EP2670965A1 - Verfahren zum bestimmen einer steuermenge eines injektors - Google Patents

Verfahren zum bestimmen einer steuermenge eines injektors

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Publication number
EP2670965A1
EP2670965A1 EP11802757.2A EP11802757A EP2670965A1 EP 2670965 A1 EP2670965 A1 EP 2670965A1 EP 11802757 A EP11802757 A EP 11802757A EP 2670965 A1 EP2670965 A1 EP 2670965A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
injector
pressure
rail
control
control amount
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP11802757.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Stephan Olbrich
Christian Kuhnert
Rainer Peck
Michael Schenk
Rene Zieher
Markus Strasser
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 EP2670965A1 publication Critical patent/EP2670965A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/3809—Common rail control systems
    • F02D41/3836—Controlling the fuel pressure
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    • F02D41/2464—Characteristics of actuators
    • F02D41/2467—Characteristics of actuators for injectors
    • F02D41/247—Behaviour for small quantities
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/06—Fuel or fuel supply system parameters
    • F02D2200/0602—Fuel pressure

Definitions

  • the invention relates to a method for determining a control quantity of an injector in a common-rail injection and to an arrangement for carrying out the method.
  • the method is used in particular in an internal combustion engine of a motor vehicle.
  • a common-rail injection in an internal combustion engine fuel is brought to a high pressure level with a high-pressure pump.
  • This pressurized fuel is conveyed into a fuel rail (common rail), to which in turn at least one injection valve or an injector is connected.
  • This injector injects the fuel directly into the combustion chamber of the internal combustion engine, for example the internal combustion engine of a motor vehicle.
  • a method for operating an internal combustion engine is known in which fuel is at least temporarily under pressure in a rail, which is referred to here as a fuel rail, promoted.
  • At least one injector is connected to the rail, which injects the fuel directly into an associated combustion chamber.
  • a pressure difference that occurs in the rail at least one injection is detected.
  • the rail is considered as a substantially closed system. In this way, the amount of fuel can be accurately determined.
  • the compressible volume of the fuel is on the order of the amount of fuel of a single injection. Therefore, the high-pressure pump must continuously provide for the maintenance of the pressure.
  • the currently used injectors of diesel common rail systems are usually switched indirectly via a so-called servo valve.
  • the servo valve is actuated in electrical control, which thus lowers the pressure applied in the control chamber fuel pressure by discharging fuel, the so-called control amount, by defined throttles in the injector return.
  • By thus formed pressure difference between promoted high pressure and lowered pressure by driving the servo valve in the injector hydraulic opens the injector and fuel, namely the injection quantity is injected into the combustion chamber.
  • the copy DE 10 2005 028 137 A1 describes a method for measuring the control quantity of injectors of a high-pressure injection system.
  • the control amount is determined by comparing the injectors in the installed state with each other and / or by a comparison with absolute limits. The described procedure is repeated for each injection valve until each injection valve was switched off once. In this way, a check of the control amount of the injectors in the installed state is possible.
  • the object of the invention is to provide a method by means of which the activation of, in particular, servo-assisted injectors can be supported so that the occurring amount of sterleaf can be measured separately from other influences or quantities in an injector-specific manner. Furthermore, it should be identified, from which activation period the injector only one Releases control amount and / or actual injections of fuel into the combustion chamber.
  • Pressure in the rail or in the injector can be measured. This pressure drop is shown, for example, in the rail pressure signal.
  • the injector is driven over a period of time that is sufficiently short that injection of fuel in a combustion chamber is not yet carried out, and that system behavior follows that causes the control quantity to flow back.
  • the pressure drop in the supply line and / or the injector or the rail caused by the injection process is detected by a pressure measurement in the fuel supply line or in the rail.
  • This can be recognized, for example, in the rail pressure signal.
  • the Raildruckeinbruchs now a differentiation is made in actual control amount and injection quantity. This separation is possible if the injector is only electrically energized so short that the servo valve opens briefly, but there is no fuel injection of the injector.
