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DE102006013166A1 - Verfahren zur Bestimmung einer Öffnungsspannung eines piezoelektrischen Injektors - Google Patents

Verfahren zur Bestimmung einer Öffnungsspannung eines piezoelektrischen Injektors Download PDF

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DE102006013166A1
DE102006013166A1 DE102006013166A DE102006013166A DE102006013166A1 DE 102006013166 A1 DE102006013166 A1 DE 102006013166A1 DE 102006013166 A DE102006013166 A DE 102006013166A DE 102006013166 A DE102006013166 A DE 102006013166A DE 102006013166 A1 DE102006013166 A1 DE 102006013166A1
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injector
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Thomas Breitbach
Oliver Becker
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

Verfahren zur Bestimmung einer Öffnungsspannung eines Injektors (12) mit einem Piezo-Aktor (28), insbesondere eines Injektors (12) einer Brennkraftmaschine, wobei im geschlossenen Zustand des Injektors (12) eine Ausgangsspannung (U<SUB>A</SUB>) an den Piezo-Aktor (28) angelegt wird und die Spannung (U) zum Öffnen des Injektors (12) durch Bestromung des Piezo-Aktors (28) abgesenkt wird. Die Bestromung wird bei einer Haltespannung (U<SUB>H1</SUB>, U<SUB>H2</SUB>, U<SUB>H3</SUB>, ...U<SUB>Hn</SUB>) unterbrochen und danach die an dem Piezo-Aktor (28) anliegende Spannungsänderung (DeltaU) über der Zeit gemessen, wobei bei einem Spannungsanstieg auf das Erreichen der Öffnungsspannung (U<SUB>OE</SUB>) erkannt wird.

Description

  • Stand der Technik
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung einer Öffnungsspannung eines Injektors mit einem Piezo-Aktor insbesondere eines Injektors einer Brennkraftmaschine, wobei im geschlossenen Zustand des Injektors eine Ausgangsspannung an den Piezo-Aktor angelegt wird und die Spannung zum Öffnen des Injektors durch Bestromung des Piezo-Aktors abgesenkt wird, sowie ein Steuergerät zur Durchführung des Verfahrens.
  • Düsennadeln von Kraftstoffinjektoren (Injektoren) für moderne Diesel- und Ottomotoren werden aufgrund der hohen dynamischen Anforderungen häufig direkt oder indirekt über piezoelektrische Elemente (piezoelektrische Aktoren oder Piezoaktoren) betätigt.
  • Die mechanischen und elektrischen Eigenschaften dieser piezoelektrischen Elemente bleiben über die Lebensdauer nicht konstant. Sowohl der Aktorhub als auch die Aktorkapazität und -steifigkeit ändern sich über die Lebensdauer. Diese Änderungen können im Betrieb ohne aufwendige Messtechnik nicht direkt erfasst und damit auch nicht kompensiert werden. Die Folge sind Fehler der eingespritzten Kraftstoffmenge.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren sowie ein Steuergerät zur Durchführung des Verfahrens anzugeben, mit denen die zuvor genannten Alterungserscheinungen erfasst und kompensiert werden können.
  • Dieses Problem wird durch ein Verfahren zur Bestimmung einer Öffnungsspannung eines Injektors mit einem Piezo-Aktor, insbesondere eines Injektors einer Brennkraftmaschine, wobei im geschlossenen Zustand des Injektors eine Ausgangsspannung an den Piezo-Aktor angelegt wird und die Spannung zum Öffnen des Injektors durch Bestromung des Piezo-Aktors abge senkt wird, wobei die Bestromung bei einer Haltespannung unterbrochen wird und danach die an dem Piezo-Aktor anliegende Spannungsänderung über der Zeit gemessen wird, wobei bei einem Spannungsanstieg auf das Erreichen der Öffnungsspannung erkannt wird.
  • In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Haltespannung von Einspritzung zu Einspritzung schrittweise erhöht wird bis der Spannungsanstieg nach Unterbrechung der Bestromung einen Mindestwert unterschreitet.
  • In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Haltespannung von Einspritzung zu Einspritzung schrittweise erhöht wird bis der Spannungsanstieg nach Unterbrechung der Bestromung einen Mindestgradienten unterschreitet.
