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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben eines
Einspritzventils. Derartige Einspritzventile werden beispielsweise
eingesetzt zum Zumessen von Kraftstoff oder auch zum Zumessen von
Zusatzstoffen zum Aufbereiten von Abgasen von Brennkraftmaschinen.
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Im
Hinblick auf immer striktere Vorschriften bezüglich zulässiger Schadstoffemissionen
von Kraftfahrzeugen, in denen Brennkraftmaschinen angeordnet sind,
machen es erforderlich, die Schadstoffemissionen bei dem Betriebkraftmaschine
so gering wie möglich
zu halten. In diesem Zusammenhang ist es eine Herausforderung einen
gut reproduzierbaren Betrieb des jeweiligen Einspritzventils sicher
zustellen und mögliche
Fehler rechtzeitig zu erkennen. Einen Einfluss auf das Verhalten
des Einspritzventils haben in diesem Zusammenhang insbesondere Bauteiletoleranzen,
eine Betriebsdauer seit Inbetriebnahme des Einspritzventils und
Arbeitsbedingungen des Einspritzventils.
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In
der
DE 101 38 483
A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung
eines elektromagnetischen Verbrauchers, insbesondere zur Kraftstoffzumessung
in eine Brennkraftmaschine beschrieben. Der Verbraucher ist dabei
ein Einspritzventil und wird von einer Ansteuerung mit einem Stromimpuls
beaufschlagt. Ausgehend von einer Größe, die die Dauer des Stromimpulses
charakterisiert, wird die Ansteuerung korrigiert. Die Größe, welche
die Dauer des Stromimpulses charakterisiert, ist von der Zeitdauer
abhängig,
die verstreicht, bis der Strom eine vorgegebene Stromhöhe erreicht
hat.
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Aus
der
DE 196 45 062
A1 ist ein Verfahren zum Erkennen des Schließens von
mehreren Zylinderspulen in einer Zylinderspulenanordnung und einer
Zylinderspulenarmatur, die sich zwi schen den ersten und zweiten
Zylinderspulen bewegt, bekannt. Dabei werden die Anstiegszeiten
der einzelnen pulsweiten-modulierten-Stromimpulse
für jede
Zylinderspule bestimmt, um daraus mechanische Bewegungen des jeweiligen
Ventils zu detektieren bzw. Fehler zu erkennen.
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Die
DE 10 2004 022 947
B3 zeigt ein Verfahren zum pulsweiten modulierten Ansteuern
einer induktiven Last, beipielsweise eines Magnetventils einer Einspritzanlage,
welche zwischen Versorgungsklemmen in Reihe zu einem Schalter angeordnet
ist. Der Schalter wird dabei von einer Pulsweitenmodulatoreinrichtung
angesteuert, nachdem ein durch die induktive Last fließender Strom
einen vorgegebenen Sollwert erreicht hat. Nach dem Erreichen des
vorgegebenen Sollwertes/Sollstromes schaltet die Pulsweitenmodulatoreinrichtung
den Schalter mit einem Tastverhältnis
ein und aus, welches aus dem Stromanstiegsverhalten beim Einschalten
des Stromes ermittelt wurde.
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In
der
DE 41 30 711 A1 ist
eine Vorrichtung, insbesondere eine Endstufe einer elektronischen Kraftstoffeinspritzeinrichtung
einer Brennkraftmaschine beschrieben. Sie dient zur Steuerung zumindest
eines elektromagnetischen Ventiles und die mit einem elektronischen
Steuergerät
in Verbindung steht und die eine Einrichtung zur Erfassung der Bewegung
des elektromagnetischen Ventils aufweist. Das elektromagnetische
Ventil liegt dabei mit einem Stellglied in einem Stromkreis und
eine Regeleinrichtung ist vorgesehen, welche das Stellglied ansteuert, wobei
der Regelungseinrichtung eine Kenngröße des Stromkreises zugeführt wird.
Als Kenngröße dient dabei
der im Stromkreis fließende
Strom.
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Die
Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, ist ein Verfahren und
eine Vorrichtung zum Betreiben eines Einspritzventils zu schaffen,
das beziehungsweise die einen zuverlässigen Betrieb des Einspritzventils
ermöglicht.
