DE102005036956A1 - Kalibrierung eines Einspritzventils im Betrieb - Google Patents

Kalibrierung eines Einspritzventils im Betrieb Download PDF

Info

Publication number
DE102005036956A1
DE102005036956A1 DE200510036956 DE102005036956A DE102005036956A1 DE 102005036956 A1 DE102005036956 A1 DE 102005036956A1 DE 200510036956 DE200510036956 DE 200510036956 DE 102005036956 A DE102005036956 A DE 102005036956A DE 102005036956 A1 DE102005036956 A1 DE 102005036956A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
piezoelectric actuator
injection valve
internal combustion
combustion engine
voltage
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.)
Ceased
Application number
DE200510036956
Other languages
English (en)
Inventor
Marco Vorbach
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 DE200510036956 priority Critical patent/DE102005036956A1/de
Publication of DE102005036956A1 publication Critical patent/DE102005036956A1/de
Ceased 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
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1446Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being exhaust temperatures
    • 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
    • F02D41/24Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/2406Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
    • F02D41/2425Particular ways of programming the data
    • F02D41/2429Methods of calibrating or learning
    • F02D41/2451Methods of calibrating or learning characterised by what is learned or calibrated
    • F02D41/2464Characteristics of actuators
    • F02D41/2467Characteristics of actuators for injectors
    • F02D41/247Behaviour for small quantities
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/168Assembling; Disassembling; Manufacturing; Adjusting
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M65/00Testing fuel-injection apparatus, e.g. testing injection timing ; Cleaning of fuel-injection apparatus
    • 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
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/12Introducing corrections for particular operating conditions for deceleration
    • F02D41/123Introducing corrections for particular operating conditions for deceleration the fuel injection being cut-off
    • 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
    • F02D41/24Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/2406Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
    • F02D41/2425Particular ways of programming the data
    • F02D41/2429Methods of calibrating or learning
    • F02D41/2438Active learning methods
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M51/00Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
    • F02M51/06Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
    • F02M51/0603Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using piezoelectric or magnetostrictive operating means

