EP0995024B1 - Verfahren und vorrichtung zur ansteuerung eines elektromagnetischen verbrauchers - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur ansteuerung eines elektromagnetischen verbrauchers Download PDF

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EP0995024B1
EP0995024B1 EP99916804A EP99916804A EP0995024B1 EP 0995024 B1 EP0995024 B1 EP 0995024B1 EP 99916804 A EP99916804 A EP 99916804A EP 99916804 A EP99916804 A EP 99916804A EP 0995024 B1 EP0995024 B1 EP 0995024B1
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EP
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recharging
booster capacitor
voltage
value
injection
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Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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    • H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
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    • H01F7/1805—Circuit arrangements for holding the operation of electromagnets or for holding the armature in attracted position with reduced energising current
    • H01F7/1816—Circuit arrangements for holding the operation of electromagnets or for holding the armature in attracted position with reduced energising current making use of an energy accumulator

Definitions

  • the invention relates to a method and an apparatus for Control of at least one electromagnetic consumer, in particular a solenoid valve to control the Fuel injection into an internal combustion engine one with electronic switching means and at least one Booster capacitor equipped control circuit, with a first step, the voltage of the booster capacitor after each partial or total discharge the same again the opening speed of the Injector and thus influencing the injection time reloads the desired value.
  • a common rail fuel injection system the metering of the fuel mass for a cylinder over a Injector controlled.
  • the accuracy of the metering will determined, among other things, by how quickly that Injector opens.
  • the opening process of the Injector is accelerated by getting a high Voltage, fed from a booster capacitor, on the Injector there.
  • the voltage of the booster capacitor after its discharge or partial discharge at Injection process brought back to the desired value become. This recharging is done by an electric one Circuit and takes some time. If more than one Follow injections so closely in time that not for the complete recharge of the booster capacitor enough time remains, an undefined arises Voltage at the booster capacitor. Is the tension of the Booster capacitor not at the start of the injection process at the desired value, this results in different opening times of the injection valve and thus also different fuel masses. Through the different fuel masses worsen it Emission behavior and engine running.
  • the invention is also intended to Power loss when driving the electromagnetic Minimize consumption.
  • the above task is used in a generic method solved that at least the speed and the load of the Internal combustion engine are detected and the strength of the first Required recharge current and / or the required recharge time for the booster capacitor at least depending on the recorded speed and load value is regulated.
  • the above method is thereby advantageously trained that in the executed scheme the strength of the recharge current and in a corresponding manner also the Reload time in coordination with the reload current. With this step can be advantageously the Minimize power loss.
  • the normal reload time is not sufficient. If there is such a requirement, the method according to the invention regulates the strength of the recharge current and the recharge time depending on these additional requirements for the engine control.
  • Another measure is to measure the voltage of the Booster capacitor and in the regulation of the recharge current and the reload time depending on the measured voltage on Booster capacitor.
  • Additional training allows a correction of the calculated injection time with a the deviation of the measured voltage from the desired voltage value at the booster capacitor specifying correction value by adding in another Process step the calculated injection time with the Correction value with formation of a corrected injection time is corrected.
  • a control device for solving the above object at least one electromagnetic consumer, in particular a solenoid valve to control the Fuel injection into an internal combustion engine one with electronic switching means and at least one Booster capacitor equipped drive circuit that Reloading means, the voltage of the booster capacitor reloading to a desired value is thereby characterized that the reloading means functionally with Means for detecting at least the speed and the load of the Internal combustion engine are connected and control means have the strength of that for the desired Voltage value required recharge current and / or the required reloading time depends at least on the from the detection means detected speed value and the Regulate load value.
  • Figure 1 shows a block diagram of the device according to the invention.
  • Figures 2 to 4 show functional characteristics of three different ones Embodiments of the method according to the invention and the control device according to the invention at least one electromagnetic consumer, these three described below Embodiments can also be combined with one another can. It should also be noted that those from the above-mentioned patent application DE 195 39 071 known Power stage also in the control device according to the Device can be used.
  • Figure 1 is an electromagnetic consumer designated by way of example with 100. This is from one driven with 110 designated output stage. Furthermore is a charging circuit 120 is provided, the most important of which Element is a so-called booster capacitor 125 represents. Power amplifier 110 and charging circuit 120 can form a structural unit and accordingly the device described in DE 195 39 071 is, be trained.
  • Both the output stage 110 and the charging circuit 120 are connected to a supply voltage UB.
  • This is a motor vehicle preferably around the battery of the motor vehicle.
