DE102011003709B4 - Verfahren zum Bestimmen der Ansteuerspannung eines piezoelektrischen Aktors - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Bestimmen der Ansteuerspannung eines piezoelektrischen Aktors (60, 62) eines Einspritzventils (56, 58) in einem Verbrennungsmotor (54), bei dem in einem ersten Schritt die Ansteuerspannung des Einspritzventils (56, 58) beginnend bei einem eingestellten Sollwert der Ansteuerspannung sukzessive abgesenkt wird, wodurch sich die Einspritzmenge des Einspritzventils (56, 58) in nichtlinearer Weise verringert und in einem zweiten Schritt das Maß der Verringerung der Einspritzmenge im Verhältnis zu der die Verringerung bewirkten Senkung der Ansteuerspannung herangezogen wird, um festzustellen, wie weit der eingestellte Sollwert der Ansteuerspannung von einem tatsächlichen Spannungsbedarf des Einspritzventils (56, 58) abweicht.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen der Ansteuerspannung eines piezoelektrischen Aktors eines Einspritzventils und eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens.
- Stand der Technik
- Einspritzventile, die auch als Injektoren oder Einspritzdüsen bezeichnet werden, kommen in Verbrennungsmotoren, insbesondere bei Verbrennungsmotoren in Kraftfahrzeugen, zum Einsatz, wobei diese zum Einbringen bzw. Einspritzen von Kraftstoff in Brennräume verwendet werden.
- Bei mit piezoelektrischen Aktoren betriebenen Einspritzventilen kommen sogenannte piezoelektrische Materialien zum Einsatz, die sich bei Anlegen einer Spannung verformen, wodurch das Einspritzen bewirkt wird, so dass die Einspritzung durch Anlegen einer Ansteuerspannung bzw. eines Ansteuersignals gesteuert werden kann.
- Für mit piezoelektrischen Aktoren betriebene Einspritzventile, die bspw. in Common Rail Systemen verwendet werden, kommen verschiedene Verfahren zum Einsatz, um den individuellen Spannungsbedarf der Einspritzventile zu ermitteln und bei der Ansteuerung zu berücksichtigen.
- Die Funktion IVA (Injector Voltage Adjustment) sieht eine Klassifikation der Einspritzventile bezüglich ihres Spannungsbedarfs im Rahmen der Fertigung vor. Ziel ist die Reduktion der Exemplarstreuung ab Werk. Nachteilig ist jedoch, dass nachträglich auftretende Veränderungen im Spannungsbedarf, wie bspw. durch Alterung, Temperatureinfluss usw., mit diesem Verfahren nicht kompensiert werden können.
- Aus der
DE 10 2006 027 405 B3 ist ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine bekannt. Dabei wird die Ansteuerspannung variiert und anhand der sich ergebenden Drehmomentänderungen wird auf die Kraftstoffmengenänderung rückgeschlossen. Dadurch lässt sich für jeden Injektor die optimale Spannung finden. - Die
DE 103 57 872 A1 beschreibt ein Verfahren zur Bestimmung der Ansteuerspannung für einen piezoelektrischen Aktor eines Einspritzventils. Dabei wird die Spannung nach dem Aufladen und die Spannung kurz vor dem Entladen erfasst. Aus diesen beiden Spannungen wird auf den Spannungsbedarf des piezoelektrischen Aktors geschlossen. - Aus der
DE 103 15 815 A1 ist ein Verfahren zur Ermittlung der individuellen Ansteuerspannung eines piezoelektrischen Aktors bekannt. Hierzu wird der Spannungsabfall nach dem Ladevorgang erfasst und ausgehend von dem Spannungsabfall auf die Ansteuerspannung geschlossen. - Auch die
DE 103 04 740 A1 zeigt ein Verfahren zur Bestimmung der Schaltspannung eines Piezostellers. Hierzu wird die Ladeenergie und die Entladeenergie erfasst. Aus dem Vergleich der Ladeenergie und der Entladeenergie wird auf die Schaltspannung geschlossen. - Die Druckschrift
