DE102011004613A1 - Verfahren zur Überwachung des Zustandes eines Piezoinjektors eines Kraftstoffeinspritzsystems - Google Patents

Verfahren zur Überwachung des Zustandes eines Piezoinjektors eines Kraftstoffeinspritzsystems Download PDF

Info

Publication number
DE102011004613A1
DE102011004613A1 DE102011004613A DE102011004613A DE102011004613A1 DE 102011004613 A1 DE102011004613 A1 DE 102011004613A1 DE 102011004613 A DE102011004613 A DE 102011004613A DE 102011004613 A DE102011004613 A DE 102011004613A DE 102011004613 A1 DE102011004613 A1 DE 102011004613A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
determined
maximum value
injector
piezo injector
piezo
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102011004613A
Other languages
English (en)
Inventor
Robert Hoffmann
Michael Katzenberger
Nicolas Nozeran
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.)
Vitesco Technologies GmbH
Original Assignee
Continental Automotive 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 Continental Automotive GmbH filed Critical Continental Automotive GmbH
Priority to DE102011004613A priority Critical patent/DE102011004613A1/de
Priority to CN201280010214.6A priority patent/CN103403325B/zh
Priority to PCT/EP2012/052942 priority patent/WO2012113796A1/de
Priority to US14/001,339 priority patent/US8875566B2/en
Publication of DE102011004613A1 publication Critical patent/DE102011004613A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

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
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/20Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
    • F02D41/2096Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils for controlling piezoelectric injectors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/22Safety or indicating devices for abnormal conditions
    • F02D41/221Safety or indicating devices for abnormal conditions relating to the failure of actuators or electrically driven elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/22Safety or indicating devices for abnormal conditions
    • F02D2041/224Diagnosis of the fuel system