  • the Booster capacitor 125 is on the one hand with ground and on the other others connected to the power amplifier 110.
  • the electromagnetic consumer 100 optionally with the Voltage UC of the booster capacitor 125 or with the Supply voltage UB can be connected. This is with represented by a dash-dotted line.
  • the control unit 130 receives the output signals N of a speed sensor 150 and the signal L one Load specification 155 forwarded. Furthermore, the Control unit 130, the output signal ti and that Output signal OPAN fed to a motor controller 140. The engine controller 140 processes at least that Output signal L of the load specification 155.
  • the sensor 150 preferably detects the speed n of Internal combustion engine.
  • the load specification 155 delivers Signal L that the load of the internal combustion engine features. This can be a Interface with other control units in the Act motor vehicle. But it can also be provided be that the load size L is an internal Size of the motor controller 140 is. at spark-ignited internal combustion engines the load size L preferably around the position of the Throttle. With self-igniting internal combustion engines it is for example a die characterizing amount of fuel to be injected Size.
  • the Motor controller 140 Starting from at least the load L, the Motor controller 140 a drive signal ti that the Switching duration of the electromagnetic consumer certainly. This control period ti with which the output stage is applied determines the start of injection and that End of injection. It is shown in dashed lines that this Signal usually directly from the engine control 140 reaches the final stage 110.
  • This increased voltage UC is provided by the charging circuit 120.
  • the charging circuit 120 for example as a DC / DC converter, which increased a DC voltage into a DC voltage converted, be formed.
  • Booster capacitor 125 This is from the Charging circuit on one opposite the Supply voltage UB increased voltage UC charged. At the start of the control, the electromagnetic Consumer 100 with this increased voltage acted upon so that the consumer faster responds.
  • the charging process of the booster capacitor 125 is in the essentially through the recharge current ICN and the Reloading time tCN determined. These two sizes are specified by the control unit 130 and the Charging circuit 120 supplied.
  • the Control unit 130 among other things, the voltage UC that is on the booster capacitor 125 is present.
  • the signal OPAN evaluates that from the engine control provided. This signal OPAN gives the Request from the engine control, e.g. this Signal indicate that a switch from one Stratified charge operation takes place on a homogeneous operation should.
  • control unit 130 and the Charging circuit 120 are also used as recharging devices designated. How the different work Elements are described below with reference to FIGS. 2 to 4 described in more detail.
  • Figures 2-4 show functional features of three different embodiments of the inventive method and the inventive Device for controlling at least one electromagnetic consumer, these three
  • the exemplary embodiments described below also can be combined with each other. It is also too notice that from the above Patent application DE 195 39 071 also known final stage in the control device according to the invention can be used.
  • the voltage UC on the booster capacitor the speed n and the load L the Internal combustion engine detected.
  • the electronic Control unit EC controls depending on the detected Sizes UC, n and L the strength of the recharge current ICN, as well as the reload time tCN for reloading the Booster capacitor.
  • the voltage UC is before Injection process measured. To the power loss too can minimize, depending on the speed / load range Reload current ICN, can be changed. Accordingly the reload time tCN must also be changed. On Lowering the recharge current ICN means a Extension of reload time tCN, but one Reduction of power loss.
  • the speed n and determined the load L of the internal combustion engine OPAN requirements recorded by the engine control are in particular the requirement several injections at short intervals one after the other, e.g. when switching from Stratified charge in homogeneous operation with gasoline direct injection or with preliminary or Post-injections e.g. for catalyst regeneration. In this case, the normal reload time is not sufficient out. If there is such a requirement, the electronic control unit EC the recharge current Briefly increase the ICN and thus the reload time tCN shorten, so that the desired booster capacitor voltage UC sets and therefore an accurate Metering of the fuel is made possible. It is possible if a limited number of reloads is necessary, the charging circuit briefly overburden.
  • the measurement of the voltage UC before Injection is not mandatory if the Change in the recharge current ICN and the Reloading time tCN are coordinated.
  • Fig. 4 are the voltage UC on the booster capacitor that Speed n and the load value L of the internal combustion engine recorded and corresponding sizes of electronic Control unit EC supplied.
  • This forms one Correction value tik for correcting the calculated Injection time ti.
  • a correction element K links the calculated injection time ti and the correction value tik to form a corrected injection time ti *.
  • the correction means K part of the electronic control unit EC.
  • the Voltage of the booster capacitor to a desired one Reloaded value.
  • the voltage of the Booster capacitor after each partial or complete discharge of the same back onto the Opening speed of the injection valve and thus the desired value influencing the injection time recharged.
