WO2016173844A1 - Ermittlung eines zeitpunkts eines vorbestimmten öffnungszustandes eines kraftstoffinjektors - Google Patents

Ermittlung eines zeitpunkts eines vorbestimmten öffnungszustandes eines kraftstoffinjektors Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to the technical field of driving fuel injectors.
  • the present invention relates to a method for determining the time of a predetermined opening state of a fuel injector having a magnetic coil drive.
  • the present invention also relates to methods for driving a magnetic coil drive having a fuel injector for an internal combustion engine of a motor vehicle, a motor control and a computer program.
  • the present invention has for its object to provide an improved and simple method for determining the time ⁇ point of a predetermined opening state of a magnetic coil drive having a fuel injector for an internal combustion engine of a motor vehicle. This object is solved by the subject matters of the independent claims. Advantageous embodiments of the vorlie ⁇ constricting invention are described in the dependent claims.
  • a method for determining the time of a predetermined opening state of a magnetic coil drive having a fuel injector for an internal combustion engine of a motor vehicle.
  • the described method comprises: (a) detecting a time profile of the current of a current flowing through the solenoid drive during a boost phase
  • the solenoid drive is applied during a first part of the boost phase with a first voltage and during a second part of the boost phase with a second voltage and wherein the second voltage is selected such that the current during the second part of the boost phase by the solenoid drive flowing current substantially unchanged, and (b) determining a time at which the detected time course of the current strength has an extremum, wherein the determined time is the time of the predetermined opening state.
  • the method described is based on the realization that if the current flowing through the solenoid drive current (SPU ⁇ lenstrom) remains approximately unchanged, the time variation of the concatenated magnetic flux depends mainly on the motional from.
  • This motion inductivity changes in conjunction with certain states of motion in certain ways and thus the corresponding ones can Time points by analysis of the time course of the current ⁇ strength, in particular identification of extremes in the time course of the current can be determined.
  • the coil current will be set according to the following general electric-magnetic equation: d i (t), x (t))
  • u (t) denotes the voltage and i (t) the coil current as functions of time.
  • Rs P uie is the electrical resistance of the coil drive
  • ⁇ ( ⁇ ) is the concatenated magnetic flux
  • x (t) is the position of the movable armature of Magnetspu ⁇ lenantriebs.
  • the temporal variation of the concatenated magnetic flux can be divided as follows: d (i (t), x (t)) _d (i (t), x (t)) di (i) d ⁇ i (t), x (t)) dx (i)
  • L Spu ie denote the inductance of the coil and x the speed of the movable armature.
  • boost phase means, in particular, energizing the solenoid drive with a voltage pulse that has a voltage increased from the on-board voltage and is configured to quickly open the fuel injector by movement of the armature, the boost phase consisting of two consecutive parts or sections , wherein in the first part of the first voltage and in the second part of the second voltage is applied. Determining a time point at which the detected time curve of the current strength has an extremum is effected by numerical analysis, for example slope formation and / or differentiation, of the detected time course of the time
  • a current profile is set with a first boost voltage which is higher than the battery voltage, with the coil current increasing.
  • the boost voltage is set to a second voltage that is also elevated relative to the Batte ⁇ rierison and is further selected so that the coil current remains constant (with free movement of the armature) substantially.
  • a change in the coil current can be attributed to a change in the armature speed, so that, for example, the end of the opening process can be detected by the speed of the armature abruptly decreases at the stop.
  • the second voltage is smaller than the first voltage.
  • the first part of the boost phase ends and the second part of the boost phase begins when the current intensity of the current flowing through the solenoid drive current reaches a predetermined value.
  • This predetermined value of the current intensity also Peak current ge ⁇ Nannt
  • Injektorindukttechnik Li Spu ie
  • the current strength of the flowing through the solenoid drive reaches Current the predetermined value, before a movement of an armature of the solenoid drive begins.
  • the time duration of the first part of the boost phase is adjusted so that the actual opening process of the fuel injector (with armature movement) takes place only in the second part of the boost phase. This ensures that the beginning of the anchor movement can be precisely determined.
  • the first voltage is about 65V and the second voltage is in the range of 25V to 50V.
