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DE10240493A1 - Method for operating an internal combustion engine - Google Patents

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Publication number
DE10240493A1
DE10240493A1 DE2002140493 DE10240493A DE10240493A1 DE 10240493 A1 DE10240493 A1 DE 10240493A1 DE 2002140493 DE2002140493 DE 2002140493 DE 10240493 A DE10240493 A DE 10240493A DE 10240493 A1 DE10240493 A1 DE 10240493A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
internal combustion
combustion engine
control signal
piezoelectric actuator
control
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE2002140493
Other languages
German (de)
Inventor
Ulrich Steinbrenner
Klaus Joos
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch 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 Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE2002140493 priority Critical patent/DE10240493A1/en
Priority to DE50308287T priority patent/DE50308287D1/en
Priority to ES03793447T priority patent/ES2291732T3/en
Priority to PCT/DE2003/002254 priority patent/WO2004022957A1/en
Priority to JP2004533196A priority patent/JP2005537431A/en
Priority to EP03793447A priority patent/EP1537318B1/en
Publication of DE10240493A1 publication Critical patent/DE10240493A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/20—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
    • F02D41/2096—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils for controlling piezoelectric injectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M51/00—Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
    • F02M51/06—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
    • F02M51/0603—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using piezoelectric or magnetostrictive operating means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02M57/005—Fuel-injectors combined or associated with other devices the devices being sensors

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine (10) mit mindestens einem Einspritzventil (30), dem ein durch ein Steuergerät (34) der Brennkraftmaschine (10) mit einem Ansteuersignal beaufschlagtes piezoelektrisches Stellglied (58) zugeordnet ist, das einen dem Ansteuersignal entsprechenden Nadelhub einer Ventilnadel (44) des Einspritzventils (30) für eine Kraftstoffeinspritzung bewirkt. DOLLAR A Das Ansteuersignal wird in Abhängigkeit von einer von dem piezoelektrischen Stellglied (58) aufgenommenen Ansteuerleistung geändert, um eine Leistungssteigerung der Brennkraftmaschine (10) zu erzielen. Eine Verringerung der Temperatur des Steuergeräts (34) ist ebenfalls möglich.The invention relates to a method for operating an internal combustion engine (10) with at least one injection valve (30), to which is assigned a piezoelectric actuator (58) which is supplied with a control signal by a control unit (34) of the internal combustion engine (10) and which has a control signal corresponding needle stroke of a valve needle (44) of the injection valve (30) for fuel injection. DOLLAR A The control signal is changed as a function of a control power consumed by the piezoelectric actuator (58) in order to achieve an increase in performance of the internal combustion engine (10). A reduction in the temperature of the control device (34) is also possible.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit mindestens einem Einspritzventil, dem ein durch ein Steuergerät der Brennkraftmaschine mit einem Ansteuersignal beaufschlagtes piezoelektrisches Stellglied zugeordnet ist, das einen dem Ansteuersignal entsprechenden Nadelhub einer Ventilnadel des Einspritzventils für eine Kraftstoffeinspritziung bewirkt.The present invention relates to a method for operating an internal combustion engine with at least an injection valve, which is a by a control unit of the internal combustion engine piezoelectric actuator loaded with a control signal is assigned that a needle stroke corresponding to the control signal a valve needle of the injection valve for a fuel injection causes.

Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Steuergerät für eine Brennkraftmaschine mit mindestens einem Einspritzventil, dem ein durch das Steuergerät mit einem Ansteuersignal beaufschlagtes piezoelektrisches Stellglied zugeordnet ist, das einen dem Ansteuersignal entsprechenden Nadelhub einer Ventilnadel des Einspritzventils für eine Kraftstoffeinspritzung bewirkt.The present invention further relates to a control unit for one Internal combustion engine with at least one injection valve, the one through the control unit piezoelectric actuator loaded with a control signal is assigned that a needle stroke corresponding to the control signal a valve needle of the injection valve for a fuel injection causes.

Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Computerprogramm für min Steuergerät einer Brennkraftmaschine mit mindestens einem Einspritzventil, dem ein durch das Steuergerät mit einem Ansteuersignal beaufschlagtes piezoelektrisches Stellglied zugeordnet ist, das einen dem Ansteuersignal entsprechenden Nadelhub einer Ventilnadel des Einspritzventils für eine Kraftstoffeinspritzung bewirkt.In addition, the present concerns Invention a computer program for min control unit an internal combustion engine with at least one injection valve, the one by the control unit piezoelectric actuator loaded with a control signal is assigned that a needle stroke corresponding to the control signal a valve needle of the injection valve for a fuel injection causes.

