WO2017060078A1 - Bestimmung eines zeitpunktes, zu welchem sich ein kraftstoffinjektor in einem vorbestimmten zustand befindet - Google Patents

Bestimmung eines zeitpunktes, zu welchem sich ein kraftstoffinjektor in einem vorbestimmten zustand befindet Download PDF

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WO2017060078A1
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Christian Hauser
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Continental Automotive Gmbh
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    • F02D2200/06—Fuel or fuel supply system parameters
    • F02D2200/063—Lift of the valve needle

Definitions

  • the present invention relates to the technical field of driving fuel injectors.
  • the present invention relates to a method for determining a first time at which a magnetic coil drive exhibiting Kraftstoffinj ector in a first predetermined
  • the present invention further relates to a method for driving a magnetic coil drive having a fuel injector, wherein the drive is based on a first time determined according to the invention.
  • the present invention further relates to a motor controller and a computer program adapted to carry out the methods according to the invention.
  • a fuel injector For injecting fuel into a combustion chamber, such as a cylinder, a fuel injector, such as
  • a solenoid valve or a solenoid Inj ector used.
  • a solenoid Inj ector also called coil injector
  • the solenoid valve or the solenoid-Inj ector a so-called idle stroke between the armature and the nozzle needle or between the armature and the closure element, so an Ver ⁇ displacement of the armature does not directly lead also to a displacement of the closure element or of the nozzle needle, but only after a Displacement of the armature has been completed by the amount of idle stroke.
  • the armature When a voltage is applied to the coil of the solenoid valve, the armature is moved by electromagnetic forces in the direction of a pole piece or pole piece. Through a mechanical coupling (For example, a mechanical contact) moves after overcoming the idle stroke also the nozzle needle or the closure element and are, with a corresponding displacement, injection holes for fuel supply into the combustion chamber free. When current continues to flow through the coil, the armature and nozzle needle or closure element continue to move until the armature abuts against the pole piece.
  • the distance between the stop of the armature to a driver of the closure element or the nozzle needle and the stop of the armature to the pole piece is also referred to as needle stroke or working stroke.
  • the excitation voltage applied to the coil is turned off and shorted the coil, so that the magnetic force degrades.
  • the coil short circuit causes a reversal of the voltage due to the degradation of the magnetic field stored in the coil.
  • the amount of voltage is limited by a diode.
  • Due to a back ⁇ force which is istge ⁇ represents, for example by a spring, the nozzle needle or closing element including the armature are moved into the closed position. The idle stroke and the needle stroke are reversed.
  • the timing of the start of the needle movement when opening the Kraftstoffinj injector depends on the size of the idle stroke.
  • the timing of the stop of the needle or the armature on the pole piece (also called OPP2) depends on the size of the needle stroke or working stroke. Injector-individual temporal variations of the beginning of the needle movement (opening) and the end of the needle movement (closing) can result in different injection quantities with identical electrical control.
  • the timing OPP2 at which the needle abuts the pole piece can be determined fairly accurately by detecting a feedback signal in the coil voltage or current.
  • the Point in time OPP1 at which the idle stroke is over ⁇ wound and a mechanical coupling between armature and needle is formed is usually determined indirectly by assuming a fixed correlation (based on needle lift) between OPP2 and OPP1.
  • a method of determining a first time at which a solenoid actuator having a fuel injector is in a first predetermined open state comprises: (a) determining a second point in time at which the fuel injector is in a second predetermined state, (b) determining a lift value of a movable component of the fuel injector, which stroke value of a moving distance of the movable component which is traveled during a transition of the fuel injector between the first predetermined opening state and the second predetermined opening state, and (c) determining the first time at which the force Stoffinj vector is in the first predetermined opening state, based on the second time and the Hubwert.
  • the described method is based on the finding that a precise (indirect) determination of a first point in time at which the fuel injector is in a first opening state can be achieved by a second point in time at which the fuel injector is in a second Opening state is located, and a stroke value can be determined.
  • the stroke value corresponds to a moving distance covering a movable component of the fuel injector between the first predetermined opening state and the second predetermined opening state.
  • ent ⁇ speaks the stroke of a movement distance, the distance traveled during a transition from the first aperture state to the second open state of the fuel injector or the second opening state to the first open state of the fuel injector of the ⁇ be moveable component.
  • the first time can therefore occur both before and after the second time.
  • a time duration of the movement of the movable component ie, the time duration of the transition from the first / second to the second / first opening state
  • the first time can be determined.
  • open state means, in particular, a state that occurs during an injection event, that is, during the opening, injection or closing phase of the
  • Fuel injector arrives. Examples are (i) the beginning of the electrical activation or start of the armature movement (also called OPP0), (ii) entry of the mechanical coupling between armature and nozzle needle or start of the needle movement during opening (also called OPP1), (iii) stop of the Needle on the pole piece or end of the opening process (also called OPP2), (iv) initiation of closing or beginning of the needle movement when closing (also called OPP3), (v) end of the mechanical coupling between needle and armature or end of the needle movement Close (also OPP4) and (vi) end of armature movement on closing (also called OPP5).
  • OPP0 the beginning of the electrical activation or start of the armature movement
  • OPP1 entry of the mechanical coupling between armature and nozzle needle or start of the needle movement during opening
  • OPP2 stop of the Needle on the pole piece or end of the opening process
  • OPP3 initiation of closing or beginning of the needle movement when closing
  • movable component in particular a movable element or component in the fuel injector ⁇ , the movement results in a change in the opening state of the fuel injector or contributes.
  • the Be ⁇ tune the stroke value comprises: (a) detecting an Since ⁇ tensatzes illustrating a relationship between concatenated magnetic flux and current intensity in the magnet coil drive at a check-in control of the fuel injector, and (b) analyzing of the data set to determine the stroke value.
  • the detection of the data set is preferably carried out at a relatively slow activation of the fuel injector, that is, for example, the solenoid drive is subjected to a voltage between 5V and 15V, in particular approximately 10V.
  • a relatively slow activation of the fuel injector that is, for example, the solenoid drive is subjected to a voltage between 5V and 15V, in particular approximately 10V.
  • the acquisition of the data record can be carried out regularly at suitable times, so that current data are always used to determine the stroke value.
  • the current intensity is preferably measured directly.
  • the values of the electric voltage and the electric coil resistance in addition to the current required (in the magnet coil drive).
  • analyzing the data set comprises forming a characteristic based on the data set and detecting shifts in the course of the characteristic.
  • "displacements” in particular mean a distance between parallel parts of the characteristic curve.