EP 1 664 511 B1 beschreibt ein Verfahren zur Bestimmung der Ansteuerspannung eines piezoelektrischen Aktors eines Injektors, bei dem die Ansteuerspannung in Abhängigkeit eines Drucks, mit dem eine Flüssigkeitsmenge in einen Hohlraum gespritzt wird, variiert wird. Dabei wird eine Drift der Ansteuerspannung injektorindividuell durch Regelung der Differenz zwischen einer Abschaltspannungschwelle und einer sich einstellenden stationären Endspannung auf einen für einen Arbeitspunkt vorgegebenen Sollwert angeglichen. Auf diese Weise wird erreicht, die Drift des Spannungsbedarfs zu kompensieren. Wesentliche Nachteile dieses Verfahrens sind die Toleranzen dieser Spannungsmessungen aufgrund diverser Einflüsse, z. B. der Applikation der Einspritzabstände, und die Abhängigkeit von bestimmten Injektormerkmalen, die nicht bei jedem Injektortyp vorhanden oder ausreichend ausgeprägt sind. - Es ist weiterhin ein Verfahren bekannt, mit dem der Spannungsbedarf im Fahrzeug-Leerlauf ermittelt werden kann. Hierbei wird eine an einer Einspritzdüse anliegende Spannung variiert und ein Drehzahlmuster des Verbrennungsmotors in Abhängigkeit der Spannung ermittelt. Dabei wird eine geeignete Sollspannung unter Berücksichtigung eines Peaks im Spektrum der Motordrehzahl ermittelt. Nachteilig ist, dass dieses Verfahren ein Absenken der Ansteuerspannung bis zum Unterschreiten der Funktionsgrenze des Injektors, nämlich dem Ausbleiben der Einspritzung, voraussetzt. Dies ist im normalen Betrieb in der Regel nicht akzeptabel, wohl aber im Rahmen einer Überprüfung der Injektoren im Servicefall in der Werkstatt.
- Es stellt sich die Aufgabe, ein Verfahren zur Spannungsbedarfsermittlung von Piezo-Injektoren, insbesondere mit hydraulischem Schaltventil in Common Rail Systemen für Dieselmotoren mit einer Zylinderzahl von mindestens drei, anzugeben, das im Fahrzeugbetrieb einsetzbar ist und die vorstehend genannten Nachteile zumindest zum Teil umgeht.
- Offenbarung der Erfindung
- Vor diesem Hintergrund werden ein Verfahren zum Bestimmen der Ansteuerspannung eines piezoelektrischen Aktors eines Einspritzventils mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Anordnung gemäß Anspruch 10 zur Durchführung des Verfahrens vorgestellt. Ausführungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung.
- Das Verfahren weist, zumindest in einigen der Ausführungen, folgende Vorteile auf. So ist es weitgehend unabhängig von speziellen Eigenschaften und Merkmalen des Piezo- Einspritzventils und sollte daher auch für zukünftige Piezo-Einspritzventilgenerationen einsetzbar sein. Weiterhin ist von Vorteil, dass das Verfahren keine zusätzliche Hardware benötigt. Zudem liegen die Betriebsbedingungen für das Verfahren - Raildruck und Drehzahl müssen ausreichend hoch und von beschränkter Dynamik sein - im Normalbetrieb häufig genug vor bzw. sind leicht einstellbar.
- Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.
- Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
- Figurenliste
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-
1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Ausführung einer Anordnung zum Bestimmen der Ansteuerspannung eines piezoelektrischen Aktors. -
2 zeigt in einem Flussdiagramm einen Ablauf einer Ausführung des beschriebenen Verfahrens. -
3 zeigt in einem Graphen den Verlauf der Laufunruhe und der abgegebenen Menge in Abhängigkeit der Ansteuerspannung. - Ausführungsformen der Erfindung
- Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.
