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WO2018069041A1 - Betreiben eines kraftstoffinjektors mit hydraulischem anschlag - Google Patents

Betreiben eines kraftstoffinjektors mit hydraulischem anschlag Download PDF

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Publication number
WO2018069041A1
WO2018069041A1 PCT/EP2017/074443 EP2017074443W WO2018069041A1 WO 2018069041 A1 WO2018069041 A1 WO 2018069041A1 EP 2017074443 W EP2017074443 W EP 2017074443W WO 2018069041 A1 WO2018069041 A1 WO 2018069041A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
value
current
force
fuel
holding
Prior art date
Application number
PCT/EP2017/074443
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Markus Stutika
Gerd RÖSEL
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 CN201780063442.2A priority Critical patent/CN109952426B/zh
Priority to US16/338,924 priority patent/US10648420B2/en
Priority to KR1020197013005A priority patent/KR102168252B1/ko
Publication of WO2018069041A1 publication Critical patent/WO2018069041A1/de

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    • F02D41/2451—Methods of calibrating or learning characterised by what is learned or calibrated
    • F02D41/2464—Characteristics of actuators
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    • F02M45/02—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship with each cyclic delivery being separated into two or more parts

Definitions

  • the present invention relates to the technical field of operating fuel injectors with hydraulic stop. More specifically, the present invention relates to a method of operating a fuel injector with a hydraulic stop at a predetermined fuel pressure, in particular at a low fuel pressure, the fuel injector having a solenoid drive with a magnetic coil and a movable armature. The present invention further relates to a motor controller for using the method and to a computer program for carrying out the method.
  • the present invention has for its object to operate a fuel injector with hydraulic stop so that the above problems in the case of a reduced fuel ⁇ pressure can be avoided or counteracted, in particular so that at a predetermined fuel pressure optimal injection (in the sense of minimal pressure drop in the injector and thus maximum injection quantity) can be achieved.
  • a predetermined fuel pressure optimal injection in the sense of minimal pressure drop in the injector and thus maximum injection quantity.
  • Current profile has a first holding current value, which determines the current strength of the current flowing through the magnetic coil during a holding phase, (b) determining a first
  • Flow value corresponding to the magnetic flux in the hold phase (c) determining a first force value based on the first flow value, the first force value corresponding to a hydraulic force applied to the armature in the hold phase, (d) determining a deviation between the and (e) energizing the solenoid drive of the fuel injector with a second current profile to perform a second injection event, the second current profile having a second hold current value based on the first hold current value and the determined one Deviation has been determined such that the hydraulic force exerted in the holding phase by the fuel to the armature hydraulic force is adjusted to the optimum force value.
  • the method described is based on the realization that the force exerted by the fuel on the armature during the hold phase hydraulic force can be determined by estimating the directed counter ⁇ magnetic force based on the magnetic flux. By comparing the thus determined value of the hydraulic force with one for the predetermined
  • Fuel pressure optimum value of the hydraulic power, the holding current value used in the current profile can be adjusted to adjust the magnetic force accordingly and thus to adjust the hydraulic force to the optimum value.
  • optimum value creates a gap width, which provides a minimum pressure loss and thus a maximum flow.
  • a “fuel injector with hydraulic stop” refers in particular to a fuel injector in which the fuel flows through a gap between the armature and the pole piece, creating the “hydraulic stop” which causes the armature movement towards the end of a pole piece Slowing down opening process.
  • current profile designates, in particular, a predetermined (for example, realized by regulation) time profile of the current intensity of the current during a Ansteu ⁇ ervorgangs by the magnetic coil of the solenoid drive current.
  • holding phase refers in particular to a phase in which the fuel injector is kept open.
  • the holding phase usually follows an opening phase and ends with a transition into a closing phase.
  • the method according to the invention begins with a first injection process at the predetermined fuel pressure, in which the solenoid drive is subjected to a first current profile.
  • the first current profile has a first holding current value which specifies the current intensity of the current flowing through the magnet coil during the holding phase.
  • the hydraulic force (first force value) exerted by the fuel on the armature in the holding phase is determined. It is used that the hydraulic force in the holding phase is exactly as large as the counter ⁇ directed magnetic force.
  • the latter is essentially propor ⁇ tional to the square of the magnetic flux and can thus by simple multiplication by a factor of the square of the determined first flow value.
  • the factor to be used depends on several conditions and can be determined, for example, from a characteristic field stored in the control unit or by means of a model.
  • the deviation is then (for example, the Dif ⁇ ferenz) between the determined first power value and an optimum for the predetermined fuel pressure force value determined next.
  • the optimum force value is more specifically the value of the hydraulic force at which a maximum volume flow of fuel flows.
  • a second holding current value for a second current profile is now determined, so that the hydraulic force is adjusted to the optimum force value when the solenoid drive is subjected to this second current profile (in a subsequent second injection process).
  • the optimum force value corresponding to the predetermined fuel pressure is determined based on a relationship between fuel pressure, hydraulic force and injector flow (volume flow) stored (for example in an engine control unit).
  • the stored context may in particular be stored as a map, each characteristic curve representing a respective fuel pressure at ⁇ connection between volume flow and hydraulic power for an individual one of a plurality of values of the force.
  • the optimum power value for a ge ⁇ passed value of the fuel pressure is then the force at which the flow rate is at maximum.
  • the determining of the first flow rate value is carried out (in particular by Be ⁇ bill) based on a temporal profile of the
  • the waveforms of voltage and current are sampled and stored as a series of individual values in connection with the injection process, for example.
  • the electrical resistance of the magnetic coil can be measured or determined based on a reference value and a measured temperature of the magnetic coil or by various techniques during operation.
  • the magnetic flux ⁇ can in particular be calculated using the following formula:
  • U (t) denotes the time profile of the voltage at the magnetic coil
  • I (t) the time course of the coil current
  • R the electrical coil resistance
  • the second hold current value is greater than the first hold current value if the first force value is less than the optimum force value and the second hold current value is less than the first stop current value if the first force value is greater than the optimum force value ,
  • the first current profile has a first peak current value and the second current profile has a second peak current value, wherein the second peak current value is based on the first peak current value and of the determined deviation has been determined so as to assist in matching the hydraulic force exerted by the fuel on the armature with the optimum force value.
  • the (second) peak current value that is, the current at which a voltage pulse (for example, a
  • Boost voltage pulse) to open the fuel injector is terminated) of the second current profile is also adjusted as a function of the be ⁇ voted deviation. If the specific first
  • the voltage of the first voltage pulse (Boost voltage pulse) can be adjusted separately in order to achieve improved adjustment of the Mag ⁇ netkraft (and thus also of the hydraulic force).
