WO2010133414A1 - Method for recognizing the operating state of an injection valve - Google Patents

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WO2010133414A1
WO2010133414A1 PCT/EP2010/055350 EP2010055350W WO2010133414A1 WO 2010133414 A1 WO2010133414 A1 WO 2010133414A1 EP 2010055350 W EP2010055350 W EP 2010055350W WO 2010133414 A1 WO2010133414 A1 WO 2010133414A1
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injection valve
valve
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Klaus Joos
Ruben Schlueter
Jens Neuberg
Helerson Kemmer
Holger Rapp
Haris Hamedovic
Joerg Koenig
Anh-Tuan Hoang
Bernd Wichert
Achim Hirchenhein
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Robert Bosch Gmbh
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    • F02D41/2096—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils for controlling piezoelectric injectors

Definitions

  • the invention relates to a method for operating an injection valve, in particular an internal combustion engine of a motor vehicle, in which a component of the injection valve, in particular a valve needle, is driven by means of an electromagnetic and / or piezoelectric actuator, and wherein the at least one electrical operating variable of the actuator, in particular a Actuator voltage and / or an actuator current is evaluated to obtain information about an operating state of the injector.
  • the invention further relates to a control device for operating an injection valve.
  • DSP digital signal processor
  • the analogue evaluation according to the invention advantageously makes it possible to reduce the effort which occurs in conventional systems for digital signal evaluation, whereby a corresponding arithmetic unit of a control device carrying out the operating method is relieved.
  • an evaluation signal obtained during the analog evaluation is digitized and fed to digital further processing.
  • the outlay for digital signal processing is reduced, while advantageously an evaluation signal which has already been evaluated in the analog domain according to the invention can finally be subjected to digital signal processing.
  • the analog evaluation has at least one method step with an analog differentiation.
  • the analog evaluation according to the invention can have at least one method step with analog filtering, in particular with lowpass and / or highpass and / or bandpass filtering.
  • analog filtering in particular with lowpass and / or highpass and / or bandpass filtering.
  • Evaluation methods can also be carried out in multiple stages, for example in order to obtain higher time derivatives of the variables to be evaluated.
  • Frame of the analog evaluation according to the invention also possible and, for example, by means of a measuring resistor (shunt) and / or a Hall sensor and / or other components or circuit arrangements for StrorrWSpannungswandlung feasible.
  • a measuring resistor shunt
  • Hall sensor / or other components or circuit arrangements for StrorrWSpannungswandlung feasible.
  • an analogous evaluation in the context of the operating method according to the invention are an analog limitation and / or amplification of the signal to be evaluated.
  • an analog comparison of the signal to be evaluated with a predefinable threshold value is carried out, for example using a comparator.
  • the analog evaluation is carried out such that state transitions of an operating state of the injection valve are determined, in particular a time of lifting the valve needle from its valve seat and / or a time of impact of the valve needle on a a needle stroke limiting stroke stop and / or a time of detachment of the valve needle from the needle stroke limiting
  • the analog evaluation has at least the following steps:
  • control device has at least one analog evaluation unit for analog evaluation of electrical operating size.
  • the evaluation unit can advantageously be realized in the form of one or more analog, preferably integrated, in particular monolithically integrated, electronic circuits and integrated in a housing of the control device.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an internal combustion engine with a plurality of injection valves operated according to the invention
  • FIGS. 2a to 2c schematically show a detail view of an injection valve from FIG. 1 in three different operating states
  • FIG. 3 schematically shows a time profile of an operating variable of the injection valve from FIGS. 2a to 2c
  • FIG. 4 shows a simplified flow chart of an embodiment of the operating method according to the invention
  • FIG. 5a is a functional diagram of another embodiment of the operating method according to the invention.
  • FIG. 5b shows a functional diagram of yet another embodiment of the operating method according to the invention.
  • an internal combustion engine bears the reference numeral 10 as a whole. It comprises a tank 12, from which a delivery system 14 delivers fuel into a common rail 16. At this are several electromagnetically actuated
  • the operation of the internal combustion engine 10 is controlled or regulated by a control and regulating device 22, which is referred to below briefly as a control unit, and which, among other things, also controls the injection valves 18a to 18d.
  • FIGS. 2a to 2c schematically show the injection valve 18a according to FIG. 1 in a total of three different operating states.
  • the further injection valves 18b, 18c, 18d illustrated in FIG. 1 have a corresponding structure and functionality.
  • the injection valve 18a has an electromagnetic actuator which has a magnetic coil 26 and a magnetic armature 30 cooperating with the magnetic coil 26.
  • the magnet armature 30 is connected to a valve needle 28 of the injection valve 18 a, that it relative to the valve needle 28 is movable relative to a direction of movement of the valve needle 28 in Figure 2a with a non-disappearing mechanical clearance.
  • valve needle 28 is shown by a valve spring 36 as shown in Figure 2a with a corresponding spring force against the valve seat 38 in the region of
  • Figure 3 shows a time course of the stroke h of the valve needle 28 and the armature 30, as it results during a typical operating cycle of the injection valve 18 a. At the time t1 lifts the valve needle 28 from the
  • Valve seat 38 from, and shortly thereafter, at the time t2 it reaches a stroke h limiting upper stop. At the time t3, the valve needle 28 releases again from the upper stop, and at the time t4, the valve needle 28 meets again on its valve seat 38.
  • the stroke time curve h depicted in FIG. 3 has characteristic features, such as kinks and / or extrema and / or inflection points or the like, in particular at the points of interest t1, t2, t3, t4 which represent state transitions of the injection valve 18a via a known electromagnetic
  • the electrical operating variable for example an actuator voltage occurring at the magnetic coil 26 (FIG. 2A)
  • the electrical operating variable can be evaluated analogously by means of at least one analog evaluation unit 100, 101 (FIG. 1), compare step 200 of the flowchart depicted in FIG.
  • the evaluation signal obtained in the analog evaluation 200 is digitized, compare step 210, and the digitized evaluation signal is optionally supplied to a digital further processing 220.
  • the analog evaluation 200 according to the invention compared to conventional methods based entirely on digital signal processing, the effort required for digital signal processing in the control unit 22 is advantageously reduced, so that fewer resources of a computing unit of the control unit 22 are claimed for the evaluation. Under certain circumstances, the analogue evaluation according to the invention can even advantageously dispensed entirely with digital further processing.
  • FIG. 5a shows a functional diagram of an embodiment of the operating method according to the invention, as is carried out in the case of an actuator designed as an electromagnetic actuator.
  • the method steps of the analog evaluation described below are carried out by the analog evaluation unit 100 (FIG. 1) integrated in the control unit 22.
