Steuerung des Betriebs des Einspritzventils 10 besonders interessiert, sieht das erfindungsgemäße Betriebsverfahren neben der vorstehend beschriebenen Regelung des Spannungshubs ΔU auch eine Regelung der Rückwirkungsspannung ΔUR vor.
Durch die erfindungsgemäße Vorgabe des Spannungshubs ΔU wird - neben der definierten Umladung des Aktors 12 - vorteilhaft festgelegt, welchen Weg die Ventilnadel 13 ausgehend von ihrer Schließposition auf dem Ventilsitz 14a während der zum Entladen vorgesehenen Bestromungszeit to bis ti (Figur 2a) zurücklegt.
Gleichzeitig ist hiermit auch der verbleibende Weg der Ventilnadel 13 bis hin zu ihrem Nadelhubanschlag 14b festgelegt, den sie in der Zeit ti bis t2 zurücklegt.
Da die Bestromungs- bzw. Umladezeit ti-to bekannt und beispielsweise von dem Steuergerät 20 vorgegeben ist, kann auf diese Weise durch die Auswahl des Spannungshubs ΔU auch die gesamte Öffnungszeit t2-tb eingestellt werden, d.h. die Zeit zwischen dem Beginn der Ansteuerung bei t=to und dem Auftreffen der Ventilnadel auf dem Nadelhubanschlag 14b bei t=t2.
Eine Regelung der Öffnungszeit t2-towird durch den erfindungsgemäßen, ebenfalls in Figur 4a abgebildeten zusätzlichen Regelkreis R2 ermöglicht. Entsprechend einer gewünschten Öffnungszeit t2-to wird ein sollwert ΔURSOιι vorgegeben, der die gewünschte Rückwirkungsspannung ΔUR bestimmt und dementsprechend auch die Zeitdifferenz t2- ti und damit auch t2 selbst beeinflusst. Zusammen mit der wie vorstehend bereits beschrieben durch die Auswerteeinheit 25 erhaltenen Istgröße ΔURlst wird wiederum eine entsprechende Regeldifferenz ΔURs0ιι - ΔURlst für die Rückwirkungsspannung gebildet, die einem Funktionsblock 31 zugeführt und hierdurch in einen entsprechenden Sollwert für den erfindungsgemäß einzustellenden Spannungshub ΔU transformiert wird.
D. h., die Kombination der in Figur 4a abgebildeten erfindungsgemäßen Regelkreise Rl, R2 ermöglicht durch ihr Zusammenwirken die Vorgabe einer der Öffnungszeit Vt0 entsprechenden Rückwirkungsspannung, die auf die vorstehend beschriebene Weise mit einem entsprechenden Spannungshub ΔU für das Entladen des Aktors 12 korrespondiert.
Die Detailansicht aus Figur 3a gibt einen zeitlichen Verlauf der Aktorspannung U für den Aktor 12 in dem Zeitbereich zwischen etwa ti und t2 aus Figur 2a wieder. Der in Figur 3a mit dem Bezugszeichen tBε bezeichnete Zeitpunkt gibt das Ende einer Bestromung des Aktors 12 an und entspricht damit dem in Figur 2a mit dem Bezugszeichen ti bezeichneten Zeitpunkt. Erfindungsgemäß wird der erste nach dem Bestromungsende tBE auftretende Vorzeichenwechsel der ersten zeitlichen Ableitung U der Aktorspannung U ausgewertet und als Merkmal für das Erreichen des
Nadelhubanschlags 14b durch die Ventilnadel 13 interpretiert, so dass hierdurch der Zeitpunkt e gemäß Figur 2a ermittelbar ist. Dieser erste Vorzeichenwechsel der ersten zeitlichen Ableitung U tritt bei dem Szenario gemäß Figur 3a zu dem Zeitpunkt tVzw auf. Zu diesem Zeitpunkt tVzw (= t2 gemäß Figur 2a) wird erfindungsgemäß die Istgröße für die Rückwirkungsspannung ΔURlst, vgl. Figur 4a, ermittelt und zur beschriebenen Regelung eingesetzt. Da die Auswertung der ersten zeitlichen Ableitung U (Figur 3a) der Aktorspannung U rechenintensiver ist als die reine Überwachung der Aktorspannung U durch den Regler Rl, wird das in dem Regler R2 (Figur 4a) implementierte Verfahren vorzugsweise nur jeden n-ten Betriebszyklus des
Einspritzventils 10 durchgeführt, wobei n > 1, also beispielsweise für n=4 bei jedem vierten Entladevorgang.
Untersuchungen der Anmelderin haben ergeben, dass hierdurch eine hinreichend große Genauigkeit bei der Regelung der gewünschten Rückwirkungsspannung ΔUR gegeben ist, ohne eine unnötig hohe Rechenleistung einer in dem Steuergerät 20 vorgesehenen Recheneinheit, auf der die Regelverfahren der Regler Rl, R2 implementiert werden, zu erfordern.
Neben einer Auswertung der ersten zeitlichen Ableitung U der Aktorspannung U des Aktors 12 kann eine äquivalente Erkennung des Erreichens des Nadelhubanschlags 14b beispielsweise unter Analyse der zweiten zeitlichen Ableitung Ü der