- In
1 ist in einer schematischen Darstellung eine Ausführung einer Anordnung zum Bestimmen der Ansteuerspannung eines piezoelektrischen Aktors eines Injektors wiedergegeben. Die Figur zeigt in schematischer Darstellung einen ersten Zylinder50 sowie einen n-ten Zylinder52 eines Verbrennungsmotors54 . In dem Verbrennungsmotor54 ist jedem der genannten Zylinder50 ,52 ein Einspritzventil56 ,58 zugeordnet. Die dargestellten Einspritzventile56 ,58 bilden Komponenten eines sogenannten Common-Rail-Systems zur Umsetzung einer Speichereinspritzung auf den Zylindern50 ,52 des Verbrennungsmotors54 . - Während des Betriebs des Verbrennungsmotors
54 werden die Einspritzventile 56, 58 durch jeweils zugeordnete piezoelektrische Aktoren bzw. Piezo-Aktoren 60, 62 zur Umsetzung von Einspritzvorgängen für die Zylinder50 ,52 geöffnet und geschlossen. Eine Kontrolle und/oder Regelung des Betriebs der Einspritzventile56 ,58 und der zugeordneten Piezo-Aktoren60 ,62 erfolgt durch eine Ausführungsform der beschriebenen Anordnung, die insgesamt mit Bezugsziffer64 bezeichnet ist. Dabei ist vorgesehen, dass zwischen der Anordnung64 und jeweils einem Zylinder50 ,52 mit zugeordnetem Einspritzventil56 ,58 und zugeordnetem Piezo-Aktor60 ,62 Informationen ausgetauscht werden. - Somit ist es möglich, eine Funktion der genannten Komponenten des Verbrennungsmotors
54 , d. h. der Zylinder50 ,52 , der Einspritzdüsen56 ,58 sowie der Piezo-Aktoren60 ,62 , zu überwachen. Hierzu ist in der Anordnung64 eine erste Einheit70 vorgesehen, üblicherweise eine elektronische Recheneinheit, die die Funktion überwacht und hierzu ermittelte Informationen entsprechend auswertet. - Der Austausch der Informationen erfolgt dabei typischerweise durch Zugriff auf Daten eines Motorsteuergeräts
72 , bspw. auf ein in dem Motorsteuergerät72 verfügbares Drehzahlsignal. In der Anordnung64 , üblicherweise in der ersten Einheit70 , wird auf Grundlage dieses Drehzahlsignals bspw. eine Laufunruhe des Verbrennungsmotors54 ermittelt. Grundsätzlich kann die Anordnung64 eine Verringerung der Einspritzmenge auf einem Zylinder und damit ein Mengenungleichgewicht ermitteln. - Die Anordnung
64 ist weiterhin dazu ausgebildet, an die Piezo-Aktoren60 ,62 Spannungen anzulegen. Durch die angelegten Spannungen werden Abmessungen der Piezo-Aktoren60 ,62 dynamisch verändert und somit die zugeordneten Einspritzventile56 ,58 geöffnet und geschlossen. Hierzu ist eine zweite Einheit 74 vorgesehen. - Während einer längeren Betriebszeit der beschriebenen Komponenten des Verbrennungsmotors
54 kann dies dazu führen, dass sich Sollbetriebsparameter, die ursprünglich ab Werk eingestellt werden, verändern. Dies kann u. a. die Sollspannungen betreffen, die zur korrekten Ansteuerung der Piezo-Aktoren60 ,62 benötigt werden. Bei einer möglichen Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens durch die hier gezeigte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung64 werden betriebsbedingte Abweichungen des Spannungsbedarfs von der ursprünglich vorgesehenen Sollspannung erkannt und ggf. durch Korrektur der Sollspannung kompensiert. - Die Korrektur kann bspw. mittels eines Reglers
76 vorgenommen werden, so dass die Sollspannung entsprechend dem tatsächlichen Spannungsbedarf des untersuchten Einspritzventils geregelt wird. - In
