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Stand der Technik
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Die
Erfindung betrifft zunächst
ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, insbesondere
mit Direkteinspritzung, bei dem der Kraftstoff zu mindestens einer
Einspritzeinrichtung gefördert
wird und von dieser in mindestens einen Brennraum gelangt.
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Ein
solches Verfahren ist aus der
DE 199 45 813 A1 bekannt. In dieser ist eine
Brennkraftmaschine beschrieben, bei der der Kraftstoff von einem
Einspritzventil direkt in den Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt
wird. Über
eine Aussetzererkennung wird auf Ablagerungen im Brennraum bzw. am
Einspritzventil geschlossen. Solche Ablagerungen können zu
einer Beeinträchtigung
des Kraftstoffstrahls und hierdurch insbesondere im Schichtbetrieb
der Brennkraftmaschine zu einer Beeinträchtigung der Verbrennung bis
hin zu Verbrennungsaussetzern führen.
Um erkannte Ablagerungen am Einspritzventil zu entfernen, wird vorgeschlagen,
eine klopfende Verbrennung herbeizuführen und/oder eine Reinigungsflüssigkeit
in den Brennraum der Brennkraftmaschine einzuleiten.
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Die
DE 695 08 344 T2 offenbart
die Möglichkeit,
in einer Kraftstoffzuleitung zu einer Kraftstoffdüse einen
Vibrator anzuordnen, durch den pulsierende Schwankungen des Kraftstoffdurchsatzes
erzeugt werden können.
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Die
vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, ein Verfahren der eingangs
genannten Art so weiterzubilden, dass Verunreinigungen an einer
Einspritzeinrichtung noch einfacher und sicherer entfernt oder sogar
von vornherein verhindert werden können. Dabei soll der Betrieb
der Brennkraftmaschine nicht beeinträchtigt werden.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst.
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Vorteile der Erfindung
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
hat den Vorteil, dass Ablagerungen, beispielsweise Verkokungen,
welche im Bereich der Austrittsöffnungen der
Einspritzeinrichtung vorhanden sein können, zuverlässig gelöst werden
können.
Hierdurch wird gewährleistet,
dass die Austrittsöffnungen
immer den maximalen und vorgesehenenen Querschnitt aufweisen. Dabei
bleibt der Betrieb der Brennkraftmaschine im Wesentlichen unbeeinflusst,
da weder eine klopfende Verbrennung herbeigeführt wird noch Zusatzstoffe
in den Brennraum eingeleitet werden. Dies kommt beispielsweise der
Qualität
der Emmissionen und der Laufruhe der Brennkraftmaschine zu gute.
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Da
der Betrieb der Brennkraftmaschine weitgehend unbeeinflusst bleibt,
kann die erfindungsgemäße Maßnahme auch
prophylaktisch durchgeführt werden,
so dass sich erst gar keine Ablagerungen an der Einspritzeinrichtung
bilden können.
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Durch
die Erfindung wird die Schwingung des Ventilelements auf den sich
zwischen dem Ventilelement und der Austrittsöffnung befindlichen Kraftstoff
und von dort auf den die Austrittsöffnungen umgebenden Bereich übertragen,
was das Lösen
von Ablagerungen im Bereich der Austrittsöffnung erleichtert. Das erfindungsgemäße Verfahren
arbeitet also mit hohem Wirkungsgrad. Darüber hinaus ist es einfach zu
realisieren, da es sich bei dem Ventilelement um ein ohnehin hoch
dynamisch bewegtes Teil handelt, welches technisch relativ einfach
in eine hochfrequente Schwingung versetzt werden kann.
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Bei
einem Piezoaktor handelt es sich ferner um ein hochdynamisches Antriebselement
für ein Ventilelement,
mit dem die hochfrequenten Schwingungen sehr zuverlässig und
preiswert erzeugt werden können.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.
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In
einer ersten Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass das Ventilelement
während
mindestens eines Bereichs mindestens einer Öffnungsphase in die hochfrequente
Schwingung versetzt wird. Somit kann die Reinigung der Austrittsöffnung während des
normalen Betriebs der Brennkraftmaschine erfolgen, was eine häufige Reinigung
der Austrittsöffnungen
ermöglicht.