Aktorspannung U oder durch gleichwertige, dem Fachmann bekannte Verfahren erfolgen.
Bei einer weiteren sehr vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass eine Umladezeit, die für das Überführen des Einspritzventils 10 von seinem geöffneten Zustand in seinen geschlossenen Zustand erforderlich ist, geregelt wird.
Die betreffende Umladezeit ist aus Figur 2a als Zeitdifferenz zwischen den Zeitpunkten t3 und t5 ersichtlich.
Die erfindungsgemäße Regelung der Umladezeit ermöglicht ein besonders präzises Schließen des Einspritzventils 10 und kann vorteilhaft durch die in Figur 4b abgebildete Reglerstruktur implementiert werden. Die einzustellende Umladezeit, innerhalb der das Einspritzventil 10 von seinem geöffneten Zustand (Zeitpunkt I3) zu seinem vollständig geschlossenen Zustand (Zeitpunkt t5) überführt werden soll, ist in Figur 2a durch den Doppelpfeil At35S0H symbolisiert.
Ein entsprechender Sollwert At35S0N für diese Umladezeit wird dem in Figur 4b abgebildeten Regler R3 zugeführt und zusammen mit einer entsprechenden, durch die Auswerteeinheit 25 ermittelten Istgröße At35ISt in an sich bekannter Weise zu einer entsprechenden Regeldifferenz verarbeitet, die einem nachgeordneten Funktionsblock 32 zugeführt wird. Der Funktionsblock 32 transformiert die Regeldifferenz in einen Ladestrom IL, mit dem der Aktor 12 während der Umladezeit t5 - 13 aufzuladen ist, um die gewünschte Umladezeit At35S0N einzuhalten. Wie bereits unter Bezugnahme auf den Regler Rl aus Figur 4a beschrieben, wirkt auch der in Figur 4b dargestellte Ladestrom lLauf den das Einspritzventil symbolisierenden Funktionsblock 10, wobei sich tatsächlich einstellende Größen U, I in bereits beschriebener Weise messtechnisch durch die Auswerteeinheit 25 erfasst und verarbeitet werden können. Zur Verbesserung der Regelgüte des Regelkreises R3 kann bei der Bildung der Regeldifferenz At35S0N - At351St auch ein Korrekturwert K berücksichtigt werden, der von der Regeldifferenz ΔUSOιι - ΔU,st abhängt und dementsprechend beispielsweise von dem Regler Rl (Figur 4a) erhalten wird. Der Korrekturwert K berücksichtigt vorteilhaft, dass sich bei einem beispielsweise vergrößerten Spannungshub AU dementsprechend auch die Ladezeit für das Umladen des Aktors 12 verändert.
Zu dem Ende t5 (Figur 2a) der Umladezeit ist der Aktor 12 wieder auf seine Ausgangsspannung U0 aufgeladen und für einen erneuten Betriebszyklus, d. h. für ein nachfolgendes Entladen bereit.
Üblicherweise erreicht die Ventilnadel 13 während der Umladezeit t5 - 13 jedoch bereits zu einem früheren Zeitpunkt tι ihren Ventilsitz 14a (Figur 1), d. h. der vollständig geschlossene Betriebszustand des Einspritzventils 10 ist bereits nach einer nachfolgend auch als Schließzeit tι - h bezeichneten Zeit erreicht. Bei dem Erreichen des Ventilsitzes 14a übt die Ventilnadel 13 ebenfalls eine bereits vorstehend im Zusammenhang mit dem Öffnungsvorgang bzw. dem Erreichen des Hubanschlags 14b beschriebene Rückwirkung auf den Aktor 12 aus, die als Änderung der ersten zeitlichen Ableitung U , d.h. als Knick, der Aktorspannung U, erfassbar ist.
Eine präzise Regelung der tatsächlichen Schließzeit tι - h erfolgt erfindungsgemäß dadurch, dass ein der gewünschten Schließzeit At3450Ii entsprechender Wert für die Umladezeit At35S0H vorgegeben wird. Dies erfolgt durch den ebenfalls in Figur 4b abgebildeten Regler R4, dessen entsprechende Regeldifferenz At3450H ■ At34ISt in einem Funktionsblock 33 transformiert wird in den entsprechenden Sollwert At3550H für die Umladezeit.
Analog zu den Reglern Rl, R2 (Figur 4a) kann auch der Regler R3 vorzugsweise in jedem Betriebszyklus des Einspritzventils 10, d. h. bei jedem Ladevorgang des Aktors 12 aktiv sein, während der Regler R4 vorzugsweise nur in jedem n-ten Ladevorgang des Aktors 12 aktiv ist. Dies ist besonders vorteilhaft, weil die erfindungsgemäße Erkennung des Zeitpunkts I4, zu dem die Ventilnadel 13 auf ihren Ventilsitz 14a trifft, auf einer Auswertung der zweiten zeitlichen Ableitung Ü der Aktorspannung U des Aktors 12 basiert und dementsprechend einen größeren Rechenaufwand erfordert als die Verarbeitung der in dem Regler R3 verwendeten Größen U, I.
