WO2002008598A1 - Verfahren zur ansteuerung eines einspritzventils zur kraftstoffeinspritzung in einen verbrennungsmotor - Google Patents

Verfahren zur ansteuerung eines einspritzventils zur kraftstoffeinspritzung in einen verbrennungsmotor Download PDF

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fuel
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Juergen Boss
Marcus Parche
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Robert Bosch Gmbh
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Definitions

  • the invention is based on a method for controlling an injection valve for fuel injection into an internal combustion engine according to the preamble of the main claim.
  • Methods for controlling injection valves for fuel injection are already known.
  • the injection valve in a pump-nozzle unit is controlled by an electromagnetically driven actuator.
  • the switching valve driven by the actuator can only assume two end positions. The switching valve can thus only open or close the control channel for the fuel supply.
  • the amount of fuel to be injected can be controlled with sufficient accuracy.
  • the amount of fuel delivered increases to a great extent and cannot be reduced to the desired extent by design measures. In addition to increased consumption, this also results in an unfavorable composition of the exhaust gas.
  • the main claim has the advantage that a desired smallest controllable amount of fuel can be injected even at high speeds.
  • This is advantageously achieved in that the opening cross section for the fuel return between the two end positions of the switching valve can be set as desired. This results in the effect of a variable throttle, by means of which the injection quantity can be controlled.
  • control signal for the actuator can be shaped as a function of the engine speed.
  • the control voltage at low speed can be chosen so high that the switching valve rests firmly on its valve seat, so that no fuel can flow back.
  • the switching valve is lifted off the valve seat with increasing speed, so that more or less fuel can escape. In this way, the
  • Opening cross-section can be adjusted depending on the engine speed.
  • an actuator with a piezoelectric material appears to be particularly suitable, which changes in length depending on the control voltage applied.
  • the change in length can be translated by means of a hydraulic coupler and used advantageously to control the switching valve. It is also favorable to gradually change the control voltage in order to prevent the switching valve from oscillating and thus to avoid an uncertainty in the injection quantity.
  • the oscillation is avoided if the switching valve is held in an intermediate position for a predetermined period of time before the control voltage is changed in order to bring the switching valve into a further intermediate position or the desired position for operation with the switching valve open.
  • the activation period of the activation voltage is advantageously extended, since the start of delivery after reaching the placement of the switching valve on the
  • the injection duration can be extended by extending the applied control voltage and the injection quantity can thus be increased.
  • Injection cycle is used in a multiple injection, so that there is a simple program flow. In this way, pre-injections, main injections and post-injections can be controlled very easily.
  • FIG. 1 shows a sectional view of an injection valve
  • FIG. 2 shows a diagram for a control voltage for a single injection
  • FIG. 3 shows a second diagram for a control voltage
  • FIGS. 4.1 to 4.4 show diagrams for a multiple injection.
  • FIG. 1 shows a cross section of an injection valve 1 of a pump-nozzle unit (PDE), in which a piezoelectric actuator 2 controls a switching valve 5 via a hydraulic coupler 4.
  • PDE pump-nozzle unit
  • the inventive method is based on the idea of driving the pump unit 6 at high speeds so that the switching valve 5 does not abut the valve seat 7, but rather forms a certain opening cross section 8 with the valve seat 7.
  • the switching valve 5 is in the so-called ballistic mode and forms a throttle cross section that is sufficiently small for a pressure build-up required for the injection. In this way, a faster shutdown or injection end can be achieved and thus smaller injection quantities can also be realized.
  • FIG. 2 now shows a voltage diagram for the control voltage Ua as a function of the time t.
  • the drive voltage is raised from a value U0 at time tO to voltage Ul at time tl.
  • the switching valve 5 thereby goes into an intermediate position at a first level and remains there until the time t2.
  • the time period t2-tl is required to prevent the switching valve 5 from oscillating during the movement (calming phase).
  • the switching valve 5 forms with the valve seat 7 a first cross section, over which the fuel under the high pressure Pl can still flow partially.
  • the control voltage for the actuator 2 is increased to the value U2, so that the switching valve 5 is seated on the valve seat 7.
