WO2007122058A1 - Verfahren zum betrieb einer einspritzanlage - Google Patents

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WO2007122058A1
WO2007122058A1 PCT/EP2007/052911 EP2007052911W WO2007122058A1 WO 2007122058 A1 WO2007122058 A1 WO 2007122058A1 EP 2007052911 W EP2007052911 W EP 2007052911W WO 2007122058 A1 WO2007122058 A1 WO 2007122058A1
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injection
voltage
bottom voltage
piezoelectric
injection valve
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Metin Gencbay
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Robert Bosch Gmbh
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/20—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
    • F02D41/2096—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils for controlling piezoelectric injectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02D41/28—Interface circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/80—Constructional details

Definitions

  • the present invention relates to a method and a control device for operating an injection system, in particular an injection system of an internal combustion engine, with piezoelectrically controlled injection valves, wherein the injection valves are acted upon in the closed state with a base voltage and are subjected to open with a bottom voltage.
  • Generic injection systems are referred to as common-rail injection systems and used both in gasoline and diesel internal combustion engines.
  • the injection system usually comprises a piezoelectric injection valve per cylinder of the internal combustion engine.
  • An object of the present invention is therefore to provide a method and a control device for
  • the bottom voltage for each injection valve is determined from an average value of the bottom voltage and an individual correction value for the injection valve.
  • the mean value of the bottom voltage (mean value over several piezoelectric injection valves of an internal combustion engine) can, for. B. from a desired injection quantity and a stored in a control unit associated mean bottom voltage can be determined.
  • the mean bottom voltage can be z. B. can be determined in the experiment on a large number of piezoelectric injectors and stored as a type-specific value in the control unit.
  • the correction value comprises a correction factor, wherein the
  • Bottom voltage for each injector from the multiplied by the correction factor mean value of the bottom voltage is determined.
  • the correction value comprises an offset, wherein the bottom voltage for each injection valve is determined from the mean value of the bottom voltage added with the offset.
  • the correction value can be specific to the operating point, so different correction values (correction factor or offset) can be stored in the control unit for different mean values of the bottom voltage (and thus different setpoint injection quantities).
  • a computer program with program code for carrying out all steps according to a method according to the invention when the program is executed in a computer, and by a control unit for operating an injection system, in particular an injection system of an internal combustion engine, with piezoelectrically controlled injection valves, the injection valves being closed when closed was subjected to a base voltage and are subjected to open with a bottom voltage, characterized in that the bottom voltage is adjusted individually for each injection valve.
  • FIG. 2 shows a sketch of the injection quantity over the bottom voltage for a plurality of piezoelectric injection valves
  • FIG. 1 shows the drive voltage U A ⁇ of a piezoelectric injection valve over time t.
  • the drive voltage U AH is indicated in volts, the time t is plotted in microseconds ⁇ s.
  • the drive voltage U AH is the voltage applied to the piezoelectric element. It is assumed here by a piezoelectric injection valve (piezo injector) with direct needle, so a piezoelectric injector, in which the valve needle is set directly by a piezoelectric actuator in motion. In direct needle control, the nozzle needle is actively driven and moved by a direct actuator.
  • the actuator is a piezoelectric actuator that controls the nozzle needle directly via a hydraulic coupler.
  • Shown in Figure 1 is the control of such a piezoelectric injector to achieve so-called very small quantities.
  • Small quantities are injected, for example, in the pre-injection of a gasoline engine in stratified operation.
  • the injection process is brought about by a constant base voltage U Ba of, for example, 190 volts is lowered to a so-called bottom voltage U Bo .
  • the injection quantity depends on the difference between the base voltage U Ba and the bottom voltage U Bo .
  • the bottom voltage U Bo is kept constant for a holding time t H and after the holding time has elapsed in the present Example of Figure 1 is constant 38 ⁇ s, again raised to the base voltage U Ba .
  • Base voltage U Ba (grad_2) are mainly determined by the capacitance of the piezo elements and the displacement current of a driver stage for driving the piezo elements and can therefore assume different values.
  • the injection quantity for achieving very small quantities is thus realized solely by regulating the bottom voltage U Bo , ie the base voltage U Ba is kept constant and the quantity is varied only by varying the
  • Bottom voltage U Bo is set. The sum of the falling edge from the base voltage U Ba to the bottom voltage U Bo and holding time t H and rising edge of the bottom voltage U Bo to the base voltage U Ba , this is minimized.
