DE102009054588A1 - Verfahren und Steuergerät zum Betreiben eines Ventils - Google Patents

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Ruben Schlueter
Jens Neuberg
Helerson Kemmer
Holger Rapp
Haris Hamedovic
Joerg Koenig
Anh-Tuan Hoang
Bernd Wichert
Achim Hirchenhein
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Ventils (18a), insbesondere eines Kraftstoffeinspritzventils einer Brennkraftmaschine (10) eines Kraftfahrzeugs, bei dem eine Hilfsgröße (m) in Abhängigkeit mindestens einer elektrischen Betriebsgröße (u) eines eine Komponente des Ventils (18a), insbesondere eine Ventilnadel (28), antreibenden elektromagnetischen Aktors (26, 30), erhalten und auf das Auftreten eines vorgebbaren Merkmals hin untersucht wird.
Erfindungsgemäß wird in Abhängigkeit der Hilfsgröße (m) eine Referenzgröße (mref) ermittelt, die Hilfsgröße (m) wird in Abhängigkeit von der Referenzgröße (mref) modifiziert, um eine modifizierte Hilfsgröße (mmod) zu erhalten, und die modifizierte Hilfsgröße (mmod) wird auf das Auftreten des vorgebbaren Merkmals (Min) hin untersucht.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Ventils, insbesondere eines Kraftstoffeinspritzventils einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, bei dem eine Hilfsgröße in Abhängigkeit mindestens einer elektrischen Betriebsgröße eines eine Komponente des Ventils, insbesondere eine Ventilnadel, antreibenden elektromagnetischen Aktors erhalten und auf das Auftreten eines vorgebbaren Merkmals hin untersucht wird.
  • Die Erfindung betrifft ferner ein Steuergerät zum Betreiben eines derartigen Ventils.
  • Verfahren und Vorrichtungen der vorstehend genannten Art werden üblicherweise dazu verwendet, um Informationen über einen Betriebszustand des Ventils zu erlangen. Besonders wichtige Betriebszustandsänderungen wie beispielsweise ein Übergang von einem Öffnungszustand in einen Schließzustand sind zumindest in einigen Betriebsarten bzw. -punkten herkömmlicher Einspritzventile aus Extrema eines zeitlichen Verlaufs der Hilfsgröße ableitbar.
  • Insbesondere bei geringen Ansteuerdauern und/oder geringen Ventilhüben des Ventils ist jedoch die Auswertegenauigkeit der herkömmlichen Verfahren oftmals unzureichend.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Demgemäß ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und ein Steuergerät der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass eine präzisere Auswertung und die Erlangung von Informationen über einen Betriebszustand auch bei geringen Ventilhüben des Ventils möglich sind.
  • Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in Abhängigkeit der Hilfsgröße eine Referenzgröße ermittelt wird, dass die Hilfsgröße in Abhängigkeit von der Referenzgröße modifiziert wird, um eine modifizierte Hilfsgröße zu erhalten, und dass die modifizierte Hilfsgröße auf das Auftreten des vorgebbaren Merkmals hin untersucht wird.
  • Untersuchungen der Anmelderin haben ergeben, dass eine derartige, erfindungsgemäße Aufbereitung der Hilfsgröße, die auch als Eigenreferenzbildung bezeichnet werden kann, eine besonders präzise Auswertung ermöglicht, wodurch insbesondere auch bei geringen Ansteuerdauern beziehungsweise Ventilhüben eine große Auswertegenauigkeit hinsichtlich der Erkennung von Betriebszustandsänderungen des Ventils gegeben ist.
  • Besonders vorteilhaft wird einer Erfindungsvariante zufolge ein zeitlicher Verlauf einer Aktorspannung oder eines Aktorstroms als die mindestens eine elektrische Betriebsgröße zur Bildung der Hilfsgröße verwendet, das bedeutet, ein zeitlicher Verlauf einer elektrischen Spannung, die an einer Magnetspule des elektromagnetischen Aktors anliegt oder ein zeitlicher Verlauf des durch die Magnetspule fließenden Stroms.
  • Eine besonders effiziente Auswertung ergibt sich einer weiteren vorteilhaften Erfindungsvariante zufolge dann, wenn die Referenzgröße mittels eines Glättungsverfahrens aus dem zeitlichen Verlauf der Hilfsgröße erhalten wird, insbesondere im Wege einer Mittelwertbildung oder einer Tiefpassfilterung.