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Die
Aufgabe wird gelöst
durch die Merkmale der unabhängigen
Patentansprüche.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Die
Erfindung zeichnet sich gemäß eines ersten
Aspekts aus durch ein Verfahren und eine korrespondierende Vorrichtung
zum Betreiben eines Einspritzventils umfassend einen elektromagnetischen
Aktuator und eine von diesem angetriebene Ventilnadel, die in einer
Schließposition
ein Zumessen von Fluid unterbindet und außerhalb der Schließposition
ein Zumessen von Fluid frei gibt. Ein Ansteuervorgang für das Zumessen
von Fluid umfasst eine Fangphase mit vorgegebener Fangphasendauer
und eine nachgelagerte Haltephase. Während der Fangphase wird der
elektromagnetische Aktuator mit einem in dem Vergleich zu der restlichen
Fangphase und der Haltephase erhöhten
Spannungswert beaufschlagt, bis ein maximaler Stromwert erreicht
ist. Bei Erreichen eines vorgegebenen Bruchteilwertes während der
Fangphase, der kleiner ist als der maximale Stromwert, wird ein
zugeordneter Zeitpunkt erfasst. Abhängig von dem zugeordneten Zeitpunkt
wird ein Bruchteilzeitintervall seit Beginn der jeweiligen Fangphase
ermittelt. Eine Diagnose des Einspritzventils wird abhängig von
dem Bruchteilzeitintervall und vorgegebenen minimalen und maximalen
Zeitdauerschwellenwerten durchgeführt. So kann besonders zuverlässig ein
Fehler im Bereich des Einspritzventils erkannt werden und es können dann
gegebenenfalls geeignete Fehlermaßnahmen eingeleitet werden. Durch
eine geeignete Wahl des Bruchteilwertes kann eine sehr zuverlässige Diagnose
mit einer sehr geringen Fehlerwahrscheinlichkeit der Diagnose durchgeführt werden.
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Insbesondere
kann so auch eine Diagnose bei Kleinstmengen an zuzumessendem Fluid
während
eines Ansteuervorgangs durchgeführt
werden und es ist keine Ausblendung der Diagnose bei derartigen
Kleinstmengen notwendig.
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Der
Bruchteilwert kann besonders vorteilhaft in etwa zwischen 30 bis
70 Prozent des maximalen Stromwertes während der Fangphase betragen,
so insbesondere in etwa 50 Prozent.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausgestaltung wird abhängig von dem Bruchteilzeitintervall
ein Anpassen der Fangphasendauer durchgeführt. Auf diese Weise können Einflüsse, die
in ihrer Größe den einwandfreien
Betrieb des Einspritzventils nicht unzulässig beeinflussen, berücksichtigt
werden und so eine besonders fehlerfreie Diagnose sichergestellt werden.
Derartige Einflüsse
können
beispielsweise Bauteiletoleranzen sein, Alterungseffekte oder auch sonstige
Einflüsse
sein, wie beispielsweise Temperatureinflüsse. So kann ein individuelles
Anpassen des jeweiligen Einspritzventils erfolgen mit der Wirkung, dass
ein diesbezüglich
vorteilhaft ausgebildetes Einspritzventil auch mit einer äußerst geringen
Kleinstmengenzumessung reproduzierbar beaufschlagt werden kann.
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Mittels
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird das Bruchteilzeitintervall
in einem ersten Temperaturintervall einer für eine im Zusammenhang mit
der Ansteuerung des elektromagnetischen Aktuators relevanten Temperatur
ermittelt. Dies ermöglicht
eine besonders präzise
Diagnose und zwar insbesondere im Zusammenhang mit dem Anpassen der
Fangphasendauer. In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn
das erste Temperaturintervall repräsentativ ist für einen
Kaltbetrieb des Einspritzventils.
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Ferner
ist es vorteilhaft, wenn das Bruchteilzeitintervall in einem zweiten
Temperaturintervall der für
die im Zusammenhang mit der Ansteuerung des elektromagnetischen
Aktuators relevanten Temperatur ermittelt wird, wobei das zweite
Temperaturintervall repräsentativ
ist für
einen Warmbetrieb des Einspritzventils. Auf diese Weise kann eine äußerst zuverlässige Diagnose
durchgeführt
werden und zwar insbesondere, wenn auch in ein Anpassen der Fangphasendauer
gegebenenfalls durchgeführt
wird.
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Gemäß eines
zweiten Aspekts zeichnet sich die Erfindung aus durch ein Verfahren
und eine korrespondierende Vorrichtung zum Betreiben des Einspritzventils,
bei dem bei Erreichen einer vorgegebenen Bruchteilzeitdauer während der
Fangphase, ein zugeordneter Bruchteilsstromwert erfasst wird. Die vorgegebene
Bruchteilzeitdauer ist kleiner als die Fangphasendauer. Eine Diagnose
des Einspritzventils wird abhängig
von dem Bruchteilsstromwert und vorgegebenen minimalen und maximalen
Stromschwellenwerten durchgeführt.