  • the exact value of the second voltage depends on the fuel injector, but is generally slightly lower than the first voltage and at the same time higher than the vehicle electrical system voltage (12V).
  • the determined point in time of the predetermined opening state of the fuel injector is a start or end time of an opening process of the fuel injector.
  • the beginning of the opening operation takes place when the movement of the armature starts, and can be detected by detecting a change in the coil current caused by the corresponding armature speed change.
  • the beginning of the opening process takes place when the already in motion anchor after overcoming a Leerhubs entrains the Injektornadel. Again, there is a noticeable change in coil current.
  • the end of the opening operation takes place when the movement of the armature is braked at the stop, and can also be detected by detecting a change in the coil current caused by the corresponding armature speed change.
  • Fuel injector described for an internal combustion engine of a motor vehicle comprises: (a) determining the timing of a predetermined opening state of the fuel injector by applying the method according to the first aspect or one of the above embodiments, (b) determining a difference between the detected timing and a reference timing, and (C) driving the Kraftstoffinj injector, wherein the solenoid drive is acted upon by a voltage pulse whose An ⁇ start time and / or time period is determined based on the determined difference.
  • the voltage pulse with which the fuel injector is driven preferably has two parts with a first voltage and a second voltage and thus represents the boost phase used in the first aspect. In other words, the triggering and detection of the times of predetermined opening states takes place in the same Way.
  • the on ⁇ beginning time and / or time duration of the voltage pulse is adjusted so that the predetermined opening conditions occur at the respective he ⁇ desired times and it can be ensured that exactly the specified injection quantity is achieved.
  • an engine control system for an internal combustion engine of a motor vehicle wherein the engine control is set up to carry out the method according to the first and second aspects and / or one of the above exemplary embodiments.
  • This engine control makes it possible in a simple manner to determine the times of predetermined opening states of a fuel Injektors to determine and take into account in the control in order to achieve a precise injection.
  • a computer program which, when executed by a processor, is arranged to perform the method according to the first and second aspects and / or one of the above embodiments.
  • Com ⁇ computer program equivalent to the concept of a Pro ⁇ program element, a computer program product and / or a computer-readable medium containing instructions for controlling a computer system to the operation of a system or a method in to coordinate suitably to achieve the effects associated with the method according to the invention.
  • the computer program may be implemented as a computer-readable instruction code in any suitable programming language such as JAVA, C ++, etc.
  • the computer program can be stored on a computer-readable storage medium (CD-ROM, DVD, Blu-ray Disc, removable drive, volatile or non-volatile memory, built-in memory / processor, etc.).
  • the instruction code may program a computer or other programmable device such as, in particular, an engine control unit of a motor vehicle to perform the desired functions.
  • the computer program may be provided in a network, such as the Internet, from where it may be downloaded by a user as needed.
  • the invention can be realized both by means of a computer program, ie a software, and by means of one or more special electrical circuits, ie in hardware or in any hybrid form, ie by means of software components and hardware components. It should be noted that embodiments of the invention have been described with reference to different subject matters ⁇ . In particular, some embodiments of the invention are described with method claims and other embodiments of the invention with apparatus claims. the
  • the figure shows an exemplary course of voltage, current and fuel quantity as functions of time in accordance with the invention control of a fuel injector.
  • the figure shows the course of voltage 110, amperage 120 and fuel quantity entry 130 as functions of time t when driving a fuel injector according to the invention, in particular during a boost phase B.
  • the boost phase B begins with a first part Bl, in which the solenoid drive of the fuel injector with a first boost voltage Ul is applied.
  • the first voltage Ul is substantially greater than the voltage of the vehicle battery and is for example about 65 V.
  • the current strength 120 of the current flowing through the solenoid drive current increases sharply and reaches the end of the first part Bl of the boost phase B a predetermined maximum value (peak current) 122.
  • the second part B2 starts the boost phase _
  • a second boost voltage U2 which is slightly less than Ul, e. in the range 25V to 50V.
  • the second boost voltage U2 is selected so that the coil current 120 is substantially horizontal during the second part B2 of the boost phase B, i. remains essentially constant.
  • the actual opening process of the fuel injector begins and the fuel quantity entry 130 begins to increase, as can be seen at 132.