  • the method further comprises: (a) determining a second flow value corresponding to the magnetic flux in the hold phase, (b) determining a second force value based on the second flow value, the second force value being one in the holding phase of fuel exerted on the armature hyd ⁇ raulischen force corresponds to, (c) determining a deviation between the second power value and the optimum power value, and (d) subjecting the solenoid drive of the Kraftstoffin- jektors to a third power profile, to injection process a third input to perform, wherein the third current profile has a third holding current value, which was determined based on the second holding current value and the specific deviation such that the force applied in the holding phase of the fuel to the armature hydraulic force is equalized ⁇ to the optimum force value ⁇ .
  • the second current profile leads to an optimal hyd ⁇ raulischen force and thus to an optimal injection (with an optimal gap width with minimal pressure loss and maximum flow). If a deviation is still detected, the holding current for the third current profile is further adjusted. In particular, the additional method steps according to this embodiment can be repeated until no (significant) deviation between the determined force value and the optimum force value is detected. When changing the fuel pressure, the process should then be performed again to ensure optimum operation of the fuel injector.
  • an engine control system for a vehicle configured to use a method according to the first aspect and / or one of the above embodiments is described.
  • This engine control allows in a simple manner, in particular by changing a holding current value of a current profile, that a fuel injector with hydraulic stop at each (predetermined) value of the fuel pressure can work optimally and thus inject.
  • a computer program which, when executed by a processor, is adapted to perform the method according to the first aspect and / or one of the above embodiments.
  • the computer program may be implemented as a computer-readable instruction code in any suitable programming language such as JAVA, C ++, etc.
  • the computer program can be stored on a computer-readable storage medium (CD-ROM, DVD, Blu-ray Disc, removable drive, volatile or non-volatile memory, built-in memory / processor, etc.).
  • the instruction code may program a computer or other programmable device such as, in particular, an engine control unit of a motor vehicle to perform the desired functions.
  • the computer program may be provided in a network, such as the Internet, from where it may be downloaded by a user as needed.
  • the invention can be implemented both by means of a computer program, i. software, as well as by means of one or more special electrical circuits, i. in hardware or in any hybrid form, i. using software components and hardware components.
  • FIG. 1 shows a fuel injector with a hydraulic stop in a closed state.
  • FIG. 2 shows the fuel injector shown in FIG. 1 in an open state.
  • FIG. 3 shows time profiles of voltage and current in the conventional operation of a fuel injector with a hydraulic stop.
  • FIG. 4 shows respective time courses of the A ⁇ injection rate of a fuel injector with hydraulic devices ⁇ schem stop at conventional operation in a normal operating condition and in an operating state with a mismatch between magnetic force and hydraulic force, for example due to a reduced fuel pressure and a high magnetic force
  • FIG. 5 shows a flow chart of an inventive device
  • FIG. 6 shows a representation of a characteristic map which is shown in FIG.
  • Embodiments of the present invention can be applied.
  • FIG. 1 shows a fuel injector 1 with a hydraulic stop in a closed state.
  • the fuel injector 1 has a housing 2, a coil 3, a movable armature 4, a mechanically coupled to the armature or (for example via a driver) couplable nozzle needle 5, a pole piece 6 and a calibration spring 7.
  • the valve needle rests in the valve seat 8 and thus blocked the injection holes 9.
  • the gap 10 between the armature 4 and pole piece thus has a maximum width.
  • the illustration 30 in FIG. 3 shows time profiles of voltage (U) 31, 32 and current intensity (I) 35 during conventional operation of the fuel injector 1. Control starts with a boost phase in which the solenoid drive 3 starts with a
  • Voltage pulse 31 with voltage Ul boost voltage
  • the voltage pulse 31 ends when the current 35 reaches a predetermined maximum value (peak current) IP.
  • a slightly lower coil current IH also called holding current
  • the holding current IH here denotes the average current value, which results from switching on and off in accordance with the voltage pulses 32.
  • This average current IH leads to a corresponding mean magnetic force. Due to the inertia, the mechanism does not react to the switching on and off, so that the voltage pulses 32 do not cause an armature movement.
  • the map 40 in FIG. 4 shows the respective time courses 41 and 42 of the injection rate ROI in conventional operation (that is, with the drive shown in FIG. 3) of the fuel injector 1 in a normal operating state (with normal fuel pressure) and in an operating state with reduced fuel pressure.
  • the time course 41 corresponds to the normal state in which the injection rate ROI rises approximately from the end of the boost phase until the maximum rate Q is reached and then drops again only at the end of the drive.
  • the time course 42 corresponds to the state with reduced fuel pressure.
  • the injection rate also increases briefly, but falls again before reaching the maximum rate Q and remains until shortly before the end of the drive to zero, because the gap 10 is closed or so small relative to the hydraulic force due to the high magnetic force that the pressure drop in the gap is too high.
  • FIG. 5 shows a flow diagram 500 of a method according to the invention for solving the above problem by adapting a current profile, in particular a holding current value, so that an optimal function of the fuel injector 1 can be achieved.
  • the method begins at 510 with the setting of a current profile with hold current value for driving the fuel injector 1 at a predetermined fuel pressure.
  • the holding current value corresponds to the current intensity of the current that is to flow through the magnetic coil 3 during a holding phase.
  • the solenoid drive of the fuel injector 1 is supplied with this (first) current profile to perform a (first) injection operation and thereby inject a predetermined injection amount.
  • a first value of the magnetic flux in the hold phase (that is, at a point in time after a certain time in the hold phase) when driven by the (first)
  • a first value of the hydraulic force F H applied by the fuel to the armature 4 during the hold phase is then determined. More specifically, the opposite magnetic force F M exerted on the armature 4 is estimated from the calculated flux value by assuming that the magnetic force F M is proportional to the square of the magnetic flux ⁇ 2 , that is
  • the factor k to be used depends on several conditions and can be determined, for example, from a map stored in the control unit (and based on laboratory measurements) or by means of a model.
  • a deviation (for example, a difference) between the determined value of the hydraulic force F H and an optimum value of the hydraulic force for the predetermined fuel pressure is determined. This optimum value will be explained below in connection with FIG.
  • a new (second) current profile is now determined, in particular, by determining a new (second) holding current value based on the deviation determined at 550 and the earlier (first) holding current value.
  • a new (second) current profile is now determined, in particular, by determining a new (second) holding current value based on the deviation determined at 550 and the earlier (first) holding current value.
  • (second) current profile is an approximation of the hydraulic force at the above-mentioned optimum value at which the function of the fuel injector is optimal. More specifically, the Hal ⁇ testromwert is increased (for example, with a fixed amount or depending on the deviation) when the hydraulic force F H (and thus the magnetic force F M ) is less than the optimum value, and reduced when the hydraulic force F H (and thus the Magnetic force F M ) is greater than the optimum value. If the hydraulic force F H (and thus also the magnetic force F M ) is substantially equal to the optimum value, the holding current value is not changed.
  • the process now returns to 520 by energizing the solenoid drive with the new current profile.