Soweit die zeitlichen Ableitungen der Aktorspannung U von der innerhalb der Regler Rl, R3 angedeuteten Auswerteeinheit 25 ermittelt werden, findet eine derartige Ermittlung entsprechend nur alle n Betriebszyklen statt, obwohl die Berechnung weiterer, für den Betrieb der Regler Rl, R3 erforderlicher Größen wie beschrieben vorzugsweise in jedem Betriebszyklus erfolgt.
Figur 3b zeigt eine Detailansicht des Zeitverlaufs der zweiten zeitlichen Ableitung Ü der Aktorspannung U des Aktors 12. Erfindungsgemäß wird ein lokales Maximum der zweiten zeitlichen Ableitung Ü als Merkmal interpretiert, das den Schließzeitpunkt tschheß (= tι gemäß Figur 2a) angibt. Figur 3b zeigt das entsprechende lokale Maximum der zweiten zeitlichen Ableitung Ü bei t = tSChheß- Die Auswerteeinheit 25 der in Figur 4b dargestellten Reglerstruktur wertet dementsprechend die zweite zeitliche Ableitung Ü aus, ermittelt den Schließzeitpunkt tschheß (Figur 3b) und bildet hieraus wie in Figur 4b dargestellt die Größe Δt34,st.
Unter Verwendung des erfindungsgemäßen Regelverfahrens für die Umladezeit t5 - % während eines Schließvorgangs des Einspritzventils 10 ist eine besonders präzise Einstellung der tatsächlichen Schließzeit t4 - h möglich.
Die Auswertung des tatsächlichen Schließzeitpunkts tSChheß gemäß Figur 3b kann alternativ auch durch eine Analyse der ersten zeitlichen Ableitung der Aktorspannung U oder gleichwertige, dem Fachmann bekannte, Maßnahmen erfolgen.
Die Figuren 5a und 5b stellen weitere Zeitverläufe der Aktorspannung U dar, wie sie bei dem Betrieb des Einspritzventils 10 auftreten können.
Aus beiden Figuren 5a, 5b ist ersichtlich, dass während des Entladens des Aktors 12 im Rahmen eines Öffnungsvorgangs des Einspritzventils 10 zu einem Zeitpunkt t7, insbesondere direkt nach dem Zeitpunkt t7, Schwankungen der Aktorspannung U auftreten, die ebenso wie die beschriebene Rückwirkungsspannung aufgrund einer
Rückwirkung von Komponenten der Hydraulik bzw. der Ventilnadel 13 auf den Aktor 12 entstehen. Diese Schwankungen der Aktorspannung U sind unerwünscht und werden bei einer weiteren sehr vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens wirksam vermieden.
Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass die vorstehend beschriebenen
Schwankungen der Aktorspannung U ausbleiben, wenn die Ansteuerung des Aktors 12 derart erfolgt, dass die Ventilnadel 13 den Ventilsitz 14a und/oder den Nadelhubanschlag 14b erreicht, wenn die Bestromung des Aktors 12 beendet wird. Um eine derartige Ansteuerung des Aktors 12 zu erzielen, sieht eine besonders vorteilhafte Variante des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens vor, dass der Spannungshub ΔU so gewählt wird, dass die erste zeitliche Ableitung U der Aktorspannung U bzw. deren Betrag minimal wird zwischen einem Ende tBε (Figur 3a) der Bestromung des Aktors 12 und einem ersten Vorzeichenwechsel tVzw (Figur 3a) der ersten zeitlichen Ableitung U der Aktorspannung U seit dem Ende tBε der Bestromung des Aktors 12.
D. h., das erfindungsgemäße Verfahren analysiert die erste zeitliche Ableitung U der Aktorspannung U des Aktors 12 und minimiert diese in dem fraglichen Zeitbereich tVzw - tBE. zu dem die Ventilnadel 13 auf den Ventilsitz 14a bzw. den Nadelhubanschlag 14b trifft. Ausgehend von einer fest vorgegebenen Lade- bzw. Entladezeit wird beispielsweise jeweils am Ende der Lade-/Entladezeit die erste zeitliche Ableitung der Aktorspannung U ermittelt, vgl. die Größe U ιstder Regler R5, R6 aus Figur 6. Zur Minimierung der ersten zeitlichen Ableitung U der Aktorspannung U wird als Sollwert U soii der Wert Null vorgegeben, und eine entsprechende Regeldifferenz wird dem Funktionsblock 26 des Reglers R6 zugeführt. Der Funktionsblock 26 bildet erfindungsgemäß einen Mittelwert über der Regeldifferenz der letzten beispielsweise drei zurückliegenden Betriebszyklen des Einspritzventils 10. Dieser Mittelwert wird durch den nachgeordneten Funktionsblock 35 transformiert in einen Sollwert für einen erfindungsgemäß einzustellenden Spannungshub ΔUS0n, der die erfindungsgemäße
Minimierung der ersten zeitlichen Ableitung U der Aktorspannung U zum Ende eines jeweiligen Umladevorgangs bewirkt.