  • a second step the speed and the load of the Internal combustion engine detected. It is advantageous if additionally certain requirements of the engine control be recorded. This is for example a signal OPAN, which indicates that several Injections through the same solenoid valve in very short time intervals are required. Furthermore, the Voltage at the booster capacitor, especially before Injection process to be measured.
  • the strength of the ICN in the first step required recharge current and / or the required reload time tCN for the Booster capacitor at least depending on the im second step controlled operating state (LAST, speed) regulated.
  • a correction value (tik) is determined, which is a deviation of the measured Voltage from the desired voltage value on the booster capacitor when controlling the injectors considered.
  • a fifth Step a calculated injection time (ti) for the Injectors with the correction value (tik) under formation corrected injection time (ti *).

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Abstract

Die Erfindung befaßt sich mit einem Verfahren und einer Vorrichtung zur Ansteuerung wenigstens eines elektromagnetischen Verbrauchers, insbesondere eines Magnetventils, zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung in eine Brennkraftmaschine mittels einer mit elektronischen Schaltmitteln und wenigstens einem Booster-Kondensator ausgestatteten Ansteuerschaltung, die Nachlademittel (EC) aufweist, die die Spannung des Booster-Kondensators nach jeder teilweisen oder völligen Entladung desselben wieder auf einen die Öffnungsgeschwindigkeit des Einspritzventils und damit die Einspritzzeit beeinflussenden gewünschten Wert nachladen, die dadurch gekennzeichnet sind, daß die Nachlademittel (EC) funktionell mit Mitteln zur Erfassung wenigstens der Drehzahl (n) und der Last (L) der Brennkraftmaschine verbunden sind und Regelungsmittel (EC) aufweisen, die die Stärke des für den gewünschten Spannungswert erforderlichen Nachladestroms (ICN) und die erforderliche Nachladezeitdauer (tCN) wenigstens abhängig von dem von den Erfassungsmitteln erfaßten Drehzahlwert (n) und dem Lastwert (L) regeln.

Description

Hintergrund der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ansteuerung wenigstens eines elektromagnetischen Verbrauchers, insbesondere eines Magnetventils, zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung in eine Brennkraftmaschine mittels einer mit elektronischen Schaltmitteln und wenigstens einem Booster-Kondensator ausgestatteten Ansteuerschaltung, mit einem ersten Schritt, der die Spannung des Booster-Kondensators nach jeder teilweisen oder völligen Entladung desselben wieder auf einen die Öffnungsgeschwindigkeit des Einspritzventils und damit die Einspritzzeit beeinflussenden gewünschten Wert nachlädt.
Stand der Technik
Ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung sind aus der deutschen Patentanmeldung DE 195 39 071 der Robert Bosch GmbH bekannt.
Allgemein wird bei einem Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem die Zumessung der Kraftstoffmasse für einen Zylinder über ein Einspritzventil gesteuert. Die Genauigkeit der Zumessung wird unter anderem dadurch bestimmt, wie schnell das Einspritzventil öffnet. Der Öffnungsvorgang des Einspritzventils wird beschleunigt, indem man eine hohe Spannung, gespeist aus einem Booster-Kondensator, auf das Einspritzventil gibt. Die Spannung des Booster-Kondensators muss nach seiner Entladung oder Teilentladung beim Einspritzvorgang wieder auf den gewünschten Wert gebracht werden. Diese Nachladung geschieht über eine elektrische Schaltung und benötigt eine gewisse Zeit. Wenn jetzt mehrere Einspritzungen zeitlich so dicht hintereinander folgen, dass für die vollständige Nachladung des Booster-Kondensators nicht genügend Zeit bleibt, stellt sich eine nicht definierte Spannung am Booster-Kondensator ein. Ist die Spannung des Booster-Kondensators beim Beginn des Einspritzvorgangs nicht auf dem gewünschten Wert, so ergeben sich dadurch unterschiedliche Öffnungszeiten des Einspritzventils und damit auch unterschiedliche Kraftstoffmassen. Durch die unterschiedlichen Kraftstoffmassen verschlechtert sich das Abgasverhalten und der Motorlauf.
Die Lehre der oben erwähnten Patentanmeldung DE 195 39 071 geht dahin, den Booster-Kondensator durch gezieltes Einschalten mehrerer Schaltmittel so aufzuladen, dass der Einschaltvorgang beschleunigt und der Gesamtenergieverbrauch minimiert wird. Dafür sind Steuermittel vorgesehen, die die Schaltmittel derart ansteuern, dass wenigstens die beim Übergang von einem Anzugsstromwert auf einen Haltestromwert frei werdende Energie im Booster-Kondensator speicherbar ist.
