EP2652299A1 - Verfahren zum betreiben einer kraftstoffeinspritzanlage einer brennkraftmaschine - Google Patents

Verfahren zum betreiben einer kraftstoffeinspritzanlage einer brennkraftmaschine

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EP2652299A1
EP2652299A1 EP11788127.6A EP11788127A EP2652299A1 EP 2652299 A1 EP2652299 A1 EP 2652299A1 EP 11788127 A EP11788127 A EP 11788127A EP 2652299 A1 EP2652299 A1 EP 2652299A1
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EP
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time
nozzle needle
period
determined
function
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Siegfried Ruthardt
Wolfgang Stoecklein
Bernd Berghaenel
Marco Beier
Holger Rapp
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • F02D2041/2058—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit using information of the actual current value

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a fuel injection system of an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
  • Injectors for injecting fuel are well known.
  • an actuator such as a solenoid or piezo actuator.
  • the switching valve is connected to a nozzle needle in a hydraulic connection, wherein the nozzle needle in response to the state of the switching valve opens or closes the injector.
  • Opening delay period of the nozzle needle an accurate determination of the amount of fuel injected by the injector.
  • the opening delay period starts at a drive start timing which marks the start of drive of the actuator of the injector and ends with the opening timing of the nozzle needle.
  • Opening delay time of the nozzle needle is advantageously determined in conjunction with a minimum drive time duration, wherein the minimum
  • Activation time corresponds to the activation time for the actuator, at which the injector is not opening.
  • the minimum drive time duration is determined from a function which links the drive time duration with a further time duration. This so according to more precisely determined injected
  • Fuel quantity can in turn be included in further calculations. Overall, the process contributes to the control of the
  • the method leads to the fact that fuel can be saved and pollutant emissions can be further reduced.
  • the further period of time is a closing period of the nozzle needle, which begins at a closing time of the switching valve.
  • the closing time of the switching valve corresponds to one
  • the known closing time of the switching valve flows into the determination of the opening time of the nozzle needle with a.
  • the further period of time is a closing delay period, which at a drive end time of
  • Control of the actuator begins. For example, if the closing time of the switching valve is not available, it may be advantageous this known
  • value pairs are determined from the activation time duration and the further time duration, ie the closing time duration or the closing delay time duration.
  • the function is determined from the value pairs.
  • Figure 1 is a schematic section through a piezo injector;
  • Figure 2a shows a schematically illustrated switching valve in a start position;
  • Figure 2b shows the switching valve shown schematically in a state
  • Figure 3 is a timing diagram with a schematically illustrated
  • Figure 4 is a timing diagram with a schematically illustrated
  • FIG. 5 shows a schematically illustrated activation period
  • FIG. 6 is a schematic flowchart
  • Figure 7 is a schematic block diagram.
  • the piezo injector 100 shown in Figure 1 is used for injection of fuel into a combustion chamber, not shown, of an internal combustion engine.
  • Injector 100 is part of a fuel injection system of the internal combustion engine.
  • this fuel injection system operates according to the so-called common rail method.
  • the supply of fuel through the piezo injector 100 is controlled by a piezoelectric actuator 10, which is controlled via a control unit with an electrical voltage.
  • the extension of the piezoactuator 10 changes in the longitudinal direction, i.
  • the piezoelectric actuator 10 is connected via a hydraulic coupler 1 1 with a switching valve 12.
  • the piezoelectric actuator 10 acts on the switching valve 12 with a lifting movement.
  • About the switching valve 12 is the movement of a nozzle needle 14 in hydraulically
  • the piezo injector 100 opens or closes and thus meters fuel into the combustion chamber.
  • the piezo-injector 100 is opened by means of the nozzle needle 14 and closed again.
  • the piezoelectric actuator 10, the hydraulic coupler 1 1 and the switching valve 12 are also below
  • a solenoid actuator can be used to the switching valve 12 with a
  • FIGS. 2a, 2b and 2c show schematically a hydraulic system which is filled with fuel.
  • Switching valve 12 and the nozzle needle 14 of Figure 1 is used to control the movement of the nozzle needle 14 by means of the switching valve 12.
  • the hydraulic system according to Figures 2a, 2b and 2c is not on the operation or operation by means of a piezo-actuator 10 according to limited Figure 1, but may alternatively also with said magnet actuator or a operated by another actuator type.
  • a drain 15, an inlet 16, a Abgresraum 17, a valve chamber 18, a control chamber 19 and a pressure chamber 20 are shown.
  • the valve chamber 18 is connected to the control chamber 19 via a connecting line 21.
  • the connecting line 21 has an outlet throttle 22.
  • the control chamber 19 is connected to the pressure chamber 20 via a
  • the connecting line 23 has an inlet throttle 24.
  • the Abschraum 17 of Figure 2a is a leakage oil pressure Pleak and in the pressure chamber 20 is a rail pressure Prail available.
  • the piezo-injector 100 is in the starting state, wherein the
  • Switching valve 12 is closed. Therefore prevails in the Abschraum 17 of the drain 15 determined leak pressure Pleak. In the rest of the system prevails over the inlet 16 rail pressure Prail.
  • the piezo actuator 10 When the piezo actuator 10 is charged, it expands in the longitudinal direction.
  • a corresponding control of the explained magnetic actuator or another actuator type leads to a corresponding force action on the switching valve 12 and so to a lifting movement of the switching valve 12. It is on the actuator chain 13, the switching valve 12 with a corresponding stroke
  • the opening of the switching valve 12 thus results in the control chamber 19 to a pressure drop, which causes the nozzle needle 14 moves upward in the direction of movement r2.
  • This direction of movement r2 of the nozzle needle 14 means opening of the piezo injector 100 for fuel injection.
  • the piezoelectric actuator 10 is discharged and therefore decreases in the longitudinal direction.
  • a corresponding activation of the explained magnetic actuator or another type of actuator leads to the end of the force acting on the switching valve 12 and thus to a
  • the switching valve 12 is applied accordingly with a stroke and it moves in
  • FIG. 3 shows a timing diagram 200 with a schematically illustrated
  • Nozzle needle 14 The current profile 20 is associated with a current axis I, wherein on the current axis I, a first current value 11, a second current value 12 and a third current value 13 are plotted. The second current value 12 is greater than the first current value 11. The third current value 13 is greater than the second current value 12.
  • the stroke profile 30 of the switching valve 12 is assigned to a valve stroke axis hS, wherein on the valve stroke axis hS a first valve stroke value hS1 and a second valve stroke value hS2 are applied. The second valve lift value hS2 is greater than the first valve lift value hS1.
  • the stroke progression 40 of the nozzle needle 14 is assigned to a needle stroke axis hN, wherein a first needle stroke value hN1 and a second needle stroke value hN2 are plotted on the needle stroke axis hN.
  • the second Nadelhubwert hN2 is greater than the first Nadelhubwert hN1.
  • the current profile 20, the stroke profile 30 of the switching valve 12 and the stroke profile 40 of the nozzle needle 14 each relate to a common time axis t.
  • the current waveform 20 is at the first current value 11.
  • the current profile 20 rises from the first current value 11 via the second current value 12 to the third current value 13.
