WO2018059819A1 - Improving the cold-start behaviour of internal combustion engines - Google Patents

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Juergen Foerster
Christian Mengler
Thorsten Allgeier
Winfried Langer
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Abstract

The invention relates to a method (100) for actuating an injection system (2) for an internal combustion engine (4), which is operated with fuel (3), of a motor vehicle (1), wherein the injection system (2) comprises a rail (21) out of which the fuel (3) is conducted through at least one injector (22-25) into an intake pipe (6, 62-65) leading to at least one combustion chamber (5, 52-55) or is conducted directly into the combustion chamber (5, 52-55), and wherein the injector (22-25) comprises a solenoid coil (22a-25a) and can be opened by energisation of the solenoid coil (22a-25a), wherein the solenoid coil (22a-25a) is energised with a current-time profile (26) starting with a current Ii (110), which is nominally sufficient for opening the injector (22-25), wherein monitoring (120) takes place as to whether the injector (22-25) opens, and, in response to the opening (130) or non-opening over a predefined time period to (140), the current-time profile (26) is reduced (150) to a current Io which is lower than needed to hold the injector (22-25) open. The invention also relates to an associated computer program product.

Description

Beschreibung Titel:  Description Title:
Verbesserung des Kaltstartverhaltens von Verbrennungsmotoren  Improvement of the cold start behavior of internal combustion engines
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung eines The present invention relates to a method for controlling a
Einspritzsystems in einem Verbrennungsmotor, der mit einem, insbesondere gasförmigen, Kraftstoff betrieben wird. Injection system in an internal combustion engine, which is operated with a, in particular gaseous, fuel.
Stand der Technik State of the art
Ein Verbrennungsmotor hat einen oder mehrere Zylinder mit einem Brennraum, in den zu einem genau definierten Zeitpunkt im Arbeitszyklus des Zylinders eine genau definierte Kraftstoffmenge einzuspritzen ist. Für die Zumessung der Kraftstoffmenge werden Injektoren verwendet. Alle Injektoren bilden gemeinsam mit ihrer Ansteuerung ein Einspritzsystem. An internal combustion engine has one or more cylinders with a combustion chamber into which a precisely defined amount of fuel is to be injected at a precisely defined time in the cylinder duty cycle. For the metering of the fuel quantity injectors are used. All injectors together with their control form an injection system.
Injektoren für gasförmige Kraftstoffe müssen eine besonders kleine Leckage aufweisen, damit das vorgegebene Zeit- Mengen- Profil für die Einspritzung genau eingehalten wird. An Stelle der bei Injektoren für flüssige Kraftstoffe üblichen Metall-Metall-Dichtungen an der Zumessstelle kommen daher vielfach Metall- Elastomer-Dichtungen zum Einsatz. Bei kalter Umgebungstemperatur neigen diese Dichtungen zum Kleben. Reicht die bei Ansteuerung des Injektors ausgeübte Öffnungskraft nicht aus, um zusätzlich zur Rückstellkraft der Injectors for gaseous fuels must have a particularly small leakage, so that the specified time-volume profile for the injection is maintained exactly. Instead of the metal-metal seals at the metering point customary for injectors for liquid fuels, metal-elastomer seals are therefore often used. At cold ambient temperatures, these seals tend to stick. If the opening force exerted when the injector is actuated is insufficient, in addition to the restoring force of the
Ventilfeder und zum Gegendruck des Kraftstoffrails auch den durch das Kleben bewirkten Widerstand zu überwinden, so ist der Injektor nicht funktionsfähig und der Kaltstart gefährdet. Valve spring and the back pressure of the fuel rail to overcome the resistance caused by the gluing, the injector is not functional and the cold start endangered.
Aus der EP 1 950 409 Bl ist ein Verfahren zur Ansteuerung eines From EP 1 950 409 B1 is a method for driving a
Einspritzsystems bekannt, mit dem der Kaltstart eines bivalenten, d.h. wahlweise mit Benzin oder Gas betreibbaren, Verbrennungsmotors erleichtert werden kann. Bei diesem Verfahren wird der Verbrennungsmotor zunächst im Benzinbetrieb gestartet, während die Gaszufuhr zum Rail für den Gasbetrieb gesperrt ist. Durch diejenigen Injektoren, die sich öffnen lassen, wird der Gasdruck im Rail schrittweise abgelassen, wobei das abgelassene Gas im Benzin-Gas- Misch betrieb verbrannt wird. Ist das Rail drucklos, werden die Injektoren mit einem Dauerstrom angesteuert, um sie intern zu beheizen. Injection known, with the cold start of a bivalent, ie optionally operated with gasoline or gas, internal combustion engine can be facilitated. In this method, the internal combustion engine is initially started in gasoline mode, while the gas supply to the rail for gas operation is blocked. By those injectors that can be opened, the gas pressure in the rail is gradually released, the gas discharged is burned in the gasoline-gas mixing operation. If the rail is depressurized, the injectors are activated with a continuous current in order to heat them internally.
Bei einem monovalenten, d.h. nur mit Gas betriebenen, Verbrennungsmotor besteht ein noch dringenderer Bedarf, den Kaltstart zu erleichtern, da es bei einem Misslingen des Kaltstarts keine Möglichkeit gibt, das Kraftfahrzeug aus eigener Kraft fortzubewegen. In a monovalent, i. only gas-powered, internal combustion engine, there is an even more urgent need to facilitate the cold start, since there is no possibility in a failure of the cold start to move the motor vehicle by its own power.
Offenbarung der Erfindung Im Rahmen der Erfindung wurde ein Verfahren zur Ansteuerung eines DISCLOSURE OF THE INVENTION Within the scope of the invention, a method for the control of a
Einspritzsystems für einen mit Kraftstoff betriebenen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs entwickelt. Der Kraftstoff kann insbesondere gasförmig sein. Das Einspritzsystem umfasst eine im Folgenden Rail genannte Zuführung, aus der der Kraftstoff durch mindestens einen Injektor in ein zu mindestens einem Brennraum führendes Saugrohr oder direkt in den Brennraum geführt ist. Dabei kann der Injektor in der Nähe des in den Brennraum führenden Einlassventils angeordnet sein (Multi Point Injection). Der Injektor kann aber auch einen Mixer am Saugrohr vor oder nach der Drosselklappe speisen, von wo aus der Kraftstoff auf mehrere Zylinder verteilt wird (Central Point Injection).  Injection system for a fuel-powered internal combustion engine of a motor vehicle developed. The fuel may in particular be gaseous. The injection system comprises a feed, referred to below as rail, from which the fuel is guided through at least one injector into a suction pipe leading to at least one combustion chamber or directly into the combustion chamber. In this case, the injector can be arranged in the vicinity of the inlet valve leading into the combustion chamber (Multi Point Injection). The injector can also feed a mixer on the intake manifold before or after the throttle, from where the fuel is distributed to several cylinders (Central Point Injection).
Der Injektor umfasst eine Magnetspule und ist durch Bestromung der The injector comprises a magnetic coil and is powered by the
Magnetspule zu öffnen. Durch ihren ohmschen Widerstand ist die Magnetspule als Heizung für den Injektor verwendbar. Der Kraftstoff kann insbesondere Erdgas (compressed natural gas, CNG) sein. Solenoid to open. Due to its ohmic resistance, the magnetic coil can be used as heater for the injector. The fuel may in particular be compressed natural gas (CNG).
Erfindungsgemäß wird die Magnetspule mit einem speziellen Strom-Zeit- Profil beaufschlagt. Dieses Strom-Zeit- Profil beginnt mit einem Strom Ii, der nominell für das Öffnen des Injektors ausreicht. Dabei wird überwacht, ob der Injektor öffnet. In Reaktion auf das Öffnen oder auf ein Ausbleiben des Öffnens über einen vorgegebenen Zeitraum to wird das Strom-Zeit- Profil auf einen Strom lo abgesenkt, der geringer ist als zum Geöffnethalten des Injektors notwendig. Der Strom lo kann insbesondere Null sein. Ein von Null verschiedener Strom lo kann verwendet werden, um den Injektor ständig mit einer gewissen Grundlast zu heizen. According to the invention, the magnetic coil is subjected to a special current-time profile. This current-time profile starts with a current Ii that is nominal enough to open the injector. It is monitored whether the injector opens. In response to opening or failure to open over For a predetermined period of time to, the current-time profile is lowered to a current lo that is less than necessary to keep the injector open. The current lo may be zero in particular. A nonzero current can be used to constantly heat the injector with a certain base load.