  • Das Verfahren wird vorzugsweise im regulären Betrieb der Brennkraftmaschine durchgeführt. Damit ist gemeint, dass das Verfahren keine zusätzlichen Steuergeräte oder Prüfgaräte beispielsweise in einer Werkstatt bedarf, sondern mit den in einem Fahrzeug vorhandenen Mitteln durchgeführt wird. Das Verfahren wird vorzugsweise nach Ablauf eines Intervalls einer Betriebszeit oder Ablauf einer Zeitspanne automatisch von einem Steuergerät programmgesteuert durchgeführt.
  • In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Haltespannung eines Injektors variiert wird und ein Integrator einer Mengen-Ausgleichs-Regelung beobachtet wird. In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass auf das Erreichen der Öffnungsspannung erkannt wird, wenn die Ansteuerzeiten und/oder Ansteuerspannungen des Injektors durch die Mengen-Ausgleichs-Regelung so verändert werden, dass eine größere Einspritzmenge bewirkt wird.
  • Das eingangs genannte Problem wird auch gelöst durch ein Steuergerät mit Mitteln zur Bestimmung einer Öffnungsspannung eines Injektors mit einem Piezo-Aktor, insbesondere eines Injektors einer Brennkraftmaschine, wobei im geschlossenen Zustand des Injektors eine Ausgangsspannung an den Piezo-Aktor angelegt wird und die Spannung zum Öffnen des Injektors durch Bestromung des Piezo-Aktors abgesenkt wird, wobei die Bestromung bei einer Haltespannung unterbrochen wird und danach die an dem Piezo-Aktor anliegende Spannungsänderung über der Zeit gemessen wird, wobei bei einem Spannungsanstieg auf das Erreichen der Öffnungsspannung erkannt wird.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
  • 1 das technische Umfeld der Erfindung;
  • 2 ein Beispiel der Einspritzmenge eines piezoelektrischen Injektors über die anliegende Maximalspannung;
  • 3 ein Beispiel eines Spannungsverlaufs an einem Piezoelement eines piezoelektrischen Injektors bei Unterbrechung der Bestromung;
  • 4 eine vergrößerte darstellung des bereiches X in 3;
  • 5 ein Ablaufdiagramm des Verfahrens.
  • Ausführungsform der Erfindung
  • 1 zeigt ein Speichereinspritzsystem 10, das einen Injektor (Einspritzventil) 12, ein Steuergerät 14, einen Kraftstoff-Hochdruckspeicher 16, einen Kraftstofftank 18, eine Hochdruckpumpe 20, sowie einen Drucksensor 22 und ein Druckregelventil 24 aufweist. Der Injektor 12 ist über eine Hochdruckleitung 26 mit dem Hochdruckspeicher 16 verbunden, so dass in seinem Inneren statisch der gleiche Druck herrscht wie im Hochdruckspeicher 16. Im Inneren des Injektors 12 ist ein Piezo-Aktor 28 angeordnet, der als Stapel aus n Schichten piezoelektrischen Materials realisiert ist, die jeweils elektrisch zwischen einem ersten Anschluss 30 und einem zweiten Anschluss 32 liegen.
  • Der Piezo-Aktor 28 ist über einen hydraulischen Koppler 34 mit einer Düsennadel 36 verbunden und wird von dem Steuergerät 14 gesteuert, das dazu eine Leistungs- und Messelektronik 38 und ein Steuerteil 40 aufweist. Der Koppler 34 weist eine Drossel 42 auf. Die Drossel 42 erlaubt einen langsam erfolgenden Ausgleich der Drücke innerhalb und außerhalb des Kopplers 34, so dass nur schnelle Längenänderungen des Piezo-Aktors 28 auf die Düsennadel 36 übertragen werden, langsame, thermisch induzierte Volumenänderungen aber ausgeglichen werden.
  • Der Steuereingriff auf die Leistungs- und Messelektronik 38 wird in der 1 durch den Pfeil 44 repräsentiert. Der Pfeil 46 repräsentiert eine Übergabe einer von der Leistungs- und Messelektronik 38 erfassten Spannung ü an das Steuerteil 40. Die Ladung und Entladung des Piezo-Aktors 28 erfolgt über die Anschlüsse 30 und 32. Der Kraftstoffdruck p im Kraftstoff-Hochdruckspeicher 16 oder einem anderen unter Hochdruck stehenden Kraftstoff führenden Teil des Speichereinspritzsystems 10 wird von dem Drucksensor 22 erfasst und an das Steuergerät 14 übermittelt.
