WO2014167134A1 - Verfahren und vorrichtung zum einspritzen von kraftstoff in eine brennkraftmaschine - Google Patents

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WO2014167134A1
WO2014167134A1 PCT/EP2014/057477 EP2014057477W WO2014167134A1 WO 2014167134 A1 WO2014167134 A1 WO 2014167134A1 EP 2014057477 W EP2014057477 W EP 2014057477W WO 2014167134 A1 WO2014167134 A1 WO 2014167134A1
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injection
actual
time
injection valve
value
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PCT/EP2014/057477
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French (fr)
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Peter Matthias Russe
Hans-Jörg Wiehoff
Original Assignee
Continental Automotive Gmbh
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Publication date
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    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/06—Fuel or fuel supply system parameters
    • F02D2200/063—Lift of the valve needle

Definitions

  • the invention relates to a control method for an injection system with at least one injection valve for injecting fuel into an internal combustion engine.
  • the invention also relates to a corresponding ⁇ A spraying system according to the preamble of the independent claim.
  • Such control methods are used to control the at least one injection valve of an injection system in recurrent injection cycles so that in each of these
  • injection valve is opened and closed again that a pressurized fuel is injected as accurately as possible with a previously determined time course of an injection rate in the internal combustion engine.
  • the opening timing and / or closing times of the Injection ⁇ valves measured by means of a sensor element and then the measured opening times and / or the measured closing times considered in the control of the injectors in the subsequent injection cycles to control deviations of one or more controlled variables of the injection process or reduce.
  • the opening time as well as the closing time can be controlled variables of the control method.
  • the target opening time and / or the target closing time depending on a currently required injection quantity and / or determined in dependence on a currently required time profile of the injection rate.
  • An injection valve often referred to as an injector, comprises a closure element, which can be configured for example as a nozzle needle, and an actuator with which the closure element between a closed position and an upper stop can be moved.
  • the closure element is in the closed position, the injector is closed and there is no fuel injection.
  • the closure member is seated ⁇ typi cally on a lower stop of the injector and seals all the injection openings of the injection valve.
  • the closure element is started by means of the actuator starting from the
  • the closure element can be a maximum of up to said upper stopper, which thus respectively a maximum lift height of the Ver ⁇ circuit elements relative to the closed position. defined lower stop, raised.
  • the injection valve comprises a sensor element in which characteristic signals are triggered by the impact of the closure element in the closed position or on the upper stop.
  • characteristic signals which are respectively designated as open signals or closing signals of the sensor element, to detect a timing waveform of the sensor element is detected and counted from ⁇ .
  • This usually includes an intermediate storage of the temporal signal curve.
  • known injection systems or injection valves have data memories for this purpose, the storage capacity of which, however, is typically insufficient to detect an entire time profile of output signals of the sensor element.
  • search windows are selected such that they include the expected closing time and / or the expected opening time of a given injection cycle.
  • the actual closing date or the actual ⁇ ff ⁇ opening time point in time outside the relevant search window it is not usually possible to detect its characteristic signals and the opening time and the closing time for it ⁇ convey.
  • a non-detection of the characteristic signal is hereinafter also referred to as a loss of the characteristic signal or the lock signal and the voltage signal ⁇ ff ⁇ or shortly referred to as controlled loss.
  • Such a loss of control can, for example, result in the injection system subsequently only being activated in an emergency running mode can continue to operate.
  • a closure element of the injection valve moves.
  • the closure element strikes in an actual opening time on an upper stop of the injection valve and / or meets in one
  • a temporal waveform of the sensor element is detected and a portion of the waveform contained in a temporal search window of the injection cycle is examined for the presence of the characteristic signal.
  • the time search window is shorter than the injection cycle and will be so it is chosen to include an expected opening time, in which the impact of the closure element on the stop is expected, and / or an expected closing time, in which the impact of the closure element in the closing position is expected.
  • per two injection cycle (or more) temporally separate time windows may be provided, one of which includes, for example, the expected opening time and another the expected closing time.
  • the aforementioned manipulated variable of the injection valve can be, for example, a triggering time of the actuator, a start of charging of the actuator, a discharge start of the actuator, a charging time of the actuator, a current or a voltage with which the actuator is energized or driven.
  • the manipulated variable it is also possible for the manipulated variable to be multidimensional, that is to say given by an actuating vector whose entries are given by one or more of the manipulated variables mentioned. Therefore, the actual values of his entries are to be ver ⁇ under the actual value of the control vector .
  • the expected Publ ⁇ opening time point in dependence upon the actual opening ⁇ time of a previous injection cycle is determined and / or that the expected closing time in dependence is determined from the actual closing time point of a vorausge ⁇ gangenen injection cycle.
  • the expected opening time is a desired opening time, that is, the opening time represents a controlled variable.
  • the expected closing time it is possible for the expected closing time to be a set closing time, ie for the closing time to be a controlled variable.
  • the actual value of the control variable is selected such that the actual opening time corresponds as closely as possible to the setpoint opening time and / or that the actual closing time corresponds as closely as possible to the setpoint closing time, ie that corresponding control error is minimized become.
  • the deviation between the actual closing time and the target closing timing is used as the control deviation of the Regelver ⁇ driving or the deviation of the actual opening ⁇ timing from the target opening timing. This means that, depending on the control deviation associated with a given injection cycle, ie the difference between the actual closing time and the set closing time (or the actual opening time and the set opening time), the actual value of the control variable of a subsequent injection cycle is corrected so that the control deviation is reduced.
  • the actuator of the injection valve may be configured, for example, as a piezoelectric actuator and having a piezoelectric element as a drive.
  • Piezoactuators in particular directly driven piezoactuators, as described for example in EP 1 760 305 A1, are particularly well suited for an accurate and instantaneous movement of the closure element.
  • the actuator can also comprise a magnetic actuator which can for this purpose, for example, Mag ⁇ netspule and comprise a permanent magnet.
  • the drive of the actuator so in ⁇ example, the piezoelectric element or the magnetic drive of the actuator, at the same time as the sensor element used.
  • the time waveforms mentioned can be, for example, electrical current signals and / or electrical voltage signals tapped at the piezoelectric element. Accordingly, in the case of a magnetic drive induced currents and / or induced voltages on the coil can serve as the temporal waveform and be tapped and evaluated accordingly. It is also possible to use the time characteristic curve of the sensor element to determine time profiles of further (typically electrical) measured variables which characterize, for example, a momentary state of the injection valve, of the actuator, of the drive of the actuator and / or of the closure element.
  • this may be an electrical capacitance, an electrostatic energy stored in the piezoelectric element, a charging current intensity, a discharge current intensity or an electrical voltage of the piezoelectric element, or a further variable determined from these measured variables.
  • Ver ⁇ closing element in the closed position or on the upper stop characteristic fluctuations occur in these parameters, which can thus serve as the characteristic signals for determining the closing time and / or the opening time of the respective injection valve.
  • a search method described below is performed. This search procedure is performed until the lost characteristic signal has been recovered in one of these after ⁇ subsequent injection cycles (and the control method can be resumed) or a termination criterion is met (and typically an emergency program is performed).
  • a starting value for the manipulated variable or for the setting vector (then the starting value can also be a vector) of this injection valve is determined.
  • the actual value of the manipulated variable with which the actuator is actuated is then changed for each of these subsequent injection cycles of the search method on the basis of this starting value, by adding an increment value or an increment vector to the starting value.
  • the manipulated variable is a multi-dimensional vector
  • the increment vector then has exactly one non-zero entry. Simplicity should not always be distinguished linguistically between the one-dimensional and multi-dimensional case. So if the manipulated variable, actual value, start value, increment value, etc. is mentioned, the corresponding vectorial variable should always be denoted or mentioned, ie the vector, its vectorial actual value, the start vector, the increment vector etc ,
  • the actual value of the manipulated variable is now determined as the sum of this starting value and an increment value associated with precisely this injection cycle.
  • the said sum is thus formed from the fixed starting value, S S tart / and exactly one incremental value, I n , this injection cycle.
  • I n the index of an iterator of the search process.
  • the iterator can be defined, for example, such that its value n, starting at the beginning of the search process at "0" or "1", is increased by "1" after each injection cycle of the search process
  • the increment values I n of the injection cycles during the search ⁇ Therefore, a function of the value n of the iterator can also be defined as the function values
  • an abort criterion for the search method can also be used as exceeding a predetermined maximum value for the iterator, n> n max .
  • the increment values I n of the injection cycles of the search method are defined such that their amounts increase monotonically or even strictly monotonically in the course of the search process.
  • the amounts of the increment values can therefore be defined as a monotone or strictly monotonically increasing function of the value n of the iterator.
  • the technical cause of the rule loss generally only plays a subordinate role for the proposed search method .
  • Technical causes are, for example, aging or wear ⁇ processes of the injection valve, which typically change the opening and / or the closing behavior so that the closing time (with the same control) increasingly premature.
  • new injectors which have been recently put into operation, for example, after replacing a defective injector or initial commissioning of the injection system or the internal combustion engine, often have a strong Driftver ⁇ hold in their opening and closing characteristics.
  • Another advantage of the control method is therefore also that it allows more generous tolerance limits with respect to a reference behavior for injectors, in particular ⁇ special with regard to their drift behavior.
  • the proposed control method often also uses larger tolerance limits for other components of the system
  • Injection possible in particular for components of the control unit of the injection system, such as regulators and power amplifiers for generating control signals.
  • An alternative or additional termination criterion can for example be given by the fact that the actual value of the manipulated variable, or a component of the vectorial actual value of the actuating vector during the search method exceeds an upper threshold or falls below a lower threshold.
  • the increment values in the course of the search ⁇ process possibly with increasing value n of the iterator, continuously change their sign.
  • This change of the sign of the increment value can, for example, be such that the increment values of two directly successive injection cycles differ in their sign, ie the sign of the increment values changes after each injection cycle of the search method.
  • the sign does not change in every injection cycle, but only after every second injection or generally every jth (j is a natural number, such as 1, 2, 3, ...) injection cycle,
  • exactly exactly two consecutive injection cycles always have increment values with the same sign, or generally always exactly consecutive injection cycles have increment values with the same sign.
  • j is not greater than 5, preferably -S 3.
  • the manipulated variable is varied starting from the described start value so that a retrieval of the characteristic signal advantageously functions independently of whether the Actual closing time or actual opening time before or after the search window of the injection cycle is.
  • Embodiment of the injection valve may be dependent.
  • the starting value of the manipulated variable at the beginning of the search process there are various possibilities for determining the starting value of the manipulated variable at the beginning of the search process.
  • the starting value of the search method the actual value of the manipulated variable of one of the preceding injection cycles of this injection valve, in which the characteristic signal has been detected, ie before the rule loss.
  • the actual values of the manipulated variables are stored and, for example, the actual value of the manipulated variable of that of the preceding injection cycles is used, in which the characteristic signal could be detected last, ie immediately before the control loss.
  • ⁇ deliberate or alternative criterion can also be used a correspondence or relative correspondence of the target values of the regulating method, such as a corresponding time profile of the injection rate, a corresponding injection duration, a corresponding target closing timing, a corresponding target opening ⁇ time etc
  • the starting value of the search method corresponds to a reference calibration of the injection valve which is fixedly predetermined for this injection valve (and stored, for example, in a corresponding memory).
  • the reference calibration it is possible for the reference calibration to be in the form of a reference characteristic map and for the starting value thus to depend on a current operating point of the injection valve (ie, the instantaneous desired value (s) of the controlled variable (s) of the control method).
  • the closing timing (OPP4) is a control variable of the control ⁇ procedure (closing timing controller), a temporal start and / or a temporal end of the search window in
  • TI map an elec ⁇ cal injection duration
  • OPP4 setpoint map the setpoint of the closing time
  • temporal distance between the target value of the closing ⁇ timing OPP4
  • the injection time (electrical) TI and T c)
  • TI and T c for example as a charging duration of the (piezo) -Aktors or as the time interval be defined between the activation of the actuator for opening the injector and the on ⁇ control of the actuator to close the injector.
  • the injection system comprises a plurality of injection valves ⁇ , such as four, six, eight or twelve injectors, each of these injectors is controlled and regulated with the control method proposed here.
  • the starting value of the search method can then be determined taking into account and depending on the instantaneous actual values of the manipulated variables of the further injection valves of the injection system.
  • the manipulated variable is a multi-dimensional vector, as described above, only one component of this vector is varied in the search process, while the actual values of the remaining components of the vector are not changed.
  • only the charging current, only the charging time, only the control time, only the start of charging, only the start of discharge, only the charging voltage, only the control current or only the control voltage varies, while the remaining entries or components of the control vector are kept constant.
  • the loss of the closing signal injection period (TI and T c) can be varied, for example, the (electrical), with a loss of the open signal can be varied for example the La ⁇ destromrack I c.
  • a plurality or even all manipulated variables can be varied, for example if a variable derived from the manipulated variables is to be varied, for example an (electrical) energy E of the (piezo) actuator.
  • a variable derived from the manipulated variables for example an (electrical) energy E of the (piezo) actuator.
  • E electrical energy of the (piezo) actuator.
  • a further temporal search window can additionally be provided for each of the injection cycles that is temporally separated from the first-mentioned search window.
  • the former search window is selected to include the expected opening timing of the injection cycle
  • the further search window is selected to encompass the expected closing time of the injection cycle .
  • a further part is examined for the presence of the characteristic signals out in addition to the first-mentioned part of the detected during that injection cycle time Sig ⁇ nalverlaufs of the sensor element, said further part of the temporal course is contained in the further time search window of that injection cycle.