  • the evaluation unit 100 is realized in the form of one or more analog, preferably integrated, in particular monolithically integrated, electronic circuits which are very small and can therefore be combined directly with other electronic components of the control unit 22, for example on a common substrate.
  • a first step 201 an actuator current i flowing through the solenoid coil 26 (FIG. 2A) of the electromagnetic actuator is detected, and in the subsequent step 202, the detected actuator current i is converted into a voltage u proportional thereto, which is indicated by a measuring resistor (not shown) ) which is arranged to be flowed through by the actuator current i. Subsequently, if necessary, an analogue amplification of the voltage u by an analog voltage amplifier circuit, compare the functional block 202a, whereby an amplified voltage signal uv is obtained.
  • Aktorstroms i or derived therefrom voltage u, uv, an analog differentiation of the amplified signal uv is made in step 203, whereby at the output of the functional block 203, a differentiated voltage signal duv is obtained.
  • high-pass filtering or bandpass filtering can also take place.
  • Step 203 is followed by a further step 204 of an analog differentiation, whereby at the output of the function block 204 the second time derivative dduv of the voltage signal uv amplified by the functional block 202a is obtained.
  • high-pass filtering or bandpass filtering may also take place, preferably with different cut-off frequencies than during the processing by the preceding function block 203.
  • the signal dduv is finally fed to an analog comparator 205, which performs a threshold comparison with a predefinable threshold value.
  • a computing unit such as a microcontroller, which may be provided for example in the control unit 22 ( Figure 1) supplied to any required digital processing 220 of the invention according to previously purely analog signal evaluated enable.
  • the parameters of the analog evaluation 200 and also the threshold value of the analog comparator 205 are advantageously selected such that in the detection times t1, t2, t3, t4 described above with reference to FIG. 3, a digital switching signal is generated by the comparator 205 which is triggered by the comparator 205 digital signal processing 220 can be further evaluated.
  • the differentiated voltage signal duv can also be fed directly to the functional block 205 and / or 220, cf. the arrow 203a. If the computing unit has sufficient computing power, one or more functional blocks 204, 205 of the analog evaluation 200 can also be replaced by a corresponding digital signal processor 220.
  • the output signal uc of the comparator 205 makes it possible to determine the points of interest t1, t2, t3, t4 (FIG. 3) with respect to the stroke curve h of the valve needle / armature in the control unit 22. From this data, a digital further processing 220 in the arithmetic unit of the Control unit 22, for example, a flight time t4-t1 of the valve needle are determined, which is characteristic of an injected amount of fuel. With the information determined according to the invention, advantageously, operation of the injection valves 18a, 18b, 18c, 18d can be regulated, for example, the
  • FIG. 5b shows a functional diagram of a further advantageous embodiment of the operating method according to the invention, as implemented by the analog evaluation unit 101 likewise integrated into the control unit 22.
  • a first step 201a an actuator voltage of the actuator, which in turn is designed as an electromagnetic actuator, is detected, and the detected actuator voltage is supplied to an analog differential amplifier, compare step 202b.
  • the analog differential amplifier 202b may alternatively or additionally also provide a voltage limitation or a low-pass filtering.
  • the analog evaluation can also include the transformation of a first voltage level into a second voltage level, which can be realized, for example, by means of a voltage divider (not shown).
  • the amplified voltage signal is supplied to the function blocks 203, 204, 205, which, as already described with reference to FIG. 5a, have a multi-stage differentiation and a subsequent one
  • Subordinate to the analog comparator 205 is again the digital signal evaluation 220 by the control unit 22.
  • the analogous evaluation according to FIG. 5b is also advantageously configured in such a way that information about an operating state of the injection valve 18a is determined and simplified by analog signal processing in such a way that subsequent low-cost digital further processing 220 can take place.
  • the principle according to the invention can generally be applied to all actuators of valves in which at least one electrical operating variable i, u of the actuator contains information about an operating state, for example due to corresponding reactions.
  • the analog evaluation according to the invention can be used with electromagnetic and piezoelectric actuators.

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Abstract

The invention relates to a method for operating an injection valve (18a), especially in an internal combustion engine (10) of a motor vehicle, in which a component of the injection valve (18a), in particular a valve needle (28), is driven using an electromagnetic and/or piezoelectric actuator, and in which at least one electric operating parameter (u, i) of the actuator, especially an actuator voltage (u) and/or an actuator current (i), is analyzed in order to obtain information on the operating state of the injection valve (18a). According to the invention, the electric operating parameter (u, i) is analogically analyzed (200) using at least one analog analyzing unit (100, 101).

Description

Beschreibung description
Titeltitle
VERFAHREN ZUR ERKENNUNG DES BETRIEBSZUSTANDS EINES EINSPRITZVENTILSMETHOD FOR DETECTING THE OPERATING STATUS OF AN INJECTION VALVE
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Einspritzventils, insbesondere einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, bei dem eine Komponente des Einspritzventils, insbesondere eine Ventilnadel, mittels eines elektromagnetischen und/oder piezoelektrischen Aktors angetrieben wird, und bei dem mindestens eine elektrische Betriebsgröße des Aktors, insbesondere eine Aktorspannung und/oder ein Aktorstrom, ausgewertet wird, um Informationen über einen Betriebszustand des Einspritzventils zu erhalten.The invention relates to a method for operating an injection valve, in particular an internal combustion engine of a motor vehicle, in which a component of the injection valve, in particular a valve needle, is driven by means of an electromagnetic and / or piezoelectric actuator, and wherein the at least one electrical operating variable of the actuator, in particular a Actuator voltage and / or an actuator current is evaluated to obtain information about an operating state of the injector.
Die Erfindung betrifft ferner ein Steuergerät zum Betreiben eines Einspritzventils.The invention further relates to a control device for operating an injection valve.
Bei den herkömmlichen Systemen des vorstehend genannten Typs erfolgt die Auswertung der elektrischen Betriebsgrößen ausschließlich unter Verwendung einer digitalen Signalverarbeitung, wodurch ein verhältnismäßig großer Aufwand zur Isolation der auszuwertenden Größen von Rauschsignalen und anderenIn the conventional systems of the type mentioned above, the evaluation of the electrical operating variables takes place exclusively using digital signal processing, whereby a relatively large effort to isolate the sizes of noise signals to be evaluated and others
Störgrößen entsteht. Ferner müssen für eine umfassende Auswertung sehr schnelle und präzise und damit auch teure Analog-Digital-Wandler und entsprechend leistungsfähige Mittel zur digitalen Signalverarbeitung wie beispielsweise hochleistungsfähige digitale Signalprozessoren (DSP) zur Umsetzung der herkömmlichen Auswertungsverfahren vorgesehen werden.Disturbance arises. Furthermore, very fast and accurate and thus expensive analog-to-digital converters and correspondingly powerful means for digital signal processing such as high-performance digital signal processors (DSP) for implementing the conventional evaluation method must be provided for a comprehensive evaluation.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Demgemäß ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und ein Steuergerät der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass präzise Informationen über den Betriebszustand des Einspritzventils erhalten werden können, ohne gleichzeitig eine aufwändige digitale Signalverarbeitung durchführen zu müssen.Accordingly, it is an object of the present invention to improve a method and a control device of the type mentioned in that precise information about the operating state of the injector obtained can be done without having to perform a complex digital signal processing at the same time.