  • the current profile 20 is at the third current value 13. Between the time t5 and a time t6 the current profile 20 drops from the third current value 13 to the second current value 12. Between the time t6 and a drive end time t7, the current profile 20 lingers at the second current value 12
  • An confuseerstartzeittician tO and the An confuseendzeittician t7 define a An Kunststoffzeitdauer d ac tive-
  • An Kunststoffzeitdauer dactive example instead of the An Kunststofferstartzeittician tO the time t1 be selected.
  • the time t1 be selected.
  • Activation time d ac tive instead of the An horrendzeitrelatess t7 the time t8 are selected.
  • the definition of the activation period d ac tive thus generally corresponds to a period of time during which there is a certain energy state, characterized by current or voltage in an actuator, for example the magnetic actuator.
  • the stroke curve 30 is at the first Ventilhubwert hS1. Between the opening time t2 and a time t3, the stroke profile 30 increases from the first valve lift value hS1 to the second valve lift value hS2. Between the time t3 and a time t9, the stroke course 30 is at the second valve lift value hS2. Between the time t9 and a closing time t10 of the switching valve 12, the stroke profile 30 drops from the second valve lift value hS2 to the first valve lift value hS1.
  • a stroke profile 32 of the switching valve 12 is shown, wherein the stroke profile 32 increases to the middle of the interval between the closing time t10 and the time t11 from the first valve lift value hS1 and until the time t11 to the first valve lift value hS1 falls back.
  • the stroke course 32 corresponds to a bouncing behavior of the switching valve 12, wherein the switching valve 12 meets at the closing time t10 and again at the time t1 1 to a stop.
  • the stroke curve 30 is at the first Ventilhubwert hS1, which corresponds to the closed state of the switching valve 12 in Figure 2a.
  • the stroke course 30 increases between the opening time t2 and the time t3 from the first valve lift value hS1 to the second valve lift value hS2, which corresponds to the opening of the switching valve 12 in the direction of movement r1 in FIG. 2b.
  • the stroke profile 30 falls from the second valve lift value hS2 to the first valve lift value hS1, which in FIG. 2c corresponds to the closing of the switching valve 12 in FIG.
  • Movement direction r3 corresponds. If the stroke course 30 is at the first valve stroke value hS1, then the switching valve 12 is closed. If the stroke course 30 is at the second valve lift value hS2, then the switching valve 12 is open.
  • the stroke course 40 of the nozzle needle 14 is located between the
  • Nadelhubwert hN1 wherein the stroke curve 40 decreases according to a substantially linear function.
  • the stroke course 40 is at the first Nadelhubwert hN1.
  • the first Nadelhubwert hN1 corresponds to a closed state of the injector 100, wherein the nozzle needle 14 closes the injector 100.
  • the stroke profile 40 increases from the first needle stroke value hN1 to the second Nadelhubwert hN2, which corresponds to the opening of the nozzle needle 14 in the direction of movement r2 in Figure 2b.
  • the stroke profile 40 drops from the second Nadelhubwert hN2 to the first Nadelhubwert hN1, which corresponds to the closing of the nozzle needle 14 in the direction of movement r4 in Figure 2c.
  • a closing time period d C i 0S e of the nozzle needle 14 begins with the closing time t10 of the switching valve 12 and ends with the closing time t12 of the nozzle needle 14.
  • a first closing delay period d c i starts with the
  • Closing delay time d c i are generally also referred to as a further time duration.
  • a second closing delay period d C 2 starts at the drive end time t 7 and ends at the closing time t 10 of the switching valve 12
  • Opening period d ope n of the nozzle needle 14 begins with the opening time t4 of the nozzle needle 14 and ends with the closing time t10 of the switching valve 12.
  • An opening delay period d 0 i begins with the An putstartzeittician tO and ends with the opening time t4 of the nozzle needle 14th
  • the opening time t2 is associated with opening of the switching valve 12.
  • the opening time t4 is associated with opening of the nozzle needle 14.
  • Closing time t10 is associated with closing the switching valve 12.
  • the closing time t12 is associated with a closing of the nozzle needle 14.
  • FIG. 4 shows a timing diagram 202 with a schematically illustrated one
  • the voltage curve 70 is associated with a voltage axis U, wherein on the
  • Voltage axis U a first voltage value IM and a second
  • Voltage value U2 are plotted.
  • the second voltage value U2 is greater than the first voltage value U1.
  • the stroke course 30 of the switching valve 12 and the stroke curve 40 of the nozzle needle 14 correspond to the courses of the
  • the voltage curve 70 rises from the first voltage value IM to the second time t1
  • the voltage curve 70 is at the second voltage value U2. Between the time t7 and time t8, the voltage curve 70 drops from the second voltage value U2 to the first voltage value IM.
  • the stroke curve 30 is at the first Ventilhubwert hS1, which corresponds to the closed state of the switching valve 12 in Figure 2a.
  • the stroke course 30 increases between the opening time t2 and the time t3 from the first valve lift value hS1 to the second valve lift value hS2, which corresponds to the opening of the switching valve 12 in the direction of movement r1 in FIG. 2b.
  • the stroke profile 30 falls from the second valve lift value hS2 to the first valve lift value hS1, which in FIG. 2c corresponds to the closing of the switching valve 12 in FIG. 2c
  • Movement direction r3 corresponds. If the stroke course 30 is at the first valve stroke value hS1, then the switching valve 12 is closed. If the stroke course 30 is at the second valve lift value hS2, then the switching valve 12 is open.
  • FIG. 5 shows a schematically depicted drive time-Verzugszeitdauer- diagram 45 having a d ac tive axis for the drive time d ac tive and a direction orthogonal to dacti e d axis C
  • the function f forms the closing time duration d C i 0S e of the nozzle needle 14 to the activation period d ac tive or the activation period d ac tive to the
  • the function f is therefore a substantially linear function.
  • the function f is formed starting from a plurality of measuring points M x , wherein a measuring point M ⁇ M x is in each case a value of
  • the function f can be determined, for example, with the method of linear regression.
  • 0S e -axis intersect at the point d C
  • the function f intersects the d-axis ac tive at the slightest
  • the function f intersects the d C
  • the linear form of the function f can be represented according to formula 1, where ⁇ corresponds to a determinable factor.
  • the linear form of the function f can also be represented in the form according to the formula 2, where m is the line slope and d C
  • the first closing delay time d c i can be mapped to the activation time d ac tive or the activation time d ac tive to the first closing delay time d c i according to a further function and used accordingly.
  • the linear function f shown in FIG. 5 other functions, for example higher ones, can also be used
  • Close closing time d c i serve.
  • the determination of the opening time t4 of the nozzle needle 14 will be explained below with reference to FIGS. 3 and 4. It is believed that the nozzle needle 14 opens at a substantially constant velocity v op en and with a substantially constant velocity v C
  • 0S e vary slightly depending on the rail pressure rai
  • an equation can be set up according to the formula 4, where ß represents a corresponding factor.
  • Opening period d ope n, with respect to the function f compensated is also possible to set the offset d 0 ff to 0.
  • the opening delay time d 0 i nozzle needle 14 results from the additive combination of the smallest activation time d ac tive, min , the second closing delay time d C 2 (d a ctive, min) and optionally the offset d 0 ff.
  • the opening delay time d 0 i is determined as a function of the smallest drive time d ac ti V e, min.
  • the opening delay period d 0 i starts at the drive start time t 0 and ends with the opening time t 4 of the nozzle needle 14.
  • the sum of the activation period d ac tive and the closing delay period d c 2 can be plotted.