Auf diese Weise kann insbesondere bei geeigneter Wahl der Bruchteilzeitdauer
eine äußerst zuverlässige Diagnose
mit einer sehr geringen Fehler- Wahrscheinlichkeit
der Diagnose durchgeführt
werden. Die Bruchteilzeitdauer kann besonders vorteilhaft in etwa
30 bis 70 Prozent der Fangphasendauer betragen, insbesondere in
etwa 50 Prozent.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausgestaltung des zweiten Aspekts wird abhängig von
dem Bruchteilstromwert ein Anpassen der Fangphasendauer durchgeführt. Auf
diese Weise können
Einflüsse,
die in ihrer Größe den einwandfreien
Betrieb des Einspritzventils nicht unzulässig beeinflussen, berücksichtigt
werden. Derartige Einflüsse
können
beispielsweise Bauteiletoleranzen sein, Alterungseffekte oder auch
sonstige Einflüsse
sein, wie beispielsweise Temperatureinflüsse. So kann ein individuelles Anpassen
des jeweiligen Einspritzventils erfolgen mit der Wirkung, dass ein
diesbezüglich
vorteilhaft ausgebildetes Einspritzventil auch mit einer äußerst geringen
Kleinstmengenzumessungstoleranz temperaturunabhängig reproduzierbar beaufschlagt
werden kann.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des zweiten Aspekts wird der
Bruchteilstromwert in einem ersten Temperaturintervall einer für eine im
Zusammenhang mit der Ansteuerung des elektromagnetischen Aktuators
relevanten Temperatur ermittelt. Dies ermöglicht eine besonders präzise Diagnose
und zwar insbesondere im Zusammenhang mit dem Anpassen der Fangphasendauer.
In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn das erste Temperaturintervall
repräsentativ
ist für
einen Kaltbetrieb des Einspritzventils.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird der Bruchteilstromwert
in einem zweiten Temperaturintervall der für die im Zusammenhang mit der
Ansteuerung des elektromagnetischen Aktuators relevanten Temperatur
ermittelt, wobei das zweite Temperaturintervall repräsentativ
ist für
einen Warmbetrieb des Einspritzventils. Auf diese Weise kann eine äußerst zuverlässige Diagnose
durchgeführt
werden und zwar insbesondere, wenn auch ein Anpassen der Fangphasendauer
gegebenenfalls durchgeführt
wird.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird abhängig von einem Istwert eines
elektrischen Stroms einer Fluidpumpe, die dem Einspritzventil zugeordnet
ist, die im Zusammenhang mit der Ansteuerung des elektromagnetischen
Aktuators relevante Temperatur ermittelt. Auf diese Weise kann besonders
einfach und ohne das Vorsehen zusätzlicher Sensorik die für die Ansteuerung
des elektromagnetischen Aktuators relevante Temperatur ermittelt werden.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind im folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
Brennkraftmaschine mit einem Einspritzventil und einer Steuervorrichtung,
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2 eine
Detailansicht des Einspritzventils gemäß 1,
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3 Signalverläufe im Rahmen
eines Ansteuervorgangs des Einspritzventils,
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4 ein
erstes Ablaufdiagramm eines ersten Programms und
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5 ein
zweites Ablaufdiagramm eines zweiten Programms.
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Elemente
gleicher Konstruktion oder Funktionen sind figurenübergreifend
mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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Eine
Brennkraftmaschine (1) umfasst einen Ansaugtrakt 1,
einen Motorblock 2, einen Zylinderkopf 3 und einen
Abgastrakt 4. Der Ansaugtrakt 1 umfasst bevorzugt
eine Drosselklappe 5, ferner einen Sammler 6 und
ein Saugrohr 7, das hin zu einem Zylinder Z1 zu einem Einlasskanal
in den Motorblock 2 geführt
ist. Der Motorblock 2 umfasst ferner eine Kurbelwelle 8,
welche über
eine Pleuelstange 10 mit dem Kolben 11 des Zylinders
Z1 gekoppelt ist.
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Der
Zylinderkopf 3 umfasst einen Ventiltrieb mit einem Gaseinlassventil 12 und
einem Gasauslassventil 13.
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Der
Zylinderkopf 3 umfasst ferner ein Einspritzventil 18 und
eine Zündkerze 19.
Alternativ kann das Einspritzventil 18 auch in dem Saugrohr 7 angeordnet
sein.
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In
dem Abgastrakt 4 ist ein Katalysator 21 angeordnet,
der bevorzugt als Drei-Wege-Katalysator ausgebildet ist.
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Ferner
ist in einer nicht dargestellten Fluidzuführung zu dem Einspritzventil 18 eine
Fluidpumpe 22 vorgesehen, welche insbesondere als Hochdruckpumpe
ausgebildet ist. Die Fluidpumpe umfasst einen ihr zugeordneten elektrischen
Aktuator, mittels dessen ihr Pumpverhalten gesteuert werden kann.