  • the charac ⁇ rule signals are detected in said further part of the temporal waveform is determined based on and in response to this detected characteristic signals of the actual closing timing of the respective injection valve for each injection cycle. So it is possible that in this way both the
  • a further starting value for the manipulated variable of this injection valve is determined for this further search method, wherein the actual value of the manipulated variable for each of these subsequent injection cycles, as described, as the sum of this further start value and an injection cycle subsequent to this belonging further increment value is determined.
  • the amounts of the further increment values of the subsequent injection cycles also grow in the course of the further search method and can also change their sign alternately.
  • all further developments and embodiments described in connection with the first-mentioned search method can also be transferred to the further search method.
  • the injection system according to the invention for injecting fuel into an internal combustion engine can be set up or equipped to carry out a control method of a type proposed here.
  • An injection system of the type proposed here comprises at least an injection valve for injecting fuel into an internal combustion engine.
  • the injection system further comprises a control unit which is configured to control the actuator of the at least one injection valve in recurrent injection cycles and in response to an actual value of a control variable of the injection valve for moving the closure ⁇ element of the injection valve between the closed position and the upper stop to to open and close the injector as described.
  • the control unit is further adapted, for each one of the injection cycles of the respective injection valve to examine a portion of a temporal Sig ⁇ nalverlaufs of the sensor element of the injection valve to the presence of the characteristic signal, as described in connection with the proposed control method, said part of the time Signal ⁇ course is included in a temporal search window of this injection cycle.
  • the control unit is further configured to determine the actual opening time and / or the actual closing time of this injection cycle on the basis of the characteristic signal, insofar as it is detectable in the said part of the time waveform, and as a function of the determined one
  • the control unit is also set up, provided that the characteristic signals in this part of the temporal signal curve are not detectable for this injection valve, to carry out the search method already described above in connection with the control method proposed here in subsequent injection cycles and for this search method Set the starting value for the manipulated variable of this injector and the actual value of the manipulated variable for each of these subsequent injection cycles as the sum of this starting value and belonging to this subsequent injection cycle
  • Increment value to determine, the increment values of the subsequent injection cycles in the course of the search method increase in amount and, in a specific embodiment of the injection system, also change their sign.
  • the advantages already described in connection with the control method proposed here can be achieved.
  • the further developments of the invention described in connection with the proposed control method can accordingly also be transferred to the injection system. Therefore, in particular, the one A ⁇ injection valve having at least one designed as a piezo element drive.
  • the sensor element in turn can by the drive of the injection valve, ie in particular by the said
  • Piezo element in the case of a piezoelectric actuator be given.
  • FIG. 1 shows an injection system here proposed kind, a flow chart of a control method here proposed kind, a temporal waveform, generated by means of a sensor element of an injection system presented here ⁇ proposed kind
  • Figure 4 shows another timing waveform generated by means of a sensor element of an injection system the type suggested here
  • 5 shows actual values of a control quantity when performing a search process of a control method provided here ⁇ proposed kind.
  • Recurring reference characters designate like or corresponding features.
  • the injection system comprises a control unit 1 and a plurality of injection valves 2 for injecting a fuel into an internal combustion engine 3.
  • the injection system may be a common-rail injection system.
  • the fuel may be diesel, and the engine may be a diesel engine, for example.
  • the fuel may be gasoline or another fuel and for the internal combustion engine 3 to be a gasoline engine, for example.
  • the Brennkraftma ⁇ machine 3 for example, the drive motor of a vehicle, such as a car, be.
  • the injection valves 2 are designed as piezo injectors, thus each comprising an actuator 4 with a piezoelectric element 5 as a drive for moving a Ver ⁇ closing element 6 of the respective injection valve 2.
  • the piezoelectric elements 5 of the injectors 2 serve as sensor elements 7, in which characteristic signals are triggered as soon as the closure element 6 abuts in a closure ⁇ position 8 (or a lower stop) or on an upper stop 9 of the respective injection valve 2.
  • the injection valves are designed as directly driven Piezoinj ectors, but could just as well be designed as a servo Inj ectors.
  • the injection valves 2 could also be equipped with magnetic actuators whose drives, for example, in each case a coil and a permanent magnet as Drive include. Even then, the drive could simultaneously serve as a sensor element 7, as described above.
  • the control unit 1 is set up to control the injectors 2 in recurrent injection cycles by means of control signals.
  • the control signals may be charging currents or discharge currents having predetermined current strengths and given charging durations or discharge durations, and charging start times and discharging start times. These quantities are thus control variables which are combined in a control vector.
  • the generation of these control signals takes place in accordance with a specific embodiment of the control method proposed here, for example as shown schematically in the flowchart shown in FIG.
  • step Sl by means of a computing unit 10 of the STEU ⁇ erritt 1 in dependence on a currently required injection amount and a currently required temporal profile of an injection rate (ROI, rate of injection, measured as the volume of fuel per unit time) characteristic time points of the required for this movement of the closure element 6 determined.
  • ROI rate of injection, measured as the volume of fuel per unit time
  • the closure element 6 strikes the upper stop 9 and is held there for a period of time that continues from OPP2 to OPP3. Both the closing ⁇ time OPP4, as well as the opening time OPP2 are used here as controlled variables.
  • control deviations from a previous injection cycle are determined, such as, for example, the difference between the set closing time and the measured actual closing time (setpoint OPP4-actual OPP4) and, if necessary, the difference between the target opening time and the measured actual opening time (target OPP2 - actual OPP2).
  • correction values for pilot control values of the control vector are then determined as a function of the control deviations calculated by means of the arithmetic unit 10 with a PI controller 11 of the control unit 1.
  • These pre-control values are read out in step S4 from a pre-control characteristic field stored in a data memory 12 of the control unit 1 as a function of, in particular, the setpoint values of the times OPP2 and / or OPP4.
  • said correction values of the PI controller 11 are added to the arithmetic unit 10 to the pilot vector. This results in the actual value of the control vector for the current injection cycle.
  • this control vector can determine the start of charging T c , the charging time t c , and the intensity of the charging current I c include.
  • the control vector may additionally include the time of the start of the discharge T DC and the magnitude of the discharge current I DC .
  • control signals corresponding to the instantaneous actual value of the control vector are generated by means of an output stage 13 of the control unit 1 and transmitted to the actuator 4 of the injection valve.
  • the piezoelectric element 5 with the charging current I c for the charging time t c is DC discharged again for the discharge ⁇ period of time toc at the time T c is charged and then the time T DC of the discharge current I.
  • This loading / unloading process leads to an expansion and contraction of the piezoelectric element, whereby the described movement of the closure element from the closed position and is released back into this.
  • the piezoelectric element 5 of the actuator 4 is simultaneously used as a sensor element 7, with which the movement of the closure element 6 is detected and measured.
  • This utilizes that the closure ⁇ element in the actual opening timing (OPP2, see Figure 4) in which it strikes the upper stop 9, and in which
  • These characteristic signals can be, for example, fluctuations of one or more electrical measured variables which describe the instantaneous state of the piezoelectric element 5.
  • a of the piezoelectric element 5 and the sensor element 7 tapped electrical voltage U and / or a tapped current as in Example 4 also an therefrom
  • the data memory 12 By means of the data memory 12 are first parts of the time waveforms that are included within one of one or more search windows F, Fl, Fl ', F2 of the injection cycle, stored and subsequently analyzed for the presence of the characteristic signals out by means of the Re ⁇ unit area 10 degrees.
  • a temporal search window F is provided in each injection cycle exactly, that is selected so that it contains the target closing time ⁇ (OPP4).
  • two temporal search windows F1 and F2 are provided, wherein the search window F1 contains the target opening time (OPP2).
  • the opening time window Fl ' which is also shown in FIG. 4, could also be selected, which also includes the setpoint time (OPP1)).
  • the second search window F2 is separated from the first search window F1 and includes the target closing time OPP4.
  • the storage of said parts of the waveforms and their evaluation are performed in step S7.
  • the characteristic signal 14 is, in particular, a fluctuation of the voltage U tapped off on the sensor element 7, in the simplified example shown in the form of a local maximum.
  • this is at the characteristic signals 14, 15 in particular to variations in the capacitance C of the sensor element 7 or the piezoelectric element 5.
  • it is at the characteristic signals in the Search window F2 by a local minimum 14 of the capacitance C and in the search window Fl by a local maximum of the capacitance C, and in the case of the search window Fl 'also by another local maximum 16 (characteristic of the time OPP1).
  • the method with the procedural Step S9 is continued if the characteristic signals (the characteristic signal 14 in the example shown in Figure 3 or the characteristic signals 14 and 15 in the example shown in Figure 4) could be detected. Otherwise, ie in the case of a rule loss), a search process is performed, which begins with the method step XI.
  • Step S9 OPT4 is determined by this injection cycle, and also, in the case of the embodiment shown in Figure 4, on the basis of the characteristic signal 15 in addition, the actual opening timing (OPP2) based on the characteris ⁇ tables signal 14 of the actual closing timing.
  • an iterator n is set to the value "0" in method step S9. The function of the iterator n will be explained in more detail below in connection with the search method.
  • Actual closing time and possibly also determined actual opening time are used, in particular in the determination of the control deviation and the determination of the actual value of the control vector in the subsequent process steps S2 to S5.
  • step XI the iterator n, which can assume the value of an integer greater than or equal to "0", is incremented by 1.
  • the iterator rises from the value "0" the value of the iterator n is checked in the following step X.
  • n has exceeded a defined threshold value n max , then an abort criterion of the search method or the control method is fulfilled so that the method step X 6 is carried out If the abort criterion is not fulfilled and the iterator has the value 1, the method step X3 is carried out, if the Abort criterion is not met and the iterator has a value greater than 1, is performed directly after the method step X2 step X4.
  • a starting value S start for the manipulated variable or starting values for components of the actuating vector of this injection valve is determined. For the initial value S S tart various definitions are suitable.
  • the starting value of the search method may correspond to a reference calibration of the injection valve 2 which is fixedly predetermined for this valve.
  • a reference calibration can be stored, for example, in the data memory 12 of the control unit 1.
  • This reference calibration may be a reference characteristic map from which the starting value S Sart as a function of a current operating point of the injection valve 2 or the
  • Internal combustion engine 3 for example by means of the arithmetic unit 10 can be read out. It is also possible that the initial value S S tart of the search procedure in the light and / or as a function of actual values of control variables or control vectors of the remaining injectors 2 of the injection system is determined. For example, these actual values may also be stored in the data memory 12, and for example, vo ⁇ out previous injection cycles of this further injection valves 2 are (typically determined in each case in the procedural ⁇ rensuzeen S7 and stored in the data memory 12 in the step S9 of the control circuits of these Injectors).
  • an average value of these actual values of the manipulated variables or of the relevant components of the servo vectors of these further injection valves 2 can be formed and the starting value S Sart of the search method Basis of this average, for example as this mean.
  • an increment value (or an increment vector) I n is determined, which is added to the starting value S Sta r t in the subsequent method step X5.
  • This sum of the starting value S Sta r t and the increment value I n is used in the following method step S9 as the current manipulated variable Si st for driving the actuator 4 by means of the output stage 13 of the control unit 1, as already described above.
  • Si st S Sta r t + In, cf. FIG. 5.
  • the manipulated variable is a multi-dimensional positioning vector, it is provided that only one component of the actuating vector is varied in the search method, while the actual values of the other components of the actuating vector are not changed.
  • this component is the charging current intensity I c , the charging time T c , the discharge time T DC , the charging time T c or the discharge time T DC .
  • another component of the control vector is varied as in the case of loss of the closing signal.
  • the search method differs from the search method in case of the loss of the closing signal (second search method).
  • the increment vector typically has two or more non-vanishing components.
  • method step S7 and S8 it is checked whether the characteristic signals can be detected and, if this is the case, the control method is continued with method step S9. If this is not the case, the search process is continued with method step XI ⁇ Ver.
  • exactly one increment value (or increment vector) I n is generated in each of the injection cycles during the search process, and this is added to the starting value exclusively in each case.
  • the amounts of the increment values I n and of the (only) non-vanishing component of the increment vector grow strictly monotonically with the value n of the iterator n.
  • increment values or the (only) non-vanishing components of the In - rement vectors their signs according to (-l) n .
  • these changes of sign could also occur less frequently or it could in principle be dispensed with the change of sign completely, as described above.
  • an only monotonic increase in the increment values or the (only) non-disappearing components of the increment vectors could alternatively be provided.
  • step X5 is further checked as a further Ab ⁇ break criterion, whether the components of the actual value of the control vector or whether the varied in the search process component of the actual value of the control vector, such as the La ⁇ destromrack I c , the charging time T c , the discharge time T ⁇ c / the charging time T c or the discharge time T DC exceeds a predetermined threshold value or falls below a predetermined further threshold, see S max and S mn in Figure 5. If this is the case, the method step X7 is performed, which includes an emergency program.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Einspritzsystem und ein Regelverfahren für ein Einspritzsystem mit mindestens einem Einspritzventil (2) zum Einspritzen von Kraftstoff in eine Brennkraftmaschine (3), wobei in wiederkehrenden Einspritzzyklen ein Verschlusselement (6) des Einspritzventils (2) so bewegt wird, dass es in einem Ist-Öffnungszeitpunkt (OPP2) auf einem oberen Anschlag (9) auftrifft und/oder in einem Ist-Schließzeitpunkt (OPP4) in einer Schließposition (8) auftrifft und dadurch ein charakteristisches Signal eines Sensorelements (7) des Einspritzventils (2) auslöst, wobei ein zeitlicher Signalverlauf des Sensorelements (7) erfasst wird und ein in einem zeitlichen Suchfenster (F, F1, F2) des Einspritzzyklus enthaltener Teil des Signalverlaufs untersucht wird, wobei, sofern das charakteristische Signal in dem genannten Teil des zeitlichen Signalverlaufs nicht detektiert wird, in nachfolgenden Einspritzzyklen ein Suchverfahren durchgeführt wird.