  • the opening cross section 8 has then become 0.
  • the injection takes place between the voltage values U1 and U2 or between the times t2 and t3.
  • the control voltage UA is now withdrawn until it drops to the value 0 at time t4. This opens the opening cross section 8, so that the injection process is ended due to the pressure drop and the decreasing pump pressure.
  • the control voltage Ua is shown in FIG. 3. Up to the time t2, the sequence is identical to that in FIG. 2. The control voltage is first raised to a first level U1 and then increased to the value U2 at the time t2 and forms the second level b, which is above the first level a lies. In the second level b, the switching valve 5 is already on the valve seat 7. If the voltage is increased, for example to the value U3 (position c), the switching valve 5 is pressed even more firmly onto the valve seat 7. With a further increase, for example up to the voltage U4, the opening cross section 8 is completely closed and a sealing force acts on the valve needle or seat, which is determined by the coupler pressure and the valve area. This operating state is preferably provided for the lower speed range.
  • the Shutter time extended accordingly, in this case from time t4 to time t5. Only then is the voltage reduced and the actuator 2 discharged. In this case too, the start of delivery FB always begins at the second level b, c or d, in this case at time t4 when the pressure is sufficient. The delivery period is then until the control voltage is reduced, the actuator 2 has discharged and consequently the switching valve 5 has become detached from the valve seat 7.
  • FIGS. 4.1 to 4.4 show control curves for multiple injection of injector 1.
  • FIGS. 4.1. to 4.4 modified injection methods for a pre-injection VE and a subsequent main injection HE proposed.
  • a pre-injection VE and then a main injection HE are now provided.
  • the drive voltage is raised from the value 0 V to the value Ul to a first level.
  • the switching valve 5 is already in ballistic operation and forms a larger opening cross-section 8.
  • the control voltage Ua is kept at this level for a certain time, so that the free-floating valve needle of the switching valve 5 can calm down. This is followed by a voltage increase to the value U2 in accordance with an increase in the stroke of the switching valve 5 or a reduction in the throttle cross section through the
  • Figure 4.2 shows an alternative way of forming the main injection.
  • the voltage U2 is now not reduced to the value 0V, but only to the value Ul of the first level.
  • the control voltage Ua is then raised to the value U2, so that the main injection HE now begins. Only then is the voltage reduced to 0 V.
  • This variant has the advantage that very short time intervals between the pre-injection and the main injection are possible, since the actuator is not from 0 V but from the voltage Ul new is charged.
  • the injection behavior or the control of the main injection corresponds to that of the pre-injection.
  • FIG. 4.1 a variant is shown in FIG. 4.3, in which the voltage U2 is increased above the start of delivery for the main injection HE in order to hold the switching valve 5 firmly on the valve seat 7. This extends the injection duration.
  • the voltage U2 is limited to a maximum value Umax in order to avoid damage to the switching valve 5, the actuator 2 or the control circuit.
  • the characteristic curves shown in dashed lines show different variants for extending the control voltage at level U2.

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Abstract

Erfindungsgemäss wird ein Verfahren zur Ansteuerung eines Einspritzventils zur Kraftstoffeinspritzung in einem Verbrennungsmotor vorgeschlagen, bei dem das Ansteuersignal zur Bildung einer vorgegebenen kleinsten kontrollierbaren Kraftstoffmenge derart ausgebildet ist, dass das ein Schaltventil (5) einen Öffnungsquerschnitt (8) mehr oder weniger weit freigibt. Je höher die Drehzahl ist, um so grösser wird der Öffnungsquerschnitt (8) ausgebildet, um die geförderte Kraftstoffmenge abzubauen bzw. um die eingespritzte Menge möglichst klein und genau zu dosieren. Bei niedriger Drehzahl wird der Öffnungsquerschnitt (8) entsprechend geschlossen. Die Regelung erfolgt mit einem Aktor (2), der ein piezoelektrisches Element aufweist. Dadurch ist es möglich, das Ansteuersignal mittels einer Ansteuerspannung (Ua) zu bilden und das Schaltventil (5) in Öffnungsquerschnitte (8) zu bringen.