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In
einer anderen Weiterbildung ist aufgeführt, dass bei einer mehrzylindrigen
Brennkraftmaschine die Drehmomente und/oder die Lambdawerte der einzelnen
Zylinder bestimmt und verglichen werden, um eine mögliche Verschmutzung mindestens
einer Austrittsöffnung
der Einspritzeinrichtungen zu erkennen, und dass dann, wenn eine
maximal zulässige Abweichung
des Drehmoments und/oder des Lambdawerts mindestens eines Zylinders
von mindestens von einem anderen Zylinder, erreicht und/oder überschritten
wird, mindestens ein zu mindestens einer Austrittsöffnung der
Kraftstoff-Einspritzeinrichtung benachbarter Bereich mindestens
zeitweise in eine hochfrequente Schwingung versetzt wird.
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Bei
dieser Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann also erkannt
werden, wann eine Reinigung der Austrittsöffnungen bzw. der den Austrittsöffnungen
benachbarter Bereich von Einspritzventilen erforderlich ist. Dem
liegt der Gedanke zugrunde, dass im allgemeinen nicht alle Austrittsöffnungen
aller Einspritzventile in der gleichen Weise verändert, eingeengt oder verstopft
werden. Haben jedoch die Austrittsöffnungen der Einspritzeinrichtung
eines Zylinders insgesamt einen anderen Querschnitt als die Austrittsöffnungen
der Einspritzeinrichtung eines anderen Zylinders, kommt es zu unterschiedlichen
Luft-Kraftstoff-Mischungsverhältnissen und/oder
einer unterschiedlichen Verbrennung in den einzelnen Zylindern,
was sich in einer Abweichung des Drehmoments und/oder des Lambdawerts
eines Zylinders von dem des anderen Zylinders ausdrückt. Bei
diesem erfindungsgemäßen Verfahren
wird also auf eine einfache Art und Weise, ohne dass zusätzliche
Komponenten erforderlich sind, der Zustand der Austrittsöffnungen
der Einspritzeinrichtungen überwacht
und ggf. eine Reinigungssequenz eingeleitet. Die entsprechend betriebene
Brennkraftmaschine kann also, ohne Zutun eines Benutzers, immer
optimal betrieben werden.
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In
Weiterbildung hierzu wird vorgeschlagen, dass nach dem Ende der
Zeitdauer, während
der mindenstens ein zu den Austrittsöffnungen benachbarter Bereich
der Kraftstoff-Einspritzeinrichtungen zeitweise
in eine hochfrequente Schwingung versetzt wurde, nochmals die Drehmomente
und/oder die Lambdawerte der einzelnen Zylinder bestimmt und verglichen
werden, um zu erkennen, ob eine mögliche Verschmutzung der Austrittsöffnungen
der Einspritzventile entfernt wurde, und dass dann, wenn eine maximal
zulässige
Abweichung des Drehmoments und/oder des Lambdawerts mindestens eines Zylinders
von mindestens einem anderen Zylinder erreicht und/oder überschritten
wird, mindestens ein zu mindestens einer Austrittsöffnung der
Krafstoff-Einspritzeinrichtung
benachbarter Bereich mindestens zeitweise in eine hochfrequente
Schwingung versetzt wird.
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Bei
dieser Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nach einer
Reinigungssequenz überprüft, ob die
Reinigung erfolgreich war. Hat die Zeitdauer, während der die hochfrequente Schwingung
erzeugt worden war, noch nicht ausgereicht, um die Austrittsöffnungen
in ausreichender Art und Weise freizumachen, wird automatisch, ohne
Zutun eines Benutzers, nochmals eine Restreinigungssequenz initiiert.
Durch dieses erfindungsgemäße Verfahren
wird somit noch besser gewährleistet, dass
die Austrittsöffnungen
der Einspritzventile im Wesentlichen immer einen optimalen und freien Querschnitt
aufweisen.
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In
Weiterbildung hierzu wird vorgeschlagen, dass dann, wenn eine maximale
Anzahl von Durchlaufen des Verfahrens der obigen Art erreicht und/oder überschritten
wird, eine Fehlermeldung ausgegeben und/oder in einem Speicher abgelegt wird.