  • the determination of the first time point comprises: (a) determining a difference between the stroke value and a reference stroke value, (b) determining a corrected second time based on the second time, the difference and a correction factor, and (c) determining the first time based on the corrected second time and a predetermined relation between the first opening and the second opening states
  • Document refers to the "reference stroke value" in particular a ⁇ special specified by the manufacturer stroke value or a measured during installation of Kraftstoffinj injector stroke value.
  • the deviation of the stroke value from the reference stroke value is determined and from this a corrected second time point is determined, that is to say the time point at which the
  • Fuel injector would be in the second opening state, if the stroke value would be equal to the reference stroke value.
  • the corrected second time is then used together with the known relation between the first and second opening states to determine the first time.
  • the first predetermined opening state of the fuel injector of the initial phase of an opening and the second predetermined Publ ⁇ voltage condition is the end of the opening phase.
  • the first opening state in this embodiment is equal to the opening condition described above OPP1 and the second opening state is equal to the above ⁇ be written opening state OPP2.
  • the movable component is a needle (nozzle needle) and the stroke value is a Nadelhubwert.
  • the duration of the transition from OPP1 to OPP2 is determined by the needle stroke. As the needle stroke increases, the time will increase accordingly, and vice versa.
  • the needle stroke could also be used in conjunction with the opening conditions OPP3 and OPP4 described above
  • the timing at which the opening state OPP4 arrives may be determined from the timing corresponding to the opening state OPP3 and the needle stroke.
  • the transition from the OPPO to the OPP1 and the transition from the OPP4 to the OPP5 are characterized by the idle stroke.
  • Fuel injector described comprises: (a) performing a method for determining a first time at which the power ⁇ ector stoffinj in a first predetermined opening state, according to the first aspect or any of the above embodiments and (b) driving the Kraftstoffinj
  • a duration between the application of a boost voltage for opening the fuel injector and the application of a voltage for closing the fuel injector is reduced or increased, if it is determined that the first time point is opposite to one Reference time occurs later or earlier.
  • an engine control system for a vehicle which is adapted to use a method according to the first and / or second aspect and / or one of the above embodiments, is described.
  • This engine control makes it possible to achieve precise control of the precise injection quantities of the individual fuel injectors in a simple and reliable manner by using the method according to the first aspect.
  • a computer program which, when executed by a processor, is adapted to perform the method according to the first and / or second aspect and / or one of the above embodiments.
  • 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 are provided in a network such as the Internet from which it can 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.
  • FIG. 1 shows a fuel injector with solenoid drive.
  • FIG. 2 shows anchor position, needle position and injection rate as functions of the time for two fuel injectors with different needle lift.
  • FIG. 3 shows a ⁇ - ⁇ characteristic (PSI-I characteristic line) to he ⁇ inventive determination of a stroke value for a fuel injector.
  • FIG. 4 shows a flow chart of a method according to the invention.
  • FIG. 1 shows a sectional view of a fuel injector 100 with solenoid drive (solenoid injector).
  • injector 100 has a solenoid drive with coil 102 and armature 104.
  • the magnetic armature 104 moves in the direction of the wide part of the nozzle needle 106 and then presses against the exerted by the springs 110 and 132 after overcoming the idle stroke 114 (against the force of the spring 110) Spring forces upward until the armature 104 abuts the pole piece 112.
  • armature 104 and nozzle needle 106 move back down to the starting position on the hydro-disc 108 back.
  • the solenoid injector 100 shown in Figure 1 has several features that are known per se and that are of minor importance to the present invention and therefore will not be described in detail. These features include, in particular, valve body 116, integrated seat guide 118, ball 120, gasket 122, housing 124, plastic 126, washer 128, metal filter 130, and calibration spring 132.
  • FIG. 2 shows armature position 212, 214, needle position 222, 224 and injection rate (ROI) 232, 234 as functions of the time for two fuel injectors with different needle lift. Apart from the needle strokes, both fuel injectors are identical and are electrically controlled in the same way. More specifically shows the upper panel 210, the anchor position 212 (curve of solid line) for a fuel injector with 60ym needle stroke and the anchor position 214 (curve with ge ⁇ dash broken line) for a fuel injector with 80ym Needle stroke. The middle figure 220 shows the needle position 222 (solid line curve) for the fuel injector with 60ym needle stroke and the needle position 224 (dashed line curve) for the fuel injector with 80ym needle stroke.
  • ROI injection rate
  • the lower figure 230 shows the injection rate (ROI) 232 (solid line curve) for the fuel injector with 60ym needle stroke and the injection rate 234 (dashed line curve) for the fuel injector with 80ym needle stroke.
  • FIG. 3 shows a ⁇ - ⁇ characteristic curve (PSI-I characteristic curve) 300 for determining a stroke value according to the invention for one Fuel injector, such as the Kraftstoffinj shown in the figure 1 ector 100.
  • the characteristic curve 300 is in Wesent ⁇ union of two partial curves, whereby the lower part of curve of curved sections 310, 312, 314, 316 and 318 is composed and the opening of the fuel injector 100 corresponds.
  • the upper part of curve of curved sections 310, 312, 314, 316 and 318 is composed and the opening of the fuel injector 100 corresponds.
  • Part curve consists of curve sections 320, 322 and 324 and corresponds to the closing of the fuel injector 100. Along the lower part curve, two shifts of the curve take place.
  • the first shift is due to the idle stroke, ie, the armature is moved from its rest position to contacting the needle and then decelerated.
  • the armature moves along the curve portion 312 to the needle (idle stroke) where it stops along the curve portion 314 while further magnetic force is built up.
  • the second displacement is due to the needle stroke, ie, both armature and needle moving together to a stop when the armature abuts the pole piece.
  • the movement of the armature and needle extends along the curve portion 316 and another build up of the magnetic force occurs along the curve portion 318.
  • determining the displacements for example by detecting the distance between tangent 311 (ie extrapolating the curve portion 310) and the curve portion 314 or between tangent line 315 (that is, an extrapolation of cure ⁇ venabitess 314) and the cam section 318 can idle stroke and needle stroke, as described below, can be determined.
  • the closing process is similar but vice versa:
  • the magnetic force is first reduced along the curve section 320.
  • the needle and armature move together away from the pole piece and then the armature moves away from the needle to its resting position on the hydrodisk.
  • These two movements run along the curve section 322.
  • the injector 100 is driven with a low voltage, for example 10V, so that the
  • the low drive voltage results in low magnetic forces.
  • the idle stroke occurs (along the curve portion 312) instead of overcoming the force of spring 110.