Landscapes

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

Abstract

Bei einem Verfahren zum Kalibrieren eines Einspritzventils (9) insbesondere einer Einspritzanlage einer Brennkraftmaschine mit einer Abgasanlage (7), wobei das Einspritzventil (9) einen piezoelektrischen Aktor (20) umfasst, der mit einer Ventilnadel (17) verbunden ist und an den piezoelektrischen Aktor (20) eine elektrische Spannung (U) angelegt wird, die zu einer Längenausdehnung bzw. Verkürzung (x) des piezoelektrischen Aktors (20) führt, wobei der piezoelektrische Aktor (20) eine Nullpunktladung (Q_0), bei deren Überschreiten das Einspritzventil (9) öffnet und eine Referenzpunktladung (Q_R), bei der das Einspritzventil (9) einen definierten Öffnungshub (H_R) einnimmt, aufweist, werden individuelle Einlauf- und Alterungseffekte der Einspritzventile berücksichtigt, indem im Betrieb der Brennkraftmaschine die Spannung (U) an dem piezoelelektrischen Aktor (20) zur Ermittlung der Nullpunktladung (Q_0) in einer Betriebsart der Brennkraftmaschine, bei der eingespritzter Kraftstoff unverbrannt in die Abgasanlage (7) ausgestoßen wird, erhöht wird und eine Öffnung des Einspritzventils (9) erkannt wird, wenn eine Nachverbrennung des eingespritzten Kraftstoffes in der Abgasanlage (7) auftritt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kalibrieren eines Einspritzventils insbesondere einer Einspritzanlage einer Brennkraftmaschine.
  • Piezo-getriebene Einspritzventile für direkteinspritzende Ottomotoren werden derzeit bei der Herstellung hinsichtlich ihres Nadelhubverhaltens geprüft. Die ermittelten Kennwerte "Nullpunktladung" und "Referenzhubladung" werden auf dem Einspritzventil in kodierter Form aufgebracht und dienen dem Motorsteuergerät als Basisdaten zur Steuerung der Einspritzmenge. Durch dieses Vorgehen können die technisch bedingt sehr großen Fertigungstoleranzen von Piezo-Aktoren deutlich reduziert werden.
  • Probleme des Standes der Technik
  • Nach Einbau der Einspritzventile in der Brennkraftmaschine und anfänglicher Basiskodierung des Steuergeräts kann das weitere Verhalten der Nadelhubkennlinie nur über (Rechen-) Modelle abgebildet werden, welche immer nur den Mittelwert einer Veränderung vorhersagen können. Dies führt jedoch durch individuelle Einlauf- und Alterungseffekte der Einspritzventile zu einer über die Laufzeit zunehmenden Abweichung einzelner Exemplare von der vorgegebenen Nadelhubkennlinie.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Kalibrierung anzugeben, das individuelle Einlauf- und Alterungseffekte der Einspritzventile berücksichtigt.
  • Vorteil der Erfindung
  • Dieses Problem wird gelöst durch ein Verfahren zum Kalibrieren eines Einspritzventils insbesondere einer Einspritzanlage einer Brennkraftmaschine mit einer Abgasanlage, wobei das Einspritzventil einen piezoelektrischen Aktor umfasst, der mit einer Ventilnadel verbunden ist und an den piezoelektrischen Aktor eine elektrische Spannung angelegt wird, die zu einer Längenausdehnung bzw. Verkürzung des piezoelektrischen Aktors führt, wobei der piezoelektrischen Aktor eine Nullpunktladung, bei deren Überschreiten das Einspritzventil öffnet und eine Referenzpunktladung, bei der das Einspritzventil einen definierten Öffnungshub einnimmt, aufweist, wobei im Betrieb der Brennkraftmaschine die Spannung an dem piezoelektrischen Aktor zur Ermittlung der Nullpunktladung in einer Betriebsart der Brennkraftmaschine, bei der eingespritzter Kraftstoff unverbrannt in die Abgasanlage ausgestoßen wird, erhöht wird und eine Öffnung des Einspritzventils erkannt wird wenn eine Nachverbrennung der eingespritzten Kraftstoffes in der Abgasanlage auftritt. Die Abgasanlage umfasst vorzugsweise einen Katalysator sowie mindestens einen Abgastemperatursensor. Vorzugsweise sind je ein Abgastemperatursensor stromauf und stromab des Katalysators angeordnet. Die Nullpunktladung ist die Ladung des piezoelektrischen Aktors (und natürlich eine zugehörige anliegende Spannung), bei der das Einspritzventil gerade noch geschlossen ist. Wird eine höhere Ladung eingebracht, öffnet das Einspritzventil. Die Referenzpunktladung ist eine Ladung und eine zugehörige anliegende Spannung, bei der der Öffnungshub des Einspritzventils einen definierten bekannten Wert hat. Dieser Wert wird im Rahmen der Herstellung des Einspritzventils bestimmt.
