DE102007057140A1

DE102007057140A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen einer Zeitdauer einer Ansteuerphase

Info

Publication number: DE102007057140A1
Application number: DE200710057140
Authority: DE
Inventors: Bernhard Mader; Andreas Koch
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2007-11-28
Filing date: 2007-11-28
Publication date: 2009-06-04

Abstract

Ein Verfahren zum Bestimmen einer Zeitdauer einer Ansteuerphase weist einen Schritt des Messens (102) eines ersten Ansteuerwertes zu einem ersten Zeitpunkt einer ersten Ansteuerphase und einen Schritt des Ermittelns (104) einer zweiten Zeitdauer einer zweiten Ansteuerphase, basierend auf dem ersten Ansteuerwert und dem ersten Zeitpunkt, auf.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer Zeitdauer einer Ansteuerphase gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, ein Verfahren zum Ansteuern einer Einrichtung, eine Vorrichtung, um diese Verfahren durchzuführen, ein Computerprogramm sowie ein Computerprogrammprodukt.
Stand der Technik
Bei Common Rail Magnetventil Diesel Einspritzsystemen wird zu Beginn der Bestromung der Einspritzinjektoren eine hohe Spannung auf das Ventil geschaltet. Dieser Vorgang wird als Boosterphase bezeichnet. Das Ende der Boosterphase wird über eine Hardware durch Messung einer Spannung oder eines Stroms detektiert.
Die DE 198 21 561 beschreibt ein Verfahren zur Ansteuerung eines Magnetventils einer Brennkraftmaschine, das ein energiespeicherndes Element zum beschleunigten Einschalten aufweist. Zwischen dem Ende einer Einspritzung und dem Beginn einer nächsten Einspritzung wird eine Spannung, die an dem energiespeichernden Element anliegt, erfasst und ausgewertet.
Vor diesem Hintergrund wird mit der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Bestimmen einer Zeitdauer einer Ansteuerphase, ein Verfahren zum Ansteuern einer Einrichtung, weiterhin eine Vorrichtung, die dieses Verfahren verwendet, sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogramm und ein Computerprogrammprodukt gemäß den unabhängigen Patentansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
Vorteile der Erfindung
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Bestimmen einer Zeitdauer einer Ansteuerphase geschaffen, das durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist:
Messen eines ersten Ansteuerwertes zu einem ersten Zeitpunkt einer ersten Ansteuerphase; und
Ermitteln einer zweiten Zeitdauer einer zweiten Ansteuerphase, basierend auf dem ersten Ansteuerwert und dem ersten Zeitpunkt.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Ansatz kann eine Zeitdauer einer Ansteuerphase mittels einem einfach zu realisierenden Verfahren angepasst werden. Bei der Ansteuerphase kann es sich um eine Boosterphase eines Einspritzsystems handeln. Erfindungsgemäß kann die Boosterphase adaptiv über einen Prozessor gesteuert werden. Dies ermöglicht eine Reduzierung des Hardwareaufwands.
Die zweite Ansteuerphase kann zeitlich nach der ersten Ansteuerphase liegen. Dies ermöglicht es, jeweils eine Zeitdauer einer nachfolgenden Ansteuerphase zu bestimmen.
Das Ermitteln der zweiten Zeitdauer kann ein Bilden eines Produkts aus dem ersten Zeitpunkt und einem Quotienten aus einem Ansteuersollwert und dem ersten Ansteuerwert umfassen. Dadurch lässt sich die zweite Zeitdauer so einstellen, dass der Ansteuersollwert in der zweiten Ansteuerphase erreicht werden kann.
Das Ermitteln der zweiten Zeitdauer kann insbesondere gemäß der folgenden Formel erfolgen: tboos(cyl, n + 1) = Isetpoint/Iboos-mess(cyl, n)·tboos-mess(cyl, n);

t_boos(cyl, n + 1):: zweite Zeitdauer
I_setpoint:: Ansteuersollwert
I_boos-mess(cyl, n):: erster Ansteuerwert
t_boos-mess(cyl, n):: erster Zeitpunkt