  • Besonders vorteilhaft wird die Referenzgröße einer weiteren Erfindungsvariante zufolge als gleitender Mittelwert der Hilfsgröße erhalten.
  • Eine weitere sehr vorteilhafte Erfindungsvariante sieht vor, dass die modifizierte Hilfsgröße dadurch erhalten wird, dass die Referenzgröße subtrahiert wird von der Hilfsgröße, was besonders geringe Anforderungen an ein das erfindungsgemäße Verfahren ausführendes Steuergerät beziehungsweise eine darin enthaltene Recheneinheit stellt.
  • Es ist einer weiteren vorteilhaften Erfindungsvariante zufolge ferner möglich, dass eine Differenz zwischen der Hilfsgröße und der Referenzgröße dividiert wird durch die Hilfsgröße und/oder die Referenzgröße, um die modifizierte Hilfsgröße zu erhalten.
  • Ferner ist es denkbar, eine Differenz zwischen der Hilfsgröße und der Referenzgröße zu gewichten mit einer weiteren, insbesondere zeitlich nichtkonstanten, Referenzgröße, um die modifizierte Hilfsgröße zu erhalten.
  • Die weitere Referenzgröße kann beispielsweise gebildet werden in Abhängigkeit:
    • a. der Hilfsgröße und/oder der Referenzgröße, und/oder
    • b. einer zeitlichen Änderung der Hilfsgröße und/oder der Referenzgröße, und/oder
    • c. eines zeitlichen Abstands von einer Zustandsänderung einer elektrischen Ansteuergröße des Aktors.
  • Der Einsatz der weiteren Referenzgröße ermöglicht vorteilhaft eine noch bessere Anpassung des erfindungsgemäßen Verfahrens an die spezielle Konfiguration eines betreffenden Ventiltyps bzw. eines dafür vorgesehen Ansteuersignals.
  • Die erfindungsgemäße Referenzgröße, ebenso auch die weitere Referenzgröße, kann einer weiteren sehr vorteilhaften Erfindungsvariante zufolge in Echtzeit aus der Hilfsgröße abgeleitet werden. Das bedeutet, sobald hinreichend viele entsprechende Abtastwerte der erfindungsgemäß betrachteten Hilfsgröße beispielsweise messtechnisch erfasst worden sind, können aus diesen Abtastwerten der Hilfsgröße entsprechende Werte der erfindungsgemäß gebildeten Referenzgröße ermittelt werden, so dass sich gleichsam eine kontinuierliche Ermittlung der Referenzgröße und der modifizieren Hilfsgröße ergibt. Dies ermöglicht vorteilhaft den Verzicht auf eine längere Speicherung der erfindungsgemäß ermittelten Referenzgröße und/oder der modifizierten Hilfsgröße. Sie können vielmehr – sofern benötigt – in Echtzeit ermittelt werden und sind damit stets aktuell. Die geringen Anforderungen des Erfindungsprinzips an die Rechenleistung einer das Verfahren ausführenden Recheneinheit verbessern weiter die Echtzeitfähigkeit der Erfindung.
  • Als eine weitere Lösung der Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung gemäß Patentanspruch 11 angegeben.
  • Von besonderer Bedeutung ist die Realisierung des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens in Form eines Computerprogramms, das auf einem elektronischen und/oder optischen Speichermedium abgespeichert sein kann, und das von einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung z. B. für eine Brennkraftmaschine ausführbar ist.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
  • In der Zeichnung zeigt:
  • 1 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine mit mehreren erfindungsgemäß betriebenen Einspritzventilen,
  • 2a bis 2c schematisch eine Detailansicht eines Einspritzventils aus 1 in drei unterschiedlichen Betriebszuständen,
  • 3 ein vereinfachtes Flussdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens,
  • 4 schematisch einen zeitlichen Verlauf eines Ansteuerstroms für ein erfindungsgemäß betriebenes Ventil,
  • 5 einen zeitlichen Verlauf einer aus einer elektrischen Betriebsgröße des Ventils aus 2a erhaltenen Hilfsgröße sowie erfindungsgemäß daraus abgeleitete Größen, und
  • 6a, 6b jeweils ein Funktionsdiagramm zur Implementierung unterschiedlicher Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Eine Brennkraftmaschine trägt in 1 insgesamt das Bezugszeichen 10. Sie umfasst einen Tank 12, aus dem ein Fördersystem 14 Kraftstoff in ein Common-Rail 16 fördert. An dieses sind mehrere elektromagnetisch betätigte Einspritzventile 18a bis 18d angeschlossen, die den Kraftstoff direkt in ihnen zugeordnete Brennräume 20a bis 20d einspritzen. Der Betrieb der Brennkraftmaschine 10 wird von einer Steuer- und Regeleinrichtung 22 gesteuert beziehungsweise geregelt, die unter anderem auch die Einspritzventile 18a bis 18d ansteuert.