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Eine
Steuervorrichtung 25 ist vorgesehen, der Sensoren zugeordnet
sind, die verschiedene Messgrößen erfassen
und jeweils den Wert der Messgröße ermitteln.
Betriebsgrößen umfassen
neben den Messgrößen auch
von diesem abgeleitete Größen. Die
Steuervorrichtung 25 ermittelt abhängig von mindestens einer der
Betriebsgrößen Stellgrößen, die
dann in ein oder mehrere Stellsignale zum Steuern der Stellglieder
mittels entsprechender Stellantriebe umgesetzt werden. Die Steuervorrichtung 25 kann
auch als Vorrichtung zum Betreiben des Einspritzventils bezeichnet
werden.
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Die
Sensoren sind ein Pedalstellungsgeber 26, welcher eine
Fahrpedalstellung eines Fahrpedals 27 erfasst, ein Luftmassensensor 28,
welcher einen Luftmassenstrom stromaufwärts der Drosselklappe 5 erfasst,
ein erster Temperatursensor 32, welcher eine Ansauglufttemperatur
erfasst, ein Saugrohrdrucksensor 34, welcher einen Saugrohrdruck
erfasst in dem Sammler 7, ein Kurbelwellenwinkelsensor 36, welcher
einen Kurbelwellenwinkel erfasst, dem dann eine Drehzahl zugeordnet
wird.
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Ferner
ist ein zweiter Temperatursensor 38 vorgesehen, der eine
Kühlmitteltemperatur
erfasst. Ferner ist ein Drucksensor 39 vorgesehen, der
einen Fluiddruck FUP, insbesondere in einem Hochdruckspeicher der
Fluidzuführung,
erfasst. Ferner ist ein dritter Temperatursensor 40 vorgesehen,
der eine Temperatur, also insbesondere eine Fluidtemperatur in der
Fluidzuführung,
also insbesondere in einem Hochdruckspeicher erfasst.
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Eine
Abgassonde 42 ist vorgesehen, die stromaufwärts oder
in dem Katalysator 21 angeordnet ist und die einen Restsauerstoffgehalt
des Abgases erfasst und deren Messsignal MS1 charakteristisch ist
für das
Luft/Kraftstoff-Verhältnis
in dem Brennraum des Zylinders Z1 und stromaufwärts der Abgassonde vor der
Oxidation des Kraftstoffs, im Folgenden bezeichnet als das Luft/Kraftstoff-Verhältnis in
den Zylindern Z1 bis Z4.
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Je
nach Ausführungsform
der Erfindung kann eine beliebige Untermenge der genannten Sensoren
vorhanden sein oder es können
auch zusätzliche
Sensoren vorhanden sein.
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Die
Stellglieder sind beispielsweise die Drosselklappe 5, die
Gaseinlass- und Gasauslassventile 12, 13, das
Einspritzventil 18, die Zündkerze 19 oder die
Fluidpumpe 22.
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Neben
dem Zylinder Z1 sind auch noch weitere Zylinder Z1–Z4 vorgesehen,
denen dann auch entsprechende Stellglieder und gegebenenfalls Sensoren
zugeordnet sind. Somit kann die Brennkraftmaschine eine beliebige
Anzahl an Zylindern Z1–Z4 aufweisen.
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Die
Steuervorrichtung 25 umfasst bevorzugt einen Speicher zum
Speichern von Programmen und/oder Daten. Ferner ist eine Recheneinheit
vorgesehen, die beispielsweise einen Mikroprozessor umfasst, in
der die Programme oder Teile von Programmen während des Betriebs der Brennkraftmaschine abgearbeitet
werden. Darüber
hinaus kann beispielsweise eine Ansteuerlogik zum Durchführen einer
Ansteuerung des Einspritzventils auch in einem spezifischen integrierten
Schaltkreis, so zum Beispiel in einem anwenderspezifischen IC oder
einem Mikrocontroller integriert sein.
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Das
Einspritzventil 18 (2) umfasst
einen Fluideinlasskörper 50 mit
einer Einlassausnehmung 52, die hydraulisch gekoppelt ist
mit der Fluidzuführung
und von dieser insbesondere mit Kraftstoff versorgt wird. Das Einspritzventil 18 umfasst
ferne eine Rückstellfeder 54.
Ein elektromagnetischer Aktuator ist vorgesehen, der eine Spule 56,
ein magnetisches Gehäuse 58,
ein Ventilkörpergehäuse 60 und
einen Anker 62 umfasst und grundsätzlich auch den Fluideinlasskörper 50.
Darüber
hinaus ist dem elektromagnetischen Aktuator auch ein nicht magnetisches Gehäuse 64 zugeordnet.