Die erste Ansteuerphase kann eine vorbestimmte erste Zeitdauer aufweisen. Somit kann ein sicherer Initialisierungswert für die erste Ansteuerphase vorgegeben werden.
Der erste Zeitpunkt kann beliebig innerhalb der ersten Ansteuerphase, beispielsweise am Ende der ersten Ansteuerphase liegen.
Nach dem Schritt des Ermittelns der zweiten Zeitdauer können die folgenden Schritte erfolgen:
Messen eines n-ten Ansteuerwertes zu einem n-ten Zeitpunkt einer n-ten Ansteuerphase; und
Ermitteln einer weiteren bzw. (n + 1)-ten Zeitdauer einer (n + 1)-ten Ansteuerphase, basierend auf dem n-ten Ansteuerwert und dem n-ten Zeitpunkt, wobei n ≥ 2.
Somit können für aufeinander folgende Ansteuerphasen jeweils angepasste Zeitdauern ermittelt werden.
Nach einem Schritt des Messens eines letzten Ansteuerwertes zu einem letzten Zeitpunkt einer letzten Ansteuerphase kann ein Schritt des Speicherns des letzten Ansteuerwertes und des letzten Zeitpunktes folgen. Damit kann bei einer erneuten Ausführung des Verfahrens auf die gespeicherten Werte zurückgegriffen werden.
Beispielsweise kann bei einem erneuten Ausführen des Verfahrens eine erste Zeitdauer einer ersten Ansteuerphase des erneuten Ausführens basierend auf dem letzten Ansteuerwert und dem letzten Zeitpunkt ermittelt werden.
Bei dem Ansteuerwert kann es sich um einen Stromwert eines Ansteuerstroms handeln. Somit ist das erfindungsgemäße Verfahren beispielsweise zum Einsatz bei einem Common Rail Magnetventil Diesel Einspritzsystem geeignet.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung wird ein Verfahren zum Ansteuern einer Einrichtung geschaffen, das durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist:
Bereitstellen eines Ansteuerstroms an die Einrichtung während einer ersten Zeitdauer einer ersten Ansteuerphase;
Bestimmen einer zweiten Zeitdauer einer zweiten Ansteuerphase, gemäß einer Ausgestaltung des Verfahrens zum Bestimmen einer Zeitdauer einer Ansteuerphase; und
Bereitstellen des Ansteuerstroms an die Einrichtung während der zweiten Zeitdauer der zweiten Ansteuerphase;
Bei der Einrichtung kann es sich vorteilhafterweise um einen Einspritzinjektor handeln.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung führt alle Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens durch.
Das erfindungsgemäße Computerprogramm mit Programmcodemitteln ist dazu ausgelegt alle Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen, wenn dieses Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit, insbesondere einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, durchgeführt wird.
Das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind, ist zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, wenn dieses Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit, insbesondere einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, durchgeführt wird.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
Es versteht sich, daß die vorstehend 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.
Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.
Figurenbeschreibung
1 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens; und
2 zeigt eine Ansteuerphase gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Bestimmen einer Zeitdauer einer Ansteuerphase, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In einem ersten Verfahrensschritt 102 erfolgt ein Messen eines ersten Ansteuerwertes. Der erste Ansteuerwert wird zu einem ersten Zeitpunkt einer ersten Ansteuerphase gemessen. In einem nächsten Schritt 104 erfolgt ein Ermitteln einer zweiten Zeitdauer einer zweiten Ansteuerphase. Die zweite Zeitdauer wird basierend auf dem ersten Ansteuerwert und dem ersten Zeitpunkt ermittelt. Bei dem Ansteuerwert kann es sich um einen Wert einer beliebigen Ansteuergröße handeln. Beispielsweise kann es sich bei dem Ansteuerwert um einen Stromwert eines Ansteuerstroms handeln.