  • Die 2a bis 2c zeigen schematisch das Einspritzventil 18a gemäß 1 in insgesamt drei verschiedenen Betriebszuständen. Die weiteren in 1 abgebildeten Einspritzventile 18b, 18c, 18d weisen eine entsprechende Struktur und Funktionalität auf.
  • Das Einspritzventil 18a weist einen elektromagnetischen Aktor auf, der eine Magnetspule 26 und einen mit der Magnetspule 26 zusammenwirkenden Magnetanker 30 besitzt. Der Magnetanker 30 ist so mit einer Ventilnadel 28 des Einspritzventils 18a verbunden, dass er bezogen auf eine in 2a vertikale Bewegungsrichtung der Ventilnadel 28 mit einem nichtverschwindenden mechanischen Spiel relativ zu der Ventilnadel 28 bewegbar ist.
  • Dadurch ergibt sich ein zweiteiliges Massensystem 28, 30, welches den Antrieb der Ventilnadel 28 durch den elektromagnetischen Aktor 26, 30 bewirkt. Durch diese zweiteilige Konfiguration wird die Montierbarkeit des Einspritzventils 18a verbessert und ein unerwünschtes Zurückprellen der Ventilnadel 28 bei dem Auftreffen in ihrem Ventilsitz 38 wird verringert.
  • Bei der vorliegend in 2a veranschaulichten Konfiguration wird das axiale Spiel des Magnetankers 30 auf der Ventilnadel 28 durch zwei Anschläge 32 und 34 begrenzt. Zumindest der in 2a untere Anschlag 34 könnte jedoch auch durch einen Bereich des Gehäuses des Einspritzventils 18a realisiert sein.
  • Die Ventilnadel 28 wird von einer Ventilfeder 36 wie in 2a abgebildet mit einer entsprechenden Federkraft gegen den Ventilsitz 38 im Bereich des Gehäuses 40 beaufschlagt. In 2a ist das Einspritzventil 18a in seinem geöffneten Zustand gezeigt. In diesem geöffneten Zustand wird der Magnetanker 30 durch eine Bestromung der Magnetspule 26 in 2a nach oben bewegt, so dass er unter Eingreifen in den Anschlag 32 die Ventilnadel 28 gegen die Federkraft aus ihrem Ventilsitz 38 herausbewegt. Dadurch kann Kraftstoff 42 von dem Einspritzventil 18a in den Brennraum 20a (1) eingespritzt werden.
  • Sobald die Bestromung der Magnetspule 26 durch das Steuergerät 22 (1) beendet wird, bewegt sich die Ventilnadel 28 unter Einwirkung der von der Ventilfeder 36 ausgeübten Federkraft auf ihren Ventilsitz 38 zu und nimmt den Magnetanker 30 mit. Eine Kraftübertragung von der Ventilnadel 28 auf den Magnetanker 30 erfolgt hierbei wiederum durch den oberen Anschlag 32.
  • Sobald die Ventilnadel 28 ihre Schließbewegung mit dem Auftreffen auf dem Ventilsitz 38 beendet, kann sich der Magnetanker 30, wie in 2b abgebildet, aufgrund des axialen Spiels in 2b nach unten weiterbewegen, bis er, wie in 2c veranschaulicht ist, an dem zweiten Anschlag 34 anliegt.
  • Erfindungsgemäß wird das nachfolgend unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm gemäß 3 beschriebene Verfahren durchgeführt, um besonders präzise Informationen über einen Betriebszustand bzw. eine Betriebszustandsänderung des Einspritzventils 18a zu erhalten.
