WO2016087034A1 - Method for open-loop and/or closed-loop control of a fuel injector and device - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a method for controlling and / or regulating an injection of fuel by means of at least one fuel injector
- the invention relates to a device for carrying out the method.
- Fuel injector in case of overpressure or failure and an associated injection system for internal combustion engines known.
- the fuel injector has a controllable piezoelectric actuator for switching a high-pressure injection
- Fuel controlling switching valve of the fuel injector In the event of a fault or overpressure detected in the injection system, the piezoactuator is activated for a partial or full lift of the switching valve.
- control device for solenoid valves.
- the control device is provided for pressure valves of hydraulic vehicle brake systems, which are actuated with power pulses of controllable pulse width and constant frequency and continuously adjustable.
- the pulse frequency is higher than the limit frequency of the solenoid valves, which results from their mass and rear part spring constant.
- the invention has for its object to provide a comparison with the prior art improved method for controlling and / or regulating an injection of fuel by means of at least one fuel injector of an internal combustion engine and an improved apparatus for performing the method.
- a method for controlling and / or regulating an injection of fuel by means of at least one fuel injector of an internal combustion engine sees
- Piezo injector trained fuel injector applied quantity of electric charge is detected continuously, wherein from the detected electric charge an injected fuel quantity is determined and at a predetermined deviation of the determined fuel quantity from a target value, an error is detected.
- the method provides a comparatively simple, reliable and stable basis for a vehicle diagnostic system, with continuity of detection
- Method is not a basic vehicle diagnostic function of a fuel system is shown, but a monitoring of a secondary sensor. This type of monitoring can be legally assigned to a comprehensive component allocation, which is subject to relatively less complex legal requirements.
- Cold start phase can be used for a multiple injection of the internal combustion engine, wherein it is also possible the method for several cylinders of
- a sum of injector strokes over a predetermined period of time is determined for the diagnosis of a multiple injection.
- partial injections, ie partial strokes, of the fuel injector as well as full injections, ie full strokes are detected.
- a total stroke of the fuel injector is determined on the basis of the sum of the injector strokes of a stroke.
- the total stroke represents a reference variable for determining an injection quantity of the fuel, wherein the total stroke can also be referred to as the total opening duration of the fuel injector. This total opening duration is a holding time of the electric charge applied to the fuel injector.
- the error of the control and / or regulation of the fuel injector is determined as a function of a deviation of the total charge and the total opening duration determined from the comparison from the respective desired value.
- a further embodiment of the method provides that the error is stored in a control unit of the internal combustion engine, in particular an engine control unit. This makes it possible to have the error, for example, read by a workshop personnel, so that an injection quantity can be adjusted.
- Measuring resistance determined by an end of the voltage drop, an end of the holding time and thus a total charging time can be determined.
- the invention relates to a device for carrying out the method described above, wherein it is possible by means of the device, an applied on the fuel injector designed as a piezoelectric injector electric charge
- the device comprises at least one fuel injector, a control unit for controlling the fuel injector and a measuring resistor.
- Fig. 1 shows schematically a circuit diagram for driving a piezo injector a
- Fig. 3 shows schematically a second diagram for determining a relative
- Fig. 4 shows schematically a third diagram for determining a fault of a
- FIG. 1 shows a circuit diagram for controlling a fuel injector, designed as a piezoinjector 1, of an internal combustion engine, not shown in more detail, of a vehicle.
- the piezoelectric injector 1 is coupled to a so-called driver electronics 2, a microcontroller 3 and a measuring resistor 4, wherein the driver electronics 2 and the
- Measuring resistor 4 are components of an application-specific integrated circuit S arranged in a motor control unit 5.
- the piezo injector 1 comprising multilayer piezoelectric elements as a piezo stack 1.1.
- a mechanical movement is performed.
- Stack arrangements of multi-layered piezoelectric elements are used as a piezoelectric actuator, wherein an advantage of such a piezoelectric actuator over a magnetic actuator is that a piezoelectric stack 1.1 inevitably always changes in proportion to the electrical charge absorbed in its length. The cause is the piezoelectric effect. By this piezoelectric effect are the deflection of the piezo injector and this
- the current I which flows through the piezoinjector 1, also flows through the
- the measured electric voltage corresponds to the current I flowing through the piezoelectric injector 1.
- This electrical voltage is integrated in the application-specific integrated circuit S over a time to be measured t.
- the electrical charge Q and discharge is determined, so that it can be deduced whether the electrical charge Q is applied in the correct time to the piezoelectric injector 1 and is discharged in the correct time.