Herkömmliche Betriebsverfahren der eingangs genannten Art haben den Nachteil, dass aufgrund der in den piezoelektrischen Stellgliedern umgesetzten Verlustleistung und der begrenzten, vom Steuergerät bzw. einer Leistungsendstufe des Steuergeräts bereitgestellten Ansteuerleistung insbesondere bei einer Mehrfacheinspritzung eine obere Drehzahlgrenze für die Brennkraftmaschine definiert wird, die die maximale Leistung der Brennkraftmaschine begrenzt.Conventional operating procedures of have the disadvantage that due to the in the power loss implemented by the piezoelectric actuators and the limited, from the control unit or a power output stage of the control unit Provided control power especially in the case of a multiple injection an upper speed limit for the internal combustion engine is defined which is the maximum power the internal combustion engine limited.

Die Leistungsendstufe umfasst üblicherweise einen Gleichstrom-Gleichstrom-(DC/DC)-Wandler, dessen Leistung aus Kostengesichtspunkten und wegen des zur Verfügung stehenden Einbauraums nicht beliebig gesteigert werden kann. Ab der angesprochenen oberen Drehzahlgrenze reicht die Ansteuerleistung des DC/DC-Wandlers nicht mehr aus, die in den piezoelektrischen Stellgliedern umgesetzte Verlustenergie zu kompensieren. Darüber hinaus kann das Steuergerät durch die Erwärmung des DC/DC-Wandlers unzulässig hohe Temperaturen annehmen.The power stage usually includes a direct current to direct current (DC / DC) converter, the output of which Cost considerations and not because of the available installation space can be increased at will. From the upper speed limit mentioned the drive power of the DC / DC converter is no longer sufficient loss energy converted in the piezoelectric actuators to compensate. About that In addition, the control unit through warming of the DC / DC converter is not permitted assume high temperatures.

Ein weiterer Nachteil bekannter Verfahren besteht in der Notwendigkeit der Ableitung der Verlustleistung von den piezoelektrischen Stellgliedern, um eine Überhitzung der Stellglieder zu verhindern.Another disadvantage of known methods is in the need to derive the power loss from the piezoelectric Actuators to prevent overheating to prevent the actuators.

Demgemäß ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Betriebsverfahren, ein Steuergerät und ein Computerprogramm hierfür anzugeben, wodurch eine Leistungssteigerung der Brennkraftmaschine ermöglicht wird und gleichzeitig die in den piezoelektrischen Stellgliedern umgesetzte Verlustleistung verringert wird.Accordingly, it is an object of the present invention an improved operating method, a control unit and a Computer program for this specify what increases the performance of the internal combustion engine allows and at the same time that in the piezoelectric actuators implemented power loss is reduced.

Diese Aufgabe wird bei einem Betriebsverfahren für eine Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Ansteuersignal in Abhängigkeit von einer von dem piezoelektrischen Stellglied aufgenommenen Ansteuerleistung geändert wird.This task is done in an operating procedure for one Internal combustion engine of the type mentioned in the introduction solved, that the control signal is dependent from a drive power consumed by the piezoelectric actuator changed becomes.

Dadurch ist es möglich, das Ansteuersignal stets so z u wählen, bspw. zu verringern, dass noch ein sicherer Betrieb der Brennkraftmaschine sowie eine ausreichende Ableitung der Verlustwärme von den piezoelektrischen Stellgliedern gewährleistet ist. Ferner ist auf diese Weise sichergestellt, dass die Steuergerätetemperatur stets innerhalb zulässiger Grenzen bleibt.This makes it possible to always use the control signal so z u choose For example, to reduce the safe operation of the internal combustion engine and sufficient dissipation of the heat loss from the piezoelectric Actuators guaranteed is. This also ensures that the control unit temperature always within permissible limits remains.

Sobald das ein piezoelektrisches Stellglied steuernde Ansteuersignal gegenüber einem Bezugswert verringert wird, verringert sich auch die mechanische Ausdehnung des entsprechenden piezoelektrischen Stellglieds und damit der Nadelhub des entsprechenden Einspritzventils. Die bei einem geringeren Nadelhub in dem piezoelektrischen Stellglied umgesetzte Verlustenergie ist kleiner als bei Ansteuerung des Stellglieds mit dem Bezugswert, so dass bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens auch eine geringere Menge thermischer Energie von dem Stellglied abzuführen ist. Ebenso wird die in der Leistungsendstufe umgesetzte Verlustenergie verringert, wodurch auch die Steuergerätetemperatur sinkt.Once that's a piezoelectric Actuator controlling control signal reduced compared to a reference value the mechanical expansion of the corresponding one is also reduced piezoelectric actuator and thus the needle stroke of the corresponding Injector. That with a smaller needle stroke in the piezoelectric Loss energy converted by the actuator is smaller than when actuated of the actuator with the reference value, so that when using the operating method according to the invention also a smaller amount of thermal energy from the actuator dissipate is. Likewise, the lost energy implemented in the power stage reduced, which also lowers the control unit temperature.