  • Wie in der 1 prinzipiell dargestellt ist, wirkt der Piezo-Aktor 28 mit einer Längenänderung über den hydraulischen Koppler 34 direkt auf die Düsennadel 36 ein. Die Düsennadel 36 sitzt fest auf ihrem Sitz, wenn der Piezo-Aktor 28 geladen und damit ausgedehnt ist. Die Schließkraft wird dabei durch den Druck im Kopplerraum erzeugt. Wird der Piezo-Aktor 28 entladen, so zieht er sich zusammen und entlastet über den mit Kraftstoff gefüllten hydraulischen Koppler 34 die Düsennadel 36. Der an einer Druckschulter 49 der Düsennadel 36 herrschende Einspritzdruck erzeugt permanent eine auf die Düsennadel 36 wirkende Öffnungskraft. Beim Entladen des Piezo-Aktors 28 sinkt der Druck im Koppler 34 unter den Betrag der Öffnungskraft ab, was zu einem Abheben der Düsennadel 36 von ihrem Sitz und damit zu einer Einspritzung von Kraftstoff führt.
  • 2 zeigt ein Beispiel einer Einspritzmenge Q eines piezoelektrischen Injektors 12 über der an dem Piezo-Aktors 28 anliegenden Ausgangsspannung UA. Über die Abszisse ist dabei die am Piezo-Aktor 28 anliegende Ausgangsspannung UA aufgetragen, über die Ordinate ist die Einspritzmenge Q in Kubikmillimeter aufgetragen. Die Kurvenschar in 2 ist für unterschiedliche Raildrücke, wie in der Legende dargestellt, zwischen 200 und 2000 bar aufgezeichnet. Deutlich zu erkennen ist, dass ab einer bestimmten Ausgangsspannung UA, abhängig vom Raildruck eine starke Erhöhung der Einspritzmenge Q auftritt. In 2 wird dabei davon ausgegangen, dass eine Spannungsabsenkung von der Ausgangsspannung UA am Aktor auf eine Öffnungsspannung UOE von etwa 0 Volt stattfindet, dass also das Piezoelement vollständig entladen wird. Die minimal erforderliche Ausgangsspannung UA am Aktor ist in 2 jeweils mit UAMin (Radialdruck) aufgetragen, die minimal erforderliche Ausgangsspannung UA an dem Piezoelement für eine sichere Einspritzung bei einem Einspritzdruck bzw. Raildruck von 2000 bar ist also als UAMin (2000) bezeichnet. Wird der Piezo-Aktor 28 bei einem Raildruck von 2000 bar also beispielsweise mit einer Ausgangsspannung UA von 120 Volt betrieben, so öffnet der Injektor 12 bei einer Spannungsabsenkung auf 0 Volt nicht. Bei einer Ausgangsspannung UA von etwa 125 Volt bei einem Raildruck von 2000 bar wird demgegenüber bei einer Spannungsabsenkung auf 0 Volt beispielsweise eine Einspritzmenge Q von 30 mm3 erzielt, bei einer weiteren Erhöhung der Schließspannung erfolgt nur ein geringerer Anstieg der Einspritzmenge, bei 200 Volt Schließspannung und einem Raildruck von 2000 bar wird eine Einspritzmenge von etwa 44 mm3 erreicht. Ein Betrieb des piezoelektrischen Injektors 12 erfolgt oberhalb der Spannung UAMin für den jeweiligen Raildruck. Der Piezo-Aktor 28 verhält sich im Wesentlichen wie ein Kondensator, im geschlossenen Zustand des Injektors liegt dabei eine Ausgangsspannung UA an, die im Ausführungsbeispiel beispielsweise 180 Volt beträgt. Zum Öffnen des Injektors wird das Piezoelement entladen, wobei ein Verschiebestrom fließt. Im einfachsten Fall kann man sich hier als Ersatzschaltbild einen zwischen den Klemmen des Piezoelementes angeordneten, schaltbaren Ohmschen Widerstand für das Schaltbild vorstellen, über den das Piezoelement entladen wird. Wird der Schalter geschlossen, so entlädt sich das Piezoelement, wird dieser geöffnet, so wird die Entladung unterbrochen.