Wenn nach einer bestimmten Anzahl von Durchlaufen erkannt wird,
dass die Reinigungssequenzen keine ausreichende Verbesserung der
Gemischqualität
im Brennraum bewirken, muss davon ausgegangen werden, dass die Ursache
für die
fehlerhafte Gemischzusammenstellung im Brennraum nicht in einer
Verschmutzung der Austrittsöffnungen der
Kraftstoff-Einspritzeinrichtungen liegt. Dies wird dem Benutzer
der Brennkraftmaschine signalisiert und/oder für eine spätere Wartung eine entsprechende
Fehlermeldung in einem Speicher abgelegt. Bei diesem erfindungsgemäßen Verfahren
wird also sichergestellt, dass nicht unnötigerweise Reinigungssequenzen
durchgeführt
werden. Verbessert sich die Gemischqualität nach einer Reinigungssequenz,
so kann auch diese Information im Fehlerspeicher abgelegt werden.
Die Werkstatt erhält
so eine Information, wie oft die Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen
verkokt sind.
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Besonders
gut arbeitet das erfindungsgemäße Verfahren
dann, wenn die hochfrequente Schwingung eine Frequenz aufweist,
welche im Ultraschallbereich liegt. Hierdurch können relativ große Energien übertragen
werden, die eine Ablösung
auch hartnäckiger
Verschmutzungen ermöglichen.
Dabei tritt keine hörbare
Geräuschentwicklung
auf.
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Die
Erfindung betrifft auch ein Computerprogramm, welches zur Durchführung des
obigen Verfahrens geeignet ist, wenn es auf einem Computer ausgeführt wird.
Dabei wird besonders bevorzugt, wenn das Computerprogramm auf einem
Speicher, insbesondere auf einem Flash-Memory abgespeichert ist.
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Ferner
betrifft die Erfindung ein Steuer- und/oder Regelgerät zur Steuerung
und/oder Regelung mindestens einer Funktion einer Brennkraftmaschine.
Bei einem solchen Steuer- und/oder Regelgerät wird besonders bevorzugt,
wenn es einen Speicher umfasst, auf dem ein Computerprogramm der obigen
Art abgespeichert ist.
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Zeichnung
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Nachfolgend
wird ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung
unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung im Detail erläutert. In
der Zeichnung zeigen:
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1 eine
Prinzipdarstellung einer Brennkraftmaschine mit einem Kraftstoffsystem
und mehreren Kraftstoff-Einspritzeinrichtungen;
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2 eine
teilweise geschnittene Darstellung einer der Kraftstoff-Einspritzungeinrichtungen von 1;
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3 ein
Diagramm, in dem der Steuerstrom eines Aktors der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung von 2 über der
Zeit dargestellt ist;
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4 ein
Diagramm, in dem der Hub eines Ventilelements der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung von 2 über der
Zeit dargestellt ist; und
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5 ein
Diagramm, in dem die während
einer Öffnungsphase
von der Kraftstoff-Einspritzeinrichtung
von 2 eingespritzte Kraftstoffmenge über der
Zeit dargestellt ist.
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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In 1 ist
eine Brennkraftmaschine strichpunktiert dargestellt und trägt insgesamt
das Bezugszeichen 10. Das dazugehörige Kraftstoffsystem trägt insgesamt
das Bezugszeichen 12.
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Das
Kraftstoffsystem 12 umfasst einen Kraftstoffbehälter 14,
aus dem eine elektrische Kraftstoffpumpe 16 den Kraftstoff über einen
Filter 18 fördert. Über eine
Niederdruck-Kraftstoffleitung 20 gelangt der Kraftstoff
zu einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe 22. Der Druck in der
Niederkraftstoffleitung 20 wird von einem Druckregelventil 24 geregelt.
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Die
Hochdruck-Kraftstoffpumpe 22 fördert den Kraftstoff unter
sehr hohem Druck in eine Kraftstoff-Sammelleitung 26. Diese
wird gemeinhin als "Rail" bezeichnet. Hier
ist der Kraftstoff unter sehr hohem Druck gespeichert. Ein Mengensteuerventil 28 steuert
die zur Kraftstoff-Sammelleitung 26 geförderte Kraftstoffmenge.