Diese Aufgabe wird bei dem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die elektrische Betriebsgröße mithilfe mindestens einer analogen Auswerteeinheit analog ausgewertet wird. Die erfindungsgemäße analoge Auswertung ermöglicht vorteilhaft, den bei herkömmlichen Systemen für eine digitale Signalauswertung auftretenden Aufwand zu verringern, wodurch eine entsprechende Recheneinheit eines das Betriebsverfahren ausführenden Steuergeräts entlastet wird.This object is achieved in the method of the type mentioned in the present invention that the electrical operating variable is evaluated analogously using at least one analog evaluation. The analogue evaluation according to the invention advantageously makes it possible to reduce the effort which occurs in conventional systems for digital signal evaluation, whereby a corresponding arithmetic unit of a control device carrying out the operating method is relieved.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass ein bei der analogen Auswertung erhaltenes Auswertesignal digitalisiert und einer digitalen Weiterverarbeitung zugeführt wird. Auf diese Weise wird wie bereits beschrieben einerseits der Aufwand zur digitalen Signalverarbeitung verringert, während vorteilhaft ein bereits erfindungsgemäß in dem Analogbereich ausgewertetes Auswertesignal abschließend einer digitalen Signalverarbeitung unterzogen werden kann.In a particularly advantageous embodiment of the method according to the invention, it is provided that an evaluation signal obtained during the analog evaluation is digitized and fed to digital further processing. In this way, as already described, on the one hand the outlay for digital signal processing is reduced, while advantageously an evaluation signal which has already been evaluated in the analog domain according to the invention can finally be subjected to digital signal processing.
Bei einer weiteren sehr vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die analoge Auswertung mindestens einen Verfahrensschritt mit einer analogen Differenzierung aufweist. Ferner kann die erfindungsgemäße analoge Auswertung mindestens einen Verfahrensschritt mit einer analogen Filterung, insbesondere mit einer Tiefpass- und/oder Hochpass- und/oder Bandpassfilterung, aufweisen. Insbesondere die vorstehenden analogenIn a further very advantageous embodiment, it is provided that the analog evaluation has at least one method step with an analog differentiation. Furthermore, the analog evaluation according to the invention can have at least one method step with analog filtering, in particular with lowpass and / or highpass and / or bandpass filtering. In particular, the above analog
Auswertungsverfahren können auch mehrstufig durchgeführt werden, beispielsweise um höhere zeitliche Ableitungen der auszuwertenden Größen zu erhalten.Evaluation methods can also be carried out in multiple stages, for example in order to obtain higher time derivatives of the variables to be evaluated.
Eine analoge Umwandlung eines Stroms in eine Spannung oder umgekehrt ist imAn analogous conversion of a current into a voltage or vice versa is in the
Rahmen der erfindungsgemäßen analogen Auswertung ebenfalls möglich und beispielsweise mittels eines Messwiderstands (shunt) und/oder eines Hallsensors und/oder weiterer Bauelemente bzw. Schaltungsanordnungen zur StrorrWSpannungswandlung realisierbar. Weitere Beispiele für eine analoge Auswertung im Rahmen des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens sind eine analoge Begrenzung und/oder Verstärkung des auszuwertenden Signals.Frame of the analog evaluation according to the invention also possible and, for example, by means of a measuring resistor (shunt) and / or a Hall sensor and / or other components or circuit arrangements for StrorrWSpannungswandlung feasible. Further examples of an analogous evaluation in the context of the operating method according to the invention are an analog limitation and / or amplification of the signal to be evaluated.
Ferner kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass ein analoger Vergleich des auszuwertenden Signals mit einem vorgebbaren Schwellwert durchgeführt wird, beispielsweise unter Verwendung eines Komparators.Furthermore, it can be provided according to the invention that an analog comparison of the signal to be evaluated with a predefinable threshold value is carried out, for example using a comparator.
Bei einer weiteren sehr vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens ist vorgesehen, dass die analoge Auswertung derart durchgeführt wird, dass Zustandsübergänge eines Betriebszustands des Einspritzventils ermittelt werden, insbesondere ein Zeitpunkt des Anhebens der Ventilnadel aus ihrem Ventilsitz und/oder ein Zeitpunkt des Auftreffens der Ventilnadel auf einem einen Nadelhub begrenzenden Hubanschlag und/oder ein Zeitpunkt des Ablösens der Ventilnadel von dem den Nadelhub begrenzendenIn a further very advantageous embodiment of the operating method according to the invention it is provided that the analog evaluation is carried out such that state transitions of an operating state of the injection valve are determined, in particular a time of lifting the valve needle from its valve seat and / or a time of impact of the valve needle on a a needle stroke limiting stroke stop and / or a time of detachment of the valve needle from the needle stroke limiting
Hubanschlag und/oder ein Zeitpunkt des Auftreffens der Ventilnadel auf ihrem Ventilsitz.Stroke stop and / or a time of impact of the valve needle on its valve seat.
Bei einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens, bei der als Aktor ein elektromagnetischer Aktor verwendet wird, ist vorgesehen, dass die analoge Auswertung zumindest die folgenden Schritte aufweist:In a further particularly advantageous embodiment of the operating method according to the invention, in which an electromagnetic actuator is used as the actuator, it is provided that the analog evaluation has at least the following steps:
Erfassen eines Aktorstroms, der durch eine Magnetspule des elektromagnetischen Aktors fließt,Detecting an actuator current flowing through a solenoid of the electromagnetic actuator,
Umwandeln des Aktorstroms in ein Spannungssignal,Converting the actuator current into a voltage signal,
Differenzieren des Spannungssignals, um ein erstes differenziertesDifferentiate the voltage signal by a first differentiated one
Spannungssignal zu erhalten,Receive voltage signal,
Differenzieren des differenzierten Spannungssignals, um ein zweites differenziertes Spannungssignal zu erhalten,Differentiating the differentiated voltage signal to obtain a second differentiated voltage signal,
Vergleichen des zweiten differenzierten Spannungssignals mit einem vorgebbaren Schwellwert.Comparing the second differentiated voltage signal with a predefinable threshold value.