  • 3 zeigt den Spannungsverlauf an dem Piezo-Aktor 28 bei einem Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens. In diesem Beispiel beträgt die Ausgangsspannung UA = 180 V. Um eine Einspritzung abzusetzen wird der Piezo-Aktor 28 entladen, wobei ein Verschiebestrom fließt. In 3 sind Entladekurven dargestellt für drei Ladungsphasen, zunächst wird in einer ersten Entladungsphase A der Piezo-Aktor 28 entladen, wobei die Entladung bei einer Haltespannung UH unterbrochen wird. Diese Unterbrechung wird als Bestromungspause Δt bezeichnet und dauert von Zeitpunkt t1n bis zu Zeitpunkt t2n. Der Index n bezeichnet die Kurven 1, 2 und 3. Ab dem Zeitpunkt t2n wird die Entladung in der zweiten Entladungsphase B wieder fortgesetzt. In 3 dargestellt ist eine Kurvenschar für die Entladung eines Piezo-Aktors 28 bis auf unterschiedliche Haltespannungen UH1, UH2 und UH3. In 4 ist der mit einem Kreis X versehene Bereich in 3 vergrößert dargestellt. Die Indizes werden der leichteren Lesbarkeit halber nachfolgen unterdrückt. Die Entladung des Piezo-Aktors 28 wird bei einer Haltespannung UH zu einer Zeit t1 bis zu einer Zeit t2 unterbrochen. Die Zeitspanne zwischen t1 und t2 wird hier als Bestromungspause Δt bezeichnet. Eingezeichnet in 3 sind mehrere Spannungsverläufe als Kurven 1, 2 und 3 für unterschiedliche Haltespannungen UHn, nämlich eine Kurve 1 für eine Haltespannung UH1, eine Kurve 2 für eine Haltespannung UH2 sowie eine Kurve 3 für eine Haltespannung UH3. Die Zeiten t1, t2 und so fort sind jeweils mit einem Index t1n, t2n, t3n, t4n ... versehen, wobei n dem Index der Haltespannungen UH entspricht, als beispielswei se t11, t21, und Δt1 für die Kurve 1 zur Haltespannung UH1. Die Haltezeiten Δtn sind dabei jeweils identisch gewählt. Nach Ende der Haltezeit Δt wird das Piezoelement weiter bestromt, so dass die Spannung an dem Piezo-Aktor 28 weiter abfällt.
  • In 4 sind die Spannungsverläufe jeweils zwischen den Zeiten t1n und t2n zu erkennen. Der Spannungsverlauf wird nachfolgend anhand der Kurve 1 erläutert. Die Spannung U über dem Piezo-Aktor 28 fällt nach Ende der Bestromungsphase zum Zeitpunkt t11 zunächst weiter ab bis zu einem Zeitpunkt t31, wobei diese ein lokales Minimum erreicht und steigt danach bis zu einem Zeitpunkt t41 wieder an. Zwischen dem Zeitpunkt t41 und dem Wiedereinsetzen der Bestromung des Piezoelements zum Zeitpunkt t21, fällt die Spannung U über dem Piezoelement wieder ab. Die Spannung ΔU zwischen dem Minimalwert zum Zeitpunkt t31 und dem Maximalwert zum Zeitpunkt t41 innerhalb der Bestromungspause beträgt hier etwa 3 Volt.
  • Wird die Entladung erst bei der Haltespannung UH3 von etwa 65 Volt unterbrochen, dies ist bei einer Zeit t31 der Fall, so sinkt zunächst die Spannung weiter ab, bis zu einem Zeitpunkt t33 und steigt danach wieder an. Der Anstieg erfolgt praktisch bis zum Wiedereinsetzen der Bestromung zum Zeitpunkt der Bestromung t23 und umfasst einen Spannungshub ΔU3 von etwa 5 V. Der Spannungshub ist hier also größer als bei der Haltespannung UH1 von etwa 85 Volt und weist kein ausgeprägtes lokales Maximum auf wie dies zum Zeitpunkt t31 bei der Haltespannung UH1 von 85 Volt der Fall ist. Der deutliche Anstieg der Spannung U über dem Piezoelement in der Bestromungspause bei der Haltespannung UH1 von 65 V ist darauf zurückzuführen, dass der Injektor 12 öffnet.