  • In einer Weiterbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass eine Nachverbrennung des eingespritzten Kraftstoffes bei einer Temperaturerhöhung des Abgases (also eine Erhöhung der Abgastemperatur) erkannt wird. Die Abgastemperatur wird vorzugsweise stromauf und stromab eines Katalysators gemessen und eine erfolgte Einspritzung wird vorzugsweise bei einer stromab höheren Temperatur erkannt. Alternativ kann mit einer einzigen Temperaturmessung, die dann vorzugsweise stromab des Katalysators stattfindet, und einer Zeitreihenmessung bei einer sich innerhalb kurzer Zeit erhöhenden Abgastemperatur auf eine erfolgte Einspritzung geschlossen werden. Dabei passiert unverbranntes Kraftstoff-Luftgemisch den Katalysator und wird dort verbrannt, sodass sich die Abgastemperatur mit einsetzender Verbrennung erhöht.
  • Die Nullpunktladung wird vorzugsweise aus dem letzten Spannungswert, bei dem noch keine Einspritzung erkannt wurde, bestimmt. Dazu wird der Spannungswert z.B. im Steuergerät zwischengespeichert. Vorzugsweise wird die Nullpunktladung im Schubbetrieb der Brennkraftmaschine ermittelt, da hier ein Betrieb ohne Verbrennung vorliegt.
  • Das Eingangs genannte Problem wird auch gelöst durch ein Verfahren zum Kalibrieren eines Einspritzventils insbesondere einer Einspritzanlage einer Brennkraftmaschine mit einer Abgasanlage, wobei das Einspritzventil einen piezoelektrischen Aktor umfasst, der mit einer Ventilnadel verbunden ist und an den piezoelektrischen Aktor eine elektrische Spannung angelegt wird, die zu einer Längenausdehnung bzw. Verkürzung des piezoelektrischen Aktors führt, wobei der piezoelektrischen Aktor eine Nullpunktladung, bei deren Überschreiten das Einspritzventil öffnet und eine Referenzpunktladung, bei der das Einspritzventil einen definierten Öffnungshub einnimmt, aufweist, bei dem zur Bestimmung einer Referenzpunktladung aus Öffnungshub und Öffnungsdauer des Einspritzventils eine eingespritzte Kraftstoffmenge und aus der eingespritzten Kraftstoffmenge und dem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine ein Sollmoment ermittelt wird und das Sollmoment mit dem Istmoment verglichen wird, wobei der Öffnungshub des Einspritzventils so verändert wird, dass das Istmoment das Sollmoment erreicht und die Referenzpunktladung aus der bei Gleichheit von Istmoment und Sollmoment anliegenden Spannung an dem piezoelektrischen Aktor bestimmt wird.
  • Vorzugsweise wird der Öffnungshub und die Öffnungsdauer des Einspritzventils aus der an dem piezoelektrischen Aktor anliegenden Spannung ermittelt. Das Istmoment kann durch einen Momentensensor ermittelt werden oder aus der Drehzahl und/oder dem Drehzahlgradienten der Brennkraftmaschine ermittelt werden.
  • Das Eingangs genannte Problem wird auch gelöst durch ein Steuergerät mit einer Einrichtung zum Kalibrieren eines Einspritzventils insbesondere einer Einspritzanlage einer Brennkraftmaschine mit einer Abgasanlage, wobei das Einspritzventil einen piezoelektrischen Aktor umfasst, der mit einer Ventilnadel verbunden ist und an den piezoelektrischen Aktor eine elektrische Spannung angelegt werden kann, die zu einer Längenausdehnung bzw. Verkürzung des piezoelektrischen Aktors führt, wobei der piezoelektrischen Aktor eine Nullpunktladung, bei deren Überschreiten das Einspritzventil öffnet und eine Referenzpunktladung, bei der das Einspritzventil einen definierten Öffnungshub einnimmt, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass im Betrieb der Brennkraftmaschine die Spannung an dem piezoelektrischen Aktor zur Ermittlung der Nullpunktladung in einer Betriebsart der Brennkraftmaschine, bei der eingespritzter Kraftstoff unverbrannt in die Abgasanlage ausgestoßen wird, erhöht werden kann und eine Öffnung des Einspritzventils erkannt wird wenn eine Nachverbrennung der eingespritzten Kraftstoffes in der Abgasanlage auftritt.