  • the end of the opening operation ends at 134, where the fuel quantity entry 130 reaches its maximum value. This maximum value is held until the beginning of a subsequent closing ⁇ procedure.
  • the course of the current 120 is sampled and mathematical and / or numerical methods are used to identify extrema.
  • the engine control unit can now compare the detected times with reference values and determine whether corrections are necessary to achieve the predetermined injection quantity. Depending on the result of this comparison, corrects the Mo ⁇ tor torture réelle then the start time and / or time duration of the drive. If the opening timing is shifted, the engine control unit shifts the start of the driving accordingly, and if the timing of the end of the opening is shifted, the engine control unit adjusts the injection duration accordingly.
  • the corrections are advantageously carried out on a pulse-individual basis. Furthermore, the correction can take into account further physical system parameters, such as fuel temperature and time interval to the previous injection.
  • the corrections can be advantageously stored as pre-control characteristics / -feidern in the control unit or be calculated using a suitable model.

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Ermitteln des Zeitpunkts eines vorbestimmten Öffnungszustandes eines einen Magnetspulenantrieb aufweisenden Kraftstoffinjektors für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges beschrieben. Das Verfahren weist folgendes auf: (a) Erfassen eines zeitlichen Verlaufs der Stromstärke eines während einer Boostphase (B) durch den Magnetspulenantrieb fließenden Stromes (120), wobei der Magnetspulenantrieb während eines ersten Teils (B1) der Boostphase (B) mit einer ersten Spannung (U1) und während eines zweiten Teils der Boostphase (B) mit einer zweiten Spannung (U2) beaufschlagt wird und wobei die zweite Spannung (U2) so gewählt ist, dass die Stromstärke des während des zweiten Teils (B2) der Boostphase (B) durch den Magnetspulenantrieb fließenden Stromes (120) im Wesentlichen unverändert bleibt, und (b) Ermitteln eines Zeitpunkts, zu welchem der erfasste zeitliche Verlauf der Stromstärke (120) ein Extremum aufweist, wobei der ermittelte Zeitpunkt der Zeitpunkt des vorbestimmten Öffnungszustands ist. Es werden ferner ein Verfahren zum Ansteuern eines Kraftstoffinjektors sowie eine Motorsteuerung und ein Computerprogramm beschrieben.

Description

Beschreibung
Ermittlung eines Zeitpunkts eines vorbestimmten Öffnungszu¬ standes eines Kraftstoffinj ektors
Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet der Ansteuerung von Kraftstoffinj ektoren . Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zum Ermitteln des Zeitpunkts eines vorbestimmten Öffnungszustandes eines einen Magnetspu- lenantrieb aufweisenden Kraftstoffinj ektors . Die vorliegende Erfindung betrifft auch Verfahren zum Ansteuern eines einen Magnetspulenantrieb aufweisenden Kraftstoffinj ektors für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges, eine Motorsteuerung sowie ein Computerprogramm.
Bei Betrieb von Kraftstoffinj ektoren mit Magnetspulenantrieb kommt es aufgrund von elektrischen Toleranzen zu unterschiedlichen zeitlichen Öffnungsverhalten der einzelnen Injektoren und somit zu Variationen in der jeweiligen Ein- spritzmenge.
Die relativen Einspritzmengenunterschiede von Injektor zu Injektor vergrößern sich bei kürzer werdenden Einspritzzeiten. Bisher waren diese relativen Mengenunterschiede klein und ohne praktische Bedeutung. Die Entwicklung in Richtung kleinere
Einspritzmengen und -zeiten führt aber dazu, dass der Einfluss von den relativen Mengenunterschieden nicht mehr außer Betracht gelassen werden kann. Der zeitliche Verlauf der Stromstärke während eines Öff¬ nungsvorgangs des Kraftstoffinj ektors (in dem der Magnetspu¬ lenantrieb mit einem Spannungspuls (Boostspannung) beaufschlagt wird) ist abhängig von der Induktivität des Magnetspulenantriebs. Zusätzlich zur sich ändernden Eigeninduktivität des Magnetspulenantriebs (aufgrund des nicht linearen ferromag- netischen Magnetmaterials) kommt ein Anteil Bewegungsinduk¬ tivität aufgrund der Ankerbewegung. Der Anteil der Bewe¬ gungsinduktivität beginnt mit Beginn der Öffnungsphase (An- ker-/Nadelbewegung beginnt) und endet am Ende der Öffnungsphase (Anker-/Nadelbewegung endet) .