Hierdurch ist vorteilhaft sichergestellt, dass innerhalb der fest vorgegebenen Umladezeit, jeweils zu deren Ende, vgl. den Zeitpunkt t7 aus den Figuren 5a, 5b, 5c, einerseits sowohl die Bestromung des Aktors 12 beendet wird und andererseits die
Ventilnadel 13 das jeweilige, ihren Hubweg begrenzende Element 14a, 14b kontaktiert.
Bei der Verwendung des erfindungsgemäßen Regelungsverfahrens gemäß Figur 6 ist eine Betrachtung etwaig auftretender Rückwirkungsspannungen (vgl. Figur 2a) nicht mehr erforderlich, weswegen der Regler R2 aus Figur 4a ohne Weiteres durch den Regler R6 aus Figur 6 ersetzt werden kann. Der Funktionsblock 34 in dem Regler R5 korrespondiert hinsichtlich seiner Funktion mit dem Funktionsblock 30 aus dem Regler Rl (Figur 4a). Vorteilhaft kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren anstelle der Aktorspannung U auch eine entsprechende gefilterte Größe verwendet werden.
Analog zu der Mittelwertbildung der Regeldifferenz durch den Funktionsblock 26 des Reglers R6 (Figur 6) kann auch bei den Reglern R2 (Figur 4a), R4 (Figur 4b) eine Mittelwertbildung der betreffenden Regeldifferenz vorgesehen sein, um die Stabilität des jeweiligen Reglers zu steigern.
Da der Regler R2 (Figur 4a) bzw. R4 (Figur 4b) den Sollwert für den betreffend nachgeordneten Regler Rl bzw. R3 ändert bzw. bildet, sind die nachgeordneten Regler Rl, R3 bevorzugt so konzipiert, dass sie schneller arbeiten als die übergeordneten Regler R2, R4. Dies kann wie vorstehend bereits beschrieben z.B. durch eine entsprechende Auslegung der Zykluszeit für die übergeordneten Regler R2, R4 erreicht werden, die bevorzugt nur jeden n-ten Betriebszyklus aktiviert sind. Im Sinne einer besonders schnellen Regelung durch die nachgeordneten Regler Rl, R3 wird hierbei bevorzugt auch keine Mittelwertbildung der jeweiligen Regeldifferenz vorgesehen.
Generell können die Regler Rl, .., R4 jede beliebige, für die vorstehenden Betriebszwecke geeignete Charakteristik aufweisen, wobei insbesondere ein P (proportional)-Verhalten und/oder ein I (integral)-Verhalten in Betracht kommt.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht durch die Regelung des Spannungshubs ΔU vorteilhaft z.B. ein präzises Konstanthalten des Spannungshubs ΔU, so dass die Auswirkungen temperaturbedingter Änderungen der Eigenschaften des Aktors 12, die sich beispielsweise während des Betriebs ergeben, auf eine tatsächlich eingespritzte Kraftstoffmenge vermindert bzw. komplett kompensiert werden. D.h., durch die erfindungsgemäße Regelung des Spannungshubs ΔU auf einen vorgebbaren, vorzugsweise konstanten, Wert, kann in Verbindung mit einer bestimmten korrespondierenden Entladezeit vorteilhaft eine Temperaturkompensation der Einspritzeigenschaften des Kraftstoffeinspritzventils 10 und damit auch der eingespritzten Kraftstoffmenge erreicht werden. Temperaturbedingte Änderungen des Aktors 12 wie z.B. eine Änderung seiner elektrischen Kapazität wirken sich auch auf die Umladezeit At35S0N aus. Auch hier kann die erfindungsgemäße Regelung der Umladezeit At35S0N zur Realisierung einer Temperaturkompensation, d.h. z.B. zum Konstanthalten einer vorgegebenen Umladezeit At35S0N verwendet werden.
Die erfindungsgemäße Verwendung des Spannungshubs und der Umladezeit als Regelgröße vermeidet ferner vorteilhaft die Notwendigkeit einer direkten Regelung der entsprechenden Ströme IE, IL, die aufgrund einer üblicherweise verhältnismäßig geringen Genauigkeit bei der messtechnischen Erfassung der Ströme nachteilig ist. Die für die erfindungsgemäße Regelung erforderlichen Größen Aktorspannung U und Zeit t können demgegenüber sehr präzise erfasst werden und ermöglichen eine dementsprechend präzise Regelung.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Betreiben eines Einspritzventils (10), insbesondere eines Kraftstoffeinspritzventils einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, wobei das Einspritzventil (10) einen piezoelektrischen Aktor (12) zum Antrieb einer mit dem Aktor (12), vorzugsweise hydraulisch, gekoppelten Ventilnadel (13) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (12) ausgehend von einer einem ersten Betriebszustand des Einspritzventils (10) entsprechenden Ausgangsspannung (U0) um einen vorgebbaren Spannungshub (ΔU) auf eine einem zweiten Betriebszustand des Einspritzventils (10) entsprechende Zielspannung (Ui) umgela- den, d.h. aufgeladen oder entladen, wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (12) in einer vorgebbaren Umladezeit mit einem von dem Spannungshub (ΔU) abhängigen Umladestrom umgeladen wird.