Description

Beschreibung
VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM EINSPRITZEN VON KRAFTSTOFF IN EINE BRENNKRAFTMASCHINE
Die Erfindung betrifft ein Regelverfahren für ein Einspritzsystem mit mindestens einem Einspritzventil zum Einspritzen von Kraftstoff in eine Brennkraftmaschine. Die Erfindung betrifft außerdem ein entsprechendes Ein¬ spritzsystem gemäß dem Oberbegriff des Nebenanspruchs.
Derartige Regelverfahren dienen dazu, das mindestens eine Einspritzventil eines Einspritzsystems in wiederkehrenden Einspritzzyklen so anzusteuern, dass in jedem dieser
Einspritzzyklen das Einspritzventil so geöffnet und wieder geschlossen wird, dass ein unter Druck stehender Kraftstoff möglichst genau mit einem zuvor bestimmten zeitlichen Verlauf einer Einspritzrate in die Brennkraftmaschine eingespritzt wird.
Da die tatsächlichen zeitlichen Verläufe der Einspritzraten und damit auch die jeweils tatsächlich eingespritzten Kraftstoffmengen insbesondere von den tatsächlichen Öff- nungs- und Schließzeitpunkten der Einspritzventile ab¬ hängen, werden mit einem gattungsgemäßen Regelverfahren bzw. mit einem gattungsgemäßen Einspritzsystem die Öffnungszeitpunkte und/oder die Schließzeitpunkte der Einspritz¬ ventile mittels eines Sensorelementes gemessen und an- schließend die gemessenen Öffnungszeitpunkte und/oder die gemessenen Schließzeitpunkte bei der Ansteuerung der Einspritzventile in den nachfolgenden Einspritzzyklen berücksichtigt, um Regelabweichungen einer oder mehrerer Regelgrößen des Einspritzverfahrens zu kontrollieren bzw. zu reduzieren. Beispielsweise können der Öffnungszeitpunkt wie auch der Schließzeitpunkt Regelgrößen des Regelverfahrens sein. Typischerweise wird der Soll-Öffnungszeitpunkt und/oder der Soll-Schließzeitpunkt in Abhängigkeit von einer momentan geforderten Einspritzmenge und/oder in Abhängigkeit von einem momentan geforderten zeitlichen Verlauf der Einspritzrate bestimmt. Ein Einspritzventil, häufig auch als Injektor bezeichnet, umfasst ein Verschlusselement, das beispielsweise als Düsennadel ausgestaltet sein kann, und einen Aktor, mit dem das Verschlusselement zwischen einer Schließposition und einem oberen Anschlag bewegt werden kann. Befindet sich das Verschlusselement in der Schließposition, ist der Injektor verschlossen und es erfolgt keine Kraftstoffeinspritzung. In der Schließposition sitzt das Verschlusselement typi¬ scherweise auf einem unteren Anschlag des Einspritzventils auf und verschließt alle Einspritzöffnungen des Ein- spritzventils. Zum Öffnen des Injektors wird das Ver¬ schlusselement mittels des Aktors ausgehend von der
Schließposition angehoben, so dass auf diese Weise eine, mehrere oder jede der Einspritzöffnungen freigegeben wird bzw. werden und die Einspritzung des Kraftstoffs durch die freigegebenen Einspritzöffnungen erfolgt. Das Verschlusselement kann maximal bis zu dem genannten oberen Anschlag, der somit eine maximale Hubhöhe des Ver¬ schlusselements relativ zur Schließposition bzw . zumunteren Anschlag definiert, angehoben werden. Im Folgenden soll unter dem Öffnungszeitpunkt derjenige Zeitpunkt verstanden werden, in dem das Verschlusselement auf dem oberen Anschlag auftrifft (Erreichen des maximalen Nadelhubs) und unter dem Schließzeitpunkt derjenige Zeitpunkt, in dem das Ver¬ schlusselement in der Schließposition, also auf dem unteren Anschlag, auftrifft. Weitere charakterisierende Zeitpunkte eines Einspritzzyklus sind der Zeitpunkt, in dem das Verschlusselement die Schließposition verlässt, und der¬ jenige Zeitpunkt, in dem das Verschlusselement den oberen Anschlag verlässt (Beginn der Schließbewegung bei maximaler Hubhöhe) . Gemäß ihrer zeitlichen Abfolge werden diese Zeitpunkte mit OPP1, OPP2, OPP3 und OPP4 bezeichnet.
Um den Öffnungszeitpunkt und/oder den Schließzeitpunkt (OPP2 und/oder OPP4) messen zu können, umfasst das Einspritzventil ein Sensorelement, in dem durch das Auftreffen des Verschlusselements in der Schließposition oder auf dem oberen Anschlag charakteristische Signale ausgelöst werden. Um diese charakteristischen Signale, die entsprechend auch als Öffnungssignale oder als Schließsignale des Sensorelements bezeichnet werden, detektieren zu können, wird ein zeitlicher Signalverlauf des Sensorelements erfasst und aus¬ gewertet. Dies umfasst in der Regel eine Zwischenspeicherung des zeitlichen Signalverlaufs. In der Regel weisen bekannte Einspritzsysteme bzw. Einspritzventile zu diesem Zweck Datenspeicher auf, deren Speicherkapazität typischerweise aber nicht dazu ausreicht, einen gesamten zeitlichen Verlauf von Ausgangssignalen des Sensorelements zu erfassen. Aus diesem Grund oder auch aus anderen Gründen, wie beispielsweise zur Beschleunigung und/oder Vereinfachung der nachfolgenden Datenauswertung, wird nicht der gesamte zeitliche Signalverlauf des Sensorelements gespeichert und anschließend auf das Vorhandensein der charakteristischen Signale hin untersucht, sondern nur Teile des zeitlichen Signalverlaufs, welche in einem oder in mehreren vorge¬ gebenen zeitlichen Suchfenstern enthalten sind. Dabei sind diese Suchfenster so gewählt, dass sie den erwarteten Schließzeitpunkt und/oder den erwarteten Öffnungszeitpunkt eines gegebenen Einspritzzyklus beinhalten.
Falls nun jedoch für einen gegebenen Einspritzzyklus der tatsächliche Schließzeitpunkt bzw. der tatsächliche Öff¬ nungszeitpunkt zeitlich außerhalb des jeweiligen Such- fensters liegt, ist es in der Regel nicht möglich, die zugehörigen charakteristischen Signale zu detektieren und den Öffnungszeitpunkt bzw. den Schließzeitpunkt zu er¬ mitteln. Ein Nicht-Detektieren des charakteristischen Signals wird im Folgenden auch als Verlust des charakte- ristischen Signals oder des Schließsignals bzw. des Öff¬ nungssignals oder kurz als Regelverlust bezeichnet. Ein solcher Regelverlust kann beispielsweise dazu führen, dass das Einspritzsystem anschließend nur noch in einem Not- laufmodus weiterbetrieben werden kann.
Es stellt sich somit die Aufgabe, die Zuverlässigkeit und die Robustheit bekannter Regelverfahren und Einspritzsysteme zu verbessern. Insbesondere soll die Messung der Öffnungs- und Schließzeitpunkte der Einspritzventile verbessert werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Re¬ gelverfahren und durch ein Einspritzsystem gemäß den un- abhängigen Ansprüchen. Weiterentwicklungen und spezielle Ausführungsformen des Regelverfahrens und des Einspritzsystems ergeben sich mit den abhängigen Ansprüchen.
Bei einem erfindungsgemäßen Regelverfahren für ein Ein- spritzsystem mit mindestens einem Einspritzventil zum Einspritzen von Kraftstoff in eine Brennkraftmaschine, insbesondere für ein Einspritzsystem hier vorgeschlagener Art, wird in wiederkehrenden Einspritzzyklen und in Abhängigkeit von einem Ist-Wert einer Stellgröße (also der sogenannte Ist-Stellwert) des Einspritzventils mittels eines Aktors des Einspritzventils ein Verschlusselement des Einspritzventils bewegt. Das Verschlusselement trifft in einem Ist-Öffnungszeitpunkt auf einem oberen Anschlag des Einspritzventils auf und/oder trifft in einem
Ist-Schließzeitpunkt in einer Schließposition (auf einem unteren Anschlag) des Einspritzventils auf. In dem Moment, in dem das Verschlusselement in der Schließposition oder auf den oberen Anschlag auftrifft, wird ein charakteristisches Signal durch ein Sensorelement des Einspritzventils aus- gelöst.
Während mindestens eines (typischerweise während mehrerer oder sogar während eines jeden) der Einspritzzyklen wird ein zeitlicher Signalverlauf des Sensorelements erfasst und ein in einem zeitlichen Suchfenster des Einspritzzyklus enthaltener Teil des Signalverlaufs auf das Vorhandensein des charakteristischen Signals hin untersucht. Das zeitliche Suchfenster ist kürzer als der Einspritz zyklus und wird so gewählt, dass es einen erwarteten Öffnungszeitpunkt, in dem das Auftreffen des Verschlusselements auf dem Anschlag erwartet wird, und/oder einen erwarteten Schließzeitpunkt, in dem das Auftreffen des Verschlusselementes in der Schließposition erwartet wird, enthält. Wie weiter unten beschrieben wird, können pro Einspritz zyklus auch zwei (oder mehr) zeitlich voneinander getrennte Zeitfenster vorgesehen sein, von denen eines beispielsweise den erwarteten Öffnungszeitpunkt und ein weiteres den erwarteten Schließ- Zeitpunkt beinhaltet.
Sofern das charakteristische Signal in dem genannten Teil des zeitlichen Signalverlaufs detektiert wird, wird auf
Grundlage des charakteristischen Signals der
Ist-Öffnungszeitpunkt und/oder der Ist-Schließzeitpunkt dieses Einspritzzyklus ermittelt. Anschließend wird der Ist-Wert der Stellgröße des Einspritzventils für einen der nachfolgengend Einspritzzyklen in Abhängigkeit von dem ermittelten Ist-Öffnungszeitpunkt und/oder in Abhängigkeit von dem ermittelten Ist-Schließzeitpunkt bestimmt, typi¬ scherweise unter der Maßgabe der Reduzierung einer Regelabweichung. Unter der Formulierung„in Abhängigkeit" kann beispielsweise „unter Verwendung", „nach Auswertung von" oder „auf Grundlage von" verstanden werden. Typischerweise wird hierbei eine Größe der Bestimmung, Berechnung bzw. Ermittlung einer anderen Größe zugrunde gelegt.
Bei der genannten Stellgröße des Einspritzventils kann es sich beispielsweise um einen Ansteuerungszeitpunkt des Aktors, einen Ladebeginn des Aktors, ein Entladebeginn des Aktors, eine Ladedauer des Aktors, eine Stromstärke oder eine Spannung, mit der der Aktor bestromt oder angesteuert wird, handeln. Es ist aber auch möglich, dass die Stellgröße mehrdimensional ist, also durch einen Stellvektor gegeben ist, dessen Einträge durch einen oder mehrere der genannten Stellgrößen gegeben sind. Unter dem Ist-Wert des Steuervektors sind daher die Ist-Werte seiner Einträge zu ver¬ stehen . Beispielsweise ist es möglich, dass der erwartete Öff¬ nungszeitpunkt in Abhängigkeit von dem Ist-Öffnungs¬ zeitpunkt eines vorausgegangenen Einspritzzyklus ermittelt wird und/oder dass der erwartete Schließzeitpunkt in Ab- hängigkeit von dem Ist-Schließzeitpunkt eines vorausge¬ gangenen Einspritzzyklus ermittelt wird. Wie eingangs beschrieben wurde, kann vorgesehen sein, dass der erwartete Öffnungszeitpunkt ein Soll-Öffnungszeitpunkt ist, dass der Öffnungszeitpunkt also eine Regelgröße darstellt. Zu- sätzlich oder alternativ ist es möglich, dass der erwartete Schließzeitpunkt ein Soll-Schließzeitpunkt ist, dass also der Schließzeitpunkt eine Regelgröße darstellt. In diesen Fällen wird zur Reduzierung der Regelabweichung der Ist-Wert der Steuergröße so gewählt, dass der Ist-Öffnungszeitpunkt möglichst genau dem Soll-Öffnungszeitpunkt entspricht und/oder dass der Ist-Schließzeitpunkt möglichst genau dem Soll-Schließzeitpunkt entspricht, dass also entsprechende Regelfehler minimiert werden. In diesem Fall wird also die Abweichung zwischen dem Ist-Schließzeitpunkt und dem Soll-Schließzeitpunkt als Regelabweichung des Regelver¬ fahrens verwendet bzw. die Abweichung des Ist-Öffnungs¬ zeitpunktes von dem Soll-Öffnungszeitpunkt. Dies bedeutet, dass in Abhängigkeit von der zu einem gegebenen Einspritzzyklus gehörenden Regelabweichung, also der Differenz zwischen der Ist-Schließzeit und der Soll-Schließzeit (bzw. der Ist-Öffnungszeit und der Soll-Öffnungszeit) der Ist-Wert der Steuergröße eines nachfolgenden Einspritzzyklus so korrigiert wird, dass die Regelabweichung reduziert wird. Der Aktor des Einspritzventils kann beispielsweise als ein Piezoaktor ausgestaltet sein und ein Piezoelement als Antrieb aufweisen. Piezoaktoren, insbesondere direkt angetriebene Piezoaktoren, wie beispielsweise in EP 1 760 305 AI beschrieben, eignen sich besonders gut für ein genaues und verzögerungsfreies Bewegen des Verschlusselements. Al¬ ternativ kann der Aktor auch einen magnetischen Antrieb aufweisen, der zu diesem Zweck beispielsweise eine Mag¬ netspule und einen Permanentmagneten umfassen kann. Vorzugsweise wird der Antrieb des Aktors, also bei¬ spielsweise das Piezoelement oder der magnetische Antrieb des Aktors, gleichzeitig auch als das Sensorelement ver- wendet. Im Fall eines Piezoelements können die genannten zeitlichen Signalverläufe beispielsweise am Piezoelement abgegriffene elektrische Stromsignale und/oder elektrische Spannungssignale sein. Entsprechend können im Fall eines magnetischen Antriebs induzierte Ströme und/oder induzierte Spannungen an der Spule als der zeitliche Signalverlauf dienen und entsprechend abgegriffen und ausgewertet werden. Es ist auch möglich, dass unter Verwendung des zeitlichen Signalverlaufs des Sensorelements zeitliche Verläufe weiterer (typischerweise elektrischer) Messgrößen ermittelt werden, die beispielsweise einen momentanen Zustand des Einspritzventils, des Aktors, des Antriebs des Aktors und/oder des Verschlusselementes charakterisieren. Hierbei kann es sich beispielsweise im Fall des Piezoelements um eine elektrische Kapazität, eine im Piezoelement gespeicherte elektrostatische Energie, eine Ladestromstärke, eine Entladestromstärke oder eine elektrische Spannung des Piezoelements handeln oder um eine aus diesen Messgrößen ermittelte weitere Größe. Beim Auftreffen des Ver¬ schlusselementes in der Schließposition bzw. auf den oberen Anschlag treten charakteristische Schwankungen in diesen Messgrößen auf, welche somit als die charakteristischen Signale zum Ermitteln des Schließzeitpunktes und/oder der Öffnungszeitpunktes des betreffenden Einspritzventils dienen können.