Aus der US 5,717,562 ist ebenfalls ein Verfahren der eingangs genannten Art bekannt. Dort wird die an dem Booster-Kondensator anliegende Spannung erfasst und die erforderliche Nachladezeitdauer für den Booster-Kondensator in Abhängigkeit von der erfassten Spannung des Booster-Kondensators geregelt.
Angesichts des oben Gesagten, ist es Aufgabe der Erfindung, einen elektromagnetischen Verbraucher zeitlich genau anzusteuern, insbesondere die Zumessgenauigkeit des Kraftstoffs bei einer Brennkraftmaschine mit einem Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem zu verbessern.
Gemäß einer Weiterbildung soll die Erfindung auch die Verlustleistung beim Ansteuern des elektromagnetischen Verbrauchs minimieren.
Die obige Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Verfahren dadurch gelöst, dass wenigstens die Drehzahl und die Last der Brennkraftmaschine erfasst werden und die Stärke des im ersten Schritt erforderlichen Nachladestroms und/oder die erforderliche Nachladezeitdauer für den Booster-Kondensator wenigstens abhängig von dem erfassten Drehzahl- und Lastwert geregelt wird.
Das obige Verfahren wird in vorteilhafter Weise dadurch weitergebildet, dass bei der ausgeführten Regelung die Stärke des Nachladestroms und in entsprechender Weise auch die Nachladezeit in Abstimmung mit dem Nachladestrom werden. Mit diesem Schritt lässt sich vorteilhafterweise die Verlustleistung minimieren.
Ist es erforderlich, dass mehrere Einspritzungen in kurzen Abständen hintereinander folgen müssen, wie z.B. bei der Umschaltung vom Schichtladungs- in den Homogenbetrieb bei der Benzin-Direkteinspritzung oder bei Vor- bzw.
Nacheinspritzungen (zur Katalysatorregulierung etc.), reicht die normale Nachladezeit nicht aus. Besteht eine solche Anforderung, regelt das erfindungsgemäße Verfahren die Stärke des Nachladestroms und die Nachladezeit abhängig von diesen zusätzlichen Anforderungen an die Motorsteuerung.
Eine weitere Maßnahme besteht in der Messung der Spannung des Booster-Kondensators und in der Regelung des Nachladestroms und der Nachladezeit abhängig von der gemessenen Spannung am Booster-Kondensator.
Eine zusätzliche Weiterbildung erlaubt eine Korrektur der berechneten Einspritzzeit mit einem die Abweichung der gemessenen Spannung vom gewünschten Spannungswert am Booster-Kondensator angebenden Korrekturwert, indem in einem weiteren Verfahrensschritt die berechnete Einspritzzeit mit dem Korrekturwert unter Bildung einer korrigierten Einspritzzeit korrigiert wird.
Eine die obige Aufgabe lösende Vorrichtung zur Ansteuerung wenigstens eines elektromagnetischen Verbrauchers, insbesondere eines Magnetventils, zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung in eine Brennkraftmaschine mittels einer mit elektronischen Schaltmitteln und wenigstens einem Booster-Kondensator ausgestatteten Ansteuerschaltung, die Nachlademittel aufweist, die die Spannung des Booster-Kondensators auf einen gewünschten Wert nachladen, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Nachlademittel funktionell mit Mitteln zur Erfassung wenigstens der Drehzahl und der Last der Brennkraftmaschine verbunden sind und Regelungsmittel aufweisen, die die Stärke des für den gewünschten Spannungswert erforderlichen Nachladestroms und/oder die erforderliche Nachladezeitdauer wenigstens abhängig von dem von den Erfassungsmitteln erfassten Drehzahlwert und dem Lastwert regeln.
Weiterbildende Vorrichtungsmerkmale sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die obigen und weitere vorteilkofte Merkmale und Aufgaben der Erfindung werden in der nachfolgenden, bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschreibenden, Beschreibung deutlich, wenn diese anhand der Zeichnung gelesen wird.
Die Figur 1 zeigt ein Blockdiagramm der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die Figuren 2 bis 4 zeigen Funktionsmerkmale dreier verschiedener Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Ansteuerung wenigstens eines elektromagnetischen Verbrauchers, wobei diese drei nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele auch miteinander kombiniert werden können. Es ist ferner zu bemerken, daß die aus der obengenannten Patentanmeldung DE 195 39 071 bekannte Endstufe auch bei der Ansteuervorrichtung gemäß der Einrichtung einsetzbar ist.