  • the detectable pressure drop in the rail or in the injector itself or in the supply line can thus be directly related to the control quantity. A direct resolution to cylinder or even after a single injection event is possible.
  • the control amount injector-individual, separate from other influences can be measured.
  • a pressure gauge can be used in the injector supply line or in the injector itself or in the rail.
  • the injector to be measured is actuated only very briefly, so that the servo valve opens and there is a control amount, but the injector nozzle does not yet open and the injector does not release an injection quantity.
  • the outflow of the control quantity leads to a pressure drop in the injector supply line or in the injector or the rail, which can be detected via the existing pressure sensor.
  • the elapsed control quantity can then be determined.
  • the known rail pressure regulator structure is used.
  • an injector to be measured is actuated only very briefly for the method, so that the servo valve opens and a control quantity is present, but the injector still does not release an injection quantity.
  • the injector is only briefly, for example. About 120 HS, driven. This value varies depending on the injector design.
  • the knowledge of the injector-individual control quantity can be used to relatively measure and correct the production spread between individual injectors and to obtain information on the state, such as, for example, the aging, etc., of the individual injectors as part of a monitoring method.
  • This monitoring procedure can be carried out at regular intervals during operation of the vehicle or during a workshop visit.
  • Another advantage of the method lies in the increase of functional accuracies, such. B. for a volume compensation control in common-rail systems based on
  • Shot method is also the injector so short driven that only a control amount but no injection amount is present. This is used to reduce the rail pressure during load changes of the engine, eg. B. in the thrust, reduce.
  • the speed of this reduction in rail pressure depends on the size of the individual control quantities. If the control quantity is known or measured, this rail pressure reduction function can be precontrolled more exactly.
  • care must be taken to ensure that only one control quantity and no injection quantity is available, ie. H. that no injection takes place, which can also be monitored with the illustrated method.
  • Nozzle can be used to correct the injector map, namely the dependency of the injection quantity on the drive duration.
  • the determined maximum actuation time, at which no injection quantity is present can be used for the blank-shot method in order to enable the maximum reduction in rail pressure in a regulated manner.
  • FIG. 1 shows an embodiment of the injector.
  • FIG. 2 shows in a flow chart a possible sequence of the method described. Embodiments of the invention
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an embodiment of an injector, which is provided overall with the reference numeral 10. Furthermore, the illustration shows a rail 12 with a sensor 14 for detecting the rail pressure, which is coupled to a pressure control valve 16, a tank 18 and a metering unit 20 with a high-pressure valve 22. By means of the metering device 20 is fuel under pressure from the tank 18 in the Rail 12 promoted. The pressure in the rail 12 is detected by the sensor 14 and can be controlled by the pressure regulating valve 16.
  • the injector 10 includes a nozzle 30, a nozzle needle 32, a control or Servoven- valve 34, in which a control chamber 36 is provided.
  • a control chamber 36 is provided for injecting (arrow 38) of fuel into a combustion chamber 40.
  • the servo valve 34 is actuated, wherein the control amount flows back from the control chamber 36 via a return line 44.
  • the injection 38 takes place in the combustion chamber 40.
  • the fuel required for this purpose is taken from the rail 12 via a feed line 42.
  • both the injection quantity and the control quantity are taken from the rail 12.
  • a suitable operating state of the injector 10 is typically selected.
  • this is, for example, the gas cycle cycle of the cylinder, since during this time the injector 10 must make no injections.
  • the injector 10 is driven by a software-based method so short that a control amount of the servo valve 34 flows back, but the nozzle 30 of the injector
  • the pressure drop caused by the control quantity in the injector supply line 42 or in the rail 12 or injector 10 is detected in an embodiment of the method with the sensor 14.
  • the determined in this way pressure drop can be converted in a control unit in a fuel tax amount.
  • a multiple control typically at a high frequency, one obtains an increased pressure drop, which can then be detected and converted to a single control amount.