Als eine weitere Lösung der Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Steuergerät gemäß Patentanspruch 10 angegeben. Das erfindungsgemäße Steuergerät weist mindestens eine analoge Auswerteeinheit zur analogen Auswertung der elektrischen Betriebsgröße auf. Die Auswerteeinheit kann vorteilhaft in Form einer oder mehrerer analoger, vorzugsweise integrierter, insbesondere monolithisch integrierter, elektronischer Schaltungen realisiert und in ein Gehäuse des Steuergeräts integriert sein.As a further solution of the object of the present invention, a control device according to claim 10 specified. The control device according to the invention has at least one analog evaluation unit for analog evaluation of electrical operating size. The evaluation unit can advantageously be realized in the form of one or more analog, preferably integrated, in particular monolithically integrated, electronic circuits and integrated in a housing of the control device.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.Further advantages, features and details will become apparent from the following description in which, with reference to the drawings, various embodiments of the invention are shown. The features mentioned in the claims and in the description may each be essential to the invention individually or in any desired combination.
In der Zeichnung zeigt:In the drawing shows:
Figur 1 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine mit mehreren erfindungsgemäß betriebenen Einspritzventilen,1 shows a schematic representation of an internal combustion engine with a plurality of injection valves operated according to the invention, FIG.
Figur 2a bis 2c schematisch eine Detailansicht eines Einspritzventils aus Figur 1 in drei unterschiedlichen Betriebszuständen,FIGS. 2a to 2c schematically show a detail view of an injection valve from FIG. 1 in three different operating states,
Figur 3 schematisch einen zeitlichen Verlauf einer Betriebsgröße des Einspritzventils aus Figur 2a bis 2c,FIG. 3 schematically shows a time profile of an operating variable of the injection valve from FIGS. 2a to 2c,
Figur 4 ein vereinfachtes Flussdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens,FIG. 4 shows a simplified flow chart of an embodiment of the operating method according to the invention,
Figur 5a ein Funktionsdiagramm einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens, undFigure 5a is a functional diagram of another embodiment of the operating method according to the invention, and
Figur 5b ein Funktionsdiagramm noch einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens.FIG. 5b shows a functional diagram of yet another embodiment of the operating method according to the invention.
Eine Brennkraftmaschine trägt in Figur 1 insgesamt das Bezugszeichen 10. Sie umfasst einen Tank 12, aus dem ein Fördersystem 14 Kraftstoff in ein Common- Rail 16 fördert. An dieses sind mehrere elektromagnetisch betätigteIn FIG. 1, an internal combustion engine bears the reference numeral 10 as a whole. It comprises a tank 12, from which a delivery system 14 delivers fuel into a common rail 16. At this are several electromagnetically actuated
Einspritzventile 18a bis 18d angeschlossen, die den Kraftstoff direkt in ihnen zugeordnete Brennräume 20a bis 2Od einspritzen. Der Betrieb der Brennkraftmaschine 10 wird von einer nachfolgend kurz als Steuergerät bezeichneten Steuer- und Regeleinrichtung 22 gesteuert beziehungsweise geregelt, die unter anderem auch die Einspritzventile 18a bis 18d ansteuert.Injectors 18a to 18d connected to the fuel directly in them inject associated combustion chambers 20a to 2Od. The operation of the internal combustion engine 10 is controlled or regulated by a control and regulating device 22, which is referred to below briefly as a control unit, and which, among other things, also controls the injection valves 18a to 18d.
Die Figuren 2a bis 2c zeigen schematisch das Einspritzventil 18a gemäß Figur 1 in insgesamt drei verschiedenen Betriebszuständen. Die weiteren in Figur 1 abgebildeten Einspritzventile 18b, 18c, 18d weisen eine entsprechende Struktur und Funktionalität auf.FIGS. 2a to 2c schematically show the injection valve 18a according to FIG. 1 in a total of three different operating states. The further injection valves 18b, 18c, 18d illustrated in FIG. 1 have a corresponding structure and functionality.
Das Einspritzventil 18a weist einen elektromagnetischen Aktor auf, der eine Magnetspule 26 und einen mit der Magnetspule 26 zusammenwirkenden Magnetanker 30 besitzt. Der Magnetanker 30 ist so mit einer Ventilnadel 28 des Einspritzventils 18a verbunden, dass er bezogen auf eine in Figur 2a vertikale Bewegungsrichtung der Ventilnadel 28 mit einem nichtverschwindenden mechanischen Spiel relativ zu der Ventilnadel 28 bewegbar ist.The injection valve 18a has an electromagnetic actuator which has a magnetic coil 26 and a magnetic armature 30 cooperating with the magnetic coil 26. The magnet armature 30 is connected to a valve needle 28 of the injection valve 18 a, that it relative to the valve needle 28 is movable relative to a direction of movement of the valve needle 28 in Figure 2a with a non-disappearing mechanical clearance.
Dadurch ergibt sich ein zweiteiliges Massensystem 28, 30, welches den Antrieb der Ventilnadel 28 durch den elektromagnetischen Aktor 26, 30 bewirkt. Durch diese zweiteilige Konfiguration wird die Montierbarkeit des Einspritzventils 18a verbessert und ein unerwünschtes Zurückprellen der Ventilnadel 28 bei dem Auftreffen in ihrem Ventilsitz 38 wird verringert.This results in a two-part mass system 28, 30, which causes the drive of the valve needle 28 by the electromagnetic actuator 26, 30. This two-part configuration improves the mountability of the injector 18a and reduces undesirable bouncing of the valve needle 28 upon impact with its valve seat 38.
Bei der vorliegend in Figur 2a veranschaulichten Konfiguration wird das axiale Spiel des Magnetankers 30 auf der Ventilnadel 28 durch zwei Anschläge 32 undIn the presently illustrated in Figure 2a configuration, the axial play of the armature 30 on the valve needle 28 by two stops 32 and
34 begrenzt. Zumindest der in Figur 2a untere Anschlag 34 könnte jedoch auch durch einen Bereich des Gehäuses des Einspritzventils 18a realisiert sein.34 limited. However, at least the lower stop 34 in FIG. 2a could also be realized by a region of the housing of the injection valve 18a.
