DE102012224416A1 - Method for determining the temperature of fuel in a fuel pump - Google Patents

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Christian Langenbach
Achim Koehler
Karl-Heinz Traub
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln der Temperatur von Kraftstoff in einer Kraftstoffpumpe. Das erfindungsgemäße Verfahren (100) umfasst die Schritte des Erfassens (103) einer Ansteuerungspause einer elektrischen Spule eines in der Kraftstoffpumpe aufgenommenen Magnetventils, des Aufprägens (104) eines vorbestimmten Messstroms auf die elektrische Spule des Magnetventils während eines für die Dauer der erfassten Ansteuerpause gesetzten Messfensters, des Messens (105) des ohmschen Widerstands der elektrischen Spule innerhalb des gesetzten Messfensters, des Bestimmens der Temperatur (107) der elektrischen Spule auf der Basis des innerhalb des gesetzten Messfensters aktuell gemessenen ohmschen Widerstands, und des Ermittelns der Temperatur des Kraftstoffs nach Maßgabe der aktuell bestimmten Temperatur der Spule für das gesetzte Messfenster. Dazu wird eine Temperatur-Widerstands-Kennlinie der elektrischen Spule aufgenommen, wobei der aktuell gemessene ohmsche Widerstand mit der Temperatur-Widerstands-Kennlinie der elektrischen Spule verglichen wird und daraus dem aktuell gemessenen ohmschen Widerstand ein entsprechender Temperaturwert aus der Temperatur-Widerstands-Kennlinie zugeordnet wird.The invention relates to a method for determining the temperature of fuel in a fuel pump. The method (100) according to the invention comprises the steps of detecting (103) a control pause of an electrical coil of a solenoid valve accommodated in the fuel pump, of impressing (104) a predetermined measurement current on the electric coil of the solenoid valve during a measuring window set for the duration of the detected control pause , measuring (105) the ohmic resistance of the electrical coil within the set measuring window, determining the temperature (107) of the electrical coil on the basis of the ohmic resistance currently measured within the set measuring window, and determining the temperature of the fuel in accordance with the currently determined temperature of the coil for the set measuring window. For this purpose, a temperature-resistance characteristic curve of the electrical coil is recorded, the currently measured ohmic resistance being compared with the temperature-resistance characteristic curve of the electrical coil and a corresponding temperature value from the temperature-resistance characteristic curve being assigned to the currently measured ohmic resistance .

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Ermitteln der Temperatur von Kraftstoff in einer Kraftstoffpumpe nach der Gattung des Patentanspruchs 1 und von einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention is based on a method for determining the temperature of fuel in a fuel pump according to the preamble of patent claim 1 and a device for carrying out the method.

Aus der DE 101 49 982 B4 ist ein Verfahren zur Ermittlung der Temperatur einer elektrischen Spule eines magnetostriktiven Kraftstoffinjektors einer Einspritzanlage für eine Brennkraftmaschine sowie eine zugehörige Vorrichtung bekannt. Dabei umfasst das Verfahren die Schritte der Messung der über die Spule des Kraftstoffinjektors abfallenden elektrischen Spannung und/oder des durch die Spule fließenden Stroms, der Bestimmung der Temperatur der Spule des Kraftstoffinjektors aus der gemessenen Spannung und/oder dem gemessenen Strom entsprechend einem vorgegebenen Zusammenhang zwischen Strom und/oder Spannung einerseits und Temperatur andererseits. Dieser Stand der Technik eignet sich lediglich zur Ermittlung der Spulentemperatur und benötigt dazu eine Messung der Kühlwassertemperatur.From the DE 101 49 982 B4 For example, a method is known for determining the temperature of an electrical coil of a magnetostrictive fuel injector of an injection system for an internal combustion engine and an associated device. In this case, the method comprises the steps of measuring the electrical voltage drop across the coil of the fuel injector and / or the current flowing through the coil, determining the temperature of the coil of the fuel injector from the measured voltage and / or the measured current according to a predetermined relationship Current and / or voltage on the one hand and temperature on the other. This prior art is only suitable for determining the coil temperature and requires a measurement of the cooling water temperature.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Das Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat den Vorteil, dass ein zusätzlicher Temperatursensor mit entsprechender Peripherie in der Kraftstoffpumpe entfallen kann, indem erfindungsgemäß eine periodisch wiederkehrende Ansteuerpause des in der Kraftstoffpumpe aufgenommenen und Magnetventils ausgenutzt wird, um innerhalb der jeweils erfassten Ansteuerpause ein entsprechendes Messfenster zu bilden, in welchem auf der Basis einer Messung des ohmschen Spulenwiderstands die Temperatur der Spule des Magnetventils bestimmt und aufgrunddessen die Kraftstofftemperatur ermittelt wird. Neben ihrer Hauptfunktion zum Erzeugen eines Magnetfelds während der seitens der Kraftstoffpumpe periodisch erfolgenden Ansteuerphase des Magnetventils, erfüllt mithin die Spule des Magnetventils im Sinne der Erfindung eine Zweitfunktion als Temperatursensorelement während eines gesetzten Messfensters. Dadurch läßt sich vorteilhaft eine Kostenreduktion erzielen. Mithin ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren die frühzeitige Erkennung von zu hohen Temperaturen außerhalb eines erwünschten Toleranzbereichs in der Kraftstoffpumpe und/oder in der Brennkraftmaschine, so dass mit entsprechenden Gegenmaßnahmen darauf reagiert werden kann, indem beispielsweise die Zulaufmenge in die Kraftstoffpumpe erhöht wird oder der Raildruck abgesenkt wird.The method with the characterizing features of claim 1 has the advantage that an additional temperature sensor with corresponding peripherals can be omitted in the fuel pump by inventively a periodically recurring drive pause of the recorded in the fuel pump and solenoid valve is used to within the each detected actuation pause a corresponding Form measuring window, in which on the basis of a measurement of the ohmic coil resistance, the temperature of the coil of the solenoid valve determines and therefore the fuel temperature is determined. In addition to its main function for generating a magnetic field during the period of the fuel pump periodically taking place control of the solenoid valve, therefore satisfies the coil of the solenoid valve according to the invention a secondary function as a temperature sensor element during a set measurement window. This can advantageously achieve a cost reduction. Thus, the inventive method allows the early detection of excessive temperatures outside a desired tolerance range in the fuel pump and / or in the internal combustion engine, so that it can be reacted with appropriate countermeasures by, for example, the feed rate is increased in the fuel pump or the rail pressure is lowered ,