3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Ventilnadel (13) in dem ersten Betriebszustand so auf einem Ventilsitz (14a) ruht, dass das Einspritzventil (10) geschlossen ist, und wobei der Aktor (12) bei der Ausgangsspannung (U0) eine erste Länge aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (12) um den vorgebbaren Spannungshub (ΔU) auf die Zielspannung (Ui) entladen wird, wobei er sich auf eine zweite Länge, die kleiner ist als die erste Länge, ver- kürzt, um das Einspritzventil (10) von seinem geschlossenen Zustand in seinen geöffneten Zustand zu überführen.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Ventilnadel (13) während des Öffnens des Einspritzventils (10) und vor dem Erreichen eines Nadelhubanschlags (14b), der einem vollständig geöffneten Zustand des Einspritzventils (10) entspricht, eine Rückwirkung auf den Aktor (12) ausübt, die die Aktorspannung (U) um eine
Rückwirkungsspannung (ΔUR) erhöht, dadurch gekennzeichnet, dass der Span- nungshub (ΔU) so gewählt wird, dass sich eine gewünschte Rückwirkungsspannung (ΔUR) ergibt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückwirkungsspannung (ΔUR) in Abhängigkeit einer vorgebbaren Zeit für den Öffnungsvorgang des Einspritzventils (10) gewählt wird.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungshub (ΔU) so gewählt ist, dass die Ventilnadel (13) den Ventilsitz (14a) und/oder einen/den Nadelhubanschlag (14b) erreicht, wenn die Bestromung des Aktors (12) beendet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungshub (ΔU) so gewählt ist, dass ein Betrag der ersten zeitlichen Ableitung der Aktorspannung (U) minimal wird zwischen einem Ende der Bestromung des Aktors (12) und einem ersten Vorzeichenwechsel der ersten zeitlichen Ableitung der Aktorspannung (U) seit dem Ende der Bestromung des Aktors (12).
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Umladezeit, die für das Überführen des Einspritzventils (10) von seinem geöffneten Zustand in seinen geschlossenen Zustand erforderlich ist, geregelt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Umladezeit in Abhängigkeit einer gewünschten Schließzeit gewählt wird, innerhalb der sich die
Ventilnadel (13) von einer Ausgangsposition auf ihren Ventilsitz (14a) zubewegt.
10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Regelung des Spannungshubs (ΔU) vorzugsweise für jeden Betriebszyklus des Einspritzventils (10) vorgenommen wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass a) die Regelung der Rückwirkungsspannung (ΔUR) und/oder b) die Regelung der ersten zeitlichen Ableitung (U) der Aktorspannung (U) zwischen einem Ende der Bestromung des Aktors (12) und einem ersten Vorzeichenwechsel der ersten zeitlichen Ableitung (U) der Aktorspannung (U) seit dem Ende der Bestromung des Aktors (12) und/oder c) die Regelung der Schließzeit in jedem n-ten Betriebszyklus des Einspritzventils (10) erfolgt, wobei n > 1.
12. Computerprogramm, dadurch gekennzeichnet, dass es zur Ausführung des Ver- fahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11 programmiert ist.
13. Steuergerät (20) für ein Kraftstoffeinspritzventil (10), insbesondere einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass es zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11 ausgebildet ist.
EP07822494.6A 2006-12-12 2007-11-12 Verfahren zum betreiben eines einspritzventils Not-in-force EP2100020B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006058744A DE102006058744A1 (de) 2006-12-12 2006-12-12 Verfahren zum Betreiben eines Einspritzventils
PCT/EP2007/062208 WO2008071507A1 (de) 2006-12-12 2007-11-12 Verfahren zum betreiben eines einspritzventils