Insbesondere kann der Injektor mit einem Dauerstrom Ii beaufschlagt werden, der auf lo=0 zurückgefahren wird, sobald der Injektor öffnet oder dieses Öffnen über den vorgegebenen Zeitraum to ausgeblieben ist. In particular, the injector can be acted upon by a continuous current Ii, which is reduced to lo = 0 as soon as the injector opens or this opening has failed to occur over the predetermined period of time to.
Der Strom Ii erzeugt am ohmschen Widerstand R der Magnetspule eine Verlustwärme, die bis an die Elastomer-Metall-Dichtung vordringt und dort für eine Temperaturerhöhung sorgt. Weiterhin übt der Anker eine dauerhafte Zugkraft auf den Ventilsitz aus. Infolge beider Einwirkungen wird der Injektor nach einiger Zeit öffnen und ist gleichzeitig auch für das Öffnen der folgendenThe current Ii generated at the ohmic resistance R of the solenoid heat loss, which penetrates to the elastomer-metal seal and there ensures a temperature increase. Furthermore, the anchor exerts a permanent tensile force on the valve seat. As a result of both actions, the injector will open after some time and is also open for opening the following
Einblasimpulse besser vorbereitet. Injection pulses better prepared.
Es wurde erkannt, dass dieses Verfahren nicht zwingend darauf angewiesen ist, das Rail zunächst drucklos zu machen. Die Zufuhr des gasförmigen Kraftstoffs zum Rail kann in üblicher Weise geöffnet sein. Dementsprechend kann mit der elektrischen Erwärmung von Injektoren, die sich zunächst nicht öffnen lassen, sofort begonnen werden. Weiterhin wird der Injektor nicht länger als nötig durch Bestromung erwärmt. In der Summe hat dies vorteilhaft zur Folge, dass es nicht erforderlich ist, den Verbrennungsmotor zunächst mit Benzin zu starten. It was recognized that this method does not necessarily rely on making the rail initially depressurized. The supply of the gaseous fuel to the rail can be opened in the usual way. Accordingly, the electrical heating of injectors, which initially can not be opened, can be started immediately. Furthermore, the injector is not heated longer than necessary by energizing. In sum, this has the advantageous consequence that it is not necessary to start the engine initially with gasoline.
Stattdessen können Öffnungsprobleme von Injektoren auch an monovalenten, rein gasbetriebenen, Verbrennungsmotoren behoben werden, wobei vor dem Motorstart die einzige zur Verfügung stehende Energiequelle die Instead, opening problems of injectors can also be remedied on monovalent, purely gas-powered, internal combustion engines, with the only available energy source before starting the engine
Fahrzeugbatterie ist. Es gab im Stand der Technik weitere Versuche, Injektoren dauerhaft mit sehr niedrigen Stromstärken zu beaufschlagen, um Bewegungsenergie bzw. Vehicle battery is. In the prior art, there were further attempts to permanently apply injectors with very low current intensities in order to generate kinetic energy or
Heizenergie ohne ein tatsächliches Öffnen des Injektors in diesen einzubringen. Hierbei wurden also Stromstärken, die zum Öffnen des Injektors ausreichen, bewusst vermieden. Es wurde nun von den Erfindern erkannt, dass die Heating energy without actually opening the injector in this bring. Thus, currents that are sufficient to open the injector were deliberately avoided. It has now been recognized by the inventors that the
Erwärmung des Injektors mit dem höheren Strom Ii in Verbindung mit der Überwachung auf das Öffnen des Injektors deutlich effektiver ist und dennoch das Einbringen verbrennungsrelevanter Mengen an Kraftstoff in den Brennraum vermeidet: Nach dem Ohmschen Gesetz steigt die am Widerstand R der Heating the injector with the higher current Ii in conjunction with the Monitoring on the opening of the injector is much more effective and yet avoids the introduction of combustion relevant amounts of fuel in the combustion chamber: According to Ohm's law increases at the resistance of the R
Magnetspule umgesetzte Leistung quadratisch mit dem Strom I. Magnetic coil converted power square with the current I.
Um die Magnetspule mit dem Strom-Zeit- Profil zu beaufschlagen, kann beispielsweise zu jedem Zeitpunkt eine Gleichspannung angelegt werden, die den aktuell geforderten Strom durch den ohmschen Widerstand der Magnetspule treibt. Diese Gleichspannung kann beispielsweise aus der Fahrzeugbatterie oder aus einem DC/DC-Wandler entnommen werden. Der aktuell geforderte Strom kann aber auch beispielsweise durch An- und Abschalten einer höheren To pressurize the solenoid with the current-time profile, for example, a DC voltage can be applied at any time, which drives the currently required current through the ohmic resistance of the solenoid. This DC voltage can be taken for example from the vehicle battery or from a DC / DC converter. The currently required power can, however, also, for example, by turning on and off a higher
Spannung in schneller Folge, analog dem Betrieb eines Schaltnetzteils, als Zeitmittel realisiert werden. Voltage in rapid succession, analogous to the operation of a switched-mode power supply, can be realized as time average.
Die Überwachung, ob der Injektor öffnet, kann beispielsweise über den Raildruck PR erfolgen. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung beginnt daher das Strom-Zeit- Profil zeitlich in einem Zustand, in dem der Druck PR in dem Rail höher ist als der Druck PB auf der Einspritzseite im Saugrohr oder im The monitoring of whether the injector opens, for example, via the rail pressure PR done. In a particularly advantageous embodiment of the invention, therefore, the current-time profile begins in time in a state in which the pressure PR in the rail is higher than the pressure PB on the injection side in the intake manifold or in the
Brennraum. Ein Absinken des Drucks PR um mindestens einen vorgegebenen Differenzbetrag APR wird als Signal für das Öffnen des Injektors gewertet. Combustion chamber. A decrease in the pressure PR by at least a predetermined difference amount APR is evaluated as a signal for opening the injector.
Es wurde erkannt, dass der Raildruck PR auch dann, wenn die Zufuhr des Kraftstoffs aus dem Vorratsbehälter aktiv ist, beim Öffnen des Injektors zumindest kurzzeitig abfällt. Da in den meisten existierenden Einspritzsystemen bereits ein Sensor für den Raildruck PR verbaut ist, erfordert die Überwachung, ob der Injektor öffnet, somit keine zusätzliche Hardware. Die Auswertung des Raildrucks PR kann insbesondere im Motorsteuergerät erfolgen. Das Verfahren kann im Endeffekt rein in Software oder Firmware implementiert sein, die beispielsweise auf dem Motorsteuergerät läuft. Diese Software kann It has been recognized that even when the supply of the fuel from the reservoir is active, the rail pressure PR drops at least briefly when the injector is opened. Since a sensor for the rail pressure PR is already installed in most existing injection systems, monitoring whether the injector opens does not require any additional hardware. The evaluation of the rail pressure PR can be carried out in particular in the engine control unit. The method may ultimately be implemented purely in software or firmware running on the engine control unit, for example. This software can
beispielsweise als eigenständiges Produkt auf dem Nachrüstmarkt verkauft werden. for example sold as a stand-alone product on the aftermarket.