  • the voltage difference between the base voltage U Ba and bottom voltage U Bo is smaller, wherein the entire actuation period, ie, the period from the start of the decrease in the base voltage U Ba to the bottom voltage U Bo and the re-reaching the base voltage U Ba from the bottom voltage U Bo is reduced, resulting in a reduction in the injection quantity.
  • the bottom voltage U Bo can be increased until the pre-injection is completely eliminated, ie the injection quantity becomes zero.
  • the injection quantity is at constant base voltage U Ba , constant holding time t H and constant
  • the injection quantity for an injection valve can thus be represented as dependent on a single variable - the bottom voltage U Bo .
  • the injection quantity Q is plotted in cubic millimeters per injection cycle mm 3 / H (the injection process is shortened here by H as stroke) over the bottom voltage U Bo in volts for a plurality of injection valves, designated EVI to EV4.
  • EVI to EV4 the injection process is shortened here by H as stroke
  • four injectors of type PDN25B with different bottom voltages U Bo were operated at a constant base voltage of U Ba equal to 190 volts, whereby the respectively obtained injection quantity Q was measured in cubic millimeters per injection H.
  • the bottom voltage was increased in two volt increments. For each increment, fifty injection quantities Q were measured for each injection. This resulted in a stroke / stroke spread for each piezoelectric injection valve (also called an injector).
  • the piezoelectric injection valve 1 requires a bottom voltage U B0 of 86 V for an injection quantity of one cubic millimeter per injection, while the piezoelectric injection valve 4 requires a bottom voltage U Bo of 97 V for the same injection quantity.
  • the two other piezoelectric injectors Injectors 2, 3 require a voltage of about 91 V for this purpose.
  • the voltage range dU for achieving equal injection quantities of the injectors here amounts to 11 V.
  • V is an injection quantity of about 1.6 mm 3 / H. Such differences in the pilot injection quantity in different cylinders lead to an increase in emissions.
  • the bottom voltages U Bo of the various injectors are corrected injector specific. The correction is brought about by a factor K Bo or an offset C Bo .
  • the bottom voltage averaged over the four piezoelectric injectors is U Bo M 91 V.
  • the bottom voltage for the piezoelectric injector 1 at a SoIl injection quantity Q of one cubic millimeter per injection process is 87 V, so that the middle
  • U demand is the bottom voltage required to achieve the desired injection quantity at each piezoelectric injector.
  • U means is the average of all piezoelectric injection valves required to achieve the desired injection quantity bottom voltage.
  • the bottom voltage U B0 4 required for the piezoelectric injection valve for an injection quantity of 1 mm 3 / H is 97 V
  • U Demand 97 V.
  • the mean bottom voltage U average is 91 V, resulting in a correction factor K Bo 4 of 1.066 for the piezoelectric injector 4 results.
  • the offset voltage for the piezoelectric injection valve 4 is 6 V. If this injector-specific correction is now applied, the injectors are the same side of the control unit, which leads to a reduction in Ex / Ex dispersion of the pilot injection.
  • correction factors K Bo and voltage offsets C Bo which is explained using the example of a desired injection quantity Q of one cubic millimeter per injection process, must be carried out separately for each individual operating point.
  • the operating points in a range of injection quantities per injection which is used for very small amounts and therefore can be considered for equality, could each be considered step by step.
  • correction values for the individual injectors could be determined in a range of the nominal injection quantity between 0.4 cubic millimeters per injection process and 3 cubic millimeters per injection process with steps of 0.1 cubic millimeter per injection process.
  • the correction values are then, for example, as a table of a characteristic field in a
  • Control unit stored.
  • a mean correction value which is determined from correction values over a range as described above, or a correction value at a single one can be determined
  • FIG. 3 shows a flow chart of an associated working method.
  • a desired injection quantity Qs 0I i per injection process is determined. This value can be provided, for example, operating point-specific by a control unit of an internal combustion engine.
  • the mean value U _ Bo M is for the average of all bot tomposition piezoelectric injectors determined. The mean can be for a
  • step 103 Series of a piezoelectric injector as a mean setpoint, which represents the average value over a large number of identical piezoelectric injectors, be stored.