- FIG. 2 shows a first diagram D1 of a profile of an electrical charge Q of the piezoinjector 1 during an injection process for combustion in a cylinder of the internal combustion engine.
- the course of the electrical charge Q is shown when driving the piezoelectric injector 1.
- the time t is plotted on the ordinate of the current I and on the abscissa of the first diagram D1 as the driving time of the piezo injector 1.
- Figure 3 shows a second diagram D2, wherein on the ordinate a relative
- Fuel quantity K and on the abscissa the time t is removed.
- the injection of fuel can take place over several partial strokes up to Q 3 and / or a full stroke Q 4 .
- the piezoinjector 1 is activated in such a way that an injector needle is not fully opened.
- the electrical Control in a full stroke Q 4 , so that the Injektornadel is completely open for a predetermined time t for injection.
- a relative amount of fuel K is determined based on the electrical charge Q of the piezo injector 1 at the partial strokes to Q 3 and based on the electric charge Q of the piezo injector 1 at the full stroke Q 4 and the corresponding hold time over which the electric charge Q is maintained ,
- An electrical charge Q, a discharge current, flowing from the piezoinjector 1 is determined on the basis of a voltage drop across a resistor determined by means of the measuring resistor 4.
- Fuel quantity K largely determined exactly, so that a target-actual comparison is possible.
- the relative fuel quantity K is determined from a total electric charge Q ges and a total opening duration t ges of the injector needle.
- the relative fuel quantity K is thus determined from the sum of the individual determined relative fuel quantities K.
- the determined total electric charge Q ges and the total opening duration t ges of the injector needle are compared with a respective desired value.
- a vehicle diagnosis error is determined and stored. This error is preferably displayed in a display area of an instrument panel of the vehicle and can be read by a workshop staff for troubleshooting.
- an applied quantity of electrical charge Q is determined, wherein the determination takes place both in the cold start and in the warm homogeneous operation and in the stratified operation of the internal combustion engine.
- the monitoring of the electrical charge Q can also be carried out in the cold start region, wherein in the cold start region usually
- Multiple injections are provided to heat a coupled to the internal combustion engine catalyst to an operating temperature.
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Abstract
The invention relates to a method for open-loop and/or closed-loop control of an injection of fuel by means of at least one fuel injector of an internal combustion engine, wherein an electrical charge (Q) applied to the fuel injector configured as a piezo injector (1) is continuously recorded for the purposes of open-loop and/or closed-loop control, wherein an injected amount of fuel (K) is determined from the recorded electrical charge (Q), and an error is detected in the event of a predefined deviation of the determined fuel amount (K) from a target value. The invention also relates to a device for carrying out the method.
Description
Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung eines Kraftstoffinjektors und Vorrichtung Method for controlling and / or regulating a fuel injector and device
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung einer Einspritzung von Kraftstoff mittels zumindest eines Kraftstoffinjektors einer The invention relates to a method for controlling and / or regulating an injection of fuel by means of at least one fuel injector
Verbrennungskraftmaschine. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Internal combustion engine. Furthermore, the invention relates to a device for carrying out the method.
Aus der DE 10 2008 040 629 A1 sind ein Verfahren zum Ansteuern eines From DE 10 2008 040 629 A1 a method for driving a
Kraftstoffinjektors im Überdruckfall oder Fehlerfall und ein zugehöriges Einspritzsystem für Brennkraftmaschinen bekannt. Der Kraftstoffinjektor weist einen ansteuerbaren Piezoaktor zum Schalten eines die Einspritzung mit unter Hochdruck stehendem Fuel injector in case of overpressure or failure and an associated injection system for internal combustion engines known. The fuel injector has a controllable piezoelectric actuator for switching a high-pressure injection
Kraftstoff steuernden Schaltventils des Kraftstoffinjektors auf. Im Fall einer Störung oder eines im Einspritzsystem detektierten Überdruckes wird der Piezoaktor für einen Teiloder Vollhub des Schaltventils angesteuert. Fuel controlling switching valve of the fuel injector. In the event of a fault or overpressure detected in the injection system, the piezoactuator is activated for a partial or full lift of the switching valve.