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Darüber hinaus
umfasst das Einspritzventil 18 einen Ventilkörper 66 in
dem in einer Ausnehmung 70 eine Ventilnadel 68 angeordnet
ist. Die Ventilnadel 68 ist so mit dem elektromagnetischen
Aktuator, insbesondere mit dem Anker 62, mechanisch so
gekoppelt, dass sie in einer Schließposition einen Fluidfluss durch
eine Einspritzdüse 72 unterbindet
und außerhalb
der Schließposition
einen Fluidfluss durch die Einspritzdüse 72 ermöglicht.
Ein Hub der Ventilnadel 68 ist gegeben durch ihre Position
in der Schließposition
und andererseits ihre Position – eine
Offenposition –,
wenn der Anker 62 in Anlage mit dem Fluideinlasskörper 50 ist.
Dabei ist der Hub L der Ventilnadel 68 maximal, wenn der
Anker 62 in Anlage ist mit dem Fluideinlasskörper 50.
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Ein
Ansteuervorgang für
das Zumessen von Fluid ist im Folgenden näher anhand der Signalverläufe gemäß der 3 erläutert. Auf
der Abszisse ist die Zeit t aufgetragen. Auf der Ordinate ist am
linken Rand ein Strom I durch den elektromagnetischen Aktuator bezüglich seiner
Werteinheiten aufgetragen und auf der rechten Seite sind die prozentualen
Einheiten bezüglich
des Hubes L und die Werteinheiten bezüglich der Spannung U aufgetragen.
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Die
Spannung U ist die durch die Steuervorrichtung 25 vorgegebene, über dem
elektromagnetischen Aktuator des Einspritzventils 18 abfallende Spannung.
In der 3 ist exemplarisch ein Ansteuervorgang dargestellt.
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In
einer Vorladephase wird ein niedriger Stromwert vorgegeben, der
größer null
ist aber andererseits auch kleiner ist als ein Haltstromwert I_HLD. Auf
diese Weise können
insbesondere Wirbelstromverluste reduziert werden und ein reproduzierbares Öffnen der
Ventilnadel 68 ermöglicht
werden. Im Anschluss an die Vorladephase PH_PREC schließt sich eine
Fangphase PH_CATCH an während
der der elektromagnetische Aktuator mit einem in dem Vergleich zu
der restlichen Fangphase und einer nachgelagerten Haltephase erhöhten Spannungswert U_BOOST
beaufschlagt wird, bis ein maximaler Stromwert I_MAX erreicht ist.
Im Anschluss an das Erreichen des maximalen Stromwertes I_MAX wird der
elektromagnetische Aktuator mit einem Versorgungsspannungswert U_V
beaufschlagt, der beispielsweise durch ein Bordnetz eines Fahrzeugs,
in dem die Brennkraftmaschine angeordnet ist, vorgegeben sein kann,
und der Schwankungen unterliegen kann. Das Beaufschlagen des elektromagnetischen Aktuators
mit dem Versorgungsspannungswert U_V erfolgt dann bis zum Ablauf
einer vorgegebenen Fangphasendauer T_CATCH, die bevorzugt abhängig von
einem Kraftstoffdruck FUP und/oder dem Versorgungsspannungswert
U_V vorgegeben ist und beispielsweise abhängig von einem Kennfeld ermittelt
werden kann. Je nachdem, wann der maximale Stromwert I_MAX während der
Fangstromphase PH_CATCH erreicht wird oder auch nicht erreicht wird,
kann der erhöhte
Spannungswert U_BOOST auch bis maximal für die gesamte Fangstromphase PH_CATCH
vorgegeben sein.
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Nachgelagert
zu der Fangphase PH_CATCH umfasst der Ansteuervorgang die Haltephase PH_HLD.
Zwischen der Fangphase PH_CATCH und der Haltephase PH_HLD kann auch
eine Klemmphase vorgesehen sein, in der der Strom I geeignet schnell
auf den Haltestromwert I_HLD reduziert wird. Dies kann beispielsweise durch
ein Beaufschlagen des elektromagnetischen Aktuators mit einem erhöhten Spannungswert
U_BOOST entgegengesetzter Polarität im Vergleich zu der Fangphase
PH_CATCH erfolgen.
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Nach
Abschluss der Haltephase PH_HLD wird der Strom I durch den elektromagnetischen
Aktuator auf null reduziert und der zugeordnete Hub verringert sich
dann wieder zu null Prozent, das heißt in die Schließposition.
Bevorzugt wird der der Strom I durch den elektromagnetischen Aktuator
schnell durch ein Beaufschlagen des elektromagnetischen Aktuators
mit dem erhöhten
Spannungswert U_BOOST entgegengesetzter Polarität im Vergleich zu der Fangphase
PH_CATCH auf null reduziert. Die Fangphase PH_CATCH ist so vorgegeben,
dass die Ventilnadel ihre Offenposition erreichen soll.