  • An individual correction factor K Bo for each piezoelectric injection valve is then determined in step 103.
  • the index (n) should clarify here that this value is determined individually for each individual piezoelectric injection valve.
  • the values can, for example, be taken from a table which is stored in a memory.
  • step 104 the value of the bottom voltage for each piezoelectric injector n is then determined as the product of the injector-specific factor K Bo (n) and the mean bottom voltage U B0 M.
  • offsets C Bo can also be determined analogously here.

Abstract

Verfahren zum Betrieb einer Einspritzanlage, insbesondere einer Einspritzanlage einer Brenn- kraftmaschine, mit piezoelektrisch angesteuerten Einspritzventilen, wobei die Einspritzventile im geschlossenen Zustand mit einer Basisspannung beaufschlagt werden und zum Öffnen mit einer Bottomspannung beaufschlagt werden. Die Bottomspannung wird für jedes Einspritzventil einzeln eingestellt.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren zum Betrieb einer Einspritzanlage
Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie ein Steuergerät zum Betrieb einer Ein- spritzanlage, insbesondere einer Einspritzanlage einer Brennkraftmaschine, mit piezoelektrisch angesteuerten Einspritzventilen, wobei die Einspritzventile im geschlossenen Zustand mit einer Basisspannung beaufschlagt werden und zum Öffnen mit einer Bottomspannung beaufschlagt werden.
Gattungsgemäße Einspritzanlagen werden als Common-Rail-Einspritzanlagen bezeichnet und sowohl bei Otto- als auch Dieselbrennkraftmaschinen verwendet. Die Einspritzanlage umfasst in der Regel ein piezoelektrisches Einspritzventil je Zylinder der Brennkraftmaschine.
Probleme des Standes der Technik
Insbesondere im Schichtbetrieb einer Otto-Brennkraftmaschine werden so genannte Kleinst- mengen im Bereich von etwa 1 mm3 je Einspritzung eingespritzt. Dabei hat sich gezeigt, dass die Streuung der Einspritzmenge zwischen den piezoelektrischen Einspritzventilen der Zylinder so groß ist, dass sich dies in einer Verringerung der Abgasqualität sowie einer Verringerung des Fahrkomforts durch größere Laufunruhe niederschlägt.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren sowie ein Steuergerät zur
Durchführung des Verfahrens bereitzustellen, die die Streuung der Einspritzmengen zwischen verschiedenen piezoelektrischen Einspritzventilen verringern.
Vorteile der Erfindung Dieses Problem wird gelöst durch ein Verfahren zum Betrieb einer Einspritzanlage, insbesondere einer Einspritzanlage einer Brennkraftmaschine, mit piezoelektrisch angesteuerten Ein- spritzventilen, wobei die Einspritzventile im geschlossenen Zustand mit einer Basisspannung beaufschlagt werden und zum Öffnen mit einer Bottomspannung beaufschlagt werden, wobei die Bottomspannung für jedes Einspritzventil einzeln eingestellt wird. Die Bottomspannung ist ein gegenüber der Basisspannung niedrigerer Spannungswert, auf den die an einem Piezoele- ment des piezoelektrischen Einspritzventils zur Erzielung von Kleinstmengen bei der Einspritzung angelegte Spannung zeitweilig abgesenkt wird.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Bottomspannung für jedes Einspritzventil aus einem Mittelwert der Bottomspannung und einem für das Einspritzventil individuellen Korrekturwert ermittelt wird. Der Mittelwert der Bottomspannung (Mittelwert über mehrere piezoelektrische Einspritzventile einer Brennkraftmaschine) kann z. B. aus einer Soll-Einspritzmenge und einer in einem Steuergerät abgelegten zugehörigen mittleren Bottomspannung ermittelt werden. Die mittlere Bottomspannung kann dabei z. B. im Versuch über eine große Anzahl piezoelektrischer Einspritzventile ermittelt werden und als typspezifischer Wert im Steuergerät abgelegt werden.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Korrekturwert einen Korrekturfaktor umfasst, wobei die
Bottomspannung für jedes Einspritzventil aus dem mit dem Korrekturfaktor multiplizierten Mittelwert der Bottomspannung ermittelt wird. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der Korrekturwert ein Offset umfasst, wobei die Bottomspannung für jedes Einspritzventil aus dem mit dem Offset addierten Mittelwert der Bottomspannung ermittelt wird.