Eine Druckdifferenz zwischen dem Raildruck PR und dem Druck PB auf der Einspritzseite im Saugrohr oder im Brennraum existiert nicht nur dann, wenn die Zufuhr des Kraftstoffs aus dem Vorratsbehälter zum Rail aktiv ist. Ist diese Zufuhr gesperrt, ist zumindest ein Restdruck im Rail vorhanden, da das Kraftstoffsystem dicht ist. Es besteht also die freie Wahl, ob die Zufuhr des Kraftstoffs aktiviert wird oder nicht. Ein Erkennen des Öffnens über den Druckabfall bietet weiterhin den Vorteil, dass bei mehreren elektrisch parallel oder in Reihe geschalteten Einzelinjektoren pro Zylinder, die gemeinsam angesteuert werden, in besonders einfacher Weise festgestellt werden kann, wie viele Einzelinjektoren offen sind. Werden mehrere gleiche Einzelinjektoren gemeinsam angesteuert, so ist der Druckabfall proportional zur Anzahl der geöffneten Injektoren. A pressure difference between the rail pressure PR and the pressure PB on the injection side in the intake manifold or in the combustion chamber exists not only when the supply of the fuel from the reservoir to the rail is active. Is this feed locked, at least one residual pressure in the rail is present, since the fuel system is tight. So there is a free choice as to whether the fuel supply is activated or not. A recognition of the opening via the pressure drop further offers the advantage that in the case of several individual injectors per cylinder connected in parallel or in series, which are controlled jointly, it is possible to determine in a particularly simple manner how many individual injectors are open. If several identical individual injectors are controlled jointly, the pressure drop is proportional to the number of open injectors.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das Öffnen des Injektors über ein Körperschallsignal detektiert. Dies ist schneller als die In a further advantageous embodiment of the invention, the opening of the injector is detected via a structure-borne sound signal. This is faster than that
Erkennung über den Abfall des Raildrucks PR um den Preis, dass ein zusätzlicher Sensor erforderlich ist, der in Einspritzsystemen nicht zur Standardausstattung gehört. Detection of the drop in rail pressure P R at the cost of requiring an additional sensor that is not standard in fuel injection systems.
Vorteilhaft wird die Magnetspule eines jeden an dem Rail angeschlossenen Injektors im Wechsel mit einem injektorindividuellen Strom-Zeit- Profil The magnet coil of each injector connected to the rail is advantageous in alternation with an injector-individual current-time profile
beaufschlagt. Der Verlauf dieses Strom-Zeit- Profils richtet sich danach, ob und ggfs. wann der jeweilige Injektor öffnet. Sind mehrere Injektoren vorhanden, so werden diese bei kalten Umgebungstemperaturen typischerweise unterschiedlich stark von Verklebung betroffen sein. Die Beaufschlagung mit einem applied. The course of this current-time profile depends on whether and, if so, when the respective injector opens. If several injectors are present, they will typically be affected to varying degrees by adhesive bonding at cold ambient temperatures. The admission with a
injektorindividuellen Strom-Zeit- Profil führt zum einen dazu, dass das Injector-individual current-time profile leads on the one hand, that the
Gängigmachen der Injektoren nicht zu einem Eintrag von Make the injectors not to an entry of
verbrennungsrelevanten Mengen an Kraftstoff in den Brennraum führt. Zum anderen wird elektrische Energie eingespart, die beim Kaltstart eines combustion relevant amounts of fuel into the combustion chamber leads. On the other hand, electrical energy is saved, the cold start of a
monovalenten Verbrennungsmotors nur aus der Fahrzeugbatterie kommen kann. Ist hier nicht mehr genügend Energie für den Anlassvorgang gespeichert, ist der Start endgültig fehlgeschlagen. monovalent combustion engine can only come from the vehicle battery. If there is not enough energy stored for the starting process, the start finally failed.
Beispielsweise können die Magnetspulen der an das Rail angeschlossenen Injektoren zyklisch mit ihrem individuellen Strom-Zeit- Profil beaufschlagt werden, d.h., das Strom-Zeit- Profil des jeweils nächsten Injektors beginnt mit dem höheren Strom Ii, nachdem das Strom-Zeit- Profil des vorherigen Injektors auf den niedrigen Strom lo abgefallen ist. Das Signal für die Öffnung, also etwa ein Abfall des Raildrucks PR oder ein Körperschallsignal, kann dann immer genau einem Injektor zugeordnet werden. Insbesondere können in dem Verbrennungsmotor die Injektoren auf mehrereFor example, the solenoid coils of the injectors connected to the rail can be cyclically charged with their individual current-time profile, ie, the current-time profile of the next injector starts with the higher current Ii after the current-time profile of the previous Injectors on the low current lo has dropped. The signal for the opening, that is, for example, a drop in the rail pressure P R or a structure-borne sound signal, can then always be assigned exactly to an injector. In particular, in the internal combustion engine, the injectors can be applied to several
Railgruppen aufgeteilt sein, also an verschiedene, nicht untereinander verbundene Rails angeschlossen sein. Beispiele für derartige Motoren sind V- Motoren. Sofern das Öffnen eines Injektors in einer Railgruppe unabhängig von anderen Railgruppen detektiert werden kann, also beispielsweise jede Rail groups be divided, so be connected to different, not interconnected Rails. Examples of such engines are V-engines. If the opening of an injector in a rail group can be detected independently of other rail groups, so for example each
Railgruppe ihren eigenen Drucksensor aufweist, können zu unterschiedlichenRail group has its own pressure sensor, can be different
Railgruppen gehörende Injektoren gleichzeitig mit ihrem individuellen Strom-Zeit- Profil beaufschlagt werden. Beispielsweise können die Injektoren einer jeden Railgruppe zyklisch angesteuert werden, und dies kann für die verschiedenen Railgruppen parallel durchgeführt werden, um Zeit zu sparen. Rail groups belonging injectors are acted upon at the same time with their individual current-time profile. For example, the injectors of each rail group may be driven cyclically, and this may be done in parallel for the different rail groups to save time.
Wenn mehrere Injektoren einen Mixer am Saugrohr vor oder nach der If several injectors have a mixer on the suction pipe before or after
Drosselklappe speisen (Central Point Injection), ergibt sich gegenüber der Multi Point Injection, bei der die Injektoren in der Nähe der Einlassventile angeordnet sind, die Vereinfachung, dass die Zuordnung der Injektoren zu den einzelnen Zylindern nicht beachtet werden muss. Threshold throttle (Central Point Injection), compared to the Multi Point Injection, in which the injectors are arranged in the vicinity of the intake valves, the simplification that the assignment of the injectors to the individual cylinders must be disregarded.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das Strom- Zeit-Profil injektorindividuell wiederholt, bis eine vorgegebene Anzahl von Wiederholungen erreicht ist und/oder bis eine vorgegebene Anzahl von In a particularly advantageous embodiment of the invention, the current-time profile is repeated injector-individual until a predetermined number of repetitions is reached and / or until a predetermined number of
Injektoren in Reaktion auf die Bestromung geöffnet hat. Diese Maßnahmen tragen dazu bei, dass mit der elektrischen Energie aus der Fahrzeugbatterie sparsam gewirtschaftet wird, und erhöhen somit die Wahrscheinlichkeit, dass der Anlasser beim anschließenden Start noch genügend Energie in der Batterie vorfindet. Injectors in response to the energization has opened. These measures help conserve energy from the vehicle's battery and thus increase the likelihood that the starter will still find enough energy in the battery when it starts up.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das Verfahren in Reaktion auf eine Anforderung zum Starten des Verbrennungsmotors eingeleitet, und der Anlasser des Verbrennungsmotors wird gesperrt, solange die Wiederholung der Strom-Zeit- Profile noch nicht abgeschlossen ist. Auf diese Weise wird vermieden, dass ein Startversuch zu einem Zeitpunkt durchgeführt wird, zu dem er noch keine berechtigte Aussicht auf Erfolg hat. Insbesondere bei kalten Temperaturen reicht der Ladezustand der Fahrzeugbatterie In a particularly advantageous embodiment of the invention, the method is initiated in response to a request for starting the internal combustion engine, and the starter of the internal combustion engine is locked as long as the repetition of the current-time profiles is not yet completed. In this way it is avoided that a start attempt is made at a time for which he has no legitimate chance of success. Especially at cold temperatures, the state of charge of the vehicle battery is sufficient
möglicherweise nur für wenige Startversuche. Wenn der Anlasser freigegeben wird, werden die Injektoren anschließend nach dem normalen Einspritzschema angesteuert. possibly only for a few start attempts. When the starter is released, the injectors are then driven according to the normal injection scheme.
In einer alternativen besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das Verfahren in Reaktion auf eine Anforderung zum Starten des In an alternative particularly advantageous embodiment of the invention, the method is in response to a request to start the
Verbrennungsmotors eingeleitet. Zugleich wird der Anlasser des Internal combustion engine initiated. At the same time, the starter of
Verbrennungsmotors freigegeben. Dabei beginnt jedes Strom-Zeit- Profil für dieInternal combustion engine released. This starts each current-time profile for the
Magnetspule eines Injektors zu dem Zeitpunkt, zu dem der Injektor gemäß dem Einspritzzyklus des Verbrennungsmotors regulär öffnen sollte. Der Vorteil dieser Ausgestaltung ist, dass, wenn ein Injektor öffnet, dieser Injektor nahtlos in den Regelbetrieb übergehen kann und der Motorstart somit möglicherweise schneller erfolgt. Solenoid coil of an injector at the time when the injector should regularly open according to the injection cycle of the internal combustion engine. The advantage of this embodiment is that, when an injector opens, this injector can seamlessly transition to the regular operation and thus the engine start may be faster.