2 ist in einem Flussdiagramm ein möglicher Ablauf des vorgestellten Verfahrens gezeigt. In einem ersten Schritt80 wird während des Motorbetriebs die Ansteuerspannung U des Einspritzventils, dessen Spannungsbedarf ermittelt bzw. dessen Ansteuerspannung kalibriert werden soll, ausgehend von dem für den aktuellen Betriebpunkt geltenden Sollwert in kleinen Schritten sukzessive abgesenkt, während die übrigen Injektoren unverändert mit dem Sollwert betrieben werden. Als Folge sinkt die Einspritzmenge q des so angesteuerten Einspritzventils nichtlinear zuerst langsam, dann immer schneller mit fallender Ansteuerspannung (Block82 ). - Der Motor reagiert darauf mit zunehmender Laufunruhe LU, wobei dieser Anstieg ein ähnliches nichtlineares Verhalten in Abhängigkeit von der Ansteuerspannung des ausgewählten Einspritzventils aufweist (Block
84 ), wie dies in3 dargestellt ist. In einem weiteren Schritt86 wird die zunehmende Laufunruhe erfasst und diese Änderung, die auf die Reduktion der Einspritzmenge des Einspritzventils zurückzuführen ist, in einem nachfolgenden Schritt88 ausgewertet. Auf diese Weise wird der Betrieb des Einspritzventils überwacht. - Eine mögliche Drift der tatsächlich erforderlichen Ansteuerspannung des überwachten Einspritzventils kann kompensiert werden, wobei in einem weiteren Schritt
90 diese Spannung geregelt werden kann. - Grundsätzlich wird bei dem Verfahren das Maß der Verringerung der Einspritzmenge im Verhältnis zu der die Verringerung bewirkten Senkung der Ansteuerspannung herangezogen, um festzustellen, wie weit der eingestellte Sollwert der Ansteuerspannung von einem tatsächlichen Spannungsbedarf des Einspritzventils abweicht. So wird bspw. eine im Motorsteuergerät ermittelbare Größe verwendet, um festzustellen, wie weit der eingestellte Sollwert der Ansteuerspannung von einem tatsächlichen Spannungsbedarf des Einspritzventils abweicht. In der in
2 dargestellten Ausführungsform wird als Größe die Laufunruhe herangezogen, um ein Maß für die Verringerung der Einspritzmenge infolge der Ansteuerspannungsabsenkung zu gewinnen. Die Größe kann bspw. aus der Drehzahl, dem Verbrennungsgeräusch und/oder aus dem Verbrennungsdruck ermittelt werden. Somit kann der Spannungsbedarf des Einspritzventils überwacht und bspw. mit einem Regler angepasst werden. -
3 zeigt in einem Graphen den Verlauf der Laufunruhe des Motors und der abgegebenen Menge eines Injektors in Abhängigkeit von der Ansteuerspannung für den Fall, dass die Ansteuerspannung für diesen Injektor verändert und für die übrigen Injektoren unveränderlich gehalten wird. Dabei ist jeweils an einer Abszisse10 die Ansteuerspannung U des untersuchten Injektors aufgetragen. An einer ersten Ordinate12 ist die Laufunruhe LU des Motors und an einer zweiten Ordinate14 die abgegebenen Menge q des untersuchten Injektors aufgetragen. In der Figur ist oben ein erster Verlauf16 der Laufunruhe dargestellt für den Fall, dass die Ansteuerspannung eines Injektors mit nominalem Spannungsbedarf variiert wird, und ein zweiter Verlauf18 für den Fall, dass die Ansteuerspannung eines gedrifteten Injektors variiert wird. Entsprechend ist unten ein erster Verlauf20 der abgegebenen Menge q für einen Injektor mit nominalem Spannungsbedarf und ein zweiter Verlauf21 für einen gedrifteten Injektor wiedergegeben. - Die Laufunruhe LU des Motors ist eine Größe, die, im Gegensatz zu der tatsächlichen Einspritzmenge q des mit abnehmender Spannung angesteuerten Injektors, im Motorsteuergerät als Messwert zur Verfügung steht. Diese kann bspw. aus dem Drehzahlsignal ermittelt werden. Für Injektoren mit vom nominalen Wert abweichendem Spannungsbedarf verschiebt sich die Kurve q(U), typischerweise über die Lebensdauer hin zu höheren Spannungen aufgrund von Alterungseffekten des Aktors.