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An
die Kraftstoff-Sammelleitung 26 sind mehrere Kraftstoff-Einspritzventile 30a, 30b, 30c angeschlossen.
Auf deren genauen Aufbau wird weiter unten im Detail eingegangen.
Die Kraftstoff-Einspritzventile 30a, 30b, 30c spritzen
den Kraftstoff direkt in Brennräume 32a, 32b, 32c von
Zylindern 33a, 33b, 33c der Brennkraftmaschine 10 ein.
Angesteuert werden die Kraftstoff-Einspritzventile 30a, 30b, 30c von
einem Steuer- und Regelgerät 34.
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Der
genaue Aufbau der Kraftstoff-Einspritzventile
30a,
30b,
30c ergibt
sich aus
2, in der beispielhaft ein Kraftstoff-Einspritzventil
30 dargestellt
ist. Weitere Einzelheiten möglicher
Kraftstoff-Einspritzventile sind in der
DE 198 44 837 A1 beschrieben,
auf deren Inhalt hiermit ausdrücklich Bezug
genommen wird.
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Jedes
Kraftstoff-Einspritzventil 30 umfasst einen Ventilkörper 36,
der mittels einer Spannmutter 38 axial gegen einen Ventilhaltekörper 40 verspannt ist.
Mit seinem freien, im Querschnitt verringerten Ende ragt der Ventilkörper 36 in
einen der Brennräume 32 der
Brennkraftmaschine 10. In einer Bohrung 42 des
Ventilkörpers 36 ist
in bekannter Weise ein kolbenförmiges
Ventilelement 44 axial verschieblich geführt. Seine
brennraumseitige kegelförmige
Stirnfläche
bildet eine Ventildichtfläche 46.
Diese wirkt mit einer entsprechenden hohlkegelförmig ausgebildeten Ventilsitzfläche 48 am brennraumseitigen
geschlossenen Ende der Bohrung 42 zusammen. An die Ventilsitzfläche 48 schließen sich
stromabwärts des
einzuspritzenden Kraftstoffes mehrere, über den Umfang verteilte Austrittsöffnungen 50 in
der Wand des Ventilkörpers 36 an.
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Der
Ventilkörper 36 weist
einen durch eine Querschnittserweiterung der Bohrung 42 gebildeten Druckraum 52 auf,
in den ein den Ventilkörper 36 und den
Ventilhaltekörper 40 durchlaufender
Zulaufkanal 54 mündet.
Dieser ist über
einen Hochdruckanschluss 56 mit der Kraftstoff-Sammelleitung 26 verbunden.
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Zur
Betätigung
des durch eine Querschnittsgeometrie druckausgeglichenen Ventilelements 44 ist
im Ventilhaltekörper 40 ein
Piezoaktor 58 vorgesehen, welcher aus einer Vielzahl von
axial aneinandergereihten Scheiben gebildet ist und dessen axiale Länge sich
beim Anlegen einer Betriebsspannung verringert.
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An
seinem den Ventilkörper 36 zugewandten Ende
ist der Piezoaktor 58 fest mit dem Ventilelement 44 verbunden.
An seinem anderen Ende ist ein Ausgleichskolben 60 vorgesehen,
dessen Querschnitt gegenüber
dem Piezoaktor 58 kleiner ist. Sein eines Ende liegt in
axialer Verlängerung
an einer Stirnfläche 62 des
Piezoaktors 58 an und sein freies Ende ragt in einen Ausgleichsraum 64 hinein.
Das vom Ventilelement 44 abgewandte Ende des Piezoaktors 58 begrenzt
einen, vom Ausgleichskolben 60 durchragten Federraum 66,
in dem eine als Druckfeder wirkende Ventilfeder 68 vorgesehen
ist. Diese ist zwischen der Stirnfläche 62 des Piezoaktors 58 und
einer Wand der Federkammer eingespannt und beaufschlagt das Ventilelement 44 über den
Piezoaktor 58 in Schließrichtung.
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Die
Betätigung
des Piezoaktors 58 erfolgt über elektrische Zuführungsleitungen 70,
welche mit dem Steuer- und Regelgerät 34 verbunden sind.