Description

Verfahren zur Ansteuerung eines Einspritzventils zur Kraftstoffeinspritzung in einen Verbrennungsmotor
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Ansteuerung eines Einspritzventils zur Kraftstoffeinspritzung in einen Verbrennungsmotor nach der Gattung des Hauptanspruchs . Verfahren zur Ansteuerung von Einspritzventilen für die Kraftstoffeinspritzung sind schon bekannt. Beispielsweise wird bei der Direkteinspritzung das Einspritzventil bei einer Pumpe-Düse-Einheit von einem elektromagnetisch angetriebenen Aktor gesteuert. Ungünstig ist dabei, daß das von dem Aktor angetriebene Schaltventil nur 2 Endstellungen einnehmen kann. Das Schaltventil kann somit lediglich den Steuerkanal für die Kraftstoffzufuhr öffnen oder schließen. In vielen Fällen, insbesondere im unteren Drehzahlbereich kann damit die einzuspritzende Kraftstoffmenge hinreichend genau gesteuert werden. Bei hoher Drehzahl nimmt jedoch die geförderte Kraftstoffmenge in hohem Maße zu und kann durch konstruktive Maßnahmen nicht in gewünschtem Maße reduziert werden. Dadurch entsteht neben einem erhöhten Verbrauch auch eine ungünstige Zusammensetzung des Abgases. Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Ansteuerung eines Einspritzventils zur Kraftstoffeinspritzung in einen Verbrennungsmotor mit den kennzeichnenden Merkmalen des
Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß auch bei hohen Drehzahlen eine gewünschte kleinste kontrollierbare Menge an Kraftstoff einspritzbar ist. Das wird vorteilhaft dadurch erreicht, daß der Öffnungsquerschnitt für den Kraftstoffrücklauf zwischen den beiden Endstellungen des Schaltventils beliebig eingestellt werden kann. Dadurch ergibt sich die Wirkung einer veränderbaren Drossel, über die die Einspritzmenge steuerbar ist.
Durch die in den Ansprüchen angegebenen Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Verfahrens möglich. Besonders vorteilhaft ist dabei, daß das Ansteuersignal für den Aktor in Abhängigkeit von der Motordrehzahl formbar ist. So kann die Ansteuerspannung bei niedriger Drehzahl so hoch gewählt werden, daß das Schaltventil fest an seinem Ventilsitz aufliegt, so daß kein Kraftstoff zurückfließen kann. Andererseits wird das Schaltventil mit steigender Drehzahl vom Ventilsitz abgehoben, so daß mehr oder weniger viel Kraftstoff austreten kann. Auf diese Weise kann der
Öffnungsquerschnitt in Abhängigkeit von der Motordrehzahl angepaßt werden.
Als besonders geeignet erscheint dazu ein Aktor mit einem piezoelektrischen Material, der sich in Abhängigkeit von der angelegten Ansteuerspannung in seiner Länge ändert. So kann die Längenänderung mittels eines hydraulischen Kopplers übersetzt und zur Steuerung des Schaltventils vorteilhaft verwendet werden. Günstig ist weiterhin, die Ansteuerspannung stufenweise zu verändern, um ein Schwingen des Schaltventils und damit eine Unsicherheit in der Einspritzmenge zu vermeiden. Insbesondere wird das Schwingen vermieden, wenn das Schaltventil für eine vorgegebene Zeitspanne in einer Zwischenstellung gehalten wird, bevor die Ansteuerspannung geändert wird, um das Schaltventil in eine weitere Zwischenstellung oder die Sollstellung für den Betrieb mit geöffnetem Schaltventil zu bringen.
Um nach Erreichen der maximalen Ansteuerung und damit einem Aufsetzen des Schaltventils auf Ventilsitz die Fördermenge zu erhöhen, wird vorteilhaft die Anschaltdauer der AnsteuerSpannung verlängert, da der Förderbeginn nach Erreichen des Aufsetzens des Schaltventils auf den
Ventilsitz startet, kann durch Verlängern der angelegten Ansteuerspannung die Einspritzdauer verlängert und die Einspritzmenge somit vergrößert werden.