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung des Zustandes eines einen piezoelektrischen Aktor und eine von diesem bewegbare Düsennadel aufweisenden Piezoinjektors des Kraftstoffeinspritzsystems eines Verbrennungsmotors. Der Piezoinjektor ist in einem Teilhubbetrieb und einem Vollhubbetrieb betreibbar. Im Teilhubbetrieb wird der Verlauf eines elektrischen Parameters über der Zeit erfasst, der Maximalwert des Verlaufes ermittelt, ein konstanter Parameterwert ermittelt, der sich nach dem Vorliegen des Maximalwertes einstellt, die Zeitdauer zwischen dem Vorliegen des Maximalwertes und dem Erreichen des konstanten Parameterwertes ermittelt, die Differenz zwischen dem Maximalwert und dem konstanten Parameterwert ermittelt und anhand der ermittelten Zeitdauer und der ermittelten Differenz Rückschlüsse auf den Zustand des Piezoinjektors gezogen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung des Zustandes eines Piezoinjektors, wie er im Zusammenhang mit der Kraftstoffeinspritzung bei Kraftfahrzeugen verwendet wird.
  • Ein derartiger Piezoinjektor weist einen piezoelektrischen Aktor auf, der ein elektrisches Ansteuersignal in eine mechanische Hubbewegung umsetzt. Durch diese Hubbewegung wird eine Düsennadel gesteuert, mit welcher der Kraftstofffluss durch die Spritzlöcher einer Düseneinheit mehr oder weniger weit freigegeben werden kann, um eine gewünschte, vom elektrischen Ansteuersignal abhängige Kraftstoffmenge in geeigneter Art und Weise in einen Zylinder des Kraftfahrzeugs einspritzen zu können.
  • Ein piezoelektrischer Aktor hat die Eigenschaft, dass er bei einer mechanischen Druckbelastung ein elektrisches Signal abgibt, so dass er auch als Sensor für die Erfassung des vorliegenden Druckes im Piezoinjektor verwendet werden kann. Durch eine derartige Erfassung des aktuellen Druckes bzw. einer Druckänderung und der daraus resultierenden Kraftwirkungen auf das Piezoelement können Rückschlüsse auf die Hubbewegung der Düsennadel gezogen werden.
  • Es ist des Weiteren bereits bekannt, einen einen Piezoaktor und eine von diesem bewegbare Düsennadel aufweisenden Piezoinjektor zu unterschiedlichen Zeiten in einem Teilhubbetrieb und in einem Vollhubbetrieb zu betreiben. Dabei wird der Piezoaktor von einer Spannungs-, Strom- und Ladungsquelle mit einer Ladungsmenge beaufschlagt, die einen von der momentanen Einspritzverlaufsanforderung abhängigen Spannungswert aufweist und den Piezoaktor ausdehnt, um die Düsennadel in jeweils erforderlicher Weise zu bewegen. Im Teilhubbetrieb ist nur ein Teil des möglichen Durchfluss-Querschnitts freigegeben, so dass der Durchfluss gedrosselt ist und nur eine vergleichsweise kleine Kraftstoffmenge in den jeweiligen Zylinder eingespritzt wird, und die Düsennadel wird nicht bis an ihre mechanische Anschlagposition bewegt. Im Vollhubbetrieb ist der maximal mögliche Durchfluß-Querschnitt vollständig geöffnet, so dass die Drosselung vollständig aufgehoben ist und eine vergleichsweise große Kraftstoffmenge in den jeweiligen Zylinder eingespritzt wird, und die Düsennadel befindet sich ihrer mechanischen Anschlagposition.
  • Aus der WO 2009/010374 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Formung eines elektrischen Steuersignals für einen Einspritzimpuls bekannt. Mit Hilfe des Kurvenverlaufs des elektrischen Steuersignals wird die Einspritzrate des Kraftstoffinjektors in Abhängigkeit vom Raildruck, vom Hubweg und/oder der Öffnungsdauer des Kraftstoffinjektors geregelt. Dabei ist für wenigstens eine einzuspritzende Teilmenge der Verlauf des elektrischen Steuersignals bezüglich wenigstens einer Impulsflanke und/oder einer Amplitude frei formbar. Diese Formung des Einspritzimpulses wird derart vorgenommen, dass die vorgegebene einzuspritzende Kraftstoffmenge unabhängig vom Verlauf des elektrischen Steuersignals konstant gehalten wird. Durch die eingespritzte Teilmenge erreicht die eingespritzte Kraftstoffmenge ein Zwischenniveau, welches für eine vorgegebene Haltezeit gehalten wird.
  • Andere bekannte Einspritzsysteme für Brennkraftmaschinen, insbesondere solche mit einem piezoelektrischen Antrieb, verwenden Verfahren zum Verbessern des Einspritzverhaltens, bei denen im Rahmen der Herstellung oder der Endprüfung der Injektoren im Werk Referenzmessungen durchgeführt werden und mittels dieser Referenzmessungen erhaltene Korrekturwerte spezimenbezogen mit dem jeweiligen Injektor ausgeliefert werden. Derartige Verfahren sind beispielsweise aus der DE 102 15 610 A1 und der DE 10 2004 053 266 A1 bekannt.
  • Beim Einbau des Injektors in eine Brennkraftmaschine werden die genannten Korrekturwerte dem Motorsteuergerät übermittelt. Hieraus ergibt sich insbesondere im Hinblick auf derzeitige Abgasgesetzgebungsvorgaben die Notwendigkeit, eine Eindeutigkeit der Zusammengehörigkeit zwischen einem jeweiligen Injektor und jeweils zugehörigen Korrekturwerten darzustellen. Des Weiteren erfordert das Erstellen einer Korrekturwertmatrix und das Übermitteln der Werte in das Steuergerät eine Vornahme mehrerer Arbeitsschritte, welche mit einem nicht vernachlässigbaren Zeitaufwand verbunden sind.
  • Das Einspritzverhalten einer Brennkraftmaschine ist grundsätzlich so einzustellen, dass geltende gesetzliche Vorschriften im Hinblick auf Abgasemissionen und Kraftstoffverbrauch eingehalten werden. Die Einhaltung dieser gesetzlichen Vorschriften wird derzeit unter Verwendung von weiteren Sensoren, zu denen beispielsweise Zylinderdrucksensoren und/oder Klopfsensoren gehören, gewährleistet.