In der Figur 1 ist ein elektromagnetischer Verbraucher beispielhaft mit 100 bezeichnet. Dieser wird von einer mit 110 bezeichneten Endstufe angesteuert. Ferner ist eine Ladeschaltung 120 vorgesehen, deren wesentlichstes Element ein sogenannter Booster-Kondensator 125 darstellt. Die Endstufe 110 und die Ladeschaltung 120 können eine bauliche Einheit bilden und entsprechend der Einrichtung, die in der DE 195 39 071 beschrieben ist, ausgebildet sein.
Sowohl die Endstufe 110 als auch die Ladeschaltung 120 stehen mit einer Versorgungsspannung UB in Verbindung. Bei einem Kraftfahrzeug handelt es sich hierbei vorzugsweise um die Batterie des Kraftfahrzeugs. Der Booster-Kondensator 125 ist zum einen mit Masse und zum anderen mit der Endstufe 110 verbunden. Dabei kann der elektromagnetische Verbraucher 100 wahlweise mit der Spannung UC des Booster-Kondensators 125 oder mit der Versorgungsspannung UB verbunden werden. Dies ist mit einer strichpunktierten Linie dargestellt. Ferner ist der Anschluß des Booster-Kondensators mit einer Steuereinheit EC 130 verbunden. Diese Steuereinheit 130 beaufschlagt die Ladeschaltung mit den Signalen ICN und tCN. Ferner beaufschlagt die Steuereinheit 130 die Endstufe mit einem Signal ti*.
Der Steuereinheit 130 werden die Ausgangssignale N eines Drehzahlsensors 150 und das Signal L einer Lastvorgabe 155 zugeleitet. Desweiteren erhält die Steuereinheit 130 das Ausgangssignal ti und das Ausgangssignal OPAN einer Motorsteuerung 140 zugeführt. Die Motorsteuerung 140 verarbeitet zumindest das Ausgangssignal L der Lastvorgabe 155.
Der Sensor 150 erfaßt vorzugsweise die Drehzahl n der Brennkraftmaschine. Die Lastvorgabe 155 liefert ein Signal L, daß der Last der Brennkraftmaschine kennzeichnet. Hierbei kann es sich um eine Schnittstelle mit anderen Steuergeräten in dem Kraftfahrzeug handeln. Es kann aber auch vorgesehen sein, daß es sich bei der Lastgröße L um eine interne Größe der Motorsteuerung 140 handelt. Bei fremdgezündeten Brennkraftmaschinen handelt es sich bei der Lastgröße L vorzugsweise um die Stellung der Drosselklappe. Bei selbstzündenden Brennkraftmaschinen handelt es sich beispielsweise um eine die einzuspritzende Kraftstoffmenge charakterisierende Größe.
Ausgehend von wenigstens der Last L bestimmt die Motorsteuerung 140 ein Ansteuersignal ti, daß die Schaltdauer des elektromagnetischen Verbrauchers bestimmt. Diese Ansteuerdauer ti, mit dem die Endstufe beaufschlagt wird, bestimmt den Einspritzbeginn und das Einspritzende. Gestrichelt ist dargestellt, daß dieses Signal in der Regel unmittelbar von der Motorsteuerung 140 zur Endstufe 110 gelangt.
Üblicherweise ist vorgesehen, daß zu Beginn der Ansteuerung der elektromagnetischen Verbraucher 100 mit einer gegenüber der Versorgungsspannung UB erhöhten Spannung beaufschlagt wird. Diese erhöhte Spannung UC wird von der Ladeschaltung 120 bereitgestellt. Dabei kann die Ladeschaltung 120 beispielsweise als DC/DC-Wandler, der eine Gleichspannung in eine erhöhte Gleichspannung umwandelt, ausgebildet sein.
Das wesentliche Element diese Ladeschaltung ist der sog. Booster-Kondensator 125. Dieser wird von der Ladeschaltung auf eine gegenüber der Versorgungsspannung UB erhöhte Spannung UC aufgeladen. Zu Beginn der Ansteuerung wird der elektromagnetische Verbraucher 100 mit dieser erhöhten Spannung beaufschlagt, damit der Verbraucher schneller anspricht.
Der Ladevorgang des Booster-Kondensators 125 wird im wesentlichen durch den Nachladestrom ICN und die Nachladezeitdauer tCN bestimmt. Diese beiden Größen werden von der Steuereinheit 130 vorgegeben und der Ladeschaltung 120 zugeführt. Hierzu verarbeitet die Steuereinheit 130 unter anderem die Spannung UC, die an dem Booster-Kondensator 125 anliegt. Desweiteren wird das Signal OPAN ausgewertet, daß von der Motorsteuerung bereitgestellt wird. Dieses Signal OPAN gibt die Anforderung der Motorsteuerung an, so kann z.B. dieses Signal anzeigen, daß eine Umschaltung von einem Schichtladungsbetrieb auf ein Homogenbetrieb erfolgen soll.