  • Zeichnungen
  • Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
  • 1 eine Skizze eines Zylinders einer Brennkraftmaschine;
  • 2 eine schematische Darstellung einer Kraftstoffeinspritzanlage eines Kraftfahrzeugs mit einem einen piezoelektrischen Aktor aufweisenden Einspritzventil;
  • 3 ein Diagramm Ladung-Nadelhub zur Bestimmung der Nullpunktladung;
  • 4 ein Diagramm Ladung-Nadelhub zur Bestimmung der Referenzpunktladung;
  • 5 ein Ablaufdiagramm zur Bestimmung der Nullpunktladung;
  • 6 ein Ablaufdiagramm zur Bestimmung der Referenzpunktladung.
  • 1 zeigt skizzenhaft einen Zylinder einer Brennkraftmaschine, dabei kann es sich um ein direkteinspritzenden Ottomotor oder einen Dieselmotor handeln. Ein Kolben 1 ist in einem Zylinder 2 hin- und herbeweglich gelagert und ist mit einer Pleuelstange 3 mit einer nicht näher dargestellten Kugelwelle verbunden. Kolben 1 und Zylinder 2 bilden oberhalb des Kolbens 1 einen Brennraum 4. Ein Einlass 5 mit einem Einlassventil 6 sowie eine Abgasanlage 7 (Auspuff) mit einem Auslassventil 8 dienen bekannter Art und Weise dem Gaswechsel. Eine Einspritzdüse 9, mit einem anhand der 2 dargestellten piezoelektrischen Einspritzventil ist mit einem Hochdruckrail 10, das von einer nicht dargestellten Hockdruckpumpe mit Kraftstoff ver sorgt wird, verbunden. Bei einem Ottomotor dient eine Zündkerze 10 der Zündung des Kraftstoff-Luftgemisches, dass in den Brennraum 4 eingebracht wird. In der Abgasanlage 7 ist ein an sich bekannter Katalysator 12 angeordnet. Stromauf des Katalysators 12 ist ein erster Temperatursensor 13, stromab des Katalysators 12 ist ein zweiter Temperatursensor 14 angeordnet. Im Ansaugtrakt ist eine Drosselklappe 15 angeordnet, mit deren Hilfe die Luftmängel zugemessen werden. Zu den elektrischen Komponenten, so die Steuerung der Drosselklappe, die Steuerung des Einspritzventils 9, die Steuerung der Zündkerze 11 sowie die beiden Temperatursensoren 13 und 14 sind mit einem Steuergerät 16 verbunden, das sämtliche Messwerte erfasst und die aktiven Elemente elektrisch ansteuert. Eine Lambdasonde 21 dient der Ermittlung Sauerstoffanteils- eben Abgas.
  • In der 2 ist eine Kraftstoffeinspritzanlage eines Kraftfahrzeugs dargestellt, die ein Steuergerät 19 und ein Einspritzventil 9 aufweist. Das Einspritzventil 9 ist mit einem piezoelektrischen Aktor 16 versehen, der von dem Steuergerät 19 angesteuert wird. Weiterhin weist das Einspritzventil 9 eine Ventilnadel 17 auf, die auf einem Ventilsitz 18 im Inneren des Gehäuses des Einspritzventils 9 aufsitzen kann.
  • Ist die Ventilnadel 17 von dem Ventilsitz abgehoben, so ist das Einspritzventil 9 geöffnet und es wird Kraftstoff eingespritzt. Dieser Zustand ist in der 1 dargestellt. Sitzt die Ventilnadel 17 auf dem Ventilsitz 18 auf, so ist das Einspritzventil 9 geschlossen. Der Übergang von dem geschlossenen in den geöffneten Zustand wird mit Hilfe des piezoelektrischen Aktors 20 bewirkt. Hierzu wird eine elektrische Spannung an den Aktor 16 angelegt, die eine Längenänderung eines Piezostapels hervorruft, die ihrerseits zum Öffnen bzw. Schließen des Einspritzventils 9 ausgenutzt wird.
  • Durch das nachfolgend dargestellte Verfahren lässt sich im laufenden Motorbetrieb eine Rekalibrierung der injektorspezifischen Kennwerte Referenzhubladung und Nullpunktladung erreichen. Hierzu werden, wie in 1 dargestellt, zwei Temperatursensoren sowie eine zylinderindividuelle Momentenmessung verwendet.
