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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zum Anpassen von Messvorrichtungen.
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Messvorrichtungen zur Vermessung einer Vielzahl gleichartiger Vorrichtungen, beispielsweise von Einspritzventilen für Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen, unterliegen hohen Anforderungen bezüglich ihrer Genauigkeit. Dies gilt insbesondere auch für eine Langzeitgenauigkeit der Messvorrichtungen. Derartige Messvorrichtungen werden deshalb in bestimmten zeitlichen Abständen kalibriert, um eine hohe Messgenauigkeit auch langfristig sicherzustellen.
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US 7, 830, 423 B2 offenbart ein Verfahren zur Rauschreduktion eines Bildwandlers, bei dem Rauschkorrektionswerte mittels einer Kalkulation von Pixelversatzwerten und durchschnittlichen Pixelausgabewerten während einer Kalibrierungsprozedur generiert werden.
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Die Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zum Anpassen von Messvorrichtungen zu schaffen, welche eine zuverlässige Funktion und eine hohe Messgenauigkeit der Messvorrichtungen ermöglichen.
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Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Die Erfindung zeichnet sich aus durch ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zum Anpassen von Messvorrichtungen.
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Mehrere Messvorrichtungen zum Erfassen von Messwerten einer Messgröße gleichartiger Vorrichtungen werden bereitgestellt. Unter vorgegebenen, im Wesentlichen gleichwertigen Bedingungen werden Messwerte der Messgröße jeweils einer Teilmenge der gleichartigen Vorrichtungen von jeweils einer der Messvorrichtungen erfasst. Ein Mittelwert oder ein Median der von der jeweiligen Messvorrichtung erfassten Messwerte wird ermittelt abhängig von einem aktuellen Offsetwert der jeweiligen Messvorrichtung. Ein Gesamtmittelwert beziehungsweise Gesamtmedian der von den Messvorrichtungen erfassten Messwerte wird ermittelt. Abhängig von einer Differenz zwischen dem Gesamtmittelwert beziehungsweise Gesamtmedian der von den Messvorrichtungen erfassten Messwerte und dem Mittelwert beziehungsweise Median der von der jeweiligen Messvorrichtung erfassten Messwerte wird jeweils ein angepasster Offsetwert für die jeweilige Messvorrichtung bestimmt. Nach Erfassung mindestens eines weiteren Messwerts durch die jeweilige Messvorrichtung wird der Mittelwert beziehungsweise Median der von der jeweiligen Messvorrichtung erfassten Messwerte ermittelt abhängig von dem angepassten Offsetwert als aktuellem Offsetwert für die jeweilige Messvorrichtung.
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Die vorgegebenen, im Wesentlichen gleichwertigen Bedingungen zum Erfassen der Messwerte der Messgröße jeweils einer Teilmenge der gleichartigen Vorrichtungen von jeweils einer der Messvorrichtungen sind insbesondere gleichwertige Bedingungen. Insbesondere sind diese Bedingungen im Wesentliche gleiche Bedingungen. Insbesondere sind diese Bedingungen gleiche Bedingungen.
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Messvorrichtungen können ein Driftverhalten aufweisen, derart, dass die Messwerte durch das Driftverhalten der Messvorrichtung außerhalb eines vorgegebenen zulässigen Fehlerbereichs gelangen können. Die Erfindung hat den Vorteil, dass durch sie eine einfache Möglichkeit zur Anpassung der jeweiligen Messvorrichtung gegeben ist, und damit ein geringer Fehler der Messwerte der Messvorrichtungen erreicht werden kann. Des Weiteren kann ein Wegdriften einzelner Messvorrichtungen verhindert werden, und so ein Verändern der Gesamtheit der Messvorrichtungen in fehlerhafter Weise vermieden werden. Damit ist es möglich, für die gleichartigen Vorrichtungen eine hohe Zuverlässigkeit bezüglich der Genauigkeit der zu untersuchenden Messgröße zu erreichen. Die tatsächliche Messgenauigkeit der Messvorrichtungen kann sehr hoch sein und es ist eine geringe Fehlerrate bei den zu vermessenden gleichartigen Vorrichtungen möglich. Damit kann der Anteil der positiv geprüften gleichartigen Vorrichtungen sehr hoch sein.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird der Mittelwert beziehungsweise Median der von der jeweiligen Messvorrichtung erfassten Messwerte ermittelt im Sinne einer gleitenden Mittelwertbildung.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird ein Gesamtmittelwert beziehungsweise Gesamtmedian der von den Messvorrichtungen erfassten Messwerte ermittelt im Sinne einer gleitenden Mittelwertbildung.