  • In der DE 10 2010 040 253.2 ist ein Verfahren zur Überwachung des Zustandes eines einen piezoelektrischen Aktor und eine von diesem bewegbare Düsennadel aufweisenden Piezoinjektors eines Kraftstoffeinspritzsystems beschrieben, bei welchem der Piezoinjektor in einem Teilhubbetrieb und einem Vollhubbetrieb betreibbar ist. Bei diesem Verfahren erfolgt eine Erfassung elektrischer Messwerte des Piezoinjektors im Teilhubbetrieb, ein Vergleich der erfassten elektrischen Messwerte mit zugehörigen Vergleichswerten und ein Ziehen von Rückschlüssen aus dem Vergleichsergebnis auf den Zustand des Piezoinjektors.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren zur Überwachung des Zustands eines Piezoinjektors eines Kraftstoffeinspritzsystems anzugeben.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Überwachung des Zustands eines einen piezoelektrischen Aktor und eine von diesem bewegbare Düsennadel aufweisenden Piezoinjektors eines Kraftstoffeinspritzsystems eines Verbrennungsmotors gelöst, bei welchem der Piezoinjektor in einem Teilhubbetrieb und einem Vollhubbetrieb betreibbar ist, wobei im Teilhubbetrieb der Verlauf eines elektrischen Parameters über der Zeit erfasst wird, der Maximalwert des Verlaufes ermittelt wird, ein konstanter Parameterwert ermittelt wird, der sich nach dem Vorliegen des Maximalwertes einstellt, die Zeitdauer zwischen dem Vorliegen des Maximalwertes und dem Erreichen des konstanten Parameterwertes ermittelt wird, die Differenz zwischen dem Maximalwert und dem konstanten Parameterwert ermittelt wird und anhand der ermittelten Zeitdauer und der ermittelten Differenz Rückschlüsse auf den Zustand des Piezoinjektors gezogen werden.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, dass im Falle einer Verwendung des beanspruchten Verfahrens zur Überwachung des Zustands eines Piezoinjektors neue Informationen gewonnen werden, die den Zustand des Einspritzsystems hinreichend beschreiben, um gesetzlichen Vorschriften genüge zu tun.
  • Ein Verfahren gemäß der Erfindung kann insbesondere im Zusammenhang mit selbstzündenden Verbrennungsmotoren verwendet werden, die mit einem Piezo-Common-Rail-Einspritzsystem ausgestattet sind. Das Verfahren gemäß der Erfindung eignet sich besonders vorteilhaft zu einer kontinuierlichen Überwachung während einer Teilhubeinspritzung in allen Anwendungsfällen dieser Teilhubeinspritzung. Das Verfahren ist im Sinne eines passiven Beobachters ausgelegt und nicht an besondere Arbeits- oder Umgebungsbedingungen gebunden. Es muss folglich nicht abgewartet werden, bis geeignete Betriebsbedingungen vorliegen und es ist auch nicht notwendig, eine besondere Betriebsart des Verbrennungsmotors anzufordern, um das beanspruchte Verfahren durchführen zu können.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Figuren beispielhaft erläutert. Es zeigt
  • 1 eine Skizze zur Erläuterung des Aufbaus eines Piezoinjektors, bei welchem ein Verfahren gemäß der Erfindung verwendet werden kann, und
  • 2 ein Diagramm zur Veranschaulichung des Verlaufs der am Piezoaktor anliegenden elektrischen Spannung über der Zeit.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Überwachung des Zustands bzw. der ordnungsgemäßen Funktion eines piezoelektrisch angetriebenen Kraftstoffinjektors, insbesondere eines Injektors, bei welchem die Düsennadel durch das Piezoelement direkt angetrieben wird und der Nadelhub positionsgeregelt wird.
  • Die 1 zeigt eine Skizze zur Erläuterung des Aufbaus eines Piezoinjektors, bei welchem ein Verfahren gemäß der Erfindung verwendet werden kann. Der dargestellte Piezoinjektor weist einen mit einer Rohrfeder versehenen Piezoaktor 1, einen Pin 2, ein Hebelgehäuse 3, eine Glocke 4, einen Hebel 5, eine Zwischenscheibe 6, eine Düsennadelfeder 7, eine Düsennadel 8 und einen Düsenkörper 9 auf.
  • Der Piezoaktor 1 besteht aus einer Vielzahl einzelner dünner Schichten, die sich bei einem Anliegen einer elektrischen Spannung ausdehnen, d. h. sie übersetzen eine angelegte elektrische Spannung in mechanische Arbeit bzw. Energie. Umgekehrt rufen mechanische Beeinflussungen des Piezoaktors elektrische Signale hervor, die gemessen werden können. Die erreichbare Ausdehnung eines Piezoaktors ist abhängig von Parametern, zu denen seine nominelle Länge, die Anzahl seiner Schichten, die Güte der erfolgten Polarisierung und das Verhältnis seiner aktiven Fläche zu seiner Gesamtfläche gehören. Ist ein Piezoaktor aufgeladen, dann verharrt er für die Dauer der jeweiligen Einspritzung in seiner erreichten Ausdehnung.
  • Bei dem in der 1 gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen Piezoinjektor, bei dem die Düsennadel 8 durch den Piezoaktor 1 direkt angetrieben wird. Zu diesem Zweck ist der Piezoaktor 1 über den Pin 2, die Glocke 4 und den Hebel 5, bei denen es sich um steife, formschlüssig geführte Koppelelemente handelt, unmittelbar mit der Düsennadel 8 verbunden. Durch diese unmittelbare Verbindung der Düsennadel mit dem Piezoaktor wird ein rückwirkender Krafteintrag von der Nadelbewegung auf den Piezoaktor ermöglicht, der im Kapazitätsverlauf erkennbar ist. Jeder Krafteintrag in den Piezoaktor äußert sich in einer Änderung der gemessenen Kapazität.
  • Der Düsenkörper 9 dehnt sich temperaturabhängig aus. Der Zweck der Düsennadelfeder 7 besteht darin, die Düsennadel 8 in ihrem Sitz zu halten. Die genannte Ausdehnung des Düsenkörpers 9 in Richtung seiner Längsachse, die sogenannte Düsenlängung, beeinflusst den maximalen Nadelhub. Auch der im nicht gezeichneten Rail herrschende Raildruck bewirkt eine Längung des Düsenkörpers und eine Stauchung der Düsennadel.
  • Bei einem Nadelöffnungsvorgang erfolgt zunächst ein Aufladen des Piezoaktors 1 durch ein Bestromen desselben. Nach einem Überwinden des Leerhubes wird die Ausdehnung des Piezoaktors 1 über den Pin 2 auf die Glocke 4 übertragen, wobei der Pin 2 im Hebelgehäuse 3 geführt wird. Die Glocke 4 drückt beidseits symmetrisch auf den Hebel 5, der ein Hebelpaar bildet. Diese Hebel rollen auf der Zwischenscheibe 6 nach Art einer Wippe. Der jeweilige Angriffspunkt der beiden Hebel liegt in einer Einkerbung der Düsennadel 8.
  • Durch die vorstehend beschriebene Mechanik wird die axiale Druckkraft des Piezoaktors 1 auf die Düsennadel 8 übertragen. Die Düsennadel wird aus ihrem Sitz gehoben, sobald die Hebelkraft größer ist als die Summe aus der Federkraft und der hydraulischen Kraft und die Elastizität des Düsenkörpers 9 nicht mehr für ein Nacheilen des Nadelsitzes mit der Düsennadel sorgt.
  • Nach einem definierten Weg von beispielsweise 100 μm, der bei einem Druck von 200 MPa zurückgelegt wird, trifft der Nadelanschlag auf die Zwischenscheibe. Es baut sich eine Kontaktkraft auf, die auf den Piezoaktor 1 zurückwirkt.