  • the above-described steps 530, 540, 550 and 560 are repeated as a loop to constantly ensure optimum injection by the fuel injector. However, this loop may be adjusted if the specified deviation is below a threshold.
  • FIG. 6 shows an illustration of a characteristic diagram 600 which can be used in conjunction with the method 500 described above in conjunction with FIG. 5 as well as with further embodiments of the present invention.
  • the map 600 represents a relationship between fuel pressure, flow rate VS and hydraulic force F H and more specifically has a series of characteristics 601, 602, 603, 604, 605, 606, 607.
  • Each individual characteristic curve 601, 602, 603, 604, 605, 606, 607 defines related values of volume flow VS and hydraulic force F H at a fuel pressure determined for the individual characteristic curve 601, 602, 603, 604, 605, 606, 607.
  • the characteristic curves 601, 602, 603, 604, 605, 606, 607 correspond to a fuel pressure of 5 bar, 10 bar, 15 bar, 20 bar, 50 bar, 150 bar and 250 bar, respectively. It can be seen from the map 600 that, especially at low fuel pressures, the volume flow VS decreases again at relatively low forces and even goes to zero. Typical magnetic forces of Kraftstoffinj injectors with solenoid drive are between 60 N and 80 N. In particular, at low fuel pressure (see, in particular the curves 601, 602, 603), the magnetic force can thus easily become too large and thereby cut off the flow. The optimum value of the hydraulic Force is to be understood that value at which the Vo ⁇ volume flow is maximum.
  • the characteristic line 601, 602, 603, 604, 605, 606 or 607 corresponding to the present (predetermined) fuel pressure is selected, for example, and it is determined whether the calculated value the hydraulic force F H is smaller, equal to or greater than the optimum value.
  • a possibly new hold current value is then determined to reduce or zero the deviation, thereby equalizing the hydraulic force to the optimum value.
  • the method described can advantageously be implemented directly in a motor controller, for example as a software module.
  • a motor controller for example as a software module.
  • Mo ⁇ gating a stable engine operation in each fuel pressure for example, for a detected "low pressure limp home”
  • the misfire can be avoided at very low fuel pressure.

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftstoffinjektors (1) mit hydraulischem Anschlag bei einem vorbestimmten Kraftstoffdruck beschrieben, wobei der Kraftstoffinjektor (1) einen Magnetspulenantrieb mit einer Magnetspule (3) und einem beweglichen Anker (4) aufweist. Das Verfahren weist folgendes auf: (a) Beaufschlagen (520) des Magnetspulenantriebes mit einem ersten Stromprofil, um einen ersten Einspritzvorgang durchzuführen, wobei das erste Stromprofil einen ersten Haltestromwert aufweist, der die Stromstärke des während einer Haltephase durch die Magnetspule (3) fließenden Stromes vorgibt, (b) Bestimmen (530) eines ersten Flusswertes, der dem magnetischen Fluss in der Haltephase entspricht, (c) Bestimmen (540) eines ersten Kraftwertes basierend auf dem ersten Flusswert, wobei der erste Kraftwert einer in der Haltephase von Kraftstoff auf dem Anker (4) ausgeübten hydraulischen Kraft entspricht, (d) Bestimmen (550) einer Abweichung zwischen dem ersten Kraftwert und einem dem vorbestimmten Kraftstoffdruck entsprechenden optimalen Kraftwert, und € Beaufschlagen (520) des Magnetspulenantriebs des Kraftstoffinjektors (1) mit einem zweiten Stromprofil, um einen zweiten Einspritzvorgang durchzuführen, wobei das zweite Stromprofil einen zweiten Haltestromwert aufweist, der basierend auf dem ersten Haltestromwert und der bestimmten Abweichung derart bestimmt wurde, dass die in der Haltephase vom Kraftstoff auf dem Anker (4) ausgeübte hydraulische Kraft an dem optimalen Kraftwert angeglichen wird. Es werden ferner eine Motorsteuerung und ein Computerprogramm beschrieben.

Description

Beschreibung
Betreiben eines Kraftstoffinj ektors mit hydraulischem Anschlag Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet des Betreibens von Kraftstoffinj ektoren mit hydraulischem Anschlag. Spezifischer betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftstoffinj ektors mit hydraulischem Anschlag bei einem vorbestimmten Kraftstoffdruck, insbesondere bei einem niedrigen Kraftstoffdruck, wobei der Kraftstoffin- jektor einen Magnetspulenantrieb mit einer Magnetspule und einem beweglichen Anker aufweist. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Motorsteuerung zum Verwenden des Verfahrens sowie ein Computerprogramm zum Durchführen des Verfahrens.
Bei Kraftstoffinj ektoren mit sogenanntem hydraulischem Anschlag entsteht beim Öffnen des Kraftstoffinj ektors kein direkter Kontakt zwischen Anker und Polstück, da der Kraftstoff zwischen Anker und Polstück fließt und dabei eine der Magnetkraft entgegengesetzte hydraulische Kraft auf den Anker ausübt. Im offenen Zustand des Kraftstoffinj ektors gleichen diese beiden Kräfte einander aus, so dass ein Spalt mit im Wesentlichen konstanter Breite zwischen Anker und Polstück vorhanden ist. Falls die hydraulische Kraft aber zu gering ist, zum Beispiel im Falle einer defekten Kraftstoffpumpe (Hochdruckpumpe) , kann die notwendige Spaltbreite nicht aufrechterhalten werden und die Einspritzung von Kraftstoff wird nach sehr kurzer Zeit aufgrund des entsprechend hohen Druckabfalls im kleinen (bzw. im schlimmsten Falle geschlossenen) Spalt blockiert.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kraftstoffinj ektor mit hydraulischem Anschlag so zu betreiben, dass die obigen Probleme im Falle eines reduzierten Kraft¬ stoffdrucks vermieden bzw. entgegengesteuert werden können, insbesondere so dass bei einem vorbestimmten Kraftstoffdruck eine optimale Einspritzung (im Sinne von minimalem Druckverlust im Injektor und somit maximaler Einspritzmenge) erzielt werden kann . Diese Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen der vorlie¬ genden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftstoffinj ektors mit hydraulischem Anschlag bei einem vorbestimmten Kraftstoffdruck beschrieben. Das beschriebene Verfahren weist folgendes auf: (a) Beaufschlagen des Magnetspulenantriebes mit einem ersten Stromprofil, um einen ersten Einspritzvorgang durchzuführen, wobei das erste
Stromprofil einen ersten Haltestromwert aufweist, der die Stromstärke des während einer Haltephase durch die Magnetspule fließenden Stromes vorgibt, (b) Bestimmen eines ersten
Flusswertes, der dem magnetischen Fluss in der Haltephase entspricht, (c) Bestimmen eines ersten Kraftwertes basierend auf dem ersten Flusswert, wobei der erste Kraftwert einer in der Haltephase von Kraftstoff auf den Anker ausgeübten hydraulischen Kraft entspricht, (d) Bestimmen einer Abweichung zwischen dem ersten Kraftwert und einem dem vorbestimmten Kraftstoffdruck entsprechenden optimalen Kraftwert, und (e) Beaufschlagen des Magnetspulenantriebs des Kraftstoffinj ektors mit einem zweiten Stromprofil, um einen zweiten Einspritzvorgang durchzuführen, wobei das zweite Stromprofil einen zweiten Haltestromwert aufweist, der basierend auf dem ersten Haltestromwert und der bestimmten Abweichung derart bestimmt wurde, dass die in der Haltephase vom Kraftstoff auf den Anker ausgeübte hydraulische Kraft an den optimalen Kraftwert angeglichen wird.