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen.Further advantageous developments and refinements of the invention will become apparent from the measures listed in the dependent claims.

Eine in messtechnischer Hinsicht relativ einfach zu realisierende Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass während der erfassten Ansteuerungspause des Magnetventils der der Spule aufgeprägte Messstrom konstant gehalten wird.An embodiment of the method that is relatively easy to implement in metrological terms provides that the measuring current impressed on the coil is kept constant during the detected activation pause of the solenoid valve.

Um den magnetisch inaktiven Zustand des Magnetventils während der für die Messung währenden Ansteuerpause praktisch sicherzustellen, ist nach einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens der Messstrom für die elektrische Spule so gewählt, dass dieser signifikant unterhalb eines Stromschwellenwerts bleibt, ab welchem eine Betätigung des Magnetventils einsetzt.In order to practically ensure the magnetically inactive state of the solenoid valve during the measurement pause for the measurement pause, according to an advantageous development of the method according to the invention, the measuring current for the electric coil is chosen so that it remains significantly below a current threshold value, from which an actuation of the solenoid valve begins.

Zweckmäßig ist dabei, wenn der der Spule aufgeprägte Messstrom außerhalb der Ansteuerungspause auf Null gesetzt wird, so dass die jeweiligen Ansteuerungs- bzw. Betätigungsphasen und die intermittierend einsetzenden Messphasen voneinander getrennt sind und der normale Betätigungsbetrieb des Magnetventil ohne Störungen durch das erfindungsgemäße Verfahren ablaufen kann.It is expedient in this case if the measuring current impressed on the coil is set to zero outside of the activation pause, so that the respective actuation phases and the intermittently starting measurement phases are separated from one another and the normal actuation operation of the solenoid valve can proceed without disturbances by the method according to the invention.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass zur Bestimmung der Temperatur der elektrischen Spule eine Temperatur-Widerstands-Kennlinie der elektrischen Spule aufgenommen wird, wobei der in dem jeweiligen Messfenster aktuell gemessene ohmsche Widerstand mit der Temperatur-Widerstands-Kennlinie der elektrischen Spule verglichen wird und daraus dem aktuell gemessenen ohmschen Widerstand ein entsprechender Temperaturwert aus der Temperatur-Widerstands-Kennlinie zugeordnet wird. Im Unterschied zu einem theoretisch ermittelten Verlauf des temperaturabhängigen Widerstands des Spulendrahts der elektrischen Spule, wird gemäß der Erfindung eine temperaturabhängige Widerstandskennlinie unter Laborbedingungen erstellt, welche mithin das temperaturabhängige Widerstandsverhalten der Spule real abbildet. A particularly advantageous embodiment of the invention is that a temperature-resistance characteristic of the electrical coil is recorded to determine the temperature of the electric coil, wherein the ohmic resistance currently measured in the respective measuring window compared with the temperature-resistance characteristic of the electric coil is and from the currently measured ohmic resistance, a corresponding temperature value from the temperature-resistance characteristic is assigned. In contrast to a theoretically determined course of the temperature-dependent resistance of the coil wire of the electric coil, a temperature-dependent resistance characteristic curve is created under laboratory conditions, which therefore reflects the temperature-dependent resistance behavior of the coil real in accordance with the invention.