Für die vorliegende Erfindung ist es nun entscheidend, dass, sofern für einen gegebenen Einspritzzyklus das charakte¬ ristische Signal in dem genannten Teil des zeitlichen Signalverlaufs, der also in dem genannten Suchfenster enthalten ist, nicht detektiert wird, also ein Regelverlust aufgetreten ist, in nachfolgenden Einspritzzyklen ein im Folgenden beschriebenes Suchverfahren durchgeführt wird. Dieses Suchverfahren wird solange durchgeführt, bis das verlorene charakteristische Signal in einem dieser nach¬ folgenden Einspritzzyklen wiedergefunden worden ist (und das Regelverfahren wiederaufgenommen werden kann) oder ein Abbruchkriterium erfüllt ist (und typischerweise ein Notlaufprogramm durchgeführt wird) .
Zu Beginn des vorgeschlagenen Suchverfahrens wird zunächst ein Startwert für die Stellgröße bzw. für den Stellvektor (dann kann der Startwert ebenfalls ein Vektor sein) dieses Einspritzventils festgelegt. Der Ist-Wert der Stellgröße, mit dem der Aktor angesteuert wird, wird anschließend für einen jeden dieser nachfolgenden Einspritzzyklen des Suchverfahrens ausgehend von diesem Startwert verändert, indem zu dem Startwert ein Inkrementwert bzw. ein Inkre- mentvektor hinzuaddiert wird. Im Fall, dass es sich bei der Stellgröße um einen mehrdimensionalen Stellvektor handelt, ist typischerweise vorgesehen, dass nur eine Komponente dieses Stellvektors im Suchverfahren variiert wird, während die Ist-Werte der übrigen Komponenten des Stellvektors nicht verändert werden. Dementsprechend hat der Inkrementvektor dann genau einen nicht-verschwindenden Eintrag. Der Einfachheit soll hier sprachlich nicht immer zwischen dem eindimensionalen und mehrdimensionalen Fall unterschieden werden. Sofern also von Stellgröße, Ist-Wert, Startwert, Inkrementwert etc. die Rede ist, soll damit auch immer die jeweils korrespondierende vektorielle Größe bezeichnet bzw. erwähnt sein, also entsprechend der Stellvektor, dessen vektorieller Ist-Wert, der Startvektor, der Inkrementvektor etc .
Für einen jeden der Einspritzzyklen während des Suchverfahrens wird nun der Ist-Wert der Stellgröße als die Summe diese Startwerts und eines zu genau diesem Einspritzzyklus gehörigen Inkrementwertes ermittelt. Die genannte Summe wird also gebildet aus dem festen Startwert, SStart / und dem genau einen Inkrementwert, In, dieses Einspritzzyklus. Zu jedem der Einspritzzyklen des Suchverfahrens gehört also genau ein Inkrementwert In, wobei der Index n der Wert eines Iterators des Suchverfahrens ist. Der Iterator kann beispielsweise so definiert werden, dass sein Wert n, zu Beginn des Suchverfahrens bei „0" oder „1" startend, nach einem jeden Einspritzzyklus des Suchverfahrens um „1" erhöht wird. Die Inkrementwerte In der Einspritzzyklen während des Such¬ verfahrens können daher auch als Funktionswerte eine Funktion des Wertes n des Iterators definiert werden. Mittels des Iterators kann außerdem ein Abbruchkriterium für das Suchverfahren als Überschreitung eines vorgegebenen Ma- ximalwertes für den Iterator, n > nmax.
Für das vorgeschlagen Suchverfahren ist entscheidend, dass die Inkrementwerte In der Einspritzzyklen des Suchverfahrens so definiert werden, dass ihre Beträge im zeitlichen Verlauf des Suchverfahrens monoton oder sogar streng monoton anwachsen. Die Beträge der Inkrementwerte können daher als eine monoton oder streng monoton wachsende Funktion des Werts n des Iterators definiert werden. Mittels des vorgeschlagenen Suchverfahrens wird erreicht, dass das verlorene Schließ- oder Öffnungssignal mit hoher Zuverlässigkeit und sehr schnell wiedergefunden und ein Notlaufprogramm des Einspritzsystems somit in den meisten Fällen vermieden werden kann. Nach dem Wiederauffinden des Öffnungssignals bzw. des Schließsignals kann das Regel¬ verfahren vorteilhafterweise mit dem im Suchverfahren zuletzt ermittelten Ist-Wert der Steuergröße wieder auf¬ genommen und fortgesetzt werden. Dies wird im Folgenden auch als Wiederaufnahme des Regelverfahrens (nach einem vo- rausgegangenen Regelverlust ) bezeichnet. Ein auf diese Weise erstmaliges erneutes Detektieren des Schließsignals nach dem Verlust des Schließsignals bzw. das Öffnungssignal nach dem Verlust des Öffnungssignals wird auch als Wiederfinden des charakteristischen Signals bzw. des Schließsignals bzw. des Öffnungssignals bezeichnet.
Ein Verlust des charakteristischen Signals, also ein Re¬ gelverlust, hat typischerweise seine Ursache darin, dass der Ist-Öffnungszeitpunkt bzw. der Ist-Schließzeitpunkt in dem betreffenden Einspritzzyklus zeitlich so weit von dem erwarteten Ist-Öffnungszeitpunkt bzw . Ist-Schließzeitpunkt entfernt ist, dass er außerhalb des bzw. der zeitlichen Suchfenster ( s ) dieses Einspritzzyklus liegt.
Vorteilhafterweise spielt für das vorgeschlagene Such¬ verfahren die technische Ursache des Regelverlusts im Allgemeinen nur eine untergeordnete Rolle. Technische Ursachen sind beispielsweise Alterungs- oder Verschlei߬ prozesse des Einspritzventils, die das Öffnungs- und/oder das Schließverhalten typischerweise so verändern, dass sich der Schließzeitpunkt (bei gleicher Ansteuerung) zunehmend verfrüht. Aber auch neue Einspritzventile, welche also erst kürzlich in Betrieb genommen worden sind, beispielsweise nach Austausch eine defekten Einspritzventils oder bei erstmaliger Inbetriebnahme des Einspritzsystems oder der Brennkraftmaschine, weisen häufig ein starkes Driftver¬ halten in ihrer Öffnungs- und Schließcharakteristik auf. Ein weiterer Vorteil des Regelverfahrens besteht somit auch darin, dass es großzügigere Toleranzgrenzen bezüglich eines Referenzverhaltens für Einspritzventile erlaubt, insbe¬ sondere hinsichtlich ihres Driftverhaltens. Außerdem werden mit dem vorgeschlagenen Regelverfahren häufig auch größere Toleranzgrenzen für andere Komponenten des verwendeten
Einspritzsystems möglich, insbesondere für Komponenten der Steuereinheit des Einspritzsystems, wie beispielsweise von Reglern und Endstufen zum Erzeugen von Steuersignalen. Ein alternatives oder zusätzliches Abbruchkriterium kann beispielsweise dadurch gegeben sein, dass der Ist-Wert der Stellgröße, bzw. eine Komponente des vektoriellen Ist-Wertes des Stellvektors während des Suchverfahrens einen oberen Schwellwert überschreitet oder einen unteren Schwellwert unterschreitet.
In einer Weiterentwicklung, die ein besonders zuverlässiges Wiederauffinden des charakteristischen Signals erlaubt, ist vorgesehen, dass die Inkrementwerte im Verlauf des Such¬ verfahrens, ggf. also mit wachsendem Wert n des Iterators, fortlaufend ihr Vorzeichen wechseln. Dieses Wechseln des Vorzeichens des Inkrementwertes (bzw. der Komponenten des Inkrementvektors ) kann beispielsweise so erfolgen, dass sich die Inkrementwerte zweier direkt aufeinanderfolgender Einspritzzyklen jeweils in ihrem Vorzeichen unterscheiden, dass sich das Vorzeichen der Inkrementwerte also nach jedem Einspritzzyklus des Suchverfahrens ändert. Es ist auch möglich, dass sich das Vorzeichen nicht in jedem Einspritzzyklus, sondern nur nach jedem zweiten Einspritz- oder allgemein ab jedem j-ten (j ist eine natürliche Zahl, wie etwa 1, 2, 3, ...) Einspritzzyklus ändert, dass also immer genau zwei direkt aufeinanderfolgende Einspritzzyklen Inkre- mentwerte mit gleichem Vorzeichen aufweisen, oder allgemein dass immer genau j aufeinanderfolgende Einspritzzyklen Inkrementwerte mit gleichem Vorzeichen aufweisen. Vorzugsweise ist j aber nicht größer als 5, vorzugsweise -S 3. Durch das betragliche Vergrößern und das gleichzeitige Wechseln des Vorzeichens der Inkrementwerte wird die Stellgröße ausgehend von dem beschriebenen Startwert so variiert, dass ein Wiederauffinden des charakteristischen Signals vorteilhafterweise unabhängig davon funktioniert, ob der Ist-Schließzeitpunkt bzw. Ist-Öffnungszeitpunkt vor oder nach dem Suchfenster des Einspritzzyklus ist. Somit besteht insbesondere eine Unabhängigkeit von der Richtung der Drift der Öffnungs- und Schließcharakteristik eines gegebenen Einspritzventils, welche ihrerseits beispiels- weise von der Art des Verschleißes oder der speziellen
Ausführungsform des Einspritzventils abhängig sein kann.
Für die Bestimmung des Startwertes der Stellgröße zu Beginn des Suchverfahrens gibt es verschiedene Möglichkeiten. Zum einen ist es möglich, als Startwert des Suchverfahrens den Ist-Wert der Stellgröße eines der vorausgegangenen Einspritzzyklen dieses Einspritzventils zu verwenden, bei dem das charakteristische Signal detektiert worden ist, also vor dem Regelverlust . Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Ist-Werte der Stellgrößen gespeichert werden und beispielsweise der Ist-Wert der Stellgröße desjenigen der vorausgegangenen Einspritzzyklen verwendet wird, in dem zuletzt das charakteristische Signal detektiert werden konnte, also unmittelbar vor dem Regelverlust. Als zu¬ sätzliches oder alternatives Kriterium kann außerdem eine Übereinstimmung oder relative Entsprechung der Soll-Werte des Regelverfahrens herangezogen werden, wie beispielsweise eine entsprechender zeitlicher Verlauf der Einspritzrate, eine entsprechende Einspritzdauer, ein entsprechender Soll-Schließzeitpunkt, ein entsprechender Soll-Öffnungs¬ zeitpunkt etc. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der Startwert des Suchverfahrens einer für dieses Einspritzventil fest vorgegebenen (und beispielsweise in einem entsprechenden Speicher abgelegten) Referenzkalib- ration des Einspritzventils entspricht. Hierbei ist es möglich, dass die Referenzkalibration in Form eines Referenzkennfeldes vorliegt und der Startwert somit von einem momentanen Arbeitspunkt des Einspritzventils (also dem/den momentanen Soll-Wert (en) der Regelgröße (n) des Regelverfahrens) abhängt. Beispielsweise kann, so etwa im Fall, dass der Schließzeitpunkt (OPP4) eine Regelgröße des Regel¬ verfahrens ist (Schließzeitpunkt-Regler) , ein zeitlicher Beginn und/oder ein zeitliches Ende des Suchfensters in
Abhängigkeit von mehreren Parametern errechnet werden, die jeweils ein einem Kennfeld hinterlegt sein können und aus diesen ausgelesen werden, wie beispielsweise eine elekt¬ rische Einspritzdauer („TI-Kennfeld") , dem Sollwert des Schließzeitpunktes (OPP4-Sollwert-Kennfeld) und einem zeitlichen Abstand zwischen dem Sollwert des Schlie߬ zeitpunktes (OPP4) und dem zeitlichen Beginn und/oder Ende des Suchfensters. Die (elektrische) Einspritzdauer (TI bzw. Tc) kann beispielsweise als Ladedauer des (Piezo) -Aktors oder auch als der zeitliche Abstand zwischen der Ansteuerung des Aktors zum Öffnen des Einspritzventils und der An¬ steuerung des Aktors zum Schließen des Einspritzventils definiert sein. Typischerweise umfasst das Einspritzsystem mehrere Ein¬ spritzventile, wie beispielsweise vier, sechs, acht oder zwölf Einspritzventile, wobei jedes dieser Einspritzventile mit dem hier vorgeschlagenen Regelverfahren angesteuert und geregelt wird. Der Startwert des Suchverfahrens kann dann unter Berücksichtigung und in Abhängigkeit von den momentanen Ist-Werten der Stellgrößen der weiteren Ein- spritzventile des Einspritzsystems ermittelt werden.