Dem beschriebenen Verfahren liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die während der Haltephase von dem Kraftstoff auf den Anker ausgeübte hydraulische Kraft durch Schätzung der entgegen¬ gerichteten Magnetkraft basierend auf dem magnetischen Fluss bestimmt werden kann. Durch Vergleichen des so bestimmten Wertes der hydraulischen Kraft mit einem für den vorbestimmten
Kraftstoffdruck optimalen Wert der hydraulischen Kraft, kann der im Stromprofil verwendete Haltestromwert angepasst werden, um die magnetische Kraft entsprechend anzupassen und damit die hydraulische Kraft an den optimalen Wert anzugleichen. Bei dem optimalen Wert entsteht eine Spaltbreite, die einen minimalen Druckverlust und somit einen maximalen Durchfluss bereitstellt.
In diesem Dokument bezeichnet ein „Kraftstoffinj ektor mit hydraulischem Anschlag" insbesondere einen Kraftstoffinj ektor, in dem der Kraftstoff durch einen Spalt zwischen Anker und Polstück fließt. Durch diesen Volumenstrom entsteht der „hydraulische Anschlag", der die Ankerbewegung in Richtung des Polstücks gegen Ende eines Öffnungsvorgangs abbremst.
In diesem Dokument bezeichnet „Stromprofil" insbesondere einen vorbestimmten (zum Beispiel durch Regelung realisierten) zeitlichen Verlauf der Stromstärke des während eines Ansteu¬ ervorgangs durch die Magnetspule des Magnetspulenantriebes laufenden Stromes.
In diesem Dokument bezeichnet „Haltephase" insbesondere eine Phase, in welcher der Kraftstoffinj ektor offen gehalten wird . Die Haltephase folgt üblicherweise nach einer Öffnungsphase und endet mit Übergang in eine Schließphase.
Das erfindungsgemäße Verfahren beginnt mit einem ersten Ein- spritzvorgang bei dem vorbestimmten Kraftstoffdruck, in dem der Magnetspulenantrieb mit einem ersten Stromprofil beaufschlagt wird. Das erste Stromprofil weist einen ersten Haltestromwert auf, der die Stromstärke des während der Haltephase durch die Magnetspule fließenden Stromes vorgibt.
Dann wird der magnetische Fluss (erster Flusswert) zu einem Zeitpunkt in der Haltephase (durch Integration über ein dem
Zeitpunkt vorausgehendes Zeitintervall) bestimmt und basierend auf diesem ersten Flusswert wird die in der Haltephase vom Kraftstoff auf den Anker ausgeübte hydraulische Kraft (erster Kraftwert) bestimmt. Dabei wird es genutzt, dass die hydraulische Kraft in der Haltephase genau so groß ist wie die entgegen¬ gerichtete Magnetkraft. Letztere ist im Wesentlichen propor¬ tional zum Quadrat des magnetischen Flusses und kann somit durch einfache Multiplikation mit einem Faktor aus dem Quadrat des bestimmten ersten Flusswertes bestimmt werden. Der zu verwendende Faktor hängt von mehreren Bedingungen ab und kann zum Beispiel aus einem im Steuergerät hinterlegten Kennfeld oder mittels eines Modells bestimmt werden.
Als nächstes wird dann die Abweichung (zum Beispiel die Dif¬ ferenz) zwischen dem bestimmten ersten Kraftwert und einem für den vorbestimmten Kraftstoffdruck optimalen Kraftwert bestimmt. Der optimale Kraftwert ist spezifischer der Wert der hydrau- lischen Kraft, bei der ein maximaler Volumenstrom von Kraftstoff fließt.
Basierend auf dem ersten Haltestromwert und der bestimmten Abweichung wird nun ein zweiter Haltestromwert für ein zweites Stromprofil bestimmt, so dass die hydraulische Kraft beim Beaufschlagen des Magnetspulenantriebs mit diesem zweiten Stromprofil ( in einem nachfolgenden zweiten Einspritzvorgang) an dem optimalen Kraftwert angeglichen wird. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird der optimale Kraftwert, der dem vorbestimmten Kraftstoffdruck entspricht, basierend auf einem (zum Beispiel in einem Motorsteuergerät) gespeicherten Zusammenhang zwischen Kraftstoffdruck, hydraulischer Kraft und Inj ektordurchfluss (Volumenstrom) bestimmt.
Der gespeicherte Zusammenhang kann insbesondere als Kennfeld hinterlegt sein, wobei jede Kennlinie einen jeweiligen Zu¬ sammenhang zwischen Volumenstrom und hydraulischer Kraft für einen einzelnen aus einer Mehrzahl von Werten des Kraft- stoffdrucks darstellt. Der optimale Kraftwert für einen ge¬ gebenen Wert des Kraftstoffdrucks ist dann die Kraft, bei der der Volumenstrom maximal ist.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung erfolgt das Bestimmen des ersten Flusswertes (insbesondere durch Be¬ rechnung) basierend auf einem zeitlichen Verlauf der
elektrischen Spannung an der Magnetspule, einem zeitlichen Verlauf der Stromstärke des durch die Magnetspule fließenden Stromes und dem elektrischen Widerstand der Magnetspule.
Die zeitlichen Verläufe von Spannung und Stromstärke werden in Verbindung mit dem Einspritzvorgang zum Beispiel als eine Reihe von einzelnen Werten abgetastet und abgespeichert.
Der elektrische Widerstand der Magnetspule kann basierend auf einem Referenzwert und einer gemessenen Temperatur der Mag- netspule oder durch verschiedene Techniken im Betrieb gemessen oder ermittelt werden.
Der magnetische Fluss Ψ kann insbesondere mit der folgenden Formel berechnet werden:
Ψ(ί) = j (t)-R-Kt))dt ,
wobei U(t) den zeitlichen Verlauf der Spannung an der Magnetspule, I (t) den zeitlichen Verlauf der Spulenstrom und R den elektrischen Spulenwiderstand bezeichnen.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der zweite Haltestromwert größer als der erste Haltestromwert, wenn der erste Kraftwert kleiner als der optimale Kraftwert ist, und der zweite Haltestromwert ist kleiner als der erste Hal- testromwert, wenn der erste Kraftwert größer als der optimale Kraftwert ist.