Der Korrekturwert kann betriebspunktspezifisch sein, es können also für unterschiedliche Mittelwerte der Bottomspannung (und damit unterschiedliche Soll-Einspritzmengen) unterschiedliche Korrekturwerte (Korrekturfaktor bzw. Offset) in dem Steuergerät abgelegt sein.
Das eingangs genannte Problem wird auch gelöst durch ein Computerprogramm mit Programmcode zur Durchführung aller Schritte nach einem erfmdungsgemäßen Verfahren, wenn das Programm in einem Computer ausgeführt wird, sowie durch ein Steuergerät zum Betrieb einer Einspritzanlage, insbesondere einer Einspritzanlage einer Brennkraftmaschine, mit piezoelektrisch angesteuerten Einspritzventilen, wobei die Einspritzventile im geschlossenen Zu- stand mit einer Basisspannung beaufschlagt werden und zum Öffnen mit einer Bottomspannung beaufschlagt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Bottomspannung für jedes Ein- spritzventil einzeln eingestellt wird.
Zeichnungen
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
Figur 1 eine Skizze eines Spannungsverlaufes über der Zeit an einem piezoelektrischen
Einspritzventil;
Figur 2 eine Skizze der Einspritzmenge über der Bottomspannung für mehrere piezoelektrische Einspritzventile;
Figur 3 ein Ablaufdiagramm des Verfahrens.
Figur 1 zeigt die Ansteuerspannung UAΠ eines piezoelektrischen Einspritzventils über der Zeit t. Die Ansteuerspannung UAH ist in Volt angegeben, die Zeit t ist in Mikrosekunden μs aufgetra- gen. Die Ansteuerspannung UAH ist die Spannung, die an dem Piezoelement anliegt. Es wird hier von einem piezoelektrischen Einspritzventil (Piezoinjektor) mit direkter Nadel ausgegangen, also einem piezoelektrischen Einspritzventil, bei dem die Ventilnadel direkt von einem piezoelektrischen Aktor in Bewegung gesetzt wird. Bei der direkten Nadelsteuerung wird die Düsennadel aktiv durch ein direktes Stellelement angesteuert und bewegt. Das Stellglied ist ein piezoelektrischer Aktor, der über einen hydraulischen Koppler die Düsennadel direkt steuert.
In Figur 1 dargestellt ist die Ansteuerung eines derartigen piezoelektrischen Einspritzventiles zur Erzielung so genannter Kleinstmengen. Kleinstmengen werden beispielsweise bei der Vor- einspritzung eines Ottomotors im geschichteten Betrieb eingespritzt. Der Einspritzvorgang wird herbeigeführt indem eine konstante Basisspannung UBa von beispielsweise 190 Volt abgesenkt wird auf eine so genannte Bottomspannung UBo. Die Einspritzmenge hängt ab von der Differenz zwischen der Basisspannung UBa und der Bottomspannung UBo. Die Bottomspannung UBo wird für eine Haltezeit tH konstant gehalten und nach Ablauf der Haltezeit, die im vorliegenden Beispiel der Figur 1 konstant 38 μs beträgt, wieder auf die Basisspannung UBa angehoben. In Figur 1 sind beispielhaft drei Spannungsverläufe dargestellt mit unterschiedlichen Bottomspannungen UB0 von 30 Volt, 50 Volt sowie 70 Volt. Der Spannungsgradient ΔU/Δt beim Absenken der Spannung von der Basisspannung UBa auf die Bottomspannung UBo (grad l) sowie der Spannungsgradient ΔU/Δt beim Anheben der Spannung von der Bottomspannung UBo auf die
Basisspannung UBa (grad_2) werden hauptsächlich durch die Kapazität der Piezoelemente und den Verschiebungsstrom einer Treiberstufe zur Ansteuerung der Piezoelemente bestimmt und können daher unterschiedliche Werte annehmen. Die Einspritzmenge zur Erzielung von Kleinstmengen wird somit allein über die Regelung der Bottomspannung UBo realisiert, d. h. dass die Basisspannung UBa konstant gehalten wird und die Menge nur durch Variieren der