Die Ventilnadel 28 wird von einer Ventilfeder 36 wie in Figur 2a abgebildet mit einer entsprechenden Federkraft gegen den Ventilsitz 38 im Bereich desThe valve needle 28 is shown by a valve spring 36 as shown in Figure 2a with a corresponding spring force against the valve seat 38 in the region of
Gehäuses 40 beaufschlagt. In Figur 2a ist das Einspritzventil 18a in seinem geöffneten Zustand gezeigt. In diesem geöffneten Zustand wird der Magnetanker 30 durch eine Bestromung der Magnetspule 26 in Figur 2a nach oben bewegt, so dass er unter Eingreifen in den Anschlag 32 die Ventilnadel 28 gegen die Federkraft aus ihrem Ventilsitz 38 herausbewegt. Dadurch kann Kraftstoff 42 von dem Einspritzventil 18a in den Brennraum 20a eingespritzt werden. Sobald die Bestromung der Magnetspule 26 durch das Steuergerät 22 (Figur 1 ) beendet wird, bewegt sich die Ventilnadel 28 unter Einwirkung der von der Ventilfeder 36 ausgeübten Federkraft auf ihren Ventilsitz 38 zu und nimmt den Magnetanker 30 mit. Eine Kraftübertragung von der Ventilnadel 28 auf denHousing 40 is applied. In Figure 2a, the injection valve 18a is shown in its open state. In this open state, the armature 30 is moved by energizing the solenoid 26 in Figure 2a upwards, so that it moves out of its valve seat 38 against the spring force by engaging in the stop 32, the valve needle 28. As a result, fuel 42 can be injected from the injection valve 18a into the combustion chamber 20a. As soon as the energization of the magnetic coil 26 is terminated by the control unit 22 (FIG. 1), the valve needle 28 moves toward its valve seat 38 under the action of the spring force exerted by the valve spring 36 and carries the magnet armature 30 with it. A power transmission from the valve needle 28 to the
Magnetanker 30 erfolgt hierbei wiederum durch den oberen Anschlag 32.Magnetic armature 30 takes place here again by the upper stop 32nd
Sobald die Ventilnadel 28 ihre Schließbewegung mit dem Auftreffen auf dem Ventilsitz 38 beendet, kann sich der Magnetanker 30, wie in Figur 2b abgebildet, aufgrund des axialen Spiels in Figur 2b nach unten weiterbewegen, bis er, wie inAs soon as the valve needle 28 ends its closing movement with the impact on the valve seat 38, the magnet armature 30, as shown in FIG. 2b, can move downwardly due to the axial play in FIG. 2b until it, as in FIG
Figur 2c veranschaulicht ist, an dem zweiten Anschlag 34 anliegt.Figure 2c is illustrated, is applied to the second stop 34.
Figur 3 zeigt einen zeitlichen Verlauf des Hubs h der Ventilnadel 28 bzw. des Magnetankers 30, wie er sich während eines typischen Arbeitszyklus des Einspritzventils 18a ergibt. Zu dem Zeitpunkt t1 hebt die Ventilnadel 28 aus demFigure 3 shows a time course of the stroke h of the valve needle 28 and the armature 30, as it results during a typical operating cycle of the injection valve 18 a. At the time t1 lifts the valve needle 28 from the
Ventilsitz 38 ab, und kurz darauf, zu dem Zeitpunkt t2 erreicht sie einen den Hub h begrenzenden oberen Anschlag. Zu dem Zeitpunkt t3 löst sich die Ventilnadel 28 wieder von dem oberen Anschlag, und zu dem Zeitpunkt t4 trifft die Ventilnadel 28 wieder auf ihrem Ventilsitz 38 auf.Valve seat 38 from, and shortly thereafter, at the time t2 it reaches a stroke h limiting upper stop. At the time t3, the valve needle 28 releases again from the upper stop, and at the time t4, the valve needle 28 meets again on its valve seat 38.
Der in Figur 3 abgebildete Hub-Zeitverlauf h weist - insbesondere zu den interessierenden Zeitpunkten t1 , t2, t3, t4, die Zustandsübergänge des Einspritzventils 18a repräsentieren - charakteristische Merkmale wie beispielsweise Knicke und/oder Extrema und/oder Wendepunkte oder dergleichen auf, die sich über eine an sich bekannte elektromagnetischeThe stroke time curve h depicted in FIG. 3 has characteristic features, such as kinks and / or extrema and / or inflection points or the like, in particular at the points of interest t1, t2, t3, t4 which represent state transitions of the injection valve 18a via a known electromagnetic
Rückwirkung der Ventilnadel 28 bzw. des Magnetankers 30 in ähnlicher Weise auch auf die elektrischen Betriebsgrößen (Strom, Spannung) des Aktors 26, 30 auswirken.Reaction of the valve needle 28 and the armature 30 in a similar manner also affect the electrical operating variables (current, voltage) of the actuator 26, 30.
Erfindungsgemäß wird das nachfolgend unter Bezugnahme auf dasAccording to the invention, the below with reference to the
Flussdiagramm gemäß Figur 4 beschriebene Verfahren durchgeführt, um aus den elektrischen Betriebsgrößen des Aktors 26, 30 und den darin enthaltenen charakteristischen Merkmalen Informationen über einen Betriebszustand bzw. Zustandsübergänge des Einspritzventils 18a zu erhalten. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, die elektrische Betriebsgröße, beispielsweise eine an der Magnetspule 26 (Figur 2A) auftretende Aktorspannung, mithilfe mindestens einer analogen Auswerteeinheit 100, 101 (Figur 1 ) analog auszuwerten, vergleiche Schritt 200 des in Figur 4 abgebildeten Flussdiagramms. Anschließend wird das bei der analogen Auswertung 200 erhaltene Auswertesignal digitalisiert, vergleiche Schritt 210, und das digitalisierte Auswertesignal wird ggf. einer digitalen Weiterverarbeitung 220 zugeführt.Flowchart according to Figure 4 described method performed to obtain from the electrical operating variables of the actuator 26, 30 and the characteristic features contained therein information about an operating state or state transitions of the injection valve 18 a. According to the invention, the electrical operating variable, for example an actuator voltage occurring at the magnetic coil 26 (FIG. 2A), can be evaluated analogously by means of at least one analog evaluation unit 100, 101 (FIG. 1), compare step 200 of the flowchart depicted in FIG. Subsequently, the evaluation signal obtained in the analog evaluation 200 is digitized, compare step 210, and the digitized evaluation signal is optionally supplied to a digital further processing 220.
Durch die erfindungsgemäße analoge Auswertung 200 wird gegenüber herkömmlichen, vollständig auf digitaler Signalverarbeitung beruhenden, Verfahren vorteilhaft der zur digitalen Signalverarbeitung erforderliche Aufwand in dem Steuergerät 22 verringert, so dass weniger Ressourcen einer Recheneinheit des Steuergeräts 22 für die Auswertung beansprucht werden. Unter Umständen kann durch die erfindungsgemäße analoge Auswertung vorteilhaft sogar ganz auf eine digitale Weiterverarbeitung verzichtet werden.As a result of the analog evaluation 200 according to the invention, compared to conventional methods based entirely on digital signal processing, the effort required for digital signal processing in the control unit 22 is advantageously reduced, so that fewer resources of a computing unit of the control unit 22 are claimed for the evaluation. Under certain circumstances, the analogue evaluation according to the invention can even advantageously dispensed entirely with digital further processing.