Mit anderen Worten wird eine zu kleine hydraulische Kraft durch Erhöhung des Haltestromes (und somit der Magnetkraft) kom- pensiert bzw. entgegengewirkt und eine zu große hydraulische Kraft wird durch Reduktion des Haltestromes (und somit der Magnetkraft) kompensiert bzw. entgegengewirkt.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das erste Stromprofil einen ersten Peakstromwert auf und das zweite Stromprofil weist einen zweiten Peakstromwert auf, wobei der zweite Peakstromwert basierend auf dem ersten Peakstromwert und der bestimmten Abweichung so bestimmt wurde, dass das Angleichen der vom Kraftstoff auf den Anker ausgeübten hydraulischen Kraft an den optimalen Kraftwert unterstützt wird. Mit anderen Worten wird der (zweite) Peakstromwert (das heißt die Stromstärke bei der ein Spannungspuls (zum Beispiel ein
Boostspannungspuls ) zum Öffnen des Kraftstoffinj ektors beendet wird) des zweiten Stromprofils auch in Abhängigkeit der be¬ stimmten Abweichung angepasst. Wenn der bestimmte erste
Kraftwert zum Beispiel erheblich größer als der optimale
Kraftwert ist, kann eine Reduktion des zweiten Peakstromwertes (relativ zu dem ersten Peakstromwertes) vorteilhaft sein, da somit die während des Öffnungsvorgangs ausgeübte Magnetkraft entsprechend reduziert wird.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann zusätzlich auch die Spannung des ersten Spannungspulses (Boostspannungspulses ) angepasst werden, um eine verbesserte Einstellung der Mag¬ netkraft (und somit auch der hydraulischen Kraft) zu erreichen.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Verfahren ferner folgendes auf: (a) Bestimmen eines zweiten Flusswertes, der dem magnetischen Fluss in der Haltephase entspricht, (b) Bestimmen eines zweiten Kraftwertes basierend auf dem zweiten Flusswert, wobei der zweite Kraftwert einer in der Haltephase von Kraftstoff auf den Anker ausgeübten hyd¬ raulischen Kraft entspricht, (c) Bestimmen einer Abweichung zwischen dem zweiten Kraftwert und dem optimalen Kraftwert, und (d) Beaufschlagen des Magnetspulenantriebs des Kraftstoffin- jektors mit einem dritten Stromprofil, um einen dritten Ein- spritzvorgang durchzuführen, wobei das dritte Stromprofil einen dritten Haltestromwert aufweist, der basierend auf dem zweiten Haltestromwert und der bestimmten Abweichung derart bestimmt wurde, dass die in der Haltephase vom Kraftstoff auf den Anker ausgeübte hydraulische Kraft an den optimalen Kraftwert an¬ geglichen wird. Mit anderen Worten wird es in diesem Ausführungsbeispiel überprüft, ob das zweite Stromprofil zu einer optimalen hyd¬ raulischen Kraft und somit zu einer optimalen Einspritzung (bei einer optimalen Spaltbreite mit minimalem Druckverlust und maximalem Durchfluss) führt. Falls eine Abweichung immer noch festgestellt wird, wird der Haltestrom für das dritte Stromprofil weiter angepasst. Die zusätzlichen Verfahrensschritte gemäß diesem Ausführungsbeispiel können insbesondere so oft wiederholt werden, bis keine (bedeutende) Abweichung zwischen dem bestimmten Kraftwert und dem optimalen Kraftwert festgestellt wird. Bei einer Änderung des Kraftstoffdrucks soll das Verfahren dann wieder durchgeführt werden, um eine optimale Funktion des Kraftstoffinjektors sicherzustellen .
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine Motorsteuerung für ein Fahrzeug beschrieben, die zum Verwenden eines Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt und/oder einem der obigen Ausführungsbeispiele eingerichtet ist.
Diese Motorsteuerung ermöglicht in einfacher Weise, insbesondere durch Änderung eines Haltestromwertes eines Stromprofils, dass ein Kraftstoffinj ektor mit hydraulischem Anschlag bei jedem (vorbestimmten) Wert des Kraftstoffdrucks optimal arbeiten und somit einspritzen kann.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Computerprogramm beschrieben, welches, wenn es von einem Prozessor ausgeführt wird, eingerichtet ist, das Verfahren gemäß dem ersten Aspekt und/oder einem der obigen Ausführungsbeispiele durchzuführen .
Im Sinne dieses Dokuments ist die Nennung eines solchen Com¬ puterprogramms gleichbedeutend mit dem Begriff eines Pro¬ gramm-Elements, eines Computerprogrammprodukts und/oder eines computerlesbaren Mediums, das Anweisungen zum Steuern eines Computersystems enthält, um die Arbeitsweise eines Systems bzw. eines Verfahrens in geeigneter Weise zu koordinieren, um die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verknüpften Wirkungen zu erreichen .
Das Computerprogramm kann als computerlesbarer Anweisungscode in jeder geeigneten Programmiersprache wie beispielsweise in JAVA, C++ etc. implementiert sein. Das Computerprogramm kann auf einem computerlesbaren Speichermedium (CD-Rom, DVD, Blu-ray Disk, Wechsellaufwerk, flüchtiger oder nichtflüchtiger Speicher, eingebauter Speicher/Prozessor etc.) abgespeichert sein. Der Anweisungscode kann einen Computer oder andere programmierbare Geräte wie insbesondere ein Steuergerät für einen Motor eines Kraftfahrzeugs derart programmieren, dass die gewünschten Funktionen ausgeführt werden. Ferner kann das Computerprogramm in einem Netzwerk wie beispielsweise dem Internet bereitgestellt werden, von dem es bei Bedarf von einem Nutzer heruntergeladen werden kann.
Die Erfindung kann sowohl mittels eines Computerprogramms, d.h. einer Software, als auch mittels einer oder mehrerer spezieller elektrischer Schaltungen, d.h. in Hardware oder in beliebig hybrider Form, d.h. mittels Software-Komponenten und Hardware-Komponenten, realisiert werden.
Es wird darauf hingewiesen, dass Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf unterschiedliche Erfindungsgegenstände be¬ schrieben wurden. Insbesondere sind einige Ausführungsformen der Erfindung mit Verfahrensansprüchen und andere Ausführungsformen der Erfindung mit Vorrichtungsansprüchen beschrieben. Dem Fachmann wird jedoch bei der Lektüre dieser Anmeldung sofort klarwerden, dass, sofern nicht explizit anders angegeben, zusätzlich zu einer Kombination von Merkmalen, die zu einem Typ von Erfindungsgegenstand gehören, auch eine beliebige Kombi¬ nation von Merkmalen möglich ist, die zu unterschiedlichen Typen von Erfindungsgegenständen gehören.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden beispielhaften Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform. Figur 1 zeigt einen Kraftstoffinj ektor mit hydraulischem Anschlag in einem geschlossenen Zustand.