Da sich bei verringertem Nadelhub auch ein geringerer statischer Durchfluss an Kraftstoff durch das Einspritzventil ergibt, muss die Einspritzzeit entsprechend angehoben werden, um bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit reduziertem Nadelhub dieselbe Kraftstoffmenge in einen Brennraum der Brennkraftmaschine einzuspritzen wie mit einer herkömmlichen Ansteuerung.Because with a reduced needle stroke also a lower static flow of fuel through the Injector results, the injection time must be increased accordingly to be reduced when using the method according to the invention Needle stroke the same amount of fuel in a combustion chamber of the internal combustion engine to inject like with a conventional one Control.

Um Verschmutzungen zu vermeiden, die z.B. durch ein Einklemmen von Partikeln in einer Öffnung des Einspritzventils entstehen, ist eine Grenze für einen minimalen Nadelhub bzw, ein damit korrespondierendes minimales Ansteuersignal festzulegen.To avoid contamination, e.g. by pinching particles in an opening of the Injection valve is a limit for a minimal needle stroke or to define a corresponding minimal control signal.

Ein weiterer, ganz besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens besteht in der Möglichkeit einer Leistungssteigerung der Brennkraftmaschine, die sich dadurch ergibt, dass die obere Drehzahlgrenze für Mehrfacheinspritzungen gegenüber herkömmlichen Verfahren erhöht ist.Another very special advantage of the operating method according to the invention is the possibility an increase in the performance of the internal combustion engine shows that the upper speed limit for multiple injections compared to conventional Procedure increased is.

Wie bereits angesprochen, wird durch die erfindungsgemäße Reduzierung des Nadelhubs pro Zeit eine geringere Verlustenergie in dem piezoelektrischen Stellglied umgesetzt. Diese Einsparungen, d.h. die Differenz zur maximal zulässigen Verlustenergie, die durch den DC/DC-Wandler kompensiert werden kann, können dazu aufgewandt werden, die Brennkraftmaschine mit einer höheren Drehzahl und Mehrfacheinspritzungen hierbei zu betreiben, wobei die in dem piezoelektrischen Stellglied umgesetzte Verlustenergie aufgrund ihrer Proportionalität zur Drehzahl wieder zunimmt. Somit ist ein Betrieb der Brennkraftmaschine bei gleicher maximaler Leistung des DC/DC-Wandlers und erhöhter maximaler Drehzahl mit Mehrfacheinspritzungen und damit erhöhter maximaler Leistung der Brennkraftmaschine möglich.As already mentioned, the reduction of the needle stroke according to the invention results in a lower loss of energy in the piezoelek per time trical actuator implemented. These savings, i.e. the difference to the maximum permissible loss energy, which can be compensated for by the DC / DC converter, can be used to operate the internal combustion engine at a higher speed and multiple injections, the loss energy converted in the piezoelectric actuator due to its Proportionality to the speed increases again. The internal combustion engine can thus be operated with the same maximum power of the DC / DC converter and increased maximum speed with multiple injections and thus increased maximum power of the internal combustion engine.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird bei Überschreiten einer vorgebbaren maximalen Ansteuerleistung das Ansteuersignal auf einen Maximalwert reduziert. Die maximale Ansteuerleistung entspricht beispielsweise einer vorgegebenen Maximaldrehzahl der Brennkraftmaschine bei Mehrfacheinspritzung. Durch entsprechende Wahl des Maximalwerts ist dabei eine Reduzierung des Nadelhubs möglich, so dass bei gleicher Verlustleistung im piezoelektrischen Stellglied die Drehzahl der Brennkraftmaschine bei Mehrfacheinspritzung gesteigert werden kann.In an advantageous embodiment of the method according to the invention will when exceeded the drive signal of a predeterminable maximum drive power reduced to a maximum value. The maximum drive power corresponds for example, a predetermined maximum speed of the internal combustion engine with multiple injection. By choosing the maximum value accordingly a reduction of the needle stroke is possible, so that the same Power loss in the piezoelectric actuator is the speed of the Internal combustion engine can be increased with multiple injection.

Eine ganz besonders einfache Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der Maximalwert eine Konstante ist. Bei dieser Ausführungsform wird das Ansteuersignal für das piezoelektrische Stellglied bei Überschreiten der vorgebbaren maximalen Ansteuerleistung bzw. einer damit korrespondierenden Maximaldrehzahl auf den konstanten Maximalwert gesetzt.A very particularly simple embodiment of the method according to the invention is characterized in that the maximum value is a constant is. In this embodiment the control signal for the piezoelectric actuator when the predeterminable is exceeded maximum control power or a corresponding maximum speed set to the constant maximum value.

Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird der Maximalwert in Abhängigkeit von einer Kennlinie gewählt, die beispielsweise in einem Spchicher des Steuergeräts abgelegt ist.In another advantageous embodiment the maximum value depending on a characteristic curve selected which are stored, for example, in a memory of the control unit is.

Die Kennlinie ist, ebenso wie der konstante Maximalwert, applizierbar, so dass eine Veränderung der betreffenden Werte auch noch nach der Erstinbetriebnahme der Brennkraftmaschine möglich ist. Auch die maximale Ansteuerleistung ist zur Steigerung der Flexibilität vorzugsweise applizierbar.The characteristic is, like that constant maximum value, applicable, so that a change in the relevant values even after the initial commissioning of the internal combustion engine possible is. The maximum control power is also preferred to increase flexibility to apply.

Besonders vorteilhaft ist gemäß einer weiteren Variante der Erfindung, dass die von dem piezoelektrischen Stellglied aufgenommene Ansteuerleistung aus Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine berechnet wird. Auf diese Weise ist eine Überwachung der zum Betrieb des Stellglieds erforderlichen Ansteuerleistung möglich, wobei die Ansteuerleistung allein aus Größen ermittelbar ist, die alle in dem Steuergerät der Brennkraftmaschine vorliegen, nämlich: die Verlustenergie des Stellglieds je Nadelhub, die Anzahl der Einspritzungen je Zyklus und die Drehzahl der Brennkraftmaschine.According to one is particularly advantageous Another variant of the invention that that of the piezoelectric Actuator input power from the operating parameters of the Internal combustion engine is calculated. In this way, monitoring of control power required to operate the actuator possible, wherein the drive power can be determined solely from quantities that all in the control unit the internal combustion engine, namely: the energy loss of the Actuator per needle stroke, the number of injections per cycle and the speed of the internal combustion engine.

Bei einer anderen Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die von dem piezoelektrischen Stellglied aufgenommene Ansteuerleistung messtechnisch erfasst. Hierzu wird beispielsweise die auf das piezoelektrische Stellglied fließende Ladungsmenge und die entsprechende Ladezeit sowie ggf. weitere Größen erfasst.In another variant of the method according to the invention the drive power consumed by the piezoelectric actuator is measured detected. For this purpose, for example, the piezoelectric Actuator flowing Amount of charge and the corresponding charging time as well as other sizes, if applicable.

Als eine weitere Lösung der Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ein Steuergerät für eine Brennkraftmaschine vorgeschlagen, mit mindestens einem Einspritzventil, dem ein durch das Steuergerät mit einem Ansteuersignal beaufschlagtes piezoelektrisches Stellglied zugeordnet ist, das einen dem Ansteuersignal entsprechenden Nadelhub einer Ventilnadel des Einspritzventils für eine Kraftstoffeinspritzung bewirkt. Bei dem Steuergerät ist das Ansteuersignal in Abhängigkeit von einer von dem piezoelektrischen Stellglied aufgenommenen Ansteuerleistung änderbar.As another solution to the The object of the present invention is a control device for an internal combustion engine proposed with at least one injection valve, which is a through the control unit with piezoelectric actuator acted upon by a control signal is assigned that a needle stroke corresponding to the control signal a valve needle of the injection valve for a fuel injection causes. With the control unit the control signal is dependent changeable by a drive power consumed by the piezoelectric actuator.

Ferner ist als noch eine weitere Lösung für die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bei einem Computerprogramm der eingangs genannten Art vorgeschlagen, dass das Computerprogramm zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist. Das Computerprogramm ist vorteilhaft auf einem elektrischen Speichermedium, insbesondere auf einem Flash-Memory oder einem Read-Only-Memory, abgespeichert.Furthermore, is as yet another solution for the Object of the present invention in a computer program initially suggested that the computer program for execution of the method according to the invention suitable is. The computer program is advantageous on an electrical one Storage medium, in particular stored on a flash memory or a read-only memory.

Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in der Zeichnung.Other features, possible applications and advantages of the invention will become apparent from the following description of embodiments of the invention, which are illustrated in the figures of the drawing. All of the features described or shown form for themselves or in any combination the subject of the invention, regardless of their summary in the claims or their relationship as well as independent from their formulation or representation in the description or in the drawing.

1 zeigt einen Ablaufplan einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, 1 shows a flowchart of an embodiment of the method according to the invention,

2 zeigt eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine, und 2 shows an internal combustion engine according to the invention, and

3 zeigt ein Einspritzventil der Brennkraftmaschine aus 2. 3 shows an injection valve of the internal combustion engine 2 ,

1 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, das bei einer in 2 strichpunktiert dargestellten Brennkraftmaschine 10 eingesetzt wird, um eine maximale Drehzahl und damit auch eine maximale Leistung der Brennkraftmaschine 10 zu erhöhen. 1 shows an embodiment of the method according to the invention, which in a 2 Dash-dot engine shown 10 is used to achieve a maximum speed and thus a maximum power of the internal combustion engine 10 to increase.