Figur 5a zeigt ein Funktionsdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens, wie es bei einem als elektromagnetischer Aktor ausgebildeten Aktor ausgeführt wird. Die nachfolgend beschriebenen Verfahrensschritte der analogen Auswertung werden durch die in das Steuergerät 22 integrierte analoge Auswerteeinheit 100 (Figur 1 ) durchgeführt. Die Auswerteeinheit 100 ist vorliegend in Form einer oder mehrerer analoger, vorzugsweise integrierter, insbesondere monolithisch integrierter, elektronischer Schaltungen realisiert, die sehr klein bauen und dadurch direkt mit anderen elektronischen Komponenten des Steuergeräts 22 kombinierbar sind, beispielsweise auf einem gemeinsamen Substrat.FIG. 5a shows a functional diagram of an embodiment of the operating method according to the invention, as is carried out in the case of an actuator designed as an electromagnetic actuator. The method steps of the analog evaluation described below are carried out by the analog evaluation unit 100 (FIG. 1) integrated in the control unit 22. In the present case, the evaluation unit 100 is realized in the form of one or more analog, preferably integrated, in particular monolithically integrated, electronic circuits which are very small and can therefore be combined directly with other electronic components of the control unit 22, for example on a common substrate.
In einem ersten Schritt 201 wird ein durch die Magnetspule 26 (Figur 2A) des elektromagnetischen Aktors fließender Aktorstrom i erfasst, und in dem nachfolgenden Schritt 202 erfolgt eine Umwandlung des erfassten Aktorstroms i in eine hierzu proportionale Spannung u, was durch einen Messwiderstand (nicht gezeigt) realisiert werden kann, der so angeordnet ist, dass er von dem Aktorstrom i durchflössen wird. Anschließend erfolgt gegebenenfalls eine analoge Verstärkung der Spannung u durch eine analoge Spannungsverstärkerschaltung, vergleiche den Funktionsblock 202a, wodurch ein verstärktes Spannungssignal uv erhalten wird.In a first step 201, an actuator current i flowing through the solenoid coil 26 (FIG. 2A) of the electromagnetic actuator is detected, and in the subsequent step 202, the detected actuator current i is converted into a voltage u proportional thereto, which is indicated by a measuring resistor (not shown) ) which is arranged to be flowed through by the actuator current i. Subsequently, if necessary, an analogue amplification of the voltage u by an analog voltage amplifier circuit, compare the functional block 202a, whereby an amplified voltage signal uv is obtained.
In einer weiteren Stufe der erfindungsgemäßen analogen Auswertung desIn a further stage of the analog evaluation of the invention
Aktorstroms i bzw. der hieraus abgeleiteten Spannung u, uv wird im Schritt 203 eine analoge Differenzierung des verstärkten Signals uv vorgenommen, wodurch am Ausgang des Funktionsblocks 203 ein differenziertes Spannungssignal duv erhalten wird. Alternativ zu der Differenzierung kann auch eine Hochpassfilterung oder eine Bandpassfilterung erfolgen.Aktorstroms i or derived therefrom voltage u, uv, an analog differentiation of the amplified signal uv is made in step 203, whereby at the output of the functional block 203, a differentiated voltage signal duv is obtained. As an alternative to the differentiation, high-pass filtering or bandpass filtering can also take place.
Auf den Schritt 203 folgt ein weiterer Schritt 204 einer analogen Differenzierung, wodurch an dem Ausgang des Funktionsblocks 204 die zweite zeitliche Ableitung dduv des durch den Funktionsblock 202a verstärkten Spannungssignals uv erhalten wird. Alternativ zu der Differenzierung kann auch eine Hochpassfilterung oder eine Bandpassfilterung erfolgen, vorzugsweise mit anderen Grenzfrequenzen als bei der Verarbeitung durch den vorangehenden Funktionsblock 203. Das Signal dduv wird schließlich einem analogen Komparator 205 zugeführt, der einen Schwellwertvergleich mit einem vorgebbaren Schwellwert durchführt.Step 203 is followed by a further step 204 of an analog differentiation, whereby at the output of the function block 204 the second time derivative dduv of the voltage signal uv amplified by the functional block 202a is obtained. As an alternative to the differentiation, high-pass filtering or bandpass filtering may also take place, preferably with different cut-off frequencies than during the processing by the preceding function block 203. The signal dduv is finally fed to an analog comparator 205, which performs a threshold comparison with a predefinable threshold value.
Erst das Ausgangssignal uc des analogen Komparators 205 wird erfindungsgemäß einer Recheneinheit, wie beispielsweise einem Mikrocontroller, der beispielsweise in dem Steuergerät 22 (Figur 1 ) vorgesehen sein kann, zugeführt, um eine ggf. erforderliche digitale Weiterverarbeitung 220 des zuvor erfindungsgemäß rein analog ausgewerteten Signals zu ermöglichen.Only the output signal uc of the analog comparator 205 is according to the invention a computing unit, such as a microcontroller, which may be provided for example in the control unit 22 (Figure 1) supplied to any required digital processing 220 of the invention according to previously purely analog signal evaluated enable.
Die Parameter der analogen Auswertung 200 und auch der Schwellwert des analogen Komparators 205 wird vorteilhaft so gewählt, dass bei den vorstehend unter Bezugnahme auf Figur 3 beschriebenen Detektionszeitpunkten t1 , t2, t3, t4 ein digitales Schaltsignal durch den Komparator 205 erzeugt wird, das durch die digitale Signalverarbeitung 220 weiter auswertbar ist.The parameters of the analog evaluation 200 and also the threshold value of the analog comparator 205 are advantageously selected such that in the detection times t1, t2, t3, t4 described above with reference to FIG. 3, a digital switching signal is generated by the comparator 205 which is triggered by the comparator 205 digital signal processing 220 can be further evaluated.
Im Gegensatz zu einer direkten Analog-Digital-Wandlung des Aktorstroms i und der Realisierung der Funktionsblöcke 201 , 202, 202a, 203, 204, 205 durchIn contrast to a direct analog-to-digital conversion of the actuator current i and the realization of the function blocks 201, 202, 202a, 203, 204, 205 by
Algorithmen der digitalen Signalverarbeitung in der Recheneinheit des Steuergeräts 22 erfordert das erfindungsgemäße Betriebsverfahren mit der erfindungsgemäßen analogen Auswerteeinheit 100 vorteilhaft einen weitaus geringeren Aufwand beziehungsweise eine entsprechende Rechenleistung der Recheneinheit des Steuergeräts 22.Algorithms of digital signal processing in the arithmetic unit of Controller 22, the operating method according to the invention with the analog evaluation unit 100 according to the invention advantageously requires much less effort or a corresponding computing power of the computing unit of the control unit 22.