  • an increased accuracy of the method is achieved.
  • the method is simplified if the measurement process is carried out within a delivery pause of the high-pressure pump.
  • the pressure drop caused by the control quantity is compensated in the injector supply line 42 or in the rail 12 or in the injector 10 by means of the rail pressure regulator or a pressure regulating device, preferably with the aid of the metering unit 20 and / or the pressure regulating valve 16.
  • the nachgewante amount can be determined. If the method is performed once with and once without a so-called blank shot (no injection quantity), the control quantity of a single injector 10 can be determined. In order to increase the accuracy of the method, the injector 10 can also be controlled several times in quick succession and the fuel Nachmate office this sum control amount can be detected, which can then be converted to a single control amount.
  • the measuring method described can be carried out injector-individually and at different, previously defined rail pressures.
  • the tax amount is i.a. a function of rail pressure.
  • injector-individual control quantities can be stored in a control unit in a map.
  • the functionalities described above can then refer to these learning values.
  • the test drive duration of the injector 10 can be increased further and further until the injector 10 releases a control amount and opens the injector 10 on further increase in the activation duration and an injection 38 is present.
  • Assigns the associated detected Kraftstoffnachpiece concentrate the pressure control valve 16 and metering unit 20 in the transition from zero quantity to control amount and / or from control quantity to control quantity + injection quantity a significant feature in the Nachumble pad, the associated activation period, in which the injector 10 opens first learned and stored in maps.
  • the method described can be carried out with software. It is characterized by the fact that, for example, the injector 10 is electrically actuated in an operating state in which no injection 38 is required, as described, for. B. is the case with a gas cycle change. Furthermore, it may be a plurality of very short drives.
  • the presented method is used in particular in servo-assisted injectors in which at least one pressure sensor in the rail or injector or in an injector supply line and a rail pressure regulating unit is present.
  • FIG. 2 shows in a flowchart a possible sequence of the described method.
  • a brief activation of the injector takes place. It is important to ensure that the control period is chosen so short that no injection into the combustion chamber takes place.
  • the control quantity required for the short activation results in a pressure drop in the rail (step 102), which is detected in a further step 104 with the pressure measuring unit. It is determined in a final step 106, how much fuel must be supplied to the rail to compensate for this pressure drop. This fuel quantity corresponds to the control amount.

Description

,
Beschreibung
Titel
Verfahren zum Bestimmen einer Steuermenge eines Injektors Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer Steuermenge eines Injektors bei einer Common-Rail-Einspritzung und eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens. Das Verfahren kommt insbesondere bei einem Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs zum Einsatz. Stand der Technik
Bei einer Common-Rail-Einspritzung in einem Verbrennungsmotor, die auch als Speichereinspritzung bezeichnet wird, wird mit einer Hochdruckpumpe Kraftstoff auf ein hohes Druckniveau gebracht. Dieser unter Druck stehende Kraftstoff wird in eine Kraftstoff-Sammelleitung (Common-Rail) gefördert, an die wiederum mindestens ein Einspritzventil bzw. ein Injektor angeschlossen ist. Dieser Injektor spritzt den Kraftstoff direkt in den Brennraum des Verbrennungsmotors, bspw. den Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs. Aus der Druckschrift DE 10 2005 006 361 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine bekannt, bei dem Kraftstoff zumindest zeitweise unter Druck in ein Rail, das hier als Kraftstoff-Sammelleitung bezeichnet wird, gefördert wird. An das Rail ist mindestens ein Injektor angeschlossen, der den Kraftstoff direkt in einen zugeordneten Brennraum einspritzt. Eine Druckdifferenz, die in dem Rail bei mindestens einer Einspritzung auftritt, wird erfasst. Dabei wird das Rail als ein im Wesentlichen geschlossenes System betrachtet. Auf diese Weise kann die Kraftstoffmenge genau bestimmt werden.