Figur 2 zeigt den in Figur 1 gezeigten Kraftstoffinj ektor in einem geöffneten Zustand.
Figur 3 zeigt zeitliche Verläufe von Spannung und Stromstärke bei herkömmlichem Betreiben eines Kraftstoffinj ektors mit hydraulischem Anschlag.
Figur 4 zeigt jeweilige zeitliche Verläufe von der Ein¬ spritzrate eines Kraftstoffinj ektors mit hydrauli¬ schem Anschlag bei herkömmlichem Betrieb in einem normalen Betriebszustand und in einem Betriebszustand mit einem Missverhältnis zwischen Magnetkraft und hydraulischer Kraft, zum Beispiel aufgrund eines reduzierten Kraftstoffdrucks und einer zu hohen Magnetkraft . Figur 5 zeigt ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen
Verfahrens .
Figur 6 zeigt eine Darstellung von einem Kennfeld, das in
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ange- wendet werden kann.
Es wird darauf hingewiesen, dass die nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen lediglich eine beschränkte Auswahl an möglichen Ausführungsvarianten der Erfindung darstellt.
Die Figur 1 zeigt einen Kraftstoffinj ektor 1 mit hydraulischem Anschlag in einem geschlossenen Zustand. Der Kraftstoffinj ektor 1 weist ein Gehäuse 2, eine Spule 3, einen beweglichen Anker 4, eine mit dem Anker mechanisch gekoppelte bzw. (zum Beispiel über einen Mitnehmer) koppelbare Düsennadel 5, ein Polstück 6 und eine Kalibrationsfeder 7 auf. In dem in der Figur 1 abgebildeten Zustand ruht die Ventilnadel im Ventilsitz 8 und blockiert somit die Spritzlöcher 9. In diesem Zustand weist der Spalt 10 zwischen Anker 4 und Polstück folglich eine maximale Breite auf.
Beim Anlegen einer Spannung an die Spule 3 wird durch elekt- romagnetische Kräfte der Anker 4 in Richtung Polstück 6 bewegt. Durch mechanische Kopplung bewegt sich ebenfalls die Düsennadel 5 und gibt die Einspritzlöcher 9 zur Kraftstoffzufuhr frei. Bei Kraftstoffinj ektoren mit Leerhub findet die mechanische Kopplung zwischen Anker 4 und Düsennadel 5 erst statt, wenn der Anker 4 den Leerhub überwunden hat. Bei Kraftstoffinj ektoren ohne Leerhub beginnt die Nadelbewegung gleichzeitig mit der An¬ kerbewegung. Dieser Zustand ist in der Figur 2 gezeigt. Wie es der Figur 2 entnommen werden kann, ist der Spalt 10 zwischen Anker 4 und Polstück 6 nun deutlich kleiner als in der Figur 1 und die Düsennadel 5 ist dementsprechend mit einem Abstand zum Ventilsitz 8 positioniert. Innerhalb des Kraftstoffinj ektors 1 gibt es nun einen Pfad für den Kraftstofffluss 11. Der Volumenstrom 11 muss durch den Spalt 10 zwischen Anker und Polstück 6 und seitlich am Anker 4 vorbei zu den Spritzlöchern 9.
Dadurch kommt es zu einem Druckabfall über den Anker 4, welcher eine (hydraulische) Kraft erzeugt, die der Magnetkraft ent¬ gegenwirkt. Je kleiner der Spalt 10 wird, desto höher der Druckabfall und somit desto höher die Kraft in Schließrichtung. Der Anker 4 bewegt sich also solange in Richtung Polstück 6 bis die Kraft durch den Druckabfall sich im Gleichgewicht mit der Magnetkraft befindet. Ist das der Fall, ist sozusagen der obere Anschlag erreicht. Zwischen Anker 4 und Polstück 6 besteht aber kein Kontakt, sondern durch den Volumenstrom 11 entsteht der hydraulische Anschlag.
Die Abbildung 30 in Figur 3 zeigt zeitliche Verläufe von Spannung (U) 31, 32 und Stromstärke (I) 35 bei herkömmlichem Betreiben des Kraftstoffinj ektors 1. Die Ansteuerung beginnt mit einer Boostphase, in welcher der Magnetspulenantrieb 3 mit einer
Spannungspuls 31 mit Spannung Ul (Boostspannung) beaufschlagt wird, um den Anker 4 und die Düsennadel von dem Zustand in der Figur 1 zu dem Zustand in der Figur 2 zu bewegen. Der Spannungspuls 31 endet, wenn die Stromstärke 35 einen vorbestimmten Maximalwert (Peakstrom) IP erreicht. Danach wird eine etwas niedrigere Spulenstrom IH (auch Haltestrom bezeichnet) durch Beaufschlagen des Magnetspulenantriebs 3 mit einer Reihe von kleineren Spannungspulsen 32 für die Dauer der Einspritzung aufrechterhalten, damit der Kraftstoffinj ektor 1 offen bleibt, das heißt in dem in der Figur 2 gezeigten Zustand verbleibt. Der Haltestrom IH bezeichnet hier den mittleren Stromwert, der sich durch das Ein- und Abschalten entsprechend den Spannungspulsen 32 ergibt. Dieser Durchschnittsstrom IH führt zu einer entsprechenden mittleren Magnetkraft. Durch die Trägheit reagiert die Mechanik nicht auf das Ein- und Abschalten, so dass die Spannungspulse 32 keine Ankerbewegung verursachen.
Bei ungünstigem Verhältnis zwischen Magnetkraft und hydrau¬ lischer Kraft durch Druckabfall kann es passieren, dass durch einen zu hoch gewählten Strom (und somit zu hoher Magnetkraft) der Spalt 10 zwischen Anker 4 und Polstück 6 geschlossen wird bzw. der Druckabfall so hoch wird, dass kein Volumenstrom mehr für die Einspritzung zur Verfügung steht. Dieser Fall kann in einem Fahrzeug z.B. bei Ausfall der Hochdruckpumpe auftreten (sog. Low Pressure Limp Home) . Somit steht nur noch der Vorförderdruck (bis ca. lObar) zur Verfügung. Der Injektor 1 ist typischerweise für Betrieb bei wesentlich höheren Drücken ausgelegt und somit ist die Auslegung des Magnetkreises zu stark für den Betrieb bei 5 bis lObar.