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes und einfaches Verfahren zum Ermitteln des Zeit¬ punkts eines vorbestimmten Öffnungszustandes eines einen Magnetspulenantrieb aufweisenden Kraftstoffinj ektors für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges bereitzustellen. Diese Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen der vorlie¬ genden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Ermitteln des Zeitpunkts eines vorbestimmten Öffnungszustandes eines einen Magnetspulenantrieb aufweisenden Kraftstoffin- jektors für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges beschrieben. Das beschriebene Verfahren weist folgendes auf: (a) Erfassen eines zeitlichen Verlaufs der Stromstärke eines während einer Boostphase durch den Magnetspulenantrieb fließenden
Stromes, wobei der Magnetspulenantrieb während eines ersten Teils der Boostphase mit einer ersten Spannung und während eines zweiten Teils der Boostphase mit einer zweiten Spannung beaufschlagt wird und wobei die zweite Spannung so gewählt ist, dass die Stromstärke des während des zweiten Teils der Boostphase durch den Magnetspulenantrieb fließenden Stromes im Wesentlichen unverändert bleibt, und (b) Ermitteln eines Zeitpunkts, zu welchem der erfasste zeitliche Verlauf der Stromstärke ein Extremum aufweist, wobei der ermittelte Zeitpunkt der Zeitpunkt des vorbestimmten Öffnungszustands ist.
Dem beschriebenen Verfahren liegt die Erkenntnis zugrunde, dass wenn der durch den Magnetspulenantrieb fließende Strom (Spu¬ lenstrom) annähernd unverändert bleibt, dann hängt die zeitliche Veränderung des verketteten magnetischen Flusses hauptsächlich von der Bewegungsinduktivität ab. Diese Bewegungsinduktivität ändert sich in Verbindung mit bestimmten Bewegungszuständen in bestimmten Arten und Weisen und somit können die entsprechenden Zeitpunkte durch Analyse des zeitlichen Verlaufs der Strom¬ stärke, insbesondere Identifikation von Extrema im zeitlichen Verlauf der Stromstärke, ermittelt werden.
Anders ausgedrückt wird der Spulenstrom sich nach folgender allgemeinen elektrisch-magnetischen Gleichung einstellen: d i(t),x(t))
Hier bezeichnet u(t) die Spannung und i (t) den Spulenstrom als Funktionen der Zeit. RsPuie ist der elektrische Wiederstand des Spulenantriebs, Ψ(ί) ist der verkettete magnetische Fluss und x(t) ist die Position des beweglichen Ankers des Magnetspu¬ lenantriebs .
In obiger Gleichung kann die zeitliche Veränderung des ver- ketteten magnetischen Flusses wie folgt aufgeteilt werden: d (i(t), x(t)) _ d (i(t), x(t)) di(i) d {i(t), x(t)) dx(i)
dt ~ di (t) dF + dx(t) dt~
Figure imgf000005_0001
Hier bezeichnen LSpuie die Induktivität der Spule und x die Geschwindigkeit des beweglichen Ankers. Bei im Wesentlichen konstantem Spulenstrom, d.h., di/dt O, dominiert der Bewe- gungsterm άΨ/dx-dx/dt. Folglich werden zum Beispiel die Be- wegungszustände Beginn und Ende der Öffnung des Injektors durch relative Extrema im zeitlichen Verlauf des Spulenstroms er¬ kennbar sein.