Zu diesem Zweck wird vorteilhaft das Absenken des Strom-Zeit- Profils von Ii nach lo bis zu dem Zeitpunkt verzögert, zu dem der Injektor gemäß dem For this purpose, the lowering of the current-time profile from Ii to lo is advantageously delayed until the time when the injector according to the
Einspritzzyklus des Verbrennungsmotors regulär schließen sollte. Mit anderen Worten, nach dem Öffnen des Injektors wird die Bestromung um die geforderteInjection cycle of the internal combustion engine should close regularly. In other words, after opening the injector, the current supply is required
Einspritzzeit abzüglich eines Betrages für die Erkennungszeit des Öffnens verlängert, wenn die Einblasung ab diesem Zeitpunkt noch Sinn macht, wenn also beispielsweise bei Multi Point Injection das Einlassventil noch offen ist. Die Beaufschlagung der Injektoren mit dem Strom-Zeit-Profil kann nicht nur vor dem Motorstart erfolgen, sondern auch noch nach dem Motorstart, etwa beim Motorhochlauf oder Motorwarm lauf, um Öffnungsprobleme an einzelnen Injection time minus an amount for the detection time of opening extended, if the injection from this point still makes sense, so if, for example, the inlet valve is still open in Multi Point Injection. The loading of the injectors with the current-time profile can be done not only before the engine start, but also after the engine start, such as the engine ramp or engine warm running to opening problems to individual
Injektoren zu beheben und so die Laufruhe des Verbrennungsmotors To eliminate injectors and so the smoothness of the internal combustion engine
herzustellen. manufacture.
Wie bereits erwähnt, kann das Verfahren durchgeführt werden, wenn an den Injektoren der volle Kraftstoff druck anliegt. Als zusätzliche Maßnahme zum Gängigmachen besonders stark von Verklebung betroffener Injektoren kann jedoch auch in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung die Zufuhr von Kraftstoff vom Vorratsbehälter in das Rail gesperrt werden, solange die Wiederholung der Strom-Zeit- Profile noch nicht abgeschlossen ist. Bei jeder Öffnung eines Injektors vermindert sich nun der Raildruck PR weiter, und dieser Druckabfall wird nicht nachgefüllt. Mit dem Raildruck PR vermindert sich dann sukzessive auch der Gegendruck, gegen den die Injektoren öffnen müssen. Sind die insgesamt im Verbrennungsmotor vorhandenen Injektoren auf mehrere Railgruppen verteilt, die an untereinander nicht verbundene Rails angeschlossen sind, so kann beispielsweise nur die Zufuhr zu einem Rail abgesperrt werden, an dem Injektoren angeschlossen sind, die sich besonders schlecht öffnen lassen. As already mentioned, the procedure can be carried out when the injectors full fuel pressure is applied. However, as an additional measure to make it particularly difficult to gluing impacted injectors can be locked in a further advantageous embodiment of the invention, the supply of fuel from the reservoir into the rail, as long the repetition of the current-time profiles has not yet been completed. Each time an injector is opened, the rail pressure PR continues to decrease and this pressure drop is not replenished. With the rail pressure PR, the back pressure, against which the injectors must open, gradually decreases. If the total number of injectors present in the internal combustion engine is distributed over several rail groups which are connected to rails which are not connected to one another, then for example only the supply to a rail can be shut off, to which injectors are connected which are particularly difficult to open.
Insbesondere in einer derartigen Ausgestaltung mit mehreren Railgruppen kann die Zufuhr des Kraftstoffs vorteilhaft in Reaktion auf eine Lastanforderung an den Verbrennungsmotor, und/oder bei Unterschreiten eines Mindestdrucks pmin im Rail, vorzeitig freigegeben werden. In particular, in such a configuration with a plurality of rail groups, the supply of the fuel can advantageously be released prematurely in response to a load request to the internal combustion engine, and / or falls below a minimum pressure p m in the rail.
Das Verfahren kann prinzipiell bei jedem Motorstart durchgeführt werden. Die Verklebung tritt jedoch bevorzugt bei tiefen Außentemperaturen auf. Daher wird in einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung die Beaufschlagung der Magnetspule des Injektors mit dem Strom-Zeit- Profil davon abhängig gemacht, dass die Umgebungstemperatur T einen vorgegeben Mindestwert Tc erreicht oder unterschreitet. Insbesondere kann je nach Umgebungstemperatur T die konkrete Ausgestaltung des Verfahrens ausgewählt werden: Sowohl das Ausmaß der Verklebung in den Injektoren als auch die aus der Fahrzeugbatterie verfügbare Energiemenge sind temperaturabhängig. The method can in principle be carried out at every engine start. However, the bonding preferably occurs at low outside temperatures. Therefore, in a particularly advantageous embodiment of the invention, the admission of the magnetic coil of the injector with the current-time profile made dependent on the ambient temperature T reaches or falls below a predetermined minimum value Tc. In particular, depending on the ambient temperature T, the specific configuration of the method can be selected: both the extent of the bond in the injectors and the amount of energy available from the vehicle battery are temperature-dependent.
In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird ein Verbrennungsmotor gewählt, bei dem mindestens ein Zylinder über mindestens zwei elektrisch gemeinsam angesteuerte Einzelinjektoren, die einen Injektor bilden, mit Kraftstoff versorgt wird. Dabei wird beim Anlegen des Strom-Zeit- Profils erkannt, wie viele Einzelinjektoren öffnen. Wie bereits erwähnt, ist diese Erkennung über den Abfall des Raildrucks PR besonders einfach. Sobald erkannt wird, dass mindestens ein Einzelinjektor öffnet, sollte vorteilhaft das Stromprofil von Ii nach lo abfallen, damit durch den geöffneten Einzelinjektor nicht unkontrolliert Kraftstoff austritt. Gerade bei LKW-Motoren kommen auch Kraftstoffsysteme mit zwei oder mehr elektrisch parallel oder in Serie geschalteten Einzelinjektoren zur Anwendung. Beispielsweise ist es bei der Benutzung von PKW-Injektoren (NGI2) als In a further particularly advantageous embodiment of the invention, an internal combustion engine is selected in which at least one cylinder is supplied with fuel via at least two electrically jointly controlled individual injectors, which form an injector. When creating the current-time profile, it is recognized how many individual injectors open. As already mentioned, this detection via the drop in the rail pressure PR is particularly simple. As soon as it is recognized that at least one single injector opens, the current profile should advantageously drop from Ii to Io so that fuel does not escape in an uncontrolled manner through the open single injector. Even with truck engines, fuel systems with two or more individual injectors connected in parallel or in series are used. For example, when using car injectors (NGI2) as
Einzelinjektoren in der Regel erforderlich, mehrere Einzelinjektoren parallel oder in Reihe zu schalten, um den geforderten Kraftstoffdurchfluss zu gewährleisten.Single injectors usually required to connect multiple injectors in parallel or in series to ensure the required fuel flow.
Es ist daher nicht erkennbar, welche der einem Zylinder zugeordneten It is therefore not apparent which of the cylinders assigned
Einzelinjektoren öffnen und welche nicht. Indem jedoch eine bestimmte Zahl an geöffneten Einzelinjektoren sichergestellt werden kann, kann die korrekte Funktion des Zylinders gewährleistet werden. Single injectors open and which not. However, by ensuring a certain number of open single injectors, the correct functioning of the cylinder can be ensured.
Zu diesem Zweck kann beispielsweise in Reaktion darauf, dass mindestens einer der gemeinsam angesteuerten Einzelinjektoren nicht öffnet, das For this purpose, for example, in response to at least one of the commonly controlled single injectors not opening, the
Motorsteuergerät im Motorbetrieb dazu veranlasst werden, in folgenden Engine control unit in engine operation to be induced in the following
Einspritzzyklen die Ansteuerdauer der gemeinsam angesteuerten Injection cycles the activation duration of the jointly controlled
Einzelinjektoren (d.h., die Ansteuerdauer des aus diesen Einzelinjektoren gebildeten Injektors) zu verlängern, um die auf Grund der NichtÖffnung fehlende Einspritzmenge an Kraftstoff zu kompensieren. To extend single injectors (i.e., the drive duration of the injector formed from these single injectors) to compensate for the lack of injection amount of fuel due to the non-opening.
Auf diese Weise kann insbesondere gewährleistet werden, dass das Gemisch innerhalb der Brenngrenzen liegt. Liegt das Gemisch außerhalb der In this way it can be ensured, in particular, that the mixture is within the burn limits. If the mixture is outside of the
Brenngrenzen, führt dies zu Zündaussetzern, schlechten Emissionswerten oder gar zum Nichtstarten des Motors.  Combustion limits, this leads to misfiring, poor emission levels or even to the non-start of the engine.
Generell ergibt sich zumindest bei einem der angesteuerten Einzelinjektoren pro Zylinder eine der beschriebenen positiven Wirkungen, wobei der andere In general, at least one of the controlled individual injectors per cylinder results in one of the described positive effects, the other one
Einzelinjektor für das Öffnen zumindest vorbereitet wird. Die Starteigenschaft des Motors wird also im statistischen Mittel verbessert.  Single injector is prepared for opening at least. The starting characteristic of the engine is therefore improved on a statistical average.
Um die Anzahl der geöffneten Einzelinjektoren zu ermitteln, kann beispielsweise der beim Ansteuern der einem ersten Zylinder zugeordneten Einzelinjektoren bewirkte Abfall im Raildruck PR mit dem beim Ansteuern der einem zweiten oder weiteren Zylinder zugeordneten Einzelinjektoren bewirkten Abfall im Raildruck PR verglichen werden. Fällt beispielsweise bei einem Verbrennungsmotor mit drei oder mehr Zylindern nur ein Zylinder dahingehend aus dem Rahmen, dass beim Ansteuern der ihm zugeordneten Einzelinjektoren der Abfall im Raildruck PR geringer ist, so kann erkannt werden, dass nicht alle diesem Zylinder zugeordneten Einzelinjektoren geöffnet sind. To determine the number of open individual injectors, for example, the in driving the associated a first cylinder individual injectors caused drop in rail pressure P R to the associated in driving the second or further cylinder individual injectors caused drop in rail pressure P R are compared. For example, in the case of an internal combustion engine with three or more cylinders, only one cylinder falls out of the frame in such a way that when the individual injectors assigned to it are driven, the drop in the rail pressure P R is lower, it can be seen that not all this cylinder associated with individual injectors are open.
Auf dem gleichen Wege kann auch ermittelt werden, dass ein ursprünglich nicht geöffneter Einzelinjektor durch das Erwärmen mit dem Strom Ii, und/oder durch anderweitige Erwärmung, letztlich doch noch zum Öffnen gebracht werden konnte. Vorteilhaft wird dann die Verlängerung der Ansteuerdauer im In the same way it can also be determined that an originally unopened single injector could finally be brought to opening by heating with the current Ii, and / or by otherwise heating. Advantageously, then the extension of the driving time in
Motorbetrieb entsprechend rückgängig gemacht. Insbesondere kann die Ansteuerdauer wieder auf ihren Standardwert zurückgesetzt werden, wenn erkannt wurde, dass alle dem Zylinder zugeordneten Einzelinjektoren öffnen, d.h., dass der aus diesen Einzelinjektoren gebildete Injektor voll funktionsfähig ist. Motor operation reversed accordingly. In particular, the drive duration may be reset to its default value once it has been determined that all the injectors associated with the cylinder are opening, i.e., that the injector formed from these individual injectors is fully functional.
Nach dem zuvor Gesagten kann die Erfindung ganz oder teilweise in Software implementiert sein und, sofern im Fahrzeug bereits vorhandene Sensoren genutzt werden können, gänzlich ohne Hardwareänderung realisiert werden. Daher bezieht sich die Erfindung auch auf ein Computerprogrammprodukt mit maschinenlesbaren Anweisungen, die, wenn sie auf einem Computer oder auf einem Motorsteuergerät ausgeführt werden, den Computer bzw. das After the above, the invention may be wholly or partially implemented in software and, if already existing sensors can be used in the vehicle, be implemented entirely without hardware change. Therefore, the invention also relates to a computer program product with machine-readable instructions which, when executed on a computer or on an engine control unit, the computer or the
Motorsteuergerät dazu veranlassen, ein Verfahren gemäß der Erfindung auszuführen. Cause the engine control unit to carry out a method according to the invention.
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Figuren näher dargestellt. Further measures improving the invention will be described in more detail below together with the description of the preferred embodiments of the invention with reference to figures.
Ausführungsbeispiele embodiments
Es zeigt: It shows:
Figur 1 Kraftfahrzeug 1 mit Verbrennungsmotor 4, konfiguriert für die Figure 1 motor vehicle 1 with internal combustion engine 4, configured for the
Anwendung des Verfahrens 100; Application of the method 100;
Figur 2 Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels des Verfahrens 100; Figur 3 Gängigmachen eines Injektors 22-25 durch Dauerbestromung; FIG. 2 is a flow chart of an embodiment of the method 100; FIG. 3, making an injector 22-25 pass through continuous energization;
Figur 4 Anwendung des Verfahrens 100 an einem Verbrennungsmotor 4 mit vier Injektoren 22-25; Figure 4 Application of the method 100 to an internal combustion engine 4 with four injectors 22-25;
Figur 5 Ausgleich für einen Injektor 24, der einen funktionierenden Einzelinjektor und einen verklebten Einzelinjektor umfasst. FIG. 5 compensation for an injector 24 comprising a functioning single injector and a bonded single injector.
Nach Figur 1 enthält das Kraftfahrzeug 1 einen Vorratsbehälter 31 für Kraftstoff 3. Über ein Absperrventil 32 wird der Kraftstoff 3 dem Rail 21 des According to Figure 1, the motor vehicle 1 includes a reservoir 31 for fuel 3. About a check valve 32, the fuel 3 to the rail 21 of the
Verbrennungsmotors 4 zugeführt. Internal combustion engine 4 supplied.
Der Verbrennungsmotor 4 umfasst vier Zylinder 42-45, die jeweils einen The internal combustion engine 4 comprises four cylinders 42-45, each having a
Brennraum 52-55 umschließen, sowie einen vom Motorsteuergerät 47 ansteuerbaren Anlasser 41. Jedem Brennraum 52-55 wird der Kraftstoff 3 über einen eigenen Injektor 22-25 zugemessen, der durch Bestromung einer Surround combustion chamber 52-55, and a controllable by the engine control unit 47 starter 41. Each combustion chamber 52-55 of the fuel 3 is metered via its own injector 22-25, by energizing a
Magnetspule 22a-25a zu öffnen ist. In dem in Figur 1 gezeigten Beispiel ist der Kraftstoff 3 jeweils durch einen Injektor 22-25 in ein zum jeweiligen Brennraum 52-55 führendes Saugrohr 62-65 geführt. Jede Magnetspule 22a-25a wird vom Motorsteuergerät 47 mit einem injektorindividuellen Strom-Zeit- Profil 26 beaufschlagt. Der Raildruck PR wird über den Drucksensor 46 gemessen und dem Motorsteuergerät 47 zugeleitet. Solenoid 22a-25a is open. In the example shown in FIG. 1, the fuel 3 is guided in each case through an injector 22-25 into a suction pipe 62-65 leading to the respective combustion chamber 52-55. Each solenoid coil 22a-25a is acted upon by the engine control unit 47 with an injector-individual current-time profile 26. The rail pressure PR is measured via the pressure sensor 46 and supplied to the engine control unit 47.
Figur 2 verdeutlicht ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens 100 als Figure 2 illustrates an embodiment of the method 100 as
Ablaufdiagramm. Das Verfahren wird durch die Anforderung 105 zum Starten des Verbrennungsmotors 4 eingeleitet. In der Abfrage 101 wird zunächst geprüft, ob die Umgebungstemperatur T kleiner oder gleich der Schwelle Tc ist. Ist dies nicht der Fall (Wahrheitswert 0), wird das Verfahren beendet. Ist T<Tc, so wird in Schritt 110 die Magnetspule 22a-25a des Injektor 22-25 mit dem Strom Ii beaufschlagt, der zur Öffnung des Injektors 22-25 ausreicht. Parallel hierzu wird in Block 120 überwacht, ob der Injektor 22-25 öffnet. Hierzu wird in Unterblock 122 der beim Öffnen entstehende Abfall des Raildrucks PR ausgewertet. Flowchart. The method is initiated by the request 105 for starting the internal combustion engine 4. In the query 101, it is first checked whether the ambient temperature T is less than or equal to the threshold Tc. If this is not the case (true value 0), the process is ended. If T <Tc, then in step 110, the solenoid coil 22a-25a of the injector 22-25 is supplied with the current Ii, which is sufficient to open the injector 22-25. In parallel, it is monitored in block 120 whether the injector opens 22-25. For this purpose, the drop of the rail pressure PR occurring during opening is evaluated in sub-block 122.
Alternativ oder in Kombination hierzu wird in Unterblock 124 das beim Anschlag des Injektors 22-25 in seiner geöffneten Endposition entstehende Alternatively or in combination thereto, in sub-block 124, the result of the stop of the injector 22-25 in its open end position
Körperschallsignal ausgewertet. Der Strom I durch die Magnetspule 22a-25a bleibt auf dem hohen Niveau Ii, bis in Block 130 das Öffnen des Injektors 22-25 festgestellt wird oder in Block 140 festgestellt wird, dass dieses Öffnen während des vorgegebenen Zeitraums mit der Dauer to ausgeblieben ist. Jedes dieser beiden Ereignisse liefert den Anlass, in Block 150 den Strom I auf das Niveau lo zurückzufahren, das zum Offenhalten des Injektors 22-25 nicht mehr ausreicht. Structure-borne noise signal evaluated. The current I through the magnetic coil 22a-25a remains at the high level Ii until, in block 130, the opening of the injector 22-25 is detected or it is determined in block 140 that this opening has not remained for the predetermined period of time to. Each of these two events provides the opportunity, in block 150, to return the current I to the level lo, which is no longer sufficient to keep the injector 22-25 open.
Das Strom-Zeit- Profil 26 umfasst also ab Block 110 eine erste Phase, in der der Strom I auf dem Niveau Ii ist, und ab Block 150 eine zweite Phase, in der der Strom I auf dem Niveau lo ist. Der in Figur 2 umrandete Zyklus 160 wird für jeden der am Rail 21 angeschlossenen Injektoren 22-25 durchgeführt und gemäß Verzweigung 170 so lange wiederholt, bis eine vorgegebene Anzahl von The current-time profile 26 thus includes, from block 110, a first phase in which the current I is at the level Ii, and from block 150 a second phase, in which the current I is at the level lo. The cycle 160 framed in FIG. 2 is carried out for each of the injectors 22-25 connected to the rail 21 and repeated according to branching 170 until a predetermined number of times
Wiederholungen erreicht ist und/oder bis eine vorgegebene Anzahl von Repetitions is reached and / or until a predetermined number of
Injektoren 22-25 in Reaktion auf die Bestromung geöffnet hat. Injectors 22-25 has opened in response to the energization.
Figur 3a zeigt die Abhängigkeiten l(t) des Injektorstroms I, x(t) des Injektorhubes x, PR ) des Raildrucks PR sowie m(t) der eingeblasenen Kraftstoffmenge m von der Zeit t für einen Injektor 22-25, der bei Bestromung mit der Stromstärke Ii unmittelbar öffnet. Der beim Öffnen entstehende Abfall des Raildrucks pR(t) liefert den Anlass 130, den Strom I auf lo=0 zurückzufahren, woraufhin der Injektor 22- 25 wieder schließt. Dementsprechend steigt die insgesamt durch den Injektor 22- 25 durchgelassene Menge m(t) an Kraftstoff 3 nur sehr kurzzeitig von Null auf ein kleines Niveau an und verharrt dann konstant dort. FIG. 3a shows the dependencies l (t) of the injector flow I, x (t) of the injector stroke x, PR) of the rail pressure PR and m (t) of the injected fuel quantity m from the time t for an injector 22-25 which, when supplied with the current Ii immediately opens. The drop in the rail pressure p R (t) produced during opening supplies the cause 130 to return the current I to I 0 = 0, whereupon the injector 22- 25 closes again. Accordingly, the total amount of fuel 3 passed through the injector 22-25 increases from zero to a low level only for a very short time and then remains constant there.
Figur 3b zeigt die in Figur 3a dargestellten Zeitverläufe l(t), x(t), pR(t) sowie m(t) für den Fall, dass der Injektor 22-25 zunächst verklebt ist. Solange der Injektor 22-25 noch nicht geöffnet hat, wird der Strom I auf dem Niveau Ii gehalten. Der Abfall des Raildrucks PR liefert wiederum den Anlass, den Strom I auf das Niveau lo=0 zurückzufahren. Analog zu Figur 3a gelangt nur während eines kurzen Zeitraums eine kleine Menge m an Kraftstoff 3 durch den Injektor 22-25. FIG. 3b shows the time profiles 1 (t), x (t), pR (t) and m (t) shown in FIG. 3a in the event that the injector 22-25 is first adhesively bonded. As long as the injector 22-25 has not yet opened, the current I is kept at the level Ii. The drop in the rail pressure PR in turn provides the opportunity to reduce the current I to the level lo = 0. Analogous to FIG. 3a, only during a short period of time does a small amount m of fuel 3 pass through the injector 22-25.
Nur zum Vergleich zeigt Figur 3c die Zeitverläufe l(t), x(t), pR(t) sowie m(t) für eine normale Einspritzung von Kraftstoff 3 durch den Injektor 22-25 im gleichen Maßstab wie in den Figuren 3a und 3b. Der Injektor 22-25 ist hier wesentlich länger geöffnet als in Figur 3b. Dementsprechend lange steigt auch die Menge m(t) des insgesamt eingeblasenen Kraftstoffs 3 an und erreicht ein im Vergleich zu den Figuren 3a und 3b hohes Niveau. Figur 4 zeigt die Anwendung des Verfahrens an einem Verbrennungsmotor 4 mit vier Injektoren 22-25. Aufgetragen sind die Verläufe pR(t) des Raildrucks PR, l(t, 22-25) der Injektorströme für die Injektoren 22-25, 41(t) des Anlasserbetriebes 41 sowie n(t) der Drehzahl n in Abhängigkeit der Zeit t. Zum Zeitpunkt ts wird die Zündung eingeschaltet (Startanforderung, Verfahrensschritt 105) und der Raildruck PR aufgebaut. Dieser Raildruck PR bricht nun immer dann kurzzeitig ein, wenn einer der Injektoren 22-25 öffnet. For comparison only, Figure 3c shows the time lapses l (t), x (t), pR (t) and m (t) for a normal injection of fuel 3 through the injector 22-25 on the same scale as in Figures 3a and 3b , The injector 22-25 is essential here opened longer than in Figure 3b. Accordingly, the amount m (t) of the total injected fuel 3 increases and reaches a high level compared to FIGS. 3a and 3b. FIG. 4 shows the application of the method to an internal combustion engine 4 with four injectors 22-25. Plotted are the curves pR (t) of the rail pressure PR, l (t, 22-25) of the injector flows for the injectors 22-25, 41 (t) of the starter operation 41 and n (t) of the rotational speed n as a function of the time t. At time ts, the ignition is turned on (start request, step 105) and the rail pressure PR is established. This rail pressure PR breaks down momentarily whenever one of the injectors 22-25 opens.
Der Vergleich mit den Injektorströmen l(t, 22-25) offenbart das jeweilige The comparison with the injector streams I (t, 22-25) discloses the respective one
Verhalten der Injektoren 22-25. Der erste Injektor 22 öffnet sofort bei Bestromung mit dem Strom Ii. Daher wird der Strom sofort wieder auf das Niveau lo=0 zurückgefahren. Der zweite Injektor 23 öffnet erst nach längerer Bestromung mit dem Strom Ii und entsprechender Wärme- und Krafteinwirkung; der Injektor 23 wird durch diese Maßnahme jedoch letztendlich ans Funktionieren gebracht. Der dritte Injektor 24 öffnet auch nach Bestromung mit dem Strom Ii für die Behavior of injectors 22-25. The first injector 22 opens immediately when energized with the current Ii. Therefore, the current is immediately reduced back to the level lo = 0. The second injector 23 opens only after prolonged energization with the current Ii and corresponding heat and force; However, the injector 23 is finally brought to functioning by this measure. The third injector 24 opens after energizing the current Ii for the
Höchstdauer to nicht. Daher wird die Bestromung dieses Injektors 24 Maximum to not. Therefore, the energization of this injector 24
abgebrochen und zur Bestromung des vierten Injektors 25 übergangen. Dieser wiederum öffnet sofort. aborted and passed over to the energization of the fourth injector 25. This in turn opens immediately.
Damit ist ein Zyklus 160 komplett, an dessen Ende die Injektoren 22, 23 und 25 ans Funktionieren gebracht werden konnten. Nur der Injektor 24 funktioniert noch nicht. Dennoch wird nach diesem Zyklus 160 der Anlasser 41 freigegeben und ein Start mit nur drei Injektoren versucht. Anschließend finden Startmengeneinblasungen 41a und 41b statt. Der Start ist letztendlich erfolgreich; als der Verbrennungsmotor 4 anspringt, steigt die Drehzahl n(t) rapide an. Damit ist der Anlasser 41 überflüssig geworden und wird abgestellt. Thus, a cycle 160 is complete, at the end of the injectors 22, 23 and 25 could be made to work. Only the injector 24 does not work yet. Nevertheless, after this cycle 160, the starter 41 is released and attempts to start with only three injectors. Subsequently, start-quantity injections 41a and 41b take place. The launch is ultimately successful; When the engine 4 starts, the engine speed n (t) increases rapidly. Thus, the starter 41 has become redundant and is turned off.
Figur 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel an einem Verbrennungsmotor 4, bei dem vier Injektoren 22-25 jeweils als Parallelschaltungen aus zwei FIG. 5 shows a further exemplary embodiment of an internal combustion engine 4, in which four injectors 22-25 each consist of two parallel circuits
Einzelinjektoren (ohne Bezugszeichen) realisiert sind. Aufgetragen sind die Zeitverläufe 41(t) des Anlasserbetriebs 41, 32(t) der Schaltstellung des Absperrventils 32, pR(t) des Raildrucks PR sowie l(t, 22-25) der Injektorströme für die Injektoren 22-25. Zunächst sind sowohl der Anlasser 41 als auch das Absperrventil 32 gesperrt (Betrieb bzw. Schaltstellung 0), und die vier Injektoren 22-25 werden durch kurze Testpulse mit dem Strom Ii getestet. Dabei wird jeweils ausgewertet, ob der Raildruck pR(t) sinkt und, wenn ja, wie stark. Single injectors (without reference numerals) are realized. Plotted are the time courses 41 (t) of the starter operation 41, 32 (t) of the switching position of Shut-off valve 32, pR (t) of the rail pressure PR and l (t, 22-25) of the injector streams for the injectors 22-25. First, both the starter 41 and the shut-off valve 32 are locked (operation or switching position 0), and the four injectors 22-25 are tested by short test pulses with the current Ii. In each case, it is evaluated whether the rail pressure pR (t) decreases and, if so, how strong.
Alle Injektoren 22-25 öffnen, wobei der Raildruck pR(t) mit jeder Testöffnung progressiv weiter sinkt, da er wegen des gesperrten Absperrventils (32) nicht aus dem Vorratstank 31 nachgefüllt wird. Beim Öffnen des Injektors 24 fällt auf, dass der Abfall des Raildrucks pR(t) nur halb so groß ist wie beim Öffnen der anderen Injektoren 22, 23 und 25 (in Figur 5 durch Pfeil A verdeutlicht). Dies zeigt, dass nur einer der parallel geschalteten Einzelinjektoren, die zusammen den Injektor 24 bilden, öffnet. Open all injectors 22-25, wherein the rail pressure pR (t) with each test opening progressively decreases further, because it is not refilled from the storage tank 31 because of the locked shut-off valve (32). When opening the injector 24, it is noticeable that the drop in the rail pressure p R (t) is only half as great as when opening the other injectors 22, 23 and 25 (illustrated by arrow A in FIG. 5). This shows that only one of the individual injectors connected in parallel, which together form the injector 24, opens.
Mit diesem Wissen wird der Anlasser 41 freigegeben (Betrieb 1). Zugleich wird das Absperrventil 32 geöffnet und somit die Zufuhr des Kraftstoffs 3 aus dem Vorratsbehälter 31 freigegeben. Bei den anschließenden Einspritzungen mit den Injektoren 22-25 wird die Ansteuerdauer (Pulsbreite) des Injektors 24 im With this knowledge, the starter 41 is released (operation 1). At the same time, the shut-off valve 32 is opened and thus the supply of the fuel 3 from the reservoir 31 is released. In the subsequent injections with the injectors 22-25, the drive duration (pulse width) of the injector 24 in
Vergleich zur Ansteuerdauer der anderen Injektoren 22, 23 und 25 verdoppelt, um trotz des halbierten Durchsatzes die geforderte Menge an Kraftstoff 3 einzuspritzen. Damit steht trotz des Ausfalls eines Einzelinjektors im Zylinder ein zündfähiges Gemisch zur Verfügung, und ein sicherer Motorstart ist Compared to the drive duration of the other injectors 22, 23 and 25 doubled in order to inject the required amount of fuel 3 despite the halved throughput. Thus, despite the failure of a single injector in the cylinder an ignitable mixture is available, and a safe engine start is
gewährleistet. guaranteed.
In analoger Weise zu den Testpulsen führt jede Einspritzung von Kraftstoff 3 aus einem der Injektoren 22-25 zu einem kurzzeitigen Abfall des Raildrucks pR(t), wobei der Druckabfall für den Injektor 24 wiederum nur halb so groß ist (in Figur 5 durch Pfeil B verdeutlicht). Im Unterschied zu den Testpulsen wird der Raildruck pR(t) jedoch durch das geöffnete Absperrventil 32 immer wieder auf den Nenndruck P aufgefüllt. In an analogous manner to the test pulses, each injection of fuel 3 from one of the injectors 22-25 leads to a short-term drop in the rail pressure pR (t), the pressure drop for the injector 24 again being only half as large (in FIG. 5 by arrow B) illustrated). In contrast to the test pulses, however, the rail pressure p R (t) is repeatedly filled up to the nominal pressure P by the open shut-off valve 32.

Claims

Ansprüche claims
1. Verfahren (100) zur Ansteuerung eines Einspritzsystems (2) für einen mit Kraftstoff (3) betriebenen Verbrennungsmotor (4) eines Kraftfahrzeugs (1), wobei das Einspritzsystem (2) ein Rail (21) umfasst, aus dem der Kraftstoff (3) durch mindestens einen Injektor (22-25) in ein zu mindestens einem Brennraum (5, 52-55) führendes Saugrohr (6, 62-65) oder direkt in den Brennraum (5, 52-55) geführt ist, und wobei der Injektor (22-25) eine Magnetspule (22a-25a) umfasst und durch Bestromung der Magnetspule (22a-25a) zu öffnen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetspule (22a-25a) mit einem Strom-Zeit- Profil (26) beaufschlagt wird, welches mit einem Strom Ii beginnt (110), der nominell für das Öffnen des Injektors (22-25) ausreicht, wobei überwacht wird (120), ob der Injektor (22-25) öffnet, und in Reaktion auf das Öffnen (130) oder auf ein Ausbleiben des Öffnens über einen vorgegebenen Zeitraum to (140) das Strom- Zeit-Profil (26) auf einen Strom lo abgesenkt wird (150), der geringer ist als zum Geöffnethalten des Injektors (22-25) notwendig. A method (100) for controlling an injection system (2) for an internal combustion engine (4) of a motor vehicle (1) powered by fuel (3), wherein the injection system (2) comprises a rail (21) from which the fuel (3 ) by at least one injector (22-25) in a at least one combustion chamber (5, 52-55) leading suction pipe (6, 62-65) or directly into the combustion chamber (5, 52-55) is guided, and wherein the Injector (22-25) comprises a magnetic coil (22a-25a) and is to be opened by energizing the magnetic coil (22a-25a), characterized in that the magnetic coil (22a-25a) with a current-time profile (26) acted upon which starts with a current Ii (110) nominally sufficient to open the injector (22-25), monitoring (120) whether the injector (22-25) opens, and in response to the opening (FIG. 130) or a failure to open for a predetermined period of time to (140) the current-time profile (26) is lowered to a current lo (150), the is less than necessary to keep the injector (22-25) open.