Die Brennkraftmaschine 10 weist Einspritzventile 30a, 30b, 30c auf, die Kraftstoff aus einer Kraftstoff-Sammelleitung 26 direkt in Brennräume 32a, 32b, 32c der Zylinder 33a, 33b, 33c einspritzen. Die Einspritzventile 30a, 30b, 30c werden von einem Steuergerät 34 der Brennkraftmaschine 10 gesteuert.The internal combustion engine 10 has injectors 30a . 30b . 30c on that fuel from a fuel rail 26 directly into combustion chambers 32a . 32b . 32c the cylinder 33a, Inject 33b, 33c. The injectors 30a . 30b . 30c are from a control unit 34 the internal combustion engine 10 controlled.

Der genaue Aufbau der Einspritzventile 30a, 30b, 30c ergibt sich aus 3, in der beispielhaft ein Einspritzventil 30 abgebildet ist. Jedes der Einspritzventile 30a, 30b, 30c weist ein piezoelektrisches Stellglied 58 auf, das eine Ventilnadel 44 des jeweiligen Einspritzventils 30a, 30b, 30c antreibt.The exact structure of the injection valves 30a . 30b . 30c results from 3 , in the exemplary one Injector 30 is shown. Each of the injectors 30a . 30b . 30c has a piezoelectric actuator 58 on that's a valve pin 44 of the respective injection valve 30a . 30b . 30c drives.

Der von der Ventilnadel 44 zurückgelegte Weg, der auch als Nadelhub bezeichnet wird, ist proportional zu einem Ansteuersignal, mit dem das piezoelektrische Stellglied 58 von dem Steuergerät 39 (2) der Brennkraftmaschine 10 über die Leitungen 70 (3) beaufschlagt wird.The one from the valve pin 44 The distance traveled, which is also referred to as the needle stroke, is proportional to a control signal with which the piezoelectric actuator 58 from the control unit 39 ( 2 ) of the internal combustion engine 10 over the lines 70 ( 3 ) is applied.

Das Ansteuersignal wird innerhalb des Steuergeräts 34 von einem DC/DC-Wandler (nicht gezeigt) erzeugt, der im vorliegenden Fall alle piezoelektrischen Stellglieder 58 der Einspritzventile 30a, 30b, 30c (2) der Brennkraftmaschine 10 mit dem Ansteuersignal versorgt. Da es sich bei den piezoelektrischen Stellgliedern 58 um Bauelemente mit im wesentlichen kapazitiven Eigenschaften handelt, fließt bei einer Ansteuerung mit dem Ansteuersignal eine zu dem Ansteuersignal proportionale Menge elektrischer Ladung auf die / von den Stellglieder(n) 58.The control signal is within the control unit 34 generated by a DC / DC converter (not shown), which in the present case all piezoelectric actuators 58 of the injectors 30a . 30b . 30c ( 2 ) of the internal combustion engine 10 supplied with the control signal. Since it is the piezoelectric actuators 58 components with essentially capacitive properties, a quantity of electrical charge proportional to the activation signal flows to / from the actuators 58 when activated with the activation signal.

Die vom DC/DC-Wandler zur Ansteuerung der piezoelektrischen Stellglieder 58 aufzubringende elektrische Energie, die im folgenden als Gesamtansteuerungsenergie bezeichnet wird, ergibt sich aus dem Produkt der Zahl der Zylinder 33a, 33b, 33c der Brennkraftmaschine 10, der Verlustleistung eines Stellglieds 58 in Abhängigkeit vom Nadelhub, der Zahl der Ansteuerungen des Stellglieds 58 je Einspritzzyklus und der Drehzahl der Brennkraftmaschine 10.The from the DC / DC converter to control the piezoelectric actuators 58 Electrical energy to be applied, which is referred to below as total drive energy, results from the product of the number of cylinders 33a . 33b . 33c the internal combustion engine 10 , the power loss of an actuator 58 depending on the needle stroke, the number of actuations of the actuator 58 per injection cycle and the speed of the internal combustion engine 10 ,

In einem ersten Schritt 110 des erfindungsgemäßen Verfahrens (1) wird eine mit der Gesamtsteuerungsenergie korrespondierende Ansteuerleistung ausgewertet, die von den piezoelektrischen Stellgliedern 58 der Einspritzventile 30a, 30b, 30c der Brennkraftrnaschine 10 aufgenommen wird, um die Ventilnadel 44 des jeweiligen Einspritzventils 30a, 30b, 30c zu bewegen.In a first step 110 of the method according to the invention ( 1 ) a control power corresponding to the total control energy is evaluated, that of the piezoelectric actuators 58 of the injectors 30a . 30b . 30c of the internal combustion engine 10 is added to the valve needle 44 of the respective injection valve 30a . 30b . 30c to move.