Bei Diesel-Common-Rail-Systemen liegt das komprimierbare Volumen des Kraft- Stoffs in der Größenordnung der Kraftstoffmenge einer Einzeleinspritzung. Daher muss die Hochdruckpumpe kontinuierlich für die Aufrechterhaltung des Drucks sorgen. Die derzeit eingesetzten Injektoren von Diesel-Common-Rail-Systemen werden zumeist indirekt über ein sogenanntes Servoventil geschaltet. Hierbei wird bei elektrischer Ansteuerung das Servoventil betätigt, das somit den im Steuerraum anliegenden Kraftstoff druck absenkt, indem es Kraftstoff, die sogenannte Steuermenge, durch definierte Drosseln in den Injektorrücklauf abführt. Durch die so gebildete Druckdifferenz zwischen gefördertem Hochdruck und abgesenktem Druck durch Ansteuerung des Servoventils in der Injektor-Hydraulik öffnet die Injektordüse und Kraftstoff, nämlich die Einspritzmenge, wird in den Brennraum eingespritzt. Damit der hydraulische Druck im Rail bzw. Druckspeicher durch die Einspritzungen im zeitlichen Mittel nicht abfällt, muss Kraftstoff in das Rail nachgefördert werden. Diese Nachförderung geschieht über den Raildruckregler, der mittels des Raildrucksensors den vorliegenden Raildruck misst und über eine Zumesseinrichtung die Kraftstoffförderung in das Rail regelt oder über eine Regeleinheit, die das Abfließen einer Kraftstoffmenge aus dem Rail regelt.
Über die Stellung der Zumesseinrichtung bzw. Raildruckreglerapplikation ist die in das Rail zugeführte Gesamtmenge bekannt. Analog kann zum Messverfahren auch die Stellung des Druckregelventils oder eine vergleichbare Regeleinheit am Rail verwendet werden. Die in das Rail nachgeförderte Menge entspricht bei konstantem Raildruck somit der Summe aus Einspritzmenge, Injektorleckage und Steuermenge. Eine differenzierte Messung dieser Mengengrößen ist im Fahrbetrieb derzeit nur bedingt möglich.
Die Durchschrift DE 10 2005 028 137 A1 beschreibt ein Verfahren zum Messen der Steuermenge von Injektoren eines Hochdruck-Einspritzsystems. Dabei wird die Steuermenge durch einen Vergleich der Einspritzventile im eingebauten Zustand untereinander und/oder durch einen Vergleich mit absoluten Grenzwerten bestimmt. Die beschriebene Prozedur wird dabei für jedes Einspritzventil so lange wiederholt, bis jedes Einspritzventil einmal abgeschaltet war. Auf diese Weise ist eine Überprüfung der Steuermenge der Injektoren im eingebauten Zustand möglich.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren vorzustellen, mit dem die Ansteuerung von insbesondere servounterstützten Injektoren dahingehend un- terstützt werden kann, so dass die auftretende Steruermenge getrennt von anderen Einflüssen bzw. Mengen injektorindividuell gemessen werden kann. Weiterhin soll indentifiziert werden, ab welcher Ansteuerdauer der Injektor lediglich eine Steuermenge und/oder tatsächliche Einspritzungen von Kraftstoff in den Brennraum abgibt.
Offenbarung der Erfindung
Vor diesem Hintergrund werden ein Verfahren nach Anspruch 1 und eine Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 vorgestellt. Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung. Das vorliegende Verfahren basiert somit auf dem Abfall des Drucks, wobei der
Druck in dem Rail oder in dem Injektor gemessen werden kann. Dieser Druckabfall zeigt sich bspw. im Raildrucksignal. Dabei wird der Injektor über einen Zeitraum angesteuert, der ausreichend kurz ist, so dass noch keine Einspritzung von Kraftstoff in einem Brennraum erfolgt, und dass ein Systemverhalten folgt, das ein Rückfließen der Steuermenge bewirkt.