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Eine
Einspritzdauer T_INJ ist gegeben durch die Gesamtdauer der Fangphase
PH_CATCH, der Haltephase PH_HLD und gegebenenfalls der Klemmphase.
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Ein
Programm zum Betreiben des Einspritzventils wird gestartet in einem
Schritt S1 (4) und zwar bevorzugt zeitnah
zu einem Start der Brennkraftmaschine. In dem Schritt S1 können Variablen initialisiert
werden.
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In
einem Schritt S2 wird geprüft,
ob ein aktueller Ansteuervorgang sich gerade in der Fangphase PH_CATCH
befindet. Ist dies nicht der Fall, so wird die Bearbeitung in einem
Schritt S4 fortgesetzt, der einen Wartezustand darstellt und währenddessen gegebenenfalls
auch andere Programme abgearbeitet werden können. Die Bearbeitung wird
anschließend
in einem Schritt S2 fortgesetzt, wobei das Programm in dem Wartezustand
so geeignet kurz verharrt, dass die Schritte des Programms ausreichend oft
abgearbeitet werden, also insbesondere verharrt das Programm in
dem Schritt S4 deutlich kürzer
als die Zeitdauer des Ansteuervorgangs und die Fangphasendauer T_CATCH.
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Ist
die Bedingung des Schrittes S2 hingegen erfüllt, so wird die Bearbeitung
in einem Schritt S6 fortgesetzt, in dem geprüft wird, ob der Strom I durch den
elektromagnetischen Aktuator größer oder
gleich einem vorgegebenen Bruchteilwert I_G_FRAC ist. Der vorgegebene
Bruchteilwert I_G_FRAC ist dabei so vorgegeben, dass er mit sehr
hoher Wahrscheinlichkeit auf jeden Fall innerhalb der Fangphasendauer
T_CATCH, also insbesondere auch bei fehlerhaftem oder fehlerfreiem
Einspritzventil, erreicht wird. Bevorzugt hat der vorgegebene Bruchteilswert I_G_FRAC
einen Wert zwischen in etwa 30 bis 70 Prozent, insbesondere in etwa
50 Prozent des maximalen Stromwertes I_MAX. Der maximale Stromwert kann
beispielsweise zwischen 6 und 15 Ampere betragen.
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Ist
die Bedingung des Schrittes S6 nicht erfüllt, so verzweigt das Programm
in den Schritt S4. Das Verharren des Programms in dem Schritt S4
ist in diesem Zusammenhang insbesondere so gewählt, dass in dem Schritt S6
eine Abarbeitung so häufig
erfolgt, dass das Überschreiten
des Bruchteilswertes I_G_FRAC durch den Strom I möglichst
zeitgenau erfasst wird.
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Ist
die Bedingung des Schrittes S6 erfüllt, so wird die Bearbeitung
in einem Schritt S8 fortgesetzt, in dem der dem Erfüllen der
Bedingungen des Schrittes S6 zugeordnete Zeitpunkt t_ACT erfasst
wird und abhängig
von diesem ein Bruchteilzeitintervall T_FRAC seit Beginn der jeweiligen
Fangphase PH_CATCH ermittelt wird.
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In
einem Schritt S10 wird anschließend
geprüft,
ob das Bruchteilzeitintervall T_FRAC größer ist als ein minimaler Zeitdauerschwellenwert THD_T_MIN
und kleiner ist als ein maximaler Zeitdauerschwellenwert THD_T_MAX.
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Bevorzugt
sind die minimalen und maximalen Zeitdauerschwellenwerte abhängig von
dem Kraftstoffdruck FUP und/oder dem Versorgungsspannungswert U_V
vorgegeben und sind beispielsweise in Kennfeldern gespeichert, abhängig von
denen sie dann zur Durchführung
des Schrittes S10 ermittelt werden.
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Ist
die Bedingung des Schrittes S10 nicht erfüllt, so wird in einem Schritt
S12 ein Fehlereintrag ERR durchgeführt. Somit kann durch den Fehlereintrag
ERR beispielsweise ein fehlerhaftes Einspritzventil diagnostiziert
werden oder ein Versorgungsspannungsfehler diagnostiziert werden.
Alternativ kann jedoch auch erst bei mehrfachen Fehlereinträgen auf
ein fehlerhaftes Einspritzventil 18 diagnostiziert werden.
Im Anschluss an den Schritt S12 wird die Bearbeitung in dem Schritt
S4 fortgesetzt.