Als besonders günstig wird angesehen, wenn dieser
Einspritzzyklus bei einer Mehrfacheinspritzung angewendet wird, so daß sich ein einfacher Programmablauf ergibt. Auf diese Weise können sehr einfach bspw. Vor-, Haupt- und Nacheinspritzungen gesteuert werden.
Die Anwendung des Verfahrens bei einem Einspritzventil mit einer mechanisch angetriebenen Pumpeneinheit ergibt eine hohe Flexibilität in der Steuersystematik, insbesondere wenn die Steuerung in Form eines Softwareprogramms realisiert ist.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Figur 1 zeigt ein Schnittbild eines Einspritzventils, Figur 2 zeigt ein Diagramm für eine Ansteuerspannung bei einer Einfacheinspritzung, Figur 3 zeigt ein zweites Diagramm für eine Ansteuerspannung und die Figuren 4.1 bis 4.4 zeigen Diagramme für eine Mehrfacheinspritzung .
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Figur 1 zeigt einen Querschnitt eines Einspritzventils 1 einer Pumpe-Düse-Einheit (PDE) , bei der ein piezoelektrischer Aktor 2 über einen hydraulischen Koppler 4 ein Schaltventil 5 steuert. Beim Anlegen einer Ansteuerspannung Ua an die Klemmen +,- an den Aktor 2 bewegt sich bei befülltem Koppler 4 das Schaltventil 5 zwischen zwei Endstellungen, wobei der Abstand des Schaltventils 5 zu einem Ventilsitz 7 den Querschnitt für den Kraftstoffrücklauf bildet. Diese Querschnittfläche bildet eine Drossel, über die mehr oder weniger unter Hochdruck stehender Kraftstoff abfließen kann. Der Hochdruck Pl wird von einer Pumpeneinheit 6 erzeugt, die vorzugsweise mittels eines Pumpenstößels A mechanisch angetrieben wird. Durch den von der Pumpeneinheit 6 erzeugten Hochdruck entsteht an einer Düsennadel 3 eine hohe Kraft, die gegen einen Federdruck die Düsennadel nach oben schiebt und dabei die
Düsenöffnung freigibt, so daß der Kraftstoff austreten kann. Ist der Hochdruck Pl abgefallen, schließt die Düsennadel 3 automatisch die Ventilöffnung, so daß die Einspritzung dann unterbrochen ist. Durch die Steuerung des Öffnungsquerschnitts 8 mit Hilfe der Ansteuerspannung Ua gelingt es, eine kleinste kontrollierbare Menge an Kraftstoff über den gesamten Drehzahlbereich des Verbrennungsmotors zu steuern. Eine Ansteuerung des Aktors 2 mit einer Ansteuerspannung Ua, die beispielsweise dreieck-, sinusförmig oder mit ähnlichen Funktionen aufgebaut ist, bringt nur bei niedrigeren Drehzahlen zufriedenstellende Ergebnisse bezüglich der kleinsten kontrollierbaren Menge (KKM) . Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, die Ansteuerspannung entsprechend den Diagrammen der Figuren 2 bis 4 zu modifizieren, um auch im oberen Drehzahlbereich eine sehr kleine kontrollierbare Menge einzuspritzenden Kraftstoffs zu ermöglichen. Natürlich sind die in den Zeichnungen angegebenen Ansteuerkurven auch modifizierbar, um die erfindungsgemäßen Voteile zu erlangen.
Dem erfindungsgemäßen Verfahren liegt die Idee zugrunde, bei großen Drehzahlen die Pumpeneinheit 6 so anzusteuern, daß das Schaltventil 5 nicht am Ventilsitz 7 anliegt, sondern einen gewissen Öffnungsquerschnitt 8 mit dem Ventilsitz 7 bildet. Das Schaltventil 5 befindet sich im sogenannten ballistischen Betrieb und bildet einen Drosselquerschnitt, der für einen zur Einspritzung erforderlichen Druckaufbau ausreichend klein ist. Somit kann eine schnellere Absteuerung bzw. Spritzende erreicht und damit auch kleinere Einspritzmengen realisiert werden. Allerdings ist zur
Bildung einer definierten Einspritzmenge erforderlich, daß sich das Schaltventil 5 frei schwebend in einer festen Zwischenposition befindet, um die Einspritzmenge mit hinreichender Genauigkeit zu gewährleisten.