In einer Ausgestaltung wird durch eine Druckmessung in der Kraftstoffzuleitung oder im Rail der durch den Einspritzvorgang, nämlich Einspritzmenge und Steuermenge, hervorgerufene Druckeinbruch in der Zuleitung und/oder dem Injektor bzw. dem Rail detektiert. Dieser ist bspw. im Raildrucksignal zu erkennen. Bei der Vermessung des Raildruckeinbruchs wird nunmehr eine Differenzierung in tatsächliche Steuermenge und Einspritzmenge vorgenommen. Diese Trennung ist möglich, wenn der Injektor nur so kurz elektrisch angesteuert wird, dass das Servoventil kurz öffnet, es aber zu keiner Kraftstoffeinspritzung des Injektors kommt. Der detektierbare Druckeinbruch im Rail oder im Injektor selbst oder in der Zuleitung kann somit direkt auf die Steuermenge bezogen werden. Eine direkte Auflösung nach Zylinder oder auch nach einzelnem Einspritzereignis ist möglich. In alternativer Ausgestaltung wird bestimmt, welche Kraftstoffmenge erforderlich ist, um einen durch die Steuermenge bewirkten Druckabfall im zeitlichen Mittel auszugleichen. Auf diese Weise wird die Steuermenge bestimmt. Hierbei ist von Vorteil, dass bekannt ist, welche Menge nachgefördert werden muss, um den Druckabfall im zeitlichen Mittel auszugleichen.
Wrd der Druck am Rail gemessen, so wird bestimmt, wie ein vorhandener Raildruckregler bzw. ein Druckregelventil am Rail reagieren muss, um den Raildruck im zeitlichen Mittel konstant zu halten. Der Raildruck liegt bspw. bei einem Pkw im Bereich von 2.000 bar. Bei einem Lkw liegt dieser Wert üblicherweise höher. Es wird somit ein Verfahren vorgestellt, mit dem, zumindest in einigen der Ausführungen, die Steuermenge injektorindividuell, getrennt von anderen Einflüssen, gemessen werden kann. Hierzu kann ein Druckmessser in der Injektorzuleitung oder im Injektor selbst oder im Rail verwendet werden. Bei dem Verfahren wird der zu vermessende Injektor nur sehr kurz angesteuert, so dass das Servoventil öffnet und eine Steuermenge vorliegt, aber die Injektordüse noch nicht öffnet und der Injektor keine Einspritzmenge freigibt. Das Abfließen der Steuermenge führt zu einem Druckeinbruch in der Injektorzuleitung oder im Injektor bzw. dem Rail, der über den vorhandenen Drucksensor er- fasst werden kann. Über ein entsprechendes Berechnungsverfahren kann anschließend die abgeflossene Steuermenge ermittelt werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens wird die bekannte Raildruckreglerstruktur verwendet. Für das Verfahren wird bspw. ein zu vermessender Injektor nur sehr kurz angesteuert, so dass das Servoventils öffnet und eine Steuermenge vorliegt, aber der Injektor noch keine Einspritzmenge frei gibt. Hierzu wird der Injektor nur kurz, bspw. etwa 120 HS, angesteuert. Dieser Wert variiert in Abhängigkeit der Injektorauslegung. Das
Abfließen der Steuermenge führt zu einem Druckeinbruch in der Injektorzuleitung/Injektor selbst und dem Rail, welcher über den Raildruckregler erfasst und im zeitlichen Mittel ausgeregelt werden kann. Über ein entsprechendes Berechnungsverfahren der Raildruckstellergrößen kann anschließend die abgeflossene Steuermenge be- rechnet werden.
Die Kenntnis der injektorindividuellen Steuermenge kann genutzt werden, um die Fertigungsstreuung zwischen einzelnen Injektoren relativ zu vermessen und zu korrigieren sowie Informationen zum Zustand, wie bspw. die Alterungen usw., der einzelnen Injek- toren im Rahmen eines Überwachungsverfahrens zu gewinnen. Dieses Überwachungsverfahren kann in regelmäßigen Abständen im Betrieb des Fahrzeugs oder auch bei einem Werkstattaufenthalt durchgeführt werden.
