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Stand der Technik
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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung
und eine Brennkraftmaschine nach den Oberbegriffen der nebengeordneten
Patentansprüche.
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Ein
Verfahren der eingangs genannten Art kommt beispielsweise bei Brennkraftmaschinen
mit einem Common Rail Kraftstoffsystem zum Einsatz. Das Common Rail,
oder kurz Rail genannt, ist eine gemeinsame Kraftstoff-Hochdruckleitung
für die
Versorgung der Zylinder mit Kraftstoff. An das Rail sind Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen,
auch Injektoren genannt, angeschlossen. Einspritzzeitpunkt und Einspritzdauer
der Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen werden pro Zylinder durch
ein Steuergerät
mittels eines Kennfelds abhängig
von einer Soll-Einspritzmenge und
von einem aktuellen Raildruck gesteuert. Vom Steuergerät werden
pro Kraftstoff-Einspritzvorrichtung Ansteuersignale für einen
Aktor erzeugt, der wiederum für
einen Einspritzvorgang ein Ventilelement betätigt.
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Fertigungstoleranzen
der Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen, ein Verschleiß über die
Lebensdauer, Druckwelleneffekte im Hochdruckbereich des Einspritzsystems
und sonstige veränderliche
Randbedingungen im Betrieb der Brennkraftmaschine können Abweichungen
einer Ist-Einspritzmenge von einer Soll-Einspritzmenge verursachen.
Diese Mengenabweichungen können
durch Korrekturen einer Ansteuerdauer der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung teilweise
kompensiert werden. So können
bspw. Fertigungstoleranzen durch einen sog. Injektormengenabgleich
(IMA) kompensiert, im Hochdruckbereich entstehende Druckschwingungen
durch eine Druckwellenkorrektur (DWK) teilweise ausgeglichen oder Auswirkungen
durch Verschleiß mit
einer Nullmengenkalibrierung (NMK) minimiert werden.
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Offenbarung der Erfindung
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art so
weiterzuentwickeln, dass es noch zuverlässiger und präziser arbeitet,
so dass Fertigungstoleranzen noch besser kompensiert, Verschleißeinflüsse stärker reduziert
und geringere Emissionen bei niedrigem Kostenaufwand erzielt werden.
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Zur
Lösung
der Aufgabe wird ausgehend von denn Verfahren zum Betreiben einer
Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art vorgeschlagen, dass
eine Ansteuerdauer der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung so verändert wird,
dass die Differenz zwischen einem Ist-Einspritzende und einem Soll-Einspritzende
minimal wird. Dazu wird vorzugsweise ein Ansteuerbeginn verschoben.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Brennkraftmaschine und eine Steuer-
und/oder Regeleinrichtung Mittel aufweisen, die ein Verfahren der
obigen Art mit den Merkmalen der nebengeordneten Patentansprüche gewährleisten.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in Unteransprüchen angegeben. Für die Erfindung
wichtige Merkmale finden sich darüber hinaus auch in der nachfolgenden
Beschreibung und in der Zeichnung, wobei diese Merkmale sowohl in
Alleinstellung als auch in unterschiedlichen Kombinationen für die Erfindung
wichtig sein können,
ohne dass hierauf jeweils explizit hingewiesen wird.
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Viele
Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen verwenden sog. "fliegende" Ventilelemente,
deren Öffnungsbewegung
nicht durch einen Anschlag begrenzt wird, sondern die durch eine
Ansteuerung eines dem Ventilelement zugeordneten Aktors in einem
geöffneten
Schwebezustand gehalten werden, oder deren Öffnungsbewegung solange andauert, wie
der Aktor angesteuert wird. Wird die Ansteuerung beendet, wird das
Ventilelement durch eine ständig
in Schließrichtung
wirkende Beaufschlagungseinrichtung, beispielsweise durch eine hydraulische
Kraft, in Schließrichtung
bewegt, bis es am Ventilsitz auftrifft. Dabei sind die Geschwindigkeit
des Ventilelements während
der Öffnungsbewegung
als auch die Geschwindigkeit während
der Schließbewegung
im allgemeinen mit hinreichender Genauigkeit bekannt. Dies wird
erfindungsgemäß ausgenutzt,
um lediglich durch Verändern
der Ansteuerdauer das Einspritzende und damit auch die Einspritzmenge
so zu beeinflussen bzw. zu korrigieren, dass vorgegebene Sollwerte
eingehalten werden. Es muss also nur eine einzige Betriebsgröße – nämlich die
Ansteuerdauer – bspw.
in einem Regelkreis durch Verschieben des Ansteuerbeginns ausgeregelt
werden, um die für
den Betrieb der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung wesentlichen Parameter,
wie Einspritzbeginn, Einspritzende, Einspritzdauer und Einspritzmenge
auf gewünschte Werte
einzustellen bzw. einzuregeln, die einen verbrauchs- und emissionsarmen
Betrieb der Brennkraftmaschine gewährleisten und somit die gesetzlichen
Forderungen nach Verbesserung von Abgasemissionswerten und Senkung
des Kraftstoffverbrauchs erfüllen.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist
damit sehr effektiv und kostengünstig.
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Durch
das ständige Überwachen
des Ist-Einspritzendes ist gewährleistet,
dass Fertigungstoleranzen, verschleißbedingte Veränderungen
der Ventilelemente und der Ventilsitze, Druckwelleneffekte und sonstige
veränderliche
Randbedingungen im Betrieb der Brennkraftmaschine über die
Lebensdauer der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung erkannt und ausgeglichen
werden können,
wobei eine Vielzahl von bisher angewendeten Systemfunktionen entfallen kann.
Somit wird das Gesamtsystem vereinfacht und der Applikationsaufwand
verringert. Komplexe Wechselwirkungen zwischen einzelnen Funktionen werden
reduziert oder gänzlich
vermieden. Durch das Verfahren kann ferner die Endprüfung bei
der Fertigung der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung vereinfacht werden,
weil Prüfdaten
der Endprüfung
nicht mehr oder nur in geringem Umfang für eine Mengenkorrektur im Betrieb
der Brennkraftmaschine benötigt werden.
Eine Beeinflussung von Leistung, Geräusch oder Emission durch Abweichung
der Ist-Einspritzmenge von einer Soll-Einspritzmenge wird auch bei wechselnden
Randbedingungen im Betrieb der Brennkraftmaschine vermieden. Außerdem können die
ermittelten Informationen den elektronischen Diagnoseeinrichtungen
(z. B. Onboard-Diagnose-Einrichtung) des Kraftfahrzeugs zur Verfügung gestellt werden,
um Fehler an der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung
zu erkennen und den Fahrer bspw. über eine Kontrollleuchte am
Armaturenbrett zum Aufsuchen einer Werkstatt veranlassen.
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Weiterhin
wird vorgeschlagen, dass zur Ermittlung des Ist-Einspritzendes ein
Druckverlauf in der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung und/oder in
einem Kraftstoffverteiler und/oder und/oder in einer Leitung zwischen
Kraftstoffverteiler und Kraftstoff-Einspritzvorrichtung und/oder
ein Signal eines Körperschallsensors
ausgewertet wird. Die genannten Druckverläufe sind mit üblicherweise
ohnehin vorhandenen Sensoren auf einfache Art ermittelbar, so dass
keine zusätzliche
Hardware für
die Durchführung
des Verfahrens erforderlich ist. Gleiches gilt für Körperschallsensoren, die bei
vielen Brennkraftmaschinen beispielsweise für die Erfassung eines Brennverlaufs ohnehin
vorhanden sind. Diese Weiterbildung ist daher kostengünstig.
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Darüber hinaus
wird vorgeschlagen, dass zur Ermittlung des Ist-Einspritzendes Rückwirkungen eines
Schließens
des Ventilelements auf einen Aktor mindestens einer Kraftstoff-Einspritzvorrichtung
ausgewertet werden. Solche Rückwirkungen
werden beispielsweise in Form entsprechender Signale über die
vorhandenen elektrischen Ansteuerleitungen von dem Aktor an die
Steuer- und/oder Regeleinrichtung übertragen. Ein zusätzlicher
Sensor ist in diesem Fall nicht erforderlich, wodurch Kosten gespart
werden.
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Vorteilhafterweise
wird als Regelgröße der zeitliche
Abstand zwischen einem Ansteuerende und dem Ist-Einspritzende verwendet.
Dieser zeitliche Abstand entspricht mindestens in etwa einer Ventilelementschließdauer und
kann in einem geschlossenen Regelkreis durch Verschieben des Beginns
eines Ansteuersignals schnell so eingeregelt werden, dass man den
Soll-Einspritzendezeitpunkt erhält.
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Ferner
wird vorgeschlagen, dass ein Sollwert für die Regelgröße aus einem
Kennfeld ermittelt wird, in welches eine Ansteuerdauer und/oder
eine Einspritzmenge und ein Kraftstoffdruck eingespeist wird. Die
Ermittlung der Regelgröße aus einem
Kennfeld bietet die vorteilhafte Möglichkeit, viele Größen, die die
Kraftstoff-Einspritzung beeinflussen, angemessen zu berücksichtigen.
Darüber
hinaus werden durch ein solches Kennfeld Rechenressourcen gespart.
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Wenn
das Kennfeld in einem Motorprüfstand bestimmt
wird, können
sehr viele Parameter berücksichtigt
werden, und es werden an der Serien-Brennkraftmaschine Rechenressourcen
eingespart.
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Wird
das Kennfeld dagegen während
des normalen Betriebs der Brennkraftmaschine unter Einhaltung bestimmter
Randbedingungen (beispielsweise Neuzustand der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung)
für jede
Kraftstoff-Einspritzvorrichtung individuell eingelernt, können Besonderheiten
einzelner Kraftstoff-Einspritzvorrichtungstypen von vorn herein im
Kennfeld berücksichtigt
werden.
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Weiterhin
wird vorgeschlagen, dass die Stellgröße des Regelkreises eine Ansteuerdauer
ist. Dies ist mit geringem Applikationsaufwand und ohne Einfluss
auf die Hardware, beispielsweise eine Endstufe, realisierbar.
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Außerdem wird
vorgeschlagen, dass ein Einfluss mindestens einer aktuellen Betriebsgröße, insbesondere
einer aktuellen Temperatur, auf eine Bewegungsgeschwindigkeit des
Ventilelements durch eine gesteuerte Korrektur der Regelung berücksichtigt
wird. Dies ermöglicht
eine besonders genaue Korrektur des Einspritzvorgangs und kann bspw. durch
eine überlagerte
Korrektur der Regelung der Ansteuerdauer erreicht werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Nachfolgend
wird anhand von Figuren ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung näher
erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine;
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2 ein
Diagramm, in dem ein Ansteuersignal und ein Hub eines Ventilelements über der
Zeit aufgetragen sind, wenn ein Einspritzende nicht geregelt wird;
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3 ein
Diagramm ähnlich
zu 2, jedoch mit Regelung des Einspritzendes; und
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4 ein
Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben der Brennkraftmaschine
von 1.
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Ausführungsformen der Erfindung
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Eine
Brennkraftmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, die in
ihrer Gesamtheit in 1 mit dem Bezugszeichen 10 versehen
ist, umfasst einen Motorblock 11 mit mehreren Brennräumen 12.
Der Motorblock 11 weist einen Temperatursensor 13 auf. Kraftstoff
wird in die Brennräume 12 direkt
jeweils mittels einer Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 14,
auch Injektor genannt, eingespritzt. Hierzu verfügt jede der Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen 14 über ein
nadelartiges Ventilelement 15, welches mit einem gehäuseseitigen
Ventilsitz 16 an einer Einspritzdüse (nicht dargestellt) der
Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 14 zusammenarbeitet. Der
Ventilsitz 16 stellt einen Anschlag des Ventilelements 15 beim
Schließen
der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 14 dar. Ein Anschlag, der
eine Öffnungsbewegung
des Ventilelements 15 begrenzt, ist nicht vorhanden, da
es sich vorliegend um eine sog. "ballistische" Ausführungsform
des Ventilelements ("fliegendes" Ventilelement) handelt.
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Durch
einen Aktor 17, beispielsweise eine elektromagnetische
Betätigungseinrichtung,
kann das Ventilelement 15 in Längsrichtung bewegt werden,
wodurch die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 14 öffnet und
schließt.
Der Aktor 17 wird durch Ansteuersignale, die von einer
Steuer- und Regeleinrichtung 18 über eine Ansteuer- und/oder
Datenleitung 19 an die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 14 gesendet
werden, betätigt.
In die Steuer- und Regeleinrichtung 18 ist ein Regelkreis
zum Regeln einer Einspritzphase integriert, der für jede Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 14 eine
individuelle Regelung ermöglicht.
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Die
Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen 14 sind im vorliegenden
Ausführungsbeispiel über Leitungen 24 an
einen Kraftstoffverteiler 20 angeschlossen, der auch als "Common Rail" oder kurz „Rail" bezeichnet wird.
Der Kraftstoff ist im Rail 20 unter hohem Druck gespeichert.
Hierzu wird der Kraftstoff über
eine Hochdruck-Fördereinrichtung 21 in
das Rail 20 gefördert.
Der Druck im Rail 20 wird durch einen zeitlich hoch auflösenden Drucksensor 22 überwacht.
Die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 14 weist an dem vom Ventilsitz 16 abgewandten
Ende einen Körperschallsensor 23 auf,
der Körperschallschwingungen
erfasst. Durch Auswerten des Signals des Körperschallsensors 23 kann
die Steuer- und Regeleinrichtung 18 ein Anschlagen des
Ventilelements 15 am Ventilsitz 16 beim Schließen der
Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 14 und damit ein Ist-Einspritzende erkennen.
Bei anderen, nicht dargestellten Ausführungsformen von Brennkraftmaschinen
können
andere Sensortypen in Verbindung mit anderen Verfahren zur Ermittlung
des Anschlags des Ventilelements 15 bzw. des Ist-Einspritzendes
zum Einsatz kommen. So kann bspw. auch der Drucksensor 22 verwendet werden,
um über
den Druckverlauf im Rail 20 auf das Ist-Einspritzende zu
schließen.
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2 zeigt
im oberen Abschnitt ein Diagramm 60, welches den Verlauf
eines Ansteuersignals 100 zur Ansteuerung des Aktors 17,
um das Ventilelement 15 aus dem Ventilsitz 16 zu
heben (Öffnungsbewegung), über der
Zeit t darstellt. Das Ansteuersignal 100 weist eine im
Grunde senkrechte Ansteuerflanke zu einem Ansteuerbeginn 110 und nach
Ablauf einer Ansteuerdauer 130 eine im Grunde senkrechte
Ansteuerflanke zu einem Ansteuerende 120 auf. Das Ansteuersignal 100 ist
also im Wesentlichen ein Rechteckimpuls.
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Im
unteren Abschnitt von 2 sind in einem Diagramm 70 verschiedene
Hubverläufe
des Ventilelements 15 über
der Zeit t dargestellt, die durch das Ansteuersignal 100 bewirkt
werden, ohne dass das Ist-Einspritzende auf ein Soll-Einspitzende
eingeregelt wird. Der Beginn des Hubs kann mit sehr guter Näherung dem
Einspritzbeginn 190 gleichgesetzt werden. Analog hierzu
ist das Ist-Einspritzende 195 dann erreicht, wenn kein
Hub mehr vorhanden ist, also das Ventilelement 15 im Ventilsitz 16 angeschlagen
hat. Die Hubbewegung beginnt gegenüber dem Beginn der Ansteuerung
(Diagramm 60) mit einer Verzögerung, die durch eine gewisse
Trägheit
der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 14, aber auch durch Fertigungstoleranzen
der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 14, einen Verschleiß über die
Lebensdauer, Druckwelleneffekte im Rail 20 oder sonstige
veränderliche
Randbedingungen im Betrieb der Brennkraftmaschine 10 bedingt
ist. Deshalb fällt
die Verzögerung
bei unterschiedlichen Injektoren 14 oder beim gleichen
Injektor 14 zu unterschiedlichen Lebenszeitpunkten trotz
gleicher Ansteuerdauer 130 unterschiedlich groß aus. In 2 sind
durch die Linien 140 drei solche Fälle dargestellt, die durch
die Indizes a (gestrichelter Verlauf), b (durchgezogener Verlauf),
und c (gepunkteter Verlauf) unterscheidbar bezeichnet sind. Ausführungen
ohne Nennung des Index gelten für
alle drei Fälle.
Man erkennt die unterschiedlichen Ist-Einspritzbeginne 190a, 190b und 190c und
Ist-Einspritzenden 195a, 195b und 195c, wobei
der Index b eine an sich gewünschte "ideale" Situation bezeichnet,
bei der die Abweichung von einem Soll-Einspritzende 200 und
einer Soll-Ventilelementschließdauer 210 minimal
ist.
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Der
Hubverlauf ergibt sich aufgrund folgender Sachverhalte: Bei der
oben erwähnten
ballistischen Ausführungsform
hebt das Ventilelement 15 nach dem Ansteuerbeginn 110 durch
einen in 1 nicht gezeichneten Öffnungsmechanismus,
beispielsweise eine hydraulische Hubsteuerung, vom Ventilsitz 16 ab
(Ist-Einspritzbeginn 190) und setzt die Öffnungsbewegung
solange ungehindert fort, bis die Ansteuerung beendet wird (Bezugszeichen 120 in
Diagramm 60). Mit dem Ende der Ansteuerung in 120 kehrt
sich die Bewegungsrichtung um, und das Ventilelement 15 kehrt
unter dem Einfluss eines nicht gezeichneten Schließmechanismus
während
einer Ventilelementschließdauer 170 wieder
in seine Ausgangslage zurück,
es erreicht also den Ventilsitz 16 (Ist-Einspritzende 195).
Das bedeutet für
den Fall des zu frühen
Einspritzbeginns 190a, dass das Ventilelement 15 vergleichsweise
weit angehoben wird und entsprechend spät wieder in den Ventilsitz 16 zurückkehrt
(spätes
Ist-Einspritzende 195a). Eine Einspritzdauer 180a,
die Ventilelementschließdauer 170a und damit
auch eine Einspritzmenge an Kraftstoff sind dadurch gegenüber den
Sollwerten (bspw. Soll-Ventilelementschließdauer 210) vergrößert. Bei
vergleichsweise spätem
Einspritzbeginn 190c wird das Ventilelement 15 entsprechend
wenig angehoben und kehrt dann vergleichsweise früh zurück in den
Ventilsitz 16. Die Einspritzdauer 180c, die Ventilelementschließdauer 170c und
damit auch die Einspritzmenge sind dadurch gegenüber dem Sollwert (bspw. Soll-Ventilelementschließdauer 210)
verringert.
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Durch
Auswertung der Signale des Körperschallsensors 23 kann
das Ist-Einspritzende erfasst und hieraus die Abweichung eines zeitlichen
Abstandes zwischen Ansteuerende 120 und Ist-Einspritzende 195 des
Ventilelements 15 (= Ventilelementschließdauer 170)
von dem Sollwert 210 festgestellt und für die nächstfolgende Einspritzung durch
einen in der Steuer- und Regeleinrichtung 18 integrierten Regelkreis
korrigiert werden. Hierdurch wird letztlich eine Differenz zwischen
dem Ist-Einspritzende und einem Soll-Einspritzende (entsprechend
dem idealen Hubverlauf 140b) minimiert.
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Dem
liegt die Annahme zu Grunde, dass zwei direkt hintereinander folgende
Einspritzungen unter annähernd
gleichen Bedingungen stattfinden. Die Regelgröße des Regelkreises ist vorzugsweise die
Ventilelementschließdauer 170.
In einer alternativen Ausführungsform
könnte
die Regelgröße auch das
Einspritzende 195 sein. Die Stellgröße des Regelkreises ist vorzugsweise
die Ansteuerdauer 130. Sie könnte in einer alternativen
Ausführungsform auch
der Ansteuerbeginn 110 sein. Die Ansteuerdauer 130 wird
vom Regelkreis derart angepasst, dass eine Korrektur am Ansteuerbeginn 110 vorgenommen
wird und dabei das zeitliche Ansteuerende 120 (Soll-Vorgabe)
unverändert
bleibt. Der Regelkreis korrigiert damit Einspritzbeginn 190,
Einspritzende 195, Einspritzdauer 180 und so auch
die Einspritzmenge an Kraftstoff.
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3 zeigt
im oberen Abschnitt in Diagramm 80 das Ansteuersignal 100 in
einer durch den Regelkreis ausgeregelten Anordnung und im unteren
Abschnitt wieder den entsprechenden Hubverlauf über die Zeit t, jeweils für die drei
bereits in 2 beschriebenen Fälle, wobei
für äquivalente
Inhalte die gleichen Bezugszeichen und Indizes verwendet werden
wie in 2. Die Ansteuerdauer 130a, 130b, 130c ist
nun – je
nach Abweichung des Ist-Einspritzendes 195a–c vom Soll-Einspritzende 200 – verschoben;
das Ansteuerende 120 ist unverändert. Die Ansteuerdauern 130a–c stellen
jene Ansteuerdauern dar, die bei der jeweiligen Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 14 zu
einer minimalen Differenz zwischen Ist-Einspritzende 195 und
Soll-Einspritzende 200 führen. Um ein zu spätes Ist-Einspritzende 195a zu korrigieren
(Kurve 140a in 2), wird die Ansteuerdauer 130a (Stellgröße) vom
Regelkreis entsprechend verkürzt,
bis die Ventilelementschließdauer 170 (Regelgröße) dem
Sollwert 210 entspricht (Diagramm 90). Um ein
zu frühes
Ist-Einspritzende 195c zu
korrigieren (Kurve 140c in 2), wird
die Ansteuerdauer 130c (Stellgröße) entsprechend verlängert bis
die Ventilelementschließdauer 170 (Regelgröße) ebenfalls
dem Sollwert 210 entspricht.
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Aus
Diagramm 90 erkennt man, dass nun für alle drei dargestellten Fälle die
Differenz zwischen Ist-Einspritzende und Soll-Einspritzende (vergl.
Bezugszeichen 195) minimal ist, und dass nun auch der Einspritzbeginn 190 und
die Einspritzdauer 180 den idealen Werten entsprechen.
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Die
Geschwindigkeit des Ventilelements 15 und damit die Ventilelement-Schließdauer 170 hängen neben
der Ansteuerdauer 130 zusätzlich vom Druck im Rail 20 ab.
Daher ist zur Ermittlung der Soll-Ventilelementschließdauer 210 (Regelgröße) in der
Steuer- und Regeleinrichtung 18 ein Kennfeld implementiert
und gespeichert, das die Abhängigkeit der
Soll-Ventilelementschließdauer 210 von
der Ansteuerdauer 130 und vom Druck im Rail 20 berücksichtigt.
In einer alternativen Ausführungsform
können
auch die Soll-Einspritzmenge und der Druck im Rail zur Bestimmung
der Soll-Ventilelementschließdauer
herangezogen werden. Die Parameter des Kennfeldes sind dabei für eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 14 einer
durchschnittlichen Ausführungsform
in der Applikationsphase der Brennkraftmaschine 10 bestimmt
und gespeichert und/oder in einem Neuzustand der Kraftstoff- Einspritzvorrichtung 14 während des
Betriebs der Brennkraftmaschine 10 bei Einhaltung bestimmter
Randbedingungen individuell eingelernt oder angepasst worden.
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Sollen
Temperaturschwankungen oder spezielle Eigenschaften der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 14,
die die Geschwindigkeit des Ventilelements 15 bzw. die
Ventilelement-Schließdauer 170 beeinflussen,
berücksichtigt
werden, vorliegen, dann kann die Ventilelementschließdauer 170 durch
eine gesteuerte Korrektur überlagert
werden, welche den Einfluss der abweichenden Geschwindigkeit des Ventilelements 15 global
oder individuell für
jede Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 14 kompensiert. Dazu können z.
B. der Ansteuerbeginn 110 und/oder die Ansteuerdauer 130 beeinflusst
werden.
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Ein
möglicher
Ablauf der Regelung der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 14 ist
in 4 in einem Flussdiagramm dargestellt. In Schritt 300 wird
unter Berücksichtigung
von relevanten Parametern, mindestens der Ansteuerdauer 130 und
dem Druck im Rail 20, unter Benutzung des oben beschriebenen Kennfeldes
die Soll-Ventilelementschließdauer 210 und
das Soll-Einspritzende 200 ermittelt und gespeichert. Es
folgt Schritt 310, in dem durch Auswerten der Signale des
Körperschallsensors 23 das
Ist-Einspritzende 195 einer aktuellen Einspritzung festgestellt
wird. Daraus wird in Schritt 320 in der Steuer- und Regeleinrichtung 18 die
Ist-Ventilelementschließdauer 170 der
Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 14 ermittelt,
die von der ermittelten Soll-Ventilelementschließdauer 210 abweichen
kann. In Schritt 330 wird die Soll-Ventilelementschließdauer 210 mit der
Ist-Ventilelementschließdauer 170 verglichen.
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Wird
eine Differenz festgestellt, wird der Differenzwert in den oben
beschriebenen Regelkreis (Schritt 340) eingebracht, dessen
Regelmechanismus aber erst bei der nächsten Einspritzung greifen kann.
Bei der nächsten
Einspritzung wird also durch Anpassung der Ansteuerdauer (= Stellgröße; vergl. Bezugszeichen 130a–c in Diagramm 80)
die Ventilelementschließdauer 170 (Regelgröße) auf
den vorgegebenen Sollwert 210 ausgeregelt und dabei das Soll-Einspritzende 200 festgehalten.
Das bedeutet, dass der Ansteuerbeginn 110 entsprechend
der festgestellten Differenz aus Ist-Ventilelementschließdauer 170 und Soll-Ventilelementschließdauer 210 verschoben
wird. Die Regelung kann – wie
bereits oben beschrieben – von
einer gesteuerten Korrektur zur Berücksichtigung der unterschiedlichen
Ventilelementgeschwindigkeit bedingt durch Temperaturschwankungen
oder speziellen Eigenschaften der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 14 überlagert
werden.
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Wird
in Schritt 330 keine Differenz festgestellt, muss der Regelkreis
(Schritt 340) nicht angestoßen werden, bzw. muss die Ventilelementschließdauer 170 nicht
ausgeregelt werden, da gleiche Bedingungen, wie bei der vorangegangenen
Einspritzung vorgefunden wurden.
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In
einer alternativen Ausführungsform
kann auf den Vergleich der Soll-Ventilelementschließdauer 210 mit
der Ist-Ventilelementschließdauer 170 (Schritt 330)
verzichtet werden. In diesem vereinfachten Verfahren wird dann in
jedem Fall der Regelkreis angestossen, auch wenn keine Differenz
zwischen der Soll-Ventilelementschließdauer mit
der Ist-Ventilelementschließdauer
besteht und kein Einspritzende auszuregeln ist.