Die Abbildung 40 in der Figur 4 zeigt die jeweiligen zeitlichen Verläufe 41 und 42 der Einspritzrate ROI bei herkömmlichem Betrieb (das heißt mit der in der Figur 3 gezeigten Ansteuerung) des Kraftstoffinj ektors 1 in einem normalen Betriebszustand (mit normalem Kraftstoffdruck) und in einem Betriebszustand mit reduziertem Kraftstoffdruck . Der zeitliche Verlauf 41 entspricht dem Normalzustand, in dem die Einspritzrate ROI ungefähr ab Ende der Boostphase bis zum Erreichen der Maximalrate Q ansteigt und dann erst am Ende der Ansteuerung wieder abfällt. Der zeitliche Verlauf 42 entspricht dagegen dem Zustand mit reduziertem Kraftstoffdruck . Hier steigt die Einspritzrate auch kurz an, fällt aber vor Erreichen der Maximalrate Q wieder ab und bleibt bis kurz vor dem Ende der Ansteuerung auf null, da der Spalt 10 aufgrund der hohen Magnetkraft relativ zu der hydraulischen Kraft geschlossen bzw. so klein wird, dass der Druckabfall im Spalt zu hoch wird. Erst wenn die Magnetkraft nach Abstellen des Hal¬ testromes IH (vgl. Figur 3) wieder gesunken ist, wird der Spalt 10 wieder kurzfristig geöffnet bzw. ausreichend groß, um einen Volumenstrom durchzulassen . Am Ende des Schließvorgangs sind die Einspritzlöcher 9 von der Düsennadel 5 geschlossen und die Breite des Spaltes 10 ist maximal. Es wird in diesem Falle folglich insgesamt erheblich weniger Kraftstoff eingespritzt und eine Weiterfahrt ist kaum möglich, weil die benötigte Kraftstoffmenge nicht geliefert werden kann. Die Figur 5 zeigt ein Flussdiagramm 500 eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Lösung des obigen Problems durch Anpassung eines Stromprofils, insbesondere eines Haltestromwertes, damit eine optimale Funktion des Kraftstoffinj ektors 1 erreicht werden kann .
Das Verfahren beginnt bei 510 mit dem Festlegen eines Stromprofils mit Haltestromwert zur Ansteuerung des Kraftstoffin- jektors 1 bei einem vorbestimmten bzw. gegebenen Kraftstoffdruck. Der Haltestromwert entspricht der Stromstärke des Stromes, der während einer Haltephase durch die Magnetspule 3 fließen soll.
Bei 520 wird der Magnetspulenantrieb des Kraftstoffinj ektors 1 mit diesem (ersten) Stromprofil beaufschlagt, um einen (ersten) Einspritzvorgang durchzuführen und dadurch eine vorbestimmte Einspritzmenge einzuspritzen.
Bei 530 wird nun ein erster Wert des magnetischen Flusses in der Haltephase (das heißt zu einem Zeitpunkt nach einer gewissen Zeit in der Haltephase) bei der Ansteuerung mit dem (ersten)
Stromprofil bestimmt. Dies erfolgt durch Berechnung mit der folgenden Formel: Ψ(ΐ) = Jo (U(t) - R■ I(t))dt ,
wobei U(t) den zeitlichen Verlauf der Spannung an der Magnetspule, I (t) den zeitlichen Verlauf der Spulenstrom und R den elektrischen Widerstand der Magnetspule 3 bezeichnen.
Bei 540 wird dann ein erster Wert der in der Haltephase vom Kraftstoff auf den Anker 4 ausgeübten hydraulischen Kraft FH bestimmt. Spezifischer wird die entgegengerichtete auf den Anker 4 ausgeübte Magnetkraft FM anhand des berechneten Flusswertes geschätzt, indem es angenommen wird, dass die Magnetkraft FM proportional zum Quadrat des magnetischen Flusses Ψ2 ist, das heißt
Der zu verwendende Faktor k hängt von mehreren Bedingungen ab und kann zum Beispiel aus einem im Steuergerät hinterlegten (und auf Labormessungen basierenden) Kennfeld oder mittels eines Modells bestimmt werden.
Bei 550 wird eine Abweichung (zum Beispiel eine Differenz) zwischen dem bestimmten Wert der hydraulischen Kraft FH und einem für den vorbestimmten Kraftstoffdruck optimalen Wert der hydraulischen Kraft bestimmt. Dieser optimale Wert wird weiter unten in Verbindung mit der Figur 6 erläutert.
Bei 560 wird nun ein neues (zweites) Stromprofil bestimmt, indem insbesondere ein neuer (zweiter) Haltestromwert basierend auf der bei 550 bestimmten Abweichung und dem früheren (ersten) Haltestromwert bestimmt wird. Dabei ist das Ziel des neuen
(zweiten) Stromprofils eine Angleichung der hydraulischen Kraft an dem oben erwähnten optimalen Wert, bei dem die Funktion des Kraftstoffinj ektors optimal ist. Spezifischer wird der Hal¬ testromwert erhöht (zum Beispiel mit einem festen Betrag oder in Abhängigkeit der Abweichung) , wenn die hydraulische Kraft FH (und damit auch die Magnetkraft FM) geringer als der optimale Wert ist, und reduziert, wenn die hydraulische Kraft FH (und damit auch die Magnetkraft FM) größer als der optimale Wert ist. Ist die hydraulische Kraft FH (und damit auch die Magnetkraft FM) im Wesentlichen gleich dem optimalen Wert, wird der Haltestromwert nicht geändert.
Das Verfahren kehrt nun zu 520 zurück, indem der Magnetspulenantrieb mit dem neuen Stromprofil beaufschlagt wird. Die oben beschriebenen Schritte 530, 540, 550 und 560 werden als eine Schleife wiederholt, um ständig eine optimale Einspritzung durch den Kraftstoffinj ektor sicherzustellen. Diese Schleife kann aber eventuell eingestellt werden, wenn die bestimmte Abweichung unter einem Schwellenwert liegt.
Die Figur 6 zeigt eine Darstellung eines Kennfeldes 600, das in Verbindung mit dem oben in Verbindung mit Figur 5 beschriebenen Verfahren 500 sowie mit weiteren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. Das Kennfeld 600 stellt einen Zusammenhang zwischen Kraftstoffdruck, Volumenstrom VS und hydraulischer Kraft FH dar und weist spezifischer eine Reihe von Kennlinien 601, 602, 603, 604, 605, 606, 607 auf. Jede einzelne Kennlinie 601, 602, 603, 604, 605, 606, 607 definiert zusammengehörende Werte von Volumenstrom VS und hydraulischer Kraft FH bei einem für die einzelne Kennlinie 601, 602, 603, 604, 605, 606, 607 bestimmten Kraftstoffdruck . In dem gezeigten beispielhaften Kennfeld 600 entsprechen die Kennlinien 601, 602, 603, 604, 605, 606, 607 einem Kraftstoffdruck von jeweils 5 bar, 10 bar, 15 bar, 20 bar, 50 bar, 150 bar und 250 bar. Es kann dem Kennfeld 600 entnommen werden, dass besonders bei niedrigen Kraftstoffdrücken der Volumenstrom VS bei relativ geringen Kräften wieder abnimmt und sogar auf 0 geht. Typische Magnetkräfte von Kraftstoffinj ektoren mit Magnetspulenantrieb liegen zwischen 60 N und 80 N. Insbesondere bei niedrigem Kraftstoffdruck (vgl. insbesondere die Kennlinien 601, 602, 603) kann die Magnetkraft folglich leicht zu groß werden und dabei den Volumenstrom abschneiden. Der optimale Wert der hydraulischen Kraft ist selbstverständlich derjenige Wert bei dem der Vo¬ lumenstrom maximal ist.