Indem eine empirisch ermittelte thermische Relaxation für die Thermalisierung zwischen dem in der Kraftstoffpumpe aufgenommenen Magnetventil, der in dem Magnetventil angeordneten elektrischen Spule und dem in der Kraftstoffpumpe fließenden Kraftstoff berücksichtigt wird, bildet die im jeweiligen Messfenster bestimmte Temperatur der elektrischen Spule ein Maß für die Temperatur des Kraftstoffs.By taking into account an empirically determined thermal relaxation for the thermalization between the magnetic valve accommodated in the fuel pump, the electric coil arranged in the solenoid valve and the fuel flowing in the fuel pump, the temperature of the electric coil determined in the respective measuring window forms a measure of the temperature of the fuel.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird nach Aufnahme der Temperatur-Widerstands-Kennlinie für aufeinanderfolgend erfasste Ansteuerpausen eine Vielzahl von Messzyklen durchgeführt. Dadurch wird eine praktisch kontinuierliche Überwachung des Temperaturverhaltens des Kraftstoffs über einen längeren Zeitraum ermöglicht. Zudem kann dadurch die in einem einmalig durchzuführenden Prozessschnitt zu Beginn des Verfahrens gesondert aufzunehmende Temperatur-Widerstands-Kennlinie allen folgenden Messzyklen zugrundegelegt werden.According to a preferred embodiment of the invention, after recording the temperature-resistance characteristic for successive Detected control pauses performed a variety of measurement cycles. This allows a virtually continuous monitoring of the temperature behavior of the fuel over a longer period of time. In addition, the temperature-resistance characteristic to be recorded separately at the beginning of the process can be used as a basis for all subsequent measurement cycles in a process cut to be performed once.

Zeichnungendrawings

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung und in der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:An embodiment of the invention is explained in more detail in the following description and in the accompanying drawings. It shows:

1 ein Flussdiagramm mit den wesentlichen Verfahrenschritten des erfindungsgemäßen Verfahrens. 1 a flowchart with the essential steps of the method according to the invention.

Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment

1 zeigt ein im Ganzen mit 100 bezeichnetes Flussdiagramm mit den wesentlichen Verfahrensschritten des erfindungsgemäßen Verfahrens, mit dem die Temperatur des Kraftstoffs in einer Kraftstoffpumpe eines Hochdruckspeichereinspritzsystems bestimmt wird. Dabei wird ein elektrisch ausgebildetes Saugventil der Kraftstoffpumpe über ein in der Kraftstoffpumpe aufgenommenes Magnetventil gesteuert, während das Magnetventil seinerseits periodisch Ansteuerimpulse von der Kraftstoffpumpe in Abhängigkeit von deren Drehzahl erhält. 1 shows a whole with 100 designated flow diagram with the essential steps of the method according to the invention, with which the temperature of the fuel is determined in a fuel pump of a high-pressure accumulator injection system. In this case, an electrically formed suction valve of the fuel pump is controlled via a magnetic valve received in the fuel pump, while the solenoid valve in turn periodically receives control pulses from the fuel pump as a function of their speed.

Da das Magnetventil innerhalb der Kraftstoffpumpe von dem Kraftstoff umspült ist und somit die Temperatur des Magnetventilgehäuses die Temperatur des Kraftstoffs annimmt, fußt das erfindungsgemäße Verfahren auf dem Gedanken, dass sich die elektrische Spule des Magnetventils im thermischen Gleichgewicht mit dem Kraftstoff befindet, so dass die Temperatur der elektrischen Spule der Kraftstofftemperatur entspricht. Um die Kraftstofftemperatur zu ermitteln, wird demgemäß zunächst die Temperatur der elektrischen Spule des Magnetventils erfasst. Erfindungsgemäß wird dabei eine Ansteuerungspause des Magnetventils ausgenutzt, in welcher das Magnetventil keinen Ansteuerimpuls der Kraftstoffpumpe empfängt.Since the solenoid valve within the fuel pump is surrounded by the fuel and thus the temperature of the solenoid valve housing assumes the temperature of the fuel, the inventive method is based on the idea that the electrical coil of the solenoid valve is in thermal equilibrium with the fuel, so that the temperature the electric coil corresponds to the fuel temperature. In order to determine the fuel temperature, the temperature of the electric coil of the solenoid valve is accordingly first detected. According to the invention, a drive pause of the solenoid valve is utilized, in which the solenoid valve receives no drive pulse of the fuel pump.