  • Je höher der Spannungshub des Piezo-Aktors 28, umso stärker wird die Nadel durch eine Druckabsenkung hydraulischen Koppler 34 entlastet. Ab einem gewissen Spannungshub wird die Nadel so weit aus dem Sitz gehoben, dass sie durch eine Druckunterwanderung schlagartig nach oben schnappt, bis ein Kräftegleichgewicht über den steigenden Druck im hydraulischen Koppler 34 zwischen Aktorkraft und Nadelkraft hergestellt ist. Der zuvor gedehnte Verbund bestehend aus Aktor, Nadel und der Kopplung von Koppler und Nadel wird dabei wieder gestaucht. Durch diese Stauchung wird über den piezoelektrischen Effekt in dem piezoelektrischen Aktor eine elektrische Spannung in dem Piezo-Aktor 28 induziert, die in der Entladepause Δt sichtbar wird.
  • Wird in der Entladepause Δt ein Spannungsanstieg mit stets positivem Gradienten ab Erreichen des Minimalwertes bei t3n beobachtet, so hat der Injektor 12 geöffnet. Wird eine Spannungsanhebung oberhalb eines Minimalwertes ΔUmin, im vorliegenden Beispiel der 3 und 4 oberhalb eines Wertes von etwa 3 Volt, beobachtet, so kann ebenfalls auf das Öffnen des Injektors 12 geschlossen werden.
  • Auf ein Öffnen des Injektors 12 kann ebenfalls geschlossen werden, wenn der Spannungsgradient ΔU/Δt einen Mindestwert erreicht. Hier kann beispielsweise der Gradient kurz vor Wiedereinsetzen der Bestromung im Zeitpunkt t2n betrachtet werden. Ist dieser deutlich positiv, so kann von einer erfolgten Einspritzung ausgegangen werden. Der Gradient im Bereich kurz nach Erreichen des lokalen Minimums bei der Zeit t3n ist stets positiv und eignet sich nicht für diese Betrachtung.
  • Mit dem zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, im Betrieb einer Brennkraftmaschine festzustellen, bei welchem Spannungshub oder ausgehend von einer konstanten Schließspannung bei welcher Öffnungsspannung ein Injektor 12 öffnet. Das Verfahren kann im regulären Betrieb der Brennkraftmaschine durchgeführt werden, indem der Spannungshub schrittweise bei aufeinander folgenden Einspritzungen verringert wird. Sobald in der Entladepause Δt (Bestromungspause) ein negativer Spannungsgradient, wie beispielsweise in Kurve 1 der 4 zu erkennen ist, eintritt, hat der Injektor 12 nicht geöffnet. Gleiches gilt, wenn die Spannungsdifferenz ΔU in der Bestromungspause unter einen Schwellenwert ΔUS fällt, im Ausführungsbeispiel der 4 liegt dieser Schwellenwert bei etwa 3 Volt. Wird das erfindungsgemäße Verfahren im mittleren Drehzahlbereich einer Brennkraftmaschine durchgeführt, so beeinträchtigen nicht ausgeführte Einspritzungen bei erreichen eines Spannungshubes, der das Injektor 12 nicht geöffnet, die Laufruhe und den Fahrkomfort der Brennkraftmaschine nur unwesentlich. Zudem kann das Verfahren zeitgesteuert oder betriebszeitgesteuert in großen Abständen durchgeführt werden, beispielsweise monatlich oder halbjährlich oder nach Ablauf einer bestimmten Zeit von Betriebsstunden der Brennkraftmaschine.
  • Zur Durchführung des Verfahrens können in einem Ausführungsbeispiel während des Fahrzeugbetriebes die Ansteuerspannungen einzelner Injektoren 12 wie zuvor beschrieben variiert werden und dabei die Integratoren der Mengen-Ausgleichs-Regelung (MAR) beobachtet werden. Die Mengen-Ausgleichs-Regelung sorgt für eine Gleichstellung der einzelnen Zylinder, dass also von den einzelnen Zylindern ein möglichst gleicher Anteil am Gesamtdrehmoment der Brennkraftmaschine beigesteuert wird, was in der Regel auf gleiche Einspritzmengen hinausläuft. Die Mengen-Ausgleichs-Regelung wird bei einer Veränderung des Spannungshubes eines Injektors 12 und damit einhergehender Verringerung der Einspritzmenge die Ansteuerzeiten bzw. Ansteuerspannungen so verändern, dass eine größere Einspritzmenge bewirkt wird. Sobald bei einer Veränderung des Spannungshubes wie zuvor beschrieben der Integrator des zu überprüfenden Injektors 12 steil nach oben verläuft, ist die kritische Ansteuerspannung bzw. der kritische Spannungshub erreicht, wobei die eingespritzte Kraftstoffmenge schlagartig abfällt.