Beispielsweise ist es möglich, einen Mittelwert dieser
Ist-Werte zu bilden und den Startwert des Suchverfahrens auf Grundlage dieses Mittelwertes bzw. als diesen Mittelwert zu festzulegen . Typischerweise wird im Fall, dass es sich bei der Stellgröße um einen mehrdimensionalen Stellvektor handelt, wie oben beschrieben, nur eine Komponente dieses Stellvektors im Suchverfahren variiert, während die Ist-Werte der übrigen Komponenten des Stellvektors nicht verändert werden.
Beispielsweise wird im Suchverfahren nur die Ladestromstärke, nur die Ladedauer, nur der Ansteuerungszeitpunkt , nur der Ladebeginn, nur der Entladebeginn, nur die Ladespannung, nur der Steuerstrom oder nur die Steuerspannung variiert, während die übrigen Einträge bzw. Komponenten des Stellvektors konstant gehalten werden. Dabei kann vorge¬ sehen, dass im Fall eines Verlust des Öffnungssignal eine andere Komponente des Steuervektors variiert wird als im Fall eines Verlust des Schließsignals. Bei dem Verlust des Schließsignals kann beispielsweise die (elektrische) Einspritzdauer (TI bzw. Tc) variiert werden, bei einem Verlust des Öffnungssignals kann beispielsweise die La¬ destromstärke Ic variiert werden. Es ist natürlich auch möglich, dass mehrere oder sogar alle Stellgrößen variiert werden, beispielsweise wenn eine aus den Stellgrößen ab- geleitete Größe variiert werden soll, wie beispielsweise eine (elektrische) Energie E des ( Piezo- ) Aktors . Wie bereits beschrieben wurde, wird das Öffnungssignal bei Prellen des Verschlusselements (der Nadel) in den oberen Anschlag detektiert. Der Zeitpunkt des Auftreffens ist insbesondere von der Energie E abhängig, die durch den Antrieb auf das Verschlusselement übertragen wird. Im Fall eines Pie- zo-Aktors mit der elektrischen Kapazität C kann für die übertragene Energie näherungsweise die elektrostatische Energie des Piezoaktors verwendet werden, für die nähe¬ rungsweise der Zusammenhang E = 1/2*Q*U = 1/2*Q*Q/C = integral (I (t) *dt) 2/ (2C) gilt, wobei I (t) der zeitliche Verlauf der Ladestromstärke ist und das Integral typi- scherweise über die Ladedauer ausgeführt wird. Typi¬ scherweise wird zur Berechnung der elektrostatischen Energie die (diskrete) Näherung E = Summe ( I (n) *At (n) ) 2 / (2C) her¬ angezogen. Somit kann die Suche nach dem Öffnungssignal durch Variieren der Stellgröße (elektrische) Einspritzzeit bzw. Ladedauer (TI bzw. Tc) , durch Variieren der Stellgröße
Ladestrom Ic oder durch (gleichzeitiges) Variieren beider dieser Steuergrößen erfolgen.
Neben dem erstgenannten zeitlichen Suchfenster kann für einen jeden der Einspritzzyklen zusätzlich ein weiteres zeitliches Suchfenster vorgesehen sein, dass von dem erstgenannten Suchfenster zeitlich getrennt ist. Typischerweise ist das erstgenannte Suchfenster so gewählt, dass es den erwarteten Öffnungszeitpunkt des Einspritzzyklus umfasst, und ist das weitere Suchfenster so gewählt, dass es den erwarteten Schließzeitpunkt des Einspritzzyklus um¬ fasst. Dann wird zusätzlich zu dem erstgenannten Teil des während dieses Einspritzzyklus erfassten zeitlichen Sig¬ nalverlaufs des Sensorelementes außerdem ein weiterer Teil auf das Vorhandensein der charakteristischen Signale hin untersucht, wobei der genannte weitere Teil des zeitlichen Verlaufs in dem weiteren zeitlichen Suchfenster dieses Einspritzzyklus enthalten ist. Sofern die charakteristi¬ schen Signale in dem genannten weiteren Teil des zeitlichen Signalverlaufs detektiert werden, wird auf Grundlage und in Abhängigkeit dieser detektierten charakteristischen Signale der Ist-Schließzeitpunkt des betreffenden Einspritzventils für den jeweiligen Einspritzzyklus ermittelt. So ist es also möglich, dass auf diese Weise sowohl der
Ist-Öffnungszeitpunkt (auf Grundlage der detektierten
charakteristischen Signale im erstgenannten Teil des
zeitlichen Signalverlaufs) und der Ist-Schließzeitpunkt
(auf Grundlage der detektierten charakteristischen Signale im weiteren Teil des zeitlichen Signalverlaufs) ermittelt werden. Auf Grundlage dieser Informationen ist es beispielsweise möglich, sowohl den Öffnungszeitpunkt wie auch den Schließzeitpunkt als Regelgrößen des Regelverfahrens zu verwenden .
Sofern jedoch die charakteristischen Signale in dem genannten weiteren Teil des zeitlichen Signalverlaufs nicht detektiert werden, wird in nachfolgenden Einspritzzyklen ein weiteres Suchverfahren durchgeführt, welches der Be¬ schreibung des erstgenannten Suchverfahrens entspricht.
Insbesondere wird also für dieses weitere Suchverfahren ein weiterer Startwert für die Stellgröße dieses Einspritz- ventils festgelegt, wobei der Ist-Wert der Stellgröße für einen jeden dieser nachfolgenden Einspritz zyklen wiederum, wie beschrieben, als die Summe dieses weiteren Startwerts und eines zu diesem nachfolgenden Einspritzzyklus gehörigen weiteren Inkrementwertes ermittelt wird. Wie bereits in
Zusammenhang mit dem erstgenannten Inkrementwerten erläutert, wachsen auch die Beträge der weiteren Inkre- mentwerte der nachfolgenden Einspritz zyklen im Verlauf des weiteren Suchverfahrens an und können außerdem ihr Vorzeichen alternierend wechseln. Ebenso können alle im Zu- sammenhang des erstgenannten Suchverfahrens beschriebenen Weiterentwicklungen und Ausführungsformen auch auf das weitere Suchverfahren übertragen werden.
Das erfindungsgemäße Einspritzsystem zum Einspritzen von Kraftstoff in eine Brennkraftmaschine kann dazu eingerichtet bzw. ausgestattet sein, ein Regelverfahren hier vorgeschlagener Art durchzuführen.
Ein Einspritzsystem hier vorgeschlagener Art umfasst mindestens ein Einspritzventil zum Einspritzen von Kraftstoff in eine Brennkraftmaschine. Für das mindestens eine Einspritzventil gelten die bereits in Zusammenhang mit dem hier vorgeschlagenen Verfahren ausgeführten Beschreibungen. Das Einspritzsystem umfasst ferner eine Steuereinheit, die eingerichtet ist, den Aktor des mindestens einen Einspritzventils in wiederkehrenden Einspritzzyklen und in Abhängigkeit von einem Ist-Wert einer Stellgröße des Einspritzventils zum Bewegen des Verschluss¬ elementes des Einspritzventils zwischen der Schließposition und dem oberen Anschlag anzusteuern, um das Einspritzventil wie beschrieben zu öffnen und zu schließen. Die Steuereinheit ist ferner eingerichtet, für einen jeden der Einspritzzyklen des jeweiligen Einspritzventils einen Teil eines zeitlichen Sig¬ nalverlaufs des Sensorelements des Einspritzventils auf das Vorhandensein des charakteristischen Signals hin zu untersuchen, wie im Zusammenhang mit dem vorgeschlagenen Regelverfahren beschrieben, wobei der genannte Teil des zeitlichen Signal¬ verlaufs in einem zeitlichen Suchfenster dieses Einspritz zyklus enthalten ist. Für das zeitliche Suchfenster sei wiederum auf die entsprechenden Ausführungen in Zusammenhang mit dem hier vorgeschlagenen Verfahren verwiesen. Die Steuereinheit ist ferner eingerichtet, auf Grundlage des charakteristischen Signals, sofern es in dem genannten Teil des zeitlichen Signalverlaufs detektierbar ist, den Ist-Öffnungszeitpunkt und/oder den Ist-Schließzeitpunkt dieses Einspritzzyklus zu ermitteln und in Abhängigkeit von dem ermittelten
Ist-Öffnungszeitpunkt und/oder in Abhängigkeit von dem er¬ mittelten Ist-Schließzeitpunkt den mindestens einen Ist-Wert der mindestens einen Stellgröße des Einspritzventils für einen nachfolgenden Einspritzzyklus zu ermitteln. Auch hier sei auf die Ausführungen zu dem vorgeschlagenen Regelverfahren verwiesen.
Die Steuereinheit ist ferner eingerichtet, sofern für dieses Einspritzventil die charakteristischen Signale in dem genannten Teil des zeitlichen Signalverlaufs nicht detektierbar sind, in nachfolgenden Einspritzzyklen das bereits oben in Zusammenhang mit dem hier vorgeschlagenen Regelverfahren beschriebene Suchverfahren durchzuführen und für dieses Suchverfahren einen Startwert für die Stellgröße dieses Einspritzventils festzulegen und den Ist-Wert der Stellgröße für einen jeden dieser nachfolgenden Einspritzzyklen als die Summe dieses Startwerts und eines zu diesem nachfolgenden Einspritzzyklus gehörigen
Inkrementwertes zu ermitteln, wobei die Inkrementwerte der nachfolgenden Einspritzzyklen im Verlauf des Suchverfahrens betraglich anwachsen und, in einer speziellen Ausführungsform des Einspritzsystems, außerdem ihr Vorzeichen wechseln. Auf diese Weise lassen sich die bereits in Zusammenhang mit dem hier vorgeschlagenen Regelverfahren beschriebenen Vorteile bewirken. Die im Zusammenhang mit dem vorgeschlagenen Regelverfahren beschriebenen Weiterentwicklungen der Erfindung lassen sich entsprechend auch auf das Einspritzsystem über- tragen. Insbesondere kann also das mindestens eine Ein¬ spritzventil einen als Piezoelement ausgestalteten Antrieb aufweisen. Das Sensorelement wiederum kann durch den Antrieb des Einspritzventils, also insbesondere durch das genannte
Piezoelement im Fall eines Piezoaktors, gegeben sein.
Im Folgenden werden spezielle Ausführungsformen der Erfindung anhand der Figuren 1 bis 5 näher erläutert.
Es zeigt:
Figur 1 ein Einspritzsystem hier vorgeschlagener Art, ein Flussdiagramm eines Regelverfahrens hier vorgeschlagener Art, einen zeitlichen Signalverlauf, erzeugt mittels eines Sensorelements eines Einspritzsystems hier vorge¬ schlagener Art, Figur 4 einen weiteren zeitlichen Signalverlauf, erzeugt mittels eines Sensorelements eines Einspritzsystems hier vorgeschlagener Art, und Figur 5 Ist-Werte einer Steuergröße bei der Durchführung eines Suchverfahrens eines Regelverfahrens hier vorge¬ schlagener Art. Wiederkehrende Bezugszeichen bezeichnen gleiche oder entsprechende Merkmale.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Einspritzsystems hier vorgeschlagener Art, das dazu eingerichtet ist, eine spezielle Ausführungsform eines Regelverfahrens hier vorge¬ schlagener Art durchzuführen. Das Einspritzsystem umfasst eine Steuereinheit 1 und mehrere Einspritzventile 2 zum Einspritzen eines Kraftstoffs in eine Brennkraftmaschine 3. Prinzipiell ist es möglich, dass es sich bei dem Einspritzsystem um ein Com- mon-Rail-Einspritzsystem handelt. Bei dem Kraftstoff kann es sich beispielsweise um Diesel, und bei der Brennkraftmaschine beispielsweise um einen Dieselmotor handeln. Prinzipiell ist es aber auch möglich, dass es sich bei dem Kraftstoff um Benzin oder einen anderen Kraftstoff und bei der Brennkraftmaschine 3 beispielsweise um einen Ottomotor handelt. Die Brennkraftma¬ schine 3 kann beispielsweise der Antriebsmotor eines Fahrzeugs, beispielsweise eines PKW, sein.