Die zweite Ansteuerphase liegt zeitlich nach der ersten Ansteuerphase. Beispielsweise kann die zweite Ansteuerphase direkt auf die erste Ansteuerphase folgen.
Die zweite Zeitdauer kann aus dem ersten Zeitpunkt und dem ersten Ansteuerwert berechnet werden. Die Berechnung kann dabei eine Multiplikation und eine Division aufweisen. Zudem kann bei der Ermittlung der zweiten Zeitdauer ein Ansteuersollwert berücksichtigt werden. Bei dem Ansteuersollwert kann es sich um einen fest vorgegebenen oder um einen anpassbaren Wert handeln, der beispielsweise einen optimalen Wert der Ansteuergröße definiert. Demnach kann die Ermittlung der Zeitdauer der zweiten Ansteuerphase ein Bilden eines Produkts aus dem ersten Zeitpunkt und einem Quotienten aus dem Ansteuersollwert und dem ersten Ansteuerwert umfassen.
Die erste Ansteuerphase kann eine vorbestimmte erste Zeitdauer aufweisen. Der erste Zeitpunkt kann in einem vorbestimmten Abschnitt der ersten Ansteuerphase liegen. Beispielsweise kann der erste Zeitpunkt am Ende der ersten Ansteuerphase liegen.
Typischerweise erfolgen eine Vielzahl von Ansteuerphasen. Die Zeitdauer einer jeden der Ansteuerphasen kann durch Wiederholen bzw. Weiterführen des erfindungsgemäßen Verfahrens ermittelt werden. Dazu kann nach dem Schritt 104 des Ermittelns der zweiten Zeitdauer ein weiterer Schritt des Messens eines zweiten Ansteuerwertes zu einem zweiten Zeitpunkt der zweiten Ansteuerphase und ein weiterer Schritt des Ermittelns einer weiteren Zeitdauer einer weiteren Ansteuerphase, basierend auf dem zweiten Ansteuerwert und dem zweiten Zeitpunkt erfolgen. Diese Schritte können für fol gende Ansteuerphasen wiederholt werden, sofern für diese Ansteuerphasen eine zugehörige Ansteuerdauer zu ermitteln ist. Die weiteren Zeitpunkte können wiederum in einem vorbestimmten Abschnitt der weiteren Ansteuerphasen, beispielsweise jeweils am Ende der weiteren Ansteuerphasen liegen.
Zum Abschluss des Verfahrens können zuletzt ermittelte Werte in einer Speichereinrichtung gespeichert werden. Dazu kann in einer letzten Ansteuerphase, nach einem Schritt des Messens eines letzten Ansteuerwertes zu einem letzten Zeitpunkt der letzten Ansteuerphase ein Schritt des Speicherns folgen, in dem ein Speichern des letzten Ansteuerwertes und des letzten Zeitpunktes erfolgt. Bei einem erneuten Ausführen des Verfahrens können die gespeicherten Werte als Initialisierungswerte verwendet werden. Beispielsweise kann eine erste Zeitdauer einer ersten Ansteuerphase basierend auf dem letzten Ansteuerwert und dem letzten Zeitpunkt ermittelt werden.
Anhand von 2 wird das erfindungsgemäße Verfahren zum Bestimmen einer Zeitdauer einer Ansteuerphase am Beispiel einer Boosterphase eines Einspritzsystems beschrieben. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel kann es sich bei dem Ansteuerwert um einen Stromwert eines Ansteuerstroms 210 handeln. Der Ansteuerstrom 210 kann zur Bestromung eines Einspritzinjetors eines Common Rail Magnetventil Diesel Einspritzsystems geeignet sein.
Während der Boosterphase steigt der Ansteuerstrom ausgehend von einem niedrigen Ausgangswert an. Ein erster Ansteuerwert 212 wird zu einem ersten Zeitpunkt 214 einer ersten Boosterphase gemessen. Daraus lässt sich eine Zeitdauer bzw. ein Zeitpunkt 216 einer zweiten Boosterphase ermitteln. Die Zeitdauer 216 kann gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren bereits so angepasst sein, dass der Ansteuerstrom zum Ende der Zeitdauer 216 einen gewünschten Ansteuersollwert 218 aufweist. Der erste Zeitpunkt 214 und die Zeitdauer 216 werden gemäß diesem Ausführungsbeispiel ab dem Beginn der zugehörigen Boosterphase, also mit Beginn des Ansteigens des Ansteuerstroms 210 gemessen. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel kennzeichnet der erste Zeitpunkt 214 ein Ende der ersten Ansteuerphase.