  • Mit derartigen Piezoaktoren 1 ist es möglich, die Düsennadel 8 nur teilweise aus ihrem Sitz zu heben und im sogenannten Teilhub zu halten. Der freigegebene Durchflussquerschnitt zwischen der Düsennadel und dem Düsenkörper ist dabei kleiner als die Summe der Querschnitte aller Düsenlöcher.
  • Wie vorstehend erläutert wurde, wirkt bei dem in der 1 gezeigten Piezoinjektor der Piezoaktor 1 über steife Koppelelemente 2, 4, 5 direkt auf die Düsennadel 8 und umgekehrt. Dadurch ist eine Erfassung der Kraftwirkungen auf die Düsennadel 8 durch eine Messung der elektrischen Spannung am Piezoaktor 1 möglich. Ein Piezoaktor hat die Eigenschaft, in einer durch elektrische Aufladung erreichten Ausdehnung zumindest solange zu verharren, wie es für den gegenwärtigen Einspritzvorgang notwendig ist.
  • Des Weiteren wurde oben ausgeführt, dass es bei einem direkt angetriebenen Piezoinjektor möglich ist, diesen in einem Teilhubbetrieb zu betreiben, in welchem die Düsennadel nur einen Teil des maximal möglichen Weges aus dem Nadelsitz gehoben wird und dort verharrt.
  • Die 2 zeigt ein Diagramm zur Veranschaulichung des Verlaufs der am Piezoaktor anliegenden Spannung U in Abhängigkeit von der Zeit t in einem derartigen Teilhubbetrieb. Dabei ist längs der Abszisse die Zeit t und längs der Ordinate die Spannung U aufgetragen.
  • Aus der 2 ist ersichtlich, dass die am Piezoaktor anliegende Spannung U abhängig vom freigegebenen Durchlassquerschnitt, der proportional zum Nadelhub ist, und vom Kraftstoffdruck einen signifikanten Verlauf hat. Dieser ist dadurch gekennzeichnet, dass zu Beginn der Teilhubeinspritzung ein Maximum ausgebildet ist und zeitlich nach diesem Maximum ein Abfall auf ein im Weiteren konstantes Spannungsniveau erfolgt. Alternativ zu dieser gemessenen Injektorspannung kann als Parameter auch die berechnete Energie oder die berechnete Kapazität herangezogen werden.
  • Aus der 2 ist des Weiteren ersichtlich, dass aus dem dort gezeigten Verlauf der elektrischen Spannung über der Zeit der Maximalwert dieses Verlaufes, der sich nach dem Vorliegen des Maximalwertes einstellende konstante Spannungswert, die Zeitdauer D zwischen dem Vorliegen des Maximalwertes und dem Erreichen des sich einstellenden konstanten Spannungswertes sowie die Differenz A zwischen dem Maximalwert und dem sich danach einstellenden Spannungswert ermittelt werden können. Dabei beschreiben die genannte Zeitdauer D und die genannte Differenz A eine Fläche F, die in der 2 angedeutet ist. Diese Fläche F, die durch die Zeitdauer D und die Spannungsdifferenz A beschrieben wird, ist ein Maß für die durch den Nadelhub erzielte Einspritzrate.
  • Das absolute Spannungsniveau des konstanten Verlaufes korreliert mit dem Gesamtweg des Piezoaktors bis zur erzielten Einspritzung, d. h. mit der Summe aus dem Leerhub und der erfolgten Düsenlängung.
  • Bei der Erfindung erfolgt während der gesamten Dauer einer Teilhubeinspritzung eine wiederholte Erfassung des jeweiligen Messparameters, beim gezeigten Ausführungsbeispiel eine wiederholte Erfassung der am Piezoaktor anliegenden Spannung. Zu diesem Zweck wird ein schneller Analog-Digital-Wandler verwendet, mittels welchem beispielsweise eine Serie von 40 Spannungswerten in einem zeitlichen Abstand von 5 μs ermittelt wird.
  • Die oben genannten charakteristischen Kenngrößen für die Flächen F, d. h. die Zeitdauer D zwischen dem Vorliegen des Maximalwertes und dem Erreichen des sich danach einstellenden konstanten Spannungswertes und die Differenz A zwischen dem Maximalwert und dem sich danach einstellenden Spannungswert, werden in einem Speicher abgelegt und statistisch ausgewertet. Aus Prüfstandsmessungen und vorangegangenen Messungen am zu überprüfenden Piezoinjektor werden Erwartungswerte gebildet und es erfolgen Stellwert- und Gradientenvergleiche, um Rückschlüsse auf den Zustand des jeweiligen Piezoinjektors zu ziehen.
  • Des Weiteren werden vorzugsweise bei der Beurteilung des Zustands des Piezoinjektors auch Daten des aktuellen Motorzustands berücksichtigt. Zu diesen Daten gehören die momentane Drehmomentanforderung, die Motordrehzahl, die Kühlwassertemperatur und der Verlauf der Abgastemperatur. Des Weiteren werden vorzugsweise die Werte der Tankfüllstandsanzeige vom aktuellen und vorangegangenem Fahrzyklus miteinander verglichen. Dabei ist auch zu beachten, dass im Falle einer Betankung des Fahrzeugs mit Kraftstoffen deutlich unterschiedlicher Kraftstoffqualität ein Sprung im erhaltenen Messsignalverlauf auftreten kann. Ein derartiger Sprung muss bei der Auswertung der Messergebnisse ausgeblendet werden, um nicht in unerwünschter Weise einen Eintrag in ein Fehlerregister herbeizuführen.
  • Aus den genannten charakteristischen Kenngrößen für die Fläche F, d. h. der Dauer D zwischen dem Vorliegen des Maximalwertes und dem Erreichen des sich danach einstellenden konstanten Spannungswertes, und der Differenz A zwischen dem Maximalwert und dem sich danach einstellenden konstanten Spannungswert, können zumindest Aussagen dahingehend getroffen werden, ob überhaupt Kraftstoff in den Brennraum des Verbrennungsmotors eingespritzt wurde und ob die Eindringungsrate im beabsichtigten Bereich war oder deutlich zu klein oder deutlich zu groß war.
  • Diese Aussagen reichen für eine Funktionsüberwachung im Sinne der derzeit gültigen Vorschriften aus.
  • Werden – wie oben ausgeführt wurde – auch den momentanen Motorbetrieb beschreibende Parameter, insbesondere die momentane Drehmomentanforderung und die momentane Last, berücksichtigt und auch weitere Messgrößen wie der Raildruck und die Abgastemperatur in die Beurteilung des Zustands des Piezoinjektors einbezogen, dann lässt sich in vorteilhafter Weise auch eine Aussage über die Ursache des über den Leerhub hinausgehenden Piezoweges treffen, beispielsweise die Aussage, dass die Ursache im herrschenden Raildruck liegt oder dass die Ursache auf eine thermischen Ausdehnung des Düsenkörpers zurückzuführen ist.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2009/010374 A1 [0005]
    • DE 10215610 A1 [0006]
    • DE 102004053266 A1 [0006]
    • DE 102010040253 [0009]