  • the armature 104 moves toward the needle 106 and remains in tandem with the needle 106 because the force of the calibration spring 132 counteracts movement.
  • the force of the Kalib ⁇ tion spring 132 is overcome and armature 104 and needle 106 move (along the curve portion 316) until the armature 104 rests against the pole piece 112.
  • the stroke value results from the differences of the curve section before the movement and the curve section after the movement.
  • the idle stroke may be between tangent 311 (ie, the extrapolated continuation of curve portion 310) and curve portion 314.
  • the needle stroke may be determined by determining a flow difference between tangent 315 (i.e. the extrapolated continuation of the curve section 314) and curve section 318.
  • a possible evaluation would be, for example, the determination of the difference of the PSI value at 2A ( ⁇ 0.0004Wb) and then the multiplication by a factor.
  • the determination of the characteristic 300 can be made by measuring the current flowing through the coil 102 and the voltage applied to the coil 102 and calculating the interlinked magnetic flux ⁇ from the current, voltage and electrical resistance of the coil 102.
  • the measured voltage u (t) consists of an ohmic component (i (t) * R) and an inductive component (Ui n d (t)).
  • the inductive voltage is calculated from the time derivative of the chained magnetic flux, where ⁇ is dependent on the current change i (t) and the air gap x (t).
  • u (t) i (t) R + u ind (t)
  • the "mechanical part of the induction by the armature movement then describes the strokes (idle stroke and / or working stroke) of the fuel injector.
  • FIG. 4 shows a flow chart of a method according to the invention for determining a first time at which a fuel injector having a fuel injector is in a first predetermined opening state.
  • the first predetermined state may be, for example, OPP1.
  • a second time point is determined at which the fuel injector is in a second predetermined state.
  • the second predetermined state may be, for example, OPP2.
  • step 420 a stroke value of a movable component of the fuel injector is determined, which stroke value of a movement , n
  • the stroke value may be, for example, the value of the needle stroke.
  • step 430 the first time the fuel injector is in the first predetermined open state is then determined based on the second time and the lift value.
  • the first time may preferably be such that a difference between the stroke value determined in step 420 and a reference stroke value (for example, a stroke value specified by the manufacturer) is determined. In other words, the current deviation of the stroke value is determined. Then the determined second time is corrected depending on the determined difference. This can be done, for example, by using a correction factor:
  • T2 is the second time
  • T2k is the corrected second time
  • k is the correction factor
  • D is the difference.
  • Needle position as a function of time 224 Needle position as a function of time

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Bestimmen eines ersten Zeitpunktes, zu dem sich ein einen Magnetspulenantrieb aufweisender Kraftstoffinjektor in einem ersten vorbestimmten Öffnungszustand befindet, beschrieben. Das Verfahren weist folgendes auf: (a) Bestimmen eines zweiten Zeitpunktes, zu dem sich der Kraftstoffinjektor in einem zweiten vorbestimmten Zustand befindet, (b) Bestimmen eines Hubwertes einer beweglichen Komponente des Kraftstoffinj ektors, welcher Hubwert einer Bewegungsstrecke der beweglichen Komponente entspricht, die bei einem Übergang des Kraftstoffinjektors zwischen dem ersten vorbestimmen Öffnungszustand und dem zweiten vorbestimmten Öffnungszustand zurückgelegt wird, und (c) Bestimmen des ersten Zeitpunktes, zu dem sich der Kraftstoffinjektor in dem ersten vorbestimmten Öffnungszustand befindet, basierend auf dem zweiten Zeitpunkt und dem Hubwert. Des Weiteren werden ein Verfahren zum Ansteuern eines einen Magnetspulenantrieb aufweisenden Kraftstoffinjektors, eine Motorsteuerung und ein Computerprogramm beschrieben.

Description

Beschreibung
Bestimmung eines Zeitpunktes, zu welchem sich ein Kraft¬ stoffinj ektor in einem vorbestimmten Zustand befindet
Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet der Ansteuerung von Kraftstoffinj ektoren . Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Bestimmen eines ersten Zeitpunktes, zu dem sich ein einen Magnetspulenantrieb auf- weisender Kraftstoffinj ektor in einem ersten vorbestimmten
Öffnungszustand befindet. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Ansteuern eines einen Magnetspulenantrieb aufweisenden Kraftstoffinj ektors , wobei die Ansteuerung basierend auf einem erfindungsgemäß bestimmten ersten Zeitpunkt basiert. Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren eine Motorsteuerung und ein Computerprogramm, die zum Durchführen der erfindungsgemäßen Verfahren eingerichtet sind.
Zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Verbrennungsraum, wie etwa einen Zylinder, kann ein Kraftstoffinj ektor, wie zum
Beispiel ein Magnetventil bzw. ein Solenoid-Inj ektor, verwendet werden. Solch ein Solenoid-Inj ektor (auch Spulen-Injektor genannt) weist eine Spule auf, welche bei Stromfluss durch die Spule ein Magnetfeld erzeugt, wodurch eine Magnetkraft auf einen Anker ausgeübt wird, so dass sich der Anker verschiebt, um ein Öffnen bzw. Schließen einer Düsennadel bzw. eines Verschlusselements zum Öffnen bzw. Schließen des Magnetventils zu bewirken. Weist das Magnetventil bzw. der Solenoid-Inj ektor einen sogenannten Leerhub zwischen Anker und Düsennadel bzw. zwischen Anker und Verschlusselement auf, so führt eine Ver¬ schiebung des Ankers nicht unmittelbar auch zu einer Verschiebung des Verschlusselements bzw. der Düsennadel, sondern erst nachdem eine Verschiebung des Ankers um die Größe des Leerhubs vollzogen worden ist.
Beim Anlegen einer Spannung an die Spule des Magnetventils wird durch elektromagnetische Kräfte der Anker in Richtung eines Polstücks bzw. Polschuhs bewegt. Durch eine mechanische Kopplung (z.B. einen mechanischen Kontakt) bewegt sich nach Überwinden des Leerhubs ebenfalls die Düsennadel bzw. das Verschlusselement und gibt, bei entsprechender Verschiebung, Einspritzlöcher zur Kraftstoffzufuhr in den Verbrennungsraum frei. Wenn weiter Stromfluss durch die Spule herrscht, bewegen sich Anker und Düsennadel bzw. Verschlusselement weiter, bis der Anker an das Polstück anlangt bzw. anschlägt. Die Distanz zwischen dem Anschlag des Ankers an einen Mitnehmer des Verschlusselements bzw. der Düsennadel und dem Anschlag des Ankers an das Polstück wird auch als Nadelhub bzw. Arbeitshub bezeichnet. Um den
Kraftstoffinj ektor zu schließen, wird die an die Spule angelegte Erregerspannung abgeschaltet und die Spule kurzgeschlossen, so dass sich die magnetische Kraft abbaut. Der Spulenkurzschluss verursacht aufgrund des Abbaus des in der Spule gespeicherten magnetischen Feldes eine Umpolung der Spannung. Die Höhe der Spannung wird mit einer Diode begrenzt. Aufgrund einer Rück¬ stellkraft, welche beispielsweise durch eine Feder bereitge¬ stellt ist, werden die Düsennadel bzw. Verschlusselement einschließlich Anker in die Schließposition bewegt. Dabei werden der Leerhub und der Nadelhub in umgekehrter Reihenfolge durchlaufen .