Zu Beginn des ansonsten zyklisch ablaufenden Verfahrens wird nach dem Start des Verfahrens gemäß Schritt 101 zunächst in einem grundlegenden Verfahrensschritt 102 eine Widerstands-Temperatur-Kennlinie der elektrischen Spule unter Laborbedingungen aufgenommen. Dabei wird im interessierenden Temperaturbereich in genau kalibrierten Temperaturschritten die für eine jeweils eingestellte Spulentemperatur der jeweils dazu korrespondierende ohmsche Widerstand der elektrischen Spule gemessen. Die über N Stützstellen im Temperaturbereich ermittelten einzelnen Wertepaare (Ti, Ri(T))i=1...N werden zum Ausbilden der Kennlinie abgespeichert und stehen in den nachfolgenden Verfahrensschritten zum Abruf bereit. Zugrundegelegt wird dabei, dass für einen metallischen Leiter wie einen Spulendraht der spezifische Widerstand ρ eine im Wesentlichen lineare Abhängigkeit von der Temperatur T aufweist gemäß der nachfolgenden Gleichung: ρ(T) = ρ(20°C) (1 + α(T – 20°C)) Gl.(1) Äquivalent dazu steht der ohmsche Widerstand des Spulendrahts in linearer Abhängigkeit von der Temperatur T gemäß nachfolgender Gleichung: R(T) = R(20°C) (1 + α(T – 20°C)) Gl.(2) At the beginning of the otherwise cyclic process is after the start of the process according to step 101 initially in a basic process step 102 recorded a resistance-temperature characteristic of the electric coil under laboratory conditions. In this case, in the temperature range of interest in exactly calibrated temperature steps, the respectively corresponding coil temperature of the respectively corresponding ohmic resistance of the electrical coil is measured. The individual value pairs (T i , R i (T)) i = 1... N determined via N interpolation points in the temperature range are stored to form the characteristic curve and are available for retrieval in the subsequent method steps. It is assumed that, for a metallic conductor such as a coil wire, the specific resistance ρ has a substantially linear dependence on the temperature T according to the following equation: ρ (T) = ρ (20 ° C) (1 + α (T - 20 ° C)) Eq. (1) Equivalent to this is the ohmic resistance of the coil wire in linear dependence on the temperature T according to the following equation: R (T) = R (20 ° C) (1 + α (T - 20 ° C)) Eq. (2)

Dabei bezeichnet ρ(T) den spezifischen Widerstand des Leiters bei der Temperatur T, ρ(20°C) den spezifischen Widerstand des Leiters bei einer Bezugstemperatur von 20°C und α den Temperaturkoeffizienten des Leiters, während R(T) den ohmschen Widerstand des Leiters, d.h. des Spulendrahts, bei der Temperatur T, und R(20°C) den ohmschen Widerstand des Leiters bzw. Spulendrahts bei einer Bezugstemperatur von 20°C bezeichnet.Where ρ (T) denotes the resistivity of the conductor at the temperature T, ρ (20 ° C) the resistivity of the conductor at a reference temperature of 20 ° C and α the temperature coefficient of the conductor, while R (T) the ohmic resistance of the conductor Chief, ie of the coil wire, at the temperature T, and R (20 ° C) denote the ohmic resistance of the conductor or coil wire at a reference temperature of 20 ° C.