Insbesondere die Steuereinheit 130 und die Ladeschaltung 120 werden auch als Nachlademittel bezeichnet. Die Funktionsweise der verschiedenen Elemente wird im folgenden anhand der Figuren 2 bis 4 detaillierter beschrieben.
Die Figuren 2-4 zeigen Funktionsmerkmale dreier verschiedener Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindüngsgemäßen Vorrichtung zur Ansteuerung wenigstens eines elektromagnetischen Verbrauchers, wobei diese drei nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele auch miteinander kombiniert werden können. Es ist ferner zu bemerken, daß die aus der oben genannten Patentanmeldung DE 195 39 071 bekannte Endstufe auch bei der Ansteuervorrichtung gemäß der Erfindung einsetzbar ist.
Gemäß Fig. 2 werden die Spannung UC am Booster-Kondensator die Drehzahl n und die Last L der Brennkraftmaschine erfaßt. Die elektronische Steuereinheit EC regelt, abhängig von den erfaßten Größen UC, n und L die Stärke des Nachladestroms ICN, sowie die Nachladezeitdauer tCN zum Nachladen des Booster-Kondensators. Die Spannung UC wird vor dem Einspritzvorgang gemessen. Um die Verlustleistung zu minimieren, kann abhängig vom Drehzahl/Lastbereich der Nachladestrom ICN, verändert werden. Dementsprechend muß die Nachladezeit tCN auch verändert werden. Ein Absenken des Nachladestroms ICN bedeutet eine Verlängerung der Nachladezeit tCN, aber eine Verringerung der Verlustleistung.
Hier ist die Messung der Spannung UC des Booster-Kondensators nicht zwingend erforderlich, wenn die Änderung von Nachladestrom und Nachladezeit aufeinander abgestimmt ist.
Gemäß Fig. 3 werden zusätzlich zu der Erfassung der Spannung UC am Booster-Kondensator, der Drehzahl n und der Last L der Brennkraftmaschine bestimmte Anforderungen OPAN von der Motorsteuerung erfaßt. Solche Anforderungen sind insbesondere das Erfordernis mehrerer Einspritzungen in kurzen Abständen hintereinander, wie z.B. bei der Umschaltung von Schichtladungs- in Homogenbetrieb bei der Benzin-Direkteinspritzung oder bei Vor- bzw. Nacheinspritzungen z.B. zur Katalysatorregenerierung. In diesem Fall reicht die normale Nachladezeit nicht aus. Besteht eine solche Anforderung, kann die elektronische Steuer/Regeleinheit EC den Nachladestrom ICN kurzzeitig erhöhen und damit die Nachladezeit tCN verkürzen, so daß sich trotzdem die gewünschte Booster-Kondensator-Spannung UC einstellt und damit eine genaue Zumessung des Kraftstoffs ermöglicht wird. Dabei ist es möglich, wenn eine begrenzte Anzahl an Nachladungen erforderlich ist, die Ladeschaltung kurzzeitig zu überlasten.
Auch hier ist die Messung der Spannung UC vor der Einspritzung nicht zwingend erforderlich, wenn die Änderung des Nachladestroms ICN und der Nachladezeitdauer tCN aufeinander abgestimmt sind.
Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel werden die Spannung UC am Booster-Kondensator, die Drehzahl n und der Lastwert L der Brennkraftmaschine erfaßt und entsprechende Größen der elektronischen Steuer-Regeleinheit EC zugeleitet. Diese bildet einen Korrekturwert tik zur Korrektur der berechneten Einspritzzeit ti. Ein Korrekturglied K verknüpft die berechnete Einspritzzeit ti und den Korrekturwert tik unter Bildung einer korrigierten Einspritzzeit ti*. Selbstverständlich können die Korrekturmittel K Teil der elektronischen Steuer-Regeleinheit EC sein.
Erfindungsgemäß wird in einem ersten Schritt, die Spannung des Booster-Kondensators auf einen gewünschten Wert nachgeladen. Vorzugsweise wird die Spannung des Booster-Kondensators nach jeder teilweisen oder völligen Entladung desselben wieder auf einen die Öffnungsgeschwindigkeit des Einspritzventils und damit die Einspritzzeit beeinflussenden gewünschten Wert nachgeladen.