  • 5 zeigt ein Ablaufdiagramm des Verfahrens. Mit Schritt 101 wird der Piezo-Aktor 28 bei anliegender Ausgangsspannung UA bestromt, sodass die Spannung U an dem Piezo-Aktor 28 abfällt. Bei der Haltespannung UH wird die Bestromung des Piezo-Aktors 28 in Schritt 102 unterbrochen. Die Unterbrechung dauert in Schritt 103 für den Zeitraum Δt an. Während des Zeitraumes Δt wird die an den Piezo-Aktor 28 anliegende Spannung U gemessen. Dabei wird die Spannungsänderung ΔU über der Zeit gemessen. In Schritt 104 wird die Spannungsänderung ΔU, wie oben beschrieben, ausgewertet. In Schritt 105 wird geprüft, ob die so ermittelte Spannung die Öffnungsspannung des Injektors ist. Ist dies der Fall, wo wird das Verfahren in Schritt 107 beendet (Fall N), ist dies nicht der Fall (J), so wird in Schritt 106 verzweigt. In Schritt 106 wird sodann die Haltespannung UH erhöht, dies ist hier angedeutet durch ein ++UH, woraufhin auf Schritt 101 zurückverzweigt wird.

Claims (8)

  1. Verfahren zur Bestimmung einer Öffnungsspannung eines Injektors (12) mit einem Piezo-Aktor (28), insbesondere eines Injektors (12) einer Brennkraftmaschine, wobei im geschlossenen Zustand des Injektors (12) eine Ausgangsspannung (UA) an den Piezo-Aktor (28) angelegt wird und die Spannung (U) zum Öffnen des Injektors (12) durch Bestromung des Piezo-Aktors (28) abgesenkt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestromung bei einer Haltespannung (UH1, UH2, UH3, ... UHn) unterbrochen wird und danach die an dem Piezo-Aktor (28) anliegende Spannungsänderung (ΔU) über der Zeit gemessen wird, wobei bei einem Spannungsanstieg auf das Erreichen der Öffnungsspannung (UOE) erkannt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltespannung (UH1, UH2, UH3, ... UHn) von Einspritzung zu Einspritzung schrittweise erhöht wird bis der Spannungsanstieg nach Unterbrechung der Bestromung einen Mindestwert (ΔUmin) unterschreitet.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltespannung (UH1, UH2, UH3, ... UHn) von Einspritzung zu Einspritzung schrittweise erhöht wird bis der Spannungsanstieg (ΔUmin) nach Unterbrechung der Bestromung einen Mindestgradienten (ΔUmin/Δt) unterschreitet.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses im Betrieb der Brennkraftmaschine erfolgt.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses nach Ablauf eines Intervalls einer Betriebszeit oder Ablauf einer Zeitspanne erfolgt.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltespannung (UH1, UH2, UH3, ... UHn) eines Injektors (12) variiert wird und ein Integrator einer Mengen-Ausgleichs-Regelung beobachtet wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass auf das Erreichen der Öffnungsspannung (UOE) erkannt wird, wenn die Ansteuerzeiten und/oder Ansteuerspannungen des In jektors (12) durch die Mengen-Ausgleichs-Regelung so verändert werden, dass eine größere Einspritzmenge bewirkt wird.
  8. Steuergerät mit Mitteln zur Bestimmung einer Öffnungsspannung eines Injektors (12) mit einem Piezo-Aktor (28), insbesondere eines Injektors (12) einer Brennkraftmaschine, wobei im geschlossenen Zustand des Injektors (12) eine Ausgangsspannung (UA) an den Piezo-Aktor (28) angelegt wird und die Spannung (U) zum Öffnen des Injektors (12) durch Bestromung des Piezo-Aktors (28) abgesenkt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestromung bei einer Haltespannung (UH1, UH2, UH3, ... UHn) unterbrochen wird und danach die an dem Piezo-Aktor (28) anliegende Spannungsänderung (ΔU) über der Zeit gemessen wird, wobei bei einem Spannungsanstieg auf das Erreichen der Öffnungsspannung (UOE) erkannt wird.