Allgemein kann es sich bei der Zeitdauer 216 der zweiten Ansteuerphase um eine Dauer t_boos(cyl, n + 1) einer Boosterphase n + 1 handeln. Bei dem ersten Zeitpunkt 214 kann es sich um eine Zeit t_boos-mess(cyl, n) zum Messen des Boosterstroms innerhalb der Boosterphase in der Einspritzung n handeln. Bei dem Ansteuersollwert 218 kann es sich um einen Sollwert I_setpoint des Stroms am Ende der Boosterphase handeln. Bei dem ersten Ansteuerwert 212 kann es sich um einen zur Zeit t_boos-mess(cyl, n) gemessenen Stromwert I_boos-mess(cyl, n) handeln.
Der Boosterstrom I_boos-mess(cyl, n) kann zu der Zeit t_boos-mess(cyl, n) während der Boosterphase n, beispielsweise am Ende der Boosterphase n, durch einen Prozessor gemessen werden. Der Prozessor kann in Form einer CPU realisiert sein. Zu Beginn der nächsten Einspritzung n + 1 auf dem Zylinder wird ein Booster-Schalter für eine Zeit angeschaltet, die mit den vorherigen Werten berechnet werden kann, die in der Einspritzung n gemessen wurden. Der Booster-Schalter kann in Form eines Feldeffekttransistors realisiert sein.
Eine Geraden-Berechnung kann gemäß der Gleichung tboos(cyl, n + 1) = Isetpoint/Iboos-mess(cyl, n)·tboos-mess(cyl, n)erfolgen.
Entsprechende Startwerte t_boos(cyl, 0) und I_boos-mess(cyl, 0) können als Standardwerte definiert sein.
Während eines Abschaltvorgangs des Steuergerätes eines Motors können die Werte t_boos(cyl, last) und I_boos-mess(cyl, last) in einem Speicherbaustein gespeichert werden. Während eines Anschaltvorgangs können die Werte aus dem Speicherbaustein neu geladen werden. Bei dem Steuergerät kann es sich um eine Engine Control Unit ECU handeln. Bei dem Speicherbaustein kann es sich um ein EEPROM handeln.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Bestimmen einer Zeitdauer einer Ansteuerphase kann Teil eines Verfahrens zum Ansteuern einer Einrichtung sein. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann dazu während einer ersten Ansteuerphase für eine erste Zeitdauer ein Ansteuerstrom an die Einrichtung bereitgestellt werden.
Gemäß dem Verfahren zum Bestimmen einer Zeitdauer einer Ansteuerphase kann ein erster Ansteuerwert zu einem ersten Zeitpunkt der ersten Ansteuerphase gemessen und eine Zeitdauer einer zweiten Ansteuerphase, basierend auf dem ersten Ansteuerwert und dem ersten Zeitpunkt ermittelt werden.
Daraufhin kann während einer zweiten Ansteuerphase für die ermittelte Zeitdauer der zweiten Ansteuerphase der Ansteuerstrom an die Einrichtung bereitgestellt werden.
Das Verfahren zum Ansteuern einer Einrichtung kann eingesetzt werden, um den in 2 gezeigten Ansteuerstrom 210 bereitzustellen. Demgemäß kann es sich bei der Einrichtung um einen Einspritzinjektor handeln.
Die in den Ausführungsbeispielen beschriebenen Verfahren können von entsprechenden Vorrichtungen ausgeführt werden, die geeignete Einrichtungen zum Ausführen der Verfahrensschritte aufweisen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Zeitdauer einer Ansteuerphase eine Einrichtung zum Messen eines ersten Ansteuerwertes zu einem ersten Zeitpunkt einer ersten Ansteuerphase und eine Einrichtung zum Ermitteln einer Zeitdauer einer zweiten Ansteuerphase, basierend auf dem ersten Ansteuerwert und dem ersten Zeitpunkt auf.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weist eine Vorrichtung zum Ansteuern einer Einrichtung eine Einrichtung zum Bereitstellen eines Ansteuerstroms an die Einrichtung während einer ersten Zeitdauer einer ersten Ansteuerphase, eine Einrichtung zum Bestimmen einer Zeitdauer einer zweiten Ansteuerphase und eine Einrichtung zum Bereitstellen des Ansteuerstroms an die Einrichtung während der Zeitdauer der zweiten Ansteuerphase auf.
Die Erfindung kann überall dort Anwendung finden, wo eine Anpassung einer Zeitdauer einer Ansteuerphase vorteilhaft ist. Die beschriebenen Ausführungsbeispiele können beispielsweise im Zusammenhang mit Brennkraftmaschinen eingesetzt werden, bei denen eine Kraftstoffzumessung mittels elektromagnetischer Ventile gesteuert wird. Ferner ist der erfindungsgemäße Ansatz auch für Diesel Steuergeräte der untersten Kategorie geeignet.