Nach Start 101 des Verfahrens 100 und der unmittelbar darauffolgenden Erstellung der temperaturabhängigen Widerstandskennlinie in Schritt 102 wird der zyklische Verfahrensabschnitt in einem Verfahrensschritt 103 eingeleitet, indem zunächst eine Ansteuerpause des Magnetventils erfasst wird, in welcher die Spule des Magnetventils nicht mit dem üblichen Arbeitsstrom bestromt ist. Bei einer z.B. Drehzahl von typischerweise 1000–4500 U/min rotierenden Pumpe liegt diese Ansteuerpause in der Größenordnung von einigen Millisekunden. Innerhalb dieses zwischen aufeinanderfolgenden Arbeitszyklen periodisch wiederkehrenden Zeitfensters wird gemäß einem weiteren Verfahrensschritt 104 der elektrischen Spule des Magnetventils ein – gegenüber dem in der aktiven bzw. normalen Ansteuerungsphase normalen Spulenstrom – geringer Messstrom IMess von definierter bzw. vorbestimmter Größe, d.h. ein Konstantstrom aufgeprägt. Dazu wird an die Spule eine bestimmte Versorgungsspannung U angelegt. Der Konstantstrom wird so gewählt, dass dieser eine signifikant niedrigere Stromstärke hat als der im Normalbetrieb des Magnetventils zur Erzeugung des dafür vorgesehenen Magnetfelds erforderliche Spulenstrom. Dadurch wird sichergestellt, dass der während eines laufenden Messzyklus aufgeprägte Messstrom IMess nur ein äußerst schwaches Magnetfeld erzeugt, das nicht für eine Betätigung des Magnetventils ausreicht, d.h. der Messstrom bleibt deutlich unterhalb des zur Betätigung oder Anregung des Magnetventils erforderlichen Schwellenwerts der Stromstärke. In einem nächsten Verfahrensschritt 105 wird während des aktuellen Zeitfensters der aktuelle ohmsche Widerstand RSpule der Spule beispielsweise mittels eines Ohmmeters laufend gemessen. After start 101 of the procedure 100 and the immediately following creation of the temperature-dependent resistance characteristic in step 102 becomes the cyclic process section in a process step 103 initiated by first a drive pause of the solenoid valve is detected, in which the coil of the solenoid valve is not energized with the usual working current. For example, with a pump rotating at a speed of typically 1000-4500 rpm, this actuation pause is on the order of a few milliseconds. Within this periodically recurring period of time between successive working cycles, according to a further method step 104 the electric coil of the solenoid valve a - compared to the normal in the active or normal drive phase coil current - low measurement current I measured of defined or predetermined size, that impressed a constant current. For this purpose, a specific supply voltage U is applied to the coil. The constant current is chosen such that it has a significantly lower current than the coil current required for the purpose of generating the magnetic field provided during normal operation of the solenoid valve. This ensures that during a current measurement cycle imposed measurement current I measurement produces only an extremely weak magnetic field that is insufficient for actuation of the solenoid valve, ie, the measuring current is significantly below that required for the actuation or excitation of the solenoid valve threshold value of the current intensity. In a next process step 105 is during of the current time window, the current ohmic resistance R coil of the coil, for example, continuously measured by means of an ohmmeter.

In einem daran anschließenden Verfahrensschritt 106 wird die in Schritt 102 erstellte und gespeicherte Widerstands/Temperatur-Kennlinie abgerufen, worauf in Schritt 107 innerhalb des laufenden Zeitfensters die Bestimmung der aktuellen Spulentemperatur TSpule auf der Basis des gemäß Verfahrensschritt 105 durchgeführten Widerstandsmessung erfolgt, indem ein funktionaler Zusammenhang zwischen der zu bestimmenden Spulentemperatur und dem gemessenen Spulenwiderstand hergestellt wird durch Vergleich mit der in Schritt 102 erstellten Widerstands/Temperatur-Kennlinie, welche experimentell für diese Spule unter Laborbedingungen im relevanten Temperaturbereich ermittelt wurde. Anhand dieser Kennlinie wird dem im Verfahrensschritt 105 gemessenen aktuellen Widerstandswert ein Temperaturwert zugeordnet. Der Widerstandswert und der aus der Kennlinie jeweils zugeordnete Temperaturwert werden jeweils paarweise für das laufende Messintervall erfasst und abgespeichert. Da sich die elektrische Spule praktisch in thermischem Gleichgewicht mit dem Kraftstoff in der Pumpe befindet, ist die ermittelte Temperatur der elektrischen Spule ein Maß für die Temperatur des unter Druck stehenden Kraftstoffs, wobei eine empirisch ermittelte Relaxationszeit für die Thermalisierung zwischen Spule und Kraftstoff bei einer typischen Standardgerätekonfiguration berücksichtigt wird, um die Temperatur des Kraftstoffs auf der Basis der gemessenen Spulentemperatur zu bestimmen. Anschließend erfolgt in Schritt 108 die Übergabe der entsprechenden Werte an einen übergeordneten Prozess.In a subsequent process step 106 will be the one in step 102 created and stored resistance / temperature characteristic obtained in step 107 within the current time window, the determination of the current coil temperature T coil on the basis of according to method step 105 Resistance measurement is carried out by establishing a functional relationship between the coil temperature to be determined and the measured coil resistance by comparison with that in step 102 created resistance / temperature characteristic, which was determined experimentally for this coil under laboratory conditions in the relevant temperature range. Based on this characteristic is the in process step 105 measured current resistance value associated with a temperature value. The resistance value and the respective temperature value assigned from the characteristic curve are recorded and stored in pairs for the current measuring interval. Since the electrical coil is in virtual thermal equilibrium with the fuel in the pump, the detected temperature of the electrical coil is a measure of the temperature of the pressurized fuel, with an empirically determined relaxation time for the coil to fuel thermalization in a typical Standard device configuration is taken into account to determine the temperature of the fuel based on the measured coil temperature. Subsequently, in step 108 the transfer of the corresponding values to a higher-level process.