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Für eine genau
definierte axiale Verstellbewegung des Piezoaktors 58 und
somit eine präzise Öffnungshubbewegung
des Ventilelements 44 ist am oberem, dem Ventilelement 44 abgewandten
Ende des Piezoaktors 58 eine Klemmvorrichtung 72 angeordnet.
Mit dieser Klemmvorrichtung 72 kann der Piezoaktor 58 während der
Einspritzphase an seinem oberen Ende gegenüber dem Ventilhaltekörper 40 in seiner
Lage fixiert werden. Dabei wird die Klemmvorrichtung 72 durch
einen koxial zum Piezoaktor 58 angeordneten Ring 74 gebildet,
dessen Innendurchmesser sich beim Anlegen einer Betriebsspannung derart
verringert, dass er reibfest an der Umfangsfläche des Piezoaktors 58 anliegt.
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Die
Stromzufuhr erfolgt über
elektrische Zuleitungen 76 und wird ebenfalls vom Steuer-
und Regelgerät 34 gesteuert.
Im Normalbetrieb ist die Klemmvorrichtung 72 bestromt,
so dass der Piezoaktor 58 in seiner Lage fixiert ist. Während Einspritzpausen
kann die Klemmvorrichtung 72 jedoch gelöst werden, um temperatur- und
druckbedingte Längenänderungen
am Piezoaktor 58 auszugleichen und eine dadurch verursachte
Beeinträchtigung
einer präzisen Öffnungshubbewegung
zu vermeiden.
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Die
Brennkraftmaschine 10 und die gemäß 2 ausgebildeten
Kraftstoff-Einspritzventile 30 werden gemäß einem
Verfahren betrieben, welches als Computerprogramm im Steuer- und
Regelgerät 34 abgelegt
ist. Das Verfahren wird nun unter Bezugnahme auf die 3 bis 5 erläutert.
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Würde die
Brennkraftmaschine 10 gestartet, wird die Klemmvorrichtung 72 vom
Steuer- und Regelgerät 34 so
angesteuert, dass durch sie der Piezoaktor 58 gegenüber dem
Ventilhaltekörper 40 fixiert wird.
Die Ventilfeder 68, die zuvor dafür gesorgt hat, dass die Ventildichtfläche 46 gegen
die Ventilsitzfläche 48 beaufschlagt
wird, ist somit wirkungslos.
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Zur
Einleitung einer Öffnungshubbewegung des
Ventilelements 44 wird nun der Piezoaktor 58 vom
Steuer- und Regelgerät 34 bestromt.
Dabei wird zunächst
ein deutlich überhöhter Strom
an den Piezoaktor 58 angelegt. Dies ist in 3 mit
den Bezugszeichen 78 gekennzeichnet. Diese Stromüberhöhung dient
dazu, eine sehr kurze Schaltzeit des Piezoaktors 58 zu
erreichen. Die Realisierung erfolgt durch eine kapazitive Elektronik
mit Einschaltspannungen bis 90 Volt.
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Durch
die Bestromung des Piezoaktors 58 verkürzt sich dieser. Da das Ventilelement 44 starr am
unteren Ende des Piezoaktors 58 befestigt ist, wird das
Ventilelement 44 in 2 nach oben
gezogen, so dass die Ventildichtfläche 46 von der Ventilsitzfläche 48 abhebt.
Dieser Vorgang ist in 4 mit dem Bezugszeichen 80 bezeichnet.
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Sobald
das Ventilelement 44 seine offene Endstellung erreicht
hat, wird die Bestromung des Piezoaktors 58 impulsartig
und wiederholt unterbrochen. Dies ist in 3 mit dem
Bezugszeichen 82 bezeichnet. Durch diese hochfrequente
und impulsartige Unterbrechung des Steuerstroms des Piezoaktors 58 führt dieser
eine hochfrequente Schwingung aus, was in 4 durch
das Bezugszeichen 84 bezeichnet ist. Die Impulsfrequenz
der Bestromung 82 ist dabei so gewählt, dass die Schwingungsfrequenz, welche
sich am Piezoaktor 58 und dem mit diesem verbundenen Ventilelement 44 einstellt,
im Ultraschallbereich liegt.