  • In einem ersten Schritt 100 des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine elektrische Betriebsgröße des elektromagnetischen Aktors 26, 30 (2a), vorliegend beispielsweise die Aktorspannung, die an der Magnetspule 26 des Aktors anliegt, erfasst. Dies kann in an sich bekannter Weise durch in das Steuergerät 22 (1) integrierte Messtechnik erfolgen. In Abhängigkeit der Aktorspannung u wird sodann, ebenfalls in Schritt 100, eine Hilfsgröße m (5) gebildet.
  • Im einfachsten Fall kann die Hilfsgröße m identisch sein zu der Aktorspannung. Die Hilfsgröße m kann jedoch auch ganz allgemein als Funktion der Aktorspannung und/oder des Aktorstroms durch die Magnetspule 26 erhalten werden. Eine Filterung sowie weitere geläufige Verfahren der Signalverarbeitung können ebenfalls verwendet werden, um die Hilfsgröße m aus der Aktorspannung und/oder dem Aktorstrom zu erhalten.
  • In einem nachfolgenden Schritt 110 wird in Abhängigkeit der Hilfsgröße m eine Referenzgröße mref (5) ermittelt.
  • Nachfolgend wird in Schritt 120 des erfindungsgemäßen Verfahrens die Hilfsgröße m in Abhängigkeit von der Referenzgröße mref modifiziert, um eine modifizierte Hilfsgröße mmod (5) zu erhalten.
  • Die auf die vorstehend beschriebene Weise modifizierte Hilfsgröße mmod weist Untersuchungen der Anmelderin zufolge eine besonders starke Korrelation mit wichtigen Betriebszustandsänderungen des Ventils 18a auf und ist daher optimal geeignet zum Auffinden solcher Betriebszustandsänderungen.
  • Insbesondere ist es durch die Bildung der modifizierten Hilfsgröße möglich, mit großer Präzision einen hydraulischen Schließzeitpunkt des Ventils 18a zu ermitteln, zu dem die Ventilnadel 28 ihre Schließlage im Bereich der Spritzlöcher bzw. des Ventilsitzes 38 erreicht.
  • 4 zeigt schematisch einen beispielhaften zeitlichen Verlauf eines Ansteuerstroms I für den elektromagnetischen Aktor 26, 30 (2a) des Ventils 18a während einer Ansteuerung für eine Kraftstoffeinspritzung.
  • Um ein schnelles Öffnen des Ventils 18a ausgehend von seinem Schließzustand zu t = t0 zu ermöglichen, wird der Ansteuerstrom I von dem Zeitpunkt t0, der dem Ansteuerbeginn entspricht, von dem Wert I = 0 bis auf den Boosterstrom Iboost erhöht. Der Boosterstrom Iboost ist zu dem Zeitpunkt t1 erreicht. Bis zu dem darauf folgenden Zeitpunkt t2 wird der Boosterstrom aufrechterhalten.
  • Zu dem Ende t2 der sogenannten Boosterphase, die zwischen dem Zeitpunkt t0 und dem Zeitpunkt t2 liegt, kann davon ausgegangen werden, dass das Ventil 18a seinen Öffnungszustand erreicht hat. Um das Ventil auch für Zeitpunkte t ≥ t2 weiter geöffnet zu halten, wird der Ansteuerstrom I nun nicht auf Null sondern auf den sog. Haltestrom Ih reduziert.
  • Der Haltestrom Ih wird gemäß 4 bis zu dem Zeitpunkt t3 aufrechterhalten. Die Zeitdifferenz t3 – t0 definiert hierbei die gesamte elektrische Ansteuerdauer ET des Ventils 18a bzw. seines elektromagnetischen Aktors 26, 30.
  • Zu dem Ende der Ansteuerdauer ET, d. h. ab t = T3, wird der elektromagnetische Aktor 26, 30 von dem Steuergerät 22 nicht mehr mit einem Ansteuerstrom bzw. einer entsprechenden Ansteuerspannung beaufschlagt, so dass sich der noch bestehende Ansteuerstrom den Induktionsgesetzen folgend schließlich bis zu dem Zeitpunkt t4 zu Null abbaut.
  • Der ebenfalls in 4 aufgeführte Zeitpunkt t ist repräsentiert einen beispielhaft betrachteten Zeitpunkt innerhalb der Ansteuerdauer ET, dessen zeitlicher Abstand Δt3 von der Zustandsänderung des Ansteuerstroms I bei t = t3 (Ende der Bestromung) von Bedeutung ist für eine später beschriebene Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • 5 zeigt einen zeitlichen Verlauf des Nadelhubs h der Ventilnadel 28 (2a), wie er sich während einer Ansteuerung gemäß dem vorstehend beschriebenen Ansteuerstromverlauf I, vergleiche 4, bei sehr kleinen elektrischen Ansteuerdauern ET ergibt.
  • Bei solchen Ansteuervorgängen, bei denen eine verhältnismäßig geringe Ansteuerdauer ET beziehungsweise ein verhältnismäßig geringer maximaler Ventilhub h gegeben ist, weist die Hilfsgröße m üblicherweise keine unmittelbar auf sehr einfache Weise auswertbaren Merkmale auf, um den tatsächlichen hydraulischen Schließzeitpunkt ts (5) zuverlässig festzustellen. Zu dem tatsächlichen Schließzeitpunkt ts weist die erfindungsgemäß betrachtete Hilfsgröße m vorliegend eine nichtverschwindende Krümmung auf, nicht jedoch ein beispielsweise auf einfache Weise zu detektierendes lokales Extremum.
  • Die Darstellung der in 5 gezeigten Größen ist nicht maßstabsgerecht. Insbesondere kann die Hilfsgröße m zu dem Zeitpunkt ts tatsächlich einen noch weitaus weniger signifikanten Verlauf aufweisen, als es der vorliegenden Abbildung der 5 entspricht.
  • Demgemäß wird unter Anwendung des erfindungsgemäßen Prinzips eine Referenzgröße mref in Abhängigkeit der Hilfsgröße m gebildet, um eine effiziente Auswertung der Hilfsgröße m zu ermöglichen.
  • Einer besonders einfachen Erfindungsvariante zufolge kann die Referenzgröße mref beispielsweise als gleitender Mittelwert der Hilfsgröße m erhalten werden.
  • Eine erfindungsgemäße Modifikation der Hilfsgröße m mittels der Referenzgröße mref, die aufgrund ihrer Ermittlung aus der Hilfsgröße m selbst auch als Eigenreferenz bezeichnet wird, führt auf die modifizierte Hilfsgröße mmod, die wie aus 5 ersichtlich ein ausgeprägtes lokales Minimum Min zu dem Schließzeitpunkt ts aufweist.
  • Demnach ermöglicht die erfindungsgemäße Bildung der Referenzgröße mref und die anschließende Modifikation der Hilfsgröße m in Abhängigkeit der Referenzgröße mref, wodurch eine modifizierte Hilfsgröße mmod erhalten wird, vorteilhaft eine einfache Auswertung der Hilfsgröße m beziehungsweise der modifizierten Hilfsgröße mmod auf das Vorhandensein einer Betriebszustandsänderung wie den vorstehend beschriebenen Schließvorgang des Ventils 18a.
  • Untersuchungen der Anmelderin zufolge hat sich das erfindungsgemäße Prinzip insbesondere bei verhältnismäßig kurzen Ansteuerdauern ET sowie verhältnismäßig geringen maximalen Nadelhüben h als besonders zuverlässig erwiesen.
  • Generell kann vorteilhaft ein Glättungsverfahren eingesetzt werden, um die Referenzgröße mref aus dem zeitlichen Verlauf der Hilfsgröße m zu erhalten.
  • Bei den vorstehend beschriebenen Größen Hilfsgröße m, Referenzgröße mref, modifizierte Referenzgröße mmod handelt es sich bevorzugt um einen entsprechenden zeitlichen Verlauf der betreffenden Größen. Bei einer Ausführung des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens mit Hilfe einer digitalen Signalverarbeitung ist die Abtastrate für die entsprechenden Größen m, mref, mmod entsprechend der gewünschten Präzision hinreichend hoch zu wählen.
  • Erfindungsgemäß kann vorteilhaft auch eine Tiefpassfilterung eingesetzt werden, um aus der Hilfsgröße m die Referenzgröße mref zu ermitteln. Die hierzu verwendeten Tiefpassfiltermittel können linear oder auch nichtlinear parametriert und sowohl analog als auch digital ausgebildet sein.