Im oben in Verbindung mit der Figur 5 beschriebenen Schritt 550 des Verfahrens 500 wird also zum Beispiel die dem vorliegenden (vorbestimmten) Kraftstoffdruck entsprechende Kennlinie 601, 602, 603, 604, 605, 606 oder 607 ausgewählt und es wird bestimmt, ob der berechnete Wert der hydraulischen Kraft FH kleiner, gleich oder größer dem optimalen Wert ist. Bei 560 wird dann ein gegebenenfalls neuer Haltestromwert bestimmt, um die Abweichung zu reduzieren bzw. auf null zu bringen und dadurch die hydraulische Kraft an dem optimalen Wert anzugleichen.
Das beschriebene Verfahren lässt sich vorteilhafterweise direkt in einer Motorsteuerung realisieren, zum Beispiel als Softwaremodul. Wie oben beschrieben, ermöglicht eine solche Mo¬ torsteuerung einen stabilen Motorbetrieb bei jedem Kraftstoffdruck (zum Beispiel auch bei erkanntem „low pressure limp home") . Ferner können Verbrennungsaussetzern bei sehr niedrigem Kraftstoffdruck vermieden werden.
Bezugs zeichenliste
1 Kraftstoffinj ektor
2 Gehäuse
3 Spule
4 Anker
5 Düsennadel
6 Polstück
7 Kalibrationsfeder
8 Ventilsitz
9 Spritzloch
10 Spalt
11 Kraftstofffluss
30 Abbildung
31 Spannungspuls
32 Spannungspuls
35 Stromstärke
IP Peakstrom
Ul BoostSpannung
IH Haltestrom
t Zeit
40 Abbildung
41 Einspritzrateverlauf
42 Einspritzrateverlauf
Q Einspritzrate
500 Flussdiagramm
510 Verfahrensschritt
520 Verfahrensschritt
530 Verfahrensschritt
540 Verfahrensschritt
550 Verfahrensschritt
560 Verfahrensschritt
600 Kennfeld
601 Kennlinie
602 Kennlinie
603 Kennlinie
604 Kennlinie
605 Kennlinie Kennlinie
Kennlinie
Volumenstrom
Hydraulische Kraft

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Betreiben eines Kraftstoffinj ektors (1) mit hydraulischem Anschlag bei einem vorbestimmten Kraftstoffdruck, wobei der Kraftstoffinj ektor (1) einen Magnetspulenantrieb mit einer Magnetspule (3) und einem beweglichen Anker (4) aufweist, das Verfahren aufweisend
Beaufschlagen (520) des Magnetspulenantriebes mit einem ersten Stromprofil, um einen ersten Einspritzvorgang durch- zuführen, wobei das erste Stromprofil einen ersten Hal¬ testromwert aufweist, der die Stromstärke des während einer Haltephase durch die Magnetspule (3) fließenden Stromes vorgibt,
Bestimmen (530) eines ersten Flusswertes, der dem mag¬ netischen Fluss in der Haltephase entspricht,
Bestimmen (540) eines ersten Kraftwertes basierend auf dem ersten Flusswert, wobei der erste Kraftwert einer in der Haltephase von Kraftstoff auf den Anker (4) ausgeübten hyd¬ raulischen Kraft entspricht,
Bestimmen (550) einer Abweichung zwischen dem ersten Kraftwert und einem dem vorbestimmten Kraftstoffdruck entsprechenden optimalen Kraftwert, und
Beaufschlagen (520) des Magnetspulenantriebs des Kraft¬ stoffinj ektors (1) mit einem zweiten Stromprofil, um einen zweiten Einspritzvorgang durchzuführen, wobei das zweite Stromprofil einen zweiten Haltestromwert aufweist, der basierend auf dem ersten Haltestromwert und der bestimmten Abweichung derart bestimmt wurde, dass die in der Haltephase vom Kraftstoff auf den Anker (4) ausgeübte hydraulische Kraft an den optimalen Kraftwert angeglichen wird.
2. Verfahren gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei der dem vorbestimmten Kraftstoffdruck entsprechende optimale Kraftwert basierend auf einem gespeicherten Zusammenhang zwischen
Kraftstoffdruck, hydraulischer Kraft und Inj ektordurchfluss bestimmt wird.
3. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bestimmen des ersten Flusswertes basierend auf einem zeitlichen Verlauf der elektrischen Spannung an der Magnetspule, einem zeitlichen Verlauf der Stromstärke des durch die Mag¬ netspule fließenden Stromes und dem elektrischen Widerstand der Magnetspule erfolgt.
4. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zweite Haltestromwert größer als der erste Haltestromwert ist, wenn der erste Kraftwert kleiner als der optimale Kraftwert ist, und wobei der zweite Haltestromwert kleiner als der erste Haltestromwert ist, wenn der erste Kraftwert größer als der optimale Kraftwert ist.
5. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Stromprofil einen ersten Peakstromwert aufweist und das zweite Stromprofil einen zweiten Peakstromwert aufweist, wobei der zweite Peakstromwert basierend auf dem ersten Peakstromwert und der bestimmten Abweichung so bestimmt wurde, dass das Angleichen der vom Kraftstoff auf den Anker (4) ausgeübten hydraulischen Kraft an den optimalen Kraftwert unterstützt wird.
6. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend
Bestimmen eines zweiten Flusswertes, der dem magnetischen Fluss in der Haltephase entspricht,
Bestimmen eines zweiten Kraftwertes basierend auf dem zweiten Flusswert, wobei der zweite Kraftwert einer in der Haltephase von Kraftstoff auf den Anker (4) ausgeübten hyd¬ raulischen Kraft entspricht,
Bestimmen einer Abweichung zwischen dem zweiten Kraftwert und dem optimalen Kraftwert, und
Beaufschlagen des Magnetspulenantriebs des Kraftstoff¬ injektors (1) mit einem dritten Stromprofil, um einen dritten Einspritzvorgang durchzuführen, wobei das dritte Stromprofil einen dritten Haltestromwert aufweist, der basierend auf dem zweiten Haltestromwert und der bestimmten Abweichung derart bestimmt wurde, dass die in der Haltephase vom Kraftstoff auf dem Anker (4) ausgeübte hydraulische Kraft an dem optimalen Kraftwert angeglichen wird.
7. Motorsteuerung für ein Fahrzeug, die zum Verwenden eines Verfahrens gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche eingerichtet ist .
8. Computerprogramm, welches, wenn es von einem Prozessor ausgeführt wird, eingerichtet ist, das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 durchzuführen.
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