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP2100020A1 true EP2100020A1 (de) 2009-09-16
EP2100020B1 EP2100020B1 (de) 2014-04-02

Family

ID=39016032

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP07822494.6A Not-in-force EP2100020B1 (de) 2006-12-12 2007-11-12 Verfahren zum betreiben eines einspritzventils

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8082903B2 (de)
EP (1) EP2100020B1 (de)
JP (1) JP4868554B2 (de)
CN (1) CN101558228B (de)
DE (1) DE102006058744A1 (de)
WO (1) WO2008071507A1 (de)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006013166A1 (de) * 2006-03-22 2007-09-27 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Bestimmung einer Öffnungsspannung eines piezoelektrischen Injektors
DE102008045955A1 (de) * 2008-09-04 2010-03-11 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Korrektur einer temperaturbedingten Längenänderung einer Aktoreinheit, die im Gehäuse eines Kraftstoffinjektors angeordnet ist
EP2469064A1 (de) * 2010-12-24 2012-06-27 Delphi Technologies, Inc. Verfahren zur Steuerung eines Verbrennungsmotors
DE102011075750B4 (de) 2011-05-12 2021-02-11 Vitesco Technologies GmbH Verfahren zum Ermitteln einer Position eines Verschlusselements eines Einspritzventils für eine Brennkraftmaschine
DE102011081161A1 (de) 2011-08-18 2013-02-21 Continental Automotive Gmbh Ansteuerung und Ansteuerverfahren für einen piezoelektrischen Aktor
US20130068200A1 (en) * 2011-09-15 2013-03-21 Paul Reynolds Injector Valve with Miniscule Actuator Displacement
US9074552B2 (en) 2012-06-27 2015-07-07 GM Global Technology Operations LLC Fuel injector closing timing adjustment systems and methods
US20150052905A1 (en) * 2013-08-20 2015-02-26 General Electric Company Pulse Width Modulation for Control of Late Lean Liquid Injection Velocity
DE102013220613B4 (de) * 2013-10-11 2024-03-14 Vitesco Technologies GmbH Verfahren und Computerprogramm zum Ansteuern eines Kraftstoffinjektors
US10711721B2 (en) * 2014-04-25 2020-07-14 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Control device for electromagnetic fuel injection valve
DE102016213522B4 (de) 2016-07-22 2023-10-12 Vitesco Technologies GmbH Verfahren und Vorrichtung zur Ansteuerung eines Piezoaktors eines Einspritzventils eines Kraftfahrzeugs