Bottomspannung UBo eingestellt wird. Die Summe der fallenden Flanke von der Basisspannung UBa auf die Bottomspannung UBo sowie Haltezeit tHund steigende Flanke von der Bottomspannung UBo auf die Basisspannung UBa, wird hierbei minimal gehalten. Durch das Erhöhen der Bottomspannung UBo wird der Spannungsunterschied zwischen Basisspannung UBa und Bot- tomspannung UBo kleiner, wobei die gesamte Ansteuerdauer, d. h. der Zeitraum vom Beginn der Verringerung der Basisspannung UBa auf die Bottomspannung UBo und dem Wiedererreichen der Basisspannung UBa von der Bottomspannung UBo aus, reduziert wird, was zu einer Verminderung der Einspritzmenge führt. Die Bottomspannung UBo kann soweit erhöht werden, bis die Voreinspritzung gänzlich wegbleibt, die Einspritzmenge also gleich null wird. Die Ein- spritzmenge ist bei konstanter Basisspannung UBa, konstanter Haltezeit tH sowie konstanten
Spannungsgradienten beim Absenken der Spannung bzw. Erhöhen der Spannung somit einzig von der Bottomspannung UBo abhängig. Die Einspritzmenge für ein Einspritzventil kann also als abhängig von einer einzigen Variablen - der Bottomspannung UBo - dargestellt werden.
In Figur 2 ist die Einspritzmenge Q in Kubikmillimeter pro Einspritzvorgang mm3/H (der Ein- spritzvorgang ist hier mit H wie Hub gekürzt) über der Bottomspannung UBo in Volt für mehrere Einspritzventile, die mit EVI bis EV4 bezeichnet sind, aufgetragen. Es dazu wurden vier i- dentische Injektoren des Typs PDN25B mit unterschiedlichen Bottomspannungen UBo bei einer konstanten Basisspannung von UBa gleich 190 Volt betrieben, wobei die jeweils erzielte Ein- spritzmenge Q in Kubikmillimeter pro Einspritzvorgang H gemessen wurde. Die Bottomspannung wurde in Zwei-Volt-mkrementen heraufgesetzt. Bei jedem Inkrement wurden fünfzig Einspritzmengen Q für jeden Einspritzvorgang gemessen. Daraus wurde zum einen eine Hub/Hub-Streuung für jedes piezoelektrische Einspritzventil (auch als Injektor bezeichnet) er- mittelt, zum anderen wurden Streuungen Ex/Ex zwischen den einzelnen piezoelektrischen Ein- spritzventilen ermittelt. Die Kurven der Hub/Hub-Streuung sind im unteren Bereich der Figur 2 dargestellt und mit H/H bezeichnet, die Ex/Ex- Streuungen sind aus den darüber mit EVI bis EV4 bezeichneten Kurven ablesbar. Zum einen ist aus der Darstellung der Figur 2 zu erkennen, dass die Einspritzmenge mit zunehmender Bottomspannung UBo abnimmt, zum anderen ist eine relativ große Streuung zwischen den betrachteten Einspritzventilen zu erkennen. Die Hub/Hub- Streuungen sind relativ gering, so dass diese in ihren Auswirkungen vernachlässigt werden können. Die mit den Kurven EVI bis EV4 bezeichneten Kurven der Einspritzmenge Q über der Bottomspannung UBo der im Versuch benutzten piezoelektrischen Einspritzventile gleichen Typs sind dagegen erheblich höher. Im Beispiel der Figur 2 benötigt das piezoelektrische Ein- spritzventil 1 für eine Einspritzmenge von einem Kubikmillimeter pro Einspritzung eine Bottomspannung UB0 von 86 V, das piezoelektrische Einspritzventil 4 hingegen benötigt für die selbe Einspritzmenge eine Bottomspannung UBo von 97 V. Die beiden anderen piezoelektrischen Einspritzventile 2, 3 benötigen dafür eine Spannung von etwas 91 V. Der Spannungsbe- reich dU zur Erzielung gleicher Einspritzmengen der Injektoren beträgt hier also 11 V. Werden hier alle piezoelektrischen Einspritzventile 1 bis 4 in einer Brennkraftmaschine mit der gleichen gemittelten Bottomspannung UBo von 91 V betrieben, so ergibt dies hier eine Streuung der Einspritzmenge für die vier piezoelektrischen Einspritzventile von 0,8 mm3/H. Das piezoelektrische Einspritzventil 1 erzielt bei der Bottomspannung von 91 V eine Einspritzmenge von etwa 0,8 mm3/H, das piezoelektrische Einspritzventil 4 erzielt bei einer Bottomspannung UBo von 91