DE102006013166A 2006-03-22 2006-03-22 Verfahren zur Bestimmung einer Öffnungsspannung eines piezoelektrischen Injektors Withdrawn DE102006013166A1 (de)

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WO (1) WO2007107484A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007042994A1 (de) 2007-09-10 2009-03-12 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Beurteilen einer Funktionsweise eines Einspritzventils bei Anlegen einer Ansteuerspannung und entsprechende Auswertevorrichtung
WO2015173039A1 (de) * 2014-05-16 2015-11-19 Robert Bosch Gmbh VERFAHREN ZUR BESTIMMUNG EINES SCHLIEßZEITPUNKTES EINES KRAFTSTOFFINJEKTORS

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007020061B3 (de) * 2007-04-27 2008-10-16 Siemens Ag Verfahren und Datenträger zum Auslesen und/oder Speichern von injektorspezifischen Daten zur Steuerung eines Einspritzsystems einer Brennkraftmaschine
DE102009027311A1 (de) * 2009-06-30 2011-01-05 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE102010021169B4 (de) * 2010-05-21 2012-03-08 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung des tatsächlichen Einspritzbeginns eines Piezo-Kraftstoff-Einspritzventils
DE102012209965A1 (de) * 2012-06-14 2013-12-19 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Ventils
DE102013223750B3 (de) * 2013-11-21 2015-02-19 Continental Automotive Gmbh Verfahren zur Bestimmung des Ventilöffnungszeitpunktes bei piezoservobetriebenen Injektoren
DE102013223756B4 (de) * 2013-11-21 2015-08-27 Continental Automotive Gmbh Verfahren zum Betreiben von Injektoren eines Einspritzsystems
DE102014209823B4 (de) 2014-05-23 2016-03-31 Continental Automotive Gmbh Verfahren zur Bestimmung der Schließcharakteristik des Steuerventils eines Piezo-Servoinjektors
US10401398B2 (en) 2017-03-03 2019-09-03 Woodward, Inc. Fingerprinting of fluid injection devices
US10393056B2 (en) * 2017-05-10 2019-08-27 Ford Global Technologies, Llc Method and system for characterizing a port fuel injector

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2548563B2 (ja) * 1987-04-25 1996-10-30 株式会社ゼクセル 針弁リフト検出信号弁別回路
JPH10288119A (ja) * 1997-04-18 1998-10-27 Nissan Motor Co Ltd 燃料噴射弁の駆動装置
DE19930309C2 (de) * 1999-07-01 2001-12-06 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Einspritzmenge bei einem Kraftstoffeinspritzventil mit Piezoelement-Aktor
JP4168564B2 (ja) * 2000-02-01 2008-10-22 株式会社デンソー 燃料噴射装置
US6420817B1 (en) * 2000-02-11 2002-07-16 Delphi Technologies, Inc. Method for detecting injection events in a piezoelectric actuated fuel injector
DE10024662B4 (de) * 2000-05-18 2005-12-15 Siemens Ag Verfahren zum Betreiben eines Einspritzventils
DE10357481A1 (de) * 2003-12-09 2005-07-14 Siemens Ag Betriebsverfahren für einen Aktor eines Einspritzventils
DE10357872A1 (de) * 2003-12-11 2005-07-07 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Ansteuerspannung für einen piezoelektrischen Aktor eines Einspritzventils
WO2005119038A1 (de) * 2004-06-03 2005-12-15 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und vorrichtung zum steuern eines einspritzventils
DE102004037255B4 (de) * 2004-07-31 2016-06-09 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung insbesondere für ein Kraftfahrzeug
DE102006058744A1 (de) * 2006-12-12 2008-06-19 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Einspritzventils
US8058852B2 (en) * 2008-04-23 2011-11-15 Woongjin Coway Co., Ltd. Device and method for detecting zero crossing and voltage amplitude from single pulse signal

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007042994A1 (de) 2007-09-10 2009-03-12 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Beurteilen einer Funktionsweise eines Einspritzventils bei Anlegen einer Ansteuerspannung und entsprechende Auswertevorrichtung
US8700288B2 (en) 2007-09-10 2014-04-15 Robert Bosch Gmbh Method for assessing a method of functioning of a fuel injector in response to the application of a control voltage, and corresponding evaluation device
WO2015173039A1 (de) * 2014-05-16 2015-11-19 Robert Bosch Gmbh VERFAHREN ZUR BESTIMMUNG EINES SCHLIEßZEITPUNKTES EINES KRAFTSTOFFINJEKTORS
CN106460700A (zh) * 2014-05-16 2017-02-22 罗伯特·博世有限公司 用于确定燃料喷射器的关闭时刻的方法

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Publication number Publication date
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