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Ist
die Bedingung des Schrittes S10 hingegen erfüllt, so wird die Bearbeitung
bevorzugt in einem Schritt S14 fortgesetzt. Alternativ kann die
Bearbeitung auch direkt in dem Schritt S4 fortgesetzt werden. In
dem Schritt S14 wird die Fangphasendauer T_CATCH abhängig von
dem Bruchteilszeitintervall T_FRAC, dem Kraftstoffdruck FUP und
bevorzugt der des Versorgungsspannungswertes U_V angepasst. In diesem
Zusammenhang sind die minimalen und maximalen Stromwerte THD_I_MIN, THD_I_MAX
so vorgegeben, dass bei Erfüllen
der Bedingung des Schrittes S10 durchaus ein fehlerfreier Betrieb
des Einspritzventils möglich
ist und somit durch ein geeignetes Anpassen der Fangphasendauer
T_CATCH in dem Schritt S14 die Energie zum Öffnen des Einspritzventils
konstant unabhängig
von den Temperaturen vorgegeben werden kann und insbesondere auch
Kleinstmengen-Zumessungen von Fluid mit einer Diagnose beaufschlagt
werden können.
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Im
Anschluss an die Bearbeitung des Schrittes S14 wird die Bearbeitung
in dem Schritt S4 fortgesetzt.
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In
einer weiteren Ausgestaltung des Programms gemäß der 4 ist ein
Schritt S16 zusätzlich
vorgesehen, der nach dem Schritt S1 und auch nach dem Schritt S4
und vor dem Schritt S2 abgearbeitet wird. Dabei wird in dem Schritt
S16 geprüft,
ob eine im Zusammenhang mit der Ansteuerung des elektromagnetischen
Aktuators relevante Temperatur TEMP_REL in einem ersten Temperaturintervall TEMP_INT1
oder in einem zweiten Tem peraturintervall TEMP_INT2 liegt. Dabei
ist das erste Temperaturintervall TEMP_INT1 bevorzugt repräsentativ
für einen
Kaltbetrieb des Einspritzventils, also beispielsweise minus 30 bis
30 Grad Celsius der Temperatur der Spule 56. Das zweite
Temperaturintervall ist bevorzugt repräsentativ für einen Warmbetrieb des Einspritzventils,
so zum Beispiel 30 bis 150 Grad Celsius.
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In
dem Schritt S16 kann so beispielsweise nur geprüft werden, ob die in dem Zusammenhang mit
der Ansteuerung des elektromagnetischen Aktuators relevante Temperatur
TEMP_REL in dem ersten Temperaturintervall ist oder alternativ ob
sie in dem zweiten Temperaturintervall TEMP_INT2 ist oder ob sie
entweder dem ersten oder dem zweiten Temperaturintervall TEMP_INT1,
TEMP_INT2 ist.
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Ist
die Bedingung des Schrittes S16 erfüllt so wird dann die Bearbeitung
in dem Schritt 2 fortgesetzt. Ist die Bedingung des Schrittes S16
hingegen nicht erfüllt,
so wird bevorzugt in den Schritt S4 verzweigt. Durch das Vorsehen
des Schrittes S16 kann erreicht werden, dass die Diagnose für entweder
das erste oder das zweite oder auch das erste und das zweite Temperaturintervall
TEMP_INT1, TEMP_INT2 durchgeführt
wird. Insbesondere kann auch so dann in diesen Temperaturintervallen
ein entsprechendes Anpassen der Fangphasendauer T_CATCH erfolgen.
Bevorzugt ist die Bedingung des Schrittes S16 so ausgestaltet, dass
lediglich die Abarbeitung des Schrittes S14 von ihr beeinflusst
wird, also das Anpassen ggf. nur erfolgt, wenn die Bedingung des Schrittes
S16 erfüllt
ist.
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Die
für die
Ansteuerung des elektromagnetischen Aktuators relevante Temperatur
TEMP_REL kann abhängig
von Betriebsgrößen der
Brennkraftmaschine ermittelt werden. So kann sie beispielsweise
abhängig
von der mittels des zweiten Temperatursensors 38 ermittelten
Kühlmitteltemperatur
oder auch bei Vorhandensein des dritten Temperatursensors 40 abhängig von
der mittels dieser erfassten Kraftstofftemperatur ermittelt werden.
Einfach und ohne Notwendigkeit des Vorhandenseins des dritten Temperatursensors 40 kann
die in dem Zusammenhang mit der Ansteuerung des elektromagnetischen Aktuators
relevante Temperatur TEMP_REL abhängig von einem Istwert des
elektrischen Stroms der Fluidpumpe 22 oder einem anderen
Temperaturmodell ermittelt werden.
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Dabei
kann die für
die Ansteuerung des elektromagnetischen Aktuators relevante Temperatur TEMP_REL
beispielsweise repräsentativ
sein für
die Temperatur der Spule 56 des elektromagnetischen Aktuators.