In diesem Dokument bezeichnet „Boostphase" insbesondere ein Beaufschlagen des Magnetspulenantrieb mit einem Spannungspuls, der eine gegenüber der Bordspannung erhöhte Spannung aufweist und dazu eingerichtet ist, den Kraftstoffinj ektor durch Bewegung des Ankers schnell zu öffnen. Die Boostphase besteht hier aus zwei aufeinanderfolgenden Teilen oder Abschnitten, wobei im ersten Teil mit der ersten Spannung und im zweiten Teil mit der zweiten Spannung beaufschlagt wird. Das Ermitteln eines Zeitpunkts, zu welchem der erfasste zeitliche Verlauf der Stromstärke ein Extremum aufweist, erfolgt durch numerische Analyse, zum Beispiel Steigungsbildung und/oder Differenzierung, des erfassten zeitlichen Verlaufs der
Stromstärke.
Im beschriebenen Verfahren wird während des Einspritzbeginns ein Stromprofil mit einer gegenüber der Batteriespannung erhöhten ersten Boostspannung eingestellt, wobei der Spulenstrom an- steigt. Im zweiten Teil der Boostphase wird die Boostspannung auf eine zweite Spannung gestellt, die auch gegenüber der Batte¬ riespannung erhöht ist und ferner so gewählt ist, dass der Spulenstrom (bei freier Bewegung des Ankers) im Wesentlichen konstant bleibt. Dabei kann eine Änderung im Spulenstrom auf eine Änderung der Ankergeschwindigkeit zurückgeführt werden, so dass zum Beispiel das Ende des Öffnungsvorgangs erfasst werden kann, indem die Geschwindigkeit des Ankers beim Anschlag abrupt abnimmt . Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die zweite Spannung kleiner als die erste Spannung.
Damit wird eine hohe Stromstärke im ersten Teil der Boostphase schnell erreicht und darauffolgend im zweiten Teil der Boostphase im Wesentlichen konstant gehalten.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung endet der erste Teil der Boostphase und der zweite Teil der Boostphase beginnt, wenn die Stromstärke des durch den Magnetspulenantrieb fließenden Stromes einen vorbestimmten Wert erreicht.
Dieser vorbestimmte Wert der Stromstärke (auch Peakstrom ge¬ nannt) ist abhängig von der Injektorinduktivität (LSpuie) und so hoch, dass genügend Kraft für das Öffnen des Injektors be- reitgestellt werden kann.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung erreicht die Stromstärke des durch den Magnetspulenantrieb fließenden Stromes den vorbestimmten Wert, bevor eine Bewegung eines Ankers des Magnetspulenantriebs beginnt.
Mit anderen Worten ist die Zeitdauer des ersten Teils der Boostphase so angepasst, dass der eigentliche Öffnungsvorgang des Kraftstoffinj ektors (mit Ankerbewegung) erst im zweiten Teil der Boostphase stattfindet. So wird es sichergestellt, dass auch der Beginn der Ankerbewegung präzise ermittelt werden kann. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung beträgt die erste Spannung etwa 65V und die zweite Spannung ist im Bereich von 25V bis 50V.
Der genaue Wert der zweiten Spannung hängt vom Kraftstoffinj ektor ab, ist aber im Allgemeinen etwas niedriger als die erste Spannung und gleichzeitig höher als die Bordnetzspannung im Fahrzeug (12V) .
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der ermittelte Zeitpunkt des vorbestimmten Öffnungszustandes des Kraftstoffinj ektors ein Anfangs- oder Endzeitpunkts eines Öffnungsvorgangs des Kraftstoffinj ektors .
Der Anfang des Öffnungsvorgangs findet beispielsweise statt, wenn die Bewegung des Ankers beginnt, und kann durch Erfassen einer von der entsprechenden Ankergeschwindigkeitsänderung verursachten Änderung des Spulenstroms erkannt werden. Alternativ findet der Anfang des Öffnungsvorgangs statt, wenn die sich schon in Bewegung befindende Anker nach Überwindung eines Leerhubs die Injektornadel mitnimmt. Auch hier entsteht eine erkennbare Änderung des Spulenstroms.