Claims (10)

  1. Verfahren zur Überwachung des Zustandes eines einen piezoelektrischen Aktor und eine von diesem bewegbare Düsennadel aufweisenden Piezoinjektors des Kraftstoffeinspritzsystems eines Verbrennungsmotors, bei welchem der Piezoinjektor in einem Teilhubbetrieb und einem Vollhubbetrieb betreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass – im Teilhubbetrieb der Verlauf eines elektrischen Parameters über der Zeit erfasst wird, – der Maximalwert des Verlaufes ermittelt wird, – ein konstanter Parameterwert ermittelt wird, der sich nach dem Vorliegen des Maximalwertes einstellt, – die Zeitdauer zwischen dem Vorliegen des Maximalwertes und dem Erreichen des konstanten Parameterwertes ermittelt wird, – die Differenz zwischen dem Maximalwert und dem konstanten Parameterwert ermittelt wird und – anhand der ermittelten Zeitdauer und der ermittelten Differenz Rückschlüsse auf den Zustand des Piezoinjektors gezogen werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass anhand der ermittelten Zeitdauer und der ermittelten Differenz Rückschlüsse gezogen werden, ob Kraftstoff in den Brennraum des Verbrennungsmotors eingebracht wurde.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass anhand der ermittelten Zeitdauer und der ermittelten Differenz Rückschlüsse darauf gezogen werden, ob die Einbringungsrate des Kraftstoffs in den Brennraum in einem gewünschten Bereich oder außerhalb des gewünschten Bereiches liegt.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Beurteilung des Zustands des Piezoinjektors weitere Parameter des Verbrennungsmotors herangezogen werden.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zu den weiteren Parametern Informationen über die aktuelle Drehmomentanforderung und/oder die aktuelle Last gehören.
  6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass zu den weiteren Parametern Informationen über den Raildruck, die Abgastemperatur, die Drehzahl des Verbrennungsmotors, die Kühlwassertemperatur und die Kraftstoffqualität gehören.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der genannten Parameter Rückschlüsse auf die Ursachen des über den Leerhub hinausgehenden Piezoweges gezogen werden.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Ursache für den über den Leerhub hinausgehenden Piezoweg der Raildruck ermittelt wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Ursache für den über den Leerhub hinausgehenden Piezoweg die thermische Ausdehnung der Düsennadel ermittelt wird.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Parameter die am Piezoinjektor anliegende elektrische Spannung, die Energie oder die Kapazität ist.
DE102011004613A 2011-02-23 2011-02-23 Verfahren zur Überwachung des Zustandes eines Piezoinjektors eines Kraftstoffeinspritzsystems Withdrawn DE102011004613A1 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011004613A DE102011004613A1 (de) 2011-02-23 2011-02-23 Verfahren zur Überwachung des Zustandes eines Piezoinjektors eines Kraftstoffeinspritzsystems
CN201280010214.6A CN103403325B (zh) 2011-02-23 2012-02-21 用于监控燃料喷射***的压电喷射器的状态的方法
PCT/EP2012/052942 WO2012113796A1 (de) 2011-02-23 2012-02-21 Verfahren zur überwachung des zustandes eines piezoinjektors eines kraftstoffeinspritzsystems
US14/001,339 US8875566B2 (en) 2011-02-23 2012-02-21 Method for monitoring the state of a piezoelectric injector of a fuel injection system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011004613A DE102011004613A1 (de) 2011-02-23 2011-02-23 Verfahren zur Überwachung des Zustandes eines Piezoinjektors eines Kraftstoffeinspritzsystems