Darüber hinaus ist aus der DE 31 38 647 A1 eine Steuervorrichtung für Magnetventile bekannt. Die Steuervorrichtung ist für Druckventile von hydraulischen Fahrzeug- Bremsanlagen vorgesehen, die mit Stromimpulsen von steuerbarer Impulsbreite und konstanter Frequenz betätigbar und kontinuierlich verstellbar sind. Die Impulsfrequenz ist dabei höher als die Grenzfrequenz der Magnetventile, die sich aus deren Masse und Rücksteil-Federkonstante ergibt. In addition, from DE 31 38 647 A1 a control device for solenoid valves is known. The control device is provided for pressure valves of hydraulic vehicle brake systems, which are actuated with power pulses of controllable pulse width and constant frequency and continuously adjustable. The pulse frequency is higher than the limit frequency of the solenoid valves, which results from their mass and rear part spring constant.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung einer Einspritzung von Kraftstoff mittels zumindest eines Kraftstoffinjektors einer Verbrennungskraftmaschine und eine verbesserte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben. The invention has for its object to provide a comparison with the prior art improved method for controlling and / or regulating an injection of fuel by means of at least one fuel injector of an internal combustion engine and an improved apparatus for performing the method.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich des Verfahrens durch die in Anspruch 1 und hinsichtlich der Vorrichtung durch die in Anspruch 8 angegebenen Merkmale gelöst. The object is achieved with respect to the method by the in claim 1 and in terms of the device by the features specified in claim 8.
BESTÄTIGUNGSKOPIE
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. CONFIRMATION COPY Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Ein Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung einer Einspritzung von Kraftstoff mittels zumindest eines Kraftstoffinjektors einer Verbrennungskraftmaschine sieht A method for controlling and / or regulating an injection of fuel by means of at least one fuel injector of an internal combustion engine sees
erfindungsgemäß vor, dass zur Steuerung und/oder Regelung eine auf den als According to the invention, that for the control and / or regulation on the as
Piezoinjektor ausgebildeten Kraftstoffinjektor aufgebrachte Menge elektrischer Ladung kontinuierlich erfasst wird, wobei aus der erfassten elektrischen Ladung eine eingespritzte Kraftstoffmenge ermittelt wird und bei einer vorgegebenen Abweichung der ermittelten Kraftstoffmenge von einem Sollwert wird ein Fehler erkannt. Piezo injector trained fuel injector applied quantity of electric charge is detected continuously, wherein from the detected electric charge an injected fuel quantity is determined and at a predetermined deviation of the determined fuel quantity from a target value, an error is detected.
Mittels des Verfahrens ist es möglich, einen Fehler des Kraftstoffinjektors der By means of the method it is possible to make a mistake of the fuel injector
Verbrennungskraftmaschine als Bestandteil eines Fahrzeuges zu ermitteln und bei vorliegendem ermitteltem Fehler diesen als Fehlermeldung im Fahrzeug auszugeben. Determine internal combustion engine as part of a vehicle and output this error as this error message in the vehicle.
Das Verfahren bildet eine vergleichsweise einfache, zuverlässige und stabile Grundlage eines Fahrzeugdiagnosesystems, wobei durch die Kontinuität der Erfassung The method provides a comparatively simple, reliable and stable basis for a vehicle diagnostic system, with continuity of detection
verhältnismäßig wenig Fehlererkennungen auftreren bzw. False MIL vermieden wird. relatively few error detections occur or False MIL is avoided.
Mittels der Durchführung der kontinuierlichen Diagnose ist es nicht erforderlich, eine Vorgabe einer In-Use-Monitoring-Performance-Ratio zu erfüllen, da mittels des By carrying out the continuous diagnosis, it is not necessary to fulfill a specification of an in-use monitoring performance ratio, since by means of the
Verfahrens keine Fahrzeugdiagnose-Grundfunktion eines Kraftstoff Systems dargestellt wird, sondern eine Überwachung eines Sekundärsensors. Diese Art der Überwachung kann gesetzlich einer umfassenden Bauteilzuordnung zugeordnet werden, welche verhältnismäßig weniger aufwändigen gesetzlichen Anforderungen unterliegt. Method is not a basic vehicle diagnostic function of a fuel system is shown, but a monitoring of a secondary sensor. This type of monitoring can be legally assigned to a comprehensive component allocation, which is subject to relatively less complex legal requirements.
Zudem kann die kontinuierliche Erfassung der elektrischen Ladung auch in einer In addition, the continuous detection of the electric charge in a
Kaltstartphase für eine Mehrfacheinspritzung der Verbrennungskraftmaschine eingesetzt werden, wobei es auch möglich ist das Verfahren für mehrere Zylinder der Cold start phase can be used for a multiple injection of the internal combustion engine, wherein it is also possible the method for several cylinders of
Verbrennungskraftmaschine anzuwenden. Dadurch ist es möglich, dass jeder einzelne Zylinder überwacht wird, so dass eine zylindergenaue Fehlerdiagnose durchgeführt werden kann. Apply internal combustion engine. This makes it possible for each individual cylinder to be monitored, so that cylinder-precise fault diagnosis can be carried out.
In einer Weiterbildung des Verfahrens wird zur Diagnose einer Mehrfacheinspritzung eine Summe von Injektorhüben über einen vorgegebenen Zeitraum ermittelt. Dabei werden Teileinspritzungen, d. h. Teilhübe, des Kraftstoffinjektors sowie Volleinspritzungen, d. h. Vollhübe, erfasst.
In einer daraus resultierenden Weiterbildung wird anhand der Summe der Injektorhübe eines Taktes ein Gesamthub des Kraftstoffinjektors ermittelt. Dabei stellt der Gesamthub eine Bezugsgröße zur Ermittlung einer Einspritzmenge des Kraftstoffes dar, wobei der Gesamthub auch als Gesamtöffnungsdauer des Kraftstoffinjektors bezeichnet werden kann. Diese Gesamtöffnungsdauer ist eine Haltezeit der an dem Kraftstoffinjektor anliegenden elektrischen Ladung. In a development of the method, a sum of injector strokes over a predetermined period of time is determined for the diagnosis of a multiple injection. In this case, partial injections, ie partial strokes, of the fuel injector as well as full injections, ie full strokes, are detected. In a resulting development, a total stroke of the fuel injector is determined on the basis of the sum of the injector strokes of a stroke. In this case, the total stroke represents a reference variable for determining an injection quantity of the fuel, wherein the total stroke can also be referred to as the total opening duration of the fuel injector. This total opening duration is a holding time of the electric charge applied to the fuel injector.
Zur Ermittlung eines Fehlers werden in einer Ausbildung des Verfahrens die To determine an error in an embodiment of the method the
Gesamtladung und die Gesamtöffnungsdauer mit einem jeweiligen vorgegebenen Sollwert verglichen. Über- oder unterschreitet die Gesamtladung und die Total charge and the total opening duration compared with a respective predetermined setpoint. Exceeds or falls below the total charge and the
Gesamtöffnungsdauer den vorgegebenen Sollwert, liegt ein Fehlerfall vor. Total opening duration the specified setpoint, there is an error case.
Insbesondere wird in Abhängigkeit einer aus dem Vergleich ermittelten Abweichung der Gesamtladung und der Gesamtöffnungsdauer von dem jeweiligen Sollwert der Fehler der Steuerung und/oder Regelung des Kraftstoffinjektors ermittelt. In particular, the error of the control and / or regulation of the fuel injector is determined as a function of a deviation of the total charge and the total opening duration determined from the comparison from the respective desired value.
Eine weitere Ausbildung des Verfahrens sieht vor, dass der Fehler in einem Steuergerät der Verbrennungskraftmaschine, insbesondere einem Motorsteuergerät, gespeichert wird. Dadurch ist es möglich, den Fehler, beispielsweise von einem Werkstattpersonal auslesen zu lassen, so dass eine Einspritzmenge angepasst werden kann. A further embodiment of the method provides that the error is stored in a control unit of the internal combustion engine, in particular an engine control unit. This makes it possible to have the error, for example, read by a workshop personnel, so that an injection quantity can be adjusted.
In einer möglichen Weiterbildung wird zumindest eine von dem Kraftstoffinjektor abfließende elektrische Ladung anhand eines Spannungsabfalles mittels eines In one possible development, at least one of the fuel injector effluent electrical charge by means of a voltage drop by means of a
Messwiderstandes ermittelt, wobei durch einen Beginn des Spannungsabfalles ein Ende der Haltezeit und somit eine Gesamtladezeit ermittelt werden kann. Measuring resistance determined by an end of the voltage drop, an end of the holding time and thus a total charging time can be determined.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens, wobei es mittels der Vorrichtung möglich ist, eine auf den als Piezoinjektor ausgebildeten Kraftstoffinjektor aufgebrachte elektrische Ladung Moreover, the invention relates to a device for carrying out the method described above, wherein it is possible by means of the device, an applied on the fuel injector designed as a piezoelectric injector electric charge
kontinuierlich zu erfassen. continuously detect.
Dabei umfasst die Vorrichtung zumindest einen Kraftstoffinjektor, eine Steuereinheit zur Ansteuerung des Kraftstoffinjektors und einen Messwiderstand. In this case, the device comprises at least one fuel injector, a control unit for controlling the fuel injector and a measuring resistor.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen: Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to drawings. Showing:
Fig. 1 schematisch ein Schaltbild zur Ansteuerung eines Piezoinjektors einer Fig. 1 shows schematically a circuit diagram for driving a piezo injector a
Verbrennungskraftmaschine, Internal combustion engine,
Fig. 2 schematisch ein erstes Diagramm mit einem Ladungsverlauf, 2 schematically shows a first diagram with a charge curve,
Fig. 3 schematisch ein zweites Diagramm zur Ermittlung einer relativen Fig. 3 shows schematically a second diagram for determining a relative
Kraftstoffmenge für eine jeweilige Teileinspritzung und Fuel quantity for a respective partial injection and
Fig. 4 schematisch ein drittes Diagramm zur Ermittlung eines Fehlers einer Fig. 4 shows schematically a third diagram for determining a fault of a
Regelung und/oder Steuerung des Piezoinjektors. Control and / or control of the piezo injector.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.
Figur 1 zeigt ein Schaltbild zur Ansteuerung eines als Piezoinjektor 1 ausgeführten Kraftstoffinjektors einer nicht näher dargestellten Verbrennungskraftmaschine eines Fahrzeuges. FIG. 1 shows a circuit diagram for controlling a fuel injector, designed as a piezoinjector 1, of an internal combustion engine, not shown in more detail, of a vehicle.
Der Piezoinjektor 1 ist mit einer sogenannten Treiberelektronik 2, einem Mikrocontroller 3 und einem Messwiderstand 4 gekoppelt, wobei die Treiberelektronik 2 und der The piezoelectric injector 1 is coupled to a so-called driver electronics 2, a microcontroller 3 and a measuring resistor 4, wherein the driver electronics 2 and the
Messwiderstand 4 Bestandteile einer in einem Motorsteuergerät 5 angeordneten anwendungsspezifischen integrierten Schaltung S sind. Measuring resistor 4 are components of an application-specific integrated circuit S arranged in a motor control unit 5.
Durch den Piezoinjektor 1 fließt ein Strom I, wobei der Piezoinjektor 1 mehrlagige Piezoelemente als einen Piezostapel 1.1 umfasst. Durch Anlegen einer elektrischen Spannung an die Piezoelemente wird eine mechanische Bewegung ausgeführt. A current I flows through the piezo injector 1, the piezo injector 1 comprising multilayer piezoelectric elements as a piezo stack 1.1. By applying an electrical voltage to the piezoelectric elements, a mechanical movement is performed.
Stapelanordnungen von mehrlagigen Piezoelementen werden als Piezoaktor eingesetzt, wobei ein Vorteil eines solchen Piezoaktors gegenüber einem Magnetaktor ist, dass sich ein Piezostapel 1.1 zwingend immer proportional zur aufgenommenen elektrischen Ladung in seiner Länge verändert. Ursache ist der Piezoelektrische Effekt. Durch diesen Piezoelektrischen Effekt sind die Auslenkung des Piezoinjektors und die diese Stack arrangements of multi-layered piezoelectric elements are used as a piezoelectric actuator, wherein an advantage of such a piezoelectric actuator over a magnetic actuator is that a piezoelectric stack 1.1 inevitably always changes in proportion to the electrical charge absorbed in its length. The cause is the piezoelectric effect. By this piezoelectric effect are the deflection of the piezo injector and this
Auslenkung verursachende aufgenommene Ladung physikalisch miteinander verknüpft, sodass eine direkte Korrelation zwischen den beiden Parametern besteht.
Ist eines der Piezoelemente des Piezostapels 1.1 defekt, nimmt dieses keine, zu wenig oder zu viel elektrische Ladung Q auf. Die Aufnahme von keiner, von zu wenig oder von zu viel elektrischer Ladung Q kann zu einer fehlerhaften Kraftstoffmengenzufuhr, insbesondere in einen Zylinder der Verbrennungskraftmaschine führen. Physically coupled to each other, so there is a direct correlation between the two parameters. If one of the piezoelectric elements of the piezo stack 1.1 is defective, it absorbs none, too little or too much electrical charge Q. The inclusion of none, too little or too much electrical charge Q can lead to an incorrect supply of fuel, in particular into a cylinder of the internal combustion engine.
Der Strom I, welcher durch den Piezoinjektor 1 fließt, fließt auch durch den The current I, which flows through the piezoinjector 1, also flows through the
Messwiderstand 4. Da die elektrische Spannung dem Produkt aus elektrischem Measuring resistor 4. Since the electrical voltage of the product of electrical
Widerstand und dem Strom I entspricht, entspricht die gemessene elektrische Spannung dem Strom I, der durch den Piezoinjektor 1 fließt. Diese elektrische Spannung wird in der anwendungsspezifischen integrierten Schaltung S über eine zu messende Zeit t integriert. Resistor and the current I corresponds, the measured electric voltage corresponds to the current I flowing through the piezoelectric injector 1. This electrical voltage is integrated in the application-specific integrated circuit S over a time to be measured t.
Anhand des Spannungsverlaufes des Piezoinjektors 1 während einer Einspritzung von Kraftstoff wird die elektrische Ladung Q und Entladung ermittelt, so dass abgeleitet werden kann, ob die elektrische Ladung Q zeitrichtig auf den Piezoinjektor 1 aufgebracht wird und zeitrichtig entladen wird. Based on the voltage curve of the piezoinjector 1 during an injection of fuel, the electrical charge Q and discharge is determined, so that it can be deduced whether the electrical charge Q is applied in the correct time to the piezoelectric injector 1 and is discharged in the correct time.
In Figur 2 ist ein erstes Diagramm D1 eines Verlaufes einer elektrischen Ladung Q des Piezoinjektors 1 bei einem Einspritzvorgang für eine Verbrennung in einem Zylinder der Verbrennungskraftmaschine dargestellt. Insbesondere ist der Verlauf der elektrischen Ladung Q bei einer Ansteuerung des Piezoinjektors 1 gezeigt. FIG. 2 shows a first diagram D1 of a profile of an electrical charge Q of the piezoinjector 1 during an injection process for combustion in a cylinder of the internal combustion engine. In particular, the course of the electrical charge Q is shown when driving the piezoelectric injector 1.
Dazu ist auf der Ordinate der Strom I und auf der Abszisse des ersten Diagramms D1 die Zeit t als Ansteuerzeit des Piezoinjektors 1 abgetragen. For this purpose, the time t is plotted on the ordinate of the current I and on the abscissa of the first diagram D1 as the driving time of the piezo injector 1.
Figur 3 zeigt ein zweites Diagramm D2, wobei auf der Ordinate eine relative Figure 3 shows a second diagram D2, wherein on the ordinate a relative
Kraftstoffmenge K und auf der Abszisse die Zeit t abgetragen ist. Fuel quantity K and on the abscissa the time t is removed.
Dabei ist in dem zweiten Diagramm D2 die in einen Zylinder der It is in the second diagram D2 in a cylinder of the
Verbrennungskraftmaschine zur Verbrennung eingespritzte Kraftstoffmenge K bei einem Teilhub Qi bis Q3 und einem Vollhub Q4 des Piezoinjektors 1 dargestellt. Internal combustion engine for combustion injected fuel quantity K at a partial stroke Qi to Q 3 and a full stroke Q 4 of the piezo injector 1 shown.
Die Einspritzung von Kraftstoff kann über mehrere Teilhübe bis Q3 und/oder einen Vollhub Q4 erfolgen. The injection of fuel can take place over several partial strokes up to Q 3 and / or a full stroke Q 4 .
Bei einem Teilhub Qi bis Q3 wird der Piezoinjektor 1 derart angesteuert, dass eine Injektornadel nicht vollständig geöffnet ist. Bei einem Vollhub Q4 erfolgt die elektrische
Ansteuerung hingegen so, dass die Injektornadel für eine vorgegebene Zeit t zur Einspritzung vollständig geöffnet ist. In the case of a partial stroke Qi to Q 3 , the piezoinjector 1 is activated in such a way that an injector needle is not fully opened. In a full stroke Q 4 , the electrical Control, however, so that the Injektornadel is completely open for a predetermined time t for injection.
Dabei wird eine relative Kraftstoffmenge K anhand der elektrischen Ladung Q des Piezoinjektors 1 bei den Teilhüben bis Q3 und anhand der elektrischen Ladung Q des Piezoinjektors 1 bei dem Vollhub Q4 und der entsprechenden Haltezeit, über welche die elektrische Ladung Q aufrecht erhalten bleibt, ermittelt. In this case, a relative amount of fuel K is determined based on the electrical charge Q of the piezo injector 1 at the partial strokes to Q 3 and based on the electric charge Q of the piezo injector 1 at the full stroke Q 4 and the corresponding hold time over which the electric charge Q is maintained ,
Eine von dem Piezoinjektor 1 abfließende elektrische Ladung Q, ein Entladestrom, wird anhand eines Spannungsabfalles über einen mittels des Messwiderstandes 4 ermittelten ohmschen Widerstand bestimmt. An electrical charge Q, a discharge current, flowing from the piezoinjector 1 is determined on the basis of a voltage drop across a resistor determined by means of the measuring resistor 4.