Solange der im Steuergerät 34 enthaltene DC/DC-Wandler die Gesamtansteuerungsenergie in der durch die Drehzahl der Brennkraftmaschine 10 vorgegebenen Zeit bereitstellen kann, was im Schritt 120 der 1 durch einen Vergleich der tatsächlich von den Stellgliedern 58 aufgenommenen Ansteuerleistung mit einer applizierbaren, vorgegebenen maximalen Ansteuerleistung abgefragt wird, erfolgt die Vorgabe des Nadelhubs der Einspritzventile 30a, 30b, 30c gemäß dem nachfolgenden Schritt 130 auf konventionelle Weise, d.h. es wird der maximale Nadelhub der Ventilnadeln 44 durch das Ansteuersignal vorgegeben.As long as that in the control unit 34 contained DC / DC converter the total drive energy in the by the speed of the internal combustion engine 10 predetermined time can provide what in step 120 of 1 by comparing the actually from the actuators 58 If the control power consumed is queried with an applicable maximum control power that can be applied, the needle stroke of the injection valves is specified 30a . 30b . 30c according to the subsequent step 130 in a conventional manner, ie it becomes the maximum needle stroke of the valve needles 44 predetermined by the control signal.

Anschließend erfolgt in Schritt 150 die Einspritzung von Kraftstoff in die Brennräume 32a, 32b, 32c der Zylinder 33a, 33b, 33c (2).Then, in step 150, fuel is injected into the combustion chambers 32a . 32b . 32c the cylinder 33a . 33b . 33c ( 2 ).

Falls der Vergleich der tatsächlich von den Stellgliedern 58 aufgenommenen Ansteuerleistung mit der vorgegebenen maximalen Ansteuerleistung in Schritt 120 jedoch ergibt, dass der DC/DC-Wandler bei gegebener Drehzahl sowie Mehrfacheinspritzung der Brennkraftmaschine 10 die Gesamtansteuerungsenergie nicht mehr aufwenden kann, werden die piezoelektrischen Stellglieder 58 erfindungsgemäß nicht mehr konventionell angesteuert, sondern es wird, wie aus 1 ersichtlich, zunächst in den Abfrageschritt 140 verzweigt.If the comparison is actually from the actuators 58 Drive power consumed with the predetermined maximum drive power in step 120, however, shows that the DC / DC converter at a given speed and multiple injection of the internal combustion engine 10 the piezoelectric actuators can no longer use the total drive energy 58 according to the invention is no longer controlled conventionally, but it is like 1 visible, first in the query step 140 branched.

Unabhängig von dem Ergebnis der noch zu erläuternden Abfrage 140 werden die piezoelektrischen Stellglieder 58 nach der Abfrage 140 mit einem reduzierten Ansteuersignal angesteuert, wodurch sich ein reduzierter Nadelhub und damit eine geringere Gesamtansteuerungsenergie ergibt. Um trotzdem dieselbe Einspritzmenge wie bei der konventionellen Ansteuerung mit maximalem Nadelhub, vc,l. Schritt 130, zu erhalten, wird die Ansteuerzeit entsprechend verlängert.Regardless of the result of the query to be explained 140 become the piezoelectric actuators 58 after the query 140 controlled with a reduced control signal, which results in a reduced needle stroke and thus a lower total control energy. In spite of this, the same injection quantity as with the conventional control with maximum needle stroke, vc, l. To obtain step 130, the drive time is extended accordingly.

In Schritt 140 schließlich wird von dem Steuergerät 34 der Brennkraftmaschine 10 ein Statusflag abgefragt, das besagt, auf welche Weise der Nadelhub der Einspritzventile 30a, 30b, 30c begrenzt werden soll. Zum einen kann das Ansteuersignal in Schritt 142 auf einen konstanten Maximalwert gesetzt werden. Andererseits ist es bei dem Verfahren gemäß 1 auch möglich, den Maximalwert für das Ansteuersignal im Schritt 144 in Abhängigkeit von einer Kennlinie zu wählen, die in einem Speicher des Steuergeräts 34 abgelegt ist.Finally, in step 140, the control unit 34 the internal combustion engine 10 a status flag is queried, which states how the needle stroke of the injection valves 30a . 30b . 30c should be limited. On the one hand, the control signal can be set to a constant maximum value in step 142. On the other hand, it is in accordance with the method 1 also possible to select the maximum value for the control signal in step 144 as a function of a characteristic curve, which is stored in a memory of the control device 34 is filed.

Der konstante Maximalwert und die Kennlinie sind applizierbar, so dass Anpassungen der gespeicherten Werte jederzeit möglich sind.The constant maximum value and the Characteristic curve can be applied so that adjustments to the saved Values possible at any time are.