  • 0S e is then alternatively determined according to formula 7 and applies to the opening delay period d 0 i then formula 8. If the closing delay time d C 2 is not known, then an assumed substitute value can be expected.
  • the value pairs ML ⁇ are determined, which each assign a value of a [d ac ti V e + dc 2] axis to a value of the dciose axis.
  • the value pairs M x are set, on the one hand, of the sum of the activation period d ac tive and the second closing delay period d C 2 and, on the other hand, of the closing period d C
  • the function f is determined from the above value pairs M ⁇ M x .
  • a smallest sum [dactive + d C 2] min- is determined analogously to the smallest activation period d ac tive, min and results from the intersection of the alternatively determined function f with the
  • Opening delay time d 0 i can be per opening cycle, the opening period d ope n of the nozzle needle 14 and thus the total time d ope n + d C
  • FIG. 6 shows a schematic flowchart 50 with the blocks 52 and 54.
  • the block 52 is connected to the next block 54 with an arrow 55. From the block 54, an optional connection according to the arrow 56 leads to the block 52.
  • measuring points M ⁇ M x are collected. If there is a sufficient number of measuring points M x M x , the function f is determined in block 54.
  • the function f is present after the execution of the block 54, for example in a formula according to the formulas 6 or 8.
  • further measurement points M x M x can be determined in block 52 in order to determine the function f again or to update the function f.
  • Figure 7 shows a schematic block diagram 60 with the block 62.
  • the block 62 are the drive time d ac tive as well as the closing time period d C
  • the block 62 still additionally
  • the block 62 determines the opening delay time d 0 i as a function of the supplied signals / values. As an alternative to the supply of the signals / values shown, the block 62 may be supplied, for example, with the function f or an ascertainable time t0 to t12.
  • Flowchart 50 may be part of block 62.
  • the methods described above can be represented as a computer program for a digital computing device.
  • the digital computing device is suitable for carrying out the methods described above as a computer program.
  • the internal combustion engine in particular for a motor vehicle, comprises a control device, which in particular has a digital computing device
  • the control device comprises a storage medium on which the computer program is stored.

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Abstract

Es wird Verfahren zum Betreiben einer Kraftstoffeinspritzanlage einer Brennkraftmaschine beschrieben. Die Kraftstoffeinspritzanlage weist einen Injektor zur Zumessung von Kraftstoff in einen Brennraum der Brennkraftmaschine auf. Der Injektor weist einen Aktor, ein Schaltventil und eine Düsennadel auf. Bei dem Verfahren wird dem Aktor eine Spannung und/oder ein Strom während einer Ansteuerzeitdauer (dactive) zugeführt. Das Schaltventil wird von dem Aktor in eine Hubbewegung versetzt. Durch die Hubbewegung des Schaltventils wird der Injektor mittels der Düsennadel geöffnet und geschlossen. Eine weitere Zeitdauer (dclose, dc1) wird ermittelt. Die weitere Zeitdauer (dclose, dc1) endet mit dem Schließzeitpunkt der Düsennadel. Eine Funktion wird ermittelt, die die Ansteuerzeitdauer (dactive) mit der weiteren Zeitdauer (dclose, dc1) verknüpft. Mittels der Funktion wird eine kleinste Ansteuerzeitdauer, zu der die Düsennadel öffnet und zu einer Einspritzung führt, ermittelt. Eine Öffnungsverzugszeitdauer (d01) der Düsennadel wird in Abhängigkeit von der kleinsten Zeitdauer (dactive,min) ermittelt.

Description

Beschreibung Titel
Verfahren zum Betreiben einer Kraftstoffeinspritzanlage einer
Brennkraftmaschine
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Kraftstoffeinspritzanlage einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Injektoren zur Einspritzung von Kraftstoff sind allgemein bekannt. Durch das Ansteuern eines Aktors, beispielsweise eines Magnet- oder Piezo-Aktors, wird ein Schaltventil bewegt. Das Schaltventil steht mit einer Düsennadel in einer hydraulischen Verbindung, wobei die Düsennadel in Abhängigkeit von dem Zustand des Schaltventils den Injektor öffnet oder schließt.
Des Weiteren ist es bekannt, dass ein Ansteuerstartzeitpunkt und
Ansteuerendzeitpunkt der Ansteuerung des Aktors ermittelt wird. Die Ermittlung eines Schließzeitpunkts des Schaltventils ist aus
DE 3 609 599 A1 oder DE 3 843 138 A1 bekannt.
Offenbarung der Erfindung
Das der Erfindung zu Grunde liegende Problem wird durch ein Verfahren nach dem Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den
Unteransprüchen angegeben. Für die Erfindung wichtige Merkmale finden sich ferner in der nachfolgenden Beschreibung und in den Zeichnungen, wobei die Merkmale sowohl in Alleinstellung als auch in unterschiedlichen Kombinationen für die Erfindung wichtig sein können, ohne dass hierauf nochmals explizit hingewiesen wird. Das Verfahren ermöglicht vorteilhaft durch die Ermittlung einer
Öffnungsverzugszeitdauer der Düsennadel eine genaue Ermittlung der durch den Injektor eingespritzten Kraftstoffmenge. Die Öffnungsverzugszeitdauer beginnt zu einem Ansteuerbeginnzeitpunkt, der den Beginn der Ansteuerung des Aktors des Injektors markiert, und endet mit dem Öffnungszeitpunkt der Düsennadel. Die
Öffnungsverzugszeitdauer der Düsennadel wird vorteilhaft in Verbindung mit einer minimalen Ansteuerzeitdauer ermittelt, wobei die minimale
Ansteuerzeitdauer der Ansteuerzeitdauer für den Aktor entspricht, bei der sich der Injektor gerade nicht öffnet. Die minimale Ansteuerzeitdauer wird aus einer Funktion ermittelt, die die Ansteuerzeitdauer mit einer weiteren Zeitdauer verknüpft. Diese so entsprechend genauer bestimmte eingespritzte
Kraftstoffmenge kann wiederum in weitere Berechnungen einfließen. Insgesamt trägt das Verfahren dazu bei, die Steuerung bzw. Regelung der
Brennkraftmaschine zu verbessern und entsprechend führt das Verfahren dazu, dass Kraftstoff eingespart werden kann und Schadstoffemissionen weiter gesenkt werden können.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens ist die weitere Zeitdauer eine Schließzeitdauer der Düsennadel, die bei einem Schließzeitpunkt des Schaltventils beginnt. Der Schließzeitpunkt des Schaltventils entspricht einem
Übergang der Düsennadel in eine Schließbewegung. Damit fließt der bekannte Schließzeitpunkt des Schaltventils in die Ermittlung des Öffnungszeitpunkts der Düsennadel mit ein. In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens ist die weitere Zeitdauer eine Schließverzugszeitdauer, die bei einem Ansteuerendzeitpunkt der
Ansteuerung des Aktors beginnt. Ist beispielsweise der Schließzeitpunkt des Schaltventils nicht verfügbar, so kann vorteilhaft dieser bekannte
Ansteuerendzeitpunkt bzw. die bekannte Schließverzugszeitdauer in die
Ermittlung des Öffnungszeitpunkts der Düsennadel einfließen.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens werden Wertepaare aus der Ansteuerzeitdauer und der weiteren Zeitdauer, d.h. der Schließzeitdauer oder der Schließverzugszeitdauer, ermittelt. Beispielsweise mittels linearer Regression wird die Funktion aus den Wertepaaren ermittelt. Die Annahme eines linearen Zusammenhangs zwischen der Ansteuerzeitdauer und der weiteren Zeitdauer vereinfacht damit die Ermittlung der Funktion.
Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer
Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in der Zeichnung. Es werden für funktionsäquivalente Größen in allen Figuren auch bei unterschiedlichen Ausführungsformen die gleichen Bezugszeichen verwendet. Nachfolgend werden beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung unter
Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Figur 1 ein schematischer Schnitt durch einen Piezo-Injektor; Figur 2a ein schematisch dargestelltes Schaltventil in einer Startposition;
Figur 2b das schematisch dargestellte Schaltventil in einem Zustand
„Öffnen"; Figur 2c das schematisch dargestellte Schaltventil in einem Zustand
„Schließen";
Figur 3 ein Zeitdiagramm mit einem schematisch dargestellten
Stromverlauf einer Ansteuerung eines Magnet-Aktors, einem schematisch dargestellten Hubverlauf des Schaltventils und einem schematisch dargestellten Hubverlauf einer Düsennadel;
Figur 4 ein Zeitdiagramm mit einem schematisch dargestellten
Spannungsverlauf einer Ansteuerung eines Piezo-Aktors, dem schematisch dargestellten Hubverlauf des Schaltventils und dem schematisch dargestellten Hubverlauf einer Düsennadel; Figur 5 ein schematisch dargestelltes Ansteuerzeitdauer-
Schließzeitdauer-Diagramm; Figur 6 ein schematisches Ablaufdiagramm; und
Figur 7 ein schematisches Blockdiagramm.
Der in Figur 1 gezeigte Piezo-Injektor 100 dient zur Einspritzung von Kraftstoff in einen nicht dargestellten Brennraum einer Brennkraftmaschine. Der Piezo-
Injektor 100 ist Teil einer Kraftstoffeinspritzanlage der Brennkraftmaschine. Beispielsweise arbeitet diese Kraftstoffeinspritzanlage nach dem sogenannten Common-Rail-Verfahren. Die Zuführung von Kraftstoff durch den Piezo-Injektor 100 wird von einem Piezo-Aktor 10 gesteuert, der über ein Steuergerät mit einer elektrischen Spannung angesteuert wird. In Abhängigkeit von der Spannung verändert sich die Ausdehnung des Piezo-Aktors 10 in Längsrichtung, d.h.
entlang der Längsachse des Piezo-Injektors 100. Der Piezo-Aktor 10 ist über einen hydraulischen Koppler 1 1 mit einem Schaltventil 12 verbunden. Der Piezo- Aktor 10 beaufschlagt das Schaltventil 12 mit einer Hubbewegung. Über das Schaltventil 12 wird hydraulisch die Bewegung einer Düsennadel 14 in
Längsrichtung gesteuert, so dass die Düsennadel 14 den Piezo-Injektor 100 öffnet oder schließt und damit Kraftstoff in den Brennraum zumisst. Durch die Hubbewegung des Schaltventils 12 wird der Piezo-Injektor 100 mittels der Düsennadel 14 geöffnet und wieder geschlossen. Der Piezo-Aktor 10, der hydraulischen Koppler 1 1 sowie das Schaltventil 12 werden nachfolgend auch
Stellerkette 13 genannt. Alternativ zu dem Piezo-Aktor 10 in Figur 1 kann auch ein Magnet-Aktor dazu verwendet werden, das Schaltventil 12 mit einer
Hubbewegung zu beaufschlagen. Die Figuren 2a, 2b und 2c zeigen schematisch ein hydraulisches System, welches mit Kraftstoff gefüllt ist. Das hydraulische System zwischen dem
Schaltventil 12 und der Düsennadel 14 der Figur 1 dient zur Steuerung der Bewegung der Düsennadel 14 mittels des Schaltventils 12. Das hydraulische System gemäß den Figuren 2a, 2b und 2c ist jedoch nicht auf die Betätigung bzw. den Betrieb mittels eines Piezo-Aktors 10 gemäß der Figur 1 beschränkt, sondern kann alternativ auch mit dem genannten Magnet-Aktor oder einem anderen Aktor-Typ betrieben werden. Weiterhin sind ein Ablauf 15, ein Zulauf 16, ein Absteuerraum 17, eine Ventilkammer 18, eine Steuerkammer 19 und ein Druckraum 20 gezeigt. Die Ventilkammer 18 ist mit der Steuerkammer 19 über eine Verbindungsleitung 21 verbunden. Die Verbindungsleitung 21 besitzt eine Ablaufdrossel 22. Die Steuerkammer 19 ist mit dem Druckraum 20 über eine
Verbindungsleitung 23 verbunden. Die Verbindungsleitung 23 besitzt eine Zulaufdrossel 24. In dem Absteuerraum 17 der Figur 2a ist ein Lecköldruck Pleak und in dem Druckraum 20 ist ein Raildruck Prail vorhanden. In Figur 2a befindet sich der Piezo-Injektor 100 im Startzustand, wobei das
Schaltventil 12 verschlossen ist. Daher herrscht im Absteuerraum 17 der durch den Ablauf 15 bestimmte Lecköldruck Pleak. Im restlichen System herrscht der über den Zulauf 16 erreichte Raildruck Prail.
Wrd der Piezo-Aktor 10 aufgeladen, so dehnt sich dieser in Längsrichtung aus. Alternativ führt eine entsprechende Ansteuerung des erläuterten Magnet-Aktors oder eines anderen Aktor-Typs zu einer entsprechenden Kraftwirkung auf das Schaltventil 12 und so zu einer Hubbewegung des Schaltventils 12. Es wird über die Stellerkette 13 das Schaltventil 12 mit einem entsprechenden Hub
beaufschlagt und damit, entsprechend Figur 2b, in eine Bewegungsrichtung r1 geöffnet. Dadurch ändern sich die Drücke innerhalb des hydraulischen Systems wie folgt: Durch das Öffnen des Schaltventils 12 werden der Absteuerraum 17 und die Ventilkammer 18 verbunden, so dass der Druck in der Ventilkammer 18 von dem Raildruck Prail auf einen Druck etwas oberhalb des Lecköldrucks Pleak sinkt. Aus der Steuerkammer 19 fließt entsprechend ausgehend vom höheren Druck Prail in der Steuerkammer 19 Kraftstoff über die Ablaufdrossel 22 in Richtung f1 ab und der Druck in der Steuerkammer 19 sinkt ausgehend vom bisherigen Raildruck Prail auf einen Zwischendruck Pz1. Für den Zwischendruck Pz1 gilt: Prail > Pz1 > Pleak. Gleichzeitig fließt durch die Verbindungsleitung 23 Kraftstoff in Richtung f2 nach und beeinflusst den Druck in der Steuerkammer 19.