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5355854A (en) * 1993-03-12 1994-10-18 Aubee Thomas A Supplemental gaseous fuel system for a diesel engine
JPH10288119A (ja) 1997-04-18 1998-10-27 Nissan Motor Co Ltd 燃料噴射弁の駆動装置
DE19727992C2 (de) * 1997-07-01 1999-05-20 Siemens Ag Ausgleichselement zur Kompensation temperaturbedingter Längenänderungen von elektromechanischen Stellsystemen
DE19732802A1 (de) * 1997-07-30 1999-02-04 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffeinspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen
DE19901711A1 (de) * 1999-01-18 2000-07-20 Bosch Gmbh Robert Brennstoffeinspritzventil und Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffeinspritzventils
DE10014737A1 (de) * 2000-03-24 2001-10-11 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Bestimmung des Raildrucks eines Einspritzventils mit einem piezoelektrischen Aktor
ATE446590T1 (de) * 2000-04-01 2009-11-15 Bosch Gmbh Robert Verfahren und vorrichtung zur regelung von spannungen und spannungsgradienten zum antrieb eines piezoelektrischen elements
GB2366664B (en) * 2000-09-08 2004-03-24 Delphi Tech Inc Control method
DE10315815A1 (de) * 2003-04-07 2004-10-21 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Ermittlung der individuellen Ansteuerspannung eines piezoelektrischen Elements
JP3922206B2 (ja) 2003-04-15 2007-05-30 株式会社デンソー ピエゾアクチュエータ駆動回路
DE10340137A1 (de) * 2003-09-01 2005-04-07 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Bestimmung der Ansteuerspannung eines piezoelektrischen Aktors eines Einspritzventils
DE10349824A1 (de) * 2003-10-24 2005-06-02 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Diagnose einer Kraftstoff-Einspritzvorrichtung, welche einen Piezoaktor aufweist
DE10357872A1 (de) * 2003-12-11 2005-07-07 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Ansteuerspannung für einen piezoelektrischen Aktor eines Einspritzventils
DE102004037255B4 (de) * 2004-07-31 2016-06-09 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung insbesondere für ein Kraftfahrzeug
DE102004058971B4 (de) 2004-12-08 2006-12-28 Volkswagen Mechatronic Gmbh & Co. Kg Verfahren zum Steuern eines piezoelektrischen Aktors und Steuereinheit zum Steuern eines piezoelektrischen Aktors
ATE406513T1 (de) * 2006-05-23 2008-09-15 Delphi Tech Inc Verbesserungen im zusammenhang mit der steuerung von brennstoffinjektoren
DE102006050171A1 (de) * 2006-10-25 2008-04-30 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Bestimmung eines Kennfeldes der Einspritzmenge über einer elektrischen Größe eines elektrisch angesteuerten Einspritzventils
ATE450705T1 (de) * 2007-02-02 2009-12-15 Delphi Tech Inc Verfahren zum betrieb eines piezoelektrischen aktors
DE102007034188A1 (de) * 2007-07-23 2009-01-29 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Einspritzventils
EP2058496B1 (de) * 2007-11-09 2011-01-12 Delphi Technologies Holding S.à.r.l. Fehlerdetektion in einer Injektoranordnung