Der Zeitpunkt des Beginns der Nadelbewegung beim Öffnen des Kraftstoffinj ektors (auch OPP1 genannt) ist von der Größe des Leerhubs abhängig. Der Zeitpunkt des Anschlags der Nadel bzw. des Ankers am Polstück (auch OPP2 genannt) ist abhängig von der Größe des Nadelhubs bzw. Arbeitshubs. Injektor-individuelle zeitliche Variationen des Beginns der Nadelbewegung (Öffnen) und des Endes der Nadelbewegung (Schließen) können bei identischer elekt- rischer Ansteuerung unterschiedliche Einspritzmengen ergeben.
Gemäß dem Stand der Technik können die oben erwähnten (und weitere relevanten) Zeitpunkte, die bestimmten Öffnungszuständen entsprechen, in verschiedener Art und Weise bestimmt werden. Somit kann zum Beispiel der Zeitpunkt OPP2, zu welchem die Nadel am Polstück anschlägt, durch Detektion eines Feedbacksignals in der Spulenspannung bzw. des Spulenstroms ziemlich genau bestimmt werden. Für den hydraulischen Einspritzbeginn ist allerdings der Zeitpunkt OPP1 ausschlaggebend, zu welchem der Leerhub über¬ wunden ist und eine mechanische Kopplung zwischen Anker und Nadel entsteht . Dieser Zeitpunkt wird üblicherweise indirekt bestimmt, indem eine feste Korrelation (basierend auf dem Nadelhub) zwischen OPP2 und OPP1 angenommen wird.
Es ist aber festgestellt worden, dass sich zum Beispiel der Nadelhub eines Kraftstoffinj ektors während der Lebensdauer bzw. während der Betriebsdauer durch Einlauf orgänge bzw. Verschleiß, z.B. Setzen von Bauteilen, verändern kann. Dadurch kann es zu entsprechenden Fehlern bei der indirekten Bestimmung von z.B. OPP1 kommen, da die angenommene Korrelation mit OPP2 nicht mehr zutrifft . Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur indirekten Bestimmung eines Zeitpunktes, zu welchem sich ein Kraftstoffinj ektor in einem vorbestimmten Zustand befindet, um somit eine präzise und zuverlässige Ansteuerung des Kraftstoffinj ektors zu ermögli- chen.
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 Bestimmen eines ersten Zeitpunktes, zu dem sich ein einen Magnetspulenantrieb aufweisender Kraftstoffinj ektor in einem ersten vorbestimmten Öffnungszustand befindet, beschrieben. Das beschriebene Verfahren weist folgendes auf: (a) Bestimmen eines zweiten Zeitpunktes, zu dem sich der Kraftstoffinj ektor in einem zweiten vorbestimmten Zustand befindet, (b) Bestimmen eines Hubwertes einer beweglichen Komponente des Kraftstoffinj ektors , welcher Hubwert einer Bewegungsstrecke der beweglichen Kom- ponente entspricht, die bei einem Übergang des Kraftstoffin- jektors zwischen dem ersten vorbestimmen Öffnungszustand und dem zweiten vorbestimmten Öffnungszustand zurückgelegt wird, und (c) Bestimmen des ersten Zeitpunktes, zu dem sich der Kraft- Stoffinj ektor in dem ersten vorbestimmten Öffnungszustand befindet, basierend auf dem zweiten Zeitpunkt und dem Hubwert.
Dem beschriebenen Verfahren liegt die Erkenntnis zugrunde, dass ein präzises (indirektes) Bestimmen eines ersten Zeitpunktes, zu welchem sich der Kraftstoffinj ektor in einem ersten Öffnungszustand befindet, dadurch erreicht werden kann, dass ein zweites Zeitpunkt, zu welchem sich der Kraftstoffinj ektor in einem zweiten Öffnungszustand befindet, und ein Hubwert bestimmt werden. Der Hubwert entspricht einer Bewegungsstrecke, die einer beweglichen Komponente des Kraftstoffinj ektors zwischen dem ersten vorbestimmten Öffnungszustand und dem zweiten vorbestimmten Öffnungszustand zurücklegt. Mit anderen Worten ent¬ spricht der Hubwert einer Bewegungsstrecke, die während eines Übergangs vom ersten Öffnungszustand zum zweiten Öffnungszustand des Kraftstoffinj ektors oder vom zweiten Öffnungszustand zum ersten Öffnungszustand des Kraftstoffinj ektors von der be¬ weglichen Komponente zurückgelegt wird. Der erste Zeitpunkt kann folglich sowohl vor als auch nach dem zweiten Zeitpunkt ein- treffen. Durch Kenntnis des Hubwertes kann eine Zeitdauer der Bewegung der beweglichen Komponente (d.h. die Zeitdauer des Übergangs vom ersten/zweiten zum zweiten/ersten Öffnungszustand) bestimmt bzw. geschätzt werden. Basierend auf dieser Zeitdauer und dem zweiten Zeitpunkt kann dann der erste Zeitpunkt bestimmt werden.
In diesem Dokument bezeichnet „Öffnungszustand" insbesondere einen Zustand, der im Laufe eines Einspritzvorgangs, das heißt während der Öffnungs-, Einspritz- oder Schließphase des
Kraftstoffinj ektors eintrifft. Als Beispiele können (i) Anfang der elektrischen Ansteuerung bzw. Anfang der Ankerbewegung (auch OPP0 genannt) , (ii) Eintritt der mechanischen Kopplung zwischen Anker und Düsennadel bzw. Beginn der Nadelbewegung beim Öffnen (auch OPP1 genannt) , (iii) Anschlag der Nadel am Polstück bzw. Ende des Öffnungsvorgangs (auch OPP2 genannt) , (iv) Einleiten des Schließvorgangs bzw. Beginn der Nadelbewegung beim Schließen (auch OPP3 genannt) , (v) Ende der mechanischen Kopplung zwischen Nadel und Anker bzw. Ende der Nadelbewegung beim Schließen (auch OPP4 genannt) und (vi) Ende der Ankerbewegung beim Schließen (auch OPP5 genannt) erwähnt werden.