Figur 2 zeigt nun ein Spannungsdiagramm für die Ansteuerspannung Ua in Abhängigkeit von der Zeit t. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Ansteuerspannung von einem Wert U0 zum Zeitpunkt tO auf die Spannung Ul zum Zeitpunkt tl angehoben. Das Schaltventil 5 geht dadurch in eine Zwischenstellung auf ein erstes Niveau und verharrt dort bis zum Zeitpunkt t2. Die Zeitdauer t2 - tl ist erforderlich, um ein Schwingen des Schaltventils 5 während der Bewegung zu verhindern (Beruhigungsphase) . Durch das Niveau 1 bildet das Schaltventil 5 mit dem Ventilsitz 7 einen ersten Querschnitt, über den der unter dem Hochdruck Pl stehende Kraftstoff noch teilweise abfließen kann. Je weiter sich nun das Schaltventil 5 in Richtung auf den zweiten Sitz 7 hinbewegt, um so höher steigt der Druck Pl im Hochdruckkanal, bis es schließlich zum Einspritzvorgang kommt.
Nach der Beruhigung der Ventilnadel des Schaltventils 5 wird die Ansteuerspannung für den Aktor 2 auf den Wert U2 erhöht, so daß das Schaltventil 5 auf den Ventilsitz 7 aufsetzt. Der Öffnungsquerschnitt 8 ist dann zu 0 geworden. Die Einspritzung erfolgt zwischen den Spannungswerten Ul und U2 bzw. zwischen den Zeiten t2 und t3. Die Ansteuerspannung UA wird nun zurückgenommen, bis sie zum Zeitpunkt t4 auf den Wert 0 fällt. Dadurch öffnet sich der Öffnungsquerschnitt 8, so daß aufgrund des auftretenden Druckabfalls und des nachlassenden Pumpendrucks der Einspritzvorgang beendet wird.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Steuerkurve der
Ansteuerspannung Ua zeigt Figur 3. Bis zum Zeitpunkt t2 ist der Ablauf identisch mit dem der Figur 2. Die Ansteuerspannung wird zunächst auf ein erstes Niveau Ul angehoben und dann auf den Wert U2 zum Zeitpunkt t2 erhöht und bildet das zweite Niveau b, das über dem ersten Niveau a liegt. Im zweiten Niveau b liegt das Schaltventil 5 bereits auf dem Ventilsitz 7 an. Wird die Spannung erhöht, bspw. auf den Wert U3 (Position c) dann wird das Schaltventil 5 noch fester auf den Ventilsitz 7 gepreßt. Bei weiterer Erhöhung bspw. bis zur Spannung U4 ist der Öffnungsquerschnitt 8 vollkommen geschlossen und auf die Ventilnadel bzw. den -sitz wirkt eine Dichtkraft, die durch den Kopplerdruck und die Ventilfläche bestimmt wird. Dieser Betriebszustand ist bevorzugt für den unteren Drehzahlbereich vorgesehen. Soll nun die Fördermenge vergrößert werden, dann wird die Verschlußzeit entsprechend verlängert, in diesem Fall von der Zeit t4 bis zur Zeit t5. Erst danach wird die Spannung abgebaut und der Aktor 2 entladen. Auch in diesem Fall beginnt der Förderbeginn FB stets auf dem zweiten Niveau b, c oder d, in diesem Fall zum Zeitpunkt t4, wenn der Druck ausreichend ist. Die Förderdauer ist dann solange, bis die Ansteuerspannung heruntergesetzt, der Aktor 2 sich entladen hat und folglich das Schaltventil 5 sich vom Ventilsitz 7 gelöst hat.