Analog zu Schritt 130 erfolgt auch nach der Vorgabe des Ansteuersignals in einem der Schritte 142, 144 die Einspritzung von Kraftstoff in die Brennräume 32a, 32b, 32c der Zylinder 33a, 33b, 33c gemäß Schritt 150.Analog to step 130, the fuel is injected into the combustion chambers in one of steps 142, 144 after the activation signal has been specified 32a . 32b . 32c the cylinder 33a . 33b . 33c according to step 150.

Aufgrund des geringeren Nadelhubs bei der Ansteuerung der piezoelektrischen Stellglieder 58 gemäß einem der Schritte 142, 144 ergibt sich bei gleicher Drehzahl im Vergleich zur Ansteuerung der Stellglieder 58 mit maximalem Nadelhub eine Reduzierung der von den Stellgliedern 58 aufgenommenen Ansteuerleistung, so dass die von den Stellgliedern 58 abzuführende Wärmeenergie ebenfalls verringert ist. Zusätzlich verringert sich die Temperatur des Steuergeräts 34 entsprechend.Due to the smaller needle stroke when controlling the piezoelectric actuators 58 According to one of the steps 142, 144, at the same speed in comparison to the actuation of the actuators 58 with maximum needle stroke a reduction of the actuators 58 Control power consumed, so that of the actuators 58 dissipated heat energy is also reduced. In addition, the temperature of the control unit is reduced 34 corresponding.

Alternativ kann die Brennkraftmaschine 10 unter Einsatz der erfindungsgemäßen Ansteuerung mit reduziertem Nadelhub auch bei einer höheren Drehzahl betrieben werden, ohne dass die vom DC/DC-Wandler aufzubringende Gesamtansteuerungsenergie unzulässig hohe Werte annimmt. In diesem Fall ergibt sich eine Leistungssteigerung der Brennkraftmaschine 10.Alternatively, the internal combustion engine 10 using the control according to the invention with a reduced needle stroke can also be operated at a higher speed without the total control energy to be applied by the DC / DC converter assuming inadmissibly high values. In this case there is an increase in performance of the internal combustion engine 10 ,

Die Ermittlung der im Schritt 120 für den beschriebenen Vergleich erforderlichen tatsächlich von den Stellgliedern 58 aufgenommenen Ansteuerleistung erfolgt im vorliegenden Fall durch eine Berechnung aus den Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 10, wie sie bereits beschrieben worden ist.The determination of the actuators actually required in step 120 for the comparison described 58 In the present case, the drive power consumed is calculated by calculating the operating variables of the internal combustion engine 10 as already described.

Alternativ hierzu ist es auch möglich, die tatsächlich von den Stellgliedern 58 aufgenommene Ansteuerleistung messtechnisch zu erfassen, indem die auf das jeweilige piezoelektrische Stellglied 58 fließende Ladungsmenge und die entsprechende Ladezeit hierfür sowie ggf. weitere Größen der Brennkraftmaschine 10 erfasst werden.Alternatively, it is also possible to actually use the actuators 58 recorded drive power to measure by measuring the respective piezoelectric actuator 58 flowing amount of charge and the corresponding charging time for this, as well as any other sizes of the internal combustion engine 10 be recorded.

Claims (10)

Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine (10) mit mindestens einem Einspritzventil (30), dem ein durch ein Steuergerät (34) der Brennkraftmaschine (10) mit einem Ansteuersignal beaufschlagtes piezoelektrisches Stellglied (58) zugeordnet ist, das einen dem Ansteuersignal entsprechenden Nadelhub einer Ventilnadel (44) des Einspritzventils (30) für eine Kraftstoffeinspritzung bewirkt, dadurch gekennzeichnet, dass das Ansteuersignal in Abhängigkeit von einer von. dem piezoelektrischen Stellglied (58) aufgenommenen Ansteuerleistung geändert wird.Method for operating an internal combustion engine ( 10 ) with at least one injection valve ( 30 ) to which a control unit ( 34 ) of the internal combustion engine ( 10 ) piezoelectric actuator with a control signal ( 58 ) is assigned which has a needle stroke of a valve needle corresponding to the control signal ( 44 ) of the injection valve ( 30 ) for a fuel injection, characterized in that the control signal as a function of one of. the piezoelectric actuator ( 58 ) control power input is changed. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Überschreiten einer vorgebbaren maximalen Ansteuerleistung das Ansteuersignal auf einen Maximalwert reduziert wird.A method according to claim 1, characterized in that when exceeded the drive signal of a predeterminable maximum drive power is reduced to a maximum value. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Maximalwert eine Konstante ist.A method according to claim 2, characterized in that the Maximum value is a constant. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Maximalwert in Abhängigkeit von einer Kennlinie gewählt wird.A method according to claim 2, characterized in that the Maximum value depending selected by a characteristic becomes. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Ansteuerleistung und/oder der Maximalwert und/oder die Kennlinie für den Maximalwert appliziert wird.Method according to one of claims 2 to 4, characterized in that that the maximum drive power and / or the maximum value and / or the characteristic curve for the maximum value is applied. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die von dem piezoelektrischen Stellglied (58) aufgenommene Ansteuerleistung aus Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine (10) berechnet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the piezoelectric actuator ( 58 ) Control power consumed from operating parameters of the internal combustion engine ( 10 ) is calculated. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die von dem piezoelektrischen Stellglied (58) aufgenommene Ansteuerleistung messtechnisch erfasst wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the piezoelectric actuator ( 58 ) the control power consumed is measured. Steuergerät (34) für eine Brennkraftmaschine (10) mit mindestens einem Einspritzventil (30), dem ein durch das Steuergerät (34) mit einem Ansteuersignal beaufschlagtes piezoelektrisches Stellglied (58) zugeordnet ist, das einen dem Ansteuersignal entsprechenden Nadelhub einer Ventilnadel (44) des Einspritzventils (30) für eine Kraftstoffeinspritzung bewirkt, dadurch gekennzeichnet, dass das Ansteuersignal in Abhängigkeit von einer von dem piezoelektrischen Stellglied (58) aufgenommenen Ansteuerleistung änderbar ist.Control unit ( 34 ) for an internal combustion engine ( 10 ) with at least one injection valve ( 30 ), which is controlled by the control unit ( 34 ) piezoelectric actuator with a control signal ( 58 ) is assigned which has a needle stroke of a valve needle corresponding to the control signal ( 44 ) of the injection valve ( 30 ) for a fuel injection, characterized in that the control signal as a function of one of the piezoelectric actuator ( 58 ) drive power consumed is changeable. Computerprogramm für ein Steuergerät (34) einer Brennkraftmaschine (10) mit mindestens einem Einspritzventil (30), dem ein durch das Steuergerät (34) mit einem Ansteuersignal beaufschlagtes piezoelektrisches Stellglied (58) zugeordnet ist, das einen dem Ansteuersignal entsprechenden Nadelhub einer Ventilnadel (44) des Einspritzventils (30) für eine Kraftstoffeinspritzung bewirkt, dadurch gekennzeichnet, dass das Computerprogramm zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 geeignet ist.Computer program for a control device ( 34 ) an internal combustion engine ( 10 ) with at least one injection valve ( 30 ), which is controlled by the control unit ( 34 ) piezoelectric actuator with a control signal ( 58 ) is assigned which has a needle stroke of a valve needle corresponding to the control signal ( 44 ) of the injection valve ( 30 ) for a fuel injection, characterized in that the computer program is suitable for executing the method according to one of claims 1 to 7. Computerprogramm nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Computerprogramm aur einem elektrischen Speichermedium, insbesondere auf einem Flash-Memory oder einem Read-Only-Memory abgespeichert ist.Computer program according to claim 9, characterized in that the computer program on an electrical storage medium, in particular on a flash memory or a read-only memory is stored.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1519025A3 (en) * 2003-09-23 2011-03-09 Robert Bosch Gmbh Method and device for operating a combustion engine
WO2011054686A1 (en) * 2009-11-09 2011-05-12 Continental Automotive Gmbh Control unit for an internal combustion engine
WO2012055668A1 (en) 2010-10-25 2012-05-03 Robert Bosch Gmbh Method for monitoring a control device for an injection system in a motor vehicle

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04128518A (en) * 1990-09-18 1992-04-30 Toyota Motor Corp Fuel feeding pump control unit for internal combustion engine
DE19644521A1 (en) * 1996-10-25 1998-04-30 Siemens Ag Method and device for controlling a capacitive actuator
EP1139449A1 (en) * 2000-04-01 2001-10-04 ROBERT BOSCH GmbH Fuel injection system
DE10106170A1 (en) * 2001-02-10 2002-08-14 Bosch Gmbh Robert Method for controlling an injection valve with piezo-actuator, involves applying non-null voltage different from first voltage, but of same sign, to close/open valve after applying first voltage to open/close it

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1519025A3 (en) * 2003-09-23 2011-03-09 Robert Bosch Gmbh Method and device for operating a combustion engine
WO2011054686A1 (en) * 2009-11-09 2011-05-12 Continental Automotive Gmbh Control unit for an internal combustion engine
DE102009052487B4 (en) 2009-11-09 2019-10-10 Continental Automotive Gmbh Method for operating a control unit for an internal combustion engine
WO2012055668A1 (en) 2010-10-25 2012-05-03 Robert Bosch Gmbh Method for monitoring a control device for an injection system in a motor vehicle
DE102010042844B4 (en) 2010-10-25 2022-02-03 Robert Bosch Gmbh Method for monitoring a control device for an injection system in a motor vehicle

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