Das Öffnen des Schaltventils 12 führt in der Steuerkammer 19 somit zu einem Druckabfall, welcher bewirkt, dass sich die Düsennadel 14 nach oben in die Bewegungsrichtung r2 bewegt. Diese Bewegungsrichtung r2 der Düsennadel 14 bedeutet ein Öffnen des Piezo-Injektors 100 zur Kraftstoffeinspritzung. Zum Verschließen des Piezo-Injektors 100 und damit der Beendigung der Kraftstoffeinspritzung nach Figur 2c wird der Piezo-Aktor 10 entladen und verkleinert sich daher in Längsrichtung. Alternativ führt eine entsprechende Ansteuerung des erläuterten Magnet-Aktors oder eines anderen Aktor-Typs zum Ende der Kraftwirkung auf das Schaltventil 12 und so zu einer
Rückstellbewegung desselben. Über die Stellerkette 13 wird das Schaltventil 12 entsprechend mit einem Hub beaufschlagt und es bewegt sich in
Bewegungsrichtung r3 hin zur einer Schließposition. Dadurch kann weniger bis kein Kraftstoff mehr über den Ablauf 15 abfließen. Ebenso verringert sich der Fluss durch die Verbindungsleitung 21. Durch die Verbindungsleitung 23 fließt
Kraftstoff in Richtung f3 nach und bewirkt, dass sich die Düsennadel 14 in die Bewegungsrichtung r4 bewegt und den Piezo-Injektor 100 verschließt.
Danach kann sich bei dem geschlossenen Schaltventil 12 wieder ein Zustand nach Figur 2a ausbilden.
Figur 3 zeigt ein Zeitdiagramm 200 mit einem schematisch dargestellten
Stromverlauf 20 einer Ansteuerung eines Magnet-Aktors zur Öffnung des Schaltventils 12, einem schematisch dargestellten Hubverlauf 30 des
Schaltventils 12 und einem schematisch dargestellten Hubverlauf 40 der
Düsennadel 14. Der Stromverlauf 20 ist einer Stromachse I zugeordnet, wobei auf der Stromachse I ein erster Stromwert 11 , ein zweiter Stromwert 12 und ein dritter Stromwert 13 aufgetragen sind. Der zweite Stromwert 12 ist größer als der erste Stromwert 11. Der dritte Stromwert 13 ist größer als der zweite Stromwert 12. Der Hubverlauf 30 des Schaltventils 12 ist einer Ventilhubachse hS zugeordnet, wobei auf der Ventilhubachse hS ein erster Ventilhubwert hS1 und ein zweiter Ventilhubwert hS2 aufgetragen sind. Der zweite Ventilhubwert hS2 ist größer als der erste Ventilhubwert hS1. Der Hubverlauf 40 der Düsennadel 14 ist einer Nadelhubachse hN zugeordnet, wobei auf der Nadelhubachse hN ein erster Nadelhubwert hN1 und ein zweiter Nadelhubwert hN2 aufgetragen sind. Der zweite Nadelhubwert hN2 ist größer als der erste Nadelhubwert hN1. Der Stromverlauf 20, der Hubverlauf 30 des Schaltventils 12 und der Hubverlauf 40 der Düsennadel 14 beziehen sich jeweils auf eine gemeinsame Zeitachse t. Zu einem Ansteuerstartzeitpunkt tO befindet sich der Stromverlauf 20 bei dem ersten Stromwert 11. Zwischen dem Ansteuerstartzeitpunkt tO und einem Zeitpunkt t1 steigt der Stromverlauf 20 ausgehend von dem ersten Stromwert 11 über den zweiten Stromwert 12 auf den dritten Stromwert 13. Zwischen dem Zeitpunkt t1 und einem Zeitpunkt t5 befindet sich der Stromverlauf 20 bei dem dritten Stromwert 13. Zwischen dem Zeitpunkt t5 und einem Zeitpunkt t6 sinkt der Stromverlauf 20 von dem dritten Stromwert 13 auf den zweiten Stromwert 12. Zwischen dem Zeitpunkt t6 und einem Ansteuerendzeitpunkt t7 verweilt der Stromverlauf 20 bei dem zweiten Stromwert 12. Zwischen dem
Ansteuerendzeitpunkt t7 und einem Zeitpunkt t8 sinkt der Stromverlauf 20 von dem zweiten Stromwert 12 auf den ersten Stromwert 11. Der
Ansteuerstartzeitpunkt tO und der Ansteuerendzeitpunkt t7 definieren eine Ansteuerzeitdauer dactive- Zu einer alternativen Definition der Ansteuerzeitdauer dactive kann beispielsweise anstatt des Ansteuerstartzeitpunktes tO der Zeitpunkt t1 gewählt werden. Ebenso kann zu einer alternativen Definition der
Ansteuerzeitdauer dactive anstatt des Ansteuerendzeitpunktes t7 der Zeitpunkt t8 gewählt werden. Die Definition der Ansteuerzeitdauer dactive entspricht damit allgemein einer Zeitdauer, während der ein gewisser Energiezustand, gekennzeichnet durch Strom bzw. Spannung in einem Aktor, beispielsweise dem Magnet-Aktor vorliegt.
Zwischen dem Ansteuerstartzeitpunkt tO und einem Öffnungszeitpunkt t2 des Schaltventils 12 befindet sich der Hubverlauf 30 bei dem ersten Ventilhubwert hS1. Zwischen dem Öffnungszeitpunkt t2 und einem Zeitpunkt t3 steigt der Hubverlauf 30 von dem ersten Ventilhubwert hS1 auf den zweiten Ventilhubwert hS2. Zwischen dem Zeitpunkt t3 und einem Zeitpunkt t9 befindet sich der Hubverlauf 30 bei dem zweiten Ventilhubwert hS2. Zwischen dem Zeitpunkt t9 und einem Schließzeitpunkt t10 des Schaltventils 12 fällt der Hubverlauf 30 von dem zweiten Ventilhubwert hS2 auf den ersten Ventilhubwert hS1. Zwischen dem Schließzeitpunkt t10 und einem Zeitpunkt t11 ist ein Hubverlauf 32 des Schaltventils 12 gezeigt, wobei der Hubverlauf 32 bis zur Mitte des Intervalls zwischen dem Schließzeitpunkt t10 und dem Zeitpunkt t11 ausgehend von dem ersten Ventilhubwert hS1 ansteigt und bis zum Zeitpunkt t11 zu dem ersten Ventilhubwert hS1 zurück fällt. Der Hubverlauf 32 entspricht einem Prellverhalten des Schaltventils 12, wobei das Schaltventil 12 zu dem Schließzeitpunkt t10 und erneut zu dem Zeitpunkt t1 1 auf einen Anschlag trifft. Zwischen dem Ansteuerstartzeitpunkt tO und dem Öffnungszeitpunkt t2 des Schaltventils 12 befindet sich der Hubverlauf 30 bei dem ersten Ventilhubwert hS1 , was dem geschlossenen Zustand des Schaltventils 12 in Figur 2a entspricht. Der Hubverlauf 30 steigt zwischen dem Öffnungszeitpunkt t2 und dem Zeitpunkt t3 von dem ersten Ventilhubwert hS1 auf den zweiten Ventilhubwert hS2, was in Figur 2b dem Öffnen des Schaltventils 12 in die Bewegungsrichtung r1 entspricht. Zwischen dem Zeitpunkt t9 und dem Schließzeitpunkt t10 fällt der Hubverlauf 30 von dem zweiten Ventilhubwert hS2 auf den ersten Ventilhubwert hS1 , was in Figur 2c dem Schließen des Schaltventils 12 in die
Bewegungsrichtung r3 entspricht. Befindet sich der Hubverlauf 30 bei dem ersten Ventilhubwert hS1 , so ist das Schaltventil 12 verschlossen. Befindet sich der Hubverlauf 30 bei dem zweiten Ventilhubwert hS2, so ist das Schaltventil 12 geöffnet.