  • Eine rechnerisch besonders wenig aufwändige Bildung der modifizierten Hilfsgröße mmod ist dadurch gegeben, dass die Referenzgröße mref von der Hilfsgröße m subtrahiert wird.
  • Es kann erfindungsgemäß ferner vorgesehen sein, dass eine Differenz diff erhalten gemäß diff = m – mref ihrerseits dividiert wird durch die Hilfsgröße m und/oder die Referenzgröße mref, um die modifizierte Hilfsgröße mmod zu erhalten, z. B.: mmod = (m – mref)/m.
  • Ferner ist es denkbar, die Differenz diff zwischen der Hilfsgröße m und der Referenzgröße mref zu gewichten mit einer weiteren Referenzgröße, die bevorzugt zeitlich ebenfalls nichtkonstant ist.
  • Die weitere Referenzgröße wird bevorzugt gebildet in Abhängigkeit der Hilfsgröße m und/oder der Referenzgröße mref und/oder deren zeitlicher Änderungen beziehungsweise in Abhängigkeit eines zeitlichen Abstands von einer Zustandsänderung einer elektrischen Ansteuergröße des Aktors 26, 30 wie z. B. des momentanen Abstands Δt3 (4) von dem geplanten Ende der Bestromung (t = t3), bezogen auf einen betrachteten Zeitpunkt t ist.
  • 6a zeigt beispielhaft ein Blockdiagramm einer Rechenstruktur zur Ermittlung der erfindungsgemäßen modifizierten Hilfsgröße mmod. Mittels eines ersten Funktionsblocks 200, vorliegend ein Mittelwertbildner bzw. Tiefpass, wird eine Referenzgröße mref aus der Hilfsgröße m gebildet.
  • Wie bereits beschrieben, kann im einfachsten Fall die Hilfsgröße m identisch sein zu der Aktorspannung. Die Hilfsgröße m kann jedoch auch ganz allgemein als Funktion der Aktorspannung und/oder des Aktorstroms durch die Magnetspule 26 erhalten werden. Eine Filterung sowie weitere geläufige Verfahren der Signalverarbeitung können ebenfalls verwendet werden, um die Hilfsgröße m aus der Aktorspannung und/oder dem Akturstrom zu erhalten.
  • Die Referenzgröße mref und die Hilfsgröße m selbst werden dann dem Differenzbildner 202 zugeführt, der hieraus die Differenz diff = m – mref ermittelt.
  • Bei einer sehr einfachen Ausführungsform der Erfindung kann direkt die Differenz diff als eine auf ein interessierendes Merkmal, z. B. ein lokales Minimum Min (5), hin zu untersuchende modifizierte Hilfsgröße mmod verwendet werden.
  • Alternativ hierzu kann durch den Funktionsblock 204 noch eine Division der Differenz diff durch mindestens eine der Größen m, mref erfolgen, um die modifizierte Hilfsgröße mmod zu erhalten.
  • 6b zeigt beispielhaft ein weiteres Blockdiagramm einer Rechenstruktur zur Ermittlung der erfindungsgemäßen modifizierten Hilfsgröße mmod. Im Unterschied zu 6a wird hierbei eine zeitliche Ableitung dm/dt der Hilfsgröße m durch den Differenzierer 208 gebildet und dem Funktionsblock 206 neben der Differenz diff und dem momentanen zeitlichen Abstand Δt3 zu dem Ende der aktuellen Bestromung (bei t = t3, 4) zugeführt. Der Funktionsblock 206 gewichtet die Differenz diff in Abhängigkeit seiner beiden anderen Eingangsgrößen dm/dt, Δt3.
  • Weitere Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens sind denkbar, wobei insbesondere eine Anpassung des Auswertungsalgorithmus an einen ventiltypischen Verlauf der zu untersuchenden Hilfsgröße m vorzunehmen ist.
  • Obwohl das erfindungsgemäße Verfahren unter Bezugnahme auf 3 durch drei aufeinanderfolgende Schritte 100, 110, 120 dargestellt worden ist, kann besonders vorteilhaft die Bildung der Referenzgröße mref in Echtzeit erfolgen, das heißt, sobald ein oder mehrere neue Werte der Hilfsgröße m vorliegen, können in Abhängigkeit hiervon gemäß den vorstehenden Verfahrensaspekten betreffende Werte der Referenzgröße gebildet werden. Dasselbe gilt für die Bildung der modifizierten Hilfsgröße mmod aus den Größen m, mref. Dadurch kann vorteilhaft auf eine Speicherung der betreffenden Werte verzichtet werden, sie können vielmehr bei Bedarf stets aktuell aus der Größe m ermittelt werden.