In einem folgenden Verfahrensschritt 109 wird am Ende des durch die Ansteuerpause festgelegten Messintervalls der durch die Spule fließende Messstrom IMess abgeschaltet, indem die Versorgungsspannung von der Spule abgetrennt bzw. abgekoppelt wird. In dem dann einsetzenden normalen Arbeitsintervall fließt durch die Spule dann wieder der normale Arbeitsstrom für die Dauer der normalen Ansteuerungsphase des Magnetventils durch die Kraftstoffpumpe.In a subsequent process step 109 At the end of the measurement interval defined by the drive pause, the measurement current I Mess flowing through the coil is switched off by disconnecting or disconnecting the supply voltage from the coil. In the then normal working interval then flows through the coil then the normal working current for the duration of the normal driving phase of the solenoid valve by the fuel pump.

In einem weiteren Verfahrensschritt 110 erfolgt eine Abfrage, ob das Verfahren beendet werden soll, oder ein neuer Messzyklus initialisiert werden soll, worauf im ersten Fall das Verfahren mit Ausführen des Schritts 111 beendet wird oder im zweiten Fall ein nächster Meßzyklus durch Rücksprung zu Schritt 103 initialisiert wird, indem dort ein neues Zeitfenster bzw. Messfenster für die nächste Messung durch Erfassen einer Ansteuerpause definiert wird. Nach einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Abfrage ereignisgesteuert, d.h. das Verfahren befindet sich solange in einer Endlosschleife zwischen den Schritten 103 bis 109, bis die laufende Überprüfung in Abfrageschritt 110 durch einen entsprechenden externen Eingabeparameter ergibt, dass das Verfahren beendet werden soll. Alternativ dazu kann eine bestimmte Anzahl von aufeinanderfolgenden Messzyklen zu Beginn des Verfahrens 100 festgelegt werden, wobei bei Erreichen des Abfrageschritts 110 laufend überprüft wird, ob die anfangs festgelegte Anzahl von Messzyklen abgearbeitet ist, so dass das Verfahren erst nach Abarbeiten dieser Anzahl von Messzyklen zu Schritt 111 gelangt und das Verfahren damit endet. Bei Rücksprung zum Schritt 103 wird eine neue Ansteuerpause des Magnetventils detektiert bzw. abgewartet, um den neuen Messzyklus zu initialisieren. Sobald die neue Ansteuerpause detektiert wird, geht das Verfahren zu Schritt 104 weiter, worauf im nächsten Messfenster erneut der vorbestimmte Messstrom IMess der elektrischen Spule aufgeprägt wird und gemäß den sukzessive folgenden Verfahrensschritten 105 bis 107 die Widerstandsmessung der elektrischen Spule, der Abruf der Kennlinie und die Bestimmung der Spulentemperatur sowie der Kraftstofftemperatur erfolgt.In a further process step 110 a query is made as to whether the method is to be ended or a new measurement cycle is to be initialized, whereupon in the first case the method is terminated with the execution of step 111 or in the second case a next measurement cycle by return to step 103 is initialized by defining there a new time window or measurement window for the next measurement by detecting a drive pause. According to a preferred embodiment, the query is event-controlled, ie the method is in an endless loop between the steps 103 to 109 until the ongoing review in query step 110 a corresponding external input parameter indicates that the method should be terminated. Alternatively, a certain number of consecutive measurement cycles may be made at the beginning of the procedure 100 be set, when reaching the query step 110 It is constantly checked whether the initially set number of measuring cycles has been processed, so that the method only becomes operational after this number of measuring cycles has been processed 111 and the process ends with it. When returning to the step 103 a new control pause of the solenoid valve is detected or awaited to initialize the new measurement cycle. As soon as the new control pause is detected, the method goes to step 104 continue, whereupon in the next measurement window again the predetermined measurement current I measurement of the electrical coil is impressed and in accordance with the successive following process steps 105 to 107 the resistance measurement of the electrical coil, the retrieval of the characteristic curve and the determination of the coil temperature and the fuel temperature takes place.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Kennlinienaufnahme der elektrischen Spule in einem einmalig durchzuführenden Verfahrensschritt ausgeführt und die gespeicherte Kennlinie dann allen künftig ablaufenden Messzyklen zum Abruf zur Verfügung gestellt, so dass bei diesen künftig ablaufenden Messzyklen im Verfahrensschritt 102 lediglich der Zugriff auf die bereits abgespeicherte Kennlinie der elektrischen Spule erfolgt.According to a preferred embodiment of the method according to the invention, the characteristic recording of the electric coil is carried out in a single process step to be performed and the stored characteristic then all future measuring cycles available for retrieval, so that in these future expiring measuring cycles in the process step 102 only the access to the already stored characteristic of the electric coil takes place.