  • Die Bestimmung der Nullpunktladung Q_0 sowie einer Referenzladung Q_R wird anhand der 3 und 4 erläutert. In 3 dargestellt ist ein Nadelhub NH über einer Ladung Q des piezoelektrischen Aktors. Der piezoelektrische Aktor kann idealisiert als Kondensator aufgefasst werden, wobei dessen Ladung ein Maß für den Nadelhub ist. Die Ladung hängt von der angelegten Spannung bzw. einem dadurch hervorgerufenen Verschiebestrom ab. Bei einem Nadelhub von 0, bei einem geschlossenen Einspritzventil also, ist die sog. Nullpunktladung Q_0 aufzubringen. Im Beispiel der 3 ist willkürlich hier ein Wert von 0,2 gewählt. Der Referenzhub NH_R, hier willkürlich gewählt 30, ist eine für das Steuergerät und dessen Regelkreislauf sehr wichtige Referenzgröße, beispielsweise für das voll geöffnete Einspritzventil. Der Referenzhub NH_R stellt sich bei einer Referenzladung Q_R ein. Allerdings können auch beliebig andere Zwischenstellungen als Referenzhub gewählt werden, hier ist nur von Bedeutung, dass dieser Hub für das Steuergerät eine bekannte Größe darstellt.
  • In 4 sind neben einem Norm-Nadelhub NH_N, wie er in 3 dargestellt ist, ein Nadelhub bei einer veränderten Steifigkeit NH_S und ein Nadelhub bei einem gealterten Aktor NH_A jeweils über der Aktorladung Q dargestellt. Der Nadelhub NH_A des gealterten Aktors ist mit Rechtecken gekennzeichnet, der Nadelhub NH_S bei einer Änderung der Steifigkeit ist mit Dreiecken gekennzeichnet, der Norm-Nadelhub NH_N liegt zwischen diesen beiden Kurven und ist mit Rauten gekennzeichnet. Eine Änderung der Steifigkeit kann z.B. durch Einlaufen an den Kontaktstellen der Ventilnadel 17 und des Ventilsitzes 18 bzw. der Aufhängung des Aktors 16 in dem Ventilgehäuse hervorgerufen werden.
  • Durch die Momentenmessung wird das abgegebene Drehmoment jedes Zylinders erfasst. Dies geschieht am besten in einem homogenen Arbeitspunkt des Motors, da hier im allgemeinen eine Einfacheinspritzung gefahren wird. Durch Vergleich des gemessenen Moments mit dem Sollmoment lässt sich unter Berücksichtigung der bekannten Einspritzzeit das Verhältnis zwischen tatsächlichem Nadelhub und Sollhub bestimmen. Durch eine Anpassung der Aktorladung wird der tatsächliche Nadelhub mit dem Sollhub in Deckung gebracht. Die eingestellte Aktorladung stellt die neu ermittelte Referenzpunktladung dar. Die Aktorladung wird durch die an dem piezoelektrischen Aktor anliegende Spannung bestimmt.
  • Zur Bestimmung der Nullpunktladung wird ein Schubbetrieb des Fahrzeugs gewählt, d.h. ein Betriebspunkt, in dem keine Verbrennung (und keine Einspritzung von Kraftstoff) stattfindet. Durch eine zunehmende Erhöhung der Aktorladung ausgehend von Q=0·mC wird der Aktorhub erhöht. Dabei ist Q die elektrische Ladungsmenge, C die Kapazität des Aktors und mC die Maßeinheit Micro-Coulomb. Dies wird zunächst nur in interne Bewegungen umgesetzt, ein Abheben der Nadel kommt noch nicht zustande. Die Nullpunktladung ist dann überschritten, wenn erstmals Kraftstoff abgesetzt, sprich eingespritzt, wird. Die eingespritzte Kraftstoffmenge ist nicht zündfähig, daher kann sie nicht über einen Momentenanstieg detektiert werden. Stattdessen werden die Temperaturen vor und nach dem Katalysator erfasst. Trifft die abgesetzte Kraftstoffmenge auf den Katalysator, so kommt es zu einer exothermen Reaktion. Dadurch steigt die Temperatur des Abgases stromab des Katalysators an. Dies ist beispielhaft in 3 dargestellt. Diese kann durch Vergleich beider Temperaturmessungen detektiert werden. Die letzte Ladung, bei der noch keine Temperaturerhöhung festgestellt wurde, stellt die neue Nullpunktladung dar.
  • Alternativ kann einer der beiden Temperatursensoren entfallen. In diesem Fall muss der Temperaturverlauf über der Zeit nach dem Katalysator erfasst und interpretiert werden. Dazu kann beispielsweise der kurzfristige Temperaturgradient herangezogen werden.