Der Hubverlauf 40 der Düsennadel 14 befindet sich zwischen dem
Ansteuerstartzeitpunkt tO und einem Öffnungszeitpunkt t4 der Düsennadel 14 bei dem ersten Nadelhubwert hN1. Zwischen dem Öffnungszeitpunkt t4 und dem Schließzeitpunkt t10 des Schaltventils 12 steigt der Hubverlauf 40 von dem ersten Nadelhubwert hN1 auf den zweiten Nadelhubwert hN2, wobei der Hubverlauf 40 im Wesentlichen linear ansteigt. Zwischen dem Schließzeitpunkt t10 des Schaltventils 12 und einem Schließzeitpunkt t12 der Düsennadel 14 fällt der Hubverlauf 40 von dem zweiten Nadelhubwert hN2 auf den ersten
Nadelhubwert hN1 ab, wobei der Hubverlauf 40 gemäß einer im Wesentlichen linearen Funktion sinkt. Nach dem Schließzeitpunkt t12 der Düsennadel 14 befindet sich der Hubverlauf 40 bei dem ersten Nadelhubwert hN1. Der erste Nadelhubwert hN1 entspricht einem geschlossenen Zustand des Injektors 100, wobei die Düsennadel 14 den Injektor 100 verschließt.
Zwischen dem Öffnungszeitpunkt t4 und dem Schließzeitpunkt t10 steigt der Hubverlauf 40 von dem ersten Nadelhubwert hN1 auf den zweiten Nadelhubwert hN2, was in Figur 2b dem Öffnen der Düsennadel 14 in die Bewegungsrichtung r2 entspricht. Zwischen dem Schließzeitpunkt t10 und dem Schließzeitpunkt t12 fällt der Hubverlauf 40 von dem zweiten Nadelhubwert hN2 auf den ersten Nadelhubwert hN1 , was in Figur 2c dem Schließen der Düsennadel 14 in die Bewegungsrichtung r4 entspricht. Eine Schließzeitdauer dCi0Se der Düsennadel 14 beginnt mit dem Schließzeitpunkt t10 des Schaltventils 12 und endet mit dem Schließzeitpunkt t12 der Düsennadel 14. Eine erste Schließverzugszeitdauer dci beginnt mit dem
Ansteuerendzeitpunkt t7 und endet mit dem Schließzeitpunkt t12 der Düsennadel 14. Die Schließzeitdauer dCi0Se der Düsennadel 14 und die erste
Schließverzugszeitdauer dci werden allgemein auch als weitere Zeitdauer bezeichnet.
Eine zweite Schließverzugszeitdauer dC2 beginnt mit dem Ansteuerendzeitpunkt t7 und endet mit dem Schließzeitpunkt t10 des Schaltventils 12. Eine
Öffnungszeitdauer dopen der Düsennadel 14 beginnt mit dem Öffnungszeitpunkt t4 der Düsennadel 14 und endet mit dem Schließzeitpunkt t10 des Schaltventils 12. Eine Öffnungsverzugszeitdauer d0i beginnt mit dem Ansteuerstartzeitpunkt tO und endet mit dem Öffnungszeitpunkt t4 der Düsennadel 14.
Dem Öffnungszeitpunkt t2 ist ein Öffnen des Schaltventils 12 zugeordnet. Dem Öffnungszeitpunkt t4 ist ein Öffnen der Düsennadel 14 zugeordnet. Dem
Schließzeitpunkt t10 ist ein Schließen des Schaltventils 12 zugeordnet. Dem Schließzeitpunkt t12 ist ein Schließen der Düsennadel 14 zugeordnet.
Figur 4 zeigt ein Zeitdiagramm 202 mit einem schematisch dargestellten
Spannungsverlauf 70 einer Ansteuerung des Piezo-Aktors 10 zur Öffnung des Piezo-Aktors 10, dem schematisch dargestellten Hubverlauf 30 des Schaltventils 12 und dem schematisch dargestellten Hubverlauf 40 der Düsennadel 14. Der Spannungsverlauf 70 ist einer Spannungsachse U zugeordnet, wobei auf der
Spannungsachse U ein erster Spannungswert IM und ein zweiter
Spannungswert U2 aufgetragen sind. Der zweite Spannungswert U2 ist größer als der erste Spannungswert U1. Der Hubverlauf 30 des Schaltventils 12 und der Hubverlauf 40 der Düsennadel 14 entsprechen den Verläufen aus dem
Zeitdiagram 200 der Figur 3.
Ausgehend von dem Ansteuerstartzeitpunkt tO steigt der Spannungsverlauf 70 von dem ersten Spannungswert IM bis zum Zeitpunkt t1 auf den zweiten
Spannungswert U2. Zwischen dem Zeitpunkt t1 und dem Zeitpunkt t7 befindet sich der Spannungsverlauf 70 bei dem zweiten Spannungswert U2. Zwischen dem Zeitpunkt t7 und Zeitpunkt t8 sinkt der Spannungsverlauf 70 von dem zweiten Spannungswert U2 auf den ersten Spannungswert IM . Der
Ansteuerstartzeitpunkt tO und der Ansteuerendzeitpunkt t7 definieren die
Ansteuerzeitdauer dactive- Zu einer alternativen Definition der Ansteuerzeitdauer dactive kann beispielsweise anstatt des Ansteuerstartzeitpunktes tO der Zeitpunkt t1 gewählt werden. Ebenso kann zu einer alternativen Definition der
Ansteuerzeitdauer dactive anstatt des Ansteuerendzeitpunktes t7 der Zeitpunkt t8 gewählt werden.
Zwischen dem Ansteuerstartzeitpunkt tO und dem Öffnungszeitpunkt t2 des Schaltventils 12 befindet sich der Hubverlauf 30 bei dem ersten Ventilhubwert hS1 , was dem geschlossenen Zustand des Schaltventils 12 in Figur 2a entspricht. Der Hubverlauf 30 steigt zwischen dem Öffnungszeitpunkt t2 und dem Zeitpunkt t3 von dem ersten Ventilhubwert hS1 auf den zweiten Ventilhubwert hS2, was in Figur 2b dem Öffnen des Schaltventils 12 in die Bewegungsrichtung r1 entspricht. Zwischen dem Zeitpunkt t9 und dem Schließzeitpunkt t10 fällt der Hubverlauf 30 von dem zweiten Ventilhubwert hS2 auf den ersten Ventilhubwert hS1 , was in Figur 2c dem Schließen des Schaltventils 12 in die
Bewegungsrichtung r3 entspricht. Befindet sich der Hubverlauf 30 bei dem ersten Ventilhubwert hS1 , so ist das Schaltventil 12 verschlossen. Befindet sich der Hubverlauf 30 bei dem zweiten Ventilhubwert hS2, so ist das Schaltventil 12 geöffnet.
Figur 5 zeigt ein schematisch dargestelltes Ansteuerzeitdauer-Verzugszeitdauer- Diagramm 45 mit einer dactive-Achse für die Ansteuerzeitdauer dactive und einer zur dacti e -Achse orthogonalen dC|0Se -Achse für die Schließzeitdauer dC|0Se- Das Diagramm 45 dient dazu, eine kleinste Ansteuerzeitdauer dactive, min, die zu einer Einspritzung führt, exemplarabhängig für einen Injektor zu ermitteln.