Ein weiterer Vorteil des Verfahrens liegt in der Erhöhung von Funktionsgenauigkeiten, wie z. B. für eine Mengenausgleichsregelung bei Common-Rail-Systemen anhand des
Raildruckeinbruchs während der Einspritzung, bei dem nur die Gesamtmenge aus Steuermenge und Einspritzmenge der einzelnen Injektoren gleichgestellt werden kann. _.
Mit der Kenntnis der Steuermenge kann das genannte Verfahren noch exaktere Korrekturen, insbesondere für die Einspritzmengenberechnung, vornehmen.
Eine weitere Ausgestaltung, bei der von der Kenntnis der Steuermenge profitiert wer- den kann, ist die Raildruckabbauregelung über sogenannte Blank-Shots. Beim Blank-
Shot-Verfahren wird ebenso der Injektor nur so kurz angesteuert, dass nur eine Steuermenge aber keine Einspritzmenge vorliegt. Dies wird dazu genutzt, den Raildruck bei Lastwechselvorgängen des Motors, z. B. in den Schub, abzubauen. Die Geschwindigkeit dieses Raildruckabbaus hängt dabei von der Größe der einzelnen Steuermengen ab. Sofern die Steuermenge bekannt bzw. ausgemessen ist, kann diese Raildruckab- baufunktion exakter vorgesteuert werden. Zudem muss beim Blank-Shot-Verfahren darauf geachtet werden, dass nur eine Steuermenge und keine Einspritzmenge vorhanden ist, d. h. dass keine Einspritzung erfolgt, was ebenfalls mit dem dargestellten Verfahren überwacht werden kann.
In Abhängigkeit des Injektorprinzips kann durch das hierin beschriebene Verfahren auch detektiert werden, ab welcher anliegenden Ansteuerdauer des Injektors neben der Steuermenge auch tatsächlich Kraftstoff in den Brennraum eingespritzt wird. Diese Ansteuerdauer, bei der der Injektor abhängig vom Raildruck tatsächlich öffnet und ein- spritzt, ist eine wichtige Kenngröße über den Alterungszustands des Injektors bzw. der
Düse und kann zur Korrektur des Injektorkennfelds, nämlich die Abhängigkeit der Einspritzmenge von der Ansteuerdauer, genutzt werden. Zudem kann die ermittelte maximale Ansteuerdauer, bei der noch keine Einspritzmenge vorliegt, für das Blank-Shot- Verfahren genutzt werden, um geregelt den maximalen Raildruckabbau zu ermögli- chen.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den belügenden Zeichnungen. Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Figur 1 zeigt eine Ausführungsform des Injektors. Figur 2 zeigt in einem Flussdiagramm einen möglichen Ablauf des beschriebenen Verfahrens. Ausführungsformen der Erfindung
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.
In Figur 1 ist in einer schematischen Darstellung eine Ausführungsform eines Injektors dargestellt, der insgesamt mit der Bezugsziffer 10 versehen ist. Weiterhin zeigt die Darstellung ein Rail 12 mit einem Sensor 14 zur Erfassung des Raildrucks, der mit einem Druckregelventil 16 gekoppelt ist, einen Tank 18 und eine Zumesseinheit 20 mit einem Hochdruckventil 22. Mittels der Zumesseinrichtung 20 wird Kraftstoff unter Druck aus dem Tank 18 in das Rail 12 gefördert. Der Druck in dem Rail 12 wird mit dem Sensor 14 erfasst und kann mit dem Druckregelventil 16 geregelt werden.