  • Beispielsweise kann die Referenzgröße mref auch im Sinne einer Mittelwertbildung gemäß der nachstehenden Gleichung erhalten werden: mref(t) = 0,5·(m(t – Δt1) + m(t + Δt2)), wobei Δt1 und Δt2 unterschiedliche Werte aufweisen können. Es ist ferner möglich, für Δt1 und Δt2 denselben Wert zu wählen.
  • Die Erfindung arbeitet unabhängig davon, ob zunächst eine Referenzgröße mref errechnet und diese dann von der Hilfsgröße m z. B. subtrahiert wird, oder ob die modifizierte Hilfsgröße mmod direkt in einem Rechengang aus der Hilfsgröße m bestimmt wird.

Claims (11)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Ventils (18a), insbesondere eines Kraftstoffeinspritzventils einer Brennkraftmaschine (10) eines Kraftfahrzeugs, bei dem eine Hilfsgröße (m) in Abhängigkeit mindestens einer elektrischen Betriebsgröße (u) eines eine Komponente des Ventils (18a), insbesondere eine Ventilnadel (28), antreibenden elektromagnetischen Aktors (26, 30), erhalten und auf das Auftreten eines vorgebbaren Merkmals hin untersucht wird, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit der Hilfsgröße (m) eine Referenzgröße (mref) ermittelt wird, dass die Hilfsgröße (m) in Abhängigkeit von der Referenzgröße (mref) modifiziert wird, um eine modifizierte Hilfsgröße (mmod) zu erhalten, und dass die modifizierte Hilfsgröße (mmod) auf das Auftreten des vorgebbaren Merkmals (Min) hin untersucht wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als mindestens eine elektrische Betriebsgröße zur Bildung der Hilfsgröße (m) ein zeitlicher Verlauf einer Aktorspannung (u) oder eines Aktorstroms verwendet wird.
  3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzgröße (mref) mittels eines Glättungsverfahrens aus dem zeitlichen Verlauf der Hilfsgröße (m) erhalten wird, insbesondere mittels einer Mittelwertbildung oder einer Tiefpassfilterung.
  4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die modifizierte Hilfsgröße (mmod) dadurch erhalten wird, dass die Referenzgröße (mref) subtrahiert wird von der Hilfsgröße (m).
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Differenz zwischen der Hilfsgröße (m) und der Referenzgröße (mref) dividiert wird durch die Hilfsgröße (m) und/oder die Referenzgröße (mref), um die modifizierte Hilfsgröße (mmod) zu erhalten.
  6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Differenz zwischen der Hilfsgröße (m) und der Referenzgröße (mref) gewichtet wird mit einer weiteren, insbesondere zeitlich nichtkonstanten, Referenzgröße (ref2), um die modifizierte Hilfsgröße (mmod) zu erhalten.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Referenzgröße (ref2) gebildet wird in Abhängigkeit: a. der Hilfsgröße (m) und/oder der Referenzgröße (mref), und/oder b. einer zeitlichen Änderung (dm/dt) der Hilfsgröße (m) und/oder der Referenzgröße (mref), und/oder c. eines zeitlichen Abstands (Δt3) von einer Zustandsänderung einer elektrischen Ansteuergröße des Aktors (26, 30).
  8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzgröße (mref) in Echtzeit aus der Hilfsgröße (m) abgeleitet wird.
  9. Computerprogramm, dadurch gekennzeichnet, dass es zur Anwendung in einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche programmiert ist.
  10. Elektronisches oder optisches Speichermedium für eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung (22) zum Betreiben eines Ventils (18a), dadurch gekennzeichnet, dass auf ihm ein Computerprogramm zur Anwendung in einem Verfahren der Ansprüche 1 bis 8 abgespeichert ist.
  11. Steuer- und/oder Regeleinrichtung (22) zum Betreiben eines Ventils (18a), insbesondere eines Kraftstoffeinspritzventils einer Brennkraftmaschine (10) eines Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Anwendung in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgebildet ist.
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