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Vorzugsweise
ist ein vorgegebenes Temperaturmodell vorhanden, mittels dessen
abhängig
von dem Istwert des elektrischen Stroms der Fluidpumpe 22 die
für die
Ansteuerung des elektromagnetischen Aktuators relevante Temperatur
TEMP_REL ermittelt wird. Darüber
hinaus kann die für
die im Zusammenhang mit der Ansteuerung des elektromagnetischen Aktuators
relevanten Temperatur TEMP_REL auch eingesetzt werden zum geeignet
angepassten Ermitteln der Fangphasendauer T_CATCH und/oder zum Ermitteln
entsprechend abhängig
vorgegebener minimaler und maximaler Zeitdauerschwellenwerte THD_T_MIN,
THD_T_MAX.
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Aus
den notwendigen Anpassungen in dem Schrit S14, was auch als Adaptionsverhalten
bezeichnet werden kann, kann auf den aktuellen Widerstand nach dem
Endstufenausgang geschlossen werden, so zum Beispiel auf erhöhten Widerstand
für Steckerverbindung
oder Drift der magnetischen Einspritzventilleistungsfähigkeit über Lebenszeit
und Temperatur, insbesondere Temperatur der Spule 56. So
ist eine verbesserte Diagnose möglich
und auch eine Korrektur der Einspritzparameter.
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Ein
zweites Programm, das anhand des Ablaufdiagramms der 5 näher erläutert ist
unterscheidet sich von dem Programm gemäß der 4 durch
die Schritte S26 bis S30 und S34 die im Vergleich zu den Schritten
S6 bis S10 und S14 modifiziert sind. Die Schritte S20, S22, S24,
S32 und S36 entsprechen demgegenüber
den Schritten S1, S4, S12 und S16.
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In
dem Schritt S26 wird geprüft,
ob die aktuelle Zeitdauer T_ACT bezogen auf den Beginn der jeweiligen
Fangphase PH_CATCH größer oder
gleich ist der einer vorgegebenen Bruchteilszeitdauer T_G_FRAC.
Die vorgegebene Bruchteilszeitdauer T_G_FRAC ist dabei so vorgegeben,
dass sie kleiner ist als die Fangphasendauer T_CATCH und zwar insbesondere
deutlich kleiner als diese, so beispielsweise zwischen 30 und 70
Prozent der Fangphasendauer T_CATCH, beispielsweise in etwa 50 Prozent
der Fangphasendauer. Wenn die vorgegebene Bruchteilszeitdauer T_G_FRAC
genau 50 Prozent der Fangphasendauer T_CATCH beträgt lässt sich
diese besonders einfach durch eine einfache Bitschiebeoperation
mittels eines Timers, der auch für
die Fangphasendauer T_CATCH vorgesehen ist, ermitteln.
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Ist
die Bedingung des Schrittes S26 nicht erfüllt, so wird die Bearbeitung
in dem Schritt S24 fortgesetzt. Ist die Bedingung des Schrittes
S26 hingegen erfüllt,
so wird in einem Schritt S28 der Strom I durch den elektromagnetischen
Aktuator erfasst und einem Bruchteilstromwert I_FRAC zugeordnet.
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In
einem Schritt S30 wird anschließend
geprüft,
ob der Bruchteilstromwert I_FRAC größer ist als ein vorgegebener
minimaler Stromschwellenwert THD_I_MIN und kleiner ist als ein vorgegebener
maximaler Stromschwellenwert THD_I_MAX. Die minimalen und maximalen
Stromschwellenwerte THD_I_MIN, THD_I_MAX sind bevorzugt abhängig von
dem Kraftstoffdruck FUP und/oder dem Versorgungsspannungswert U_V
vorgegeben und werden abhängig
von diesen Größen bevorzugt
ermittelt. Sie können
jedoch alternativ auch fest vorgegeben sein. Falls die Bedingung
des Schrittes S30 nicht erfüllt,
so erfolgt in dem Schritt S32 ein Fehlereintrag ERR. Entsprechendes
gilt auch für
die Zeitdauerschwellenwerte THD_T_MIN, THD_T_MAX.
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Ist
die Bedingung des Schrittes S30 hingegen erfüllt, so kann die Bearbeitung
in einem Schritt S34 fortgesetzt werden und danach dann in dem Schritt
S24 fortgesetzt werden, sie kann jedoch auch direkt in dem Schritt
S24 fortgesetzt werden.
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In
dem Schritt S34 wird entsprechend zum Schritt S14 die Fangphasendauer
T_CATCH angepasst, mit dem Unterschied dass das Anpassen statt abhängig von
dem Bruchteilszeitintervall T_FRAC abhängig von dem Bruchteilsstromwert
I_FRAC erfolgt.