Die Figuren 4.1 bis 4.4 zeigen Steuerkurven für eine Mehrfacheinspritzung des Einspritzventils 1. Insbesondere werden in den Figuren 4.1. bis 4.4 modifizierte Einspritzverfahren für eine Voreinspritzung VE und eine nachfolgende Haupteinspritzung HE vorgeschlagen. In alternativer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, auch weitere Einspritzungen innerhalb eines Einspritzzyklus vorzusehen. Diese Mehrfacheinspritzungen haben den Vorteil, daß mehrere kleine Mengen im gesamten Betriebsbereich für die Vor- und Haupteinspritzung erreichbar sind. Die
Funktionalität, die bisher nur im unteren Drehzahlbereich vorhanden war, kann nun auch bei großen Drehzahlen verwendet werden. Dabei ist besonders vorteilhaft, daß die Realisierung ohne zusätzliche konstruktive Änderungen am Einspritzventil oder der Pumpe möglich sind. Die Änderungen der Ansteuerstrategie erfolgen nur über ein Softwareprogramm, daß in einem entsprechenden Steuergerät gespeichert ist. Für dieses Softwareprogramm muß lediglich der betrachtete Betriebsbereich entsprechend angepaßt werden. Wie bereits bei der Einfacheinspritzung dargelegt wurde, liegt bei der Mehrfacheinspritzung die Überlegung zugrunde, daß bei großen Drehzahlen das Schaltventil 5 nicht vollständig geschlossen ist und sich im ballistischen Betrieb befindet. Somit wird ein Öffnungsquerschnitt 8 erzeugt, der als Drosselquerschnitt wirksam wird aber so eng ist, daß er den für die Einspritzung erforderlichen Druckaufbau ermöglicht.
Entsprechend der Figur 4.1 ist nun eine Voreinspritzung VE und anschließend eine Haupteinspritzung HE vorgesehen. Auch in diesem Fall wird die Ansteuerspannung von dem Wert 0 V auf den Wert Ul auf ein erstes Niveau angehoben. Im ersten Niveau befindet sich das Schaltventil 5 bereits im ballistischen Betrieb und bildet einen größeren Öffnungsquerschnitt 8. Die Ansteuerspannung Ua wird für eine gewisse Zeit auf dieses Niveau gehalten, so daß sich die freischwebende Ventilnadel des Schaltventils 5 beruhigen kann. Danach erfolgt eine Spannungserhöhung auf den Wert U2 entsprechend einer Hubvergrößerung des Schaltventils 5 bzw. einer Verkleinerung des Drosselquerschnittes durch die
Verkleinerung des Öffnungsquerschnitts 8. Nun erfolgt die Einspritzung. Nach dem Ende der ersten Einspritzung, der sogenannten Voreinspritzung VE wird die Spannung auf 0 gesetzt und das Schaltventil 5 fährt nun auf den Hub 0 zurück und gibt so den größtmöglichen Öffnungsquerschnitt 8 frei. Anschließend erfolgt ein neuer Zyklus für die zweite Einspritzung, der Haupteinspritzung HE. In Figur 4.1 entspricht diese dem Verlauf der Voreinspritzung VE.
Figur 4.2 zeigt eine alternative Möglichkeit für die Bildung der Haupteinspritzung. Nachdem die Voreinspritzung VE erfolgt ist, wird nun die Spannung U2 nicht auf den Wert 0V, sondern nur auf den Wert Ul des ersten Niveaus abgesenkt. Nach einer gewissen Beruhigungsphase des Schaltventils 5 erfolgt dann eine Anhebung der Ansteuerspannung Ua auf den Wert U2, so daß nun die Haupteinspritzung HE beginnt. Erst danach wird die Spannung auf 0 V abgesenkt. Diese Variante hat den Vorteil, daß sehr kurze zeitliche Abstände zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung möglich sind, da der Aktor nicht von 0 V sondern von der Spannung Ul neu aufgeladen wird. Das Einspritzverhalten bzw. die Ansteuerung der Haupteinspritzung entspricht der der Voreinspritzung.