102: Messen eines ersten Ansteuerwertes
104: Ermitteln einer zweiten Zeitdauer
210: Ansteuerstrom
212: erster Ansteuerwert
214: erster Zeitpunkt (erste Ansteuerphase)
216: Zeitdauer (zweite Ansteuerphase)
218: Ansteuersollwert

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 19821561 [0003]

Claims

Verfahren zum Bestimmen einer Zeitdauer einer Ansteuerphase, das durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist: Messen (102) eines ersten Ansteuerwertes (212) zu einem ersten Zeitpunkt (214) einer ersten Ansteuerphase; und Ermitteln (104) einer Zeitdauer (216) einer zweiten Ansteuerphase basierend auf dem ersten Ansteuerwert und dem ersten Zeitpunkt.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ermitteln (104) der Zeitdauer (216) der zweiten Ansteuerphase ein Bilden eines Produkts aus dem ersten Zeitpunkt (214) und einem Quotienten aus einem Ansteuersollwert (218) und dem ersten Ansteuerwert (212) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ermitteln (104) der zweiten Zeitdauer (216) gemäß der folgenden Formel erfolgt: tboos(cyl, n + 1) = Isetpoint/Iboos-mess(cyl, n)·tboos-mess(cyl, n); t_boos(cyl, n + 1): zweite Zeitdauer I_setpoint: Ansteuersollwert I_boos-mess(cyl, n): erster Ansteuerwert t_boos-mess(cyl, n): erster Zeitpunkt
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Ansteuerphase eine vorbestimmte erste Zeitdauer aufweist.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Zeitpunkt (214) am Ende der ersten Ansteuerphase liegt.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Schritt des Ermittelns (104) der Zeitdauer (216) der zweiten Ansteuerphase die folgenden Schritte wenigstens einmal ausgeführt werden: Messen eines n-ten Ansteuerwertes (218) zu einem n-ten Zeitpunkt (216) einer n-ten Ansteuerphase; und Ermitteln einer Zeitdauer einer (n + 1)-ten Ansteuerphase, basierend auf dem n-ten Ansteuerwert und dem n-ten Zeitpunkt, wobei n ≥ 2.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach einem Schritt des Messens eines letzten Ansteuerwertes zu einem letzten Zeitpunkt einer letzten Ansteuerphase ein Schritt des Speicherns des letzten Ansteuerwertes und des letzten Zeitpunktes folgt.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem erneuten Ausführen des Verfahrens eine erste Zeitdauer einer ersten Ansteuerphase des erneuten Ausführens basierend auf dem letzten Ansteuerwert und dem letzten Zeitpunkt ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Ansteuerwert (212, 218) um einen Stromwert eines Ansteuerstroms eines Einspritzinjektors (210) handelt.
Verfahren zum Ansteuern einer Einrichtung, das durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist: Bereitstellen eines Ansteuerstroms (210) an die Einrichtung während einer ersten Zeitdauer (214) einer ersten Ansteuerphase; Bestimmen einer zweiten Zeitdauer (216) einer zweiten Ansteuerphase nach einem der vorstehenden Ansprüche; und Bereitstellen des Ansteuerstroms (210) an die Einrichtung während der zweiten Zeitdauer der zweiten Ansteuerphase.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung ein Einspritzinjektor ist.
Vorrichtung um alle Schritte eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 durchzuführen.
Computerprogramm mit Programmcode-Mitteln, um alle Schritte eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Com puter oder einer entsprechenden Rechnereinheit ausgeführt wird.
Computerprogrammprodukt mit Programmcode-Mitteln, die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind, um alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11 durchzuführen, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Computer oder auf einer entsprechenden Rechnereinheit ausgeführt wird.