  • 5 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Bestimmung der Nullpunktladung, entsprechend zeigt 6 ein Ablaufdiagramm zur Bestimmung der Referenzpunktladung. Die Bestimmung der Nullpunktladung gemäß 5 erfolgt im Schubbetrieb. Befindet sich die Brennkraftmaschine im Schubbetrieb, so wird in einem Schritt 101 eine geringe Spannung U_0 an den piezoelektrischen Aktor 20 gelegt. Die zu der Spannung U_0 gehörende Ladung Q des piezoelektrischen Aktors 20 wird von dem Steuergerät abgespeichert. Sodann wird in Schritt 102 eine erste Temperatur, beispielsweise die Temperatur der Temperatursonde 13, und in einem Schritt 103 eine zweite Temperatur, beispielsweise die Temperatur der Temperatursonde 14, gemessen. Beide Schritte können selbstverständlich auch ausgetauscht werden. Ist nur ein Temperatursensor vorhanden, so werden die Temperaturen zeitlich versetzt mit dem gleichen Temperatursensor aufgenommen. In Schritt 104 wird nun geprüft, ob die Temperaturdifferenz Delta_Temp zwischen beiden Temperaturen, sprich der ersten Temperatur und der zweiten Temperatur, größer als null ist. Ist dies nicht der Fall, dies ist in 5 mit dem Buchstaben N gekennzeichnet, so wird Schritt 105 die an den piezoelektrischen Aktor 20 angelegte Spannung U um einen Wert Delta_U vergrößert, so dass nunmehr eine größere Ladung aufgebracht wird. Sodann werden in einer Schleife die Schritte 102, 103 und 104 wieder durchlaufen. War der Temperaturunterschied Delta_Temp in Schritt 104 größer null, so hat der vorhergehende Ladungswert Q gerade noch nicht gereicht, um das Einspritzventil 9 zu öffnen. Es wird also der aus dem letzten Schleifendurchlauf ermittelte Wert Q als neue Nullpunktladung gewählt, Q_0 = Q (U – delta_U). Dazu kann auch der Wert Q vor Erhöhung der an dem piezoelektrischen Aktor 20 angelegten Spannung in Schritt 105 beispielsweise in einer Speicherzelle des Steuergerätes abgelegt werden und in Schritt 106 wieder ausgelesen werden.
  • 6 zeigt den Teil des Verfahrens, der zur Bestimmung der Referenzpunktladung Q_R dient. Beginnend mit einem Schritt 201 wird hier zunächst ein Ist-Moment M_Ist bestimmt. Dies kann z.B. durch einen Momentensensor im Antriebsstrang der Brennkraftmaschine oder mittelbar z.B. über die Drehzahl, den eingelegten Gang und weitere Betriebsbedingungen, erfolgen. In einem Schritt 202 wird sodann ein Soll-Moment für die aktuellen Betriebsbedingungen ermittelt. Das Soll-Moment wird mit Hilfe der bisherigen Referenzpunktladung aus der eingespritzten Kraftstoffmenge und weiteren Betriebsbedingungen wie Last, Drehzahl und dergleichen Parameter der Brennkraftmaschine bestimmt. Die eingespritzte Kraftstoffmenge ist abhängig vom Raildruck, dem Öffnungshub und der Öffnungsdauer des Einspritzventils. Im Schritt 203 wird nun geprüft, ob das Ist-Moment M_Ist dem Soll-Moment M_Soll entspricht. Ist dies nicht der Fall, so wird in Schritt 204 geprüft, ob das Ist-Moment M_Ist größer als das Soll-Moment M_Soll ist. Ist dies Fall, dies ist im Schritt 204 mit dem Buchstaben J gekennzeichnet, so wird in Schritt 205 die Spannung U an den piezoelektrischen Aktor 20 um einen Wert delta_U verringert. Ist das Ist-Moment M_Ist kleiner als das Soll-Moment M_Soll, wird die Abfrage in Schritt 204 also mit Nein (N) beantwortet, so wird in Schritt 206 die an den piezoelektrischen Aktor anliegende Spannung U um einen Wert delta_U vergrößert. Durch die Veränderung der anliegenden Spannung wird die Einspritzmenge durch einen geänderten Ventilhub verändert.
  • Sodann wird die genannte Schleife bestehend aus den Schritten 201, 202 und 203 erneut durchlaufen. Wird in Schritt 203 festgestellt, dass das Ist-Moment M_Ist gleich dem Soll-Moment M_Soll ist, so ist die aufgebrachte Ladung Q die Referenzpunktladung Q_R. Diese wird in Schritt 207 durch das Steuergerät abgespeichert.