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Die gleitende Mittelwertbildung hat den Vorteil, dass die Aussagegenauigkeit zu der Abweichung der jeweiligen Messvorrichtung mit zunehmender Zahl der zur Mittelung herangezogenen Messwerte erhöht werden kann. Des Weiteren kann durch die gleitende Mittelwertbildung ein fehlerhaftes Wegdriften der Messwerte der jeweiligen Messvorrichtung in einfacher Weise vermieden werden. Des Weiteren kann durch die gleitende Mittelwertbildung eine unbeabsichtigte Veränderung der jeweiligen Messvorrichtung erkannt und gegebenenfalls wieder korrigiert werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung werden die von den Messvorrichtungen erfassten Messwerte gefiltert. Dies hat den Vorteil, dass unter Festlegung von vorgegebenen Grenzwerten nicht plausible Messwerte aus den Messreihen herausgenommen werden können.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die gleichartigen Vorrichtungen Einspritzventile, und die Messgröße ist der Volumendurchsatz der Einspritzventile. Dies hat den Vorteil, dass eine geringe Fehlerrate bei den Volumendurchsätzen der Einspritzventile möglich ist, so dass der Anteil der positiv geprüften Einspritzventile sehr hoch sein kann.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische Ansicht von Messvorrichtungen und zu vermessenden Vorrichtungen,
- 2 ein Ablaufschema zum Anpassen von Messvorrichtungen, und
- 3 ein Diagramm einer beispielhaften Streuung von Messwerten der Messvorrichtungen.
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Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt mehrere gleichartige Messvorrichtungen 10. Des Weiteren zeigt 1 eine Vielzahl von gleichartigen Vorrichtungen 20, die mittels der Messvorrichtungen 10 vermessen werden. In der hier gezeigten Ausführungsform sind die gleichartigen Vorrichtungen 20 Einspritzventile einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs.
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Die gleichartigen Vorrichtungen 20 werden in mehreren Prüflinien 22A, 22B, 22C mittels der Messvorrichtungen 10 bezüglich einer vorgegebenen Messgröße vermessen. In der hier gezeigten Ausführungsform sind drei Prüflinien 22A, 22B, 22C gezeigt. In weiteren Ausführungsformen kann die Anzahl der Prüflinien auch größer oder kleiner als drei sein. In der hier gezeigten Ausführungsform mit den Einspritzventilen ist die relevante Messgröße vorzugsweise ein Volumendurchsatz des Einspritzventils.
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In 2 ist ein Ablaufschema zum Steuern der Vorrichtung zum Anpassen von Messvorrichtungen schematisch dargestellt. Ein einem derartigen Ablaufschema entsprechendes Programm ist vorzugsweise auf einem Speichermedium einer Steuereinheit 30 gespeichert (1).
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Wie dem in 2 gezeigten Ablaufschema zu entnehmen ist, werden zunächst Messwerte M einer Messgröße der gleichartigen Vorrichtungen 20 unter vorgegebenen identischen Bedingungen von den Messvorrichtungen 10 erfasst. Jede der Messvorrichtungen 10 erfasst dabei Messwerte M der Messgröße jeweils einer Teilmenge der gleichartigen Vorrichtungen 20. Eine derartige Teilmenge kann beispielsweise eine Menge von gleichartigen Vorrichtungen 20 jeweils einer der Prüflinien 22a, 22B, 22C sein, wie dies in 1 dargestellt ist. Jede der Teilmengen der gleichartigen Vorrichtungen 20 wird dabei einer der Messvorrichtungen 10 zugeordnet.
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Die von den Messvorrichtungen 10 erfassten Messwerte M werden vorzugsweise mittels eines Filters 40 gefiltert. Ein derartiger Filter 40 kann vorzugsweise als Ausreißer- und/oder Nullfilter ausgebildet sein, welcher unter Festlegung logischer Grenzen unplausible Messwerte aussondert. Derartige logische Grenzen bauen auf dem statistischen Lagemaß, vorzugsweise auf dem ersten und dritten Quartil der Messwertverteilung auf.
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Abhängig von einem aktuellen Offsetwert OS_ACT der jeweiligen Messvorrichtung 10 werden aus den von der jeweiligen Messvorrichtung 10 erfassten Messwerten M angepasste Messwerte M_COR bestimmt (2, Pfad A) . In entsprechender Weise erfolgt dies jeweils für die weiteren jeweiligen Messvorrichtungen 10, wie dies in 2 (Pfad C) schematisch angedeutet ist.
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Im Weiteren wird ein Mittelwert oder Median MV der angepassten Messwerte M_COR der jeweiligen Messvorrichtung 10 bestimmt mittels eines als Prüfkopffilter ausgebildeten Filters 40A. Das Ermitteln des Mittelwerts beziehungsweise des Medians MV der von der jeweiligen Messvorrichtung 10 erfassten Messwerte M erfolgt insbesondere mittels gleitender Mittelwertbildung.