In einem zweiten Schritt wird die Drehzahl und die Last der Brennkraftmaschine erfaßt. Vorteilhaft ist es, wenn zusätzlich bestimmte Anforderungen der Motorsteuerung erfaßt werden. Hierbei handelt es sich beispielsweise um ein Signal OPAN, das anzeigt, daß mehrere Einspritzungen durch dasselbe Magnetventil in sehr kurzen Zeitintervallen benötigt werden. Ferner kann die Spannung am Booster-Kondensator, insbesondere vor dem Einspritzvorgang, gemessen werden.
In einem dritten Schritt wird die Stärke ICN des im ersten Schritt erforderlichen Nachladestroms und/oder die erforderliche Nachladezeitdauer tCN für den Booster-Kondensator wenigstens abhängig von dem im zweiten Schritt erfaßten Betriebszustand (LAST, Drehzahl) geregelt.
Vorteilhaft ist ferner, daß bei der Regelung im dritten Schritt die Stärke des Nachladestroms und der Nachladezeitdauer aufeinander abgestimmt eingestellt werden, und daß die Stärke des Nachladestroms ICN und/oder die Nachladezeitdauer tCN abhängig von den im zweiten Schritt zusätzlich erfaßten Anforderungen der Motorsteuerung geregelt wird. Dabei betreffen die zusätzlich berücksichtigten Anforderungen der Motorsteuerung, insbesondere die Umschaltung von Schichtladungs- auf Homogenbetrieb und/oder die Aufteilung der Einspritzung in mehrere Teileinspritzungen, wie beispielsweise Vor- und/oder Nacheinspritzungen.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn in einem vierten Schritt ausgehend von der im zweiten Schritt gemessenen Spannung am Booster-Kondensator ein Korrekturwert (tik) ermittelt wird, der eine Abweichung der gemessenen Spannung vom gewünschten Spannungswert am Booster-Kondensator bei der Ansteuerung der Injektoren berücksichtigt.
Bei einer weiteren Ausgestaltung wird in einem fünften Schritt eine berechnete Einspritzzeit (ti) für die Injektoren mit dem Korrekturwert (tik) unter Bildung einer korrigierten Einspritzzeit (ti*) korrigiert.
Es ist deutlich, daß die in den Figuren 2 bis 4 dargestellten und oben beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung auch miteinander kombiniert werden können. Die Mittel zum Nachladen, oder Nachlademittel, und die Regelungsmittel können Hardware- oder Softwarebestandteile in der oder in Verbindung mit der elektronischen Steuer-Regeleinheit EC sein. Die elektronische Steuer-Regeleinheit EC kann speziell für den erfindungsgemäßen Zweck eingerichtet oder Teil einer im Kraftfahrzeug vorhandenen Steuer-Regeleinheit sein. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Maßnahmen läßt sich
  • der Nachladevorgang des Booster-Kondensators durch gezielte Änderung des Nachladestroms ICN und/oder der Nachladezeit tCN steuern und zwar
  • zur Optimierung der Verlustleistung; und
  • bei bestimmten Anforderungen der Motorsteuerung, die mehrere Einspritzungen in zeitlich sehr kurzen Abständen benötigen, wie z.B. bei Umschaltung von Schichtladungs- auf Homogenbetrieb, Voreinspritzung, Nacheinspritzung usw.
Außerdem läßt sich die Einspritzzeit ti* in Abhängigkeit von der Spannung des Booster-Kondensators, dem Lastbereich und/oder dem Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine korrigieren.

Claims (14)

  1. Verfahren zur Ansteuerung wenigstens eines elektromagnetischen Verbrauchers, insbesondere eines Magnetventils, zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung in eine Brennkraftmaschine mittels einer mit elektronischen Schaltmitteln und wenigstens einem Booster-Kondensator ausgestatteten Ansteuerschaltung, mit einem ersten Schritt, der die Spannung des Booster-Kondensators auf einen gewünschten Wert nachlädt, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Schritt wenigstens die Drehzahl und die Last der Brennkraftmaschine erfasst und ein dritter Schritt die Stärke des im ersten Schritt erforderlichen Nachladestroms und/oder die erforderliche Nachladezeitdauer für den Booster-Kondensator wenigstens abhängig von dem im zweiten Schritt erfassten Drehzahlund Lastwert regelt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Regelung im dritten Schritt die Stärke des Nachladestroms und der Nachladezeitdauer aufeinander abgestimmt eingestellt werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten Schritt zusätzlich bestimmte Anforderungen der Motorsteuerung erfasst werden, die mehrere Einspritzungen durch dasselbe Magnetventil in sehr kurzen Zeitintervallen benötigen, und dass im dritten Schritt die Stärke des Nachladestroms und die Nachladezeitdauer abhängig von den im zweiten Schritt zusätzlich erfassten Anforderungen der Motorsteuerung geregelt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzlich berücksichtigten Anforderungen der Motorsteuerung, insbesondere die Umschaltung von Schichtladungs- auf Homogenbetrieb und Vor- und/oder Nacheinspritzungen betreffen.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten Schritt zusätzlich die Spannung am Booster-Kondensator vor dem Einspritzvorgang gemessen wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stärke des Nachladestroms und die Nachladezeitdauer im dritten Schritt zusätzlich abhängig von der gemessenen Spannung am Booster-Kondensator geregelt werden.