Claims (10)

  1. Verfahren zum Kalibrieren eines Einspritzventils (9) insbesondere einer Einspritzanlage einer Brennkraftmaschine mit einer Abgasanlage (7), wobei das Einspritzventil (9) einen piezoelektrischen Aktor (20) umfasst, der mit einer Ventilnadel (17) verbunden ist und an den piezoelektrischen Aktor (20) eine elektrische Spannung (U) angelegt wird, die zu einer Längenausdehnung bzw. Verkürzung (x) des piezoelektrischen Aktors (20) führt, wobei der piezoelektrischen Aktor (20) eine Nullpunktladung (Q_0), bei deren Überschreiten das Einspritzventil (9) öffnet und eine Referenzpunktladung (Q_R), bei der das Einspritzventil (9) einen definierten Öffnungshub (H_R) einnimmt, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass im Betrieb der Brennkraftmaschine die Spannung (U) an dem piezoelektrischen Aktor (20) zur Ermittlung der Nullpunktladung (Q_0) in einer Betriebsart der Brennkraftmaschine, bei der eingespritzter Kraftstoff unverbrannt in die Abgasanlage (7) ausgestoßen wird, erhöht wird und eine Öffnung des Einspritzventils (9) erkannt wird wenn eine Nachverbrennung der eingespritzten Kraftstoffes in der Abgasanlage (7) auftritt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Nachverbrennung des eingespritzten Kraftstoffes bei einer Temperaturerhöhung des Abgases erkannt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgastemperatur stromauf und stromab eines Katalysators gemessen wird und eine erfolgte Einspritzung bei einer stromab höheren Temperatur erkannt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nullpunktladung aus dem letzten Span nungswert, bei dem noch keine Einspritzung erkannt wurde, bestimmt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nullpunktladung im Schubbetrieb der Brennkraftmaschine ermittelt wird.
  6. Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung einer Referenzpunktladung aus Öffnungshub und Öffnungsdauer des Einspritzventils eine eingespritzte Kraftstoffmenge und aus der eingespritzten Kraftstoffmenge und dem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine ein Sollmoment ermittelt wird und das Sollmoment mit dem Istmoment verglichen wird, wobei der Öffnungshub des Einspritzventils so verändert wird, dass das Istmoment das Sollmoment erreicht und die Referenzpunktladung aus der bei Gleichheit von Istmoment und Sollmoment anliegenden Spannung (U) an dem piezoelektrischen Aktor bestimmt wird.
  7. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungshub und Öffnungsdauer des Einspritzventils aus der an dem piezoelektrischen Aktor (20) anliegenden Spannung ermittelt wird.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Istmoment durch einen Momentensensor ermittelt wird.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Istmoment aus der Drehzahl und/oder dem Drehzahlgradienten der Brennkraftmaschine ermittelt wird.
  10. Steuergerät mit einer Einrichtung zum Kalibrieren eines Einspritzventils (9) insbesondere einer Einspritzanlage einer Brennkraftmaschine mit einer Abgasanlage (7), wobei das Einspritzventil (9) einen piezoelektrischen Aktor (20) umfasst, der mit einer Ventilnadel (17) verbunden ist und an den piezoelektrischen Aktor (20) eine elektrische Spannung (U) angelegt werden kann, die zu einer Längenausdehnung bzw. Verkürzung (x) des piezoelektrischen Aktors (20) führt, wobei der piezoelektrischen Aktor (20) eine Nullpunktladung (Q_0), bei deren Überschreiten das Einspritzventil (9) öffnet und eine Referenzpunktladung (Q_R), bei der das Einspritzventil (9) einen definierten Öffnungshub (H_R) einnimmt, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass im Betrieb der Brennkraftmaschine die Spannung (U) an dem piezoelektrischen Aktor (20) zur Ermittlung der Nullpunktladung (Q_0) in einer Betriebsart der Brennkraftmaschine, bei der eingespritzter Kraftstoff unverbrannt in die Abgasanlage (7) ausgestoßen wird, erhöht werden kann und eine Öffnung des Einspritzventils (9) erkannt wird wenn eine Nachverbrennung der eingespritzten Kraftstoffes in der Abgasanlage (7) auftritt.
DE200510036956 2005-08-05 2005-08-05 Kalibrierung eines Einspritzventils im Betrieb Ceased DE102005036956A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200510036956 DE102005036956A1 (de) 2005-08-05 2005-08-05 Kalibrierung eines Einspritzventils im Betrieb