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Der
Hub des Ventilelements 44 kann dadurch optimiert werden,
dass die Schwingungsfrequenz des Ventilelements 44 im Bereich
der Resonanzfrequenz des aus Ventilelement 44 und Piezoaktor 58 bestehenden
Systems liegt. Obwohl, wie aus 3 ersichtlich
ist, die Bestromung des Piezoaktors 58 zwischen den einzelnen
Stromimpulsen null ist, schließt
das Ventilelement 44 aufgrund der Trägheit des Piezoaktors 58 nicht,
sondern führt
insgesamt nur eine Schwingbewegung in seiner Öffnungslage durch.
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Da
aufgrund der Schwingbewegung des Ventilelements 44 während der Öffnungsdauer
des Ventilelements 44 der zur Verfügung stehende Querschnitt zwischen
der Ventilfläche 46 und
der Ventilsitzfläche 48 etwas
geringer ist als ohne diese Schwingbewegung, muss die Ventilöffnungszeit
jedoch etwas verlängert
werden, um die gleiche Kraftstoffmenge durch das Kraftstoff-Einspritzventil 30 einspritzen
zu können.
Das Ende der Einspritzdauer ohne Schwingungen des Ventilelements 44 ist
in den 4 und 5 durch eine gestrichelte Linie
dargestellt, welche das Bezugszeichen 86 trägt. Das
Ende der Einspritzdauer mit den hochfrequenten Schwingungen des
Ventilelements 44 ist durch eine durchgezogene Linie 88 dargestellt.
Die Menge des eingespritzten Kraftstoffs ist in 5 durch
eine horizontale Linie 90 dargestellt. Der Verlauf der
vom Kraftstoff-Einspritzventil 30 in den Brennraum 32 eingespritzten
Kraftstoffmenge ist linear, wie aus 5 ersichtlich
ist. Bei vorhandener Schwingungsüberlagerung
am Ventilelement 44 ist der Verlauf etwas flacher (Bezugszeichen 89)
als in jenem Fall, in dem dem Ventilelement 44 keine hochfrequente
Schwingung aufgezwungen wird (Bezugszeichen 91).
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Die
durchschnittliche, für
die Öffnung
des Ventilelements 44 erforderliche Stromstärke ist
in 3 strichpunktiert dargestellt und trägt das Bezugszeichen 92.
Wie aus 3 ersichtlich ist, ist diese
ungefähr
halb so hoch wie die ohne die Schwingungserzeugung des Ventilelements 44 erforderliche Stromstärke. Für ein Offenhalten
des Kraftstoff-Einspritzventils 30 ist somit insgesamt
weniger Strom erforderlich.
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Wenn
die gewünschte
Kraftstoffmenge eingespritzt ist, wird die Bestromung des Piezoaktors 58 vom
Steuer- und Regelgerät 34 beendet.
Dies ist 3 mit dem Bezugszeichen 94 gekennzeichnet. Die
entsprechende Schließbewegung
des Ventilelements 44, bei welcher sich die Ventildichtfläche 46 wieder
der Ventilsitzfläche 48 nähert, bis
sie an dieser anliegt, trägt
in 4 das Bezugszeichen 96. Die maximale,
für eine
Erzeugung von Schwingungen des Ventilelements 44 zur Verfügung stehende
Zeitdauer trägt
in 4 das Bezugszeichen 98. Sie ist etwas
kürzer
als die Öffnungsdauer
des Ventilelements 44, da zu Beginn der Öffnung des
Ventilelements 44 gewartet werden muss, bis sich dieses
in seiner geöffneten
Endstellung befindet. Hierdurch soll verhindert werden, dass das Öffnen des
Ventilelements 44 verschleppt wird.
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Durch
die Erzeugung der hochfrequenten Schwingungen am Ventilelement 44 wird
auch die zwischen der Ventildichtfläche 46 und der Ventilsitzfläche 48 vorhandene
Flüssigkeitssäule zu Schwingungen
angeregt. Diese Schwingungen werden hierdurch an den Bereich der
Austrittsöffnungen 50 übertragen.