Mittels der elektrischen Ladung Q und der Haltezeit ist eine eingespritzte By means of the electric charge Q and the holding time is an injected
Kraftstoffmenge K weitestgehend exakt ermittelbar, so dass ein Soll-Ist- Vergleich möglich ist. Fuel quantity K largely determined exactly, so that a target-actual comparison is possible.
Aus den Teilhüben bis Q3 und dem Vollhub Q4 eines Taktes des Zylinders wird, wie in einem dritten Diagramm D3 in Figur 4 näher dargestellt ist, ein Gesamthub Qges mit einer entsprechenden Kraftstoffmenge K ermittelt. From the partial strokes to Q 3 and the full stroke Q 4 of a stroke of the cylinder, as shown in a third diagram D3 in Figure 4 is shown in more detail, a total stroke Q ges determined with a corresponding amount of fuel K.
Die relative Kraftstoffmenge K wird aus einer elektrischen Gesamtladung Qges und einer Gesamtöffnungsdauer tges der Injektornadel ermittelt. Die relative Kraftstoffmenge K wird also aus der Summe der einzelnen ermittelten relativen Kraftstoffmengen K ermittelt. The relative fuel quantity K is determined from a total electric charge Q ges and a total opening duration t ges of the injector needle. The relative fuel quantity K is thus determined from the sum of the individual determined relative fuel quantities K.
Zur Bestimmung, ob ein Fehler hinsichtlich eines Betriebes des Piezoinjektors 1 vorliegt, werden die ermittelte elektrische Gesamtladung Qges und die Gesamtöffnungsdauer tges der Injektornadel mit einem jeweiligen Sollwert verglichen. In order to determine whether there is an error with regard to operation of the piezoinjector 1, the determined total electric charge Q ges and the total opening duration t ges of the injector needle are compared with a respective desired value.
Wird anhand des durchgeführten Vergleiches ermittelt, dass die elektrische Is determined based on the comparison performed that the electrical
Gesamtladung Qges und/oder die Gesamtöffnungsdauer tges um mehr als einen vorgegebenen, mittels gestreichelter Linien dargestellter Toleranzbereich T von ihrem jeweiligen Sollwert abweichen bzw. abweicht, wird ein Fahrzeugdiagnose-Fehler ermittelt und gespeichert. Dieser Fehler wird vorzugsweise in einem Anzeigebereich einer Instrumententafel des Fahrzeuges angezeigt und kann zur Fehlerbehebung von einem Werkstattpersonal ausgelesen werden.
Mittels des Verfahrens wird eine aufgebrachte Menge elektrischer Ladung Q ermittelt, wobei die Ermittlung sowohl im Kaltstart als auch im warmen homogenen Betrieb und im Schichtbetrieb der Verbrennungskraftmaschine erfolgt. Total charge Q ges and / or the total opening duration t ges deviate from their respective setpoint value by more than a predetermined tolerance range T shown by the dashed lines, a vehicle diagnosis error is determined and stored. This error is preferably displayed in a display area of an instrument panel of the vehicle and can be read by a workshop staff for troubleshooting. By means of the method, an applied quantity of electrical charge Q is determined, wherein the determination takes place both in the cold start and in the warm homogeneous operation and in the stratified operation of the internal combustion engine.
Da die Ermittlung des Gesamthubes Qges auch für Einspritzungen mit mehr als einem Teilhub bis Q3 möglich ist, kann die Überwachung der elektrischen Ladung Q auch im Kaltstartbereich durchgeführt werden, wobei im Kaltstartbereich üblicherweise Since the determination of the total stroke Q ges is also possible for injections with more than one partial stroke up to Q 3 , the monitoring of the electrical charge Q can also be carried out in the cold start region, wherein in the cold start region usually
Mehrfacheinspritzungen vorgesehen sind, um einen mit der Verbrennungskraftmaschine gekoppelten Katalysator auf eine Betriebstemperatur zu erwärmen.