Wie aus Figur 5a ersichtlich ist, kann das differenzierte Spannungssignal duv auch direkt dem Funktionsblock 205 und/oder 220 zugeführt werden, vgl. den Pfeil 203a. Bei ausreichender Rechenleistung der Recheneinheit können ein oder mehrere Funktionsblöcke 204, 205 der analogen Auswertung 200 auch durch eine entsprechende digitale Signalverarbeitung 220 ersetzt werden.As can be seen from FIG. 5a, the differentiated voltage signal duv can also be fed directly to the functional block 205 and / or 220, cf. the arrow 203a. If the computing unit has sufficient computing power, one or more functional blocks 204, 205 of the analog evaluation 200 can also be replaced by a corresponding digital signal processor 220.
Generell sind in Abhängigkeit der durchzuführenden analogen Auswertung 200 alle beschriebenen Auswertungsschritte miteinander kombinierbar und/oder aneinanderreihbar. Die gewünschte Funktionalität der analogen Auswertung ist durch eine entsprechende analoge Schaltungsanordnung in der AuswerteeinheitIn general, depending on the analog evaluation 200 to be performed, all the described evaluation steps can be combined with one another and / or connected in series. The desired functionality of the analog evaluation is provided by a corresponding analog circuit arrangement in the evaluation unit
100, 101 realisierbar.100, 101 feasible.
Das Ausgangssignal uc des Komparators 205 ermöglicht die Ermittlung der interessierenden Zeitpunkte t1 , t2, t3, t4 (Figur 3) bezüglich des Hubverlaufs h der Ventilnadel / des Magnetankers in dem Steuergerät 22. Aus diesen Daten kann durch eine digitale Weiterverarbeitung 220 in der Recheneinheit des Steuergeräts 22 beispielsweise eine Flugdauer t4-t1 der Ventilnadel bestimmt werden, die charakteristisch ist für eine eingespritzte Kraftstoffmenge. Mit den erfindungsgemäß ermittelten Informationen kann vorteilhaft ein Betrieb der Einspritzventile 18a, 18b, 18c, 18d geregelt werden, beispielsweise kann dieThe output signal uc of the comparator 205 makes it possible to determine the points of interest t1, t2, t3, t4 (FIG. 3) with respect to the stroke curve h of the valve needle / armature in the control unit 22. From this data, a digital further processing 220 in the arithmetic unit of the Control unit 22, for example, a flight time t4-t1 of the valve needle are determined, which is characteristic of an injected amount of fuel. With the information determined according to the invention, advantageously, operation of the injection valves 18a, 18b, 18c, 18d can be regulated, for example, the
Einspritzmenge geregelt werden.Injection quantity to be regulated.
Figur 5b zeigt ein Funktionsdiagramm einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens, wie sie durch die ebenfalls in das Steuergerät 22 integrierte analoge Auswerteeinheit 101 realisiert ist. In einem ersten Schritt 201 a wird eine Aktorspannung des wiederum als elektromagnetischer Aktor ausgebildeten Aktors erfasst, und die erfasste Aktorspannung wird einem analogen Differenzverstärker zugeführt, vergleiche Schritt 202b. Der analoge Differenzverstärker 202b kann alternativ oder ergänzend auch eine Spannungsbegrenzung beziehungsweise eine Tiefpassfilterung vorsehen.FIG. 5b shows a functional diagram of a further advantageous embodiment of the operating method according to the invention, as implemented by the analog evaluation unit 101 likewise integrated into the control unit 22. In a first step 201a, an actuator voltage of the actuator, which in turn is designed as an electromagnetic actuator, is detected, and the detected actuator voltage is supplied to an analog differential amplifier, compare step 202b. The analog differential amplifier 202b may alternatively or additionally also provide a voltage limitation or a low-pass filtering.
Generell kann die analoge Auswertung auch die Transformation eines ersten Spannungspegels in einen zweiten Spannungspegel umfassen, was beispielsweise mittels eines Spannungsteilers (nicht gezeigt) realisierbar ist.In general, the analog evaluation can also include the transformation of a first voltage level into a second voltage level, which can be realized, for example, by means of a voltage divider (not shown).
Anschließend wird das verstärkte Spannungssignal den Funktionsblöcken 203, 204, 205 zugeführt, die, wie bereits unter Bezugnahme auf Figur 5a beschrieben, eine mehrstufige Differenzierung und einen anschließendenSubsequently, the amplified voltage signal is supplied to the function blocks 203, 204, 205, which, as already described with reference to FIG. 5a, have a multi-stage differentiation and a subsequent one
Schwellwertvergleich durch den analogen Komparator 205 durchführen.Perform threshold comparison by the analog comparator 205.
Dem analogen Komparator 205 nachgeordnet ist wiederum die digitale Signalauswertung 220 durch das Steuergerät 22.Subordinate to the analog comparator 205 is again the digital signal evaluation 220 by the control unit 22.
Auch die analoge Auswertung gemäß Figur 5b ist vorteilhaft so konfiguriert, dass Informationen über einen Betriebszustand des Einspritzventils 18a ermittelt und durch analoge Signalverarbeitung so vereinfacht werden, dass anschließend eine wenig aufwendige digitale Weiterverarbeitung 220 erfolgen kann.The analogous evaluation according to FIG. 5b is also advantageously configured in such a way that information about an operating state of the injection valve 18a is determined and simplified by analog signal processing in such a way that subsequent low-cost digital further processing 220 can take place.
Das erfindungsgemäße Prinzip kann generell auf alle Aktoren von Ventilen angewandt werden, bei denen mindestens eine elektrische Betriebsgröße i, u des Aktors - beispielsweise aufgrund entsprechender Rückwirkungen - Informationen über einen Betriebszustand enthält. Insbesondere ist die erfindungsgemäße analoge Auswertung bei elektromagnetischen und piezoelektrischen Aktoren einsetzbar. The principle according to the invention can generally be applied to all actuators of valves in which at least one electrical operating variable i, u of the actuator contains information about an operating state, for example due to corresponding reactions. In particular, the analog evaluation according to the invention can be used with electromagnetic and piezoelectric actuators.