Die Erzeugung von Schwingungen am Ventilelement 44 eines
Kraftstoff-Einspritzventils 30 kann dabei
grundsätzlich
auf zwei unterschiedliche Arten eingesetzt werden: Entweder können solche
Schwingungen regelmäßig bei
Einspritzungen eines Kraftstoff-Einspritzventils 30 erzeugt
werden, so dass verhindert wird, dass sich im Bereich der Austrittsöffnungen 50 oder
in diesen selbst Ablagerungen überhaupt
bilden können.
Alternativ hierzu ist es aber auch möglich, dass die Schwingungen
am Ventilelement 44 in größeren zeitlichen Abständen erzeugt werden,
so dass bereits vorhandene Ablagerungen in den Austrittsöffnungen 50 oder
um diese herum gelöst
werden. Dabei ist es auf folgende Art und Weise möglich, das
Vorhandensein von Ablagerungen zu detektieren:
Bei der Brennkraftmaschine 10 ist
standardmäßig eine
sogenannte Zylindergleichstellung vorhanden. Dies bedeutet, dass
Drehmomentunterschiede der einzelnen Zylinder 33a, 33b bzw. 33c der
Brennkraftmaschine 10 aufgrund unterschiedlicher Verbrennung
in den ihnen zugeordneten Brennräumen 32a, 32b bzw. 32c erkannt
werden können.
Wird nun festgestellt, dass das Drehmoment beispielsweise des Zylinders 33a von
dem des Zylinders 33b mehr als zulässig abweicht, kann dies daher
rühren,
dass der Querschnitt der Austrittsöffnungen 50 des Kraftstoff-Einspritzventils 30a des
Zylinders 33a aufgrund von Ablagerungen verengt ist, so
dass in den entsprechenden Brennraum 32a weniger Kraftstoff
gelangt.
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Daher
werden die Ventilelemente 44 des entsprechenden Kraftstoff-Einspritzventils 30a vom Steuer-
und Regelgerät 34 in
diesem Fall mit der oben beschriebenen hochfrequenten Schwingung beaufschlagt.
Diese Beaufschlagung erfolgt über eine
Zeitdauer, welche mehrere Einspritzungen der Kraftstoff-Einspritzventile 30a und 30b umfasst.
Nach dem Ende dieser Zeitdauer wird die Beaufschlagung der Ventilelemente 44 mit
hochfrequenten Schwingungen beendet und es werden nochmals die Drehmomente
der besagten Zylinder 33a und 33b verglichen.
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Wenn
die Abweichung nun in einem zulässigen
Bereich liegt, bedeutet dies, dass vorhandene Ablagerungen im Bereich
der Austrittsöffnungen 50 abgelöst worden
sind. Andernfalls ist es möglich, dass
noch nicht alle Ablagerungen entfernt wurden. Daher wird dann nochmals
für eine
bestimmte Zeitdauer, welche wiederum mehrere Einspritzungen umfasst,
das Ventilelement 44 der Kraftstoff-Einspritzventile 30a und 30b mit
der hochfrequenten Schwingung beaufschlagt (die Beaufschlagung erfolgt
natürlich
jeweils nur während
der Öffnungsphasen
der Kraftstoff-Einspritzventile). Anschließend werden wieder die Drehmomente
der Zylinder 33a und 33b verglichen und festgestellt,
ob die Abweichung der Drehmomente nun innerhalb der zulässigen Grenzen
liegt. Dieser Vorgang wird mehrmals wiederholt.
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Die
Anzahl der Durchläufe
ist jedoch auf einen maximalen Wert begrenzt. Wird dieser erreicht und/oder überschritten,
kann davon ausgegangen werden, dass entweder die Ablagerungen durch
die hochfrequenten Schwingungen des Ventilelements 44 nicht
gelöst
werden können,
oder dass die Drehmomentunterschiede zwischen den Zylindern 33a und 33b eine
andere Ursache haben. In diesem Fall wird vom Steuer- und Regelgerät 34 eine
Fehlermeldung ausgegeben, was beispielsweise zum Aufleuchten eines
Warnlichts am Armaturenbrett eines Kraftfahrzeugs führt, in
das die Brennkraftmaschine 10 eingebaut ist. Außerdem erfolgt
ein Eintrag in einen Fehlerspeicher im Steuer- und Regelgerät 34, welcher
im Wartungsfall beispielsweise von einem Diagnosegerät ausgelesen
werden kann.