In diesem Dokument bezeichnet „bewegliche Komponente" insbe- sondere ein bewegliches Element oder Bauteil im Kraftstoff¬ injektor, dessen Bewegung zu einer Änderung des Öffnungszustandes des Kraftstoffinj ektors führt oder beiträgt.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Be¬ stimmen des Hubwertes folgendes auf: (a) Erfassen eines Da¬ tensatzes, die eine Relation zwischen verkettetem magnetischen Fluss und Stromstärke im Magnetspulenantrieb bei einer An- steuerung des Kraftstoffinj ektors darstellt , und (b) Analysieren des Datensatzes, um den Hubwert zu bestimmen.
Das Erfassen des Datensatzes wird vorzugsweise bei einer relativ langsamen Ansteuerung des Kraftstoffinj ektors durchgeführt, das heißt, dass der Magnetspulenantrieb zum Beispiel mit einer Spannung zwischen 5V und 15V, insbesondere ungefähr 10V beaufschlagt wird. So kann erreicht werden, dass wenige Wir¬ belströme erzeugt werden, die für das Analysieren des Datensatzes unvorteilhaft sein können.
Das Erfassen des Datensatzes kann regelmäßig zu geeigneten Zeitpunkten durchgeführt werden, damit aktuelle Daten zur Bestimmung des Hubwertes immer verwendet werden.
Die Stromstärke wird vorzugsweise direkt gemessen. Zur Be¬ stimmung der entsprechenden Werte des verketteten magnetischen Flusses werden zusätzlich zur Stromstärke auch die Werte der elektrischen Spannung und des elektrischen Spulenwiderstands (im Magnetspulenantrieb) benötigt.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Analysieren des Datensatzes ein Bilden einer Kennlinie basierend auf dem Datensatz und ein Erfassen von Verschiebungen im Verlauf der Kennlinie auf. In diesem Zusammenhang sind insbesondere unter „Verschiebungen" einen Abstand zwischen parallel verlaufende Teile der Kennlinie zu verstehen. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Bestimmen des ersten Zeitpunktes folgendes auf: (a) Bestimmen einer Differenz zwischen dem Hubwert und einem Referenz-Hubwert, (b) Bestimmen eines korrigierten zweiten Zeitpunktes basierend auf dem zweiten Zeitpunkt, der Differenz und einem Korrek- turfaktor und (c) Bestimmen des ersten Zeitpunktes basierend auf dem korrigierten zweiten Zeitpunkt und einer vorbestimmten Relation zwischen dem ersten Öffnungszustand und dem zweiten Öffnungszustand . In diesem Dokument bezeichnet der „Referenz-Hubwert" insbe¬ sondere einen vom Hersteller angegebenen Hubwert oder einen beim Einbau des Kraftstoffinj ektors gemessenen Hubwert.
Mit anderen Worten wird die Abweichung des Hubwertes vom Re- ferenz-Hubwert bestimmt und daraus wird ein korrigierter zweiter Zeitpunkt bestimmt, dass heißt der Zeitpunkt zu dem der
Kraftstoffinj ektor sich in dem zweiten Öffnungszustand befinden würde, wenn der Hubwert gleich dem Referenz-Hubwert wäre. Der korrigierte zweite Zeitpunkt wird dann zusammen mit der bekannten Relation zwischen dem ersten und zweiten Öffnungszustand zur Bestimmung des ersten Zeitpunktes verwendet.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der erste vorbestimmte Öffnungszustand des Kraftstoffinj ektors der Anfang einer Öffnungsphase und der zweite vorbestimmte Öff¬ nungszustand ist das Ende der Öffnungsphase.
Mit anderen Worten ist der erste Öffnungszustand in dieser Ausführungsform gleich dem oben beschriebenen Öffnungszustand OPP1 und der zweite Öffnungszustand ist gleich dem oben be¬ schriebenen Öffnungszustand OPP2. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die bewegliche Komponente eine Nadel (Düsennadel) und der Hubwert ist ein Nadelhubwert. Die Zeitdauer des Übergangs vom OPP1 zum OPP2 ist durch den Nadelhub bestimmt. Wenn der Nadelhub größer wird, verlängert sich die Zeitdauer entsprechend, und umgekehrt.
In ähnlicher Weise könnte der Nadelhub auch in Verbindung mit den oben beschriebenen Öffnungszuständen OPP3 und OPP4 im
Schließvorgang verwendet werden. Genauer gesagt könnte der Zeitpunkt, zu dem der Öffnungszustand OPP4 eintrifft, aus dem Zeitpunkt, der dem Öffnungszustand OPP3 entspricht, und dem Nadelhub bestimmt werden.
Es soll beachtet werden, dass auch andere Zustände und/oder Hubwerte für das erfindungsgemäße Verfahren in Betracht kommen. So sind zum Beispiel der Übergang vom OPPO zum OPP1 sowie der Übergang vom OPP4 zum OPP5 durch den Leerhub charakterisiert.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Ansteuern eines einen Magnetspulenantrieb aufweisenden
Kraftstoffinj ektors beschrieben. Das beschriebene Verfahren weist folgendes auf: (a) Durchführen eines Verfahrens zum Bestimmen eines ersten Zeitpunktes, zu dem sich der Kraft¬ stoffinj ektor in einem ersten vorbestimmten Öffnungszustand befindet, gemäß dem ersten Aspekt oder einem der obigen Ausführungsbeispiele und (b) Ansteuern des Kraftstoffinj ektors basierend auf dem bestimmten ersten Zeitpunkt, wobei insbe- sondere eine Dauer zwischen dem Anlegen einer Boostspannung zum Öffnen des Kraftstoffinj ektors und dem Anlegen einer Spannung zum Schließen des Kraftstoffinj ektors vermindert bzw. vergrößert wird, wenn bestimmt ist, dass der erste Zeitpunkt gegenüber einem Referenzzeitpunkt später oder früher auftritt.
Mit diesem Verfahren kann durch Verwendung des Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt eine präzise Steuerung der genauen Ein- spritzungsmenge in einfacher und zuverlässiger Weise erreicht werden .
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird eine Motorsteuerung für ein Fahrzeug beschrieben, die zum Verwenden eines Verfahrens gemäß dem ersten und/oder zweiten Aspekt und/oder einem der obigen Ausführungsbeispiele eingerichtet ist.
Diese Motorsteuerung ermöglicht es, durch Verwendung des Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt eine präzise Steuerung der genauen Einspritzungsmengen der einzelnen Kraftstoffinj ektoren in einfacher und zuverlässiger Weise zu erreichen.
Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung wird ein Computerprogramm beschrieben, welches, wenn es von einem Prozessor ausgeführt wird, eingerichtet ist, das Verfahren gemäß dem ersten und/oder zweiten Aspekt und/oder einem der obigen Ausführungsbeispiele durchzuführen.
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.
Figur 1 zeigt einen Kraftstoffinj ektor mit Magnetspulenantrieb . Figur 2 zeigt Ankerposition, Nadelposition und Einspritzrate als Funktionen der Zeit für zwei Kraftstoffinj ektoren mit unterschiedlichem Nadelhub.
Figur 3 zeigt eine ψ-Ι-Kennlinie (PSI-I-Kennlinie) zur er¬ findungsgemäßen Bestimmung eines Hubwertes für einen Kraftstoffinj ektor. Figur 4 zeigt ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens .
Es wird darauf hingewiesen, dass die nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen lediglich eine beschränkte Auswahl an möglichen Ausführungsvarianten der Erfindung darstellt.
Die Figur 1 zeigt eine Schnittansicht eines Kraftstoffinj ektors 100 mit Magnetspulenantrieb (Solenoid-Injektor) . Der Injektor 100 weist insbesondere einen Magnetspulenantrieb mit Spule 102 und Anker 104 auf. Wenn die Spule 102 mit einem Spannungspuls beaufschlagt wird, bewegt sich der magnetische Anker 104 in Richtung des breiten Teils der Düsennadel 106 und drückt diese dann nach Überwindung des Leerhubs 114 (gegen die Kraft der Feder 110) gegen die von den Federn 110 und 132 ausgeübten Federkräfte nach oben bis der Anker 104 an den Polschuh 112 anschlägt. Nach Ende des Spannungspulses bewegen sich Anker 104 und Düsennadel 106 wieder nach unten zur Ausgangsposition an der Hydro-Disc 108 zurück .
Der in der Figur 1 gezeigte Solenoid-Injektor 100 weist mehrere Merkmale auf, die als solche bekannt sind und für die vorliegende Erfindung nur von geringfügiger Bedeutung sind und deshalb nicht detailliert beschrieben werden. Diese Merkmale umfassen insbesondere Ventilkörper 116, Integrierte Sitzführung 118, Kugel 120, Dichtung 122, Gehäuse 124, Kunststoff 126, Scheibe 128, Metallfilter 130 und Kalibrierungsfeder 132.
Die Figur 2 zeigt Ankerposition 212, 214, Nadelposition 222, 224 und Einspritzrate (ROI) 232, 234 als Funktionen der Zeit für zwei Kraftstoffinj ektoren mit unterschiedlichem Nadelhub . Bis auf die Nadelhübe sind beide Kraftstoffinj ektoren identisch und werden identisch elektrisch angesteuert. Spezifischer zeigt die obere Abbildung 210 die Ankerposition 212 (Kurve mit durchgezogener Linie) für einen Kraftstoffinj ektor mit 60ym Nadelhub und die Ankerposition 214 (Kurve mit ge¬ strichelter Linie) für einen Kraftstoffinj ektor mit 80ym Nadelhub. Die mittlere Abbildung 220 zeigt die Nadelposition 222 (Kurve mit durchgezogener Linie) für den Kraftstoffinj ektor mit 60ym Nadelhub und die Nadelposition 224 (Kurve mit gestrichelter Linie) für den Kraftstoffinj ektor mit 80ym Nadelhub. Die untere Abbildung 230 zeigt die Einspritzrate (ROI) 232 (Kurve mit durchgezogener Linie) für den Kraftstoffinj ektor mit 60ym Nadelhub und die Einspritzrate 234 (Kurve mit gestrichelter Linie) für den Kraftstoffinj ektor mit 80ym Nadelhub. Die Abbildungen 210, 220 und 230 zeigen, dass der Unterschied im Nadelhub von 20ym zu einem Unterschied von 38ys zwischen den Zeitpunkten führt, zu denen der Öffnungszustand OPP2 (Ende der Nadelbewegung) erreicht wird, das heißt ΔΟΡΡ2 = 38ys. Auf der anderen Seite beträgt die Differenz zwischen den Zeitpunkten, zu denen der Öffnungszustand OPP1 (Beginn der Nadelbewegung) erreicht wird, nur 4ys, das heißt ΔΟΡΡ1 = 4ys . Dies ist darauf zurückzuführen, dass durch den magnetischen Anfangsluftspalt ist die Magnetkraft anfangs gering unterschiedlich. Wird der OPPl-Zeitpunkt nun einfach basierend auf einer Detektion des OPP2-Zeitpunktes geschätzt, wie es bisher häufig gemacht wurde, kann dies zu einer Abweichung von 34ys führen, das heißt mehr als achtmal zu viel.
In der Abbildung 230 ist es des Weiteren deutlich zu erkennen, dass die gesamte Einspritzmenge deutlich größer ist, wenn der Nadelhub 80ys beträgt. Obwohl die Ansteuerung gleich ist, endet die Einspritzung nämlich in diesem Falle deutlich später, vgl. die Kurve 234. Diese Abweichungen können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kompensiert werden, indem der tatsächliche Nadelhub regelmäßig bestimmt wird und bei der Bestimmung eines (ersten) Zeitpunktes basierend auf einem anderen (zweiten) Zeitpunkt berücksichtigt wird. Das erfindungsgemäße Verfahren wird unten in Verbindung mit der Figur 4 genauer beschrieben.
Die Figur 3 zeigt eine ψ-Ι-Kennlinie (PSI-I-Kennlinie) 300 zur erfindungsgemäßen Bestimmung eines Hubwertes für einen Kraftstoffinj ektor, wie zum Beispiel der in der Figur 1 gezeigte Kraftstoffinj ektor 100. Die Kennlinie 300 besteht im Wesent¬ lichen aus zwei Teilkurven, wobei die untere Teilkurve aus Kurvenabschnitten 310, 312, 314, 316 und 318 besteht und dem Öffnen des Kraftstoffinj ektors 100 entspricht. Die obere
Teilkurve besteht aus Kurvenabschnitten 320, 322 und 324 und entspricht dem Schließen des Kraftstoffinj ektors 100. Entlang der unteren Teilkurve finden zwei Verschiebungen des Kurvenverlaufs statt.
Die erste Verschiebung entsteht aufgrund des Leerhubs , d.h. indem der Anker sich von seiner Ruheposition bis zum Kontaktieren der Nadel bewegt und dann abgebremst bzw. angehalten wird. Mit anderen Worten wird erst die magnetische Kraft entlang des Kurvenabschnitts 310 aufgebaut, dann bewegt sich der Anker entlang des Kurvenabschnitts 312 bis zur Nadel hin (Leerhub) , wo er entlang des Kurvenabschnitts 314 stehen bleibt während weitere magnetische Kraft aufgebaut wird. Die zweite Verschiebung entsteht aufgrund des Nadelhubs, d.h. indem sowohl Anker als auch Nadel sich zusammen bis zum Stillstand beim Anschlag des Ankers auf dem Polstück bewegen. Die Bewegung von Anker und Nadel verläuft entlang des Kurvenabschnitts 316 und ein weiterer Aufbau der magnetischen Kraft erfolgt entlang des Kurvenabschnitts 318. Durch Bestimmung der Verschiebungen, zum Beispiel durch Erfassen des Abstandes zwischen Tangente 311 (das heißt eine Extrapolation des Kurvenabschnitts 310) und dem Kurvenabschnitt 314 bzw. zwischen Tangente 315 (das heißt eine Extrapolation des Kur¬ venabschnitts 314) und dem Kurvenabschnitt 318 können Leerhub und Nadelhub, wie weiter unten beschrieben, bestimmt werden.
Der Schließvorgang verläuft ähnlich aber umgekehrt: Die magnetische Kraft wird erst entlang des Kurvenabschnitts 320 abgebaut. Dann bewegen sich Nadel und Anker zusammen vom Polstück weg und dann bewegt sich der Anker von der Nadel weg bis zu seiner Ruheposition an der Hydrodisk. Diese beiden Bewegungen verlaufen entlang des Kurvenabschnitts 322. Zum Schluss wird die mag¬ netische Kraft entlang des Kurvenabschnitts 324 weiter abgebaut. Zur Aufnahme der Kennlinie 300 wird der Injektor 100 mit einer geringen Spannung, z.B. 10V angesteuert, damit sich die
Leerhubbewegung und die Nadelbewegung in zwei getrennten Be- wegungen unterscheiden. Durch die geringe Ansteuerspannung entstehen geringe magnetische Kräfte. Die Leerhubbewegung findet (entlang des Kurvenabschnitts 312) statt nach Überwindung der Kraft von Feder 110. Der Anker 104 bewegt sich zur Nadel 106 und bleibt gemeinsam mit der Nadel 106 in Ruhe, da die Kraft der Kalibrierungsfeder 132 einer Bewegung entgegenwirkt. Durch weitere Erhöhung der Magnetkraft wird die Kraft der Kalib¬ rierungsfeder 132 überwunden und Anker 104 und Nadel 106 bewegen sich (entlang des Kurvenabschnitts 316) bis der Anker 104 am Polschuh 112 anliegt.
Der Hubwert ergibt sich aus den Differenzen des Kurvenabschnitts vor der Bewegung und des Kurvenabschnitts nach der Bewegung. Mit anderen Worten kann der Leerhub durch Bestimmen einer Flussdifferenz (bei einer geeigneten Stromstärke) zwischen Tangente 311 (das heißt der extrapolierten Fortführung des Kurvenabschnittes 310) und Kurvenabschnitt 314. In der gleichen Weise kann der Nadelhub durch Bestimmen einer Flussdifferenz zwischen Tangente 315 (das heißt der extrapolierten Fortführung des Kurvenabschnittes 314) und Kurvenabschnitt 318. Eine mögliche Auswertung wäre z.B. die Ermittlung der Differenz des PSI-Wertes bei 2A (~0.0004Wb) und anschließend die Multiplikation mit einem Faktor. Bei diesem Beispiel würde der Faktor 125000ym/Wb dann einen Leerhub von 50ym (0.0004Wb * 125000ym/Wb = 50ym) ergeben. Die Bestimmung der Kennlinie 300 kann durch Messung des Stromes, der durch die Spule 102 fließt, und der Spannung, die an der Spule 102 angelegt ist, sowie Berechnung des verketteten magnetischen Flusses Ψ aus Strom, Spannung und elektrischem Widerstand der Spule 102 erfolgen. Die gemessene Spannung u (t) besteht aus einem Ohm' sehen Anteil (i (t) * R) und einem induktiven Anteil (Uind(t)). Die induktive Spannung berechnet sich dabei aus der zeitlichen Ableitung des verketteten magnetischen Flusses, wobei Ψ abhängig von der Stromänderung i (t) und dem Luftspalt x(t) ist. u(t) = i(t)R + uind(t)
άΨ(ί,χ)
i(t)R +- dt
'(t)R + (C^J^,X^ + d*¥(i,x) dx
di dt dx dt^
Bei langsamer Ansteuerung ist der „magnetische" Anteil der Induktion durch Stromänderung gering.
_ d¥(i,x) di
^ ind\
di dt
Der „mechanische Teil der Induktion durch die Ankerbewegung beschreibt dann die Hübe (Leerhub und/oder Arbeitshub) des Kraftstoffinjektors.
Figure imgf000016_0001
Durch Umstellen und Integration ist der verkettete mechanische Fluss in folgender Weise berechenbar:
Figure imgf000016_0002
Die Figur 4 zeigt ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bestimmung eines ersten Zeitpunktes, zu dem sich ein einen Magnetspulenantrieb aufweisender Kraftstoffinj ektor in einem ersten vorbestimmten Öffnungszustand befindet. Der erste vorbestimmte Zustand kann zum Beispiel OPP1 sein.
Im Schritt 410 wird ein zweiter Zeitpunkt bestimmt, zu dem sich der Kraftstoffinj ektor in einem zweiten vorbestimmten Zustand befindet. Der zweite vorbestimmte Zustand kann zum Beispiel OPP2 sein .
Im Schritt 420 wird ein Hubwert einer beweglichen Komponente des Kraftstoffinj ektors bestimmt, welcher Hubwert einer Bewe- , n
15
gungsstrecke der beweglichen Komponente entspricht, die bei einem Übergang des Kraftstoffinj ektors zwischen dem ersten vorbestimmen Öffnungszustand und dem zweiten vorbestimmten Öffnungszustand zurückgelegt wird. Der Hubwert kann zum Beispiel der Wert des Nadelhubs sein.
Im Schritt 430 wird dann der erste Zeitpunkt, zu dem sich der Kraftstoffinj ektor in dem ersten vorbestimmten Öffnungszustand befindet, basierend auf dem zweiten Zeitpunkt und dem Hubwert bestimmt.
Der erste Zeitpunkt kann vorzugsweise so erfolgen, dass eine Differenz zwischen dem im Schritt 420 bestimmten Hubwert und einem Referenz-Hubwert (zum Beispiel einem vom Hersteller vorgegebenen Hubwert) bestimmt wird. Mit anderen Worten wird die aktuelle Abweichung des Hubwertes bestimmt. Dann wird der bestimmte zweite Zeitpunkt in Abhängigkeit von der bestimmten Differenz korrigiert. Dies kann zum Beispiel unter Verwendung eines Korrekturfaktors erfolgen:
T2k = T2 - k*D
Hier ist T2 der zweite Zeitpunkt, T2k der korrigierte zweite Zeitpunkt, k der Korrekturfaktor und D die Differenz.
Mit Bezug auf die in der Figur 2 dargestellten Werte ergibt dies T2k = 38ys - l,7ys/ym * 20ym = 4ys . Der Korrekturfaktor ist hier k = 34ys/20ym = l,7ys/ym. Nach Korrektur des zweiten Zeitpunktes kann der erste Zeitpunkt nun unter Verwendung der bekannten Relation zwischen den beiden Zeitpunkten bestimmt werden, das heißt in der gleichen Art und Weise, wie wenn der Nadelhub gleich dem Referenzwert wäre. Insgesamt stellt die vorliegende Erfindung ein einfaches und leicht zu implementierendes Verfahren dar, mit welchem präzise Einspritzmengen unabhängig von Hubwertänderungen, zum Beispiel aufgrund von Verschleiß, erreicht werden kann. , ,
16
Bezugs zeichenliste
100 Kraftstoffinj ektor
102 Spule
104 Anker
106 Nadel
108 Hydro-Disc
110 Feder
112 Polschuh
114 Leerhub
116 Ventilkörper
118 Integrierte Sitzführung
120 Kugel
122 Dichtung
124 Gehäuse
126 Kunststoff
128 Scheibe
130 Metallfilter
132 Kalibrierungsfeder
210 Abbildung
212 Ankerposition als Funktion der Zeit
214 Ankerposition als Funktion der Zeit
220 Abbildung
222 Nadelposition als Funktion der Zeit 224 Nadelposition als Funktion der Zeit
230 Abbildung
232 Einspritzrate als Funktion der Zeit
234 Einspritzrate als Funktion der Zeit
300 Ψ-1-Kennlinie
310 Kurvenabschnitt
311 Tangente
312 Kurvenabschnitt
314 Kurvenabschnitt
315 Tangente
316 Kurvenabschnitt
318 Kurvenabschnitt
320 Kurvenabschnitt
322 Kurvenabschnitt Kurvenabschnitt Verfahrensschritt Verfahrensschritt Verfahrensschritt

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Bestimmen eines ersten Zeitpunktes, zu dem sich ein einen Magnetspulenantrieb aufweisender Kraftstoff- injektor in einem ersten vorbestimmten Öffnungszustand befindet, das Verfahren aufweisend
Bestimmen eines zweiten Zeitpunktes, zu dem sich der Kraftstoffinj ektor in einem zweiten vorbestimmten Zustand befindet,
Bestimmen eines Hubwertes einer beweglichen Komponente des
Kraftstoffinj ektors , welcher Hubwert einer Bewegungsstrecke der beweglichen Komponente entspricht, die bei einem Übergang des Kraftstoffinj ektors zwischen dem ersten vorbestimmen Öffnungszustand und dem zweiten vorbestimmten Öffnungszustand zurückgelegt wird, und
Bestimmen des ersten Zeitpunktes, zu dem sich der
Kraftstoffinj ektor in dem ersten vorbestimmten Öffnungszustand befindet, basierend auf dem zweiten Zeitpunkt und dem Hubwert.
2. Verfahren gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Bestimmen des Hubwertes folgendes aufweist:
Erfassen eines Datensatzes, die eine Relation zwischen verkettetem magnetischen Fluss und Stromstärke im Magnetspu¬ lenantrieb bei einer Ansteuerung des Kraftstoffinj ektors darstellt, und
Analysieren des Datensatzes, um den Hubwert zu bestimmen.
3. Verfahren gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Analysieren des Datensatzes ein Bilden einer Kennlinie basierend auf dem Datensatz und ein Erfassen von Verschiebungen im Verlauf der Kennlinie aufweist.
4. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bestimmen des ersten Zeitpunktes folgendes aufweist:
Bestimmen einer Differenz zwischen dem Hubwert und einem
Referenz-Hubwert , Bestimmen eines korrigierten zweiten Zeitpunktes basierend auf dem zweiten Zeitpunkt, der Differenz und einem Korrekturfaktor und
Bestimmen des ersten Zeitpunktes basierend auf dem kor- rigierten zweiten Zeitpunkt und einer vorbestimmten Relation zwischen dem ersten Öffnungszustand und dem zweiten Öff- nungs zustand .
5. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste vorbestimmte Öffnungszustand des Kraftstoffinj ektors der Anfang einer Öffnungsphase ist und wobei der zweite vor¬ bestimmte Öffnungszustand das Ende der Öffnungsphase ist.
6. Verfahren gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei die bewegliche Komponente eine Nadel ist und wobei der Hubwert ein
Nadelhubwert ist.
7. Verfahren zum Ansteuern eines einen Magnetspulenantrieb aufweisenden Kraftstoffinj ektors , das Verfahren aufweisend Durchführen eines Verfahrens zum Bestimmen eines ersten
Zeitpunktes, zu dem sich der Kraftstoffinj ektor in einem ersten vorbestimmten Öffnungszustand befindet, gemäß einem der vor¬ hergehenden Ansprüche und
Ansteuern des Kraftstoffinj ektors basierend auf dem be- stimmten ersten Zeitpunkt, wobei insbesondere eine Dauer zwischen dem Anlegen einer Boostspannung zum Öffnen des
Kraftstoffinj ektors und dem Anlegen einer Spannung zum Schließen des Kraftstoffinj ektors vermindert bzw. vergrößert wird, wenn bestimmt ist, dass der erste Zeitpunkt gegenüber einem Refe- renzzeitpunkt später oder früher auftritt.
8. Motorsteuerung für ein Fahrzeug, die zum Verwenden eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 eingerichtet ist.
9. Computerprogramm, welches, wenn es von einem Prozessor ausgeführt wird, eingerichtet ist, das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 durchzuführen.
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