Will man nun für die Haupteinspritzung größere Mengen einspritzen, dann erfolgt dies zweckmäßiger Weise durch eine Verlängerung der eingeschalteten Ansteuerspannung auf dem zweiten Niveau. Entsprechend zur Figur 4.1 ist in Figur 4.3 eine Variante dargestellt, bei der für die Haupteinspritzung HE die Spannung U2 über den Förderbeginn erhöht wird, um das Schaltventil 5 fest auf dem Ventilsitz 7 zu halten. Dadurch verlängert sich die Einspritzdauer. Die Spannung U2 wird auf einen Maximalwert Umax begrenzt, um Schäden am Schaltventil 5, dem Aktor 2 oder der Steuerschaltung zu vermeiden. Die gestrichelt dargestellten Kennlinien zeigen verschiedene Varianten für die Verlängerung der Ansteuerspannung auf dem Niveau U2.
Entsprechendes gilt für die Figur 4.4, die eine Weiterentwicklung der Figur 4.2 darstellt. Auch hier wird zur Vergrößerung der Fördermenge die Einschaltdauer für die AnsteuerSpannung Ua erhöht bzw. verlängert. Wie zu Figur 4.3 wird auch hier ab der Spannung Umax die Förderdauer für den Kraftstoff erhöht. Die Spannung zwischen dem Wert U2 und Umax dient lediglich dazu, den Druck auf das Schaltventil 5 zu erhöhen und damit die Dichtkraft des Schaltventils 5 zu vergrößern. Die Spannung U2 wird dabei so gewählt, dass sie größer ist als die Spannung z. B. 180 V, die zum Öffnen des Ventils wenigstens erforderlich ist.
Als weitere Alternative ist vorgesehen, die zweite
Einspritzung HE ohne Ansteuerung auf einem Zwischenniveau durchzuführen, wenn große Mengen Kraftstoff eingespritzt werden. Da sich bei großen Mengen Kraftstoff das Schaltventil 5 immer auf den Ventilsitz 7 befindet und somit eine definierte Position hat, ist eine Beruhigungsphase nicht erforderlich. Je nach gewünschtem Betriebsdruck bzw. dem zeitlichen Abstand zwischen der Voreinspritzung VE und der Haupteinspritzung HE kann sich das Niveau zwischen beiden Einspritzungen ändern.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Ansteuerung eines Einspritzventils (1) zur Kraftstoffeinspritzung in einen Verbrennungsmotor, wobei das Einspritzventil (1) von einem elektrisch betätigten Aktor (2) angesteuert wird, der mittels eines Schaltventils (5) eine Düsennadel (3) derart ansteuert, daß in Abhängigkeit von einem Ansteuersignal (Ua) eine vorgegebene kleinste kontrollierbare Kraftstoffmenge eingespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Dosierung der einzuspritzenden Kraftstoffmenge das Ansteuersignal (Ua) derart ausgebildet wird, daß ein durch die Lage des Schaltventils (5) bestimmter Öffnungsquerschnitt (8) für den Kraftstoffrücklauf veränderbar ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ansteuersignal (Ua) wenigstens in Abhängigkeit von der Motordrehzahl formbar ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ansteuersignal (Ua) bei höheren Drehzahlen des
Verbrennungsmotors das Schaltventil (5) in eine vorgegebene Zwischenstellung mit vergrößertem Öffnungsquerschnitt (8) bringt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ansteuersignal (Ua) bei niedrigeren Drehzahlen des Verbrennungsmotors das Schaltventil (5) auf einen Ventilsitz (7) bringt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Aktor (2) ein Piezo-Aktor ist, der durch eine Ansteuerspannung (Ua) gesteuert wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerspannung (Ua) stufenweise an einen vorgegebenen Sollwert herangeführt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerspannung (Ua) ein eingestelltes Spannungsniveau für eine vorgegebene Zeitdauer hält.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß nach Erreichen der maximalen
Ansteuerspannung (Ua) zur Erhöhung der Kraftstoff- Fördermenge die Einschaltdauer der Ansteuerspannung (Ua) verlängert wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Mehrfacheinspritzung innerhalb eines Zyklus der Vorgang wiederholt wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Druckaufbau eine mit dem
Einspritzventil (1) verbundene vorzugsweise mechanisch angetriebene Pumpeneinheit (6) verwendet wird.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung des Ansteuersignais (Ua) ein Softwareprogramm verwendet wird.
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