Der Injektor 10 umfasst eine Düse 30, eine Düsennadel 32, ein Steuer- bzw. Servoven- til 34, in dem ein Steuerraum 36 vorgesehen ist. Zum Einspritzen (Pfeil 38) von Kraftstoff in einen Brennraum 40 wird das Servoventil 34 betätigt, wobei die Steuermenge aus dem Steuerraum 36 über einen Rücklauf 44 zurückfließt. Anschließend erfolgt die Einspritzung 38 in den Brennraum 40. Der dazu benötigte Kraftstoff wird über eine Zuleitung 42 dem Rail 12 entnommen. Dabei wird neben einer Injektorleckage sowohl die Einspritzmenge als auch die Steuermenge dem Rail 12 entnommen.
Das vorgestellte Verfahren ermöglicht es nunmehr, eine Differenzierung von Einspritzmenge und Steuermenge vorzunehmen. Für die Messung der Steuermenge wird dabei typischerweise ein geeigneter Betriebszustand des Injektors 10 gewählt. Bei 4-Takt- Motoren eignet sich hierfür bspw. der Gaswechseltakt des Zylinders, da während dieser Zeit der Injektor 10 keine Einspritzungen tätigen muss. Während einer solchen "Einspritzpause" des Injektors 12, wird der Injektor 10 durch ein bspw. Software gestütztes Verfahren so kurz angesteuert, dass eine Steuermenge des Servoventils 34 rückfließt, aber die Düse 30 des Injektors
10 nicht öffnet. Der durch die Steuermenge hervorgerufene Druckabfall in der Injektorzuleitung 42 bzw. im Rail 12 bzw. Injektor 10 wird bei einer Ausführung des Verfahrens mit dem Sensor 14 detektiert. Der auf diese Weise bestimmte Druckabfall kann in einem Steuergerät in eine Kraftstoffsteuermenge umgerechnet werden. Durch eine mehrfache An- steuerung, typischerweise bei einer hohen Frequenz, erhält man einen erhöhten Druckabfall, der anschließend detektiert und auf eine einzelne Steuermenge umgerechnet werden kann. Somit ist eine erhöhte Genauigkeit des Verfahrens zu erreichen. Dabei vereinfacht sich das Verfahren, wenn der Messvorgang innerhalb einer Förderpause der Hochdruckpumpe durchgeführt wird.
In einer alternativen Ausgestaltung des Verfahrens wird der durch die Steuermenge hervorgerufene Druckabfall in der Injektorzuleitung 42 bzw. im Rail 12 bzw. im Injektor 10 mittels des Raildruckreglers bzw. einer Druckregeleinrichtung, vorzugsweise mit Hilfe der Zumesseinheit 20 und/oder des Druckregelventils 16, ausgeglichen.
Über einen Ausgang 50 des Druckregelventils 16 bzw. eine Stellung der Zumesseinheit 20 kann die nachgeförderte Menge bestimmt werden. Wird das Verfahren einmal mit und einmal ohne sogenannten Blank-Shot (keine Einspritzmenge) vorgenommen, kann die Steuermenge eines einzelnen Injektors 10 bestimmt werden. Um die Genauigkeit des Verfahrens zu erhöhen, kann der Injektor 10 ebenso mehrfach kurz hintereinander angesteuert werden und der Kraftstoffnachförderbedarf dieser Summensteuermenge detektiert werden, der anschließend auf eine einzelne Steuermenge umgerechnet werden kann.
Das beschriebene Messverfahren kann injektorindividuell und bei verschiedenen, vorher definierten Raildrücken durchgeführt werden. Die Steuermenge ist u.a. eine Funktion des Raildrucks.
Die so ermittelten injektorindividuellen Steuermengen können in einem Steuergerät in einem Kennfeld abgespeichert. Die vorstehend beschriebenen Funktionalitäten können anschließend auf diese Lernwerte zurückgreifen.