Im gezeigten Beispiel sind die Einspritzventile 2 als Piezo- injektoren ausgestaltet, umfassen also jeweils einen Aktor 4 mit einem Piezoelement 5 als Antrieb zum Bewegen eines Ver¬ schlusselementes 6 des jeweiligen Einspritzventils 2. Die Piezoelemente 5 der Einspritzventile 2 dienen gleichzeitig als Sensorelemente 7, in denen charakteristische Signale ausgelöst werden, sobald das Verschlusselement 6 in einer Verschluss¬ position 8 (bzw. einem unteren Anschlag) oder an einem oberen Anschlag 9 des jeweiligen Einspritzventils 2 anschlägt. Im vorliegenden Beispiel sind die Einspritzventile als direkt angetriebene Piezoinj ektoren ausgestaltet, könnten aber genauso gut als Servo-Inj ektoren ausgestaltet sein. Anstelle eines Piezoaktors könnten die Einspritzventile 2 aber auch mit magnetischen Aktoren ausgestattet sein, deren Antriebe beispielsweise jeweils eine Spule und einen Permanentmagneten als Antrieb umfassen. Auch dann könnte der Antrieb gleichzeitig als Sensorelement 7 dienen, wie oben beschrieben.
Die Steuereinheit 1 ist eingerichtet, die Injektoren 2 jeweils in wiederkehrenden Einspritzzyklen mittels Steuersignalen anzusteuern. Bei den Steuersignalen kann es sich um Ladeströme bzw. um Entladeströme mit vorgegebenen Stromstärken und vorgegebenen Ladedauern bzw. Entladedauern, und Ladebeginnzeitpunkten und Entladebeginnzeitpunkten . Bei diesen Größen handelt es sich somit um Steuergrößen, die in einem Steuervektor zu- sammengefasst sind. Die Erzeugung dieser Steuersignale erfolgt gemäß einer speziellen Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Regelverfahrens, beispielsweise wie in dem in Figur 2 gezeigten Flussdiagramm schematisch dargestellt.
Mittels der in Figur 1 gezeigten Steuereinheit wird das Re¬ gelverfahren für jedes der Einspritzventile 2 durchgeführt. Die folgende Beschreibung bezieht sich somit auf ein jedes dieser Einspritzventile 2.
In Schritt Sl wird mittels einer Recheneinheit 10 der Steu¬ ereinheit 1 in Abhängigkeit von einer momentan geforderten Einspritzmenge und einem momentan geforderten zeitlichen Verlauf einer Einspritzrate (ROI, Rate of Injection, gemessen als Kraftstoffvolumen pro Zeiteinheit) charakteristische Zeitpunkte der hierfür benötigten Bewegung des Verschlusselements 6 ermittelt. Zu diesen Zeitpunkten gehört der Öffnungsbeginn (OPP1) , in dem sich das Verschlusselement beginnt aus der Schließposition 8 heraus zu bewegen und Einspritzöffnungen (hier nicht dar- gestellt) des Einspritzventils 2 freizugeben, ggf. der bereits beschriebene Öffnungszeitpunkt (OPP2), in dem das Ver¬ schlusselement 6 auf den oberen Anschlag 9 auftrifft (sofern dies vorgesehen ist, vgl. Figuren 3 und 4), ggf. der Beginn der Schließbewegung (OPP3) , in dem sich das Verschlusselement 6 von dem oberen Anschlag 9 aus zur Schließposition 8 zurückbewegt, und der bereits beschriebene Schließzeitpunkt (OPP4), in dem das Verschlusselement 6 wieder in der Schließposition 8 auftrifft. In Figuren 3 und 4 sind zwei verschiedene Beispiele möglicher geforderter zeitlicher Verläufe der Einspritzrate (ROI) schematisch dargestellt und die zugehörigen charakteristischen Zeitpunkte (OPP1 bis OPP4) eingetragen. In dem in Figur 3 gezeigten Beispiel handelt es sich um eine sogenannte bal- listische Einspritzung, bei der das Verschlusselement 6 nicht gegen den oberen Anschlag 9 prallt, sondern nur bis unterhalb des oberen Anschlags angehoben wird. In diesem Fall entfallen demnach die beiden Zeitpunkte OPP2 und OPP3, wobei der Schließzeitpunkt (OPP4) eine Regelgröße des Regelverfahrens darstellt.
In dem in Figur 4 gezeigten Beispiel trifft das Verschlusselement 6 auf den oberen Anschlag 9 auf und wird dort für eine von OPP2 bis OPP3 andauernde Zeitspanne gehalten. Sowohl der Schlie߬ zeitpunkt OPP4, wie auch der Öffnungszeitpunkt OPP2 werden hierbei als Regelgrößen verwendet.
In dem Verfahrensschritt S2 werden Regelabweichungen aus einem vorausgegangenen Einspritzzyklus bestimmt, wie beispielsweise die Differenz zwischen dem Soll-Schließzeitpunkt und dem ge- messenen Ist-Schließzeitpunktes (Soll-OPP4 - Ist-OPP4) und ggf . die Differenz zwischen dem Soll-Öffnungszeitpunkt und dem gemessenen Ist-Öffnungszeitpunkt (Soll-OPP2 - Ist-OPP2).
Im Verfahrensschritt S3 wird in Abhängigkeit von den mittels der Recheneinheit 10 berechneten Regelabweichungen anschließend mit einem PI-Regler 11 der Steuereinheit 1 Korrekturwerte zu Vorsteuer-Werten des Steuervektors (Vorsteuervektor) ermittelt. Diese Vorsteuerwerte werden in Schritt S4 aus einem in einem Datenspeicher 12 der Steuereinheit 1 gespeicherten Vor- steuer-Kennfeld in Abhängigkeit insbesondere von den Sollwerten der Zeitpunkte OPP2 und/oder OPP4 ausgelesen. In Schritt S5 werden die genannten Korrekturwerte des PI-Reglers 11 mit der Recheneinheit 10 zu dem Vorsteuervektor addiert. Hieraus ergibt sich der Ist-Wert des Steuervektors für den momentanen Ein- spritzzyklus.
In dem in Figur 3 gezeigten Beispiel kann dieser Steuervektor den Zeitpunkt des Ladebeginns Tc, die Ladedauer tc, sowie die Stärke des Ladestroms Ic beinhalten. In dem in Figur 4 gezeigten Beispiel kann der Steuervektor zusätzlich den Zeitpunkt des Entladebeginns TDC sowie die Stärke des Entladestroms IDC beinhalten. In dem Verfahrensschritt S6 werden mittels einer Endstufe 13 der Steuereinheit 1 Steuersignale entsprechend des momentanen Ist-Wertes des Steuervektors erzeugt und auf den Aktor 4 des Einspritzventils übertragen. In dem in Figur 4 gezeigten Beispiel wird also zum Zeitpunkt Tc das Piezoelement 5 mit der Lade- Stromstärke Ic für die Ladedauer tc aufgeladen und anschließend zum Zeitpunkt TDC der Entladestromstärke IDC für die Entlade¬ zeitdauer toc wieder entladen. Dieser Lade-/Entladevorgang führt zu einer Ausdehnung und einem Zusammenziehen des Piezoelements , wodurch die beschriebene Bewegung des Verschlusselements aus der Schließposition heraus und in diese wieder zurück ausgelöst wird.
In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wird das Piezoelement 5 des Aktors 4 gleichzeitig als ein Sensorelement 7 verwendet, mit dem die Bewegung des Verschlusselements 6 erfasst und gemessen wird. Hierbei wird ausgenutzt, dass das Verschluss¬ element in dem Ist-Öffnungszeitpunkt (OPP2, siehe Figur 4), in dem es auf den oberen Anschlag 9 auftrifft, und in dem
Ist-Schließzeitpunkt (OPP4, siehe Figuren 3 und 4) , in dem es in der Schließposition 9 auftrifft, in dem Sensorelement 5 ein charakteristisches Signal, also das Öffnungssignal bzw. das Schließsignal, auslöst.
Bei diesen charakteristischen Signalen kann es sich beispielsweise um Schwankungen einer oder mehrerer elektrischer Messgrößen handeln, welche den momentanen Zustand des Piezoelements 5 beschreiben. Bei diesen Messgrößen handelt es sich im vorliegenden Fall um eine an dem Piezoelement 5 bzw. dem Sensorelement 7 abgegriffene elektrische Spannung U und/oder eine am Piezoelement 5 bzw. dem Sensorelement 7 abgegriffene Stromstärke so wie im Beispiel 4 außerdem eine hieraus abge¬ leitete elektrische Kapazität C des Piezoelements 5 bzw.
Sensorelements 7. Die zeitlichen Signalverläufe des Sensor¬ elements 7, also die zeitlichen Verläufe dieser Messgrößen, werden wie im Folgenden beschrieben mittels der Steuereinheit 1 ausgewertet .
Mittels des Datenspeichers 12 werden zunächst Teile der zeitlichen Signalverläufe, die innerhalb eines von einem oder mehreren Suchfenstern F, Fl, Fl', F2 des Einspritzzyklus enthalten sind, gespeichert und anschließend mittels der Re¬ cheneinheit 10 auf das Vorhandensein der charakteristischen Signale hin untersucht. Im in Figur 3 gezeigten Beispiel ist in jedem Einspritzzyklus genau ein solches zeitliches Suchfenster F vorgesehen, das so gewählt ist, dass es den Soll-Schlie߬ zeitpunkt (OPP4) enthält. In dem in Figur 4 gezeigten Beispiel sind hingegen zwei zeitliche Suchfenster Fl und F2 vorgesehen, wobei das Suchfenster Fl den Soll-Öffnungszeitpunkt (OPP2) beinhaltet. (Alternativ könnte auch das ebenfalls in Figur 4 dargestellte Öffnungszeitfenster Fl' gewählt werden, welches außerdem den Soll-Zeitpunkt (OPP1) beinhaltet). Das zweite Suchfenster F2 ist von dem ersten Suchfenster Fl getrennt und beinhaltet den Soll-Schließzeitpunkt OPP4. Die Speicherung der genannten Teile der Signalverläufe und deren Auswertung erfolgen im Verfahrensschritt S7.
Bei dem in Figur 3 gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem charakteristischen Signal 14 insbesondere um eine Schwankung der an dem Sensorelement 7 abgegriffenen Spannung U, im gezeigten vereinfachten Beispiel in der Form eines lokalen Maximums. Bei dem in Figur 4 gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei den charakteristischen Signalen 14, 15 insbesondere um Schwankungen in der Kapazität C des Sensor- elementes 7 bzw. des Piezoelements 5. In dem gezeigten ver¬ einfachten Beispiel handelt es sich bei den charakteristischen Signalen im Suchfenster F2 um ein lokales Minimum 14 der Kapazität C und im Suchfenster Fl um ein lokales Maximum der Kapazität C, sowie im Fall des Suchfensters Fl ' außerdem um ein weiteres lokales Maximum 16 (charakteristisch für den Zeitpunkt OPP1) .
Im nachfolgenden Verfahrensschritt S8 wird eine Fallunter¬ scheidung vorgenommen, wobei das Verfahren mit dem Verfah- rensschritt S9 fortgesetzt wird, falls die charakteristischen Signale (das charakteristische Signal 14 im in Figur 3 gezeigten Beispiel bzw. die charakteristischen Signale 14 und 15 im in Figur 4 gezeigten Beispiel) detektiert werden konnten. Andernfalls, also im Fall eines Regelverlusts ) wird ein Suchverfahren durchgeführt, welches mit dem Verfahrensschritt XI beginnt.
Im Verfahrensschritt S9 wird auf Grundlage des charakteris¬ tischen Signals 14 der Ist-Schließzeitpunkts (OPP4) dieses Einspritzzyklus ermittelt und außerdem, im Fall des in Figur 4 gezeigten Ausführungsbeispiels, anhand des charakteristischen Signals 15 außerdem der Ist-Öffnungszeitpunkt (OPP2) . Außerdem wird im Verfahrensschritt S9 ein Iterator n auf den Wert „0" gesetzt. Die Funktion des Iterators n wird nachfolgend im Zusammenhang mit dem Suchverfahren näher erläutert.
Anschließend wird der nächste Einspritzzyklus dieses Ein- spritzventils 2 mit dem Verfahrensschritt Sl begonnen. Hierbei kann auf den im Verfahrensschritt S9 ermittelten und in dem Datenspeicher 12 der Steuereinheit gespeicherten
Ist-Schließzeitpunkt und dem eventuell ebenfalls ermittelten Ist-Öffnungszeitpunkt (OPP2) zurückgegriffen werden, insbesondere bei der Ermittlung der Regelabweichung und der Bestimmung des Ist-Wertes des Steuervektors in den nachfolgenden Ver- fahrensschritten S2 bis S5.
Im Fall, dass das Suchverfahren durchgeführt wird, wird im Verfahrensschritt XI der Iterator n, welcher den Wert einer ganzen Zahl größer oder gleich „0" annehmen kann, um 1 erhöht. Zu Beginn des Suchverfahrens wird der Iterator von dem Wert „0" auf den Wert „1" gesetzt. Im nachfolgenden Schritt X2 wird der Wert des Iterators n überprüft. Falls der Iterator n einen festgelegten Schwellwert nmax überschritten hat, dann ist damit ein Abbruchkriterium des Suchverfahrens bzw. des Regelverfahrens erfüllt, so dass der Verfahrensschritt X6 durchgeführt, welcher ein Notlaufprogramm des Einspritzsystems darstellt. Falls das Abbruchkriterium nicht erfüllt ist und der Iterator den Wert 1 aufweist, wird der Verfahrensschritt X3 durchgeführt, falls das Abbruchkriterium nicht erfüllt ist und der Iterator einen Wert größer als 1 aufweist, wird direkt nach dem Verfahrensschritt X2 der Verfahrensschritt X4 durchgeführt. Im Verfahrensschritt X3 des Suchverfahrens wird ein Startwert S start für die Stellgröße bzw. Startwerte für Komponenten des Stellvektors dieses Einspritzventils festgelegt. Für den Startwert SStart kommen verschiedene Definitionen infrage.