V eine Einspritzmenge von etwa 1, 6 mm3/H. Derartige Unterschiede in der Voreinspritzmenge in unterschiedlichen Zylinder führen zu einer Erhöhung der Emissionen. Um die piezoelektrischen Einspritzventile nun Steuergeräte-seitig für die Kleinstmengen gleichzustellen, werden die Bottomspannungen UBo der verschiedenen Injektoren injektorspezifisch korrigiert. Die Kor- rektur wird über einen Faktor KBo oder einen Offset CBo herbeigeführt. In dem als Beispiel herausgegriffenen Betriebspunkt mit einer Soll-Einspritzmenge (Wunsch-Einspritzmenge) Q von 1 mm3/H und einem Raildruck von 800 bar beträgt die über die vier piezoelektrischen Einspritzventile gemittelte Bottomspannung UBo M 91 V. Wie aus Figur 2 unmittelbar abzulesen ist, beträgt die Bottomspannung für das piezoelektrische Einspritzventil 1 bei einer SoIl- Einspritzmenge Q von einem Kubikmillimeter pro Einspritzvorgang 87 V, so dass der mittlere
Wert der Bottomspannung UBo M mit einem Faktor von 0,9451 beaufschlagt wird, um auf die erforderliche Bottomspannung UBo von 87 V zu kommen. Dies entspricht einem Offset CBo zur gemittelten Bottomspannung von -5 V. Im Beispiel der Figur 2 benötigt das piezoelektrische Einspritzventil 4 zur Realisierung von 1 mm3/H eine höhere Bottomspannung UBo und muss daher mit einem Faktor > 1 beaufschlagt werden. Der Faktor errechnet sich allgemein zu
KBo = U_Bedarf/U_Mittel
U Bedarf ist die zur Erzielung der Soll-Einspritzmenge erforderliche Bottomspannung an jedem piezoelektrischen Einspritzventil. U Mittel ist die über alle piezoelektrischen Einspritz- ventile gemittelte zur Erzielung der Soll-Einspritzmenge erforderliche Bottomspannung. Im Beispiel der Figur 2 beträgt die für das piezoelektrische Einspritzventil benötigte Bottomspan- nung UB0 4 für eine Einspritzmenge von 1 mm3/H 97 V, U Bedarf = 97 V. Die gemittelte Bottomspannung U Mittel beträgt 91 V, woraus sich ein Korrekturfaktor KBo 4 von 1,066 für das piezoelektrische Einspritzventil 4 ergibt. Die Offsetspannung für das piezoelektrische Einspritzventil 4 beträgt 6 V. Wird diese injektorspezifϊsche Korrektur nun angewandt, so werden die Injektoren Steuergeräte-seitig gleichgestellt, was zu einer Herabsetzung der Ex/Ex- Streuung der Voreinspritzmenge führt.
Die am Beispiel einer Soll-Einspritzmenge Q von einem Kubikmillimeter je Einspritzvorgang erläuterte Ermittlung von Korrekturfaktoren KBo bzw. Spannungsoffsets CBo muss für jeden einzelnen Betriebspunkt gesondert erfolgen. Dazu könnten beispielsweise die Betriebspunkte in einem Bereich an Einspritzmengen je Einspritzung, der für Kleinstmengen genutzt wird und daher für eine Gleichstellung in Frage kommt jeweils schrittweise betrachtet werden. Beispielsweise könnte in einem Bereich der Soll-Einspritzmenge zwischen 0,4 Kubikmillimeter pro Einspritzvorgang und 3 Kubikmillimeter pro Einspritzvorgang mit Schritten von 0,1 Kubikmillimeter pro Einspritzvorgang Korrekturwerte für die einzelnen Injektoren ermittelt wer- den. Die Korrekturwerte werden dann beispielsweise als Tabelle eines Kennfeldes in einem
Steuergerät abgelegt.