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102011004613A1 true DE102011004613A1 (de) 2012-08-23

Family

ID=45755348

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102011004613A Withdrawn DE102011004613A1 (de) 2011-02-23 2011-02-23 Verfahren zur Überwachung des Zustandes eines Piezoinjektors eines Kraftstoffeinspritzsystems

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8875566B2 (de)
CN (1) CN103403325B (de)
DE (1) DE102011004613A1 (de)
WO (1) WO2012113796A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017041923A1 (de) * 2015-09-09 2017-03-16 Continental Automotive Gmbh ERFASSUNGSVERFAHREN ZUM ERFASSEN EINER SPALTGRÖßE EINES SPALTES ZWISCHEN EINER INJEKTORVENTILBAUGRUPPE UND EINEM PIEZOSTAPEL SOWIE ANSTEUERUNGSVERFAHREN ZUM ANSTEUERN EINER AKTOREINHEIT IN EINEM PIEZOSTAPEL

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011004613A1 (de) 2011-02-23 2012-08-23 Continental Automotive Gmbh Verfahren zur Überwachung des Zustandes eines Piezoinjektors eines Kraftstoffeinspritzsystems
DE102011005283B4 (de) * 2011-03-09 2013-05-23 Continental Automotive Gmbh Verfahren zur Erkennung fehlerhafter Komponenten eines elektronisch geregelten Kraftstoffeinspritzsystems eines Verbrennungsmotors
DE102012212614A1 (de) 2012-07-18 2014-01-23 Continental Automotive Gmbh Piezoinjektor mit hydraulisch gekoppelter Düsennadelbewegung
DE102012214565B4 (de) * 2012-08-16 2015-04-02 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Einspritzventils
DE102012222509A1 (de) 2012-12-07 2014-06-12 Continental Automotive Gmbh Piezoinjektor
DE102012223934B4 (de) 2012-12-20 2015-10-15 Continental Automotive Gmbh Piezoinjektor
DE102014209326A1 (de) * 2014-05-16 2015-11-19 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Bestimmung eines Schließzeitpunktes eines Kraftstoffinjektors
DE102014212377B4 (de) * 2014-06-27 2016-07-21 Continental Automotive Gmbh Verfahren zur Bestimmung eines Zustandes eines Einspritzventils
DE112015006499T5 (de) * 2015-04-28 2018-04-26 Cummins Inc. Adaptive steuerung von zyklus zu zyklus mit geschlossener regelung zur einspritzratenformung
DE102015212371B4 (de) * 2015-07-02 2021-08-05 Vitesco Technologies GmbH Verfahren zur Überwachung des Arbeitsbetriebs eines Piezoinjektors
CN112780443B (zh) * 2021-03-02 2022-03-01 北京航空航天大学 一种压电陶瓷微动针栓喷注器调节机构