  7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein vierter Schritt aus der im zweiten Schritt gemessenen Spannung am Booster-Kondensator einen eine Abweichung der gemessenen Spannung vom gewünschten Spannungswert am Booster-Kondensator angebenden Korrekturwert (ti_kor) für die Einspritzzeit ermittelt, und dass ein fünfter Schritt eine berechnete Einspritzzeit (ti) mit dem Korrekturwert (ti_kor) unter Bildung einer korrigierten Einspritzzeit (ti*) korrigiert.
  8. Vorrichtung zur Ansteuerung wenigstens eines elektromagnetischen Verbrauchers, insbesondere eines Magnetventils, zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung in eine Brennkraftmaschine mittels einer mit elektronischen Schaltmitteln und wenigstens einem Booster-Kondensator ausgestatteten Ansteuerschaltung, die Nachlademittel (EC) aufweist, die die Spannung des Booster-Kondensators auf einen gewünschten Wert nachladen, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachlademittel (EC) funktionell mit Mitteln zur Erfassung wenigstens der Drehzahl (n) und der Last (L) der Brennkraftmaschine verbunden sind und Regelungsmittel (EC) aufweisen, die die Stärke des für den gewünschten Spannungswert erforderlichen Nachladestroms (ICN) und die erforderliche Nachladezeitdauer (tCN) wenigstens abhängig von dem von den Erfassungsmitteln erfassten Drehzahlwert (n) und dem Lastwert (L) regeln.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelungsmittel (EC), die zur Erreichung des gewünschten Spannungswerts erforderliche Stärke des Nachladestroms (ICN) und die erforderlichen Nachladezeitdauer (tCN) aufeinander abgestimmt einstellen.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachlademittel (EC) weiterhin funktionell mit Mitteln zur Erfassung bestimmter Anforderungen der Motorsteuerung verbunden sind, welche mehrere Einspritzungen durch dasselbe Magnetventil in sehr kurzen Zeitintervallen nötig machen, und dass die Regelungsmittel (EC) die für die Aufladung des Booster-Kondensators auf den gewünschten Spannungswert nötige Stärke des Nachladestroms (ICN) und die dafür erforderliche Nachladezeitdauer (tCN) abhängig von den von den Erfassungsmitteln erfassten Anforderungen der Motorsteuerung regeln.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die von den Regelungsmitteln (EC) zusätzlich berücksichtigten und von den Erfassungsmitteln erfassten Anforderungen der Motorsteuerung insbesondere die Umschaltung von Schichtladungs- auf Homogenbetrieb und Vor- und/oder Nacheinspritzungen durch das Magnetventil betreffen.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8-11, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungsmittel zusätzlich eine vor dem Einspritzvorgang am Booster-Kondensator anliegende Spannung (UC) messen und eine der gemessenen Spannung entsprechende Größe den Regelungsmitteln (EC) zuführen.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelungsmittel (EC) den Nachladestrom (ICN) und die Nachladezeitdauer (tCN) des Booster-Kondensators zusätzlich abhängig von der die gemessene Spannung (Uc) am Booster-Kondensator vor dem Einspritzvorgang angebenden Größe regeln.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass Korrekturmittel (K) vorgesehen sind, die aus der die vor dem Einspritzvorgang am Booster-Kondensator gemessene Spannung (UC) angebenden Größe einen eine Abweichung der gemessenen Spannung vom gewünschten Spannungswert am Booster-Kondensator angebenden Einspritzzeit-Korrekturwert (ti_kor) bilden und die berechnete Einspritzzeit (ti) mit dem Korrekturwert (ti_kor) unter Bildung einer korrigierten Einspritzzeit (ti*) korrigieren.
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