2. Verfahren (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das2. Method (100) according to claim 1, characterized in that the
Strom-Zeit- Profil (26) zeitlich in einem Zustand beginnt, in dem der Druck PR in dem Rail (21) höher ist als der Druck PB auf der Einspritzseite im Saugrohr (6, 62- 65) oder im Brennraum (5, 52-55), wobei ein Absinken des Drucks PR um mindestens einen vorgegebenen Differenzbetrag APR als Signal für das Öffnen des Injektors (22-25) gewertet wird (122). Current-time profile (26) begins in time in a state in which the pressure PR in the rail (21) is higher than the pressure PB on the injection side in the intake manifold (6, 62- 65) or in the combustion chamber (5, 52 -55), wherein a decrease in the pressure PR by at least a predetermined difference amount APR is evaluated as the signal for opening the injector (22-25) (122).
3. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch 3. The method (100) according to any one of claims 1 to 2, characterized
gekennzeichnet, dass das Öffnen des Injektors (22-25) über ein characterized in that the opening of the injector (22-25) via a
Körperschallsignal detektiert wird (124). Structure-borne noise signal is detected (124).
4. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch 4. The method (100) according to any one of claims 1 to 3, characterized
gekennzeichnet, dass die Magnetspule (22a-25a) eines jeden an dem Rail (21) angeschlossenen Injektors (22-25) im Wechsel mit einem injektorindividuellen Strom-Zeit- Profil (26) beaufschlagt wird (160). characterized in that the magnetic coil (22a-25a) of each on the rail (21) connected injector (22-25) in alternation with an injector-individual current-time profile (26) is acted upon (160).
5. Verfahren (100) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die5. The method (100) according to claim 4, characterized in that the
Injektoren (22-25) des Verbrennungsmotors (4) auf mehrere Railgruppen aufgeteilt sind, wobei zu unterschiedlichen Railgruppen gehörende Injektoren (22-25) gleichzeitig mit ihrem injektorindividuellen Strom-Zeit- Profil beaufschlagt werden (160). Injectors (22-25) of the internal combustion engine (4) are divided into a plurality of rail groups, wherein belonging to different rail groups injectors (22-25) are acted upon at the same time with their injector-individual current-time profile (160).
6. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 4 bis 5, dadurch 6. The method (100) according to any one of claims 4 to 5, characterized
gekennzeichnet, dass das Strom-Zeit- Profil (26) injektorindividuell wiederholt wird (170), bis eine vorgegebene Anzahl von Wiederholungen erreicht ist und/oder bis eine vorgegebene Anzahl von Injektoren (22-25) in Reaktion auf die Bestromung geöffnet hat. characterized in that the current-time profile (26) is repeated injector-individually (170) until a predetermined number of repetitions have been reached and / or until a predetermined number of injectors (22-25) have opened in response to the energization.
7. Verfahren (100) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das7. Method (100) according to claim 6, characterized in that the
Verfahren in Reaktion auf eine Anforderung (105) zum Starten des A method in response to a request (105) for starting the
Verbrennungsmotors (4) eingeleitet wird und dass der Anlasser (41) des Internal combustion engine (4) is initiated and that the starter (41) of the
Verbrennungsmotors (4) gesperrt wird, solange die Wiederholung der Strom-Zeit- Profile (26) noch nicht abgeschlossen ist. Combustion engine (4) is disabled as long as the repetition of the current-time profiles (26) is not yet completed.
8. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch 8. The method (100) according to any one of claims 1 to 6, characterized
gekennzeichnet, dass in Reaktion auf eine Anforderung (105) zum Starten des Verbrennungsmotors (4) das Verfahren (100) eingeleitet und zugleich der Anlasser (41) des Verbrennungsmotors (4) freigegeben wird, wobei jedes Strom- Zeit-Profil (26) für die Magnetspule (22a-25a) eines Injektors (22-25) zu dem Zeitpunkt beginnt, zu dem der Injektor (22-25) gemäß dem Einspritzzyklus des Verbrennungsmotors (4) regulär öffnen sollte. characterized in that in response to a request (105) for starting the internal combustion engine (4) the method (100) is initiated and at the same time the starter (41) of the internal combustion engine (4) is released, each current-time profile (26) for the solenoid (22a-25a) of an injector (22-25) starts at the time when the injector (22-25) should regularly open according to the injection cycle of the engine (4).
9. Verfahren (100) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das9. Method (100) according to claim 8, characterized in that the
Absenken des Strom-Zeit- Profils (26) von Ii nach lo bis zu dem Zeitpunkt verzögert wird, zu dem der Injektor (22-25) gemäß dem Einspritzzyklus des Verbrennungsmotors (4) regulär schließen sollte. Lowering the current-time profile (26) is delayed from Ii to lo until the time when the injector (22-25) according to the injection cycle of the internal combustion engine (4) should close regularly.
10. Verfahren (100) nach Anspruch 6 sowie optional einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zufuhr von Kraftstoff (3) vom 10. The method (100) according to claim 6 and optionally one of claims 7 to 9, characterized in that the supply of fuel (3) from
Vorratsbehälter (31) in das Rail (21) gesperrt wird, solange die Wiederholung der Strom-Zeit- Profile (26) noch nicht abgeschlossen ist. Reservoir (31) is locked in the rail (21) as long as the repetition of the current-time profiles (26) is not yet completed.
11. Verfahren (100) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die11. The method (100) according to claim 10, characterized in that the
Zufuhr des Kraftstoffs (3) in Reaktion auf eine Lastanforderung an den Supply of the fuel (3) in response to a load request to the
Verbrennungsmotor (4), und/oder bei Unterschreiten eines Mindestdrucks pmin im Rail (21), vorzeitig freigegeben wird. Internal combustion engine (4), and / or falls below a minimum pressure p m in the rail (21), prematurely released.
12. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Beaufschlagung der Magnetspule (22a-25a) des Injektors (22-25) mit dem Strom-Zeit- Profil (26) davon abhängig gemacht wird (101), dass die Umgebungstemperatur T einen vorgegeben Mindestwert Tc erreicht oder unterschreitet. 12. The method (100) according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the loading of the magnetic coil (22a-25a) of the injector (22-25) with the current-time profile (26) is made dependent (101 ) that the ambient temperature T reaches or falls below a predetermined minimum value Tc.
13. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verbrennungsmotor (4) gewählt wird, bei dem mindestens ein Zylinder (42-45) über mindestens zwei elektrisch gemeinsam angesteuerte Einzelinjektoren, die gemeinsam einen Injektor (22-25) bilden, mit13. Method (100) according to claim 1, characterized in that an internal combustion engine (4) is selected, in which at least one cylinder (42-45) is connected to an injector (22 -25), with
Kraftstoff (3) versorgt wird, wobei beim Anlegen des Strom-Zeit- Profils (26) erkannt wird, wie viele Einzelinjektoren öffnen. Fuel (3) is supplied, which is detected when creating the current-time profile (26), how many individual injectors open.
14. Verfahren (100) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass in Reaktion darauf, dass mindestens einer der gemeinsam angesteuerten 14. Method (100) according to claim 13, characterized in that in response to at least one of the jointly controlled
Einzelinjektoren nicht öffnet, das Motorsteuergerät (47) im Motorbetrieb dazu veranlasst wird, in folgenden Einspritzzyklen die Ansteuerdauer der gemeinsam angesteuerten Einzelinjektoren zu verlängern, um die auf Grund der NichtÖffnung fehlende Einspritzmenge an Kraftstoff (3) zu kompensieren.  Single injectors does not open, the engine control unit (47) is caused in engine operation to extend the driving time of the jointly controlled Einzelinjektoren in subsequent injection cycles to compensate for the lack of fuel due to the non-opening injection amount (3).
15. Computerprogrammprodukt, enthaltend maschinenlesbare 15. Computer program product containing machine-readable
Anweisungen, die, wenn sie auf einem Computer oder auf einem Instructions that when on a computer or on a computer
Motorsteuergerät (47) ausgeführt werden, den Computer bzw. das Engine control unit (47) are executed, the computer or the
Motorsteuergerät (47) dazu veranlassen, ein Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 14 auszuführen. Causing the engine control unit (47) to perform a method (100) according to any one of claims 1 to 14.
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