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10215610A1 (de) 2001-04-10 2002-10-17 Bosch Gmbh Robert System und Verfahren zum Korrigieren des Einspritzverhaltens von mindestens einem Injektor
DE102004053266A1 (de) 2004-11-04 2006-05-11 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Korrigieren des Einspritzverhaltens eines Injektors
DE102004062073A1 (de) * 2004-12-23 2006-07-13 Volkswagen Mechatronic Gmbh & Co. Kg Verfahren und Vorrichtung zur Kompensation von Prelleffekten in einem piezogesteuerten Einspritzsystem einer Verbrennungskraftmaschine
DE102004058971B4 (de) * 2004-12-08 2006-12-28 Volkswagen Mechatronic Gmbh & Co. Kg Verfahren zum Steuern eines piezoelektrischen Aktors und Steuereinheit zum Steuern eines piezoelektrischen Aktors
WO2009010374A1 (de) 2007-07-18 2009-01-22 Continental Automotive Gmbh Verfahren und vorrichtung zur formung eines elektrischen steuersignals für einen einspritzimpuls
DE102010040253A1 (de) 2010-09-03 2012-03-08 Continental Automotive Gmbh Verfahren zur Überwachung des Zustandes eines Piezoinjektors eines Kraftstoffeinspritzsystems

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4649886A (en) * 1982-11-10 1987-03-17 Nippon Soken, Inc. Fuel injection system for an internal combustion engine
US6298829B1 (en) * 1999-10-15 2001-10-09 Westport Research Inc. Directly actuated injection valve
EP1884655A1 (de) * 1999-10-15 2008-02-06 Westport Power Inc. Direkt betätigtes Kraftstoffeinspritzventil
DE10016476A1 (de) * 2000-04-01 2001-12-06 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Diagnose der Spannungsansteuerung für einen piezoelektrischen Aktor eines Einspritzventils
DE10113670A1 (de) * 2001-03-21 2002-09-26 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zur Ansteuerung eines Piezoaktors
DE10155391A1 (de) * 2001-11-10 2003-05-22 Bosch Gmbh Robert Verfahren zum Laden und Entladen eines piezoelektrischen Elementes
DE10155390A1 (de) * 2001-11-10 2003-05-22 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zum Laden und Entladen eines piezoelektrischen Elementes
DE10360019A1 (de) 2003-12-19 2005-07-14 Volkswagen Mechatronic Gmbh & Co. Kg Verfahren zum Steuern eines Ventils und Verfahren zum Steuern einer Pumpe-Düse-Vorrichtung mit einem Ventil
DE102006036567B4 (de) * 2006-08-04 2008-09-11 Continental Automotive Gmbh Verfahren zum Bestimmen eines Funktionszustandes eines Piezoinjektors einer Brennkraftmaschine
GB0807854D0 (en) * 2008-04-30 2008-06-04 Delphi Tech Inc Detection of faults in an injector arrangement
JP4631937B2 (ja) * 2008-06-18 2011-02-16 株式会社デンソー 学習装置及び燃料噴射システム
JP4835715B2 (ja) * 2009-03-25 2011-12-14 株式会社デンソー 燃料噴射状態検出装置
JP4737315B2 (ja) * 2009-03-25 2011-07-27 株式会社デンソー 燃料噴射状態検出装置
DE102011004613A1 (de) 2011-02-23 2012-08-23 Continental Automotive Gmbh Verfahren zur Überwachung des Zustandes eines Piezoinjektors eines Kraftstoffeinspritzsystems
DE102011005283B4 (de) * 2011-03-09 2013-05-23 Continental Automotive Gmbh Verfahren zur Erkennung fehlerhafter Komponenten eines elektronisch geregelten Kraftstoffeinspritzsystems eines Verbrennungsmotors
DE102011005934A1 (de) * 2011-03-23 2012-09-27 Continental Automotive Gmbh Verfahren zur Ermittlung der Kraftverhältnisse an der Düsennadel eines direkt getriebenen Piezoinjektors
JP5287915B2 (ja) * 2011-03-24 2013-09-11 株式会社デンソー 燃料噴射状態推定装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10215610A1 (de) 2001-04-10 2002-10-17 Bosch Gmbh Robert System und Verfahren zum Korrigieren des Einspritzverhaltens von mindestens einem Injektor
DE102004053266A1 (de) 2004-11-04 2006-05-11 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Korrigieren des Einspritzverhaltens eines Injektors
DE102004058971B4 (de) * 2004-12-08 2006-12-28 Volkswagen Mechatronic Gmbh & Co. Kg Verfahren zum Steuern eines piezoelektrischen Aktors und Steuereinheit zum Steuern eines piezoelektrischen Aktors
DE102004062073A1 (de) * 2004-12-23 2006-07-13 Volkswagen Mechatronic Gmbh & Co. Kg Verfahren und Vorrichtung zur Kompensation von Prelleffekten in einem piezogesteuerten Einspritzsystem einer Verbrennungskraftmaschine
WO2009010374A1 (de) 2007-07-18 2009-01-22 Continental Automotive Gmbh Verfahren und vorrichtung zur formung eines elektrischen steuersignals für einen einspritzimpuls
DE102010040253A1 (de) 2010-09-03 2012-03-08 Continental Automotive Gmbh Verfahren zur Überwachung des Zustandes eines Piezoinjektors eines Kraftstoffeinspritzsystems