Das Ende des Öffnungsvorgangs findet statt, wenn die Bewegung des Ankers beim Anschlag gebremst wird, und kann auch durch Erfassen einer von der entsprechenden Ankergeschwindigkeitsänderung verursachten Änderung des Spulenstroms erkannt werden. Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Ansteuern eines einen Magnetspulenantrieb aufweisenden
Kraftstoffinj ektors für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges beschrieben. Das beschriebene Verfahren weist folgendes auf: (a) Ermitteln des Zeitpunkts eines vorbestimmten Öffnungszustandes des Kraftstoffinj ektors durch Anwendung des Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt oder einem der obigen Ausführungsbeispiele, (b) Bestimmen einer Differenz zwischen dem ermittelten Zeitpunkt und einem Referenz-Zeitpunkt, und (c) Ansteuern des Kraftstoffinj ektors , wobei der Magnetspulenantrieb mit einem Spannungspuls beaufschlagt wird, dessen An¬ fangszeit und/oder Zeitdauer basierend auf der bestimmten Differenz festgelegt wird. Der Spannungspuls, mit dem der Kraftstoffinj ektor angesteuert wird, weist vorteilhafterweise zwei Teile mit einer ersten Spannung und einer zweiten Spannung auf und stellt somit die im ersten Aspekt verwendete Boostphase dar. Mit anderen Worten erfolgt die Ansteuerung und Detektion der Zeitpunkte vorbestimmter Öffnungszustände in der gleichen Art und Weise.
Wenn es festgestellt wird, dass ein erfasster Zeitpunkt von einem entsprechenden Referenz-Zeitpunkt abweicht, wird die An¬ fangszeit und/oder Zeitdauer des Spannungspulses angepasst, so dass die vorbestimmten Öffnungszustände zu den jeweils er¬ wünschten Zeitpunkten eintreten und es sichergestellt werden kann, dass genau die vorgegebene Einspritzmenge erreicht wird.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird eine Motorsteuerung für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges beschrieben, wobei die Motorsteuerung zum Durchführen des Verfahrens gemäß dem ersten und zweiten Aspekt und/oder einem der obigen Ausfüh- rungsbeispiele eingerichtet ist.
Diese Motorsteuerung ermöglicht es in einfacher Weise die Zeitpunkte vorbestimmter Öffnungszustände eines Kraftstoff- injektors zu ermitteln und bei der Ansteuerung zu berücksichtigen, um eine präzise Einspritzung zu erreichen.
Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung wird ein Computer- programm beschrieben, welches, wenn es von einem Prozessor ausgeführt wird, zum Durchführen des Verfahrens gemäß dem ersten und zweiten Aspekt und/oder einem der obigen Ausführungsbeispiele eingerichtet ist. Im Sinne dieses Dokuments ist die Nennung eines solchen Com¬ puterprogramms gleichbedeutend mit dem Begriff eines Pro¬ gramm-Elements, eines Computerprogrammprodukts und/oder eines computerlesbaren Mediums, das Anweisungen zum Steuern eines Computersystems enthält, um die Arbeitsweise eines Systems bzw. eines Verfahrens in geeigneter Weise zu koordinieren, um die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verknüpften Wirkungen zu erreichen .
Das Computerprogramm kann als computerlesbarer Anweisungscode in jeder geeigneten Programmiersprache wie beispielsweise in JAVA, C++ etc. implementiert sein. Das Computerprogramm kann auf einem computerlesbaren Speichermedium (CD-Rom, DVD, Blu-ray Disk, Wechsellaufwerk, flüchtiger oder nicht-flüchtiger Speicher, eingebauter Speicher/Prozessor etc.) abgespeichert sein. Der Anweisungscode kann einen Computer oder andere programmierbare Geräte wie insbesondere ein Steuergerät für einen Motor eines Kraftfahrzeugs derart programmieren, dass die gewünschten Funktionen ausgeführt werden. Ferner kann das Computerprogramm in einem Netzwerk wie beispielsweise dem Internet bereitgestellt werden, von dem es bei Bedarf von einem Nutzer heruntergeladen werden kann.
Die Erfindung kann sowohl mittels eines Computerprogramms, d.h. einer Software, als auch mittels einer oder mehrerer spezieller elektrischer Schaltungen, d.h. in Hardware oder in beliebig hybrider Form, d.h. mittels Software-Komponenten und Hardware-Komponenten, realisiert werden. Es wird darauf hingewiesen, dass Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf unterschiedliche Erfindungsgegenstände be¬ schrieben wurden. Insbesondere sind einige Ausführungsformen der Erfindung mit Verfahrensansprüchen und andere Ausführungsformen der Erfindung mit Vorrichtungsansprüchen beschrieben. Dem
Fachmann wird jedoch bei der Lektüre dieser Anmeldung sofort klar werden, dass, sofern nicht explizit anders angegeben, zusätzlich zu einer Kombination von Merkmalen, die zu einem Typ von Erfindungsgegenstand gehören, auch eine beliebige Kombination von Merkmalen möglich ist, die zu unterschiedlichen Typen von Erfindungsgegenständen gehören.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden beispielhaften Beschreibung einer be- vorzugten Ausführungsform.
Die Figur zeigt einen beispielhaften Verlauf von Spannung, Stromstärke und Kraftstoffmengeneintrag als Funktionen der Zeit bei erfindungsgemäßer Ansteuerung eines Kraftstoffinj ektors .
Es wird darauf hingewiesen, dass die nachfolgend beschriebene Ausführungsform lediglich eine beschränkte Auswahl an möglichen Ausführungsvarianten der Erfindung darstellt. Die Figur zeigt der Verlauf von Spannung 110, Stromstärke 120 und Kraftstoffmengeneintrag 130 als Funktionen der Zeit t bei erfindungsgemäßer Ansteuerung eines Kraftstoffinj ektors , insbesondere während einer Boostphase B. Die Boostphase B fängt mit einem ersten Teil Bl an, in welchem der Magnetspulenantrieb des Kraftstoffinj ektors mit einer ersten Boostspannung Ul beaufschlagt wird. Die erste Spannung Ul ist wesentlich größer als die Spannung der Fahrzeugbatterie und beträgt z.B. ca. 65 V. Während des ersten Teils Bl der Boostphase B steigt die Stromstärke 120 des durch den Magnetspulenantrieb fließenden Stromes stark an und erreicht am Ende des ersten Teils Bl der Boostphase B einen vorbestimmten Maximalwert (Peakstrom) 122. Zu diesem Zeitpunkt fängt der zweite Teil B2 der Boostphase _
y
B an und der Magnetspulenantrieb des Kraftstoffinj ektors wird jetzt mit einer zweiten Boostspannung U2 beaufschlagt, die etwas geringer als Ul ist, z.B. im Bereich 25V bis 50V. Die zweite Boostspannung U2 ist so ausgewählt, dass der Spulenstrom 120 während des zweiten Teils B2 der Boostphase B im Wesentlichen Waagerecht verläuft, d.h. im Wesentlichen konstant bleibt . Damit verursachen wesentliche Änderungen in der Bewegungsinduktanz , wie es oben erläutert wurde, deutlich erkennbare Änderungen in dem Spulenstrom 120.
Kurz nach Anfang des zweiten Teils B2 der Boostphase B beginnt der eigentliche Öffnungsvorgang des Kraftstoffinj ektors und der Kraftstoffmengeneintrag 130 beginnt zu steigen, wie es bei 132 zu sehen ist. Das Ende des Öffnungsvorgangs endet bei 134, wo der Kraftstoffmengeneintrag 130 seinen Maximalwert erreicht. Dieser Maximalwert wird bis zum Beginn eines nachfolgenden Schlie߬ vorgangs gehalten.
Der Verlauf der Stromstärke 120 wird abgetastet und mathematische und/oder numerische Verfahren werden verwendet, um Extrema zu identifizieren. Wie die Stromkurve 120 zeigt, ergibt sich trotz des im Wesentlichen konstanten Stromwertes während des zweiten Teils B2 der Boostphase B sowohl am Anfang 132 als auch am Ende 134 der Öffnungsphase jeweils ein lokales Minimum in der Stromstärke 120. Diese werden detektiert und dem Anfang 132 und dem Ende 134 zugeordnet.
Das Motorsteuergerät kann nun die erfassten Zeitpunkte mit Referenzwerten vergleichen und feststellen, ob Korrekturen notwendig sind, um die vorgegebene Einspritzmenge zu erzielen. Abhängig vom Ergebnis dieses Vergleichs korrigiert das Mo¬ torsteuergerät dann die Anfangszeit und/oder Zeitdauer der Ansteuerung. Falls der Öffnungszeitpunkt verschoben ist, verschiebt das Motorsteuergerät den Anfang der Ansteuerung entsprechend, und falls der Zeitpunkt des Endes der Öffnung verschoben ist, passt das Motorsteuergerät die Einspritzdauer entsprechend an. Die Korrekturen werden vorteilhafterweise pulsindividuell durchgeführt. Des Weiteren können bei der Korrektur weitere physikalische Systemparameter berücksichtigt werden, wie zum Beispiel Kraftstofftemperatur und zeitlicher Abstand zur vorherigen Einspritzung. Die Korrekturen können dazu vorteilhafterweise als Vorsteuerkennlinien/-feidern im Steuergerät gespeichert sein oder anhand eines geeigneten Modells berechnet werden .
Bezugs zeichenliste
110 BoostSpannung
120 Spulenstrom
122 Peakstrom
130 KraftStoffmengeneintrag
132 Beginn der Öffnungsphase
134 Ende der Öffnungsphase
B Boostphase
Bl Erster Teil der Boostphase
B2 Zweiter Teil der Boostphase
Ul Erste Boostspannung
U2 Zweite Boostspannung t Zeitachse

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Ermitteln des Zeitpunkts eines vorbestimmten Öffnungszustandes eines einen Magnetspulenantrieb aufweisenden Kraftstoffinj ektors für einen Verbrennungsmotor eines Kraft¬ fahrzeuges, das Verfahren aufweisend
Erfassen eines zeitlichen Verlaufs der Stromstärke eines während einer Boostphase durch den Magnetspulenantrieb flie¬ ßenden Stromes, wobei der Magnetspulenantrieb während eines ersten Teils der Boostphase mit einer ersten Spannung und während eines zweiten Teils der Boostphase mit einer zweiten Spannung beaufschlagt wird und wobei die zweite Spannung so gewählt ist, dass die Stromstärke des während des zweiten Teils der Boostphase durch den Magnetspulenantrieb fließenden Stromes im Wesentlichen unverändert bleibt, und
Ermitteln eines Zeitpunkts, zu welchem der erfasste zeitliche Verlauf der Stromstärke ein Extremum aufweist, wobei der ermittelte Zeitpunkt der Zeitpunkt des vorbestimmten Öffnungszustands ist.
2. Verfahren gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei die zweite Spannung kleiner als die erste Spannung ist.
3. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Teil der Boostphase endet und der zweite Teil der
Boostphase beginnt, wenn die Stromstärke des durch den Mag¬ netspulenantrieb fließenden Stromes einen vorbestimmten Wert erreicht .
4. Verfahren gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei die
Stromstärke des durch den Magnetspulenantrieb fließenden Stromes den vorbestimmten Wert erreicht, bevor eine Bewegung eines Ankers des Magnetspulenantriebs beginnt.
5. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Spannung 65V beträgt und die zweite Spannung im Bereich von 25V bis 50V liegt.
6. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der ermittelte Zeitpunkt des vorbestimmten Öffnungszustandes des Kraftstoffinj ektors ein Anfangs- oder Endzeitpunkts eines Öffnungsvorgangs des Kraftstoffinj ektors ist.
7. Verfahren zum Ansteuern eines einen Magnetspulenantrieb aufweisenden Kraftstoffinj ektors für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges, das Verfahren aufweisend
Ermitteln des Zeitpunkts eines vorbestimmten Öffnungs¬ zustandes des Kraftstoffinj ektors durch Anwendung des Verfahrens gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
Bestimmen einer Differenz zwischen dem ermittelten Zeitpunkt und einem Referenz-Zeitpunkt, und
Ansteuern des Kraftstoffinj ektors , wobei der Magnet¬ spulenantrieb mit einem Spannungspuls beaufschlagt wird, dessen Anfangszeit und/oder Zeitdauer basierend auf der bestimmten Differenz festgelegt wird.
8. Motorsteuerung für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges, wobei die Motorsteuerung zum Durchführen des Verfahrens gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche eingerichtet ist .
9. Computerprogramm, welches, wenn es von einem Prozessor ausgeführt wird, zum Durchführen des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 eingerichtet ist.
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