Beispielsweise kann als Startwert SStart des Suchverfahrens der Ist-Stellwert S i s t der Stellgröße eines vorausgegangenen Ein¬ spritzzyklus dieses Einspritzventils 2 verwendet werden, beispielsweise des letzten Einspritzzyklus dieses Einspritz¬ ventils 2, bei dem die charakteristischen Signale 14, 15 zuletzt detektiert worden sind (etwa im vorausgegangenen Verfahrens- schritt S7 bei anschließender Speicherung im Verfahrensschritt S9 im Datenspeicher 12 der Steuereinheit 1) . Es ist auch möglich, dass der Startwert des Suchverfahrens einer für dieses Ventil fest vorgegebenen Referenzkalibration des Einspritzventils 2 entspricht. Eine solche Referenzkalibration kann beispielsweise in dem Datenspeicher 12 der Steuereinheit 1 gespeichert sein. Bei dieser Referenzkalibration kann es sich um ein Referenzkennfeld handeln, aus dem der Startwert SStart in Abhängigkeit von einem momentanen Arbeitspunkt des Einspritzventils 2 bzw. der
Brennkraftmaschine 3 beispielsweise mittels der Recheneinheit 10 auslesbar ist. Es ist ferner möglich, dass der Startwert SStart des Suchverfahrens unter Berücksichtigung und/oder in Abhängigkeit von Ist-Werten von Stellgrößen bzw. Stellvektoren der übrigen Einspritzventile 2 des Einspritzsystems ermittelt wird. Beispielsweise können diese Ist-Werte ebenfalls in dem Da- tenspeicher 12 gespeichert sein und beispielsweise zu vo¬ rausgegangenen Einspritzzyklen dieser weiteren Einspritzventile 2 gehören (typischerweise jeweils ermittelt in den Verfah¬ rensschritten S7 und abgelegt in dem Datenspeicher 12 in dem Verfahrensschritt S9 der Regelkreise dieser Einspritzventile) . Beispielsweise kann mittels der Recheneinheit 10 ein Mittelwert dieser Ist-Werte der Stellgrößen bzw. der betreffenden Komponenten der Stellvektoren dieser weiteren Einspritzventile 2 gebildet werden und der Startwert SStart des Suchverfahrens auf Grundlage dieses Mittelwertes bestimmt werden, beispielsweise als dieser Mittelwert.
Im nachfolgenden Verfahrensschritt X4 wird ein Inkrementwert (bzw. ein Inkrementvektor) In ermittelt, der im anschließenden Verfahrensschritt X5 zu dem Startwert SStart hinzuaddiert wird. Diese Summe des Startwertes SStart und des Inkrementwerts In dient im nachfolgenden Verfahrensschritt S9 als aktuelle Stellgröße Sist zum Ansteuern des Aktors 4 mittels der Endstufe 13 der Steuereinheit 1, wie bereits oben beschrieben. Es gilt also jeweils Sist = SStart + In, vgl. Figur 5. Im vorliegenden Fall, bei dem die Stellgröße einen mehrdimensionaler Stellvektor ist, ist vorgesehen, dass nur eine Komponente des Stellvektors im Suchverfahren variiert wird, während die Ist-Werte der übrigen Komponenten des Stellvektors nicht verändert werden. Dement¬ sprechend hat der Inkrementvektor genau einen nicht-ver- schwindenden Eintrag. Beispielsweise handelt es sich bei dieser Komponente um die Ladestromstärke Ic, den Ladezeitpunkt Tc, den Entladezeitpunkt TDC, die Ladedauer Tc oder die Entladedauer TDC. Ferner ist vorgesehen, dass im Fall eines Verlusts des Öff¬ nungssignals eine andere Komponente des Steuervektors variiert wird als im Fall eines Verlusts des Schließsignals. Somit unterscheidet sich das Suchverfahren im Fall des Verlusts des Öffnungssignals (erstes Suchverfahren) von dem Suchverfahren im Fall des Verlusts des Schließsignals (zweites Suchverfahren).
In einer alternativen Ausführungsform werden während des Suchverfahrens mehrere Komponenten des Stellvektors variiert, wie etwa die Ladestromstärke und die Ladedauer, wie weiter oben bereits beschrieben wurde. Dann hat der Inkrementvektor typischerweise zwei oder mehr nicht-verschwindende Komponenten.
Anschließend wird in Verfahrensschritt S7 und S8, wie oben beschrieben, überprüft, ob die charakteristischen Signale detektiert werden können und, falls dies der Fall ist, wird das Regelverfahren mit dem Verfahrensschritt S9 weitergeführt . Falls dies nicht der Fall ist, wird das Suchverfahren mit dem Ver¬ fahrensschritt XI fortgesetzt. Wie aus Figur 5 zu erkennen ist, wird in jedem der Einspritz zyklen während des Suchverfahrens genau ein Inkrementwert (bzw. In- krementvektor ) In erzeugt und ausschließlich dieser jeweils zu dem Startwert hinzuaddiert. Die Beträge der Inkrementwerte In bzw. der (einzigen) nicht-verschwindenden Komponente des In- krementvektors wachsen im gezeigten Beispiel streng monoton mit dem Wert n des Iterators n. Ferner wechseln die Inkrementwerte bzw. die (einzige) nicht-verschwindenden Komponenten der In- krementvektoren ihre Vorzeichen gemäß (-l)n. Alternativ könnten diese Vorzeichenwechsel aber auch seltener erfolgen oder es könnte prinzipiell auch auf die Vorzeichenwechsel vollständig verzichtet werden, wie weiter oben beschrieben wurde. Auch könnte alternativ ein lediglich monotoner betraglicher Anstieg der Inkrementwerte bzw. der (einzigen) nicht-verschwindenden Komponenten der Inkrementvektoren vorgesehen sein.
In dem Verfahrensschritt X5 wird ferner als weiteres Ab¬ bruchkriterium überprüft, ob die Komponenten des Ist-Werts des Steuervektors bzw. ob die im Suchverfahren variierte Komponente des Ist-Werts des Steuervektors, wie beispielsweise die La¬ destromstärke Ic, der Ladezeitpunkt Tc, der Entlade Zeitpunkt T^c/ die Ladedauer Tc oder die Entladedauer TDC einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet oder einen vorgegebenen weiteren Schwellwert unterschreitet, siehe Smax und Sm n in Figur 5. Falls dies der Fall ist, wird der Verfahrensschritt X7 durchgeführt, der ein Notlaufprogramm beinhaltet.

Claims

Patentansprüche
1. Regelverfahren für ein Einspritzsystem mit mindestens einem Einspritzventil (2) zum Einspritzen von Kraftstoff in eine Brennkraftmaschine (3) ,
- wobei in wiederkehrenden Einspritzzyklen und in Abhängigkeit von einem Ist-Wert einer Stellgröße des Einspritzventils (2) mittels eines Aktors (4) des Einspritzventils (2) ein Ver- Schlusselement (6) des Einspritzventils (2) bewegt wird,
- wobei das Verschlusselement (6) in einem Ist-Öffnungszeitpunkt (OPP2) auf einem oberen Anschlag (9) auftrifft und/oder in einem Ist-Schließzeitpunkt (OPP4) in einer Schließposition (8) auftrifft, wobei das Verschlusselement (6), wenn es in der
Schließposition (8) oder auf den oberen Anschlag (9) auftrifft, ein charakteristisches Signal eines Sensorelements (7) des Einspritzventils (2) auslöst, - wobei während mindestens eines der Einspritzzyklen ein zeitlicher Signalverlauf des Sensorelements (7) erfasst wird und ein in einem zeitlichen Suchfenster (F, Fl, F2) des Einspritzzyklus enthaltener Teil des Signalverlaufs auf das Vorhandensein des charakteristischen Signals hin untersucht wird,
- wobei das zeitliche Suchfensters dieses Einspritzzyklus so gewählt wird, dass es einen erwarteten Öffnungszeitpunkt (OPP2) , in dem das Auftreffen des Verschlusselements auf dem Anschlag erwartet wird, oder einen erwarteten Schließzeitpunkt (OPP4), in dem das Auftreffen des Verschlusselements in der Schließposition erwartet wird, enthält,
- wobei, sofern das charakteristische Signal in dem genannten Teil des zeitlichen Signalverlaufs detektiert wird, auf
Grundlage des charakteristischen Signals der
Ist-Öffnungszeitpunkt und/oder der Ist-Schließzeitpunkt dieses Einspritzzyklus ermittelt wird, - wobei der Ist-Wert der Stellgröße des Einspritzventils (2) für einen nachfolgenden Einspritzzyklus in Abhängigkeit von dem ermittelten Ist-Öffnungszeitpunkt und/oder in Abhängigkeit von dem ermittelten Ist-Schließzeitpunkt bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass, sofern für diesen Einspritzzyklus das charakteristische Signal in dem genannten Teil des zeitlichen Signalverlaufs nicht detektiert wird, in nachfolgenden Einspritzzyklen ein Suchverfahren durchgeführt wird, wobei für dieses Suchverfahren ein Startwert für die Stellgröße dieses Einspritzventils (2) festgelegt wird, wobei der Ist-Wert der Stellgröße für einen jeden dieser nachfolgenden Einspritzzyklen als die Summe dieses Startwerts und eines zu diesem nachfolgenden Einspritzzyklus gehörigen Inkrementwertes ermittelt wird, wobei die
Inkrementwerte der nachfolgenden Einspritzzyklen im Verlauf des Suchverfahrens betraglich anwachsen. 2. Regelverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Inkrementwerte der nachfolgenden Einspritzzyklen im Verlauf des Suchverfahrens ihr Vorzeichen wechseln.
3. Regelverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor des Einspritzventils (2) einen als Piezo-Element (5) ausgestalteten Antrieb aufweist.
4. Regelverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (7) des Einspritzventils (2) das Piezo-Element (5) des Aktors des Einspritzventils (2) ist.
5. Regelverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das charakteristische Signal des Sensorelements (7) eine Schwankung einer elektrischen Messgröße ist.
6. Regelverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellgröße des Einspritzventils (2) ein Ansteuerungszeitpunkt des Aktors, ein Ladebeginn des Aktors, ein Entladebeginn des Aktors, eine Ladedauer des Aktors, eine Stromstärke oder eine Spannung ist oder eine Kombination mehrerer dieser Größen beinhaltet.
7. Regelverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Startwert des Suchverfahrens der Ist-Wert der Stellgröße eines vorausgegangenen Einspritzzyklus dieses Einspritzventils (2) verwendet wird.
8. Regelverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Startwert des Suchverfahrens einer für dieses Einspritzventil (2) fest vorgegebenen Refe- renzkalibration des Einspritzventils (2) entspricht.
9. Regelverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Startwert des Suchverfahrens unter Berücksichtigung und in Abhängigkeit von Ist-Werten von Stellgrößen weiterer Einspritzventile des Einspritzsystems ermittelt wird.
10. Regelverfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mittelwert der Ist-Werte von Stellgrößen der weiteren Einspritzventile gebildet wird und der Startwert des Such- Verfahrens auf Grundlage dieses Mittelwertes bestimmt wird.
11. Regelverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für einen jeden der Einspritz zyklen zusätzlich zu dem erstgenannten zeitlichen Suchfenster (F, Fl, F2) ein weiteres zeitliches Suchfenster (F, Fl, F2) vorgesehen ist, das von dem erstgenannten Suchfenster (F, Fl, F2 ) zeitlich getrennt ist, wobei das erstgenannte Suchfenster (F, Fl, F2) so gewählt wird, dass es den erwarteten Öffnungszeitpunkt des Einspritzzyklus umfasst, wobei das weitere Suchfenster (F, Fl, F2) so gewählt wird, dass es den erwarteten Schließzeitpunkt des Einspritzzyklus umfasst, wobei außerdem ein weiterer Teil des während dieses Einspritzzyklus erfassten zeitlichen Signal¬ verlaufs des Sensorelements (7) auf das Vorhandensein der charakteristischen Signale hin untersucht wird, wobei der genannte weitere Teil des zeitlichen Verlaufs in dem weiteren zeitlichen Suchfenster (F, Fl, F2) dieses Einspritzzyklus enthalten ist, wobei, sofern die charakteristischen Signale in dem genannten weiteren Teil des zeitlichen Signalverlaufs detektiert werden, auf Grundlage dieses charakteristischen Signals der Ist-Schließzeitpunkt dieses Einspritzzyklus er¬ mittelt wird, wobei der Ist-Wert der Stellgröße des Ein- spritzventils (2) für einen nachfolgenden Einspritzzyklus in Abhängigkeit von dem Ist-Schließzeitpunkt ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass, sofern die charakteristischen Signale in dem genannten weiteren Teil des zeitlichen Signalverlaufs nicht detektiert werden, in nachfolgenden Einspritzzyklen ein weiteres Suchverfahren durchgeführt wird, wobei für dieses weitere Such¬ verfahren ein weiterer Startwert für die Stellgröße dieses Einspritzventils (2) festgelegt wird, wobei der Ist-Wert der Stellgröße für einen jeden dieser nachfolgenden Einspritz zyklen als die Summe dieses weiteren Startwerts und eines zu diesem nachfolgenden Einspritzzyklus gehörigen weiteren Inkrement- wertes ermittelt wird, wobei die weiteren Inkrementwerte der nachfolgenden Einspritzzyklen im Verlauf des weiteren Suchverfahrens betraglich anwachsen.
12. Regelverfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren Inkrementwerte ihr Vorzeichen alternierend wechseln . 13. Regelverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erwartete Öffnungszeitpunkt in Abhängigkeit von dem Ist-Öffnungszeitpunkt eines vorausge¬ gangenen Einspritzzyklus ermittelt wird und/oder dass der erwartete Schließzeitpunkt in Abhängigkeit von dem
Ist-Schließzeitpunkt eines vorausgegangenen Einspritzzyklus ermittelt wird.
Regelverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für der erwartete Öffnungszeitpunkt ein Soll-Öffnungszeitpunkt ist und/oder der erwartete
Schließzeitpunkt ein Soll-Schließzeitpunkt ist, wobei Ist-Wert der Steuergröße so gewählt wird, dass der Ist-Öffnungszeitpunkt möglichst genau dem Soll-Öffnungszeitpunkt entspricht und/oder dass der Ist-Schließzeitpunkt möglichst genau dem
Soll-Schließ Zeitpunkt entspricht .
15. Einspritzsystem, umfassend mindestens ein Einspritzventil (2) zum Einspritzen von Kraftstoff in eine Brennkraftmaschine, wobei das Einspritzventil (2) ein Verschlusselement (6) zum Verschließen des Einspritzventils (2) und einen Aktor (4) zum Bewegen des Verschlusselement (6) zwischen einem oberen Anschlag und einer Schließposition des Verschlusselements umfasst, wobei das Einspritzsystem ein Sensorelement aufweist, in dem durch ein Auftreffen des Verschlusselements auf dem oberen Anschlag in einem Ist-Öffnungszeitpunkt (OPP2) und/oder durch ein Auftreffen des Verschlusselements in einer Schließposition in einem Ist-Schließzeitpunkt (OPP4) charakteristische Signale auslösbar sind, wobei das Einspritzsystem eine Steuereinheit (1) umfasst, die eingerichtet ist, den Aktor (4) des Einspritzventils (2) in wiederkehrenden Einspritzzyklen und in Abhängigkeit von einem Ist-Wert einer Stellgröße des Einspritzventils (2) zum Bewegen des Verschlusselements anzusteuern, wobei die Steuereinheit (1) eingerichtet ist, für einen jeden der Einspritzzyklen des
Einspritzventils (2) einen Teil eines zeitlichen Signalverlaufs des Sensorelements (7) auf das Vorhandensein des charakte¬ ristischen Signals hin zu untersuchen, wobei der genannte Teil des zeitlichen Signalverlaufs in einem zeitlichen Suchfenster (F, Fl, F2) dieses Einspritzzyklus enthalten ist, wobei das zeitliche Suchfensters so gewählt ist, dass es außerdem einen erwarteten Öffnungszeitpunkt (OPP2) oder einen erwarteten Schließzeitpunkt (OPP4) enthält, wobei die Steuereinheit (1) eingerichtet ist, auf Grundlage des charakteristischen Signals, sofern das charakteristische Signal in dem genannten Teil des zeitlichen Signalverlaufs detektierbar ist, den Ist-Öffnungs¬ zeitpunkt und/oder den Ist-Schließzeitpunkt dieses Ein¬ spritzzyklus zu ermitteln, wobei die Steuereinheit (1) ferner eingerichtet ist, in Ab¬ hängigkeit von dem ermittelten Ist-Öffnungszeitpunkt und/oder in Abhängigkeit von dem ermittelten Ist-Schließzeitpunkt den mindestens einen Ist-Wert der mindestens einen Stellgröße des Einspritzventils (2) für einen nachfolgenden Einspritzzyklus zu ermitteln, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (1) eingerichtet ist, sofern für dieses Einspritzventil (2) die charakteristischen Signale in dem genannten Teil des zeitlichen Signalverlaufs nicht detektierbar sind, in nachfolgenden Einspritzzyklen ein Suchverfahren durchzuführen und für dieses Suchverfahren einen Startwert für die Stellgröße dieses Einspritzventils (2) festzulegen und den Ist-Wert der Stellgröße für einen jeden dieser nachfolgenden Einspritzzyklen als die Summe dieses Startwerts und eines zu diesem nachfolgenden Einspritzzyklus gehörigen Inkrementwertes zu ermitteln, wobei die Inkrementwerte der nachfolgenden Einspritzzyklen im Verlauf des Suchverfahrens betraglich anwachsen .
16. Einspritzsystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Inkrementwerte der nachfolgenden Einspritzzyklen alternierende Vorzeichen aufweisen.
17. Einspritzsystem nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (4) des Einspritzventils (2) einen als Piezo-Element (5) ausgestalteten Antrieb aufweist.
18. Einspritzsystem nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (7) des Einspritzventils (2) das Piezo-Element (4) des Aktors (5) des Einspritzventils (2) ist .
19. Einspritzsystem nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das charakteristische Signal des Sen¬ sorelements (7) eine Schwankung einer elektrischen Messgröße ist .
20. Einspritzsystem nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (1) eingerichtet ist, ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 durchzuführen.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9435305B2 (en) 2013-04-26 2016-09-06 Continental Automotive Gmbh Valve assembly for an injection valve and injection valve
US9903294B2 (en) 2013-04-12 2018-02-27 Continental Automotive Gmbh Method and device for injecting fuel into an internal combustion engine
US10746124B2 (en) 2013-04-25 2020-08-18 Continental Automotive Gmbh Method for adapting an injection quantity

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013223750B3 (de) * 2013-11-21 2015-02-19 Continental Automotive Gmbh Verfahren zur Bestimmung des Ventilöffnungszeitpunktes bei piezoservobetriebenen Injektoren
DE102015204397B4 (de) * 2015-03-11 2017-06-08 Continental Automotive Gmbh Verfahren zum Ermitteln eines charakteristischen Punktes der Hubbewegung eines Verschlusselementes eines Injektors und Einspritzsystem
DE102015205942B4 (de) 2015-04-01 2019-06-19 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung des Betriebs des Kraftstoffeinspritzsystems einer Brennkraftmaschine
DE102016206369B3 (de) * 2016-04-15 2017-06-14 Continental Automotive Gmbh Verfahren zum Ermitteln des Servoventilschließzeitpunktes bei piezogetriebenen Injektoren und Kraftstoffeinspritzsystem
DE102016218915A1 (de) * 2016-09-29 2018-03-29 Robert Bosch Gmbh Bestimmung des Anzugszeitpunkts und des Abfallszeitpunkts für Magnetventile
JP2019039323A (ja) * 2017-08-23 2019-03-14 株式会社デンソー 燃料噴射制御装置
DE102021208757A1 (de) 2021-08-11 2023-02-16 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zum Bestimmen einer charakteristischen Größe eines Magnetventils

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008000587A1 (de) * 2007-03-26 2008-10-09 Denso Corp., Kariya-shi Kraftstoffeinspritzsteuerungssystem und Kraftstoffeinspritzsystem
DE102009000741A1 (de) * 2009-02-10 2010-08-12 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Bestimmen eines Nadelschließens
DE102010017093A1 (de) * 2009-06-01 2010-12-23 Denso Corporation, Kariya-City Steuervorrichtung für ein Kraftstoffdirekteinspritzventil
DE102010021169A1 (de) * 2010-05-21 2011-11-24 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung des tatsächlichen Einspritzbeginns eines Piezo-Kraftstoff-Einspritzventils
DE102011076363A1 (de) * 2011-05-24 2012-11-29 Continental Automotive Gmbh Bestimmung des Standardserien-Öffnungsverhaltens eines Kraftstoffinjektors basierend auf einem Test-Öffnungsverhalten unter dem Einfluss eines Testpulses mit konstanter Spannung

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3929747A1 (de) * 1989-09-07 1991-03-14 Bosch Gmbh Robert Verfahren und einrichtung zum steuern der kraftstoffeinspritzung
DE19849210A1 (de) 1998-10-26 2000-04-27 Bosch Gmbh Robert Brennstoffeinspritzventil
DE19927900A1 (de) 1999-06-18 2000-12-21 Bosch Gmbh Robert Brennstoffeinspritzventil
DE10118162B9 (de) 2001-04-11 2004-09-09 Robert Bosch Gmbh Brennstoffeinspritzventil
GB0112338D0 (en) * 2001-05-21 2001-07-11 Ricardo Consulting Eng Improved engine management
DE10130205A1 (de) 2001-06-22 2003-01-02 Bosch Gmbh Robert Brennstoffeinspritzventil
JP2003232268A (ja) 2002-02-08 2003-08-22 Hitachi Ltd 電磁式燃料噴射弁
EP1488088B1 (de) * 2002-03-27 2007-05-23 Volkswagen Mechatronic GmbH & Co. KG Verfahren und vorrichtung zur detektion des einschlagzeitpunktes der ventilnadel eines piezo-steuerventils
GB0227672D0 (en) * 2002-11-27 2003-01-08 Ricardo Consulting Eng Improved engine management
DE10257686A1 (de) 2002-12-10 2004-07-15 Siemens Ag Verfahren zum Anpassen der Charakteristik eines Einspritzventils
DE10305523A1 (de) * 2003-02-11 2004-08-19 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Nullmengenkalibrierung eines Kraftstoffeinspritzsystems eines Kraftfahrzeuges im Fahrbetrieb
ITBO20030090A1 (it) 2003-02-21 2004-08-22 Magneti Marelli Powertrain Spa Iniettore di carburante per un motore a combustione interna.
DE10345967B4 (de) 2003-10-02 2014-02-27 Robert Bosch Gmbh Brennstoffeinspritzventil
EP1760305B1 (de) 2005-09-06 2011-02-02 Continental Automotive GmbH Kraftstoffeinspritzventil
DE102006048979B8 (de) * 2006-10-17 2017-02-23 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Einspritzsystem zum Einspritzen eines Fluids
JP2009041421A (ja) 2007-08-08 2009-02-26 Toyota Motor Corp 内燃機関の噴射量学習装置
DE102008000911A1 (de) 2008-04-01 2009-10-08 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine
JP4588782B2 (ja) 2008-10-16 2010-12-01 三菱電機株式会社 燃料噴射弁及びその製造方法
DE102009009270A1 (de) 2009-02-17 2010-08-19 Continental Automotive Gmbh Kalibrierverfahren eines Injektors einer Brennkraftmaschine
JP5218487B2 (ja) 2009-12-04 2013-06-26 株式会社デンソー 燃料噴射弁
JP2011190798A (ja) 2010-02-17 2011-09-29 Denso Corp 燃料噴射弁
DE102010031220A1 (de) 2010-07-12 2012-01-12 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Kraftstoffeinspritzsystems
US9404455B2 (en) 2010-12-10 2016-08-02 Continental Automotive Gmbh Method for operating an internal combustion engine with assistance from an electric machine, and internal combustion engine
JP5509117B2 (ja) 2011-02-22 2014-06-04 株式会社日本自動車部品総合研究所 燃料噴射装置
DE102011075732B4 (de) 2011-05-12 2021-02-11 Vitesco Technologies GmbH Regelverfahren für ein Einspritzventil und Einspritzsystem
DE102011075876A1 (de) 2011-05-16 2012-11-22 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Einspritzdüse
EP2527637B1 (de) 2011-05-23 2014-10-08 Continental Automotive GmbH Injektor zum Einspritzen von Flüssigkeit
JP5358621B2 (ja) 2011-06-20 2013-12-04 日立オートモティブシステムズ株式会社 燃料噴射装置
DE102013206600B4 (de) 2013-04-12 2015-08-06 Continental Automotive Gmbh Einspritzsystem zum Einspritzen von Kraftstoff in eine Brennkraftmaschine und Regelverfahren für ein solches Einspritzsystem
DE102013207555B3 (de) 2013-04-25 2014-10-09 Continental Automotive Gmbh Verfahren zur Einspritzmengenadaption
EP2796703B1 (de) 2013-04-26 2016-07-20 Continental Automotive GmbH Ventilanordnung für ein Einspritzventil und Einspritzventil

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008000587A1 (de) * 2007-03-26 2008-10-09 Denso Corp., Kariya-shi Kraftstoffeinspritzsteuerungssystem und Kraftstoffeinspritzsystem
DE102009000741A1 (de) * 2009-02-10 2010-08-12 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Bestimmen eines Nadelschließens
DE102010017093A1 (de) * 2009-06-01 2010-12-23 Denso Corporation, Kariya-City Steuervorrichtung für ein Kraftstoffdirekteinspritzventil
DE102010021169A1 (de) * 2010-05-21 2011-11-24 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung des tatsächlichen Einspritzbeginns eines Piezo-Kraftstoff-Einspritzventils
DE102011076363A1 (de) * 2011-05-24 2012-11-29 Continental Automotive Gmbh Bestimmung des Standardserien-Öffnungsverhaltens eines Kraftstoffinjektors basierend auf einem Test-Öffnungsverhalten unter dem Einfluss eines Testpulses mit konstanter Spannung

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9903294B2 (en) 2013-04-12 2018-02-27 Continental Automotive Gmbh Method and device for injecting fuel into an internal combustion engine
US10746124B2 (en) 2013-04-25 2020-08-18 Continental Automotive Gmbh Method for adapting an injection quantity
US9435305B2 (en) 2013-04-26 2016-09-06 Continental Automotive Gmbh Valve assembly for an injection valve and injection valve

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CN105074180A (zh) 2015-11-18
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