Alternativ ist es möglich, einen konstanten Korrekturwert über den gesamten Bereich zu ermitteln. Dazu kann ein mittlerer Korrekturwert, der aus Korrekturwerten über einen Bereich wie zuvor geschildert ermittelt wird, bestimmt werden oder ein Korrekturwert an einem einzigen
Arbeitspunkt, beispielsweise wie anhand der Figur 2 erläutert, für den gesamten Bereich verwendet werden. In diesem Fall kann statt einer Tabelle mit mehreren betriebspunktspezifischen Werten ein einzelner Wert für jedes piezoelektrische Einspritzventil verwendet werden. Figur 3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines zugehörigen Arbeitsverfahrens. Zunächst wird in einem Schritt 101 eine Soll-Einspritzmenge Qs0Ii je Einspritzvorgang ermittelt. Dieser Wert kann beispielsweise betriebspunktspezifisch von einem Steuergerät einer Brennkraftmaschine bereitgestellt werden. Daraufhin wird in einem Schritt 102 der Mittelwert UBo_M für die mittlere Bot- tomspannung aller piezoelektrischen Einspritzventile ermittelt. Der Mittelwert kann für eine
Baureihe eines piezoelektrischen Einspritzventiles als mittlerer Sollwert, der den Mittelwert über eine große Anzahl baugleicher piezoelektrischer Einspritzventile repräsentiert, abgelegt sein. Ein individueller Korrekturfaktor KBo für jedes piezoelektrische Einspritzventil wird daraufhin in Schritt 103 ermittelt. Der Index (n) soll hier verdeutlichen, dass dieser Wert jeweils individuell für jedes einzelne piezoelektrische Einspritzventil ermittelt wird. Die Werte können beispielsweise einer Tabelle, die in einem Speicher abgelegt ist, entnommen werden. In Schritt 104 wird daraufhin der Wert der Bottomspannung für jedes piezoelektrische Einspritzventil n als Produkt aus dem Einspritzventil-spezifϊschen Faktor KBo (n) und der mittleren Bottomspannung UB0 M ermittelt. Statt der Faktoren KBo jn) können hier auch sinngemäß Offsets CBo ermit- telt werden.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Betrieb einer Einspritzanlage, insbesondere einer Einspritzanlage einer Brennkraftmaschine, mit piezoelektrisch angesteuerten Einspritzventilen, wobei die Ein- spritzventile im geschlossenen Zustand mit einer Basisspannung (UBa) beaufschlagt werden und zum Öffnen mit einer Bottomspannung (UBo) beaufschlagt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Bottomspannung (UBo) für jedes Einspritzventil einzeln eingestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bottomspannung (UBo) für jedes Einspritzventil aus einem Mittelwert der Bottomspannung (UBo) und einem für das Einspritzventil individuellen Korrekturwert (KBo) ermittelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Korrekturwert (KBo) einen Korrekturfaktor umfasst, wobei die Bottomspannung (UBo) für jedes Einspritzventil aus dem mit dem Korrekturfaktor (KBo) multiplizierten Mittelwert der Bottomspannung (UBo) ermittelt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Korrekturwert (KBo) einen Offset (CBo) umfasst, wobei die Bottomspannung für jedes Einspritzventil aus dem mit dem Offset (CBo) addierten Mittelwert der Bottomspannung (UBo) ermittelt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Korrekturwert betriebspunktspezifisch ist.
6. Computerprogramm mit Programmcode zur Durchführung aller Schritte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wenn das Programm in einem Computer ausgeführt wird.
7. Steuergerät zum Betrieb einer Einspritzanlage, insbesondere einer Einspritzanlage einer Brennkraftmaschine, mit piezoelektrisch angesteuerten Einspritzventilen, wobei die Em- spritzventile im geschlossenen Zustand mit einer Basisspannung (UBa) beaufschlagt werden und zum Öffnen mit einer Bottomspannung (UBo) beaufschlagt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Bottomspannung (UBo) für jedes Einspritzventil einzeln eingestellt wird.
PCT/EP2007/052911 2006-04-24 2007-03-27 Verfahren zum betrieb einer einspritzanlage WO2007122058A1 (de)

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