Claims

Ansprüche claims
1 . Verfahren zum Betreiben eines Einspritzventils (18a), insbesondere einer Brennkraftmaschine (10) eines Kraftfahrzeugs, bei dem eine Komponente des Einspritzventils (18a), insbesondere eine Ventilnadel (28), mittels eines elektromagnetischen und/oder piezoelektrischen Aktors angetrieben wird, und bei dem mindestens eine elektrische Betriebsgröße (u, i) des Aktors, insbesondere eine Aktorspannung (u) und/oder ein Aktorstrom (i), ausgewertet wird, um Informationen über einen Betriebszustand des Einspritzventils (18a) zu erhalten, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Betriebsgröße (u, i) mithilfe mindestens einer analogen1 . Method for operating an injection valve (18a), in particular an internal combustion engine (10) of a motor vehicle, in which a component of the injection valve (18a), in particular a valve needle (28), is driven by means of an electromagnetic and / or piezoelectric actuator, and in which at least an electrical operating variable (u, i) of the actuator, in particular an actuator voltage (u) and / or an actuator current (i), is evaluated in order to obtain information about an operating state of the injection valve (18a), characterized in that the electrical operating variable ( u, i) using at least one analogue
Auswerteeinheit (100, 101 ) analog ausgewertet (200) wird.Evaluation unit (100, 101) evaluated analogously (200) is.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein bei der analogen Auswertung (200) erhaltenes Auswertesignal digitalisiert (210) und einer digitalen Weiterverarbeitung (220) zugeführt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that a in the analog evaluation (200) obtained evaluation signal is digitized (210) and a digital further processing (220) is supplied.
3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die analoge Auswertung (200) mindestens einen Verfahrensschritt mit einer analogen Differenzierung aufweist.3. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the analog evaluation (200) has at least one method step with an analog differentiation.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die analoge Auswertung (200) mindestens einen Verfahrensschritt mit einer analogen Filterung, insbesondere mit einer4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the analog evaluation (200) at least one method step with an analog filtering, in particular with a
Tiefpass- und/oder Hochpass- und/oder Bandpassfilterung, aufweist.Low-pass and / or high-pass and / or band-pass filtering.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die analoge Auswertung (200) mindestens einen Verfahrensschritt mit einer analogen Umwandlung eines Stroms in eine5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the analog evaluation (200) at least one method step with an analogous conversion of a current in one
Spannung oder umgekehrt aufweist.Voltage or vice versa.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die analoge Auswertung (200) mindestens einen Verfahrensschritt mit einer analogen Begrenzung und/oder Verstärkung des auszuwertenden Signals aufweist.6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the analog evaluation (200) at least one Method step having an analog limit and / or amplification of the signal to be evaluated.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die analoge Auswertung (200) mindestens einen7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the analog evaluation (200) at least one
Verfahrensschritt mit einem analogen Vergleich des auszuwertenden Signals mit einem vorgebbaren Schwellwert aufweist.Having method step with an analog comparison of the signal to be evaluated with a predetermined threshold.
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die analoge Auswertung (200) derart ausgeführt wird, dass Zustandsübergänge eines Betriebszustands des Einspritzventils (18a) ermittelt werden, insbesondere ein Zeitpunkt (t1 ) des Abhebens der Ventilnadel (28) aus ihrem Ventilsitz (38) und/oder ein Zeitpunkt (t2) des Auftreffens der Ventilnadel (28) auf einem einen Nadelhub (h) begrenzenden Hubanschlag und/oder ein Zeitpunkt (t3) des Ablösens der Ventilnadel (28) von dem den Nadelhub (h) begrenzenden Hubanschlag und/oder ein Zeitpunkt (t4) des Auftreffens der Ventilnadel (28) auf ihrem Ventilsitz (38).8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the analog evaluation (200) is carried out such that state transitions of an operating state of the injection valve (18a) are determined, in particular a time (t1) of lifting the valve needle (28) from her Valve seat (38) and / or a time (t2) of impact of the valve needle (28) on a needle stroke (h) limiting stroke stop and / or a time (t3) of detachment of the valve needle (28) of which the needle stroke (h) limiting stroke stop and / or a time (t4) of the impact of the valve needle (28) on its valve seat (38).
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei als Aktor ein elektromagnetischer Aktor (26, 30) verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die analoge Auswertung (200) zumindest die folgenden Schritte aufweist:9. The method according to any one of the preceding claims, wherein the actuator is an electromagnetic actuator (26, 30) is used, characterized in that the analog evaluation (200) has at least the following steps:
Erfassen (201 ) eines Aktorstroms (i), der durch eine Magnetspule (26) des elektromagnetischen Aktors (26, 30) fließt,Detecting (201) an actuator current (i) flowing through a magnetic coil (26) of the electromagnetic actuator (26, 30),
Umwandeln (202) des Aktorstroms (i) in ein Spannungssignal,Converting (202) the actuator current (i) into a voltage signal,
Differenzieren (203) des Spannungssignals, um ein erstes differenziertes Spannungssignal zu erhalten,Differentiating (203) the voltage signal to obtain a first differentiated voltage signal,
Differenzieren (204) des differenzierten Spannungssignals, um ein zweites differenziertes Spannungssignal zu erhalten,Differentiating (204) the differentiated voltage signal to obtain a second differentiated voltage signal
Vergleichen (205) des zweiten differenzierten Spannungssignals mit einem vorgebbaren Schwellwert.Comparing (205) the second differentiated voltage signal with a predefinable threshold value.
10. Steuergerät (22) zum Betreiben eines Einspritzventils (18a), insbesondere einer Brennkraftmaschine (10) eines Kraftfahrzeugs, bei dem eine10. Control unit (22) for operating an injection valve (18 a), in particular an internal combustion engine (10) of a motor vehicle, in which a
Komponente des Einspritzventils (18a), insbesondere eine Ventilnadel (28), mittels eines elektromagnetischen und/oder piezoelektrischen Aktors antreibbar ist, und bei dem mindestens eine elektrische Betriebsgröße (u, i) des Aktors, insbesondere eine Aktorspannung (u) und/oder ein Aktorstrom (i), auswertbar ist, um Informationen über einen Betriebszustand des Einspritzventils (18a) zu erhalten, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine analoge Auswerteeinheit (100, 101 ) zur analogen Auswertung der elektrischen Betriebsgröße (u, i) vorgesehen ist.Component of the injection valve (18a), in particular a valve needle (28), by means of an electromagnetic and / or piezoelectric actuator is driven, and wherein the at least one electrical operating variable (u, i) of the actuator, in particular an actuator voltage (u) and / or an actuator current (i), can be evaluated to obtain information about an operating state of the injection valve (18a), characterized in that at least one analog evaluation unit (100, 101) for analog evaluation the electrical operating variable (u, i) is provided.
1 1. Steuergerät (22) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (100, 101 ) in Form einer oder mehrerer analoger elektronischer Schaltungen realisiert und in ein Gehäuse des Steuergeräts (22) integriert ist.1 1. Control device (22) according to claim 10, characterized in that the evaluation unit (100, 101) realized in the form of one or more analog electronic circuits and integrated into a housing of the control device (22).
12. Steuergerät (22) nach Anspruch 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (100, 101 ) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgebildet ist. 12. Control device (22) according to claim 10 or 11, characterized in that the evaluation unit (100, 101) for carrying out the method according to one of claims 1 to 9 is formed.
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