- Das beschriebene Verfahren basiert in dieser Ausführung auf dem genannten und in
3 gezeigten nichtlinearen Verhalten der Laufunruhe in Abhängigkeit der Ansteuerspannung, wie dies insbesondere3 zu entnehmen ist. Um eine Erhöhung der Laufunruhe um einen vorgegebenen Wert Δ LUspec (Pfeile22 und24 ) zu erzielen, ist bei einem Injektor mit nominalem Spannungsbedarf eine Spannungsabsenkung um Δ Unom (Pfeil26 ) notwendig. Für einen gedrifteten Injektor mit erhöhtem Spannungbedarf ergibt sich dagegen ein ΔU (Pfeil28 ) < ΔUnom (Pfeil26 ). Umgekehrt ergibt sich für einen Injektor, dessen Spannungsbedarf z. B. aufgrund von Exemplarstreuung unter dem nominalen Wert liegt, ein Δ U > ΔUnom. Die durch das beschriebene Verfahren ermittelte Differenz ΔU - ΔUnom ist also ein Maß dafür, wie stark der im aktuellen Betriebspunkt verwendete Sollwert der Ansteuerspannung vom tatsächlichen Spannungsbedarf des Injektors in diesem Betriebspunkt abweicht. - Die auf diese Weise ermittelte Differenz kann auf unterschiedliche Weise genutzt werden.
- So kann die ermittelte Differenz lediglich zur Überwachung des Einspritzventils herangezogen werden. Dabei wird die Differenz ΔU - ΔUnom lediglich überwacht, es erfolgt keine Kompensation. Unterschreitet oder überschreitet die Differenz vorgegebene Schwellenwerte, wird ein unzulässig hoher oder niedriger Spannungsbedarf erkannt. Die Überprüfung kann während des Fahrzeugbetriebs oder auch im Servicefall in der Werkstatt durchgeführt werden. Über eine entsprechende Fehlermeldung oder einen Fehlerspeichereintrag kann dann z. B. ein Injektortausch in der Werkstatt angefordert werden.
- Es kann aber auch eine Kompensation der erfassten Spannungsdrift vorgenommen werden. Dabei erfolgt typischerweise ein Ersatz der Funktion IVA und zusätzlich eine laufende Kompensation von Spannungsbedarfsdriften. Anstelle der typischerweise Kosten verursachenden Vermessung der Injektoren im Werk wird das beschriebene Verfahren genutzt, um im Fahrzeugbetrieb die Ansteuerspannungen für die verbauten Injektoren entsprechend ihrem individuellen Spannungsbedarf anzupassen. Dies kann z. B. mit Hilfe eines Reglers erfolgen: Als Reglereingang wird die Differenz ΔU - ΔUnom verwendet, als Stellgröße die Ansteuerspannung U. Bei erstmaligem Start des Motors, bei dem der Spannungsbedarf der Injektoren noch unbekannt und der Regler daher noch deaktiviert ist, werden die Injektoren mit einem ausreichend hohen Spannungsvorhalt betrieben, der die Injektorfunktion und ausreichende Mengenabgabe auch für grenzlagige Injektoren gewährleistet. Nach Einschalten des Reglers stellt dieser die Ansteuerspannung so ein, dass die Differenz ΔU - ΔUnom zu Null und damit eine spannungsbedarfsbedingte Mengenabweichung ausgeregelt wird.
- Es ist zu beachten, dass es keine zweckmäßige Vorgehensweise darstellt, die Injektoren dauerhaft mit einem solchen Spannungsvorhalt zu betreiben, da sich nachteilige Folgen sowohl für die Kleinstmengenfähigkeit als auch für die Steuergeräteauslegung ergeben. Alternativ zu einer Regelung kann auch eine Steuerung eingesetzt werden, indem bspw. Spannungskorrekturwerte in einer Kennlinie oder einem Kennfeld abhängig von der Differenz ΔU- ΔUnom und ggf. abhängig vom Raildruck abgelegt und damit im Fahrzeugbetrieb die Ansteuerspannung beaufschlagt wird. Die Korrekturwerte können durch Vermessung von Injektoren mit unterschiedlichem Spannungsbedarf gewonnen werden.