In einer weiteren Ausführung des Verfahrens kann die Testansteuerdauer des Injektors 10 immer weiter erhöht werden, bis der Injektor 10 eine Steuermenge freigibt und bei weiterer Erhöhung der Ansteuerdauer der Injektor 10 öffnet und eine Einspritzung 38 vorliegt. Weist der zugehörige detektierte Kraftstoffnachförderbedarf des Druckregelventils 16 bzw. Zumesseinheit 20 beim Übergang von Nullmenge zu Steuermenge und/oder von Steuermenge zu Steuermenge + Einspritzmenge ein signifikantes Merkmal im Nachförderbedarf auf, kann die zugehörige Ansteuerdauer, bei der der Injektor 10 erstmals öffnet gelernt und in Kennfeldern gespeichert werden. Somit ist eine Korrektur des Ansteuerdauerkennfeldes des Injektors 10 möglich.
Das beschriebene Verfahren kann mit einer Software durchgeführt werden. Es zeichnet sich dadurch aus, dass bspw. der Injektor 10 in einem Betriebszustand elektrisch angesteuert wird, in dem keine Einspritzung 38 erforderlich ist, wie dies z. B. bei einem Gaswechseltakt der Fall ist. Weiterhin kann es sich um eine Mehrzahl an sehr kurzen Ansteuerungen handeln.
Das vorgestellte Verfahren wird insbesondere bei servounterstützten Injektoren verwendet, bei denen mindestens ein Drucksensor im Rail oder Injektor oder in einer Injektorzuleitung sowie eine Raildruckregeleinheit vorhanden ist.
In Figur 2 ist in einem Flussdiagramm ein möglicher Ablauf des beschriebenen Verfahrens wiedergegeben. In einem ersten Schritt 100 erfolgt eine kurze Ansteuerung des Injektors. Dabei ist darauf zu achten, dass die Ansteuerdauer so kurz gewählt ist, dass keine Einspritzung in den Brennraum erfolgt. Durch die für die kurze Ansteuerung erforderliche Steuermenge erfolgt ein Druckabfall im Rail (Schritt 102), der in einem weiteren Schritt 104 mit der Druckmesseinheit erfasst wird. Es wird in einem abschließenden Schritt 106 festgestellt, wie viel Kraftstoff dem Rail zugeführt werden muss, um diesen Druckabfall auszugleichen. Diese Kraftstoffmenge entspricht der Steuermenge.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Bestimmen einer Steuermenge eines Injektors (10), insbesondere eines Injektors (10) in einem Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs, bei dem der Injektor (10) über einen Zeitraum angesteuert wird, der ausreichend kurz ist, so dass noch keine Einspritzung (38) von Kraftstoff in einen Brennraum (40) erfolgt, und dass ein Systemverhalten folgt, das ein Rückfließen der Steuermenge bewirkt, wobei auf Grundlage des Abfalls des Drucks die Steuermenge bestimmt wird. 2. Verfahren nach Anspruch 1 , bei dem der Abfall gemessen wird und aus dem gemessenen Abfall die Steuermenge berechnet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , bei dem über den Ausgleich des Abfalls des Drucks die Steuermenge bestimmt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Steuermenge mittels einer Druckregeleinrichtung, die zum Ausgleich des Abfalls des Drucks verwendet wird, bestimmt wird. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der Druck in dem Injektor (10) gemessen wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der Druck in dem Rail (12) gemessen wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der Druck in der Leitung (42) gemessen wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem der Wert der ermittelten Steuermenge in einem Kennfeld hinterlegt wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, das während eines Gaswechseltakts eines Zylinders oder wenn kein Momentenwunsch vorliegt durchgeführt wird.
Anordnung zum Bestimmen der Steuermenge eines Injektors (10), insbesondere eines Injektors (10) in einem Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs, die dazu ausgelegt ist, den Injektor (10) über einen Zeitraum anzusteuern, der ausreichend kurz ist, so dass noch keine Einspritzung (38) von Kraftstoff in einen Brennraum (40) erfolgt, und dass ein Abfall eines Drucks durch ein Rückfließen der Steuermenge bewirkt wird, wobei die Anordnung weiterhin dazu ausgelegt ist, auf Grundlage des Abfalls des Drucks die Steuermenge zu bestimmen.
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