Die Funktion f bildet die Schließzeitdauer dCi0Se der Düsennadel 14 auf die Ansteuerzeitdauer dactive bzw. die Ansteuerzeitdauer dactive auf die
Schließzeitdauer dC|0Se ab. Für die Funktion f wird ein nahezu linearer
Zusammenhang zwischen der Schließzeitdauer dC|0Se und der Ansteuerzeitdauer dactive angenommen. Die Funktion f ist daher eine im Wesentlichen lineare Funktion. Die Funktion f wird ausgehend von mehreren Messpunkten Mx gebildet, wobei ein Messpunkt M^ Mx sich jeweils aus einem Wert der
Schließzeitdauer dC|0Se und einem Wert der Ansteuerzeitdauer dactive zusammensetzt. Aus mehreren Messpunkten Mx, kann beispielsweise mit dem Verfahren der linearen Regression die Funktion f ermittelt werden.
Die dactive -Achse und die dC|0Se -Achse schneiden sich im Punkt dC|0Se = 0 und dactive = 0. Die Funktion f schneidet die dactive -Achse bei der kleinsten
Ansteuerzeitdauer dactive,min, wobei bei der kleinsten Ansteuerzeitdauer dactive,min die Düsennadel 14 üblicherweise noch bzw. schon öffnet und zu einer
Einspritzung führt. Die Funktion f schneidet die dC|0Se -Achse in dem dC|0Se - Achsenabschnitt dCiOSe,o- Die lineare Form der Funktion f kann gemäß der Formel 1 dargestellt werden, wobei α einem festlegbaren Faktor entspricht.
) (1)
Die lineare Form der Funktion f kann ebenso in der Form gemäß der Formel 2 dargestellt werden, wobei m die Geradensteigung und dC|OSe,o den dCi0Se -
Achsenabschnitt bezeichnet.
f(d active ) ~ m' d actjve + d c!oseß (2)
Alternativ zu der Schließzeitdauer dCi0Se kann die erste Schließverzugszeitdauer dci auf die Ansteuerzeitdauer dactive bzw. die Ansteuerzeitdauer dactive auf die erste Schließverzugszeitdauer dci gemäß einer weiteren Funktion abgebildet und entsprechend verwendet werden. Alternativ zu der in der Figur 5 gezeigten linearen Funktion f können auch andere Funktionen beispielsweise höherer
Ordnung und/oder abschnittweiser Definition zur Abbildung zwischen der Ansteuerzeitdauer dactive und der Schließzeitdauer dCi0Se bzw. der ersten
Schließverzugszeitdauer dci dienen. Die Ermittlung des Öffnungszeitpunkts t4 der Düsennadel 14 wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren 3 und 4 erläutert. Es wird angenommen, dass sich die Düsennadel 14 mit einer weitgehend konstanten Geschwindigkeit vopen öffnet und sich mit einer weitgehend konstanten Geschwindigkeit vC|0Se schließt. Die Geschwindigkeiten vopen und vC|0Se schwanken geringfügig in Abhängigkeit von dem Raildruck rai| und in Abhängigkeit von dem Exemplar des Injektors. Wird ein konstanter Raildruck Rrai| angenommen, so besteht ein nahezu linearer Zusammenhang zwischen der Schließzeitdauer dC|0Se und der Öffnungszeitdauer dopen gemäß der Formel 3. Damit kann eine Gleichung gemäß der Formel 4 aufgestellt werden, wobei ß einen entsprechenden Faktor darstellt. d open ~ d close (3) d open ß - d close (4)
Gemäß der Figur 3 ergibt sich aus der Formel 4 der Zusammenhang nach der Formel 5. d ol d acüve + dc2 " ß - d close (5)
Nimmt man nun den Fall dclose — » 0 an, so ergibt sich der Zusammenhang nach der Formel 6, wobei ein Offset d0fr hinzugefügt ist. Der Offset d0fr ist ein konstanter Wert, der die Wrkung der Verringerung der Öffnungsgeschwindigkeit v0pen und der Erhöhung der Schließgeschwindigkeit vC|0Se bei kurzen
Einspritzungen bei einer kurzen Schließzeitdauer dCi0Se und einer kurzen
Öffnungszeitdauer dopen, bezüglich der Funktion f kompensiert. Alternativ ist es ebenso möglich, den Offset d0ff zu 0 zu setzen.
d0i — t4 - tO— dactive jinin + dc2 (dactive jinin ) + doff (6) Nach der Formel 6 ergibt sich die Öffnungsverzugszeitdauer d0i Düsennadel 14 aus der additiven Verknüpfung der kleinsten Ansteuerzeitdauer dactive,min, der zweiten Schließverzugszeitdauer dC2(dactive,min) und gegebenenfalls dem Offset d0ff. Damit wird die Öffnungsverzugszeitdauer d0i in Abhängigkeit von der kleinsten Ansteuerzeitdauer dactiVe,min ermittelt. Gemäß der Figur 3 und der Formel 6 beginnt die Öffnungsverzugszeitdauer d0i zu dem Ansteuerstartzeitpunkt tO und endet mit dem Öffnungszeitpunkt t4 der Düsennadel 14.
Alternativ kann in dem Diagramm gemäß Figur 5 an Stelle der Ansteuerdauer dactive die Summe aus der Ansteuerdauer dactive und der Schließverzugszeitdauer dC2 aufgetragen werden. Die Funktion f für die Schließzeitdauer dC|0Se wird dann alternativ gemäß Formel 7 ermittelt und für die Öffnungsverzugszeitdauer d0i gilt dann Formel 8. Ist die Schließverzugszeitdauer dC2 nicht bekannt, so kann mit einem angenommenen Ersatzwert gerechnet werden. Es werden die Wertepaare ML Μχ ermittelt, die jeweils einen Wert einer [dactiVe+dc2]-Achse einem Wert der dciose-Achse zuordnen. Die Wertepaare Mx setzen sich zum Einen aus der Summe der Ansteuerdauer dactive und der zweiten Schließverzugszeitdauer dC2 und zum Anderen aus der Schließzeitdauer dC|0Se oder alternativ der ersten Schließverzugszeitdauer dci zusammen. Mittels linearer Regression wird aus den vorstehenden Wertepaaren M^ Mx die Funktion f ermittelt. Eine kleinste Summe [dactive+dC2]min- wird analog zu der kleinsten Ansteuerzeitdauer dactive,min ermittelt und ergibt sich aus dem Schnitt der alternativ ermittelten Funktion f mit der
[dactive+dC2]-Achse. d close = f(d active + d c2 ) = Ί ' (d active + d c2 " [dacüve + dc2 ]mn ) (7) dol = [dacüve + d c2 ]nu„ + doff (8)
Mit dem ermittelten Öffnungszeitpunkt t4 der Düsennadel 14 bzw. der
Öffnungsverzugszeitdauer d0i gemäß den Formeln 6 bzw. 8 lässt sich pro Öffnungszyklus die Öffnungszeitdauer dopen der Düsennadel 14 und damit die Gesamtzeitdauer dopen + dC|0Se ermitteln, während der die Düsennadel 14 geöffnet ist.