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Parallel hierzu wird ein Mittelwert beziehungsweise Median MV_TOT der Messwerte M der Gesamtheit der Messvorrichtungen 10 bestimmt mittels eines weiteren Filters 40B, der vorzugsweise als Gesamtfilter ausgebildet ist, mittels dem die Messwerte M der Gesamtheit der Messvorrichtungen 10 gefiltert werden (siehe 2, Pfad B) . Das Ermitteln des Mittelwerts beziehungsweise des Medians MV_TOT der von der Gesamtheit der Messvorrichtungen 10 erfassten Messwerte M erfolgt insbesondere mittels gleitender Mittelwertbildung.
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Des Weiteren wird für die jeweilige Messvorrichtung 10 eine Differenz DIFF zwischen den Mittelwerten beziehungsweise Medianen MV der von der jeweiligen Messvorrichtung 10 erfassten Messwerte M und den Mittelwerten beziehungsweise Medianen MV_TOT der Messwerte M der Gesamtheit der Messvorrichtungen 10 bestimmt.
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Des Weiteren wird mittels eines Reglers 50 abhängig von der Differenz DIFF zwischen dem Mittelwert beziehungsweise Median MV der von der jeweiligen Messvorrichtung 10 erfassten Messwerte M und dem Mittelwert beziehungsweise Median MV_TOT der Messwerte M der Gesamtheit der Messvorrichtungen 10 ein angepasster Offsetfaktor OS_COR der jeweiligen Messvorrichtung 10 bestimmt. Vorzugsweise wird der angepasste Offsetfaktor OS_COR der jeweiligen Messvorrichtung 10 bestimmt abhängig von einem Produkt aus einem Faktor K und der Differenz DIFF zwischen dem Mittelwert beziehungsweise Median MV der von der jeweiligen Messvorrichtung 10 erfassten Messwerte M und dem Mittelwert beziehungsweise Median MV_TOT der Messwerte M der Gesamtheit der Messvorrichtungen 10. Der Faktor K wird vorzugsweise abhängig von der Anzahl der erfassten Messwerte M gewählt.
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Des Weiteren wird der Wert des Produkts aus dem Faktor K und der Differenz DIFF zwischen dem Mittelwert beziehungsweise Median MV der von der jeweiligen Messvorrichtung 10 erfassten Messwerte M und dem Mittelwert beziehungsweise Median MV_TOT der Messwerte M der Gesamtheit der Messvorrichtungen 10 vorzugsweise zu einer Ausgabeeinheit 60 weitergeleitet. Im weiteren können die Werte des Produkts aus dem Faktor K und der Differenz DIFF zwischen dem Mittelwert beziehungsweise Median MV der von der jeweiligen Messvorrichtung 10 erfassten Messwerte M und dem Mittelwert beziehungsweise Median MV_TOT der Messwerte M der Gesamtheit der Messvorrichtungen 10 daraufhin geprüft werden, ob zwei aufeinander folgende derartige Werte eine Differenz aufweisen, die außerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt. Damit kann geprüft werden, ob die Zunahme oder Abnahme des Produkts aus dem Faktor K und der Differenz DIFF zwischen dem Mittelwert beziehungsweise Median MV der von der jeweiligen Messvorrichtung 10 erfassten Messwerte M und dem Mittelwert beziehungsweise Median MV_TOT der Messwerte M der Gesamtheit der Messvorrichtungen 10 über einen bestimmten Zeitraum vorgegebene Grenzen überschreiten. Die vorgegebenen Grenzen sind insbesondere jeweils messpunktabhängig. Damit ist eine kontinuierliche und rückverfolgbare Überwachung der Messwerte M für die Messvorrichtungen 10 möglich.
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Zur weiteren Illustration sind in 3 Mittelwerte beziehungsweise Mediane MV_1, MV_2, MV_3, MV_4, MV_5, MV_6 von beispielhaft sechs der Messvorrichtungen 10 mit ihren Fehlerbereichen sowie der Mittelwert beziehungsweise Median MV_TOT der Messwerte M der Gesamtheit der Messvorrichtungen 10 dargestellt. Beispielhaft ist des Weiteren die Differenz DIFF für den Mittelwert beziehungsweise Median MV_2 der von der entsprechenden Messvorrichtung 10 erfassten Messwerte M gezeigt.
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Durch die vorgestellte Erfindung kann eine hohe Messgenauigkeit der Messvorrichtungen 10 auch über einen langen Zeitraum erreicht werden. Des Weiteren ist es möglich, die Messvorrichtungen 10 in einfacher Weise zu überwachen. Darüber hinaus kann eine sehr gute Reproduzierbarkeit und Aktualität der Messvorrichtungen 10 erreicht werden.