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2008071507A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
EP2100020B1 (de) 2014-04-02
CN101558228A (zh) 2009-10-14
JP4868554B2 (ja) 2012-02-01
US20100065022A1 (en) 2010-03-18
CN101558228B (zh) 2013-07-10
DE102006058744A1 (de) 2008-06-19
JP2010512485A (ja) 2010-04-22
US8082903B2 (en) 2011-12-27
WO2008071507A1 (de) 2008-06-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2100020B1 (de) Verfahren zum betreiben eines einspritzventils
DE102008023373B4 (de) Verfahren zum Steuern eines Einspritzventils, Kraftstoff-Einspritzanlage und Verbrennungsmotor
EP2422067B1 (de) Verfahren und steuergerät zum betreiben eines aktorbetätigten ventils
DE102009045309B4 (de) Verfahren und Steuergerät zum Betreiben eines Ventils
EP1825124B1 (de) Verfahren zum steuern eines piezoelektrischen aktors und steuereinheit zum steuern eines piezoelektrischen aktors
DE102011005285B4 (de) Verfahren zur Bestimmung des Leerhubes eines Piezoinjektors mit direkt betätigter Düsennadel
DE102006059070A1 (de) Kraftstoffeinspritzsystem und Verfahren zum Ermitteln eines Nadelhubanschlags in einem Kraftstoffeinspritzventil
DE102011075732A1 (de) Regelverfahren für ein Einspritzventil und Einspritzsystem
WO2008071532A1 (de) Verfahren zum betreiben eines kraftstoffeinspritzventils
EP2022969A2 (de) Verfahren zum Betreiben eines piezoelektrisch betätigten Einspritzventils
WO2011154124A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum betreiben eines einspritzventils
WO2005038827A2 (de) Verfahren zur regelung eines magnetventils
EP2104783B1 (de) Verfahren zum betrieb eines einspritzventils
WO2010133417A1 (de) Verfahren und steuergerät zum betreiben eines einspritzventils
DE102005046933B4 (de) Verfahren zum Ansteuern eines piezobetätigten Einspritzventils
WO2010133415A1 (de) Verfahren zur ansteuerung von injektoren in einer brennkraftmaschine
DE102011007579B4 (de) Verfahren zum Betreiben eines Einspritzventils
DE102007054814A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines piezoelektrischen Aktors und Steuergerät hierfür
WO2010133416A1 (de) Verfahren zur ansteuerung von injektoren in einer brennkraftmaschine
DE102007038985A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
WO2011082902A1 (de) Verfahren und steuergerät zum betreiben eines ventils
DE102007058540B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Laden und Entladen eines piezoelektrischen Elements
DE102009027290A1 (de) Verfahren und Steuergerät zum Betreiben eines Ventils
WO2011082901A1 (de) Verfahren und steuergerät zum betreiben eines ventils
WO2009071393A1 (de) Verfahren zum betreiben eines piezoelektrischen aktors

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20090713

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MT NL PL PT RO SE SI SK TR

17Q First examination report despatched

Effective date: 20100104

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20140113

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MT NL PL PT RO SE SI SK TR

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: EP

Ref country code: AT

Ref legal event code: REF

Ref document number: 660291

Country of ref document: AT

Kind code of ref document: T

Effective date: 20140415

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FG4D

Free format text: LANGUAGE OF EP DOCUMENT: GERMAN

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R096

Ref document number: 502007012943

Country of ref document: DE

Effective date: 20140515

REG Reference to a national code

Ref country code: NL

Ref legal event code: VDEP

Effective date: 20140402

REG Reference to a national code

Ref country code: LT

Ref legal event code: MG4D

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20140402

Ref country code: CZ

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20140402

Ref country code: BG

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20140702

Ref country code: IS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20140802

Ref country code: CY

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20140402

Ref country code: FI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20140402

Ref country code: GR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20140703

Ref country code: LT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20140402

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: ES

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20140402

Ref country code: PL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20140402

Ref country code: SE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20140402

Ref country code: LV

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20140402

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: PT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20140804

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R097

Ref document number: 502007012943

Country of ref document: DE

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: EE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20140402

Ref country code: RO

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20140402

Ref country code: SK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20140402

Ref country code: DK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20140402

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 20141120

Year of fee payment: 8

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 20141118

Year of fee payment: 8

26N No opposition filed

Effective date: 20150106

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Payment date: 20141124

Year of fee payment: 8

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R097

Ref document number: 502007012943

Country of ref document: DE

Effective date: 20150106

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20141112

Ref country code: BE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20141130

Ref country code: MC

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20140402

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PL

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CH

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20141130

Ref country code: SI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20140402

Ref country code: LI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20141130

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: MM4A

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20141112

REG Reference to a national code

Ref country code: AT

Ref legal event code: MM01

Ref document number: 660291

Country of ref document: AT

Kind code of ref document: T

Effective date: 20141112

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: AT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20141112

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 20151112

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: MT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20140402

Ref country code: HU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT; INVALID AB INITIO

Effective date: 20071112

Ref country code: TR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20140402

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20151112

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST

Effective date: 20160729

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20151112

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20151130

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20170126

Year of fee payment: 10

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R119

Ref document number: 502007012943

Country of ref document: DE

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20180602