Eine alternative Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann darin bestehen, dass anstatt eine Temperatur-Widerstands-Kennlinie der elektrischen Spule aufzunehmen, ein temperaturabhängiger Widerstandsverlauf der Spule anhand der in Gleichung (2) dargestellten theoretischen Beziehung zwischen Widerstand und Temperatur der Spule bestimmt wird.An alternative embodiment of the method according to the invention may consist in that instead of recording a temperature-resistance characteristic of the electrical coil, a temperature-dependent resistance profile of the coil is determined on the basis of the theoretical relationship between resistance and temperature of the coil as shown in equation (2).

In vorrichtungstechnischer Hinsicht ist zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Vorrichtung vorgesehen, welche für eine Konfiguration adaptiert ist, in der ein in der Kraftstoffpumpe aufgenommenes Magnetventil ein elektrisch betätigbar ausgebildetes Saugventil steuert und das Magnetventil von der Kraftstoffpumpe periodisch Ansteuerimpulse empfängt; die Vorrichtung umfasst eine Steuereinheit, die mit der Kraftstoffpumpe einerseits und mit dem Magnetventil andererseits in elektrischer Verbindung steht, indem die Steuereinheit die Drehzahl und/oder den Drehwinkel der Kraftstoffpumpe erfasst und in Abhängigkeit davon ein Messfenster setzt, um innerhalb des jeweils gesetzten Messfensters der elektrischen Spule des Magnetventils einen Messstrom aufzuprägen und den ohmschen Widerstand der elektrischen Spule mittels des aufgeprägten Messstroms zu messen. Auf der Basis des innerhalb des gesetzten Messfensters aktuell gemessenen ohmschen Widerstands ermittelt die Steuereinheit die Temperatur der elektrischen Spule mittels einer in der Steuereinheit abrufbar abgespeicherten Temperatur-Widerstands-Kennlinie und berechnet die Temperatur des Kraftstoffs nach Maßgabe der aktuell ermittelten Temperatur der elektrischen Spule für das gesetzte Messfenster. Die Steuereinheit übernimmt zudem die Spannungsversorgung der elektrischen Spule während des jeweils gesetzten Messfensters und die Erfassung/Auswertung der entsprechenden Widerstandswerte der elektrischen Spule. Außerdem greift die Steuereinheit in die Steuerung bzw. Regelung der Kraftstoffpumpe ein, um die jeweilige Ansteuerpause zu erkennen. In device technical terms, an apparatus is provided for carrying out the method according to the invention, which is adapted for a configuration in which a magnetic valve accommodated in the fuel pump controls an electrically actuated suction valve and the solenoid valve periodically receives control pulses from the fuel pump; the device comprises a control unit which is in electrical connection with the fuel pump on the one hand and with the solenoid valve on the other hand, by the control unit detects the speed and / or the rotation angle of the fuel pump and sets a measurement window in response to within the respective set measurement window of the electric Coil of the solenoid valve to impose a measuring current and the ohmic Resistance of the electrical coil to be measured by means of the impressed measuring current. On the basis of the ohmic resistance currently measured within the set measurement window, the control unit determines the temperature of the electrical coil by means of a temperature-resistance characteristic which is retrievably stored in the control unit and calculates the temperature of the fuel in accordance with the currently determined temperature of the electric coil for the set one measurement window. The control unit also takes over the power supply of the electric coil during the respective set measurement window and the detection / evaluation of the corresponding resistance values of the electric coil. In addition, the control unit intervenes in the control or regulation of the fuel pump in order to detect the respective actuation pause.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 10149982 B4 [0002] DE 10149982 B4 [0002]

Claims (10)

Verfahren zum Ermitteln der Temperatur von Kraftstoff in einer Kraftstoffpumpe mit elektrisch betätigbar ausgebildetem Saugventil, insbesondere in einem Hochdruckeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine, mit folgenden Verfahrensschritten: Erfassen (103) einer Ansteuerungspause einer elektrischen Spule eines in der Kraftstoffpumpe aufgenommenen Magnetventils, Aufprägen (104) eines vorbestimmten Messstroms auf die elektrische Spule des Magnetventils während eines für die Dauer der erfassten Ansteuerpause gesetzten Messfensters, Messen (105) des ohmschen Widerstands der elektrischen Spule innerhalb des gesetzten Messfensters, Bestimmen der Temperatur der elektrischen Spule auf der Basis des innerhalb des gesetzten Messfensters aktuell gemessenen ohmschen Widerstands, Ermitteln der Temperatur des Kraftstoffs nach Maßgabe der aktuell bestimmten Temperatur der Spule für das gesetzte Messfenster.Method for determining the temperature of fuel in a fuel pump with an electrically actuated suction valve, in particular in a high-pressure injection system for an internal combustion engine, with the following method steps: detection ( 103 ) a drive pause of an electrical coil of a magnetic valve accommodated in the fuel pump, imprinting ( 104 ) of a predetermined measuring current on the electrical coil of the solenoid valve during a measurement window set for the duration of the detected actuation pause, measuring ( 105 ) of the ohmic resistance of the electrical coil within the set measurement window, determining the temperature of the electrical coil based on the ohmic resistance currently measured within the set measurement window, determining the temperature of the fuel according to the currently determined temperature of the coil for the set measurement window. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine im Normalbetrieb des Magnetventils eintretende Ansteuerpause durch die Kraftstoffpumpe detektiert wird, indem die Drehzahl und/oder der Drehwinkel der Kraftstoffpumpe erfasst wird.A method according to claim 1, characterized in that a normal during operation of the solenoid valve entering pause is detected by the fuel pump by the rotational speed and / or the rotational angle of the fuel pump is detected. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass während der erfassten Ansteuerungspause des Magnetventils der der Spule aufgeprägte Messstrom konstant gehalten wird.A method according to claim 1 or 2, characterized in that during the detected control pause of the solenoid valve of the coil impressed measuring current is kept constant. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Messstrom für die Spule so gewählt wird, dass dieser signifikant unterhalb eines Stromschwellenwerts bleibt, ab welchem eine Betätigung des Magnetventils einsetzt. Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the measuring current for the coil is chosen so that it remains significantly below a current threshold value, from which an actuation of the solenoid valve begins. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der der Spule aufgeprägte Messstrom außerhalb der Ansteuerungspause auf Null gesetzt wird.Method according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the measuring current impressed on the coil is set to zero outside the activation pause. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der Temperatur der elektrischen Spule eine Temperatur-Widerstands-Kennlinie der elektrischen Spule aufgenommen wird.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that for determining the temperature of the electric coil, a temperature-resistance characteristic of the electric coil is received. Verfahren nach einem der Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der Temperatur der elektrischen Spule der in dem jeweiligen Messfenster aktuell gemessene ohmsche Widerstand mit der Temperatur-Widerstands-Kennlinie der elektrischen Spule verglichen wird und daraus dem aktuell gemessenen ohmschen Widerstand ein entsprechender Temperaturwert aus der Temperatur-Widerstands-Kennlinie zugeordnet wird.Method according to one of claim 6, characterized in that for determining the temperature of the electrical coil of the currently measured in the respective measuring window ohmic resistance with the temperature-resistance characteristic of the electric coil is compared and from the currently measured ohmic resistance from a corresponding temperature value the temperature-resistance characteristic is assigned. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die im jeweiligen Messfenster bestimmte Temperatur der elektrischen Spule ein Maß für die Temperatur des Kraftstoffs bildet, indem eine empirisch ermittelte thermische Relaxation für die Thermalisierung zwischen dem in der Kraftstoffpumpe aufgenommenen Magnetventil, der in dem Magnetventil angeordneten elektrischen Spule und dem in der Kraftstoffpumpe fließenden Kraftstoff berücksichtigt wird. Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that the determined in the respective measuring window temperature of the electric coil is a measure of the temperature of the fuel by an empirically determined thermal relaxation for the thermalization between the recorded in the fuel pump solenoid valve in the solenoid valve disposed electrical coil and the fuel flowing in the fuel pump is taken into account. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass nach Aufnahme der Temperatur-Widerstands-Kennlinie für aufeinanderfolgend erfasste Ansteuerpausen eine Vielzahl von Messzyklen durchgeführt wird.Method according to one of claims 6 to 8, characterized in that after recording the temperature-resistance characteristic for successively detected drive pauses a plurality of measurement cycles is performed. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine mit der Kraftstoffpumpe und dem Magnetventil elektrisch wirkverbundene Steuerungseinheit umfasst, welche die Drehzahl und/oder den Drehwinkel der Kraftstoffpumpe erfasst und in Abhängigkeit davon ein Messfenster setzt, um innerhalb des jeweils gesetzten Messfensters der elektrischen Spule des Magnetventils einen Messstrom aufzuprägen und den ohmschen Widerstand der elektrischen Spule mittels des aufgeprägten Messstroms zu messen.Device for carrying out the method according to any one of the preceding claims, characterized in that the device comprises a control unit electrically operatively connected to the fuel pump and the solenoid valve, which detects the rotational speed and / or the rotational angle of the fuel pump and sets a measurement window in dependence thereon of the set measuring window of the electric coil of the solenoid valve to impose a measuring current and to measure the ohmic resistance of the electrical coil by means of the impressed measuring current.
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