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017041923A1 (de) * 2015-09-09 2017-03-16 Continental Automotive Gmbh ERFASSUNGSVERFAHREN ZUM ERFASSEN EINER SPALTGRÖßE EINES SPALTES ZWISCHEN EINER INJEKTORVENTILBAUGRUPPE UND EINEM PIEZOSTAPEL SOWIE ANSTEUERUNGSVERFAHREN ZUM ANSTEUERN EINER AKTOREINHEIT IN EINEM PIEZOSTAPEL
CN107923334A (zh) * 2015-09-09 2018-04-17 大陆汽车有限公司 用于检测在喷射器阀组件和压电堆叠之间的间隙的间隙大小的检测方法、以及用于致动压电堆叠中的致动器单元的致动方法
CN107923334B (zh) * 2015-09-09 2021-01-22 大陆汽车有限公司 用于喷射器阀的检测方法、致动方法以及喷射器单元

Also Published As

Publication number Publication date
CN103403325B (zh) 2016-04-27
CN103403325A (zh) 2013-11-20
US20130333455A1 (en) 2013-12-19
US8875566B2 (en) 2014-11-04
WO2012113796A1 (de) 2012-08-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102011004613A1 (de) Verfahren zur Überwachung des Zustandes eines Piezoinjektors eines Kraftstoffeinspritzsystems
DE102011005934A1 (de) Verfahren zur Ermittlung der Kraftverhältnisse an der Düsennadel eines direkt getriebenen Piezoinjektors
DE102011005285B4 (de) Verfahren zur Bestimmung des Leerhubes eines Piezoinjektors mit direkt betätigter Düsennadel
DE102011005283B4 (de) Verfahren zur Erkennung fehlerhafter Komponenten eines elektronisch geregelten Kraftstoffeinspritzsystems eines Verbrennungsmotors
DE102005050338A1 (de) Verfahren zum Überprüfen eines Ventils
DE102007042994A1 (de) Verfahren zum Beurteilen einer Funktionsweise eines Einspritzventils bei Anlegen einer Ansteuerspannung und entsprechende Auswertevorrichtung
DE102015208573B3 (de) Druckbestimmung in einem Kraftstoff-Einspritzventil
DE102013222603A1 (de) Verfahren zum Erkennen eines Fehlers im Öffnungsverhalten eines Injektors
WO2013092190A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur nullmengenkalibrierung eines kraftstoffeinspritzventils
DE102015219640A1 (de) Verfahren zum Bestimmen einer Eigenschaft eines Kraftstoffs
DE102017216973A1 (de) Verfahren zum Bestimmen einer Kraftstoffsorte
DE102017220912B3 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung des Öffnungszeitpunktes des Servoventils eines Piezoinjektors
WO2012103991A1 (de) Verfahren zum bestimmen einer steuermenge eines injektors
DE10303573B4 (de) Verfahren, Computerprogramm, Speichermedium und Steuer- und/oder Regelgerät zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, sowie Brennkraftmaschine insbesondere für ein Kraftfahrzeug
DE102010040253A1 (de) Verfahren zur Überwachung des Zustandes eines Piezoinjektors eines Kraftstoffeinspritzsystems
DE102014211334B3 (de) Verfahren zur Charakterisierung eines hydraulischen Koppelelementes eines Piezo-Injektors
DE102017209692A1 (de) Verfahren zum Ermitteln einer Einspritzbeginnverzugsdauer bei einem Kraftstoffinjektor
DE102015212371A1 (de) Verfahren zur Überwachung des Arbeitsbetriebs eines Piezoinjektors
DE102007009565A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Kraftstoffzusammensetzung in einem Einspritzsystem einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs
DE102017221973A1 (de) Verfahren zum Ermitteln eines charakteristischen Zeitpunktes einer Kraftstoffeinspritzung
WO2013156377A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum betreiben einer brennkraftmaschine
DE102007061946A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Kraftstoff-Einspritzvorrichtung
DE102011005773A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Steuern eines Einspritzventils zum Zumessen von Kraftstoff für eine Brennkraftmaschine
DE102016211336A1 (de) Verfahren zum Bestimmen mindestens einer Eigenschaft eines Kraftstoffs
DE102007058540A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Laden und Entladen eines piezoelektrischen Elements

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: VITESCO TECHNOLOGIES GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH, 30165 HANNOVER, DE

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee