DE10016476A1 - Verfahren zur Diagnose der Spannungsansteuerung für einen piezoelektrischen Aktor eines Einspritzventils - Google Patents

Verfahren zur Diagnose der Spannungsansteuerung für einen piezoelektrischen Aktor eines Einspritzventils

Info

Publication number
DE10016476A1
DE10016476A1 DE10016476A DE10016476A DE10016476A1 DE 10016476 A1 DE10016476 A1 DE 10016476A1 DE 10016476 A DE10016476 A DE 10016476A DE 10016476 A DE10016476 A DE 10016476A DE 10016476 A1 DE10016476 A1 DE 10016476A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
voltage
actuator
control
injection
tolerance band
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE10016476A
Other languages
English (en)
Inventor
Johannes-Joerg Rueger
Matthias Mrosik
Volker Pitzal
Udo Schulz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE10016476A priority Critical patent/DE10016476A1/de
Priority to US10/240,338 priority patent/US6820474B2/en
Priority to JP2001572745A priority patent/JP2003529714A/ja
Priority to EP01911413A priority patent/EP1272754B1/de
Priority to PCT/DE2001/000393 priority patent/WO2001075289A1/de
Priority to DE50107910T priority patent/DE50107910D1/de
Priority to ES01911413T priority patent/ES2248289T3/es
Publication of DE10016476A1 publication Critical patent/DE10016476A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/20Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
    • F02D41/2096Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils for controlling piezoelectric injectors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/22Safety or indicating devices for abnormal conditions
    • F02D41/221Safety or indicating devices for abnormal conditions relating to the failure of actuators or electrically driven elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/38Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/3809Common rail control systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Diagnose der Ansteuerspannung für einen piezoelektrischen Aktor eines Einspritzventils vorgeschlagen, bei dem für die einzelnen Phasen des Einspritzvorgangs die Ansteuerspannung gemessen wird. Zu jeder Steuerphase wird ein entsprechendes Toleranzband (B¶1¶...B¶4¶) vorgesehen, das über den Sollwert der Ansteuerspannung (Ua) gelegt wird. Die Toleranzbereiche (B¶1¶...B¶4¶) werden in Abhängigkeit von Betriebs-, und/oder Umweltbedingungen festgelegt. Werden für die einzelnen Ansteuerzyklen die entsprechenden Toleranzbereiche nicht erreicht, dann werden bei wiederholter Messung diese Fehlmessungen gezählt. Bei Überschreiten einer vorgegebenen Anzahl für die Fehlmessungen wird ein dauerhafter Fehler diagnostiziert. Wird nach einiger Zeit die Anzahl nicht überschritten, dann wird der Zähler zurückgesetzt. Im Fehlerfall kann der Fehlerspeicher beim Service über einen Servicestecker zurückgesetzt werden.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Diagnose der Ansteuerspannung für einen piezoelektrischen Aktor eines Einspritzventils nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon bekannt, piezoelektrisch angetriebene Einspritzventile insbesondere für ein Common-Rail-System zu verwenden. Dabei wird zur Einleitung des Einspritzvorgangs der Aktor mit einer entsprechenden Spannung angesteuert, so dass aufgrund seiner Längenänderung eine Ventilnadel den Einspritzkanal für den Einspritzvorgang öffnet bzw. schließt. Da das Einspritzmedium, insbesondere Kraftstoff für einen Verbrennungsmotor unter hohem Druck steht, ist zur hochgenauen Dosierung der Einspritzmenge eine exakte Öffnungs- und Schließdauer des Einspritzventils erforderlich. Insbesondere bei Einspritzventilen mit einem doppelschaltenden Steuerventil ergibt sich das Problem, dass aufgrund des Hystereseverhaltens des piezoelektrischen Aktors sowohl für die Schließstellung im zweiten Sitz als auch für die zwei 'offen'-Stellungen je nach Schaltrichtung unterschiedliche Spannungen erforderlich sind. Bei Nichterreichen der vorgesehenen Ansteuerspannung des Aktors kann es zum Aussetzen der Einspritzung und damit zur Laufunruhe des Motors, Verschlechterung des Abgases und Komfortverschlechterungen kommen.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Vorteilen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass durch Bildung eines Toleranzbandes für jede Ansteuerung eine einfache Überwachung des Ansteuerverlaufs möglich ist. Besonders vorteilhaft ist, dass die Toleranzbänder unter Berücksichtigung von System- und Einspritzbedingungen festgelegt werden, so dass durch eine Plausibilitätsprüfung leicht feststellbar ist, ob zu dem momentanen Einspritzzyklus die gewünschte Ansteuerspannung vorgelegen hat.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Verfahrens möglich. Besonders vorteilhaft ist, dass die Ansteuerspannung im Bereich der Aktorklemmen gemessen wird, so dass auch Leitungsunterbrechungen bis zum Aktor gleichzeitig erfaßt werden.
Bei Einspritzsystemen mit einer Mehrfacheinspritzung innerhalb eines Ansteuerverlaufszyklus ist vorteilhaft, dass in jeder Phase der Einspritzung das gewünschte Niveau der Ansteuerspannung überwacht wird. Dadurch ist gewährleistet, dass jeder Einspritzimpuls überwacht wird und Fehler leicht erkannt werden.
Durch die symmetrische Lage der Toleranzbänder um die Sollwerte ist sichergestellt, dass Über- oder Untersteuerungen im gleichen Maße erkannt werden.
Bei einem Einspritzventil mit einem doppelt schaltenden Steuerventil ergeben sich für die einzelnen Schaltzustände wenigstens vier Spannungsniveaus, die vorteilhaft auf einfache Weise ohne Mehraufwand überwacht werden können.
Bei Nichterreichen eines der vorgegebenen Toleranzbänder liegt ein Fehler vor, der zu einer Einspritzstörung, Fehleinspritzung oder Motorschäden führen kann.
Insbesondere durch Mehrfachmessung und Zählung der fehlerhaften Meßwerte kann auf einfache Weise eine Fehleranalyse durchgeführt werden. Tritt beispielsweise nur sporadisch ein Fehler auf, dann kann dies auch ein Hinweis auf eine harmlose Störung sein. In diesem Fall wird der Zähler automatisch zurückgesetzt.
Erst wenn die Fehler kontinuierlich auftreten, kann darauf geschlossen werden, dass der entsprechende Aktor bzw. das entsprechende Einspritzventil nicht ordnungsgemäß arbeitet. Bei einem derartiger Fehlerfall, wenn eine bleibende Regelabweichung vorliegt, kann in alternativer Ausgestaltung von "Anteuerspannung regeln" auf "Ansteuerspannung steuern" umgeschaltet werden, um vorteilhaft zumindest einen Notbetrieb aufrechtzuerhalten.
Sollte jedoch der Aktor selbst defekt sein, dann wird dieser abgeschaltet, um nicht das Steuergerät mit seiner Endstufe zu schädigen.
Vorteilhaft ist auch, die zuletzt gewählte Ansteuerspannung beizubehalten, wenn davon ausgegangen werden kann, dass beispielsweise die Regelung nicht wunschgemäß arbeitet.
Ein aufgetretener Fehler wird vorteilhaft gespeichert, damit er beispielsweise in der Werkstatt nachvollziehbar ist und das entsprechende Bauteil ausgetauscht werden kann.
Insbesondere zur Erfüllung von Verbrauchs- und Abgasforderungen erscheint die Anwendung des Verfahrens bei einem Common-Rail-Einspritzsystem vorteilhaft.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Fig. 1 zeigt ein Einspritzventil mit einem doppelt schaltenden Steuerventil, Fig. 2 zeigt ein Diagramm mit einer Ansteuercharakteristik, Fig. 3 zeigt drei Funktionsdiagramme, Fig. 4 zeigt ein Spannungsdiagramm, Fig. 5 zeigt ein Blockschaltbild für eine Spannungsregelung und Fig. 6 zeigt ein Blockschaltbild für eine Gradientenregelung.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung ein Einspritzventil 1 mit einer zentralen Bohrung. Im oberen Teil ist ein Stellkolben 3 mit einem piezoelektrischen Aktor 2 eingebracht, wobei der Stellkolben 3 mit dem Aktor 2 fest verbunden ist. Der Stellkolben 3 schließt nach oben hin einen hydraulischen Koppler 4 ab, während nach unten eine Öffnung mit einem Verbindungskanal zu einem ersten Sitz 6 vorgesehen ist, in dem ein Kolben 5 mit einem Verschließglied 12 angeordnet ist. Das Verschließglied 12 ist als doppelt schließendes Steuerventil ausgebildet. Es verschließt den ersten Sitz 6, wenn der Aktor 2 in Ruhephase ist. Bei Betätigung des Aktors 2, d. h. beim Anlegen einer Ansteuerspannung Ua an den Klemmen +, -, betätigt der Aktor 2 den Stellkolben 3 und drückt über den hydraulischen Koppler 4 den Kolben 5 mit dem Verschließglied 12 in Richtung auf einen zweiten Sitz 7. Unterhalb des zweiten Sitzes ist in einem entsprechenden Kanal eine Düsennadel 11 angebracht, die den Auslauf im Hochdruckkanal (Common-Rail-Druck) 13 schließt oder öffnet, je nach dem, welche Ansteuerspannung Ua anliegt. Der Hochdruck wird durch das einzuspritzende Medium, beispielsweise Kraftstoff für einen Verbrennungsmotor über einen Zulauf 9 zugeführt. Über eine Zulaufdrossel 8 und eine Ablaufdrossel 10 wird die Zuflußmenge des Mediums in Richtung auf die Düsennadel 11 und den hydraulischen Koppler 4 gesteuert. Der hydraulische Koppler 4 hat dabei die Aufgabe, einerseits den Hub des Kolbens 5 zu verstärken und andererseits das Steuerventil von der statischen Temperaturdehnung des Aktors 2 zu entkoppeln.
Im folgenden wird die Funktionsweise dieses Einspritzventils näher erläutert. Bei jeder Ansteuerung des Aktors 2 wird der Stellkolben 3 in Richtung des hydraulischen Kopplers 4 bewegt. Dabei bewegt sich auch der Kolben 5 mit dem Verschließglied 12 in Richtung auf den zweiten Sitz 7 zu. Über Leckspalte wird dabei ein Teil des im hydraulischen Koppler 4 befindlichen Mediums, beispielsweise der Kraftstoff, herausgedrückt. Zwischen zwei Einspritzungen muß daher der hydraulische Koppler 4 wieder befüllt werden, um seine Funktionssicherheit zu erhalten.
Über den Zulaufkanal 9 herrscht ein hoher Druck, der beim Common-Rail-System beispielsweise zwischen 200 und 1600 bar betragen kann. Dieser Druck wirkt gegen die Düsennadel 11 und hält sie gegen den Druck einer nicht dargestellten Feder geschlossen, so dass kein Kraftstoff austreten kann. Wird nun in Folge der Ansteuerspannung Ua der Aktor 2 betätigt und damit das Verschlußglied 12 in Richtung des zweiten Sitzes bewegt, dann baut sich der Druck im Hochdruckbereich ab und die Düsennadel 11 gibt den Einspritzkanal frei. Da in dem hydraulischen Koppler 4 ein viel geringerer Druck herrscht, beispielsweise nur 10% des Hochdrucks, wird nach dem Zurücknehmen der Ansteuerspannung Ua der hydraulische Koppler 4 wieder befüllt.
Das Diagramm der Fig. 2 zeigt eine Ansteuercharakteristik für den Aktor 2. In Abhängigkeit von der Ansteuerspannung Ua ist der Hub, d. h. die Längenänderung des Aktors 2 aufgetragen. Wegen des doppelt schließenden Steuerventils 12 hat der Aktor 2 zwei Schließstellungen. In der Endstellung 1 liegt das Verschließglied 12 am ersten Sitz 6 an, wenn keine Ansteuerspannung Ua am Aktor 2 anliegt. Diese Position ist mit 'unten geschlossen' bzw. 'bottom' gekennzeichnet. Die zweite Schließstellung in Position 2 wird erreicht, wenn das Verschließglied am zweiten Sitz 7 anliegt. In diesem Fall ist die höchste Ansteuerspannung Ua aufzuwenden. Diese Stellung wird mit 'oben geschlossen' bzw. 'Top' bezeichnet. Zwischen diesen beiden Positionen 1, 2 liegen die Hysteresekennlinien a bzw. b, die in Abhängigkeit von der Bewegungsrichtung durchlaufen werden. Bewegt sich beispielsweise das Verschließglied 12 entlang der Kennlienie a von Position 1 in Richtung Position 2, dann muß die Ansteuerspannung Ua entsprechend erhöht werden. Die Stellung 'offen' bzw. 'up' wird dann in Position 3 erreicht. Diese Position stellt eine Zwischenstellung des Verschließgliedes 12 zwischen den beiden Sitzen 6 und 7 dar. Im umgekehrten Fall, wenn sich das Verschließglied 12 von Position 2 in Richtung Position 1 bewegt, wird die Kennlinie b durchlaufen. Die 'offen'-Stellung wird im Punkt 4 erreicht. Dieser Punkt ist mit 'down' bzw. 'offen' bezeichnet. Für die Offenstellung 'offen' sind daher die beiden Spannungen 'down' oder 'up' möglich. In der Praxis hat sich gezeigt, dass diese Spannungen neben der Hysterese-Eigenschaft des Aktors 2 auch von den in der jeweiligen Schaltrichtung differierenden Kräfteverhältnissen mit beeinflußt wird.
In Fig. 3 sind für drei Funktionsdiagramme die Einspritzparameter Vent, Ua und TR für eine Vierfacheinspritzung an einem Einspritzventil 1 über die Zeit t aufgetragen. Das obere Diagramm zeigt die Einspritzdauer bei den Einspritzungen E1, E2, E3 und E4. Die Bezeichnung 1 bedeutet, daß das Ventil Vent geöffnet ist. Bei 0 ist das Ventil Vent geschlossen. Die Einspritzungen können Vor-, Haupt- und Nacheinspritzungen für einen einzigen Einspritzzyklus an einem Einspritzventil sein. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind alternativ auch anders gestaltete Einspritzzyklen vorsehbar.
Das mittlere Diagramm zeigt die Ansteuerspannung Ua für den Aktor 2 zu den einzelnen Einspritzungen, so dass die Einspritzungen E1 . . . E4 erfolgen können. Das untere Diagramm zeigt die Triggerung TR für die Ansteuerung der Ansteuerspannung Ua zu den entsprechenden Zeitpunkten t1, t2 für die erste Einspritzung, t3, t4 für die zweite Einspritzung, t5, t6 für die dritte Einspritzung und t7, t8 für die vierte Einspritzung. Bemerkenswert dabei ist, dass die Ansteuerspannung Ua in Abhängigkeit von der Schaltrichtung und der Position des Verschließgliedes 12 unterschiedlich hoch ist. Beispielsweise ist die Ansteuerspannung Ua zwischen den Zeitpunkten t4 t5 am höchsten. Hier liegt das Verschließglied 12 am zweiten Sitz 7 an, so dass keine Einspritzung erfolgen kann. Ebenso erfolgt bei der Spannung Ua = 0 keine Einspritzung.
Anhand der Fig. 4 wird nun die erfindungsgemäße Überwachung dieser Ansteuerspannungen, wie sie zu Fig. 3 erläutert wurden, in ihrer Funktion näher erläutert. Zu jedem Spannungsniveau für die einzelnen Stellungen des Verschließgliedes 12 wird ein Toleranzband B1, B2, B3, B4 gebildet. Dieses Toleranzband wird aufgrund von Betriebsparametern des Einspritzsystems, des Verbrennungsmotors oder von Umweltbedingungen gebildet. Bei einem Common-Rail-System ist es beispielsweise der Druck (Rail-Druck), die Temperatur, Motordrehzahl usw. Entsprechende Steuerschaltungen sind in Fig. 5 und 6 vorgeschlagen und werden später näher erläutert werden.
Die Steuerschaltung gibt eine Sollsteuerspannung für die Ansteuerspannung Ua vor, die unter Berücksichtigung der einzelnen Parameter zur Ansteuerung des Aktors 2 erforderlich ist. Um diese Sollwerte für die Ansteuerspannung Ua werden entsprechende Toleranzbänder B1 bis B4 vorzugsweise symmetrisch gelegt. Fig. 4 zeigt wieder eine Vielfacheinspritzung für einen Einspritzzyklus, der wie folgt abläuft. Bis zur Zeit t1 liegt die Ansteuerspannung Ua im Bereich von 0 V. Hier wird das Toleranzband B1 entsprechend für die Spannung UBottom gelegt. Diese Spannung entspricht der Position 1 gemäß der Fig. 2. Für die 'offen'- Stellung gemäß der Spannung Uup ist das Toleranzband B3 vorgesehen. Entsprechend ist für die zweite Endstellung in Position 2 (Fig. 2) das Tolenanzband B4 für die Spannung UTop vorgesehen. Bei der Bewegung des Verschließgliedes 12 in Richtung auf den ersten Sitz 6 ist noch das Toleranzband B2 entsprechend der Spannung Udown vorgesehen. Die Zeitpunkte t1 bis t6 stellen die Triggerpunkte dar, bei denen die Spannung ansteigt bzw. abfällt. Vor und nach diesen Zeitpunkten wird jeweils mit einer vorhandenen Meßeinrichtung, die vorzugsweise an den Anschlußklemmen des Aktors 2 angeschlossen ist, die Ausgangsspannung Ua gemessen und mit einer Fehlereinrichtung überprüft, ob die Sollwerte für die Ansteuerspannungen Ua erreicht wurden.
Wurden für ein oder mehrere Toleranzbänder bei wiederholten Zyklen die Sollwerte nicht erreicht, dann wird die Anzahl der fehlerhaften Messungen gezählt und gespeichert. Übersteigt die Anzahl der Fehler bzw. der fehlerhaften Messungen einen vorgegebenen Schwellwert, dann kann davon ausgegangen werden, dass ein Defekt vorliegt. Beispielsweise kann die Steuerschaltung fehlerhaft sein oder ein Fehler im Kabelbaum vorliegen. Im anderen Fall, wenn die vorgegebene Schwelle nicht überschritten wird, können Störungen vorgelegen haben, die für den weiteren Betrieb nicht kritisch sind. In diesem Fall wird der Fehlerspeicher wieder gelöscht, weil nur ein 'vorläufiger Defekt' erkannt wurde.
Bei einem endgültigen Defekt kann der Aktor vorteilhaft nur über eine Diagnoseschnittstelle im Rahmen eines Services zurückgesetzt werden. In alternativer Ausgestaltung ist vorgesehen, den Fehler mit jedem Fahrzyklus neu zu identifizieren. Beide Fälle können in Abhängigkeit von der Applikation wahlweise vorgesehen sein.
Als weitere Alternative ist vorgesehen, vom Regelbetrieb in den Steuerbetrieb zu gehen, wenn die Regelung der Ansteuerspannung nicht mehr möglich erscheint. In diesem Fall ist es vorteilhaft, die zuletzt eingestellte Ansteuerspannung Ua beziehungsweise die Reglerausgänge, wie sie zu den Fig. 5 und 6 beschrieben werden, gewissermaßen einzufrieren und weiter zu verwenden.
Nachfolgend werden zwei alternative Ausführungsbeispiele zur Regelung der Ansteuerspannung bzw. deren Gradienten näher erläutert.
Fig. 5 zeigt ein Blockschaltbild für eine Regelung des Spannungsniveaus Ua in schematischer Ausführung. Zunächst wird in einem Subtrahierer 51 aus den über Eingängen a und b zugeführte Soll- und Istwerten für der Ansteuerspannung Ua ein Differenzwert gebildet. Dieser wird in einem nachgeschalteten Vergleicher 52 mit der Spannungslage im zugeordneten Toleranzband B1 . . . B4 (z. B. untere Schwelle S11, obere Schwelle S12) verglichen. Der Ausgang ist mit einem Fehlerentpreller 58 verbunden. Liegt der Meßwert im Bereich 0, dann liegt kein Fehler vor. Liegt der Wert bei 1, dann liegt ein Fehler vor und ein entsprechendes Steuersignal wird an den Umschalter 56 gegeben. Gleichzeitig wird der Differenzwert zu einem nachgeschalteten Regler 53 geführt und über einen Grenzwertgeber 54 dem Umschalter 56 zugeführt. Der Umschalter 56 kann einerseits den Sollwert "einfrieren", andererseits wird er einem Addierer 55 zugeführt, der den Offsetwert zum Sollwert an der Klemme a addiert. Der Ausgangswert wird einem Begrenzer 57 zugeführt, der an einem Ausgang c die Ansteuerspannung Ua für den Aktor 2 ausgibt. Die Umschaltung erfolgt erfindungsgemäß dann, wenn der Differenzwert für eine vorgegebene Anzahl von Meßwerten außerhalb des jeweiligen Toleranzbandes liegt.
Nachfolgend wird die Funktionsweise der Fig. 6 beschrieben. Während für die Spannungsregelung der Sollwert Ua im wesentlichen vom Raildruck und der Aktortemperatur bestimmt wird, sind für die Berechnung der Gradienten-Sollwerte dU/dt die Aktorspannungen ausschlaggebend. Dieses ist aus dem Blockschaltbild der Fig. 6 ersichtlich. Der zylinderspezifische Spannungswert wird über einen Eingang b einem Differenzglied 61 zur Bildung der Gradienten- Sollkennlienie zugeführt. Diese wird in einem Subtrahierer 62 von einem Gradienten-Istwert subtrahiert, der über einen Eingang a ebenfalls dem Subtrahierer zugeführt wurde. Die Gradienten-Differenz wird einem Vergleicher 63 zugeführt, der diese mit dem vorgegebenen Toleranzband B1 . . . B4 (beispielsweise unterer Toleranzwert S13, oberer Toleranzwert S14) vergleicht. Das Ausgangssignal gelangt über eine Fehlerentprellung 70 auf den Steuereingang des Umschalters 66.
Des weiteren gelangt das Differenzsignal vom Diffenzierglied 62 auf einen Regler 64 und anschließend über einen Grenzwertgeber 65 auf den Umschalter 66. Ähnlich wie in Fig. 5 kann das Signal eingefroren oder nach Verknüpfung in Position 67 und 68 einem Begrenzer 69 zur Begrenzung des Stromwertes für den Aktor 2 zugeführt werden. Ergänzend wird in Position 67 der zylinderspezifische Gradienten-Sollwert hinzugefügt. In Position 68 kann über einen Eingang c ein Kapazitätswert für den Aktor 2 eingegeben werden. Des weiteren sind Eingänge f und g für das Minimum-/Maximum der Strombegrenzung 69 vorgesehen. Am Ausgang h steht der Stromwert zur Verfügung.
Die Berechnungen erfolgen vorzugsweise immer für jeden Zylinder des Verbrennungsmotors einzeln, um eine optimale Einspritzung zu erhalten.

Claims (14)

1. Verfahren zur Diagnose der Ansteuerung für einen piezoelektrischen Aktor eines Einspritzventils, wobei mittels des Aktors eine Düsennadel in eine Stellung 'offen' oder in eine Stellung 'geschlossen' gebracht und wobei die Ansteuerspannung (Ua) des Aktors (2) mittels einer Meßeinrichtung in den einzelnen Steuerphasen gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, dass für jede Steuerphase ein Toleranzband (B1, . . . B4) für die Ansteuerspannung (Ua) und/oder den Spannungsgradienten festgelegt wird, wobei das Toleranzband (B1 . . . B4) unter Berücksichtigung von System- und Einspritzbedingungen, beispielsweise dem Druck, der Temperatur festgelegt wird, und dass eine Diagnoseprüfung derart durchgeführt wird, dass bei Nichterreichen des Spannungsniveaus mit den vorgegebenen Toleranzbändern (B1 . . . B4) eine Fehlermeldung ausgegeben und/oder gespeichert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerspannung (Ua) im Bereich der Aktorklemmen (+, -) gemessen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Mehrfacheinspritzung mit einem Ansteuerverlaufszyklus die Ansteuerspannung (Ua) in jeder Phase des Ansteuerverlaufszyklus gemessen wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sollwert für die Ansteuerspannung (Ua) in Abhängigkeit vom Leitungsdruck im Hochdrucksystem bestimmt wird und dass die Toleranzbänder (B1 . . . B4) vorzugsweise symmetrisch um die Sollwerte gelegt werden.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einspritzventil (1) mit einem doppelt schaltenden Steuerventil (5) ausgebildet ist und das die Toleranzbänder (B1 . . . B4) für die Spannungsniveaus 'bottom', 'up', 'Top' und/oder 'down' gebildet werden.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Nichterreichen eines der vorgegebenen Toleranzbänder (B1 . . . B4) der Aktor (2) entladen wird, um in einen sicheren Zustand zu gehen.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erkennung des Nichterreichens des vorgegebenen Toleranzbandes (B1 . . . B4) die Meßwerte für weitere Berechnungen nicht verwendet werden.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer vorgegebenen Anzahl von Meßzyklen geprüft wird, wie häufig die Ansteuerpannung (Ua) das erwartete Toleranzband (B1 . . . B4) nicht erreicht hat.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erreichen der vorgegebenen Anzahl von Meßzyklen von "Ansteuerspannung regeln" auf "Ansteuerspannung steuern" umgeschaltet wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erreichen der vorgegebenen Anzahl von Meßzyklen zumindest der betreffende Aktor (2) abgeschaltet wird.
11. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erreichen der vorgegebenen Anzahl von Meßzyklen die zuletzt bestimmte Ausgangsgröße der Regler für das Spannungsniveau und/oder für den Gradienten beibehalten wird.
12. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei Unterschreiten eines vorgegebenen Grenzwertes für die Anzahl von gemessenen Fehlern der Aktor (2) als funktionsfähig erkannt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Fehlerspeicher zurückgesetzt wird.
14. Verwendung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche für ein Einspritzventil (1) in einem Common-Rail- System eines Kraftfahrzeugmotors.
DE10016476A 2000-04-01 2000-04-01 Verfahren zur Diagnose der Spannungsansteuerung für einen piezoelektrischen Aktor eines Einspritzventils Withdrawn DE10016476A1 (de)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10016476A DE10016476A1 (de) 2000-04-01 2000-04-01 Verfahren zur Diagnose der Spannungsansteuerung für einen piezoelektrischen Aktor eines Einspritzventils
US10/240,338 US6820474B2 (en) 2000-04-01 2001-02-02 Method for the diagnosis of the voltage control for a piezoelectric actuator of an injection valve
JP2001572745A JP2003529714A (ja) 2000-04-01 2001-02-02 噴射弁の圧電式アクチュエータに対する電圧制御の診断方法
EP01911413A EP1272754B1 (de) 2000-04-01 2001-02-02 Verfahren zur diagnose der spannungsansteuerung für einen piezoelektrischen aktor eines einspritzventils
PCT/DE2001/000393 WO2001075289A1 (de) 2000-04-01 2001-02-02 Verfahren zur diagnose der spannungsansteuerung für einen piezoelektrischen aktor eines einspritzventils
DE50107910T DE50107910D1 (de) 2000-04-01 2001-02-02 Verfahren zur diagnose der spannungsansteuerung für einen piezoelektrischen aktor eines einspritzventils
ES01911413T ES2248289T3 (es) 2000-04-01 2001-02-02 Metodo para el diagnostico del control de tension para un actuador piezoelectrico de una valvula de inyeccion.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10016476A DE10016476A1 (de) 2000-04-01 2000-04-01 Verfahren zur Diagnose der Spannungsansteuerung für einen piezoelektrischen Aktor eines Einspritzventils

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10016476A1 true DE10016476A1 (de) 2001-12-06

Family

ID=7637402

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10016476A Withdrawn DE10016476A1 (de) 2000-04-01 2000-04-01 Verfahren zur Diagnose der Spannungsansteuerung für einen piezoelektrischen Aktor eines Einspritzventils
DE50107910T Expired - Lifetime DE50107910D1 (de) 2000-04-01 2001-02-02 Verfahren zur diagnose der spannungsansteuerung für einen piezoelektrischen aktor eines einspritzventils

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE50107910T Expired - Lifetime DE50107910D1 (de) 2000-04-01 2001-02-02 Verfahren zur diagnose der spannungsansteuerung für einen piezoelektrischen aktor eines einspritzventils

Country Status (6)

Country Link
US (1) US6820474B2 (de)
EP (1) EP1272754B1 (de)
JP (1) JP2003529714A (de)
DE (2) DE10016476A1 (de)
ES (1) ES2248289T3 (de)
WO (1) WO2001075289A1 (de)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1338780A2 (de) * 2002-02-19 2003-08-27 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Steuerung einer durch einen Piezoinjektor eingespritzten Kraftstoffmenge
DE10229394A1 (de) * 2002-06-29 2004-01-29 Robert Bosch Gmbh Verfahren, Computerprogramm, Steuer- und/oder Regelgerät zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, sowie Brennkraftmaschine
DE10256456A1 (de) * 2002-12-03 2004-07-15 Siemens Ag Überwachungsverfahren für einen Aktor und zugehörige Treiberschaltung
DE102007033469A1 (de) * 2007-07-18 2009-01-22 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Formung eines elektrischen Steuersignals für einen Einspritzimpuls
DE102011081161A1 (de) * 2011-08-18 2013-02-21 Continental Automotive Gmbh Ansteuerung und Ansteuerverfahren für einen piezoelektrischen Aktor
DE102016201435A1 (de) * 2016-02-01 2017-08-03 Continental Automotive Gmbh Verfahren zum Laden und Entladen eines Piezo-Aktors

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10033196A1 (de) * 2000-07-07 2002-01-17 Bosch Gmbh Robert Verfahren bzw. Vorrichtungzur Erkennung eines Fehlerstromes an einem piezoelektrischen Aktor eines Einspritzventils oder an dessen Hochspannung führende Zuleitung
DE10113560A1 (de) 2001-03-21 2002-09-26 Bosch Gmbh Robert Einspritzventil
DE10123372B4 (de) * 2001-05-14 2006-12-28 Siemens Ag Verfahren zur Ansteuerung eines piezoelektrischen Aktors, der der Verschiebung eines Elements dient
DE10303573B4 (de) * 2003-01-30 2011-02-24 Robert Bosch Gmbh Verfahren, Computerprogramm, Speichermedium und Steuer- und/oder Regelgerät zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, sowie Brennkraftmaschine insbesondere für ein Kraftfahrzeug
DE10311141B4 (de) * 2003-03-14 2019-03-28 Robert Bosch Gmbh Verfahren, Computerprogramm, Speichermedium und Steuer- und/oder Regelgerät zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, sowie Brennkraftmaschine insbesondere für ein Kraftfahrzeug
DE10349307B3 (de) * 2003-10-23 2005-05-25 Siemens Ag Diagnoseverfahren für einen elektromechanischen Aktor
DE102006012656A1 (de) * 2006-03-20 2007-09-27 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
EP2428670B1 (de) * 2006-04-03 2021-06-09 Delphi Technologies IP Limited Treiberschaltung für eine Einspritzventilanordnung
US7675425B2 (en) * 2006-04-10 2010-03-09 Canon Kabushiki Kaisha Liquid discharge device capable of self-diagnosis of discharge functions
DE102006045657A1 (de) * 2006-09-27 2008-04-03 Robert Bosch Gmbh Steckfühler mit optimiertem Strömungsauslass
JP4853201B2 (ja) 2006-09-27 2012-01-11 株式会社デンソー インジェクタ駆動装置及びインジェクタ駆動システム
EP2006518B1 (de) * 2007-06-22 2011-11-02 Delphi Technologies Holding S.à.r.l. Fehlerdetektion in einer Injektoranordnung
DE102007044937B4 (de) * 2007-09-20 2010-03-25 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
EP2048343A1 (de) 2007-10-11 2009-04-15 Delphi Technologies, Inc. Fehlererkennung in einer Injektoranordnung
DE102007049711A1 (de) * 2007-10-17 2009-04-23 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Steuergeräts
GB0807854D0 (en) * 2008-04-30 2008-06-04 Delphi Tech Inc Detection of faults in an injector arrangement
DE102008042981A1 (de) * 2008-10-21 2010-04-22 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Steuervorrichtung zur Ansteuerung eines Kraftstoffinjektors
DE102011004613A1 (de) * 2011-02-23 2012-08-23 Continental Automotive Gmbh Verfahren zur Überwachung des Zustandes eines Piezoinjektors eines Kraftstoffeinspritzsystems
KR101941950B1 (ko) * 2012-12-17 2019-01-24 콘티넨탈 오토모티브 시스템 주식회사 차량의 인젝터 출력회로 파손 방지시스템 및 그 방지방법
FR3002592B1 (fr) * 2013-02-26 2016-09-16 Continental Automotive France Procede de pilotage d'un injecteur piezoelectrique de carburant d'un moteur a combustion interne de vehicule, comportant une etape de polarisation de l'actionneur piezoelectrique
ES2930731T3 (es) * 2018-06-11 2022-12-21 Hoerbiger Flow Control Gmbh Válvula de seguridad

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0665872B2 (ja) * 1985-09-04 1994-08-24 株式会社日本自動車部品総合研究所 液圧液体の噴射率制御装置
JPS62206253A (ja) * 1986-03-07 1987-09-10 Toyota Motor Corp 燃料噴射制御装置
JP2570000B2 (ja) * 1991-06-11 1997-01-08 トヨタ自動車株式会社 可変バルブタイミング装置のフェイルセーフシステム
JP3391114B2 (ja) * 1994-10-13 2003-03-31 株式会社デンソー 内燃機関のバルブタイミング調整装置
DE19729844A1 (de) * 1997-07-11 1999-01-14 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffeinspritzvorrichtung
DE19733560B4 (de) * 1997-08-02 2007-04-05 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Laden und Entladen eines piezoelektrischen Elements
DE19742073A1 (de) 1997-09-24 1999-03-25 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffeinspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen
JPH11141430A (ja) * 1997-11-05 1999-05-25 Yamaha Motor Co Ltd 燃料噴射装置およびその駆動方法
DE19804196A1 (de) * 1998-02-03 1999-08-12 Siemens Ag Verfahren zur Auswertung von Kennwerten piezo-mechanischer Systeme
DE19810525C2 (de) * 1998-03-11 2000-07-27 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zum Ansteuern kapazitiver Stellglieder
KR100638939B1 (ko) * 1998-06-25 2006-10-25 지멘스 악티엔게젤샤프트 용량성 액추에이터를 제어하기 위한 방법 및 상기 제어 방법 실행 장치
DE19845042C2 (de) 1998-09-30 2000-08-24 Siemens Ag Verfahren und Anordnung zur Diagnose eines kapazitiven Aktors
EP1139448B1 (de) * 2000-04-01 2009-10-21 Robert Bosch GmbH Verfahren und Vorrichtung zur Regelung von Spannungen und Spannungsgradienten zum Antrieb eines piezoelektrischen Elements
DE10033196A1 (de) * 2000-07-07 2002-01-17 Bosch Gmbh Robert Verfahren bzw. Vorrichtungzur Erkennung eines Fehlerstromes an einem piezoelektrischen Aktor eines Einspritzventils oder an dessen Hochspannung führende Zuleitung
US6668633B2 (en) * 2002-05-31 2003-12-30 Hickok Incorporated Electronic fuel injector tester

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1338780A3 (de) * 2002-02-19 2004-09-22 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Steuerung einer durch einen Piezoinjektor eingespritzten Kraftstoffmenge
DE10206906C1 (de) * 2002-02-19 2003-11-06 Siemens Ag Verfahren zur Steuerung einer durch Pienoinjektor eingespritzten Kraftstoffmenge
EP1338780A2 (de) * 2002-02-19 2003-08-27 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Steuerung einer durch einen Piezoinjektor eingespritzten Kraftstoffmenge
DE10229394A1 (de) * 2002-06-29 2004-01-29 Robert Bosch Gmbh Verfahren, Computerprogramm, Steuer- und/oder Regelgerät zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, sowie Brennkraftmaschine
US7525783B2 (en) 2002-12-03 2009-04-28 Siemens Aktiengesellschaft Monitoring method for an actuator and corresponding driver circuit
DE10256456A1 (de) * 2002-12-03 2004-07-15 Siemens Ag Überwachungsverfahren für einen Aktor und zugehörige Treiberschaltung
DE102007033469A1 (de) * 2007-07-18 2009-01-22 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Formung eines elektrischen Steuersignals für einen Einspritzimpuls
US8365704B2 (en) 2007-07-18 2013-02-05 Continental Automotive Gmbh Method and device for forming an electric control signal for an injection impulse
DE102007033469B4 (de) * 2007-07-18 2017-06-14 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Formung eines elektrischen Steuersignals für einen Einspritzimpuls
DE102011081161A1 (de) * 2011-08-18 2013-02-21 Continental Automotive Gmbh Ansteuerung und Ansteuerverfahren für einen piezoelektrischen Aktor
US9450521B2 (en) 2011-08-18 2016-09-20 Continental Automotive Gmbh Arrangement for driving and drive method for a piezoelectric actuator
DE102016201435A1 (de) * 2016-02-01 2017-08-03 Continental Automotive Gmbh Verfahren zum Laden und Entladen eines Piezo-Aktors
DE102016201435B4 (de) 2016-02-01 2022-02-24 Vitesco Technologies GmbH Verfahren zum Laden und Entladen eines Piezo-Aktors

Also Published As

Publication number Publication date
DE50107910D1 (de) 2005-12-08
JP2003529714A (ja) 2003-10-07
US6820474B2 (en) 2004-11-23
WO2001075289A1 (de) 2001-10-11
EP1272754B1 (de) 2005-11-02
US20040008032A1 (en) 2004-01-15
EP1272754A1 (de) 2003-01-08
ES2248289T3 (es) 2006-03-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1272754B1 (de) Verfahren zur diagnose der spannungsansteuerung für einen piezoelektrischen aktor eines einspritzventils
EP1268999B1 (de) Verfahren zur bestimmung des raildrucks eines einspritzventils mit einem piezoelektrischen aktor
EP1815120B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur leckageprüfung eines kraftstoffeinspritzventils einer brennkraftmaschine
EP1664511B1 (de) Verfahren zur bestimmung der ansteuerspannung eines piezoelektrischen aktors eines einspritzventils
EP1999359B1 (de) Verfahren zur bestimmung einer öffnungsspannung eines piezoelektrischen injektors
DE102006003861A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung, insbesondere eines Kraftfahrzeugs
WO2011144445A1 (de) Adaptive leerhubkompensation für kraftstoffeinspritzventile
EP1172541B1 (de) Piezoelektrischer Aktor eines Einspritzventils sowie Kraftstoffeinspritzsystem
EP3033513A1 (de) Verfahren zur injektorindividuellen diagnose einer kraftstoff-einspritzeinrichtung und brennkraftmaschine mit einer kraftstoff-einspritzeinrichtung
DE60011993T2 (de) Apparat und Methode für das Ermitteln einer Verringerung der Kapazität während des Antriebes von piezoelektrischen Elementen
EP1613851B1 (de) Verfahren zur ermittlung der individuellen ansteuerspannung eines piezoelektrischen elements
EP1167729B2 (de) Piezoelektrischer Aktor eines Einspritzventils
EP1551065B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Ansteuerspannung für einen piezoelektrischen Aktor eines Einspritzventils
DE102011005527A1 (de) Verfahren zur Prüfung der Kraftstoffmengenbilanz in einem Common Rail System, entsprechende Motorsteuerung sowie entsprechendes Diagnosegerät
DE102004037255B4 (de) Verfahren zum Betreiben einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung insbesondere für ein Kraftfahrzeug
DE10307461A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung eines piezoelektrischen Aktors
EP1278949B1 (de) Verfahren zum betreiben eines kraftstoffversorgungssystems für eine brennkraftmaschine insbesondere eines kraftfahrzeugs
EP2044317B1 (de) Verfahren zur ermittlung eines fehlers in einer kraftstoffzumesseinheit eines einspritzsystems
DE10043688A1 (de) Verfahren zur Diagnose eines Ventils in einem Kraftstoffversorgungssystem einer Brennkraftmaschine
DE60019262T2 (de) Brennstoffeinspritzanlage
DE102019003815B4 (de) Verfahren zur Überwachung eines Injektors auf mechanische Schädigung
DE10301822B4 (de) Verfahren zur Bestimmung der Längenausdehnung eines piezoelektrischen Aktors
DE10307460A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines piezoelektrischen Aktors
DE102004035455A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
WO2021239316A1 (de) Verfahren zum betreiben eines kraftstoffeinspritzsystems, steuergerät

Legal Events

Date Code Title Description
8139 Disposal/non-payment of the annual fee