Multiple injections are provided to heat a coupled to the internal combustion engine catalyst to an operating temperature.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Piezoinjektor 1 piezo injector
1.1 Piezostapel 1.1 Piezo stack
2 Treiberelektronik 2 driver electronics
3 MikroController3 microcontroller
4 Messwiderstand4 measuring resistor
5 Motorsteuergerät 5 engine control unit
D1 erstes DiagrammD1 first diagram
D2 zweites DiagrammD2 second diagram
D3 drittes DiagrammD3 third diagram
I Strom I electricity
K Kraftstoffmenge K fuel quantity
Q elektrische LadungQ electric charge
Qi bis Q3 Teilhub Qi to Q 3 partial lift
Q4 Vollhub Q 4 full stroke
QgeS GesamtladungQge S total charge
S Schaltung S circuit
T Toleranzbereich t Zeit T tolerance range t time
tges Gesamtöffnungsdauer
t tot total opening duration
Claims
1. Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung einer Einspritzung von Kraftstoff 1. A method for controlling and / or regulating an injection of fuel
mittels zumindest eines Kraftstoffinjektors einer Verbrennungskraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass by means of at least one fuel injector of an internal combustion engine, characterized in that
zur Steuerung und/oder Regelung eine auf den als Piezoinjektor (1) ausgebildeten Kraftstoffinjektor aufgebrachte elektrische Ladung (Q) kontinuierlich erfasst wird, wobei aus der erfassten elektrischen Ladung (Q) eine eingespritzte for controlling and / or regulating, an electrical charge (Q) applied to the fuel injector formed as a piezo injector (1) is detected continuously, an injected one of the detected electrical charge (Q)
Kraftstoffmenge (K) ermittelt wird und bei einer vorgegebenen Abweichung der ermittelten Kraftstoffmenge (K) von einem Sollwert ein Fehler erkannt wird. Fuel quantity (K) is determined and at a predetermined deviation of the determined fuel quantity (K) from a target value, an error is detected.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , 2. The method according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
zur Diagnose einer Mehrfacheinspritzung eine Summe von for the diagnosis of a multiple injection a sum of
Injektorhüben (Q^ bis Q4) über einen vorgegebenen Zeitraum ermittelt wird. Injector strokes (Q ^ to Q 4 ) is determined over a predetermined period.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, 3. The method according to claim 1 or 2,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
anhand der Summe der Injektorhübe (Qi bis Q4) eines Taktes ein Gesamthub (Qges) des Kraftstoffinjektors ermittelt wird. Based on the sum of injector strokes (Qi to Q 4 ) of a stroke, a total stroke (Q ges ) of the fuel injector is determined.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 4. The method according to any one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
eine Gesamtladung und eine Gesamtöffnungsdauer des Kraftstoffinjektors mit einem jeweiligen vorgegebenen Sollwert verglichen wird.
a total charge and a total opening duration of the fuel injector is compared with a respective predetermined target value.
5. Verfahren nach Anspruch 4, 5. The method according to claim 4,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
in Abhängigkeit einer aus dem Vergleich ermittelten Abweichung der Gesamtladung und der Gesamtöffnungsdauer (tges) von dem jeweiligen Sollwert den Fehler der Steuerung und/oder Regelung des Kraftstoffinjektors ermittelt wird. as a function of a deviation of the total charge determined from the comparison and the total opening duration (t ges ) from the respective desired value, the error of the control and / or regulation of the fuel injector is determined.
6. Verfahren nach Anspruch 1 , 6. The method according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
der Fehler in einem Steuergerät der Verbrennungskraftmaschine, insbesondere einem Motorsteuergerät (5), gespeichert wird. the fault is stored in a control unit of the internal combustion engine, in particular an engine control unit (5).
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 7. The method according to any one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
zumindest eine von dem Kraftstoffinjektor abfließende elektrische Ladung (Q) anhand eines Spannungsabfalles mittels eines Messwiderstandes (4) ermittelt wird. at least one of the fuel injector effluent electrical charge (Q) is determined based on a voltage drop by means of a measuring resistor (4).
8. Vorrichtung, ausgebildet zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der 8. Device, designed to carry out a method according to one of
vorhergehenden Ansprüche. previous claims.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, 9. Apparatus according to claim 8,
gekennzeichnet durch zumindest einen Kraftstoffinjektor, eine Steuereinheit zur Ansteuerung des Kraftstoffinjektors und einen Messwiderstand (4).
characterized by at least one fuel injector, a control unit for controlling the fuel injector and a measuring resistor (4).
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