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200510036956 DE102005036956A1 (de) 2005-08-05 2005-08-05 Kalibrierung eines Einspritzventils im Betrieb

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102005036956A1 true DE102005036956A1 (de) 2007-02-08

Family

ID=37670027

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200510036956 Ceased DE102005036956A1 (de) 2005-08-05 2005-08-05 Kalibrierung eines Einspritzventils im Betrieb

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102005036956A1 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011119089A1 (en) * 2010-03-23 2011-09-29 Scania Cv Ab (Publ) Method for determining a relationship between the operating time for an injector of a cylinder in a combustion engine and the amount of fuel injected by the injector
WO2011119090A1 (en) * 2010-03-23 2011-09-29 Scania Cv Ab (Publ) Method for adaption of a mass flow sensor
WO2012139851A1 (de) * 2011-04-14 2012-10-18 Robert Bosch Gmbh Verfahren und vorrichtung zum betreiben eines piezoaktors
DE102019200655A1 (de) * 2019-01-18 2020-07-23 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Verfahren zum Betreiben eines Piezo-Aktuators und Piezo-Aktuator

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011119089A1 (en) * 2010-03-23 2011-09-29 Scania Cv Ab (Publ) Method for determining a relationship between the operating time for an injector of a cylinder in a combustion engine and the amount of fuel injected by the injector
WO2011119090A1 (en) * 2010-03-23 2011-09-29 Scania Cv Ab (Publ) Method for adaption of a mass flow sensor
WO2012139851A1 (de) * 2011-04-14 2012-10-18 Robert Bosch Gmbh Verfahren und vorrichtung zum betreiben eines piezoaktors
CN103492695A (zh) * 2011-04-14 2014-01-01 罗伯特·博世有限公司 用于运行压电致动器的方法和设备
US20140125257A1 (en) * 2011-04-14 2014-05-08 Guido Porten Method and device for operating a piezoelectric actuator
US9438137B2 (en) 2011-04-14 2016-09-06 Robert Bosch Gmbh Method and device for operating a piezoelectric actuator
DE102011007359B4 (de) 2011-04-14 2019-08-01 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Piezoaktors
DE102019200655A1 (de) * 2019-01-18 2020-07-23 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Verfahren zum Betreiben eines Piezo-Aktuators und Piezo-Aktuator
DE102019200655B4 (de) * 2019-01-18 2020-09-10 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Verfahren zum Betreiben eines Piezo-Aktuators und Piezo-Aktuator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102009033957B4 (de) Verfahren zum Steuern des Verbrennungsgeräuschs in einem Motor mit Kompressionszündung
EP1716330B1 (de) Verfahren zur gleichstellung der einspritzmengenunterschiede zwischen den zylindern einer brennkraftmaschine
EP1945934A1 (de) Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine
EP1716331B1 (de) Verfahren zur zylindergleichstellung bezüglich der kraftstoff-einspritzmengen bei einer brennkraftmaschine
DE112015001485T5 (de) Vorrichtung zum Steuern der Kraftstoffeinspritzung
DE3204918A1 (de) Verfahren und system zum steuern des einlassdruckes bei einem verbrennungsmotor
DE102006009920A1 (de) Bestimmung zylinderindividueller Korrekturwerte der Einspritzmenge einer Brennkraftmaschine
DE102006019894B3 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE102011006752B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines variablen Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine
WO2012016763A2 (de) Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine mit mehreren brennräumen und brennkraftmaschine mit mehreren brennräumen
DE102005036956A1 (de) Kalibrierung eines Einspritzventils im Betrieb
DE19727866C2 (de) Einrichtung zum Steuern einer Brennkraftmaschine
DE102011079436B3 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines variablen Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine
DE10311141B4 (de) Verfahren, Computerprogramm, Speichermedium und Steuer- und/oder Regelgerät zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, sowie Brennkraftmaschine insbesondere für ein Kraftfahrzeug
DE10303573B4 (de) Verfahren, Computerprogramm, Speichermedium und Steuer- und/oder Regelgerät zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, sowie Brennkraftmaschine insbesondere für ein Kraftfahrzeug
DE102008041746A1 (de) System zum Lernen einer Abweichung einer tatsächlichen Einspritzmenge von einer Solleinspritzmenge
DE19730973C2 (de) Verfahren zum Steuern einer Brennkraftmaschine
DE102012212195A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE19537381A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine
DE102017216942A1 (de) Verfahren zum Kalibrieren eines Kraft- oder Drucksensors
DE112016004781T5 (de) Vorrichtung zur Steuerung von Kraftstoffeinspritzung für einen Motor
DE102004047622B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Steuern einer Brennkraftmaschine
DE112017006251B4 (de) Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung
WO2006081905A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum steuern einer brennkraftmaschine
DE102004054372B3 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen eines Kraftstoffmassenstroms bei einer Brennkraftmaschine

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed

Effective date: 20120423

R016 Response to examination communication
R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final