Des Weiteren gilt der Zusammenhang nach der Formel 9. d dclose = _ en_ (g) active ^ close
Figur 6 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm 50 mit den Blöcken 52 und 54. Der Block 52 ist mit dem nächstfolgenden Block 54 mit einem Pfeil 55 verbunden. Von dem Block 54 führt eine optionale Verbindung gemäß dem Pfeil 56 zu dem Block 52. In dem Block 52 werden Messpunkte M^ Mx gesammelt. Ist eine genügende Anzahl an Messpunkten M^ Mx vorhanden, so wird im Block 54 die Funktion f ermittelt. Die Funktion f liegt nach der Ausführung des Blocks 54 beispielsweise in einer Formel gemäß den Formeln 6 oder 8 vor. Gemäß dem Pfeil 56 können weitere Messpunkte M^ Mx im Block 52 ermittelt werden, um die Funktion f erneut zu ermitteln oder die Funktion f zu aktualisieren. Figur 7 zeigt ein schematisches Blockdiagramm 60 mit dem Block 62. Dem Block 62 werden die Ansteuerzeitdauer dactive sowie die Schließzeitdauer dC|0Se der Düsennadel 14 bzw. die erste Schließverzugszeitdauer dci nach deren Ermittlung zugeführt. Optional kann dem Block 62 noch zusätzlich die
Schließverzugszeitdauer dC2 oder die Schließverzugszeitdauer dC2(dactiVe,min) zugeführt werden. Der Block 62 ermittelt die Öffnungsverzugszeitdauer d0i in Abhängigkeit von den zugeführten Signalen / Werten. Alternativ zu der Zuführung der gezeigten Signale / Werte kann dem Block 62 beispielsweise die Funktion f oder ein ermittelbarer Zeitpunkt tO bis t12 zugeführt werden. Das
Ablaufdiagramm 50 kann Teil des Blocks 62 sein.
Die vorstehend beschriebenen Verfahren können als Computerprogramm für ein digitales Rechengerät dargestellt werden. Das digitale Rechengerät ist dazu geeignet, die vorstehend beschriebenen Verfahren als Computerprogramm ausführen. Die Brennkraftmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, umfasst ein Steuergerät, welches das digitale Rechengerät insbesondere einen
Mikroprozessor umfasst. Das Steuergerät umfasst ein Speichermedium, auf dem das Computerprogramm abgespeichert ist.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Betreiben einer Kraftstoffeinspritzanlage einer
Brennkraftmaschine, wobei die Kraftstoffeinspritzanlage einen Injektor zur Zumessung von Kraftstoff in einen Brennraum der Brennkraftmaschine aufweist, wobei der Injektor einen Aktor, ein Schaltventil (12) und eine Düsennadel (14) aufweist, wobei bei dem Verfahren dem Aktor eine
Spannung (U) oder ein Strom (I) während einer Ansteuerzeitdauer (dactive) zugeführt wird, wobei das Schaltventil (12) von dem Aktor in eine
Hubbewegung versetzt wird, und wobei durch die Hubbewegung des Schaltventils (12) der Injektor mittels der Düsennadel (14) geöffnet und geschlossen wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere Zeitdauer (ddose, dci) ermittelt wird, wobei die weitere Zeitdauer (dCi0Se, dci) mit dem Schließzeitpunkt (t12) der Düsennadel (14) endet, dass eine Funktion (f) ermittelt wird, die die Ansteuerzeitdauer (dactive) mit der weiteren Zeitdauer (ddose, dci) verknüpft, dass mittels der Funktion (f) eine kleinste
Ansteuerzeitdauer (dactive,min), zu der die Düsennadel (14) noch öffnet und zu einer Einspritzung führt, ermittelt wird, und dass eine
Öffnungsverzugszeitdauer (d0i) der Düsennadel (14) in Abhängigkeit von der kleinsten Ansteuerzeitdauer (dactive,min) ermittelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die weitere Zeitdauer eine
Schließzeitdauer (dC|0Se) der Düsennadel (14) ist, die bei einem
Schließzeitpunkt (t10) des Schaltventils (12) beginnt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die weitere Zeitdauer eine erste
Schließverzugszeitdauer (dci) ist, die bei einem Ansteuerendzeitpunkt (t7) der Ansteuerung des Aktors (10) beginnt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei zur Ermittlung der
Öffnungsverzugszeitdauer (d0i) der Düsennadel (14) die kleinste
Ansteuerzeitdauer (dactiVe,min) additiv mit einer zweiten Schließverzugszeitdauer (dC2) verknüpft wird, wobei die zweite
Schließverzugszeitdauer (dC2) zu dem Ansteuerendzeitpunkt (t7) der Ansteuerung des Aktors (10) beginnt und zu dem Schließzeitpunkt (t10) des Schaltventils (12) endet.
5. Verfahren nach dem Anspruch 4, wobei die zweite Schließverzugszeitdauer (dC2) in Abhängigkeit von der kleinsten Ansteuerzeitdauer (dactive,min) ermittelt wird.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei zur Ermittlung der Öffnungsverzugszeitdauer (d0i) der Düsennadel (14) die kleinste
Ansteuerzeitdauer (dactive,min) und die zweite Schließverzugszeitdauer (dC2) additiv verknüpft werden.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei Wertepaare (Μ^ Μχ) aus der Ansteuerzeitdauer (dactive) und der Schließzeitdauer (dC|0Se) oder der Schließverzugszeitdauer (dci) ermittelt werden, und dass die Funktion (f) vorzugsweise mittels linearer Regression aus den ermittelten Wertepaaren (ML Mx) ermittelt wird.
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die kleinste
Ansteuerzeitdauer (dactive,min) derart aus der Funktion (f) ermittelt wird, dass sich für einen Funktionswert der Funktion (f) gleich Null die kleinste
Ansteuerzeitdauer (dactiVe,min) ergibt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei Wertepaare (M^ MX) zum Einen aus der Summe der Ansteuerdauer (dactiVe) und der zweiten Schließverzugszeitdauer (dC2) und zum Anderen aus der Schließzeitdauer (ddose) oder der ersten Schließverzugszeitdauer (dci) ermittelt werden, und wobei eine Funktion (f) vorzugweise mittels linearer Regression aus den Wertepaaren (M^ MX) ermittelt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 oder 9, wobei eine kleinste Summe ([dactiVe+dC2]min) derart aus der Funktion (f) ermittelt wird, dass sich für einen Funktionswert der Funktion (f) gleich Null die kleinste Summe
([dactive+dc2]min) ergibt.
1 1. Computerprogramm für ein digitales Rechengerät, das dazu geeignet ist, das Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche auszuführen.
12. Steuergerät für eine Brennkraftmaschine, insbesondere für ein
Kraftfahrzeug, das mit einem digitalen Rechengerät insbesondere einem Mikroprozessor versehen ist, auf dem ein Computerprogramm nach dem Anspruch 11 lauffähig ist.
13. Speichermedium für ein Steuergerät einer Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs nach Anspruch 12 auf dem ein Computerprogramm nach Anspruch 11 abgespeichert ist.
EP11788127.6A 2010-12-15 2011-11-23 Verfahren zum betreiben einer kraftstoffeinspritzanlage einer brennkraftmaschine Active EP2652299B1 (de)

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DE102010063099A DE102010063099A1 (de) 2010-12-15 2010-12-15 Verfahren zum Betreiben einer Kraftstoffeinspitzanlage einer Brennkraftmaschine
PCT/EP2011/070784 WO2012079933A1 (de) 2010-12-15 2011-11-23 Verfahren zum betreiben einer kraftstoffeinspritzanlage einer brennkraftmaschine

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Publication Number Publication Date
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