- Alternativ zur Laufunruhe könnten auch andere im Motorsteuergerät ermittelbare Größen verwendet werden, sofern sie in der beschriebenen Weise auf das erzeugte Mengenungleichgewicht reagieren. Beispielsweise kann das Motorgeräusch oder daraus gefilterte Frequenzen oder Frequenzbänder ermittelt und herangezogen werden. Verfügt die Motorsteuerung über eine Regelung zum Ausgleich von Momentenunterschieden zwischen den Zylindern, dann kann vorteilhaft auch die Ausgangsgröße dieser Regelung, eine zylinderspezifische Korrekturmenge für jeden Zylinder, die zur Ausregelung der Momentenabweichung vom Sollwert notwendig ist, verwendet werden.
Claims (10)
- Verfahren zum Bestimmen der Ansteuerspannung eines piezoelektrischen Aktors (60, 62) eines Einspritzventils (56, 58) in einem Verbrennungsmotor (54), bei dem in einem ersten Schritt die Ansteuerspannung des Einspritzventils (56, 58) beginnend bei einem eingestellten Sollwert der Ansteuerspannung sukzessive abgesenkt wird, wodurch sich die Einspritzmenge des Einspritzventils (56, 58) in nichtlinearer Weise verringert und in einem zweiten Schritt das Maß der Verringerung der Einspritzmenge im Verhältnis zu der die Verringerung bewirkten Senkung der Ansteuerspannung herangezogen wird, um festzustellen, wie weit der eingestellte Sollwert der Ansteuerspannung von einem tatsächlichen Spannungsbedarf des Einspritzventils (56, 58) abweicht.
- Verfahren nach
Anspruch 1 , bei dem eine in einem Motorsteuergerät (72) ermittelbare Größe verwendet wird, die auf die durch die Absenkung der Ansteuerspannung auf einem Einspritzventil erzeugte Mindermenge reagiert und sich in Abhängigkeit von der Ansteuerspannung des Einspritzventils (56, 58) nichtlinear verändert, wobei das Maß der Veränderung dieser Größe im Verhältnis zu der die Veränderung bewirkten Senkung der Ansteuerspannung herangezogen wird, um festzustellen, wie weit der eingestellte Sollwert der Ansteuerspannung von einem tatsächlichen Spannungsbedarf des Einspritzventils (56, 58) abweicht. - Verfahren nach
Anspruch 2 , bei dem als in dem Motorsteuergerät (72) ermittelbare Größe eine Laufunruhe des Verbrennungsmotors (54) herangezogen wird, um ein Maß für die Verringerung der Einspritzmenge infolge der Ansteuerspannungsabsenkung zu gewinnen. - Verfahren nach
Anspruch 2 , bei dem die in dem Motorsteuergerät (72) ermittelbare Größe aus dem Verbrennungsgeräusch oder aus dem Verbrennungsdruck ermittelt wird. - Verfahren nach
Anspruch 2 , bei dem die in dem Motorsteuergerät (72) ermittelbare Größe aus einem Drehzahlsignal ermittelt wird. - Verfahren nach einem der
Ansprüche 1 bis5 , bei dem der Spannungsbedarf des Einspritzventils (56, 58) überwacht wird. - Verfahren nach einem der
Ansprüche 1 bis6 , bei dem der Spannungsbedarf des Einspritzventils (56, 58) angepasst wird. - Verfahren nach
Anspruch 7 , bei dem der Spannungsbedarf mit einem Regler (76) angepasst wird. - Verfahren nach einem der
Ansprüche 1 bis8 , das für einen Verbrennungsmotor (54) mit einer Anzahl an Einspritzventilen (56, 58) durchgeführt wird, wobei das Verfahren für eines der Anzahl an Einspritzventilen (56, 58) durchgeführt wird, während die anderen der Einspritzventile (56, 58) jeweils mit gleichbleibender Ansteuerspannung angesteuert werden. - Anordnung zum Bestimmen der Ansteuerspannung eines piezoelektrischen Aktors (60, 62) eines Einspritzventils (56, 58), insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der
Ansprüche 1 bis9 , mit einer ersten Einheit (70) zum Ansteuern mindestens eines Einspritzventils (56, 58) und einer zweiten Einheit (74) zum Überwachen der Funktion des mindestens einen Einspritzventils (56, 58).
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Patent Citations (5)
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